초록 ▼

ㆍ 본 연구는 진공이중유리관형 집열기에 대한 열특성을 분석하고 최적 설계를 통하여 집열기의 제작하여 성능평가를 수행하였으며 장기성능 기법과 경제성 분석방법을 수행하여 집열기의 최적화 설계, 제작하는데 토대를 마련하였다.
ㆍ 진공이중유리관 제작에 필요한 여러 가지 요소(유리재료, 진공도, 전유리방식의 선택흡수막처리 등)에 대한 개발현황을 분석하였고, 유리관 제작시 온도가 증가함에 따라 흡수율과 방사율에 미치는 영향을 해석하였다.
ㆍ 설계 변수 및 작동 변수가 진공관형 태양열 집열기의 열성능에 미치는 영향과 적절한 설계점을

ㆍ 본 연구는 진공이중유리관형 집열기에 대한 열특성을 분석하고 최적 설계를 통하여 집열기의 제작하여 성능평가를 수행하였으며 장기성능 기법과 경제성 분석방법을 수행하여 집열기의 최적화 설계, 제작하는데 토대를 마련하였다.
ㆍ 진공이중유리관 제작에 필요한 여러 가지 요소(유리재료, 진공도, 전유리방식의 선택흡수막처리 등)에 대한 개발현황을 분석하였고, 유리관 제작시 온도가 증가함에 따라 흡수율과 방사율에 미치는 영향을 해석하였다.
ㆍ 설계 변수 및 작동 변수가 진공관형 태양열 집열기의 열성능에 미치는 영향과 적절한 설계점을 실험 결과와 시뮬레이션 결과의 비교를 통해 시뮬레이션의 신뢰도를 검증하였다.
ㆍ 설계와 관련된 중요한 성능인자, 즉 지관의 간격, 지관의 직경, 집열판의 열전도율 및 두께, 집열판의 열손실계수 등을 도출하기 위한 시뮬레이션을 수행하였고, 유리관내의 CPC형 집열기의 설계를 검토하기 위한 광추적(Ray Tracing)을 수행하였다.
ㆍ 화학도금방법에 의한 선택흡수막의 제조공정을 개발, 샘플을 제작하여 측정해 본 결과 방사율은 0.07∼0.20, 흡수율은 0.96 이상으로 나타났다.
ㆍ 위의 연구결과를 토대로 집열기를 제작하여 성능시험을 수행한 결과 단기 성능평가는 우수한 것으로 나타났으나, 실증 및 시범사업 등을 통한 장기적인 실험의 수행이 이루어져야 집열기와 온수기의 실용화를 위한 정확한 실성능을 얻을 것이다.

Abstract ▼

ㆍ In this work, we have performed the heat transfer analysis of Two End Opened Evacuated Tube and manufactured collector through optimal design of tube. Performance test of collector was conducted to bulid up long-term performance evaluation method and economic analysis method. Also, we have establi

ㆍ In this work, we have performed the heat transfer analysis of Two End Opened Evacuated Tube and manufactured collector through optimal design of tube. Performance test of collector was conducted to bulid up long-term performance evaluation method and economic analysis method. Also, we have establihed infrastructure of optimization design and manufacturing sketch of Two End Opened Evacuated Tube.
ㆍ Overview of development was analyzed with various manufacturing parameters (glass material, vacuum, selective coating material etc.). Effect of absorptance and emittance were analyzed along temperature difference in manufacturing glass tube.
ㆍ In comparisons of experiment and simulation. results, were analyzed effect of solar collector by design parameters and operating variable.
ㆍ The present study is an attempt to evaluate performance of collector by means of numerical analysis: number of branch pipe, absorber plate thickness and material of absorber plate. The Ray tracing was performed to analysis of designed CPC collector.
ㆍ The manufacturing process was developed and the emittance was measured by manufactured plate sample.
ㆍ Information presented in this work is believed to be useful in the design and analysis of Two End Opened Evacuated Tube collector. To obtain Exact long-term performance, will have to perform verification test and long-term test. We expected a very wide use of the system for the various solar application.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...8
• Contents ...13
• 목차 ...17
• 그림목차 ...20
• 표목차 ...25
• 제 1 장 서론...27
• 제 1 절 연구배경...27
• 제 2 절 연구목적 및 필요성...28
• 제 2 장 태양열집열기 개요...30
• 제 1 절 태양에너지 이용 기술...30
• 제 2 절 기술개발 동향 분석...36
• 1. 국내의 경우...36
• 2. 국외의 경우...36
• 제 3 절 태양열집열기 보급 현황(한국/중국)...39
• 1. 집열기 규격...39
• 제 3 장 진공 이중유리관 제작 및 성능시험...43
• 제 1 절 개발동향 분석...43
• 제 2 절 진공 이중유리관 시작품 설계 및 제작...45
• 1. 유리관 내부 가스특성...45
• 2. 진공이중유리관 시작품 제작...48
• 3. 이중 진공관(완전유리식) 열전달 시뮬레이션...50
• 제 3 절 집열기 및 온수기 시험평가...52
• 제 4 장 이중유리관형 태양열 집열기의 내부 열특성 해석...57
• 제 1 절 서론...57
• 제 2 절 수치 해석 모델의 검증...60
• 1. FEM 코드를 사용한 계산...60
• 2. FVM 코드를 사용한 계산...73
• 제 3 절 다양한 모델에 대한 수치 해석...85
• 1. 기초 모델에 대한 수치 해석...85
• 2. 다양한 집열관 형상 변화...93
• 제 4 절 결론...99
• 제 5 장 진공 이중유리관형 태양열집열기 설계...101
• 제 1 절 최적 설계...101
• 1. 설계 및 제작 인자 결정...101
• 2. 최적 설계 분석 (시뮬레이션)...103
• 제 2 절 집열판 설계...109
• 1. 집열관 설계...112
• 2. 매니폴더 설계...113
• 제 3 절 CPC형 태양열 집열기 설계...118
• 1. 개요...118
• 2. CPC형 태양열 집열기 설계...120
• 3. 광추적 (Ray Tracing)...122
• 제 6 장 태양열 집열기 선택흡수막 처리...125
• 제 1 절 개요...125
• 제 2 절 저방사 코팅...127
• 1. 도금액 공정 실험 방법...127
• 제 3 절 저방사코팅 집열판 제작...130
• 1. 선택흡수막 처리...130
• 2. 샘플제작...131
• 3. 성능측정...133
• 제 7 장 진공 이중유리관형 태양열집열기 제작 및 성능시험...136
• 제 1 절 태양열집열기 제작...136
• 제 2 절 태양열온수기 제작...139
• 제 3 절 태양열집열기 성능시험...143
• 1. 개요...143
• 2. 측정 장비...145
• 3. 실험 장치 및 방법...145
• 4. 결과 및 분석...148
• 제 4 절 온수기 성능실험결과 및 분석...149
• 1. 실험 방법...149
• 제 8 장 진공 이중유리관형 태양열집열기의 장기성능예측 시뮬레이션...153
• 제 1 절 F-CHART...153
• 1. Active Domestic Hot Water System 적용...154
• 2. Water Storage House Heating System 적용...160
• 제 2 절 TRNSYS...165
• 1. 개요...165
• 2. 태양열집열기 장기 성능평가...166
• 제 3 절 RETScreen...171
• 1. 개요...171
• 2. 경제성 평가...182
• 제 9 장 결론...186
• 참고문헌...188
• 서지정보 ...190
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ...191