• 농업과학연구
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• 제6권1호
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• pp.56-64
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• 1979

고추 건조(乾燥)의 열원(熱源)으로 태양(太陽)에너지를 이용(利用)하기 위(爲)하여 가격(價格)이 저렴(低廉)한 두 종류(種類)의 평판집열장치(平板集熱裝置)를 설계제작(設計製作)하였으며 이의 이용(利用)에 따른 기본적(基本的)인 요소(要素)들을 분석(分析) 검토(檢討)하였고, 고추의 형태(形態)에 따라 건조시험(乾燥試驗)을 수행(遂行)한바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 대전지방(大田地方)에서의 집열기(集熱機)의 적정경사각(滴定傾斜角)은 1년(年)에 2번 조정(調整)할 경우, 하절기(夏節期)에는 약(約) ${\phi}-15^{\circ}$이고 동절기(冬節期)에는 약(約) ${\phi}+15^{\circ}$였다. 1년중(年中) 직달방향계수(直達方向係數)(Rb)는 집열기(集熱機)의 경사각(傾斜角) $33^{\circ}$에서 4월(月) 16일(日)부터 8월(月) 27일(日)까지를 제외(除外)하고는 1이상(以上)이었다. 2. 시험기간중(試驗期間中)의 외기(外氣) 및 각건조실(各乾燥室)의 조건(條件)은 외기(外氣)의 평균(平均) 온습도(溫濕度)가 $25.6^{\circ}C$, 52.6%RH, 대비건조실(對比乾燥室)이 $42.0^{\circ}C$, 74.2%RH였으며, 물가열식(加熱式)에서 가장 높았고 상대습도(相對濕度)는 공기가열(空氣加熱) 건조실(乾燥室)이 가장 낮았다. 3. 고추 건조(乾燥)에서 건조속도(乾燥速度)는 통고추는 물가열식(加熱式)이 2.3배(培)로 가장 빨랐고 다음이 공기가열식(空氣加熱式), 대비구(對比區) 천일노천구(天日露天區)의 순서(順序)였다. 가장 빠른 건조방법(乾燥方法)은 고추를 수평(水平)으로 절단(切斷)하여 물가열식(加熱式) 건조실(乾燥室)에서 건조(乾燥)시켰을 때였다. 4. 고추의 신미성분(辛味成分)인 capsaicine과 적색소(赤色素)인 capsanthine 함량(含量)은 건조과정중(乾燥過程中)에 약간 감소(減少)하였으나 건조제품(乾燥製品)의 질(質)에 영향(影響)을 미치는 정도(程度)가 아니었으며 건조처리별(乾燥處理別)로도 큰 차이(差異)를 보여 주지 않았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.198.1-198.1
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• 2010

우리나라 남부지방은 대체적으로 태양 일사량이 풍부하여 태양열 시스템의 설치조건으로는 가장 좋은 지역이다. 현재까지 국내에 보급된 태양열 시스템은 외기조건이 불량한 경우에는 비효율적이다. 최근 태양열 온수기는 전국적으로 매우 활발히 보급되고 있고 태양열 온수기에 대한 일반인들의 인식은 그 어느 때보다 높다고 할 수 있다. 태양열이용 열펌프시스템 기술은 소형 온수기에의 적용 뿐 아니라 건물의 난방기술에도 적용되고 있다. 본 연구에서는 태양열 집열기 직접 팽창식 열펌프시스템(이하 '태양열 시스템')의 열성능 효율 향상에 가장 많이 기여하는 팽창장치와 롤본드형 태양열집열기에 대하여 실험하였고 현장 적용가능성을 분석하였다. 또한 태양열 열펌프식 온수 및 난방시스템의 한국의 남부지방에서의 적용가능성은 지난 관련연구결과를 분석하여 비교하여 모색하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.68-68
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• 2011

본 연구에서는 PV cell이 직달 일사에 노출되는 경우와 집광된 태양광에 조사되는 경우의 성능을 비교하는 한편 집광기의 형태에 따른 열적 성능을 검토하고자 하였다. PV cell은 본질적으로 반도체의 특성을 가지므로 작동온도의 상승에 따라 성능이 저하된다는 사실이 알려져 있으며, 태양조사의 강도 및 밀도 등 특성에 따라서도 성능의 변화를 예상할 수 있다. 그러나 이러한 성능변화에 관련된 인자들과 그 영향의 크기에 대한 정량적인 기술자료가 부족하므로 설치와 이용에 한계가 있는 것이 현실이다. 인공태양 장치(solar simulator)를 이용하여 0.7에서 1.2 sun 범위의 태양 조사 환경에서 결정질 실리콘계 PV cell과 집광형 PV cell의 성능을 검토하였다. 집광에 사용한 PTC는 집광면적의 폭이 500 mm이며, 집광 조사면적이 최소 10 mm인 경우 이론적 최대 집광비가 50이었다. PTC의 축방향으로는 균일한 태양조사가 있게된다는 것을 가정하여 모델의 길이는 간편한 실험을 위해 150에서 500 mm의 범위에서 제작하였다. 수평으로 놓인 PTC의 상부 초점 위치로부터 집광면이 아래 쪽에 위치할수록 집광 조사 면적이 증가하므로 PV cell의 크기에 따라 PTC 초점의 위치로부터 거리를 결정하였다. 한편, PTC 자체의 성능도 촛점거리와 집광면 폭의 비에 따라 달라질 수 있다는 가정 하에, 포물면의 최저 위치로부터 촛점거리는 각각 300, 400 및 500 mm가 되도록 세가지 형태를 제작하여 사용하였다. 동일한 형태의 PTC에서 PV cell의 동일한 설치 위치에서도 최고 $110^{\circ}C$ 범위의 PV cell의 작동 (표면) 온도에 따른 성능의 차이를 관찰하기 위해 셀의 후면을 냉각시키는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하였다. PV cell의 표면 온도 측정을 위해서, 후면의 온도와 같이 광선 차단 효과의 우려가 없는 경우에는 열전대를 설치하였으며, 셀의 전면 온도 측정을 위해서는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하였다. 냉각 방법으로는 공기를 이용한 자연대류와 액체를 사용하는 강제대류의 경우를 고려하였으며, 필요에 따라 적절히 설계된 히트싱크를 설치하여 비교 실험을 진행하였다. 강제대류 냉각의 경우는 항온조를 사용하여 순환하는 냉각수의 유량과 공급온도를 변화시킴으로써 PV cell의 작동온도를 조절하고, 이에 따른 발전 성능의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 도출한 실험 및 분석 결과는 PV cell의 설치 환경과 작동온도의 변화에 따라 그 성능 변화를 예측할 수 있는 기술적 자료를 제공함으로써 에너지 이용의 합리화를 도모하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권2호
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• pp.19-27
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• 2012

This paper describes an experimental study on efficiency of solar collector in solar water heating system connected to hourly water heating load. In general, the functional form of solar efficiency is expressed as a function of fluid temperature entering solar collector, ambient temperature, and solar irradiance. When energy saving from solar heating of water heating system is analyzed on along-term basis such as one year with given solar irradiance data, simplified analysis is more convenient han detailed system simulation for quick assessment. However, the functional form of the efficiency is not convenient for approximately simplified energy analysis because the inlet temperature can be obtained through a detailed system simulation. In the study, solar collector efficiency is obtained with various daily water heating load sand daily solar irradiance using experimental tests. The study also considers large residential buildings such as apartment buildings for application of solar water heating systems. From test results, it is found that daily solar collector efficiency is proportional to daily water heating loads and daily solar irradiance. The data obtained from the study can be utilized to find a functional relation between daily solar irradiance and daily heating load in stead of collector inlet temperature for application of solar collector efficiency to long-term approximated energy analysis of solar heating system.

• 에너지공학
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• 제2권2호
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• pp.179-186
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• 1993

평판형 태양열 집열기에 적용되는 열파이프는 증발부에 상대적인 낮은 열유속으로 길이가 길고 가느다란 형상을 갖는다. 이러한 열파이프는 증발부의 하단부에서 액체 Pool이 형성하는 경향이 있다. 그리고 이 Pool에서 과열, 급속한 기포의 생성, 기포의 폭발적인 성장과정과 Flooding 등의 복잡한 증발과 유체 역학적 현상이 발생한다. 본 논문에서는 4개의 열파이프와 3개의 열사이폰을 이용하여 주 설계변수인 작동유체의 충전량과 위크의 설치 영역을 조절함으로써 이러한 문제를 해결하도록 하였다. 이에 대한 결과들은 다음과 같이 요약할 수 있다$^{1)}$ . 열파이프의 유효 열전도도는 단열부와 응축부에 위크를 제거함으로써 상당히 개선할 수 있었다$^{2)}$ .액체의 충전량은 위크를 적실수 있는 양보다 약 40%정도 증가시켜야 한다$_{3)}$ . 증발부에서 위크는 핵비 등의 단속적 발생에 의한 불안정한 작동과 포기 시동과정에서 응답시간을 줄이는데 유용한 효과를 갖는다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권6호
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• pp.49-56
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• 2014

Research about hybrid solar air-water heater that can make heated air and hot water was conducted as a part of improving efficiency of solar thermal energy. At this experiment, ability of making heating air and hot water was investigated and compared with traditional solar air heater and flat plate solar collector for hot water when air or liquid was heated respectively. Comparing hybrid solar air-water heater that used in this experiment to other solar air heater studied already, it has a lower efficiency at same mass flow rate. Air channel structure, fin's shape and arrangement in the air channel result in these difference then the ability of air heating need to be improved with changing these thing. In case of making hot water, performance was shown as similar with traditional system although the air channels were established beneath absorbing plate. But the heat loss coefficient was shown higher value by installing of air channel. Also the performance of hot water making was shown lower value at same liquid mass flow rate with traditional flat plate solar collector for hot water. So the necessity of performance improvement at lower mass flow rate of each heating medium can be confirmed.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.44-49
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• 2009

Steam reforming of methane in the high temperature solar chemical reactor bas advantage in its heating method. Using concentrated solar energy as a heating source of the reforming reaction can reduce the $CO_2$ emission by 20% compared to hydrocarbon fuel. In this paper, the simulation result of methane-steam reforming on a high temperature solar chemical reactor(SCR) using Fluent 6.3.26 is presented. The high temperature SCR is designed for the Inha Dish-1, a Dish type solar concentrator installed in Songdo city. Basic SCR performance factors are referred to the former researches of the same laboratory. Inside the SCR porous metal is used for a receiver/reactor. The porous metal is carved like a dome shape on the incident side to increase the heat transfer. Also, ring-disc set of baffle is inserted in the porous metal region to increase the path length. Numerical and physical models are also used from the former researches. Methane and steam is mixed with the same mole fraction and injected into the SCR. The simulation is performed for a various inlet mass flow rate of the methane-steam mixture gas. The result shows that the average reactor temperature and the conversion rate change appreciably by the inlet mass flow rate of 0.0005 kg/s.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.62-67
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• 2009

This paper describes the characteristics of scroll type stirling engine receiver. Scroll type stirling engine operated scroll compressor and expander instead of piston. Pass dimension of the receiver was $14(W){\times}14(H)$ mm and total pass length was 5,049 mm. External dimension of the receiver was $300{\times}300mm$. The experimental facility consisted of parabolic dish concentrator, compressor to supply air, triplex air filter, and flowmeter. In this study, basic experimental conditions were set at a inlet pressure of 5 bar and volume flow rate of $25m^3/hr$. As a result, air temperature in receiver at each measuring position of point 1, 2, 3 were $241^{\circ}C$, $465^{\circ}C$, and $542^{\circ}C$ respectively at inlet pressure of 5.5 bar and volume flow rate of $24.6m^3/hr$. As DNI increasing, heat transfer coefficient of the receiver changed from $695W/m^2K$ to $827W/m^2K$. Average heat transfer coefficient of receiver in the experiment was $798W/m^2K$. In addition, receiver efficiency became about 83%.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권3호
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• pp.73-79
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• 2015

In this study, a thermal storage performance and characteristics of daily operation were investigated when the air and the liquid were heated simultaneously by a hybrid solar air-water heater that can make hot water as well as heated air. The hybrid solar air-water heater is kind of a flat plate solar collector that can make hot water and heated air by installing air channel beneath absorber plate of traditional flat plate solar collector for hot water. As a result of daily operation, maximum water temperature reached in a thermal storage was shown $44^{\circ}C$ on 73kg/h of air mass flow rate and about $40^{\circ}C$ on 176kg/h of air mass flow rate. Thus, the necessity of heating water in thermal storage by operating only liquid side was confirmed when the temperature of liquid in thermal storage is lower than we need. In case of efficiency investigated on daily operation, the thermal efficiency of the liquid side was decreased with increment of the inlet liquid temperature and decrement of the solar radiation, but efficiency of the air side was increased with increment of inlet liquid temperature difference as the traditional solar air heater. Total thermal efficiency of the collector was shown from 65.85% to 78.23% and it was decreased with increment of the inlet liquid temperature and decrement of solar radiation same as the traditional system.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제39권1호
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• pp.77-89
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• 2019

The solar air heater has various performances according to an obstacle installed in the air duct. Many studies on thermal performance have been conducted. But many of these studies were using a kind of rib type obstacle attached at the bottom of absorbing plate, but they are so hard to be manufactured. In this study, characteristics of the heat transfer and pressure drop in the solar air heater with various horizontal rectangular obstacles was investigated by CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis. As a result, the heat transfer performance was improved from 1.2 to 3.32 times depending on installation conditions of rectangular obstacle. The pressure drop, however, also increased with increment of heat transfer performance from 2.8 to 180 times only by changing installation conditions of rectangular obstacle. Thus, the performance factor presenting the thermal performance enhancement on the same pressure drop was also confirmed. As a result, the highest value of 0.828 as better performance factor was obtained at the lower height of rectangular obstacle and this value has started to decrease with increment of heat transfer performance. In the end, it could be confirmed that the pressure drop was carried higher than the quantity of improvement of the heat transfer performance when the heat transfer performance was increased by change of installation conditions of rectangular obstacle. Both heat transfer enhancement and pressure drop to be required for system need to be considered before the rectangular obstacles are applied to the solar air heater.