신재생에너지란?

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태양열 (Solar Thermal)

태양열에너지 정의
  • 지표면에 도달되는 태양 복사에너지는 저밀도의 에너지(최대 1,100W/㎡ 이하)로 주간에만 존재하며, 시간에 따라 변화가 큼
  • 태양 복사에너지는 파장대별 분포를 가지며, 주로 열에너지로 이용하는 파장대는 가시 광선(visible) 대임

일사광선의 파장 분포

[ 일사광선의 파장 분포 ]

태양열 이용기술
  • 태양열은 태양으로부터 오는 복사광선을 흡수해서 열에너지로 변환(필요시 저장)하여 이용하는 방법과 복사광선을 고밀도로 집광해서 열 발전 장치를 통해 전기를 발생하는 방법이 있으며 건물의 냉난방 및 급탕, 산업공정열, 열발전 등에 활용
  • 태양열 이용기술의 핵심은 태양열 집열기술, 축열기술, 시스템 제어기술, 시스템 설계기술 등이 있음
태양열시스템 구성 및 집열기의 종류

시스템 구성

  • 집열부 : 태양열 집열이 이루어지는 부분으로 집열온도는 집열기의 열손실율과 집광장치의 유무에 따라 결정됨
  • 축열부 : 열 시점과 집열량이 이용시점과 부하량에 일치하지 않기 때문에 필요한 일종의 버퍼(buffer) 역할을 할 수 있는 열저장 탱크
  • 이용부 : 태양열 축열조에 저장된 태양열을 효과적으로 공급하고 부족할 경우 보조열 원에 의해 공급
  • 제어장치 : 태양열을 효과적으로 집열 및 축열하고 공급, 태양열 시스템의 성능 및 신뢰성 등에 중요한 역할을 해주는 장치

태양열시스템 구성


태양열 이용기술의 분류

  • 태양열 시스템은 자연형(passive) 시스템과 설비형(active) 시스템으로 구분
    • - 자연형 시스템은 동력 또는 기타설비를 설치하지 않고 온실, 트롬월과 같이 남측의 창문이나 벽면 등 주로 건물 구조물을 활용하여 태양열을 집열하는 방식
    • - 설비형 시스템은 별도의 집열기와 열매체 구동장치를 활용해서 태양열을 집열하는 방식으로 열매체 구동장치 유무에 따라 자연순환형과 강제순환형으로 구분
  • 집열 또는 활용온도에 따라 저온용, 중온용, 고온용으로 분류되며, 이용분야는 태양열 온수급탕시스템, 태양열 냉난방시스템, 태양열 산업공정열시스템, 태양열 발전시스템 등이 있음
태양열 이용기술의 분류-구분, 자연형, 설비형을 나타내는 표
구분 자연형 설비형
저온용 중온용 고온용
60℃ 이하 100℃ 이하 300℃ 이하 300℃ 이상
집열부 자연형 시스템
공기식 집열기
평판형 집열기 PTC형 집열기
CPC형 집열기
진공관형 집열기
Dish형 집열기
Power Tower
축열부 Tromb Wall
(자갈, 현열)
저온축열
(현열, 잠열)
중온축열
(잠열, 화학)
고온축열(화학)
이용분야 건물공간난방 냉난방·급탕
농수산(건조, 난방)
건물 및 수산분야
냉·난방, 담수화
산업공정열, 열발전
산업공정열, 열발전
우주용, 광촉매폐수처리
광화학, 신물질제조

*주 : PTC(parabolic trough solar collector), CPC(compound parabolic collector)