"2024-3조"의 두 판 사이의 차이

2024년 12월 9일 (월) 23:00 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 환경적 요인을 고려한 자가 발전 선회교 디자인 및 에너지 요구량 분석..

영문 : Design of Self-Powered Swing Bridge Considering Environmental Factors and Energy Demand Analysis..

과제 팀명

그린교조(3조)

지도교수

박도원 교수님

개발기간

2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 토목공학과 2021860006 김유민(팀장)

서울시립대학교 토목공학과 2021860042 김민서

서울시립대학교 토목공학과 2021860046 윤누리

서울시립대학교 토목공학과 2021860038 진채연

서울시립대학교 토목공학과 2021860049 최우택

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 관광 자원으로써 좋은 가치를 가지고 있는 가동교를 설계

◇ 가동교에 에너지 발전기를 설치하여 자가발전으로 에너지를 얻는 그린 가동교 프로젝트 진행

◇ 교량 가동 및 시설 유지에 필요한 에너지 계산

◇ 선회교 설계 시 필요한 다리 수치 계산

◇ 설계한 선회교 모델링

◇ Midas Civil 프로그램 이용해 응력 컨투어링맵 제작 및 상부구조물 안전성 검토

개발 과제의 배경

◇교량의 본래 목적과 역할

교량은 도로, 철도, 수로 등의 운송로 상에 장애가 되는 하천, 강, 해안 등을 건너 도시의 여러 부 분의 연결성을 향상해 사람 및 차량의 이동을 촉진하는 목적으로 건설되었다. 이는 도시 간 연결 성을 향상시키고 경제적, 사회적 교류를 증진시킨다. 그러나 현대 도시 환경이 빠르게 발전함에 따 라 교량은 단순히 기능적 구조물을 넘어 도시의 상징적인 요소로 자리 잡고 있다.

◇미학적 요소와 에너지 문제

최근 도시환경의 발전이 이루어짐에 따라 미학적 기능도 하고 있다. 도시 활동 시간이 야간으로 확장되면서 도시 공간도 주야 구분이 없는 24시간 사회로 변화하며 아름다움과 쾌적성이 동시에 요구되고 있다. 따라서 많은 교량에는 경관조명이 설치되었으나 대부분의 조명은 LED 조명이 활성 화되기 이전에 설치되었기 때문에 전력소비가 큰 광원이 이용되어 에너지 소비가 매우 높다. 또한, 선회교는 선박이 지나가기 위해 상부 구조물을 회전시키는데 쓰이는 에너지 또한 무시할 수 없다. 이와 같이 교량의 미학적 기능과 가동 기능에는 에너지 소모가 필수적이지만 지속 가능하게 개선할 필요성이 대두되고 있다.

◇기대효과

이번 프로젝트로 그린에너지 생산을 증가시켜 선회교에 설치된 가로등과 같은 조명기구에 필요한 전원을 자가발전을 통해 공급가능할 것으로 기대된다. 또한 선회교의 상판을 회전시키는데 필요한 전력을 자가발전 통해 공급하여 탄소배출을 저감해 지속가능한 인프라가 될 것이다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇프로젝트의 주요 목표는 자가발전 시스템을 갖춘 친환경 가동교(선회교)를 설계하고, 이를 유지관리 및 경관조명에 필요한 전력을 교량 스스로 공급할 수 있도록 구현하는것이다. 이를 위해 적합한 설치 장소를 선정하고 다양한 환경적, 기술적 요인을 고려하여 구체적인 스펙 설계와 시뮬레이션을 수행한다.

◇자료 조사를 기반으로 잠재 설치 장소를 선정하고 현장 답사를 통해 설치 가능성을 최종적으로 평가한다. 설치 장소의 수심, 선박의 크기, 교통량 등을 조사하여 교량의 길이, clearance below와 가동 구간을 정한다. 국내외 해상교량과 가동교의 사례를 조사해 자가 발전에 필요한 부대 시설물의 배치와 환경적 요소를 고려하여 교량의 형상을 수치적 근거에 따라 계산한다. 또한 도로교 설계 지침서 및 교량 설계 지침서를 참고하여 고정하중, 이동하중을 계산하고 이를 통해 자가발전에 필요한 에너지를 계산한다. 국외 그린교에 부착된 발전기의 종류에 대해 조사하여 이번 프로젝트에 설치할 발전기를 결정하고 효율적인 설치 방안을 마련한다.

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

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특허 출원 내용

내용

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 ====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====
 *전 세계적인 기술현황
-내용
+가. State of art
+◇이스라엘 Innowattech
+IPEG 압전 에너지 발전기를 도로 등에 매설하여 통행하는 차량의 움직임으로부터 에너지를 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 도로 표면에 설치된 특정 압전 소재 및 장치를 통해 차량의 압력을 변환하여 전기를 생성하는 방식이다. 이를 통해 생성된 전기는 도로조명 감시 카메라 또는 전기 차량 충전소 등 다양한 용도로 활용될 수 있다.
 *특허조사 및 특허 전략 분석
 내용