• 제목/요약/키워드: solar thermal power

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태양열과 지열을 이용한 난방용 공기순환시스템 기초연구 - 태양열을 이용한 트롬월식의 축열성능 중심으로 - (A Basic Study on the Air Circulation System for Heating using Solar and Geothermal Heat - Focused on Trombe Wall Thermal Storage Performance using Solar Heat -)

  • 김병윤;최용석
    • 한국농촌건축학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.49-56
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    • 2017
  • Each country in the world currently concentrates on shifting into clean energy, which can be alternative energy, for global environment protection and solution to the problem of fossil fuel depletion. The Korean government is predicted to develop renewable energy, such as solar power, ground power, and offshore wind power, and to increase their supply ratios by ending the use of coals and nuclear power plants. This study conducted experiments on thermal storage performance of Trombe wall thermal storage materials using solar power and simulations in order to offer baseline data for the development of a hybrid air circulation system for heating that can maximize efficiency by simultaneously using solar and geothermal power. The study results are as follows: (1) In all the specimens with 3m, 5m, and 7m in the length of thermal storage pipe, $5.7^{\circ}C$, $7.8^{\circ}C$, and $10.5^{\circ}C$ rose, respectively, as the thermal storage effect of the specimens attaching insulation film and black tape to the general funnel. They were most excellent in terms of thermal storage effect. (2) As a result of thermal performance evaluation on the II type specimens, II-3 ($7.8^{\circ}C$ rise) > II-4 ($5.3^{\circ}C$ rise) > II-1 ($3.9^{\circ}C$ rise) > II-2 ($2.3^{\circ}C$ rise) was revealed, and thus II-3 (insulation film + black tape) was most effective as shown in the I type. (3) This study analyzed air current and temperature distribution inside of the greenhouse by linking actually measured values and simulation interpretation results through the interpretation of CFD (computational fluid dynamics). As a result, the parts absorbing heat and discharging heat around the thermal storage pipe could be visibly classified, and temperature distribution inside of the greenhouse around the thermal storage pipe could be figured out.

저온 지열발전의 출력 극대화를 위한 흡수식 동력 사이클의 시뮬레이션 (Simulation of an Absorption Power Cycle for Maximizing the Power Output of Low-Temperature Geothermal Power Generation)

  • 백영진;김민성;장기창;이영수;윤형기
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권2호
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    • pp.145-151
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    • 2010
  • 본 연구에서는 지열발전 등과 같은 저온 열원을 에너지원으로 하는 발전에 응용될 수 있는 흡수식 동력 사이클의 출력 최적화를 수행하였다. 이를 위해 정상상태 사이클 시뮬레이션을 수행하여 사이클의 성능을 고찰하였다. 시뮬레이션은 열원과 열침의 입구온도 및 유량을 고정한 상태에서 수행하였으며, 일반적인 발전소의 열원-열침 유량비를 고려하였다. 사이클의 성능은 두 개의 독립변수를 이용하여 나타내었는데, 이는 분리기 입구 암모니아 농도와 터빈 입구 압력이다. 시뮬레이션 결과, $100^{\circ}C$의 지열수와 $20^{\circ}C$의 냉각수(지열수 유량의 5배) 조건에서, 흡수식 동력 사이클을 이용하면 지열수 유량 1 kg/s 당 최대 약 14 kW의 출력을 얻을 수 있음을 보였다.

복합발전용 고온 집광시스템의 집열 특성 분석 (Thermal Test of High-Temperature Solar Concentrating System for Hybrid Power Generation)

  • 김진수;이상남;강용혁;윤환기;유창균;김종규
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.580-583
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    • 2006
  • A small-scale solar concentrating system was developed and demonstrated for supplying process heat required in solar thermo chemical reaction. The concentration system consists of a heliostat equipped with a solar tracking device and a dish concentrator. From the initial thermal test of the concentrating system it was found that the system works very well with around 500-600 concentration ratio capable of supplying about 3kW therml energy to the reactor. Once the concentration system was turned on, the reactor temperature rapidly increased over $1,000^{\circ}C$ and could be maintained high enough for solar chemical reaction.

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장기 신뢰성 평가를 위한 태양전지의 열충격 시험 특성에 관한 연구 (The Study on Thermal Shock Test Characteristics of Solar Cell for Long-term Reliability Test)

  • 강민수;김도석;전유재;신영의
    • 에너지공학
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    • 제21권1호
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    • pp.26-32
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    • 2012
  • 본 연구에서는 PV(photovoltaic)모듈에서 경년에 따른 효율 저하의 원인을 분석하기 위해 셀 레벨에서의 열충격 시험을 수행하였다. 열충격 시험의 조건은 $-40^{\circ}C$에서 $85^{\circ}C$로 각각 15분씩 30분을 1사이클로 하였으며, 열충격 시험 500 사이클 동안 100 사이클 간격으로 EL분석 및 I-V분석을 수행하였다. 효율 감소율은 단결정 Bare Cell이 8%, Solar Cell이 9%였으며, 다결정 Bare Cell이 6%, Solar Cell이 13%의 감소율을 보였다. 열충격 시험 후 Solar Cell은 표면 손상으로 인한 효율저하를 확인할 수 있었다. Bare Cell의 경우 표면의 손상이 없었지만, 효율이 저하된 것을 확인할 수 있었다. 이는 Fill Factor 분석에 의해 경년 시 나타나는 누설전류에 의한 소모전력 증가로 효율 저하에 영향을 준 것으로 판단된다. 또한, Bare Cell보다 Solar Cell에서의 효율 감소율이 상대적으로 높게 나타난 결과는 표면 손상 및 소모 전력의 증가로 인해 Solar Cell 효율에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 향후 단면 분석법 및 다양한 조건의 시험 기법을 활용하여 PV모듈 뿐 아니라 Cell 레벨에서의 불규칙한 효율 및 Fill Factor의 감소 원인을 검토하고, Solar Cell에서의 효율 저하가 가속되는 원인에 대한 대책 방안 연구가 수행되어야 할 것이다.

대규모 태양열 발전시스템 기본설계 특성 분석 (Study on the Basic Design of Large Scale Solar Thermal Power Plant System)

  • 김종규;강용혁;김진수;이상남;유창균;윤환기
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.576-579
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    • 2006
  • This paper describes characteristics and procedure of the basic design of large scale solar thermal power plant system. The evaluation is based on the operating data of CESA-I, solar central receiver plant. In order to evaluate the solar irradiation on the receiver, it is necessary to calculate the amount of thermal energy consumption at steam turbine and storage system in the STPPS. Especially, it is need to take into account of the storage and operating time to design a plant efficiently. In addition, basic design is performed for the CESA-I using the software tool of THERMOFLEX program. Based on the results, It is at lowed to use the program to investigate detail performance of each units of the STPPS by varying the operating conditions.

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태양열발전 제어시스템 (A Control System for Solar Thermal Power Plant)

  • 박영칠
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.693-697
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    • 2007
  • A control system for solar thermal power plant is the control system to coordinate the whole system's operation, including management of distributed control systems, process control for optimal operation of total system, monitoring system operating conditions and doing administrative functions. This work, as a progress report, presents the results obtained so far in building a control system for the 1MW solar thermal power plant. To make the control system, we first defined the control system's hierarchy and classified the role of each layer. Then, as the first stage of making control system, we designed and developed the sun tracking control system for heliostat.

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Dish-Stirling 태양열 발전시스템 운전 및 성능분석 (Performance of Dish-Stirliling Solar Power System)

  • 김진수;강용혁;이상남;윤환기;유창균;김종규;조덕기
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.180-183
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    • 2006
  • As a final step for developing a small-scale solar thermal power generation technology, a demonstration project for a dish-stirling power system has been carried out by KIER. During the two years project period, 10kW solar-only power system was built in Jinhae city and successful solar operations were demonstrated. In this paper an example of typical clean day operation and analysis results was introduced.

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New DTR Estimation Method Without Measured Solar and Wind Data

  • Ying, Zhan-Feng;Chen, Yuan-Sheng;Feng, Kai
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권2호
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    • pp.576-585
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    • 2017
  • Dynamic thermal rating (DTR) of overhead transmission lines can provide a significant increase in transmission capacity compared to the static thermal rating. However, the DTR are usually estimated by the traditional thermal model of overhead conductor that is highly dependent on the solar, wind speed and wind direction data. Consequently, the estimated DTR would be unreliable and the safety of transmission lines would be reduced when the solar and wind sensors are out of function. To address this issue, this study proposed a novel thermal model of overhead conductor based on the thermal-electric analogy theory and Markov chain. Using this thermal model, the random variation of conductor temperature can be simulated with any specific current level and ambient temperature, even if the solar and wind sensors are out of function or uninstalled. On this basis, an estimation method was proposed to determine the DTR in the form of probability. The laboratory experiments prove that the proposed method can estimate the DTR reliably without measured solar and wind data.

지열 발전을 위한 HFC-245fa 유기 랭킨 사이클의 성능해석 (Analysis of HFC-245fa organic Rankine cycle for geothermal power generation)

  • 백영진;김민성;장기창;윤형기;이영수;나호상
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • In this study, an ORC (Organic Rankine Cycle) is investigated for a low-temperature geothermal power generation by a simulation method. A steady-state simulation model is developed to analyze cycle's performance. The model contains a turbine, a pump, an expansion valve and heat exchangers. The turbine and pump are modelled by an isentropic efficiency. Simulations were carried out for the given heat source and sink inlet temperatures, and given flow rate that is based on the typical power plant thermal-capacitance-rate ratio. HFC-245fa is considered as a working fluid of the cycle. Simulation results, at the given secondary working fluids conditions, show that even though the power can be presented by both the evaporating temperature and the turbine inlet superheat, it depends on the evaporating temperature primarily.

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태양열 발전에 대한 IEA의 활동 및 전망 (Activities and Outlook of IEA about Concentrated Solar Power)

  • 이현진;김종규;강용혁
    • 융복합기술연구소 논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.13-17
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    • 2012
  • 1) 국제에너지위원회 IEA 산하 SolarPACES(Solar Thermal Power and Chemistry Energy System)는 태양열발전 및 화학 관련한 기술 개발 및 보급을 목표로 한국을 포함하여 현재 20개국이 활동 중이다. 2011년 우리나라는 집행위원회뿐만 아니라 6개 기술 분야 중에 태양열발전, 태양열화학, 태양열집광기술 및 적용 3개 분야에 참여하고 있다. 2) 2011년 기준으로 약 1.2GW 용량의 태양열 발전소가 전 세계에 설치되었고, 스페인 582MW, 미국 507MW로 대부분을 차지한다. 현재 미국 8GW, 스페인 4.46GW, 중국 2.5GW를 포함하여 전체 약 17GW 용량 발전소들이 건설 또는 계획 중에 있다. 3) 국제에너지위원회 IEA는 태양열 발전소는 태양광에 비해 약 1/3정도의 발전 용량을 갖겠지만, 열저장을 이용한 높은 가동시간을 바탕으로 2050년에는 태양광이나 바이오매스와 비슷한 수준으로 전기를 공급하여 전 세계 전기의 11.3% 정도에 이를 것으로 예측하고 있다.

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