Smart Energy Farm Lab.

탄소를 활용해 스마트팜 생산성을 높이고 탄소 배출을 줄이는 혁신 기술 개발에 집중. 공기 중에서 탄소를 채굴해 작물 성장에 활용하는 기술을 최적화하고, 고효율 태양열 흡수와 초열전도 시스템을 결합하여 스마트팜 에너지 효율을 극대화함. 특히, 진동형 히트파이프 기반 열 회수 시스템을 통해 열 제거와 활용 속도를 높이며, 4계절 재배가 가능한 스마트팜 모델 구축을 목표로 함. 이 기술은 농업의 탄소 배출을 줄이고 온실가스 배출권 시장 활성화를 도모하며, 지속 가능한 농업 생태계와 기후테크 산업의 성장을 촉진할 것으로 기대됨.

2024.04 - 2028.03

냉방과 CO2 복합공급을 결합한 스마트팜 혁신 기술 개발에 집중. 초소수성 기반 나노코팅 기술을 활용해 냉방, 제습, 항균 효율을 극대화하며, 재생에너지를 활용한 자연 냉각과 탄산 시비 공급 기술을 연계하여 에너지 효율성을 크게 향상. 진동형 히트파이프(OHP)를 이용한 냉방 기술과 IoT 기반 지능형 제어 시스템을 개발해 스마트 온실에서 최적의 작물 생육 환경을 제공. 이를 통해 농가 수익성을 높이고, 온실가스 자원화 기술과 연계하여 국내외 스마트팜 모델 보급 가능성을 확인. 본 연구는 기후변화 대응 및 지속 가능한 농업 생태계 구축에 기여하며, 글로벌 식량안보 문제 해결을 위한 선도적 기술로 자리 잡을 전망.

2021.03 - 2023.11

지열 에너지를 활용한 스마트팜 열 공급 모델을 개발하고 실증하여 중소규모 온실에 적합한 친환경 에너지 관리 기술을 확립. 분산형 지열 히트펌프 시스템을 통해 안정적이고 지속 가능한 열 공급 네트워크를 구축하고, 과도한 지중열 공사 없이도 고효율 열 공급을 실현. 온실 열 그리드 연계 운전과 최적 제어 시스템을 고도화하여 실증 설비의 성능을 평가하고, 이를 기반으로 상용화 가능한 기술을 마련. 이 모델은 농업용 전기와 면세유에 대한 의존도를 줄이며, 중소규모 영세 농가의 스마트팜 전환을 촉진. 또한, 온실가스 배출 감소와 에너지 효율 향상을 통해 국가적 차원의 탄소중립 목표 달성에 기여하며, 국내외 스마트팜 시장 확대와 경제적 가치를 증대할 것으로 기대.

2020.03 - 2023.04

온실 내 열 환경을 정밀하게 관리하기 위한 저가형 모니터링 기술 개발에 주력. 충적대수층 계간축열, 바이오설비, 수열에너지를 융합하여 온실 냉난방 에너지 효율을 높이고, 작물 생육과 연동된 복합 열환경 제어 기술을 실증. 기존 센서의 낮은 정밀도와 제어 한계를 개선해 에너지 비용 절감과 생육 균일성을 확보하며, 품질 저하 문제를 해결. 정밀 센싱 및 원격 모니터링 기술을 통해 온실 생산성 향상과 열 환경 관리 시장 확대를 도모. 또한, 농사용 전력 및 면세 연료 의존도를 낮추고, 작물 부산물을 활용한 친환경 자원 순환 모델을 구현하여 지속 가능한 농업 생태계 구축에 기여.

2020.03 - 2022.11

농촌형 에너지 그리드 모델을 개발하여 신재생 에너지를 활용한 고효율 냉난방 설비와 에너지 저장·제어 기술을 최적화. 히트펌프와 지열 활용을 결합하여 시설원예 등 에너지 소모가 높은 농촌 지역에서 초기 투자비와 유지비를 절감할 수 있는 효율적인 시스템을 설계. 복합 에너지 저장 시스템의 시제품을 개발하고, 이를 기반으로 실증 테스트와 성능 고도화를 진행하며, 마이크로 에너지 그리드 지능형 제어 알고리즘을 구축. 이를 통해 농촌 지역에서 에너지 자립도를 높이고, 신재생 에너지를 중심으로 한 지속 가능한 에너지 관리 모델을 제시하여 농촌 경제와 친환경 에너지 산업 발전에 기여.

2021.03 - 2025.11

반 밀폐형 온실용 복합 공기조화 시스템을 개발하여 에너지 효율과 작물 생육 환경을 동시에 개선하고자 함. 기존 온실의 환기 기반 제습 기술 한계를 극복하기 위해 축열형 전열 열교환 기술을 도입하여 폐열 회수와 자연 제습 기능을 결합한 시스템을 설계. 이를 통해 측 천창 개방 횟수를 50% 이상 줄이고, 열 에너지 회수율을 85% 이상 달성하며, 자연 제습률을 50% 이상 높이는 성과를 목표로 함. Wall impinging jet 방식의 최적 제습 열전달 구조를 적용해 열 교환 성능을 극대화하고, 물을 매개로 한 축열 기술로 온실의 열 환경 변화를 최소화하는 제어 시스템을 구현. 이 시스템은 기존 측 천창 개폐 방식과 달리, 외기 유입량과 온도를 정밀하게 제어하며, 에너지 투입이 필요 없는 자연 제습 방식을 활용하여 온실 운영 비용을 절감. 축열 기반으로 저장된 열 에너지를 활용해 야간이나 습도가 높은 환경에서도 효율적으로 작물 생육 환경을 유지할 수 있음. 본 기술은 전통적인 온실의 에너지 낭비와 병해 문제를 효과적으로 해결하며, 한국형 반 밀폐형 온실 모델을 확립하여 스마트팜 분야에서 새로운 시장을 창출할 것으로 기대됨. 또한, 독자적인 기술력을 바탕으로 해외 의존도를 낮추고, 국내외 시설원예 시장에서 경쟁력을 강화하는 데 기여.

2019.11 - 2020.11

차세대 온실 스마트 열·생육 복합 환경 관리 시스템을 개발하여 온실 내 에너지 효율을 높이고 작물 생육 환경을 최적화하는 기술을 연구. 광촉매 기반 초소수성 코팅 기술을 활용해 직물 코팅의 내구성과 성능을 강화하고, UV 및 송풍 시스템을 최적화하여 공기조화 부하를 줄이며 열 손실을 50% 이상 감소시키는 혁신적인 설계를 도입. CO2 전환율 80%, 제습 성능 65%를 목표로 한 공기조화 벽체와 직물기반 코팅 기술은 생산비용을 절감하면서도 고성능을 유지하도록 설계. 이를 통해 국내외 스마트팜 시장에서 기술적 경쟁력을 확보. 이 시스템은 노후 온실의 에너지 문제를 해결하고, 온실가스 자원화와 에너지 수요 관리를 통해 농업 분야의 지속 가능성을 강화. 기존 온실의 한계를 극복하며 기후변화에 대응하는 스마트팜 시장을 선도하고, 농업 분야의 소득 성장을 견인. 또한, 고성능 공기조화 시스템과 코팅 기술의 사업화로 국내외 수출 시장을 확대하며, 신산업화와 에너지 효율화의 새로운 기회를 창출할 것으로 기대.

2018.12 - 2019.11

염수화물과 무기 산화물 복합소재를 활용한 고밀도 열화학 축열 기술을 개발하여 중저온 폐열(200~450℃)의 효과적인 회수를 목표로 함. 비드, 펠렛, 허니컴 등 다양한 형태의 복합소재 성형 기술을 확보하고, 상평형도를 활용한 고반응성 축열 물질을 합성하여 열화학 축열 밀도를 극대화. 반복 사용에도 높은 효율을 유지하는 장수명 기술을 통해 산업단지 등에서 발생하는 잉여 폐열을 저장, 판매, 공급하는 에너지 융합 모델을 제시. 이 기술은 산업단지와 주변 원예·축산 농가 및 양어장 등에 저비용 열 공급을 가능하게 하며, 온실가스 배출을 저감하고 새로운 에너지 사업과 고용 창출에 기여. 에너지 절감량 540,000 TOE, 온실가스 저감량 1,588,000 tCO2로 환경적·경제적 파급효과가 기대됨.

2015.11 - 2018.08

본 개발을 통해 고효율, 친환경 에너지 공급 기술을 확보하고자 함. 이 프로젝트는 저온 및 고온 공기 베어링 기술과 저공해 연소기를 적용하여 MGT의 구조를 간단화하고 신뢰성을 높이는 동시에, 효율 향상을 위한 공기-공기 열교환기를 도입하여 공간 효율성과 성능을 극대화함. 또한, 다양한 연료를 활용한 연소 불안정성 제어 기술을 개발해 바이오가스와 같은 재생 에너지를 포함한 다양한 연료 소스와의 호환성을 강화함. 이러한 기술들은 전력 송전이 어려운 지역이나 소형 상업 단지에 독립적 발전 시스템을 제공하며, 전력 손실 감소와 안정적인 에너지 공급을 가능하게 함. 이 기술은 국내 기술을 기반으로 MGT의 상용화를 추진하여 해외 의존도를 줄이고 세계 시장 진입의 기회를 마련하며, 환경 친화적 발전 사업에 기여함. 배기가스 내 오염 물질 배출이 적고, 바이오가스 등 재생 가능 자원을 활용할 수 있어 환경 오염과 자원 재활용 문제를 동시에 해결. 대형 발전소 건설비용을 줄이고 지역 주민과의 마찰을 완화하며, 국가의 저탄소 녹색성장 정책에 부합하는 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공함. 동시에 관련 분야 활성화와 전문 인력 양성을 통해 국가 경쟁력 강화 및 일자리 창출에도 기여할 것으로 기대됨.

2014.06 - 2016.05

스마트 에너지네트워크 기술 개발을 통해 분산형 전원을 기반으로 에너지 수요 관리를 최적화하고, 건물 냉난방과 종합 에너지 이용 효율을 각각 20% 향상시키는 것을 목표로 함. ICT 기술을 활용해 열원, 이송, 저장 시스템을 실시간으로 모니터링하고, 양방향 에너지 거래 모델 기반의 통합 운영 제어 시스템(Smart EMS)을 개발하였으며, 미활용 잉여 폐열을 열화학 물질을 이용해 고밀도로 저장·활용하는 열택배 기술을 도입. 이를 통해 연간 506천 TOE의 에너지 절감과 1,460천 tC의 온실가스 저감 효과가 기대되며, 새로운 에너지 수요관리 서비스 시장 창출과 기후변화 대응을 위한 고효율 에너지 기술 확보에 기여할 전망.

2014.12 - 2015.11

저온 지열원을 활용한 고효율 에너지 생산 기술 개발을 목표로, 유기랭킨사이클(ORC)을 최적화하여 100kW급 발전 시스템을 구현. 이를 위해 유기 냉매 터빈 설계와 고속 발전기, 전력변환장치 기술을 정립하고, 부식 및 스케일링 방지를 위한 지열수 정제 기술과 고효율 열교환기 기술을 개발. 또한, 시스템의 안정적 운전을 위한 최적 제어 로직을 설계하고, 제작된 ORC 발전 시스템에 대해 성능 평가와 현장 실증을 완료. 이 기술은 저온 지열원의 효율적 활용을 가능하게 하여 신재생에너지 분야에서 지속 가능한 에너지 솔루션으로 자리 잡을 전망.

2012.12 - 2013.11

다양한 에너지 문제 해결을 위해 태양광 기반 수처리 장치, MEMS/NEMS 기술을 활용한 초소형 발전 장치, 금속-탄소 복합체 기반 수소 제조, 다공체 연소 기술을 활용한 열광전 발전 모듈 등 혁신적인 에너지 기술을 개발. CO2 포집 및 고순도 수소 생산 통합 공정과 차세대 CO2 흡수제 개발, 아연-공기 이차전지 및 폐열 활용 기술 등도 포함하며, 초임계 CO2 발전 시스템 설계와 집광 시스템 기술을 통해 에너지 저장 및 활용 효율성을 높임. 이 연구는 환경 오염물 처리, 폐열 자원화, 신재생 에너지 기술 확보를 통해 국가 에너지 효율 개선과 저탄소 녹색성장에 기여하며, 관련 신시장 창출과 산업 경쟁력 강화에 중요한 역할을 할 것으로 기대됨.

2012.12 - 2013.11

국내 산업의 기술 경쟁력 강화를 위해 다양한 에너지 효율 및 환경 개선 기술을 상용화하는 연구를 추진. 이를 통해 에너지 절감형 가습 시스템, 폐열 발전용 유기랭킨사이클 터보발전기 제어 기술, 휘발성 유기화합물 에너지화 시스템, 산성배가스 처리 기술 등이 개발됨. 가습 시스템은 클린룸이 필요한 산업에 기반 기술을 제공하며, 터보발전기는 폐열 활용을 통해 전력 수요 충족과 기술료 수익 창출을 기대. 또한, 유기화합물 처리 기술은 대기오염 저감과 에너지 활용을 동시에 가능하게 하며, 건식분류층 반응기는 물 절약과 산성가스 제거율 향상을 통해 유지비 절감과 효율성을 높임. 이 연구는 환경과 에너지 문제를 해결하며, 국내외 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있는 기술적·경제적 기반을 마련함.

2012.12 - 2013.11

쇠퇴한 도시를 재활성화하고 국민의 삶의 질을 향상시키기 위해 도시재생기술을 개발하여 도시경쟁력을 강화하고자 함. 이를 위해 도시 쇠퇴 실태 자료와 종합정보시스템을 구축하고, 노후 주거지 재생, 저소득층 주거복지 기술, 입체·복합 공간 개발, 성능 및 환경 복원 기술 등 핵심 기술을 개발함. 또한, 주민 자력 재생을 지원하는 시스템과 지속 가능한 도시 환경 조성을 위한 법제도 마련 및 전담 기구 설립을 추진. 이러한 연구는 약 200조 원 규모의 국내 도시재생 시장에서 국제 경쟁력을 확보하고, 도시재생 분야의 융복합 기술 개발을 통해 지속 가능한 도시발전과 경제적·사회적 가치를 증대시킬 것으로 기대됨.

2008.06 - 2014.03

멀티버너를 활용한 컴팩트 고성능 수관식 보일러 기술을 개발하여 산업용 보일러의 효율성을 높이고 제작 원가를 절감하고자 함. 이 연구에서는 보일러 설계 기술, 열설계 및 구조설계 프로그램 개발, 전열 모듈 설계 및 실험을 통해 2t/h와 8t/h급 시제품을 제작하고 성능을 평가함. 또한, 스파이럴 핀을 부착한 수관 모듈 설계를 통해 대류전열면의 효율성을 극대화하여 보일러의 크기를 줄이고 제작 비용을 20% 절감함. 이러한 기술은 멀티버너 시스템을 활용한 보일러 설계를 혁신하여 국내 산업용 보일러 기술의 경쟁력을 높이고, 보일러와 연소기기의 컴팩트화를 통해 다양한 산업 분야에 기여할 것으로 기대됨.

2006.11 - 2009.09

가스엔진 기반 소형 열병합발전 시스템의 효율성을 극대화하기 위해 1MW급 열회수보일러 기술을 개발하여 설계, 제작, 현장 적용까지 진행함. 연구 초기에는 가스엔진과 열회수보일러 간 연결유로 설계 및 열전달 특성 해석에 집중하며, 이후 시스템 제작과 최적화된 제어 기술 개발로 이어짐. 완성된 보일러는 연속 운전 실험과 시동 특성 분석을 통해 신뢰성을 검증받았으며, 해당 기술은 담수플랜트와 발전플랜트의 열교환기 등 다양한 산업 분야에 응용 가능함. 이로써 열병합발전 시스템에서의 에너지 효율 향상뿐만 아니라 수입 대체와 수출 증대를 통해 국내외 에너지 시장에서의 경쟁력을 확보할 것으로 기대됨.

2007.09 - 2010.08

탄소 저감형 스마트팜 에너지 탄소 공급관리 기술의 사업화 추진을 위한 IP 고도화 및 상용화

진행중