해양공학핵심기술 및 첨단장비 개발 기획연구보고서

본 보고서는 「해양공학 핵심기술 및 첨단장비 개발을 위한 기획 및 연구」사업의 최종보고서로 제출됩니다.

총론

해양에너지 생산비용(LCOE) 분석 및 저감 기술 개발 항만 및 연안 구조물 설계 및 유지관리 기술 개발

개요

기획과제 목표

본 기획과제는 KIOST 창의사업으로 추진되었으며, 기획과제의 목적은 다음과 같다.

기획 대상 범위

해양에너지(풍력, 조력) LCOE 절감을 위한 지지구조물 설계/구축/유지관리 기반기술 개발 해양에너지 및 항만/해안구조물 실용화 기술개발

해양에너지 및 항만‧해양구조물 실용화 기술 개발

서론

기획방향

전략목표 설정 배경 및 필요성
주요국 해양수산 R&D 정책 동향 ······································································ 1 3

성과지표

정량적 성과지표 ··································································································· 7 5

사업의 필요성

연구개발 배경 및 필요성 ···················································································· 8 7

Ÿ 기존 해상통신 프레임워크의 한계가 도출되었습니다. Ÿ 표준기술 기반의 해양 IoT 플랫폼 구축 필요성 대두 설계하고 사용하는 데 문제가 있습니다. - 육상 및 해상 IoT 융합 서비스 개발 필요

Ÿ 해양구조물 건설 시 수중정밀공학의 한계를 극복할 필요가 있다. 수중 가시성 부족으로 인한 구조물 위치 결정의 한계와 해양 환경 조건(조수, 파도 등)으로 인한 수중 양중 구조물의 움직임으로 정밀한 시공이 어렵습니다. 기존의 해저공사 관리기술은 해저현장에서 진행되는 작업의 실시간 공사현황을 파악하는 것이 매우 어렵기 때문에 시공안전성과 정밀시공 확보에 한계가 있다.

해양구조물을 건설함에 있어서 구조물의 위치설치와 구조물의 연결부 공사에 있어서 올바른 시공과 안전성을 확보하는 것이 필요하다. Ÿ IoT 통신을 기반으로 한 수중 위치 인식 및 해양구조물 건설 모니터링을 통해 해양건설의 효율성을 높이고 정확한 시공을 위한 기반 마련이 필요하다. 위치인식 기술과 IoT 통신기술을 접목하여 해양 및 수중공사 시 해양구조물 설치 및 연결 등 실시간 공사현황 모니터링을 구현하여 정밀하고 공사기간을 단축하며 효율적인 해양구조물의 시공을 위한 기반을 제공합니다. 건설관리. 건설 현장.

STEeP 분석

IoMT 플랫폼·통신
해수배터리
수중위치인식 기반 수중시공관리 시스템 ··················································· 9 2
해수배터리
해수배터리
수중위치인식기반 수중시공관리 시스템 ··················································· 1 1 2
해수배터리
수중위치인식기반 수중시공관리 시스템 ················································· 1 0 3
해수배터리
수중위치인식기반 수중시공관리 시스템 ··················································· 1 3 4

IoMT 플랫폼·통신 특허 동향 분석
해수배터리 특허 동향 분석
수중위치인식기반 수중시공관리 시스템 ·························································· 1 2 5

비전 및 목표

1년차: 남서해안 해상 풍력 발전 단지에 대한 지원 구조 유형별 LCOE 분석. 국내 해상풍력발전의 내·외부 환경을 고려한 LCOE 분석기법을 개발하고, 서남해 해상풍력발전단지의 환경조건을 고려하여 지지구조물 유형별 LCOE를 분석하였다. 이후 남서해안 해상풍력단지에 적용할 수 있는 지지구조물에 대한 설계 및 생산 개선사항을 분석하고자 한다.

Ÿ 국내 해상풍력발전의 내외부 환경을 고려한 LCOE 분석기법 개발 Ÿ 남서해안 해상풍력발전소의 기존 지지구조물 형태의 LCOE 분석. Ÿ 남서해안 해상풍력발전단지 지지구조물 설계 및 제작 개선방안 분석. 국내 해상풍력발전의 내외부 환경을 고려한 최적 지지구조 형식에 대한 벤치마크 모델을 개발하고, 서남해 해상풍력발전 단지의 환경조건을 고려한 LCOE를 분석합니다.

이후, 유사한 환경을 갖춘 해외 해상풍력단지를 선정하여 LCOE를 비교 분석한다. Ÿ 남서해안의 새로운 형태의 지지구조물에 대한 표준모델을 제안한다. Ÿ 새로운 유형의 지원 구조에 대한 LCOE 분석. Ÿ 해외 해상풍력발전의 LCOE 산정 결과와 비교 분석.

핵심개발과제

IoMT 플랫폼·통신 기술 개발
해수배터리 시스템 개발
수중위치인식 기반 수중시공관리 시스탬 개발 ············································· 1 6 5

실행력 확보전략
실용화 사업화 방안
역할분담 방향

실행력 확보전략
역할 분담 방안

수중 위치인식 기반의 수중시공관리기술 개발 ··········································· 1 9 5

역할 분담 방안

이동포장 현장 활용을 위한 설계 및 유지관리 지침을 제시하고, 마스터플랜 수립을 위한 연구 및 경제성 분석을 수행합니다. Ÿ 구조물 주변의 난류 에너지 예측 정확도가 향상되었습니다. 해양에너지 개발과 항만 및 연안구조물의 기술사업화에 관한 주요 연구내용을 효과적으로 추진하기 위해 다음과 같은 추진체계를 제시한다.

Ÿ 이를 위해서는 다년간 관련 연구를 진행해 온 에너지경제연구소와의 협력이 필요하다. 연안보호를 위한 해안구조물 배치의 최적화 방안에 대해서는 동해연구소 앞선 침식저감 연구를 지속할 필요가 있다. 구조물의 수중수리를 위한 수중코팅제 개발과 해양쓰레기 재활용을 위한 복합재료 생산기술 개발에 있어서는 우리 연구소가 보유하지 못한 기술을 보유한 대학과의 공동연구가 필요하다.

Ÿ 해양쓰레기를 재활용해 구조재로 활용 가능한 기술 개발을 위해서는 세종대 김동주 교수 연구팀과의 공동 연구가 필요하다. 해양에너지 및 항만해양구조물에 대한 실용기술 개발을 위해서는 구조공학, 해안공학 등 다양한 분야의 다학제적 융합연구가 필요하다. 국가 R&D 프로젝트의 추진을 기획합니다.

해수배터리 기술 개발
수중 위치인식 기반의 수중시공관리 기술 개발 ··········································· 1 0 6
해수 배터리 기술 개발
수중 위치인식 기반 수중시공관리기술개발 ·················································· 1 2 6
해수배터리 기술 개발
수중 위치인식 기반의 수중시공관리 기술 개발 ············································· 1 5 6
기대효과

해수배터리
수중 위치인식 기반의 수중시공관리 기술 개발 ····································· 1 7 6
해수배터리
수중 위치인식 기반의 수중시공관리 기술 개발 ····································· 1 8 6

수중코팅 운영지침 개발, 해양폐기물 재활용 데이터 구축 T2 표준기술 기반 해양 IoT 플랫폼 구축 필요성 T2 해양/수중 장비에 대한 위치 인식 기술이 필요합니다.

IoMT 플랫폼 장비로서의 국제기술 및 통신기술 개발. Ÿ (유럽) 경제성장 및 해양연구와 연계한 기술개발 촉진 Ÿ 천해에서도 적용 가능한 수중 위치 인식 기술.

성과 목표 3-1 해양에너지 및 해양항만/구조물 실용화 기술 개발. ㅇ파도저감 극복 및 해안선 보호를 위한 해안구조물 설계/유지관리 기술 개발 해양에너지 관리 및 항만/해양시설/유지관리 기술 개발 필요

ㅇ해양에너지 조기 상용화를 위한 융합 발전기술 개발 필요 ㅇ항만 및 해양구조물의 유지관리를 위한 수중코팅 및 복합재료 기술개발의 필요성 ㅇ파도감소 극복 및 해안보호를 위한 해안구조물 설계/유지관리 기술 개발

수중환경에서의 구조유지관리를 위한 실용적인 수중코팅기술 개발