태양열 집열기의 성능개선

전문가 제언

○ 화석연료의 고갈 및 온실가스 배출에 대한 대응으로 신재생에너지의 이용 확대가 전 세계적으로 이뤄지고 있다. 신재생에너지 중에서도 풍부하고 이용하기 쉬운 태양에너지는 유망 신재생에너지로 각광을 받아 태양열 시스템 개발이 늘어나고 있다.

 

○ 특히 에너지가 많이 소비되는 건물의 온수/난방공급 분야에서 태양열온수기(SWH: Solar Water Heater)와 태양열 공기가열기(SAH: Solar Air Heater)에 대한 개발과 상업화가 확대되고 있다. 이러한 태양열 시스템의 가장 핵심요소는 태양열 집열기다.

 

○ 이와 같은 태양열 집열기에서의 성능개선은 ①흡수기 판/관(absorber plate/tube)과 작동유체 간의 열전달계수 증대, ②흡수기에 특수 방법의 코팅(coating) ③나노입자(nano particle)를 첨가한 나노유체(nanofluids) 적용으로 작동유체의 열전도도 향상의 세 분야로 나눌 수 있다.

 

○ 전술한 방법 중 ①항에서 열전달은 개선되지만 압력강하 증가로 펌프 소비전력이 늘어나므로 효과와 손실을 함께 고려하고, 압력강하 영향이 적은 열전달 증대 방법을 개발하는 것이 필요하다. ③항의 나노유체 이용에서는 입자크기, 체적비, ？값 등이 중요 요소로 되어 있지만 연구자들 간 견해 차이가 있어 향후 지속적인 연구가 필요하다.

 

○ 태양열 이용은 특히 유럽에서 시스템 개발과 실용화가 이미 크게 진전되어 왔다. 국내의 경우, 태양열 집열기 연구는 ‘태양열 집열기의 성능연구’(차종희, 대한기계학회지, 1974)를 시작으로 1970년대부터 광범위하게 시작됐다. 이에 비해 태양열 시장은 오일 쇼크 시기에 한번 성장한 후 침체 수준을 벗어나고 있지 못한 실정이다.

 

○ 태양광발전보다 태양에너지 이용 효율이 높은 태양열의 급탕/냉난방용으로의 직접 이용 확대는 저탄소사회의 조기 실현에 필수적이다. 태양열 집열 기술은 물론 계간축열(seasonal energy storage) 기술 등 태양열 관련 기술 개발의 진전과 이를 유인할 제도 확충이 요구된다.

저자

Siddharth Suman, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

49()

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

192~210

분석자

이*원

분석물

• 태양열 집열기의 성능개선.pdf [536,151 byte]

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