논문KCI 등재
Numerical approach for comparative performance study of tube type and box type hybrid photovoltaic/thermal system
0
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
주제분류기타공학
초록
태양광열 복합 시스템(photovoltaic/thermal hybrid solar system, PV/T)은 태양광 모듈 및 태양열 집열판의 단일화를 통한 전기 및 열에너지의 동시 생산이 가능하도록 구성되고 기존 태양광 모듈의 온도 상승에 따른 효율 저하의 문제점을 보완 및 발생하는 열을 회수하여 온수 생산이 가능한 장치이다. 본 연구에서는 액체형 PV/T 시스템의 대표적인 두 형태인 박스형과 튜브형의 성능 검증을 위하여 수학적 모델링을 통한 두 시스템의 열 및 전기적 성능을 비교․분석하였다. 모델링은 에너지 평형식을 이용하여 시간에 따른 각 부분의 온도의 변화를 예측할 수 있도록 수립되었으며 계산된 결과를 기준으로 전기, 열, 및 전체효율을 도출해 내고, 이를 바탕으로 두 시스템의 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로, 박스형 PV/T 시스템의 최고 온수 온도는 52°C로 예측되었고, 반면에 튜브형은 48°C에 머물렀다. 또한 열효율은 박스형이 최대 51%, 튜브형이 41%, 전기효율은 박스형이 약 14%, 그리고 튜브형이 13%로 나타났으며, 전체효율은 박스형이 73%, 그리고 튜브형이 64%로 나타나 박스형 PV/T 시스템이 튜브형보다 더 나은 성능을 가지는 것으로 예측되었다. 이는 박스형이 튜브형보다 태양광 모듈과 온수와의 접촉면적이 넓어 더 많은 열전달이 발생하기 때문으로 사료된다.
참고문헌 (21)
- Brinkworth,B.J, "Thermal regulation of photovoltaiccladding", SolarEnergy, 61, pp.169~178 (1997)
- Krauter,S, "Combinedphotovoltaicand solarthermalsystemsforfaçadeintegration andbuldinginsulation", SolarEnergy, 67, pp.239~248 (1999)
- Tonui,J.K, "PerformanceimprovementofPV", T solar collectorswithnaturalairflow operation, 2008, pp.82, 1~12
- McCabeJ, "Optimizationofphotovoltaic", thermal collectors, 2004, ~
- Lalovic,B, "A hybrid amorphous silicon photovoltaic and thermalsolarcollector", SolarCells, 19, pp.131~138 (1986)
- Huang,B.J, "Performance evaluation of solar photovoltaic", thermalsystems, 2001, pp.70, 443~448
- Tripanagnostopoulos,Y, "Hybridphotovoltaic", thermal solarsystems, 2002, pp.72, 217~234
- Florschuetz,L.W, "Extension ofthe Hottel-WhillerModeltotheanalysisof combinedphotovoltaic", thermalflatplate collectors, 1979, pp.22, 361~366
- Bergene,T, "Modelcalculations on a flatplate solarheatcollectorwith integratedsolarcells", SolarEnergy, 55(6), pp.453~462 (1995)
- Garg,H.P, "Someaspects ofaPV", T collector:forcedcirculationflat platesolarwaterheaterwithsolarcells, 1995, pp.36(2), 87~99
- Zondag,H.A, "Theyieldofdifferent combinedPV-thermalcollectordesigns", SolarEnergy, 74, pp.253~269 (2003)
- Chow,T.T, "Performanceanalysisof photovoltaic-thermalcollectorbyexplicit dynamic model", SolarEnergy, 75, pp.143~152 (2003)
- Charalambous,P.G, "Photovoltaicthermal (PV", T) collectors: A review, 2007, pp.27, 275~286
- Zondag,D.W, "TheThermalandElectricYieldofPV ThermalCollector", SolarEnergy, 72(2), pp.113~128 (2001)
- Chow,T.T, "Photovoltaic-thermal collectorsystem fordomesticapplication", ASMEJournalofSolarEnergyEngineering, 129, pp.205~209 (2007)
- Chow,T.T, "Hybridphotovoltaic-thermosyphon waterheatingsystemforresidentialapplication", SolarEnergy, 80, pp.298~306 (2006)
- Duffie,J.A, "SolarEngineering ofThermalProcesses" (1991), John Wiley and SonsInc
- Hollands,K.G.T, "Freeconvectiveheat transferacrossinclinedairlayers", Journal ofHeatTransfer,ASME Transactions, 98, pp.189~193 (1976)
- Kays,W.M, "third ed.Mc Graw Hill" (1993), Mc Graw Hill
- Tiwari,A, "Performanceevaluation ofsolarPV", T system:Anexperimental validation, 2006, pp.80, 751~759
- He,W, "Hybrid photovoltaic and thermalsolar collectordesignedfornaturalcirculation ofwater", AppliedEnergy, 83, pp.199~210 (2006)
관련 논문AI추천
PVT 시스템의 PV 모듈 및 태양열 집열기 대비 성능 및 효율 비교분석김대현, 어승희, 이정빈, 최윤성한국태양에너지학회 · 한국태양에너지학회 논문집2012 · 제32권 제2호선행 연구된 태양광열 복합 시스템의 문헌 검토를 통한 성능 및 효율분석김대현, 어승희한국태양에너지학회 · 한국태양에너지학회 논문집2011 · 제31권 제3호곡선형 집열 베플이 적용된 공기식 PVT 컬렉터의 연간 시뮬레이션 성능분석김준태, 김진희, 안종권, 유지숙한국태양에너지학회 · 한국태양에너지학회 논문집2021 · 제41권 제4호PVT 모듈에서의 유입수 온도에 따른 전력효율 특성에 관한 실험적 연구강은철, 이광섭, 이의준한국신·재생에너지학회 · 신재생에너지2016 · 제12권 제3호실험에 의한 공기식 PVT 컬렉터의 열 ‧ 전기 성능에 관한 연구김상명, 김준태, 김진희한국태양에너지학회 · 한국태양에너지학회 논문집2019 · 제39권 제2호실험을 통한 건물통합형 태양광·열(BIPVT) 시스템의 난방성능 평가김준태, 김지성, 김진희, 박세현, 정선옥한국태양에너지학회 · 한국태양에너지학회 논문집2012 · 제32권 제6호
이 간행물의 다른 논문 (19건)
풍향의 변동성에 따른 연간에너지 발전량의 변화유능수, 김병민, 김현구, 백인수, 김현기pp. 1-8Estimation of the Wake Caused by Wind Turbine and Complex Terrain by CFD Wind Farm Modelling고경남, 허종철pp. 19-26창의 기울기에 따른 건축물 에너지 소비량 예측조성우pp. 27-32차열도료 적용을 통한 국내 건축물의 에너지 성능 변화에 관한 연구조균형, 최두성, 전흥찬pp. 33-40혹한기 지역에서의 자연순환형 태양열 시스템 동파방지홍희기, 김종현, 권재욱pp. 41-46