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태양에너지 변환 장치 및 시스템

전문가 제언: ○ 지구환경 보존과 화석연료 고갈에 대비한 신 재생에너지 중 태양에너지는 무한하고 청정한 에너지로 각종 에너지 이용시스템에 폭넓게 적용되고 있다. 그러나 태양에너지는 온도가 낮기 때문에 스털링 엔진(stirling engine) 등의 열기관(heat engine)을 이용해 기계동력으로 사용하거나 이를 이용한 전기의 생산은 현 기술수준에서 실용성이 없다.

○ 따라서 현재 태양에너지는 대부분 태양전지에 의한 태양광 발전이나 태양열 집열기 등을 이용한 온수급탕과 냉난방 시스템에 이용되며, 발전과 난방을 결합한 열병합발전(cogeneration) 시스템에 일부 적용되고 있다. 그러나 태양에너지는 에너지 밀도가 작기 때문에 이용 시스템은 실제 필요한 에너지를 얻기 위해서 에너지 수집면적을 늘려야 하고 수집효율도 높여야 한다.

○ 대지와 면적이 협소한 중소형 건물에 설치면적이 크고 가격이 비싼 태양열 이용시스템을 적용하는 데는 한계가 있다. 이 발명은 2축 태양광 추적기구나 다중반사(multiple reflections) 기구와 같은 장치 없이 고효율 변환이 가능해 시스템 크기가 작아지고 저렴해진다. 따라서 이 시스템은 중소형 건물에의 적용을 확대함으로써 태양에너지 관련사업 활성화에 기여할 수 있다.

○ 태양에너지는 에너지 위기 시대를 맞아 지열, 풍력과 함께 확대해야 할 중요한 대체에너지이다. 따라서 태양열 수집효율 향상기술은 태양전지의 발전효율 향상과 함께 중점 추진해야 할 기술 분야다. 이외에 태양에너지의 비연속성, 기후의존성, 낮은 온도특성 등과 같은 단점을 보완하는 기술도 개발되어야 한다. 여기에는 에너지저장 및 전송 기술과 열펌프에 의한 승온(temperature lift)기술 그리고 냉매 사이클, 열기관에 대한 고효율화 기술개발도 해당된다.

저자: FRAZIER, SCOTT
자료유형: 특허정보