집중 태양열에 의한 온도구배가 열전발전모듈의 출력 성능에 미치는 영향

최경후; 안다훈; 부준홍

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최경후 (한국철도기술연구원) 안다훈 (한국철도기술연구원) 부준홍 (한국항공대학교)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제18권 제10호

발행연도: 2017.10

수록면: 777 - 784 (8page)

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일반적으로 열전발전 소자를 사용하여 에너지 하베스팅을 하는 경우, 시스템의 작동환경에 의해 주어지는 온도구배를 활용하게 된다. 따라서 열전소자의 특성상 큰 온도구배를 기대하기 어려운 작동환경에서는 원하는 출력을 얻을 수 없으며, 작동 온도가 높을 때 얻어지게 되는 최적의 발전효율을 기대하기 힘들다. 자연환경에서 얻을 수 있는 태양에너지를 활용한 신재생 에너지의 활용은 그 동안 태양광발전이나 태양열발전에 국한되어 왔다. 태양광발전은 태양광의 일정 파장대만 사용하고 빛의 산란에 의해 발전효율이 낮아지는 단점이 있으며, 태양열발전은 일반적으로 대규모 설비를 갖춰야 하는 공간상의 제약이 있다. 본 연구에서는 태양열을 집광하여 열전소자에 조사함으로서 큰 온도구배를 형성하여 상용 열전소자의 출력을 향상시킬 수 있는 간단한 소형 발전시스템을 설계 및 제작하였다. 장시간 태양열 집중을 위해 태양 추적 장치를 설치하였으며, 열전소자 하부에 고온의 태양열이 전달되어 온도 편차가 줄어드는 현상을 막기 위해 액체 순환식 냉각기를 설치하여 큰 온도구배를 유지할 수 있도록 설계한 후, 일련의 실험으로 시험하여 그 유용성과 타당성을 검증하였다.

#Thermoelectrics #Solar energy #Electric power generation #Energy harvesting #Renewable energy

참고문헌 (11)

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[학술대회논문] - Jae Hyuk Shin / 2012 / An experiment study on he performance of a concentrating phtovoltaic cell as a function of temperature / Proceedings of KSES 2013 spring conference 32 : 96 ~ 101

[학술대회논문] - Eui-Guk Jung / 2010 / Heat Transfer Analysis of the Solar Thermal Storage System with Heat Pipe Array / Proceedings of KSES 2010 spring conference 1 : 219 ~ 226

[학술대회논문] - Jung Ryun Lee / 2011 / Design of a Solar Thermal Storage System Employing Heat Pipes and Molten Salts / Proceedings of KSES 2011 spring conference 1 : 86 ~ 91

[학술대회논문] - Min Kyu Park / 2011 / The Effect of Working Fluid Charge on the Performance of a Heat Pipe for Medium-temperature Solar Thermal Storage System / Proceedings of KSES 2011 spring conference 31 : 68 ~ 73

[학술지(정기간행물)] - Daniel Kraemer / 2011 / High-performance flat-panel solar thermoelectric generators with high thermal concentration / Nature Materials 10 (7) : 532 ~ 538

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