This study aims to analyze the performance of solar thermal system with heat pump for domestic hot water and heat supply. There are four types of system. Systems are categorized based on the existence of a heat pump and the ways of controlling the working fluid circulating from the collector. Working fluid is controlled by either temperature level (categorized as system 1 and 2) or sequential flow (system 3 and 4). Heat balance of the system, the solar fraction, hot water and heating supply rates, and performance of heat pump are analyzed using TRNSYS and TESS component programs. Technical specifications of the main facilities are as follow; the area of the collector to $25m^2$, the volumes of the main tank and the buffer tank to $0.5m^3$ and $0.8m^3$, respectively. Heating capacity of the heat pump in the heating mode is set to 30,000 kJ / hr. Hot water supply set 65 liters per person each day, total heat transfer coefficient of the building to 1,500 kJ / kg.K. Indoor temperature is kept steadily around $22^{\circ}C$. The results are as follows; 6 months average solar fraction of system 1 turns out to be 39%, which is 6.7% higher than system 2 without the heat pump, indicating a 25% increase of solar fraction compared to that of system 2. In addition, the solar fraction of system 1 is 2% higher than that of system 3. Hot water and heating supply rate of system 1 are 93% and 35%, respectively. Considering the heat balance of the system, higher heat efficiency, and solar fraction, as whole, it can be concluded that system 1 is the most suitable system for hot water and heat supply.
This study analyzed the performance of passive solar system for office building. A unit model of the passive solar system was proposed in order to predict its performance under varying parameters and Seoul weather date. Steady state heat transfer equations were set up using a energy balanced equations and solved using a inverse matrix method. Numerical simulation program to analyze system was developed by using MATLAB. As the results, the passive solar system performance of office building was determined by the insolation and the outdoor air temperature. Also the passive solar system indicate 6.7~16.2% of annual average efficiency. In the comparison with other systems of the conventional wall, mass wall could reduce the heating loads of 7.1% and trombe wall could reduce heating loads of 11.5%. Through this study, performance of passive solar system for office building was verified by numerical method. Consequently, the passive solar system could operate an important role as the alternative for saving energy consumption of office building, and the additional studies should be made through the experimental method for the commercialization.
The advantages of solar energy are that it is renewable, infinite supplied and environmentally safe energy source. However, solar energy related products have the problems such as the limitation for installation, problems in maintenance and insufficient reliability which have been the barrier to consumers to satisfy the purchase need for solar heat related products. In this regard, in order to support the solar energy related companies the necessity for various technical information required for the commercialization of new products such as various performance test necessary for the certification of solar energy system, standardization for facilities and products, performance evaluation method and the measurement of performance is suggested. The purpose of this paper is to design the monitoring system for positive tests of system linked household hot water system using solar heat out of various solar energy systems, to establish an analysis and monitoring system for performance maintenance and operation technique, and to configure the centralized detection network by utilizing remote monitoring system. This research also aims at conducting monitoring for operation and performance evaluation in relation to database establishment and analytical evaluation and at describing the method of enhancing the reliability of solar energy system through the development of performance evaluation program.
In this study, through case studies, solar energy systems were coordinated with architectural plan elements and the others in apartment complex, and the energy performance was evaluated quantitatively through computer simulation PVSYST and RETScreen. As a results, in plan process of the application of solar energy systems in apartment complex, solar energy system should be considered as not only energy reducing technical element but also part of architectural plan element. And it must be considered with architectural plan elements, composition methods, energy storage methods, technical elements from the early basic plan stage. Photovoltaic system was installed on the wall facing the south and rooftop. The energy ratio of electric load was shown to be 5.5%. The result showed 7.2% when adding it to shading device additionally, and 6.4% in case of putting extra translucent module on windows. Active solar collecting system was applied on roof with the angle of 45. Maximum number of solar collector was 10 in a row, and the total solar collecting area was $915.00m^2$. The energy ratio of domestic water heating load by active solar hot water system is shown to be 11.4%.
Economic assessment of solar thermal power generation systems was carried out by calculating the levelized electricity cost. Four different commercial (or near commercial) solar thermal power systems (parabolic trough system, power tower system with saturated steam, power tower system with molten salts, and dish-stilting system) were considered for assessment. The assessment also included sensitivity analysis covering the effects of system capacity, direct normal insolation, and the system efficiency.
The purpose of this study is to propose the building design guideline considering photovoltaic panel installation through the analysis of relevant guidelines from home and abroad in terms of building design and solar panel installation. Conclusions can be summarized as followings; Considerations in building design : selection of the site with high solar accessibility, avoidance of the shade from the adjacent building & trees, south facing orientation of solar panel in building design, removal of shade on the solar panel from the part of building itself, load consideration of solar panel & fixing materials, safe passage securement for solar system maintenance, and planning of piping and mechanical room for solar system. Considerations in solar panel installation : harmonizing of solar panel with surrounding environment, unity of solar panel orientation & slope, regular maintenance of solar system, (in case of flat roof installation) solar panel installation afloat over the roof, installation area within the roof floor, and lower than parapet height, (in case of sloped roof installation) solar panel installation parallel with the roof slope, ventilation space securement below the panel, installation area within the roof surface, and similar material installation in empty space.
Recently, photovoltaic system has been studied widely as a renewable energy system, because it does not produce environmental pollution and it has infinity energy source from the sun. A study on photovoltaic system has a lot of problems like as reappearance and repetition of some situation in the laboratory experiment for development of MPPT algorithm and islanding detection algorithm. because output characteristics of solar cell are varied by irradiation and surface temperature of solar cell. Therefore, the assistant equipment which emulates the solar cell characteristics which can be controlled arbitrarily by researcher is require to the researchers for reliable experimental data. In this paper, the virtual implement of solar cell (VISC) system is proposed to solve these problems and to achieve reliable experimental result on photovoltaic system. VISC system emulates the solar cell output characteristics, and this system can substitute solar cell in laboratory experiment system. To realize the VISC, mathematical model of solar cell is studied for driving converter and the DC/DC converters are compared in viewpoint of tracking error using computer simulation. Output dynamic characteristic of PV array is varied by irradiation and PWM converter performance is studied using PSIM simulator.
It is well known that solar tracking systems can increase the efficiency of exiting solar panels significantly. In this paper, a hybrid solar tracking system has been developed by using both astronomical estimates from a GPS and the image processing results of a camera vision system. A decision making process is also proposed to distinguish current weather conditions using camera images. Based on the decision making results, the proposed hybrid tracking system switches two tracking control methods. The one control method is based on astronomical estimates of the current solar position. And the other control method is based on the solar image processing result. The developed hybrid solar tracking system is implemented on an experimental platform and the performance of the developed control methods are verified.
The Purpose of this work is to investigate a long-term thermal performance of active solar hot water heating system for the dormitory of university. For this, monitering system including temperature sensors, flow-meters was installed in this system. Measurement was continued for 13 months between April 1st 2004 and May 31th 2005. As results, hot water demand, daily and monthly hot water load distribution which are necessary for the solar system design were suggested. Also thermal stratification in solar buffer tank was observed in the point of increasement of system efficiency. The yearly solar fraction and system efficiency of this system are about 29.5% and 44.9% respectively.
This study set out to evaluate the economy, environmentality, and complexity (economy+environmentality) of fire station buildings of public service facilities and propose ways to apply the optimization of renewable energy system to fire station buildings. As for economy according to life cycle costs, economy increased when the application percentage of the geothermal and solar heat system increased over the three renewable energy system types (geothermal, solar heat, and solar photovoltaic). On the other hand, economy decreased when the application percentage of the solar photovoltaic system increased. As for environmentality according to tons of carbon dioxide, environmentality decreased when the application percentage of the geothermal and solar heat system increased. Environmentality increased when the application percentage of the solar photovoltaic system increased. As for complexity (economy+environmentality) according to the weighted coefficient method, complexity increased when the application percentage of the geothermal system increased. It was highest at the combination of the solar heat system (20%) and geothermal system (80%). On the other hand, complexity decreased when the application percentage of the solar photovoltaic system increased. It was lowest at the combination of the solar photovoltaic system (80%) and geothermal system (20%).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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