The heat from PV modules should be removed for better electrical performance, and can be converted into useful thermal energy. A photovoltaic-thermal(PVT) module is a combination of PV module with a solar thermal collector which forms one device that produce thermal energy as well as electricity. In many studies various water type PVT collectors have been proposed in effort to increase their electrical and thermal efficiency. The aim of this study is to evaluate the heating performance of heating system combined with PVT collectors that on integrated building roof. For this study, the BIPVT system of 1.5kWp was installed at the experimental house, and it was incorporated with its heating system. From the experimental results, the solar fraction of the heating system with BIPVT was 15%. It was also found that was analyzed that the heating energy for the house can be reduced by 47%, as the heat gained from BIPVT system pre-heated the water used for heating system.
본 연구에서는 아파트단지에 적용되는 태양열 급탕 시스템의 에너지 활용도를 높이기 위해 유기랭킨사이클을 적용하여 해석적 연구를 수행하였다. 시스템 해석은 Aspen $Plus^{(R)}$을 활용하였으며 태양열집열기는 급탕 온도와 유기랭킨 사이클의 운전 조건을 고려하여 진공관형 집열기를 적용하였다. R134a, R141a, R245fa 등의 냉매를 작동유체로 선정하였으며, 시스템 성능해석을 통하여 R245fa 냉매가 적용가능성이 가장 높게 나타났다. 비가역성 해석과 민감도 해석을 통해 유기랭킨 사이클 시스템의 효율 및 성능 확보를 위해서는 증발기와 터빈에 대한 기술 개발이 매우 중요하다는 것을 밝혀냈으며, 순수 급탕으로만 활용하는 시스템에 전기 생산 설비를 추가하게 되면 약 50%의 추가적인 경제성이 확보됨을 확인하였다.
본 연구에서는 열흐름의 방향, 태양 복사열의 집열 그리고 축열부의 열용량 등이 조절 가능한 Thermo-Diode식 태양열 이용 모듈(Smart Module)의 개발하였으며, 이를 통하여 액체식 열다이오드에 대한 작동 메카니즘과 이를 적용한 태양열 이용 시스템의 효율적 작동과 그 가능성을 확인하였다. 기존의 태양열 시스템은 일조시간 동안만 시스템이 운용되는 반면 본 Smart Module은 낮뿐만 아니라 밤에도 단열 및 냉방부하 감소 효과를 거둘 수 있다.
The simulation analyses of a dish solar power system with stirling engine in this study are applied to system performance prediction if four different test sites; Seoul, Pusan and Cheju in Korea, and Naha in Japan. The effects of difference of concentrator type such as monolithic and stretched-membrane construction on system efficiency are also evaluated. The total amount of generated power for a year depends on the site. However the total maximum system efficiency in every site is approximately 16% and there isnt striking difference. It is also found that the maximum collector efficiency of stretched-membrane concentrator is about 3∼15% lower than that of the monolithic type.
태양열 이용 축열식 직접접촉 열교환기의 실제 적용을 위한 작동조건도출 및 열교환기내 열전달 특성 규명을 위하여 작동유체를 물보다 가벼운 경우(Texaterm)와 무거운 경우 두가지를 실제 태양열 집열회로상에서 실험하였다. 작동유체가 물보다 가벼운 경우와 무거운 경우에 대해 실제 태양열 집열회로상에서 작동하여 최적 열전달을 위한 작동유체드럽형성과 유동을 도출하였고, 작동유체가 무거운 경우가 가벼운 경우보다 열손실계수가 높음을 알 수 있었다. 작동유체가 축열유체보다 가벼운 경우와 무거운 경우에 대해 실제 태양열 직열회로에서 실험한 결과, 작동유체가 가벼운 경우 체적 열전달계수는 $1.848{\times}10^{-3}w/cm^3^{\circ}C$, 효율은 73%이고 무거운 경우는 $0.128{\times}10^{-2}w/cm^3^{\circ}C$, 효율은 82%로 작동유체가 무거운 경우가 보다 좋은 것으로 나타났다.
A solar air heater was designed for supplementary domestic heating. The absorber plate had a series of protruding notches which had triangular openings on the front surface of the absorber plate to direct partial air flow to the rear surface and to enhance the convective heat transfer to the flowing air. The height of the opening as well as the opening configuration was determined by preceding numerical simulations. The experimental model had an absorber plate of 0.78-m width and 1.0-m length which was coated with black paint. The air temperature increased as much as $18^{\circ}C$ for $90-m^3/h$ flow rate when the absorber plate was inclined by $45^{\circ}$ for a clear-day solar irradiation of about $906W/m^2$. The collector efficiency ranged from 69 to 74%. Considering the simplicity of the structure and low manufacturing cost, the solar air heater might have competence as an auxiliary heating device for domestic use. On-site experimental results are presented with discussion for various solar irradiations and air flow conditions.
본 논문은 히이트 파이프를 이용한 태양열 온수 급탕 시스템의 제작 및 그 열성능에 관한 내용이다. 국내 기후에 적합한 모델을 도출하기 위하여 본 연구에서는 여러번에 기초실증 실험을 수행하였다. 히이트 파이프는 구리로 제작하였으며 증발부, 단열부 및 응축부의 길이는 각각 1700mm, 100mm, 그리고 200mm이다. 증발부는, 특히 효율적인 집열을 위하여 얇은 구리로 만든 핀(fin)을 부착하였다. 연구결과를 살펴보면 작동 유체의 종류, 윅(wick)의 유무, 표면 처리 정도 그리고 그 밖의 여러 설계인자에 따라 히이트 파이프를 이용한 태양열 온수 급탕 시스템의 열성능이 적지 않은 영향을 받을 수 있음을 나타내고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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