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중소기업 기술로드맵 조회결과

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태양광 발전시스템
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

태양광 발전시스템 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 태양광으로 발전된 직류 전기 에너지를 인버터에 공급하여 사용 전력으로 변환시켜 안정된 전원을 수요자에게 공급하는 시스템

- 범위 : 태양광발전시스템은 복합발전 시스템, 태양광발전 시스템 성능향상, PV 시스템 등을 포함

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • `16년 세계 태양광 설치량은 연초 예상보다 많은 70GW를 넘어설 것으로 전망됨
    • 연초 중국 태양광시장은 18GW 규모의 수요가 발생할 것으로 예상됐으나, `16년 1분기 설치량만 22GW에 달해 연초 예상치를 초과함
    • 미국 태양광시장 역시 `16년 초 8GW 수요를 예상했으나, 2분기가 지난 시점에서 강한 태양광 수요 증가세로 인해 50%가 증가한 12GW가 설치될 것으로 전망됨
  • 기후변화 이슈 및 태양광 발전단가 향상으로 `40년까지 3,600GW이상의 태양광 수요가 발생 할 것으로 전망
[ 태양광발전시스템 세계 시장규모 및 전망 ] (단위: GW)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
세계시장 54 58 61 65 77 95 4.2
[ 태양광발전시스템 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : MW)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 1,011 1,595 1,645 1,369 1,126 1,066 1%
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 태양광 발전시스템 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향2)을 살펴보면 전반적으로 감소하는 경향을 보임
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 41.9%로 최대 출원국으로 태양광 발전시스템 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 일본 26.5%, 한국 24.9%, 유럽 6.8% 순으로 출원 비중을 차지하는 것으로 확인됨
태양광 발전시스템 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 엘지전자의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소기업에서는 주성엔지니어링(주)의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국생산기술연구원, 한국에너지기술연구원, 한국과학기술 연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 한양대학교, 고려대학교, 서울대학교 등의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 태양광 발전시스템 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
전력제어 기술 태양광발전시스템의 계측제어 및 모니터링 시스템 개발 - 태양광발전시스템의 계측 정밀도 ±2% 이내
- 전력계통에 대한 유효/무효 전력제어
- 유선 및 무선을 통한 기상 및 발전량모니터링
- 스마트폰을 이용한 원격 모니터링
태양광발전시스템의 최적설계와 모델링 기법 - 태양전지 모듈의 스트링 및 어레이 설계
- 태양광인버터와 스트링 설계 매칭
- 설치 면적 및 주변 환경에 대한 3D 공간 설계
- 설치 지역 연중 온도에 대한 시스템 모델링
발전량 예측 프로그램 - 설치 지역 및 누적 기후 데이터 기반의 발전량 예측
- 태양전지 설치 설계 및 열화 대한 발전량 예측
- 태양전지 모듈 및 인버터에 의한 발전량 예측
전력변환장치 성능향상 고효율 신기술 적용 DC-DC컨버터 기술 - 3kW 이상 용량에 대한 97% 이상 고효율 전력변환 및 전력변환 토폴로지
- 전력밀도: 50W/inch3
고효율 신기술 적용 AC-DC컨버터 기술 - 10kW 이상 용량에 대한 98% 이상 고효율 전력 변환 및 전력변환 토폴로지
- 전력밀도: 30W/inch3
시스템 성능 개선 5kW 태양광/20kW 에너지저장 연계시스템의 원격모니터링 기술 - 계통 및 부하 조건에 대한 연계 운전 알고리즘
- SOC 정밀도 ±5% 이내
- 무선 및 스마트폰을 이용한 원격 모니터링
태양광발전시스템의 접속함 및 집전함 기술 - 외부 환경 조건에 대한 FMEA(고장모드분석) 설계
- 역전류 방지기능의 고효율화 기술
- 스트링 모니터링 기술