• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2011

최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• 태양에너지
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• 제7권1호
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• pp.42-52
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• 1987

파형 단면을 가진 유하식 집열기의 이론 및 실험 결과로서 유량, 각도등 집열성능에 미치는 영향등이 고려되었다. 입구 온도와 출구온도 차이가 적을 경우에는 이론과 실험치가 잘 맞으나 온도차이가 많을 경우 혹은 입구온도가 높을 때에는 투과체안에 생기는 결로 및 수증기의 영향으로 편차가 커진다. 개방회로와 폐쇄회로의 경우를 구분하여 실험되었는데 개방회로의 경우 효율은 약간 저하되지만 전반적인 성능은 폐쇄회로와 같은 경향을 나타내었다. 개방회로는 과열을 막는 방편으로 이용될 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.130.2-130.2
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• 2011

The application of solar energy in residential building is general and natural in today. And application methods of solar thermal energy is divided in two kind of form, single evacuated tube and flat-plate form. Then in this study, the efficiency of single evacuated tube and flat-plate system is compared by total and effective area considering the time receiving the solar radiation between 24 hours and the specific time(10:00~15:00). As a result of the experiment, single evacuated tube and flat-plate collector's efficiency is varied by the quantity of solar radiation. And especially, the flat-plate system is more affected by outdoor temperature. Therefore the application of solar thermal system should be considered the solar radiation and outdoor temperature.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.158-166
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• 2002

진공관형 태양열집열기의 집열성능 및 집열특성 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 집열성능 실험을 통하여 진공관형 태양열집열기의 순간집열효율이 60%로 높게 나타났다. 2) 진공관형 태양열집열기의 집열특성 실험에 의해 얻어진 결론은 다음과 같다. \circled1 경사각 0$^{\circ}$일 때 집열기에 조사된 광 강도는 630W/m$^2$이었으며, 5시간 24분의 광 조사 후 초기온도에 비해 물탱크내의 물 132$\ell$를 8.1$^{\circ}C$ 상승시켰다. \circled2 경사각 $10^{\circ}$일 때 광강도는 615W/m$^2$이었으며, 5시간 24분의 광 조사 후 초기온도에 비해 물탱크내의 물의 온도를 7.3$^{\circ}C$ 상승시켰다. \circled3 경사각 20$^{\circ}$일 때 광 강도는 605W/m$^2$이었으며, 5시간 24분의 광 조사 후 초기온도에 비해 물탱크의 물 132$\ell$을 6.6$^{\circ}C$ 상승시켰다. 집열기에 대한 솔라시뮬레이터의 경사각이 작을수록 광 강도가 커 물탱크내의 물 온도를 크게 상승시키는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제11권4호
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• pp.264-272
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• 1979

곡물(穀物)의 천일(天日) 건조(乾燥)와 연료(燃料)를 열원(熱源)으로 하는 열풍(熱風) 건조(乾燥)의 문제점(問題點)을 보완(補完)하기 위(爲)한 시도(試圖)로서 구조(構造)가 간단(簡單)하고 제작비(製作費)가 저렴(低廉)한 평판(平板) 집열기(集熱機)와 튜브형(型) 집열기(集熱機)를 설계(設計) 제작(製作)하여 활용(活用)에 필요(必要)한 기초적(基礎的)인 것을 연구(硏究) 검토(檢討) 하였으며, 실제(實際) 곡물(穀物)을 grain bin에 넣고 집열기(集熱機)를 부착(附着)하였을 때 건조(乾燥) 효과(效果)를 구명(究明)하였던 바 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 1978년도(年度) 대전(大田) 지방(地方)의 일조(日照) 시수(時數)에 의(依)한 수평면(水平面) 일사량(日射量)은 5월(月)이 $16,814\;KJ/m^2{\cdot}day$로 가장 높았고 12월(月) $4,254\;KJ/m^2{\cdot}day$로 가장 낮았으며 기록치(記錄値)와 계산치(計算値)에 의(依)한 유의성(有意性)은 인정(認定)되지 않았다. 2. 곡물(穀物) 건조(乾燥) 기간(期間)(10월(月) 21일(日)${\sim}$28일(日))동안 오전(午前) 오후(午後) 두차례에 걸쳐 집열기(集熱機)의 효율(效率)을 산출(算出) 하였던 바, 일사량(日射量)이 클수록 효율(效率)도 높았으며 11${\sim}$12시(時)사이의 평판(平板) 집열기(集熱機)의 평균(平均) 효율(效率)은 28.12 로서 튜브형(型)의 16.75 보다 11.37 %가 높았다. 3. 건조(乾燥) 기간중(期間中) 12시(時)를 기준(基準)으로 한 grain bin 입구(入口)의 온도(溫度)는 대비구(對比區)가 20.02, 튜브형(型) 집열기(集熱機)에 연결(連結)된 grain bin이 40.5, 평판(平板) 집열기(集熱機)의 grain bin이 $55.1^{\circ}C$로서 큰 차이(差異)를 나타냈으며 grain bin내(內) 곡물(穀物) 추적(推積) 두께에 따른 온도(溫度) 변화(變化)에서 평판(平板) 집열기(集熱機)와 튜브형(型) 집열기(集熱機)의 grain bin은 곡물층(穀物層)이 두꺼울 수록 낮았으나 대비구(對比區)는 별차이(別差異)가 없었다. 4. 초기(初期) 수분(水分) 함량(含量)이 27.4%인 곡물(穀物)을 17.0%(생체중(生體中) 14.5%)까지 떨어 뜨리는데 25 cm 곡물(穀物) 두께에서 대비구(對比區)가 32, 튜브형(型)의 grain bin이 18, 평판(平板) 집열기(集熱機)의 grain bin이 11시간(時間)이 걸렸으며, 곡물(穀物) 추적(推積) 두께는 건조(乾燥) 속도(速度)에 커다란 영향(影響)을 미쳤고, 건조(乾燥) 특성(特性)은 초기(初期) 감률(減率) 건조기(乾燥期)를 걸쳐 항률(恒率) 건조기(乾燥期)로 되었다.

• 태양에너지
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• 제13권2_3호
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• pp.79-90
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• 1993

본 연구에서는 다공성 물질을 이용한 공기용 태양열 집열기(Solar Air Heater)의 설계를 위한 이론적 해석을 하였다. 해석시 필요한 유리 덮개 및 다공성 매질의 파장에 따른 복사특성을 Visible Spectrometer 및 FT-IR로 측정하였다. 다공성 매질로 15 메쉬의 Stainless Steel Wire Screen을 대상으로 하였다. 열전달 현상은 1차원으로 가정하고, 열복사는 Two-Flux Model을 사용하여, 여러 경우의 유량 및 복사 물성치에 대한 집열기 내부에서의 공기온도 및 다공성 매질의 온도를 계산하여 이에 따른 집열기의 효율 등을 계산하였다. 결과로는 무광택 페인트 코팅이 된 경우가 좋은 복사특성을 보였고, 공기유량이 증가할수록, 알베도(Albedo)는 가시광선 영역에서는 작을수록, 적외선 영역에서는 클수록 집열기의 효율은 증가하였다. 다공성 매질의 두께는 0.001m가 적합함을 보였다. 본 연구에서 이는 광학적 두께(Optical Thickness)가 약 1 정도를 의미한다.

• 태양에너지
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• 제2권1호
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• pp.59-66
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• 1982

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.175-182
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• 2014

신재생에너지 분야 중 특히 태양에너지를 이용하는 분야는 자원의 무한 및 청정성 때문에 그 사용량이 증가 추세에 있다. 우리나라에서 태양열에너지의 이용률이 전체 에너지 사용량 중 아직 미미한 실정이지만, 근래 정부의 정책적 지원에 힘입어 이 분야에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 외부 날씨의 영향을 받지 않고 실내에서 안정적으로 태양열집열기에 관한 실험을 수행할 수 있는 태양열집열기 성능검사 시스템을 구축하고 또한 새로운 형태의 열사이폰관형 태양열집열기를 연구 개발하여 기존의 이중진공관형 태양열집열기와 집열효율을 비교하고자 하였다. 그 결과 할로겐 램프를 이용한 실내 측정의 경우, 열사이폰관형 태양열집열기의 집열효율이 이중진공관형 태양열집열기보다 120분 직후 약 15~22% 증가하였다. 또한 실제 태양을 이용한 실외 측정의 경우도 열사이폰관 형 집열기가 이중진공관형 집열기보다 최대 약 46% 높았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.353-362
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• 2005

태양열시스템은 하절기에 급탕과 난방 부하가 적거나, 거의 없어 시스템의 과열 문제가 야기 될 수 있다. 이를 해결하는 방안 중에 하나로 흡수식 냉방시스템을 이용하여 하절기 잉여열원을 활용하여 냉방하는 방법이 대두되고 있다. 태양열 냉방시스템은 전기에너지를 대체하는 효과 뿐 아니라 태양열 연간 이용 효율 극대화에도 크게 기여 할 수 있다. 본 고에서는 국내 기술로 최초로 개발 실용화된 중온용 단일 진공관형 태양열 집열기와 1중 효용 흡수식 냉방기를 이용하여 실증연구를 계획하였다. 태양열 냉방 실증을 위하여 단일 진공관형 태양열 집열기 집열면적 200m2, 축열조(태양열, 급탕, 냉수), 10RT급 냉방기, 냉각탑, 보조 보일러, 원격 제어 및 모니터링 등이 계획 되었다. 실증시험 중간 결과 태양열 냉방시스템은 하절기 맑은 날 하루 동안 약 5 - 6시간 안정적으로 가동 되었으며, 앞으로 온수급탕, 난방 시험을 거쳐 시스템 성능 및 경제성 평가를 통하여 유용성, 안정성 및 신뢰성이 검증 될 계획이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권3호
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• pp.166-170
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• 2000

자연열(태양열)을 효율적으로 이용하기위해 1999년부터 2000년 까지 2년간 상면적이 100$m^2$인 3동의 유리온실에 각기 다른 집열시스템을 설치하였다. 즉, 집열면적과 경사도가 각각 24$m^2$, 50$^{\circ}$로서 현재 시판되고 있는 태양열 집열기(평판형, Solar hart Inc.)를 이용하는 방법, 직경과 송풍량이 각각 1m, 2.5m$^{-3}$.m$^{-2}$ .min로서 라디에이터가 부착된 2개의 유동팬을 천장부에 설치하고 천창을 밀폐한 후 온실상부의 열을 집열하는 방법, 온실의 중도리 전부를 물이 순환되는 각관 (75x45x3t, 1m 간격x10줄x온실길이 12m=120m)으로 설치하여 집열하는 방법 등으로 하였다. 각 동마다 지하에 26톤의 저수 능력을 갖는 D2000xW1500xL8600의 축열조를 설치한 후 중간을 막아 저온수조와 고온수조로 구분하였고, 수조 중간 1.5m 높이에 통수로를 내어 일정량의 물(약 15톤)이 지속적으로 순화될 수 있도록 하였다. 최저기온 9$^{\circ}C$로 설정하여 1,000$m^2$를 공간 난방할 경우 난방연료 절감율은 태양열 집열기, 유동팬 및 각관에서 각각 7%, 19%, 28%로 나타났다. 태양열 집열기를 이용하는 대부분의 농가에서는 40~50$m^2$ 정도의 집열면적을 갖는 집열기를 이용하고 있는데 이 경우 년간 난방연료 절감율은 14% 정도로서 경제성이 없으며, 유동팬도 집열효율에 비해 제작, 설치 및 유지비가 과다하게 소요되므로 경제성이 없다. 각관의 경우 관 자체의 자재비나 설치비에 추가부담이 적으면서 집열효율이 비교적 높기 때문에 관의 부식, 골조 표면적 증가에 의한 시설내 차광 증가, 중도리의 각형 구조로 인한 강도저하 등의 문제가 해결되면 집열 방법으로 고려될 수 있을 것이다.