태양열 집열기의 에너지와 엑서지 분석

전문가 제언

○ 화석에너지에 대한 산업과 기술의 의존관계의 증대와 인구의 증가는 모든 국가를 미래에너지 문제에 직면하게 했다. 이에 의하여 재생에너지에 대한 연구, 특히 태양에너지가 고려되었다.

 

○ 태양열 집열기에 나노유체의 이용은 보다 좋은 성능을 제공하며 작은 온도차에서도 나노유체는 열에너지 전달에서 아주 효과적이다. 본고에서는 산화알루미늄(Al2O3)-물 나노유체가 평판형 태양열 집열기의 성능을 평가하기 위한 동작유체로서 사용되었다.

 

○ 체적분율 0.1%, 직경 13nm와 20nm의 나노입자가 이 연구에 사용되었고 나노유체의 질량유동률은 0.5로부터 1.5kg/min으로 변화시켰다. 나노유체의 안정성은 용액의 pH를 조절하여 얻었다. 태양열 집열기의 효율을 해석하기 위하여 ASHRAE 표준 93～2010(R2014)가 이용되었다.

 

○ 집열기의 총체적인 에너지와 엑서지 효율에 대한 이들 각 변수의 기여와 중요성이 결과에서 나타났다. 두 종류의 나노유체(13nm와 20nm)가 시험되었으며 20nm의 나노유체에 비하여 13nm의 Al2O3 나노유체가 높은 열전도율과 효율을 보였다. 또한 체적분율 0.1%의 Al2O3-물 나노유체(13nm)가 직경20nm의 나노유체에 비하여 유동률 1.5g/min에서 가장 높은 에너지 효율 73.7%를 나타내었다.

 

○ 이 분야의 국내연구로는 “간이 태양열 집열기의 유형별 분석 및 고추 건조에의 이용(1986)” 등 두 편이 발표되었다. 또한 이 분야 특허 역시 두 편이 검색되었다. “평판형 태양열 집열기”에 나노유체를 이용한 연구를 아주 상세하게 서술하였다. 특히 Al2O3/물 나노유체의 임계온도는 80℃이고 이 온도를 초과한 이용은 유하지 않다고 지적하였다. 그러나 각종 태양열 집열기에서도 이 온도를 적용할 수 있는지는 앞으로의 연구과제이다.

 

저자

Z. Said, R. Saidur , N.A. Rahim

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

133()

잡지명

Journal of cleaner production

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

518~530

분석자

장*현

분석물

• 태양열 집열기의 에너지와 엑서지 분석.pdf [457,176 byte]

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