• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.175-182
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• 2014

신재생에너지 분야 중 특히 태양에너지를 이용하는 분야는 자원의 무한 및 청정성 때문에 그 사용량이 증가 추세에 있다. 우리나라에서 태양열에너지의 이용률이 전체 에너지 사용량 중 아직 미미한 실정이지만, 근래 정부의 정책적 지원에 힘입어 이 분야에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 외부 날씨의 영향을 받지 않고 실내에서 안정적으로 태양열집열기에 관한 실험을 수행할 수 있는 태양열집열기 성능검사 시스템을 구축하고 또한 새로운 형태의 열사이폰관형 태양열집열기를 연구 개발하여 기존의 이중진공관형 태양열집열기와 집열효율을 비교하고자 하였다. 그 결과 할로겐 램프를 이용한 실내 측정의 경우, 열사이폰관형 태양열집열기의 집열효율이 이중진공관형 태양열집열기보다 120분 직후 약 15~22% 증가하였다. 또한 실제 태양을 이용한 실외 측정의 경우도 열사이폰관 형 집열기가 이중진공관형 집열기보다 최대 약 46% 높았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.324-331
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• 2013

이중진공관형 집열기는 진공기술을 이용하여 흡수면에서 대류열손실을 줄일 수 있으며, 비교적 적은 온도차에서도 열수송능력과 열응답성이 빠른 이점이 있어 유용한 기기로 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 태양열 집열기와 냉동기가 조합한 성능실험장치를 이용하여 태양열의 일사량, 유체온도의 제어조건에 따른 집열기의 동적 열성능을 파악하고, 이에 따른 항온조를 이용한 유체의 일정한 온도범위에서 냉동성능을 동시에 측정하여 열역학적 특성을 고찰하였다. 그 결과로서 집열효율의 관계식을 도출하였으며, 항온조의 출구온도 $18^{\circ}C$와 $22^{\circ}C$에서 집열기의 출구온도 $25^{\circ}C$로 설정하였을 때 항온조의 출구온도 $22^{\circ}C$ 경우가 외기온도 및 일사량이 증가함으로써 빠른 열전달특성을 보여 평균집열효율이 상승됨을 보였다. 또한 항온조의 출구온도 $18^{\circ}C$에서 냉동기의 성능계수는 6.2~7.1 정도의 결과를 얻게 되었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.19-26
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• 2005

Concentric evacuated tube solar energy collector has been interested recently since government has driven to install alternative energy systems in new large building. In this paper, testing of the evacuated tube collector is conducted in outdoor during daytime by transient method. The collector thermal efficiencies are plotted in term of $(T_{in}-T_a)/Ic$, where $T_{in}$ is inlet working fluid temperature, $T_a$ is atmospheric temperature and $I_c$ is solar irradiation on the collector surface. The evacuated tube collector efficiency is ranged from 50% to 63% in real outdoor condition. In addition, the total overall heat loss coefficient is found to have an inverse variation to $(T_{in}-T_a)/I_c$ so that the coefficient becomes very high when $(T_{in}-T_a)/I_c$ is small.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.50-55
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• 2008

The Storage efficiency of concentric evacuated tube solar collector is tested for one year from January 1st to December 31st under the real sun condition. The testing equipment is operated continuously for three days without cooling the storage tank. Daily storage efficiency is obtained from dividing stored energy in the storage tank by solar insolation on the solar collector for each day. Daily averaged temperature of the storage tank is lowest in January and highest in August. Monthly averaged storage efficiency is also lowest in November and highest in June. Therefore, it can be said that the storage temperature and the storage efficiency are roughly proportional to outdoor temperature. Furthermore, the daily storage efficiency is reversely proportional to $(T_s-T_a)/I_c$ where $T_s$ and $T_a$ are daily averaged storage temperature and outdoor temperature from sunrise to sunset, and $I_c$ is total insolation on the solar collector for a day.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.19-25
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• 2005

All-glass evacuated tube solar collectors consist of glass evacuated tubes and absorber tubes. Solar thermal energy from the sun is transferred to the working fluid through the glass evacuated tube and the absorber tube. Several collectors which have different absorber tubes are tested to find the effects of the absorber tube shapes and the operating conditions such as the incident heat flux and the flow rate. As the results, the efficiency of the collector which has a finned tube U tube is about $2{\sim}5%$ higher than that of the others in all cases on an average. And the collector has a finned U tube has the highest efficiency at the high flow rate and the low incident heat flux. In this condition, the outlet mean temperature is low and the heat loss becomes small. Also, it is known that the fin effect is greater than the shade effect.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권3호
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• pp.36-41
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• 2013

The reflection plate in twin-glass evacuated tube solar collector is controlled to reduce the overheat during the summer time. The sliding type and folding types are suggested and tested. The sliding type changes the plate angle and the folding type changes the opening angle of the reflection plate. By scattering the focus of the reflected radiation from the reflection plate, the temperature rise of the working fluid can be reduced. The sliding type shows the best results in overheat reduction. When solar radiation is 900 $W/m^2$, the temperature rise in one sliding type collector is reduced about $2^{\circ}C$ compared to that of the normal solar collector. When this method is applied to seven series-collectors in the field, the reduction of temperature rise during the summer time should be significant.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.965-969
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• 2006

This study investigated heat transfer characteristics between absorber and heat pipe used to extract heat from concentric evacuated tubular collectors. In order to experiment, T-type thermocouples are attached to a evaporator of heat pipe and absorber of inner tube. A wall temperature distribution of absorber and heat pipe were carried out by experimental method under actual various ir-radiance and outdoor conditions. As a result, As to increase an irradiance, a wall temperature of absorber and heat pipe is gradually increased. The heat pipe was required about 20min to obtain steady state operation after start up and operates stable during various irradiance conditions. And the collector efficiency was about $50{\sim}70%$ when a mass flow rate is about $1.3{\ell}/min$.

• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.112-119
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• 2013

태양열 에너지는 우리나라의 전체 에너지에서 차지하는 비율은 아직 미미하지만, 근래 이 분야에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 외부 날씨의 영향을 받지 않고 실내에서 안정적으로 태양열집열기에 관한 실험을 수행할 수 있는 태양열집열기 성능검사 시스템을 구축하고 새로운 형태의 태양열집열기를 연구 개발하기 위한 기초자료를 얻는데 있다. 이를 위해 태양열집열기 성능검사 시스템에 대한 CATIA 설계 및 제작을 거쳐 성능검사를 실시하였으며, 본 시스템에 장착된 이중진공관 집열기에 대한 수치해석을 수행하였다. 실험 결과 태양열집열기 성능검사 시스템의 설정온도차(${\Delta}T$)의 증가에 따라 작동회수는 감소하지만 총 작동시간은 모든 경우에 거의 동일함을 알 수 있었다. 또한 수치해석 결과 태양열흡수부의 온도가 높을수록 집열기 중심에서의 온도 감소율이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.27-38
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• 2004

A numerical investigation has been carried out for a solar system, which consists of all glass solar vacuum tubes Water is heated as it flows through the coaxial fluid conduit inserted in each tube. The space between the exterior of the fluid conduit and the glass tube is filled with antifreeze solution. This is to facilitate heat transfer from the solar heated absorber surface to water and to prevent the functional problems due to freezing in frigid weather conditions. A one-dimensional steady state model is fully described which will be used to develop three-dimensional model using STAR-CD. These models could be used efficiently in designing all-glass solar collector tubes with different geometrical parameters other than those considered in the present analysis. Results show good agreement when compared with other experimental data demonstrating the reliability of the present model.