태양열 집열에 의한 물 열분해 사이클

전문가 제언

○ 태양열의 활용에서 가장 중요한 문제는 얼마나 효율적으로 열을 모아서 이용하느냐이다. 태양열 집열기는 90도 이하의 저온용과 90-300도의 중온용, 300도 이상의 고온용으로 나누어진다. 저온용은 태양광을 집광하는 장치 없이 집열을 하며 평판형 및 진공관형 집열기가 이용된다. 평판형 집열기는 주로 태양열 온수기의 집열기로 사용되고 있는데 유리덮개 안에 조밀하게 배치된 검은색 관속으로 물이 흐르는 형태를 하고 있다.

 

○ 평판형 집열기로 온수 온도를 80-90도로 가열하면 태양에너지가 열에너지로 변환되는 에너지효율이 20-30%로 낮아지는데 진공관형 집열기는 50% 이상의 에너지 변환효율을 유지한다. 중온형 이상의 집열기에서는 태양광을 집광하는 집광기가 필요한데 분산된 태양열을 모아야 100도 이상으로 올릴 수 있기 때문이다. 복합 포물면 집광기(CPC)는 진공관형 집열기가 반원형의 작은 홈통 안에 들어있는 형태이다. 직달일사량과 홈통에서 반사되는 태양광으로 집열기를 가열하며 홈통과 집열판을 다시 유리관 안에 넣기도 한다.

 

○ 구유형(PTC) 집열기는 반원형의 긴 구유(큰 홈통)로 햇빛을 모으고 그 초점에 집열관이 통과하도록 배치한 집열기이다. 구유형 집열기는 200도 이상의 온도를 얻을 수 있다. 300도 이상의 고온을 얻기 위해서는 태양광의 집광배율을 더 높여야 하는데 여기에는 접시형 반사경으로 태양광을 초점에 모으는 접시형 집열기가 이용된다. 태양광발전에는 구유형, 접시형, 탑형 등이 이용되는데 현재 대규모 상업발전을 하고 있는 것은 구유형이다. 구유형은 집열기는 열매체 가열하여 증기를 생산하고 증기터빈을 돌리는데 열효율이 12%m, 가동률이 20% 정도이다.

 

○ 우리나라는 1990년대 초반부터 태양열 온수기를 가정용 및 급탕용으로 보급하여 1998년까지 18만 여 대가 설치되었으나 IMF 이후에 줄어들어 지금은 보급이 거의 중단된 상태이다. 우리나라의 태양에너지 잠재력은 석유 환산으로 11,159Mtoe으로 추정되지만 기술적 잠재력은 871Mtoe 정도이다. 2012년의 연간 태양열 이용량은 26,259toe로 기술적 잠재력의 0.003% 수준이다.

 

저자

Tatsuya Kodama, Nobuyuki Gokon and Koji Matsubara

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

94(1)

잡지명

日本エネルギ―學會誌

과학기술
표준분류

에너지

페이지

35~41

분석자

오*섭

분석물

• 태양열 집열에 의한 물 열분해 사이클.pdf [536,478 byte]

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