An Experimental Performance Comparison Study of Solar Heat and Power Hybrid Unit Module

A solar heat and power hybrid system can simultaneously generate electricity and thermal energy. In this study, several experiments were carried out with a solar heat and power hybrid unit. Then, a method to increase the photovoltaic efficiency and amount of thermal energy was suggested based on a comparative analysis. The experiment was conducted using only the photovoltaic system as a reference case, with the photovoltaic-thermal air system as a hybrid case. A numerical increase in the photovoltaic efficiency per $1^{\circ}C$ was suggested based on a comparative data analysis of these two cases. In this experiment, the surface temperature on the air hybrid system was $13.52^{\circ}C$ lower than that in the reference case, and the photovoltaic efficiency was increased by 5.09. The amount of thermal energy produced was 15.69 Wt per $1^{\circ}C$ difference between the ambient and outlet temperatures. In this paper, therefore, a photovoltaic efficiency increase of 0.34 per $1^{\circ}C$ is proposed for the air hybrid system based on the analysis of the experimental data.

태양 열·전기 복합생산 단위 모듈의 실험적 성능비교 연구

태양 열 전기 복합생산 시스템은 태양광을 이용한 전력생산과 더불어 열에너지를 동시에 생산하는 시스템이다. 본 연구에서는 태양 공기 열 전기 복합생산 단위모듈 실험 장치를 구현하여 실험하고 데이터 분석을 통한 표면온도에 대한 발전 효율증가와 열에너지 생산량을 제시한다. 실험은 기존의 태양광 방식과 공기열 복합생산 방식을 반복 수행하였다. 이 두 실험 데이터를 비교분석을 통하여 기존의 방식 대비 공기열 복합 생산 방식의 단위 표면온도에 대한 발전효율상승을 정량적으로 제시한다. 본 실험에서 공기열 태양 열 전기 복합 생산방식은 기존 태양광 대비 표면온도는 $13.52^{\circ}C$ 낮아졌고, 발전효율이 5.09% 상승하였다. 또한 공기열원 순환 시스템의 출입구 온도차이 $1^{\circ}C$당 $15.69W_t$의 열에너지를 생산한다. 따라서 본 논문에서는 실험적 데이터의 비교분석을 통한 결과로 공기열원 태양 열 전기 복합생산 시스템의 $0.34%/^{\circ}C$의 단위 표면온도당 발전 효율상승 수치를 제시한다.