TRNSYS를 이용한 태양열 온수급탕 시스템의 집열기 기울기의 영향에 대한 열성능 해석 = Thermal Performance Analysis for the inclination effect of solar collector in the solar water heating systems using TRNSYS

국문 초록 (Abstract)

현재 한국에서 태양열 이용에 있어 가장 오랜 역사와 경제성을 갖는 분야는 실용화 단계에 와 있는 태양열 난방 시스템이다. 안정적으로 작동 가능한 태양열 난방 시스템의 성능예측 및 최적설계를 위해서는 장기간에 걸친 실제상황의 운전데이터를 확보할 필요가 있다.
집열기 기울기에 대한 설정은 시스템의 정확한 성능을 파악하기 위해 중요하지만 정확하고 자세한 자료가 확보되어 있지 못한 실정이다. 본 논문에서 태양열 집열기 기울기들을 TRNSYS를 이용해서 시뮬레이션해 보았다. 물론, TRNSYS를 이용한 장기 열성능 해석에 앞서 시뮬레이션 모델에 대한 신뢰도가 확보되어야 하고 열성능에 영향을 미치는 중요한 입력 변수들 즉, 집열기의 열성능, 집열면적, 태양열 시스템의 구성요소의 사양과 성능, 부하조건, 기상상태 등 여러 가지가 고려되어야 하므로 해당설비에 맞는 최적의 변수 값을 입력해야 하는 것이 선행되어야 한다.
특히, 본 논문에서는 태양열 급탕 시스템을 TRNSYS를 이용한 열성능을 집열기 기울기를 다양하게 적용하여 태양열 의존율을 해석적으로 접근해 보았다.
본 연구의 해석 대상은 가정용 태양열 급탕 시스템으로 설정하였다.
태양열 집열기의 기울기를 30˚, 35˚, 40˚, 45˚로 설정하여 TRNSYS로 해석을 수행하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구배경 1
• 2. 연구내용 3
• Ⅱ. 기초 이론 5
• 1. 태양에너지의 정의 5
• 2. 태양에너지의 역사 5
• 3. 태양에너지의 구성요소 및 원리 7
• 4. 태양열 급탕 시스템 개요 8
• 1) 태양열 급탕 시스템의 종류 및 특성 10
• 2) 태양열에너지의 국내외 발전 기술 개발 현황 및 동향 20
• 5. 시스템 해석 이론 23
• 1) 태양열 집열기 23
• 2) 축열조 25
• 3) 제어장치 26
• 4) 보조 히터 27
• 5) 태양열 의존율 30
• Ⅲ. 시스템 설계 및 모델링 31
• 1. 태양열 급탕시스템의 구성 31
• 2. 태양열 급탕시스템의 모델링 33
• 1) 부하패턴 36
• 2) 집열기 38
• 3) 펌프 39
• 4) 제어장치 39
• 5) 보조 히터 39
• Ⅳ. 결과 40
• 1. 부하량의 따른 태양열 의존율 변화 40
• 2. 태양열 집열기 기울기의 따른 온도 변화 45
• Ⅴ. 결 론 48
• Reference 50