• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국태양에너지학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.217-222
• /
• 2011

This study examined the cooling performance of a solar heating and cooling system for an office building using the dynamic simulation program (TRNSYS). This solar heating and cooling system incorporates evacuated tube solar collectors of $204m^2$, storage tank of $8m^3$, 116.2kW auxiliary heater, single-effect $LiBr/H_2O$ absorption chiller of 20RT nominal cooling capacity. It was found that for the representing day showed peak cooling load the annual average collection efficiency of the collector was 32.9% and coefficient of performance of single-effect $LiBr/H_2O$ absorption chiller was 0.68. And the results shows for the cooling season the solar fraction of the solar heating and cooling system was 32.2% and maximal and minimal solar fraction was 63.4% for May 17.9% for July respectively.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제27권2호
• /
• pp.61-69
• /
• 2007

The final energy consumption in the building sector in Korea represents almost 20% of the total energy consumption. Besides, Space heating and hot water generation in Korea are based on fossil fuels, with a serious environmental impact. Despite the popularity of simple solar domestic hot water systems, active solar space heating remains, for various reasons, marginal. And thus, the aim of this paper is to demonstrate potentialities of solar assisted space heating systems, both technically and economically. From this study found that the solar heating system with CPC solar collectors integrated the roof of a single-story residential building shares $50{\sim}55%$ of the annual heating load.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제30권6호
• /
• pp.50-58
• /
• 2010

Experimental study on the operating characteristics of a solar hybrid heat pump system according to indoor setting temperature were carried out during spring and winter season. The system was consisted of a concentric evacuated tube solar collector, heat medium tank, heat storage tank, and heat pump. As a result, the heating load was increased by 21.1% when the indoor setting temperature rose by 2oC for the same ambient temperature. Besides, the spring season had good outdoor conditions compared to the winter season, therefore the heating load was reduced and heat gain by collector increased, relatively. In case of the winter season, the solar fraction was shown less than 10% because the heat losses of system and space increased considerably. The solar fraction decreased significantly as the indoor setting temperature increased.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제39권6호
• /
• pp.41-54
• /
• 2019

The purpose of this study is to analyze the performance of solar thermal system according to regional weather conditions and feedwater temperature. The performance analysis of the system was carried out for the annual and winter periods in terms of solar fraction, collector efficiency and it's optimal degree. The system is simulated using TRNSYS program for 6 cities, Seoul, Incheon, Gangneung, Mokpo, Gwangju, and Ulsan. Simulation results prove that the solar fraction of the system varies greatly from region to region, depending on weather conditions and feedwater temperatures. Monthly average solar fraction for winter season from November to February, a time when heat energy is most required, indicated that the highest is 73.6% in Gangnueng and the lowest is 56.9% in Seoul. This is about 30% relative difference between the two cities. On the other hand, the collector efficiency of the system for all six cities was analyzed in the range between 40% and 42%, indicating small difference compare to the solar fraction. The annual average solar fraction is rated the highest at 40 collector degree, while monthly average solar fraction during winter season is rated at 60 degree.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.289-289
• /
• 2012

터치패널은 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 스크린에 손가락, 펜 등을 접촉하여 입력하는 방식이다. 누구나 쉽게 입력할 수 있는 장점으로 인해 기존에는 현금인출기, 키오스크 등 공공분야에 주로 많이 사용되어 왔으나, 최근의 터치스크린은 휴대폰, 게임기, 네비게이션, 노트북 모니터 등 개인정보기기의 입력장치로 활용분야가 넓어져가고 있다. 최근의 정전용량 방식의 터치패널은 디스플레이 패널 위에 올여지는 형태의 Add on type이며, 테블렛의 출현으로 터치패널의 사이즈가 커지면서 인듐산화물 투명성 전도막의 두께가 두꺼워지고, 이로 인하여 광학적 특성인 투과율이 저하되는 문제가 발생하여 투과율을 높여주기 위한 새로운 전도박막 제조방법이 요구되는 상황이다. 현재의 고글절 산화물(TiO2)과 저굴절 산화물(SiO2)의 적층형태의 저반사 특성의 다층막은 주로 플라즈마 보조의 전자빔 증착기를 이용하여 제조되기 때문에, 저반사 특성이 우수하지만 대면적 크기의 대량생산에는 적합하지가 않다. 그리고 태양전지의 에너지 변환효율도 태양전지로 흡수되는 태양광의 량에 크게 의존하기 때문에, 태양전지로 흡수되는 태양광 량을 높이기 위하여 태양전지의 가장 위층에 혹은 모듈 제작시 커버유리의 내부에 저반사 특성을 갖는 박막을 코팅한다. 특히 박막태양전지의 경우는 대면적의 유리위에 저반사 코팅을 해야 한다. 본 연구에서는 In-line magnetron sputtering system을 사용하여 소다라임 유리 기판 위에 고글절 산화물(Nb2O5)과 저굴절 산화물(SiO2)의 2층 적층형태의 "SiO2/Nb2O5/SiO2/Nb2O5/SLG" 다층 박막을 증착하고, 저반사의 광학적 특성을 하였고, 이를 논하고자한다. 일반적으로 빛이 투과되는 투명한 기판이 공기층에 노출되어있을 경우에 기판의 양면에서 공기층과의 계면에서 각각 4%의 반사율 즉, 총 8%의 반사율을 갖는데, 본 연구의 다층 박막에서는 530에서 540nm 파장 영역에서 투과율은 95% 이상, 반사율은 4.8% 이하이었다. 이 결과는 터치패널과 박막태양전지 시장의 Needs에 대응할 수 있기 때문에 산업의 응용측면에서 매우 중요한 연구 성과를 얻었다고 말할 수 있다. (본 연구는 지식경제부 사업화연게기술개발 연구지원금으로 일부 이루어졌음).

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.283-283
• /
• 2010

17~18% 대역의 고효율 결정질실리콘 태양전지를 양산하기 위하여 국내외에서 다양한 연구개발이 수행되고 있으며 국내 다결정실리콘 태양전지 양산에서도 새로운 구조와 개념에 입각한 공정기술과 관련 장비의 국산화에 집중적인 투자를 진행하고 있다. 주지하는 바와 같이, 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지 양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 현재까지 다결정 실리콘 표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 단파장대역에서 광반사율의 감소를 기대할 수 있기 때문에 결정질실리콘 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 고효율 다결정실리콘 태양전지 양산공정에 적용하기 위해 마스크를 사용하지 않는, RIE기반 건식 저반사율 결정질실리콘 표면 texturing 패턴연구를 수행하였다. 마스크없이 표면 texturing이 완료된 시료들에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율과 minority carrier들의 life time 분포를 측정하고 검토하여 공정조건을 최적화 하였다. 저반사율의 건식 결정질실리콘 표면 texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W 내외로 낮았고 $SF_6/O_2$ 혼합비율은 0.8~0.9 범위엿다. 본 연구에서 확인된 최적의 texturing을 위한 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 상태로서 확인된 최저 평균반사율은 ~14% 내외였고 p-형 결정질실리콘 표면 texturing 패턴과 minority carrier의 life time 상관는 단결정이 16uS대역에서 14uS대역으로 감소하는 반면에서 다결정은 1.6uS대역에서 1.7uS대역으로 오히려 미세한 증가를 보여 다결정 웨이퍼생산과정에서 발생하는 saw-damage 제거의 긍정적 효과와 texturing공정의 표면 결함발생에 의한 부정적 효과가 상쇄되어 큰 변화를 보이지 않는 것으로 해석된다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국태양에너지학회 2008년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.245-250
• /
• 2008

This study is on the availability of solar thermal energy in Korean high-rise apartment complex depending on the installation type of solar collectors to roof or facade of building. Firstly, solar access evaluation on the roof and the facade of apartment buildings was carried out. The total thermal load of each apartment unit and building was investigated and matched with the energy which was produced by solar thermal systems on the facade. The considered layout patterns of apartment buildings were '一type', 'alternative 一type', 'ㄱtype' and 'ㅁtype' and that was analyzed in prior studies. Extensive dynamic hourly energy simulations with the solar thermal system were Performed with the TRNSYS of SEL. We assumed that the apartment complex is composed of 9 buildings and located in Daejeon. The collectors are the heat-pip evacuated tube collectors and the number of collectors are 45 tubes We assumed that the collectors are installed on the balcony of each unit and the angle of incilnation is $90^{\circ}$. As a result, the supply amount of solar thermal systems is about 4,850,086kJ/hr and the solar fraction is about 66%. The solar fraction according to each azimuth is about 66% on the south, 62% on the south-east $30^{\circ}$ and 56% on the south-east $60^{\circ}$. So, we quantitatively got a line on the optimal azimuth for installing the solar thermal systems. The solar fraction has differences from 5% to 15% of each floor, 6th, 12th and 20th and those tendencies are same in analyzed each 4 types of the apartment complexes.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제38권5호
• /
• pp.49-62
• /
• 2018

This study aims to analyze the performance of solar thermal system with heat pump for domestic hot water and heat supply. There are four types of system. Systems are categorized based on the existence of a heat pump and the ways of controlling the working fluid circulating from the collector. Working fluid is controlled by either temperature level (categorized as system 1 and 2) or sequential flow (system 3 and 4). Heat balance of the system, the solar fraction, hot water and heating supply rates, and performance of heat pump are analyzed using TRNSYS and TESS component programs. Technical specifications of the main facilities are as follow; the area of the collector to $25m^2$, the volumes of the main tank and the buffer tank to $0.5m^3$ and $0.8m^3$, respectively. Heating capacity of the heat pump in the heating mode is set to 30,000 kJ / hr. Hot water supply set 65 liters per person each day, total heat transfer coefficient of the building to 1,500 kJ / kg.K. Indoor temperature is kept steadily around $22^{\circ}C$. The results are as follows; 6 months average solar fraction of system 1 turns out to be 39%, which is 6.7% higher than system 2 without the heat pump, indicating a 25% increase of solar fraction compared to that of system 2. In addition, the solar fraction of system 1 is 2% higher than that of system 3. Hot water and heating supply rate of system 1 are 93% and 35%, respectively. Considering the heat balance of the system, higher heat efficiency, and solar fraction, as whole, it can be concluded that system 1 is the most suitable system for hot water and heat supply.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.315-315
• /
• 2010

결정질 실리콘을 포함하는 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 이의 해결을 위하여 대기와 실리콘표면 사이의 굴절률차이가 크면 클수록 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘의 광반사는 증가하기 때문에 상대적으로 낮은 굴절률의 $SiO_x$나 $SiN_x$와 같은 반사방지막을 광입력 실리콘표면에 증착하여 광반사율 저감공정을 적용하고 있다. 이와 더불어 결정질 실리콘표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 광자들의 다중반사 등에 기인하는 광흡수율의 증가를 기대할 수 있기 때문에 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 이해된다. 본 실험에서도 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산공정에 적용 가능한 ICP-RIE기반 결정질 실리콘표면에 대한 texturing 공정기술을 연구하였다. Double Langmuir 플라즈마 진단시스템(DLP2000)을 적용하여 사용한 $SF_6$와 $O_2$ 개스유량과 챔버압력, 플라즈마 파워에 따른 이온밀도, 전자온도, 포화이온전류밀도, 플라즈마포텐셜의 공간분포를 모니터링하였고 texturing이 완료된 시료에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율을 측정하여 그 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 간략히 정리하면 Si texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W, $SF_6/O_2$ 혼합비는 18:22, 챔버압력은 30mtorr 등이고 이에 상응하는 플라즈마의 이온밀도는 $2{\sim}3{\times}10^8\;ions/cm^3$, 전자온도는 14~15eV, 포화전류밀도는 $0.014{\sim}0.015mA/cm^2$, 플라즈마포텐셜은 38~39V 범위 등이었다. 현재까지 얻어진 최소 평균반사율은 14.2% 였으며 최적의 texturing패턴 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 플라즈마 에너지 및 밀도 상태인 것으로 해석된다.

• 설비공학논문집
• /
• 제28권9호
• /
• pp.361-366
• /
• 2016

As an alternative of well-mixed storage tank with lower coil only, we have proposed a tank with lower and upper coils and verified a superior thermal stratification in a tank, which results in increased collector efficiency and solar fraction. But the phenomenon of temperature reversal was often experimentally observed in the tank, so a revised control was successfully applied which is to heat only lower coil using three way valve if temperature reversal occurs and to operate the collector with low flow rate when the condition of solar radiation is not good. In the present study, using TRNSYS we compared the existing lower heating and the proposed lower and upper heating with a control preventing temperature reversal. The results showed that the proposed method has an increase of collector efficiency by 5.1% and solar fraction by 3.2%.