• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.40 no.5
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• pp.42-49
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• 2011

태양광발전과 태양열을 동시에 이용하는 태양광 열(PVT) 복합 컬렉터 중 평판형에 대한 국내외 연구 개발 현황을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.124-124
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• 2017

본 연구에서 원추형 집광기와 CPV셀을 기반으로 한 태양광-열(CPV/T) 복합시스템의 설계 및 제작과정을 다룬다. 원추형 집광기의 경우, 이론적 해석을 통하여 최고의 집열효율을 갖는 원추각 45도의 집광기 4개를 결합하여 사용하였다. 원추형 복합시스템은 태양에너지를 집열하여 열에너지를 생산하는 집광기와 작동유체의 순환을 위해 이중 구조로 제작된 흡수기, 집광된 태양으로부터 전기에너지를 생산하는 CPV셀 등으로 구성되어 있다. 효율적인 태양복사열 집광을 위해 태양 위치에 따라 고도각과 방위각을 추적할 수 있는 2축 태양추적장치를 설비하였다. CPV셀은 원추형 집광기의 중심부에 위치한 이중 흡수관의 고집광부인 상단부에 위치하였으며, CPV셀의 결함을 방지하고, 부가적 태양광 집광을 위해 2차 보조 집광기를 부착하였다. 본 논문에서 소개하는 원추형 CPV/T 복합 시스템은 기존 원추형 시스템에 CPV 셀을 부착하여 전기와 열을 동시에 생산 할 수 있으며, 생산된 전기에너지와 열에너지를 이용하여 온실재배의 난방 문제, 운영비용 절약 등 다양하게 농업 분야에 적용가능하다. 특히, 원추형 복합시스템은 설계 및 제작에 있어 쉽고 간결하며, 제작 단가가 낮다는 점에서 보급에 이점이 있을 것으로 사료된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.9
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• pp.757-762
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• 2014

A solar heat and power hybrid system can simultaneously generate electricity and thermal energy. In this study, several experiments were carried out with a solar heat and power hybrid unit. Then, a method to increase the photovoltaic efficiency and amount of thermal energy was suggested based on a comparative analysis. The experiment was conducted using only the photovoltaic system as a reference case, with the photovoltaic-thermal air system as a hybrid case. A numerical increase in the photovoltaic efficiency per $1^{\circ}C$ was suggested based on a comparative data analysis of these two cases. In this experiment, the surface temperature on the air hybrid system was $13.52^{\circ}C$ lower than that in the reference case, and the photovoltaic efficiency was increased by 5.09. The amount of thermal energy produced was 15.69 Wt per $1^{\circ}C$ difference between the ambient and outlet temperatures. In this paper, therefore, a photovoltaic efficiency increase of 0.34 per $1^{\circ}C$ is proposed for the air hybrid system based on the analysis of the experimental data.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.31 no.5
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• pp.9-18
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• 2011

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 $52^{\circ}C$로 예측되었고, 반면에 튜브형은 $48^{\circ}C$에 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.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.2 no.2
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• pp.21-28
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• 2016

3족과 5족 물질로 구성된 III-V 고효율 화합물 태양전지는 태양광 스펙트럼에 대한 많은 파장영역대의 빛을 흡수할 수 있는 장점을 갖고 있어 지구상에서 만든 태양전지 중 가장 효율이 높다. 그러나, III-V 화합물 물질은 실리콘 보다 고가의 비용이 들므로 이를 극복하기 위해서 집광렌즈 및 빛을 추적하기 위한 추적기 등 집광시스템으로 구성되어야 한다. 본고에서는 고효율의 III-V 화합물 태양전지의 현재 기술개발동향 및 고효율 저가화를 위한 방안으로 기판재활용 기술, 태양광 태양열 복합활용 시스템 및 소형집광모듈 등을 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.37 no.12
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• pp.48-53
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• 2008

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2009.06a
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• pp.792-797
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• 2009

The excess heat that is generated from PV modules can be removed and converted into useful thermal energy. A photovoltaic-thermal(PVT) module is a combination of photovoltaic module with a solar thermal collector, forming one device that receives solar radiation and produces electricity and heat simultaneously. In general, two types of PVT can be classified: glass-covered PVT module, which produces high-temperature heat but has a slightly lower electrical yield, and uncovered PVT module, which produces relatively lower temperature heat but has a somewhat higher electrical performance. In this paper, the experimental performance of two types of the PVT combined module(water type), glazed(glass-covered) and unglazed, was analyzed. The electrical and thermal performance of the PVT combined modules were measured in outdoor conditions, and the results were compared.

• Journal of Institute of Convergence Technology
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• v.2 no.1
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• pp.13-17
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• 2012

Concentrated Solar Power (CSP) is a renewable energy to generate electricity by using solar thermal energy as a heat source to drive turbines or engines for thermodynamic cycles. This paper introduces ongoing projects in SolarPACES(Solar Power and Chemical Energy systems) under the REWP(Renewable Energy Working Party) in the IEA(International Energy Agency). Then, the current status of international CSP markets and domestic activities is summarized. Finally, the CSP outlook by IEA and the key technological challenges to be overcome for its realization are presented.

• KIEAE Journal
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• v.7 no.6
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• pp.17-22
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• 2007

The integration of PV modules into building facades or roof could raise their temperature that results in the reduction of PV system's electrical power generation. Hot air can be extracted from the space between PV modules and building envelope, and used for heating in buildings. The extraction of hot air from the space will enhance the performance of BIPV systems. The solar collector utilizing these two aspects is called PV/T(photovoltaic/thermal) solar collector. This paper compares the experimental performance of two different types of air type PV/T collector units: the base case of a collector unit with 10cm gap for forced ventilation and the other unit with copper pin attached to PV module to enhance its thermal performance. The experimental results shows that the base case unit had the overall efficiency of 41.9% and the improved unit with copper pin attached to PV module had 50.1% efficiency. For these air type PV/T units, the forced ventilation of the air space improved the electrical performance as well as the thermal performance.