• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권5호
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• pp.9-18
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• 2011

태양광열 복합 시스템(photovoltaic/thermal hybrid solar system, PV/T)은 태양광 모듈 및 태양열 집열판의 단일화를 통한 전기 및 열에너지의 동시 생산이 가능하도록 구성되고 기존 태양광 모듈의 온도 상승에 따른 효율 저하의 문제점을 보완 및 발생하는 열을 회수하여 온수 생산이 가능한 장치이다. 본 연구에서는 액체형 PV/T 시스템의 대표적인 두 형태인 박스형과 튜브형의 성능 검증을 위하여 수학적 모델링을 통한 두 시스템의 열 및 전기적 성능을 비교 분석하였다. 모델링은 에너지 평형식을 이용하여 시간에 따른 각 부분의 온도의 변화를 예측할 수 있도록 수립되었으며 계산된 결과를 기준으로 전기, 열, 및 전체효율을 도출해 내고, 이를 바탕으로 두 시스템의 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로, 박스형 PV/T 시스템의 최고 온수 온도는 $52^{\circ}C$로 예측되었고, 반면에 튜브형은 $48^{\circ}C$에 머물렀다. 또한 열효율은 박스형이 최대 51%, 튜브형이 41%, 전기효율은 박스형이 약 14%, 그리고 튜브형이 13%로 나타났으며, 전체효율은 박스형이 73%, 그리고 튜브형이 64%로 나타나 박스형 PV/T 시스템이 튜브형보다 더 나은 성능을 가지는 것으로 예측되었다. 이는 박스형이 튜브형보다 태양광 모듈과 온수와의 접촉면적이 넓어 더 많은 열전달이 발생하기 때문으로 사료된다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.792-797
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• 2009

The excess heat that is generated from PV modules can be removed and converted into useful thermal energy. A photovoltaic-thermal(PVT) module is a combination of photovoltaic module with a solar thermal collector, forming one device that receives solar radiation and produces electricity and heat simultaneously. In general, two types of PVT can be classified: glass-covered PVT module, which produces high-temperature heat but has a slightly lower electrical yield, and uncovered PVT module, which produces relatively lower temperature heat but has a somewhat higher electrical performance. In this paper, the experimental performance of two types of the PVT combined module(water type), glazed(glass-covered) and unglazed, was analyzed. The electrical and thermal performance of the PVT combined modules were measured in outdoor conditions, and the results were compared.

• 한국태양광발전학회지
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• 제2권2호
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• pp.21-28
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• 2016

3족과 5족 물질로 구성된 III-V 고효율 화합물 태양전지는 태양광 스펙트럼에 대한 많은 파장영역대의 빛을 흡수할 수 있는 장점을 갖고 있어 지구상에서 만든 태양전지 중 가장 효율이 높다. 그러나, III-V 화합물 물질은 실리콘 보다 고가의 비용이 들므로 이를 극복하기 위해서 집광렌즈 및 빛을 추적하기 위한 추적기 등 집광시스템으로 구성되어야 한다. 본고에서는 고효율의 III-V 화합물 태양전지의 현재 기술개발동향 및 고효율 저가화를 위한 방안으로 기판재활용 기술, 태양광 태양열 복합활용 시스템 및 소형집광모듈 등을 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권9호
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• pp.757-762
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• 2014

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.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.184-189
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• 2008

The excess heat that is generated from PV modules can be removed and converted into useful thermal energy. A photovoltaic/thermal(PVT) module is a combination of photovoltaic module with a solar thermal collector, forming one device that converts solar radiation into electricity and heat simultaneously In general, two types of PVT can be distinguished: glass-covered PVT module, which produces high-temperature heat but has a slightly lower electrical yield, and uncovered PVT module, which produces relatively low-temperature heat but has a somewhat higher electrical performance. In this paper, the experimental performance of water type unglazed PVT combined module, analyzed. The electrical and thermal performance of the module were measured in outdoor conditions, and the results are analyzed. The results showed that the thermal efficiency of the PVT module was 27.05% average and its PV efficiency was about 11.85% average, both depending on solar radiation, inlet water temperature and ambient temperature.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.105-111
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• 2007

Hybrid PV/Thermal systems consisting of photovoltaic module and thermal collector can produce the electricity and thermal energy. The solar radiation increases the temperature of PV modules, resulting in the decrease of their electrical efficiency. Accordingly hot air can be extracted from the space between the PV panel and roof, so the efficiency of the PV module increases. The extracted thermal energy can be used in several ways, increasing the total energy output of the system. This study describes a basic type of PV/T collector using water. In order to analyze the performance of the collector, the experiment was conducted. The result showed that the thermal efficiency was 17% average and the electrical efficiency of the PV module was about $10.2%{\sim}11.5%$, both depending on solar radiation, inlet water temperature and ambient temperature.

• 설비공학논문집
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• 제20권4호
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• pp.260-265
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• 2008

The excess heat that is generated from PV modules can be removed and converted into useful thermal energy. A photovoltaic/thermal (PVT) module is a combination of photovoltaic module with a solar thermal collector, forming one device that converts solar radiation into electricity and heat simultaneously. In general, two types of PVT can be distinguished : glass-covered PVT module, which produces high-temperature heat but has a slightly lower electrical yield, and uncovered PVT module, which produces relatively low-temperature heat but has a somewhat higher electrical performance. In this paper, the experimental performance of water type PVT combined module, glass-covered, analyzed. The electrical and thermal performance of the module were measured in outdoor conditions, and the results are analyzed. The results showed that the thermal efficiency of the PVT module was 27.6% average and its PV efficiency was about 10.0% average, both depending on solar radiation, inlet water temperature and ambient temperature.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.87-92
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• 2011

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 converts solar radiation into electricity and heat simultaneously. The performance of the PV/Thermal combined collector module is directly influenced by solar radiation that also has an effect on PV module temperature. It is also has believe that the energy performance of PV/T collector is related to absorber design as well as PV module temperature. The existing study has been paid to the PV/Thermal combined collector module with circle tube absorbers. The aim of this study is to analyze the experimental performance of the PV/Thermal combined collector rectangular tube absorbers according to solar radiation. The experimental result show that the average thermal and electrical efficiencies of the PVT collector were 43% and14.81% respectively. Solar radiation is one of the most influential factors to determine the energy performance of PVT collector, but from a certain level of solar radiation the PVT collector receives on, its efficiencies began to decrease.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.69-75
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• 2005

The PV-Solarwall system has been introduced as a promising alternative to harness solar energy for both heating applications and electricity generation simultaneously. The system comprises a PV solar panel(for electricity generation). In addition, the solarwall incorporates a fan strategically located behind the PV panel to bring the warm and fresh air from the solarwall into the room. Because of its location and convective cooling principle, the fan also serves to reduce the operating temperature of the PV panel thereby increasing its efficiency. So this PV-Solarwall system holds much promise for saving heating and electricity costs compared with a PV system without solarwall. In particular, by controlling the tilt angle of the entire PV-Solarwall system between $0^{\circ}$(horizontal) and $90^{\circ}$(vertical), the performance of the system can be further evaluated. It is expected that the range of tilt angle PV-Solarwall between $40^{\circ}$ and $50^{\circ}$ will improve the output of the system.