• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1383-1389
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• 2011

본 연구는 태양열 발전에 사용하는 공기식 다채널 체적식 흡수기의 일관성 있는 열전달 해석에 초점을 두고 있다. 이를 위해 흡수 소재 물성과 채널 형상 변화의 영향을 몬테카를로 광선추적법에 기반한 광학 모델과 전도, 대류, 복사를 고려한 1 차원 열전달 모델에 동시에 반영하였다. 광학 모델 결과는 채널 반경 대비 길이의 형상비가 매우 커서 대부분의 태양 에너지는 15 mm 이내의 짧은 길이에서 흡수됨을 증명하고 있다. 복사 열손실 분류를 통해 채널의 낮은 흡수율에서는 방사 손실은 줄지만 반사손실이 증가하여 흡수기 효율이 감소하는 것을 보였다. 큰 채널 반경이나 작은 질량 유량으로 인해 흡수기 평균 온도가 상승할 때, 방사 손실과 반사 손실 모두 증가하지만 방사 손실의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권4호
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• pp.41-47
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• 2011

The volumetric solar receiver is a key element of solar power plants using air. The solar flux distribution inside the receiver should be a priori known for its heat transfer analysis. Previous works have not considered characteristics of the solar flux although they change with radiative properties of receiver materials and receiver geometries. A numerical method, which is based on the Monte Carlo ray-tracing method, was developed in the current work. The solar flux distributions inside multi-channeled volumetric solar receivers were calculated when light is concentrated at the KIER solar furnace. It turned out that 99 percentage of the concentrated solar energy is absorbed within 15mm channel length for the channel radius smaller than 1.5mm. If the concentrated light is assumed to be diffuse, the absorbed solar energy at the channel entrance region is over predicted while the light penetrates more deeply into the channel. Once the presented results are imported into the heat transfer analysis, one could examine effects of material property and geometry of the receiver on air temperature profiles.