열-광기전성 시스템 형태와 스펙트럼 조정(Thermophotovoltaic system configurations and spectral control)

전문가 제언

□ 본문은 열원에서 나오는 적외선을 광기전성 전지를 이용하여 발전하는 장비를 설명하고 있다. 여기서 핵심 장비로 열원에서 나오는 열을 적외선으로 바꾸어 복사하는 방사체와 이를 받아 전기를 생산하는 광기전체이다. 여기서 열원은 화학적 연료, 방사성 동위원소와 심지어는 전기도 언급하고 있다.

○ 따라서 TPV 전체의 효율은 연료로부터 복사열로 전환되는 효율, 복사 파장이 광기전체가 전기로 전환할 수 있는 파장의 범위에 들어가는 파장 효율, 복사 파장이 광기전체 위에 떨어지는 형태계수와 마지막으로 광기전체가 복사된 적외선을 전기 에너지로 바꾸는 전지 효율을 생각할 수 있는데 전 전환효율은 이 네 개의 효율의 곱으로 나타난다. 여기서 가장 중요한 것은 광기전체가 전환할 수 있는 복사 파장을 얻는 스펙트럼 조정이다. 그 방법은 파장이 다른 복사 에너지는 반사경을 이용하여 방사체로 되돌려보내는 것으로 그 간단한 계산법이 본문에 나와 있다.

□ 그러나 TPV의 전체 전환효율이 10~24%에 불과하여 현재 약 40%에 이르는 화력발전에 비해 효율이 낮다. 따라서 TPV를 어떤 특정한 목적에 사용하기 위한 것인지 명확한 설명이 필요하나 그에 대한 답이 없다. 군사용과 우주 개발용으로 개발되고 있다고 언급은 있으나 그것은 이 기구의 용도의 일부일 뿐 전부는 아니다.

○ 이 기구를 본문에서 언급한대로 열병합 발전에 사용하려면 현재의 효율보다 적어도 두 배로 효율을 개선해야 현재 사용되고 있는 열병합 발전과 경쟁이 가능하리라고 본다.

□ 더구나 InGaAs/InP 전지를 사용하는 셋째 경우는 전기를 열원으로 한다고 언급하면서도 이것이 다만 실험에 국한하는 것인지 명확하게 설명하지 않았다. 단순히 개발을 위한 실험용이 아니라면 전기를 열로 사용 자체가 비효율적인데 이것을 다시 전기로 전환한다는 것은 논리에 맞지 않는다.

저자

Fraas, L. M.; Avery, J. E.; Huang, H. X.; Martinelli, R. U

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2003

권(호)

18(5)

잡지명

Semiconductor Science and Technology

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

165~173

분석자

김*설

분석물

• 열-광기전성 시스템 형태와 스펙트럼 조정.pdf [191,113 byte]

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