IEA의 Net Zero 2050 Report에 따르면 2030년까지 26%의 온실가스 감축기여도를 갖는 효율향상과 수요관리를 탄소중립의 주요 수단으로 제시하면서 주요 수단으로는 디지털화에 기반한 수요관리기술과 에너지설비가 전기화되면서 가능해지는 최적 제어기술을 제시하고 있다. 한국에너지기술평가원 수요관리PD는 에너지수요부문에서 디지털화를 통해 수요자원을 확대하고 에너지신시장 창출을 위해 에너지 네트워크 솔루션, 표준모델 개발 및 수요유연화 기술개발 방향으로 신규 과제를 기획하는 것이 주요 역할이다. 에너지수요관리핵심 과제 중 ‘열·전기저장시스템 기반 건물군 열에너지 수요관리 기술 개발 및 실증’ R&D를 기획한 김지효 에너지기술평가원 수요관리PD를 만나 기획 배경 등을 들어봤다. ■ 수요관리부문 주요 R&D 방향은 새정부 에너지정책 이행을 위한 에너지수요관리 R&D 미래전략을 수립 및 도출된 전략 프로젝트 중점 지원과 에너지수요관리핵심사업을 통해 산업·건물·수송분야 계속과제들에 대한 성과관리가 함께 주어진 역할이다. 세부적으로 산업분야에서는 데이터 기반 산업군별 에너지원단위 개선 기술, 최적 에너지응용을 위한 전기-열-가스 다중 네트워
2005년 태양열집열기 중 ‘단일진공관형 히트파이프식 태양열집열기’ 제조 및 설계, 시공 전문기업으로 성장한 선다코리아는 태양광, 태양열 등 신재생에너지 보급 및 R&D에 앞장서는 태양에너지 전문기업으로 성장하고 있다. 2006년 태양열 신재생설비인증(현 KS인증) 집열기 및 국내 최초 태양열 냉난방시스템(80RT)을 2개소에 공급하며 태양열시스템의 신시장을 개척하며 안정적인 태양열시스템 보급에 앞장서 왔다. 또한 한국에너지공단에서 인증된 태양광, 태양열 참여기업 중 국내 최다 실적을 보유하고 있는 신재생전문기업이다. 특히 2006년부터 에너지공단의 주택·건물 보급사업을 통해 600여개소에 보급했으며 태양열시스템은 약 350개소, 총설치면적은 약 5만6,000㎡에 이른다. 현재까지 연간 약 1,500개소 이상 신재생에너지설비를 구축, 운영하고 있으며 한국에너지공단 A/S전담기업, 태양열 KS인증 보유, 태양열 PTC발전, 흡수판 코팅기술, 산업공정열 집광시스템 등 기술개발 실적을 보유하고 있다. ‘열·전기 저장시스템 기반 건물군 열에너지 수요관리 기술개발 및 실증’ 총괄을 맡은 조장현 선다코리아 대표를 만나 기술개발 계획에 대해 들어봤다. ■ 이번 과
GS파워는 정부가 시행한 안양·부천 열병합발전 및 지역난방설비에 대한 공개경쟁입찰에서 인수자로 최종 결정돼 2000년부터 본격적인 운영을 시작했다. 대기오염물질 발생이 현저히 적은 열병합발전사업을 중심으로 기후변화에 적극 대응하기 위한 에너지효율화사업, 신재생에너지사업 등을 운영하고 있다. 현재 안양·부천의 1,430MW 규모 LNG열병합발전소 운영을 통해 수도권 전력수급 안정화에 기여하고 있으며 발전소에서 생산된 열은 인근 지자체에서 생산되는 쓰레기 소각열, 연료전지열, 하수열 등 그린에너지와 함께 안양, 부천 및 주변도시 약 40만세대에 냉난방용으로 공급하고 있다. GS파워는 국내 최대규모 민간 집단에너지사업자로서 LNG열병합발전, 연료전지, 풍력발전, 태양광발전을 포함한 대규모 전력생산설비와 히트펌프, 보일러 등의 열생산설비를 보유, 운영 중이며 축열조와 ESS를 포함한 에너지저장설비도 갖추고 있어 지역과 전력망에 효율적이며 안정적으로 에너지서비스를 제공하고 있다. 특히 이번 사업의 핵심기술인 히트펌프와 관련 국내 최초 발전소 기기냉각열 회수히트펌프시스템, 국내 최초 연료전지 저온열 회수 히트펌프시스템, 국내 최초 하수열 회수 히트펌프시스템을 설계, 운
한국기계연구원은 과학기술분야 정부출연연구기관 등의 설립, 운영 및 육성에 관한 법률에 근거해 1976년 기계분야의 연구개발, 성과확산, 신뢰성평가 등을 통한 국가 및 산업계의 발전에 기여하고자 설립된 연구기관이다. 또한 산업공정에서 많이 사용되고 있는 LNG·LPG보일러 등을 태양열 기반 고온히트펌프 융합시스템으로 대체하기 위한 시스템 공정설계 기술, 설계플랫폼 기술, 운영 최적화 기술 등을 보유하고 있으며 초고온 히트펌프 개발, 섹터커플링기술, 고온열저장기술 등 다양한 열에너지 연구개발 실적을 보유하고 있다. 기계연구원의 관계자는 “고온히트펌프를 이용한 수요관리기술과 태양에너지 등 신재생에너지융합 연구를 꾸준히 해오고 있다.”라며 “산업분야 화석연료 기반 열공급설비(예: 보일러)를 고온히트펌프 기반 친환경설비로의 전환을 위한 열공정 설계기술을 보유하고 있어 이번 연구과제에서 열네트워크 설계를 최적화할 수 있다”고 밝혔다. 피크전력 완화·출력제어 대응 기계연구원은 실증사이트 기구축 설비들과 신규 구축 에너지설비들을 고려해 열네트워크 공정설계기술을 개발하고 실제 공정설계를 수행한다. 또한 실증설비 구축을 위한 고온히트펌프, 열저장조 등 열설비 선정 등을 담당한
1966년 국내 최초 정부출연연구기관으로 설립된 국가종합연구소 KIST는 1960~70년대 산업화의 싱크탱크로서 역할을, 1980~90년대 선진기술 추격연구를, 2000년대 첨단기술연구를, 2010년대 이후 원천기술 선도연구를 수행해 왔다. 올해 최초의 질문과 최고의 난제를 최선의 해법으로 풀어내는 글로벌 혁신 연구기관으로 도약을 목표로 하고 있으며 탄소중립이나 고령화와 같은 국가와 사회가 당면한 문제를 해결하는 ‘임무 중심’ 연구로 외연을 확장하고 있다. KIST는 실증지의 조건에 맞는 열에너지의 축열을 위해 PCM을 선정하고 캡슐, 팩킹, 적층방법을 개발하고 이를 고려한 축열조 설계, 제작, 실증, 운영에 필요한 연구를 수행했으며 열에너지를 PCM에 축열하기 위해 PCM 캡슐 제조공정 및 내구성시험 등에 대한 사전연구를 수행했다. 실증지 적용 최적 PCM 선정 KIST는 이번 R&D를 통해 열에너지의 시간에 따른 수요 및 공급의 불균형 해소를 위해 실증지 조건에 맞는 PCM을 선정하고 캡슐, 팩킹, 적층 방법을 개발하고 이를 고려한 축열조 설계, 제작, 실증, 운영까지 개발을 수행한다. 연차별로는 △1차년도: PCM 캡슐, 팩킹, 적층, 축열조해석
스마트 에너지 감시·분석·제어 솔루션 제어기업 아미텍은 스마트그리드와 마이크로그리드분야 국산화기술 개발을 목표로 설립됐으며 제품 설계부터 제작까지 직접 생산으로 품질을 확보하고 있으며 현장시험 및 유지보수 등 기술지원으로 에너지산업을 비롯한 다양한 분야의 솔루션을 제공하고 있다. 국내 전문 연구기관들과 함께 신재생발전 감시제어시스템에 필요한 요소기술 개발을 시작으로 열에너지 및 환경계측과 유·무선통신기술 경험을 축적해 왔으며 에너지 관련 공기업의 수요에 충족하는 다양한 감시제어 소프트웨어 및 솔루션을 공급해 신뢰를 구축해 오고 있다. 최근에는 에너지분야 국책 연구개발사업에 적극적으로 참여하면서 기술개발의 다변화와 진출사업분야의 확장을 추진하고 있으며 정부기관으로부터 에너지특화기업과 첨단기술제품 인증을 확인 및 보유하고 있다. 특히 지역난방공사를 비롯해 한국수력원자력, 한국전력공사, 한국전기연구원 등 공공기관에서 필요한 전기, 열에너지 및 환경데이터 감시와 제어를 위한 자체 개발 솔루션을 보유하고 있어이번 과제에 참여해 실증사이트의 열과 전기에너지의 통합감시시스템을 구축하고 에너지 모니터링과 수요관리 플랫폼 구축에 앞장서고 있다. 원격감시 및 제어 운영시스템
한국광기술원는 제4차 산업혁명시대 광융합산업을 선도하는 전문생산기술연구소로 광융합산업 지속성장을 위한 혁신기술 개발을 진행하고 있으며 기업지원을 통한 광융합 혁신플랫폼을 통한 건전한 생태계를 조성하는데 앞장서고 있다. 특히 광에너지연구본부 AI에너지연구센터는 에너지 빅데이터 기반 서비스검증기술을 활용한 인공지능 에너지상태 분석기술을 개발하고 센서 네트워크기술을 연계한 인공지능 에너지관리·안전관리·지능형 유지보수기술 등 에너지분야에 인공지능을 결합한 새로운 기술 발전에 기여하고 있다. 수요관리 알고리즘, 열네트워크 적용 AI에너지연구센터는 다년간 인공지능과 에너지분야 R&D를 수행하면서 AI·ICT 기반 마이크로그리드 운영관리 및 고장예측기술, 전력·열데이터를 활용한 장단기 에너지예측, 다중통신프로토콜 기반 에너지관리기술을 개발해 왔다. 이번 R&D에서는 열·전기데이터 정의 및 분석, 열·전기 생산 및 수요예측 기술개발, 운영 모델링을 통한 열·전기 최적 운영 알고리즘 개발을 수행한다. 이를 통해 고도화된 실증지 맞춤형 TES 기반 열 네트워크 구축 및 실증 수행을 완료할 계획이다. 연차별 목표는 △1차년도: 열·전기 에너지 데이터 정의 및 분석
한양대학교 터보기계연구실은 우주발사체 액체추진로켓에 적용되는 펌프시스템부터 다양한 산업현장의 초고속 회전기계와 터보기계 등 회전체동역학 및 저진동설계기술을 비롯해 유체동압베어링, 시일, 댐퍼 등 주요 기능부품의 구조 및 윤활 설계기술 개발 연구를 중점적으로 수행하고 있다. 특히 윤활유 공급이 필요없는 무급유 공기베어링을 적용한 환경친화적이며 고성능, 고효율 회전기계기술 개발은 세계 수준의 기술력을 가지고 있다. 이를 바탕으로 국내외 다양한 대기업 및 중소기업과 기술개발과제를 진행 중이다. 이번 초저온 냉열설비 R&D에 참여한 류근 한양대 교수를 만나봤다. 류 교수는 20년이 넘는 공기윤활베어링 관련 연구경험을 가지고 있으며 최근 약 8년간 극저온 유체 가압 베어링에 대한 연구를 수행해 오고 있다. ■ 기관의 경쟁력과 이번 R&D에서의 역할은 무엇보다 유체베어링, 특히 공기베어링과 극저온베어링에 대한 풍부한 경험과 노하우다. 터보기계연구실은 자체적으로 극저온 환경에서 베어링을 실험할 수 있는 인프라를 갖추고 있어 타연구기관과 확연한 차별성을 가지고 있다. 이번 R&D에서는 초저온환경에서 운용되는 포일 베어링의 정하중 특성 및 동특성 계수를
이봉재 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수는 나노스케일 열전달부터 매크로스케일 열전달에 이르는 광범위한 열전달분야에서 탁월한 전문성을 보유하고 있다. 현재 열에너지시스템 열관리를 위한 전도, 대류, 복사열전달까지 다양한 열전달 현상에 대한 실험 및 수치해석 능력도 갖추고 있다. 이번 초저온 냉열설비 R&D에서 참여하는 이봉재 KAIST 교수를 만나봤다. ■ 과제 참여 배경 및 경쟁력은 그동안 KAIST는 다양한 열전달 시뮬레이션을 in-house 코드로 직접 제작한 경험 및 CFD를 통해 열전달 수치해석을 진행한 경험을 보유하고 있다. 더 나아가 인공지능 기반 기술을 사용해 열전달 현상을 최적화 및 예측한 경험은 열전달 수치해석 및 분석, 인공지능을 이용한 최적화까지 모두 수행할 수 있는 그룹 중 한 곳이다. 초저온 냉열설비의 핵심부품인 컴팬더는 고온의 압축기와 극저온(-100℃)의 팽창기가 동축으로 회전한다. 이에 따라 극저온의 팽창기에서 토출되는 유체온도를 효율적으로 낮추기 위해서는 컴팬더 내부의 열차폐가 절대적으로 요구된다. KAITST는 컴팬더 내부의 열차폐 설계 및 냉각시스템 성능분석을 위해 이번 과제에 참여하게 됐다. ■ 이번 과제에
중앙대학교 열 및 물질전달연구실은 주로 전기차용 전력반도체나 모터, 데이터센터와 같은 고방열 전자기기나 레이더, 레이저 등 고성능 방산기기에서의 방열관리 연구를 주로 하고 있다. 이형순 중앙대학교 기계공학부 부교수를 만나 ‘초저온 냉열설비’ R&D 참여배경에 대해 들었다. ■ 과제 참여 배경은 그간 다양한 온도범위에서 대류열전달 특성을 평가하는 연구를 진행해 왔다. 특히 지난 5년동안 극저온 유체를 이용한 대류열전달 열유동 성능측정을 진행한 경험이 있다. 이를 통해 인공지능망 기반 예측모델링을 개발하는 연구도 수행한 경험이 있다. 이번 과제 특성상 초저온 냉열설비를 개발하기 위해서는 초저온 상태에서의 대류열전달 성능을 정확하게 예측하고 측정하는 것이 매우 중요하기 때문에 참여하게 됐다. ■ 기관의 경쟁력은 대부분 연구기간동안 전자기기 방열관리, 다상유동에 연구해 온 경쟁력을 갖고 있다. 이번 연구에서 필요로 하는 초저온 작동유체에서의 열전달을 정확하게 측정하고 모델링할 수 있다. 또한 임베디드 액체냉각을 위해 소자를 직접 설계하고 제작할 수 있는 경험도 가지고 있어 향후 –100℃급 초저온 냉열설비가 개발된다면 적용하게될 고종횡비 식각을 위한 반도
국립 부경대학교는 냉동공조분야에 특화된 연구기관으로 초저온 냉열설비분야에 대한 다양한 연구경험을 가지고 있다. 특히 이번 과제의 연구책임자인 손창효 교수는 친환경 냉매를 적용한 초저온 냉동시스템 및 열교환기의 성능평가에 대한 연구경력을 다수 보유하고 있다. 손창효 교수를 만나 초저온 냉열설비 R&D 참여 배경 및 연구개발 목표에 대해 들어봤다. ■ 이번 과제 참여 배경은 참여기관이 보유하고 있는 친환경 초저온 냉매를 적용한 냉동시스템 및 열교환기 설계기술력을 토대로 많은 기관과 협업을 통해 자연냉매 적용 –100℃급 고효율 초저온 냉열설비시스템의 국산화에 이바지하고자 이번 과제에 참여하게 됐다. ■ 이번 과제 성공을 위한 부경대만의 경쟁력은 부경대는 그동안 냉동공조분야에서 꾸준한 연구를 진행해왔으며 이와 관련된 특허와 노하우를 다수 보유하고 있다. 최근에는 친환경 냉동시스템과 관련된 국가기술개발사업인 △친환경 해수제빙장치 개발 △친환경 지열히트펌프 개발 △액화공기를 이용한 냉방시스템 개발 등을 통해 환경친화적인 냉동공조분야에 대한 기술력을 키우고 있다. ■ 이번 과제에서의 역할은 부경대의 역할은 사이클을 구성하는데 있어 필수적인 요소인 3가지 타입의
한국에너지기술연구원 종합 에너지 전문 연구기관으로서 국가의 에너지안보와 탄소중립 문제를 동시에 해결하기 위한 연구에 앞장서 왔다. 이번 연구에 참여한 에너지변환연구실은 탄소중립사회에서의 열에너지 전기화 기술로 열-열, 열-전기, 전기-열의 효율적 변환의 핵심 기기인 히트펌프, 열-전기 섹터커플링, 카르노배터리기술 연구를 수행하고 있다. 신형기 에너지연 박사를 만나 Air Chiller R&D 참여 배경 및 개발 계획을 들었다. ■ 과제 참여 배경은 에너지연 에너지변환연구실은 2021년부터 공기냉매를 적용한 터보식 냉동기 연구를 수행해 왔다. 자체적으로 냉동시스템과 터보기기를 설계하고 실험장치를 구축해 2024년 현재 국내 최초로 대기 중 공기를 냉매로 적용한 냉동시스템을 개발해 팽창기 토출부 기준 6kW 냉동용량, -60℃ 냉열 생산을 달성했다. 특히 티앤이코리아와 협력을 통해 공기냉매 냉동기 개발에서 가장 난이도가 높은 터보식 컴팬더 시작품을 개발해 공기냉매 냉동기시스템을 구축했다. 특히 자체 설계를 통해 압축기 효율 80% 이상, 팽창기 효율 84% 이상, 운전 회전수 4만7,000RPM의 고효율 고속 소형 터보 컴팬더를 개발했다. 이렇게 쌓아온
한국생산기술연구원은 ‘생산기술분야 산업원천기술 개발 및 실용화, 중소·중견기업 기술지원 및 성과확산 등을 통해 국가산업발전에 기여한다’라는 임무를 가지고 있으며 생산기술 3대 중점 영역인 연구개발과 실용화, 기술지원을 통해 중소·중견기업 육성에 집중하고 있다. 특히 이번 과제에 참여한 생기원 산업에너지연구부문은 에너지기기 고효율화 기술, 유체기계 최적 설계 및 성능평가, 열에너지 저장시스템기술을 연구하고 있다. 이천규 생산기술연구원 박사는 삼성전자 생산기술연구소(現 설비기술연구소)에서 근무한 경험을 바탕으로 반도체 공정에 대한 이해도가 뛰어나다. 이천규 박사를 만나 초저온 냉열설비 개발 계획에 대해 들어봤다. ■ 과제 성공을 위한 생기원의 경쟁력은 생기원은 이번 과제와 유사한 칠러 개발 과제를 다수 수행한 바 있어 반도체 칠러 관련 기술은 충분히 갖추고 있다고 자부한다. 또한 산업에너지연구부문에서는 반도체 칠러와 관련 기술이전도 3건 수행한 바 있어 반도체 칠러기술 상용화에 대한 충분한 기술력이 검증됐다. ■ 주요 연구분야는 생기원에서는 공기냉매–냉각유체 열교환기에 대한 설계 및 시험을 담당한다. 이번 과제에서 개발할 역브레이튼 냉동사이클은 공기를 냉매로 사
한국기계연구원 가상공학연구센터는 음향, 진동충격, 회전기계를 연구하는 3개 팀으로 구성돼 있다. 가상공학연구센터는 해군함선, 풍력발전기, 가스터빈, 발전용 대형 회전축계 등 다양한 산업요소의 기계시스템 특성을 해석하고 설계 및 제어와 관련된 연구개발을 수행하고 있다. 최근에는 기존에 가지고 있던 전통적인 역학분야에서의 강점과 AI, Big data, 디지털화의 융합을 토대로 해 K-Machine을 선도하고자 혁신을 거듭하고 있다. 허균철 기계연구원 가상공학연구센터 박사를 만나 초저온 냉열설비 R&D 성공 경쟁력 등을 들어봤다. ■ 이번 과제 참여 배경은 특히 이번 과제는 자연냉매인 공기를 이용해 -100℃를 구현하는 아주 도전적인 과제다. 여기서 사용되는 핵심 요소기기 컴팬더는 수만rpm으로 회전하는 초고속 회전체다. 연구팀이 가지고 있는 회전기계 전문성과 진동상태감시기술이 이번 과제에 성공적으로 적용함으로써 우리가 나아가야 할 친환경 기계시스템 개발에 도움이 되고자 참여하게 됐다. ■ 그동안 집중해 온 연구분야는 이번 과제의 실무를 담당할 가상공학연구센터 회전기계연구팀은 1993년 발족돼 회전기계를 주제로 관련된 연구를 수행해오고 있다. 다양한 용도
티앤이코리아는 항공우주용 고효율, 고속 터보기술을 원천으로 한 혁신적인 터보기술을 바탕으로 다양한 산업분야에서 요구되는 에너지절감 및 친환경 에너지공급에 필요한 종합 솔루션을 제공하고 있다. 환경에 유해한 기계오일을 사용하지 않는 오일리스 제품을 통해 에너지절감에 기여하고 있으며 공기베어링·자기베어링, 고속모터 및 인버터기술을 바탕으로 고효율 친환경 터보블로워 및 터보압축기 제품을 항공·조선분야, 수소자동차·수소발전 등 수소연료전지분야, 수처리분야, 공정용산업분야, 특히 냉매를 사용하지 않는 터보 냉난방기분야 및 공기냉각터빈, 터보냉동분야 등에 공급하고 있는 터보기기 전문기업이다. 다양한 혁신제품과 선도기술 개발을 통해 미래 친환경 신재생에너지시대를 준비하고 있는 티앤이코리아는 이번 초저온 냉열설비 개발 R&D에서 초저온 냉동기용 터보컴팬더 개발에 참여한다. ■ 이번 과제 참여 배경은 티앤이코리아는 터보기계 전문기업으로서 다양한 터보기기를 독자기술로 개발, 생산 및 공급하고 있다. 특히 에어사이클 터보기술을 적용해 국산 차세대 전투기용 냉각터빈을 개발, 납품하고 있으며 에어사이클 터보냉각기술에 고속모터 및 공기베어링을 적용한 냉방용 터보 컴팬더를 에
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