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녹색도로의 열 에너지 하베스팅을 위한 시스템 개발에 관한 연구

A Study on the Development of Green Road System for Heat Energy Harvesting

  • 조병완 (한양대학교 공과대학 건설환경공학과) ;
  • 이덕희 (한양대학교 공과대학 건설환경공학과) ;
  • 이동윤 (한양대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 이창섭 (한양대학교 공과대학 토목공학과)
  • 투고 : 2010.08.24
  • 심사 : 2010.11.22
  • 발행 : 2011.03.15

초록

대량의 화석연료 소비로 인한 지구 생태계의 부작용에 따라 전 세계적으로 저탄소와 지속가능한 신재생에너지의 활용이 요구되고 있다. 본 논문에서는 여름철 아스팔트 포장도로에서 발생하는 열에너지를 열전현상을 이용하여 전기에너지로 변환하여 에너지 위기를 새로운 성장의 기회로 전환하려 하였다. 이를 위해 열발전소자의 전기적 특성실험과 아스팔트 포장도로 시험체에 열발전소자 매입 및 열 회수 파이프 매입 실험을 통해 에너지 하베스팅 전력을 측정하여 가장 효과적인 아스팔트 포장도로의 열에너지 하베스팅을 위한 시스템 구축방안을 검토하였으며, 결국 아스팔트 포장도로에서 발생하는 지속가능한 열 에너지원을 활용함과 동시에 환경보존과 경제성장을 도모할 수 있는 신개념의 녹색도로 사회기반시설을 제안하였다.

According to adverse effects of ecosystems due to a bulk of fossil fuel consumption, utilization of sustainable and renewable energy is required. In this paper, converting the energy crisis into an opportunity of new growth is expected by converting heat energy in asphalt pavement into electric power using thermoelectric effect. For this, experiments of inserting heat collector pipe and thermoelectric element into asphalt were performed, and the electric power of heat energy harvesting was measured for development of efficient harvesting system of heat energy. As the results of experiments, electric conversion of average 19.86W per day is possible at $1m^2$ conversion area at a depth of 5cm, and possibility of this system was confirmed. Consequently, a systematic "Green Road" using sustainable heat energy source in asphalt pavement simultaneously with environmental maintenance and econovic growth was suggested.

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참고문헌

  1. 강민수, 김수삼, 이석근, "A Study on the Variation of Temperature and the Deformation Characteristics in Asphaltic Concrete Pavement by Air Temperature" 대한토목학회 논문집, 제14권 5호 pp. 1115-1128, 1994
  2. 고석범, 김수삼, "기상변화에 따른 국내 아스팔트포장의 온도분포특성 연구 ", Dept. of Civil Engineering Chung Ang University Seoul, 1998
  3. 김호영.김참 (2008) "배열회수 발전용 열전소재 기초연구" 대한기계학회, 대한기계학회 춘추학술대회, 대한기계학회 2008도 추계학술대회, pp. 175-180 , 2008. 11
  4. 우병철, 이희웅, 이동윤 "열전냉각소자와 열전발전소자의 발전특성", 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집 pp.448-451
  5. 장문규, 전명심, 노태문, 김종대, "Thermoelectric Power Generation with High Efficiency", 한국 통신동향분석 제 23권 제6호 pp.12-21, 2008
  6. KISTI, 글로벌 동향 브리핑(GTB), 2009-03-03
  7. 표영덕, 김강출, 고창조, 권오석, 이영재 " 열전발전을 위한 디젤차량의 전력 및 배열에너지 분석 연구" 한국에너지공학회, 2000년도 춘계학술발표회 논문집 pp.287-292
  8. "Industrial Technologies Program Research Plan for Energy-Intensive Process Industries", Pacific Northwest National Laboratory, pp.44 , 2007
  9. "Multi-Tear Program Plan 2006-2011, FreedomCAR and Vehicle Technologies Program" Efficiency and Renewalbe Energy, FreedomCAR and Vehicle Technologies Program, pp.3.3.26-32, 2006
  10. T.M. Tritt and M.A. Subramanian", Thermoelectric Materials, Phenomena, and Applications : A Bird's Eye View", MRS Bulletin, Vol.31 pp.188-198 2006 https://doi.org/10.1557/mrs2006.44