가정용 온수시스템을 위한 태양열 집열기의 그래핀 나노판

전문가 제언

○ 화석연료에 대한 각종 산업과 기술의 의존도가 증가함으로 인하여 현재 전 세계 모든 국가와 공동사회는 미래의 에너지 과제에 직면하고 있다. 모든 형태의 재생에너지 중에서도 태양에너지는 화석연료에 대한 미래의 적합한 대안이면서도 세계의 모든 지역에서 유용한 것으로 판단되어 체적 태양열 집열기(volumetric solar collector)에 관한 응용 확대가 필요하게 되었다.

 

○ 본고는 체적 태양열 집열기를 가정용 온수기로 활용하기 위하여 질량분율 0.0005, 0.015, 0.225kg/s를 각각 가진 그래핀 나노판/탈이온수를 혁신적으로 사용하는 체적 집열기의 견본을 만들어 이를 해설하였다. 이 집열기의 효율은 나노유체의 질량분율 증가와 함께 향상되었다. 한편 최대 집열기 효율은 기저유체에 대한 나노유체의 유동률 0.015kg에서 얻을 수 있었다.

 

？ 질량분율 0.0005, 0.001, 0.005kg/s 등의 나노유체에 대한 영손실효율(zero loss efficiency)은 83.5%와 93.2%이었다. 그런데 이와는 대조적으로 기저유체의 영손실효율은 70%이었다.

 

○ 본고의 원 저자는 나노유체를 생산하기 위해 그래핀 나노판(GNP: Graphene Nano Platelet)을 사용하였고 기저유체로는 탈이온수를 이용하였다. 또한 ENT-12975-2(Thermal solar system, 2006)를 바탕으로 한 시험을 통하여 각종 데이터를 얻었으며 그 결과로부터 체적 태양열 집열기의 운전 온도범위를 35～50℃로 설정하였다.

 

○ 이 분야의 세계의 논문과 특허는 다수 발표되어 있으나 국내의 연구로서 “리튬-흑연 층간화합물의 합성 및 특성 분석(2010)” 단 한편이 발표되어 있을 뿐이었다. 국내에서의 이 분야에 대한 연구는 아직 미진하지만 저자의 시험조건과 장치를 고려할 경우 국내에서도 충분히 수행할 수 있는 연구과제로 보인다. 이 연구결과는 태양열시스템에서 가정용 온수용 집열판 설계에도 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

저자

M. Vakili a, S.M. Hosseinalipour , S. Delfani , S. Khosrojerdi , M. Karami

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

131()

잡지명

Solar Energy

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

119~130

분석자

장*현

분석물

• 가정용 온수시스템을 위한 태양열 집열기의 그래핀 나노판.pdf [447,300 byte]

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