PVT이용 급탕시스템의 에너지 시뮬레이션에 기반한 경제성 분석

• Published in: 설비공학 논문집, 31(7) Vol. 31; no. 7; pp. 312 - 321
• Main Authors: 허은진(Eun Jin Her), 배상무(Sangmu Bae), 김재민(Jae Min Kim), 남유진(Yujin Nam)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한설비공학회 01.07.2019
• Subjects: 기계공학; Energy efficiency(에너지성능); Photovoltaic/Thermal(태양광열); Dynamic simulation(동적시뮬레이션); Life cycle cost(생애주기비용)
• ISSN: 1229-6422; 2465-7611
• DOI: 10.6110/KJACR.2019.31.7.312

본 연구에서는 태양광열 모듈의 설계인자에 따른 시스템의 열효율, 발전효율을 동적 시뮬레이션 통해 분석 하였으며, 시스템의 도입 타당성 분석하기위해 기존 급탕설비 와 태양광열 모듈의 초기투자비용 회수기간을 산출해 나타내었다. (1) BASE CASE의 태양광열 시스템의 하절기 열효율은 43.3%, 발전효율은 12.2%, 태양열 이용률은 91.7%였으며, 동절기의 열효율은 29.3%, 발전효율은 13.1%로 하절기 보다 열효율이 약 47.7% 감소하였다. (2) 순환수 유량 및 흡수기 개수에 따른 성능은 태양열 흡수기가 5개, 10개. 20개 증가함에 따라 시스템 열효율이 각각 26.0%, 29.5%, 30.6%로 분석되었으며, 순환수 유량이 30kg/hr까지 증가하더라도 열효율의 변화는 차이가 없는 것으로 나타났다. (3) 태양광열 모듈 개수가 증가함에 따라 시스템 열효율은 30.84%, 25.95%, 23.89%로 감소하는 것으로 나타났으나, 태양광열 모듈개수가 증가함에도 전기효율의 변화는 동일하게 분석되었다. (4) 경제성 분석결과, 기존 급탕설비 대비 태양광열 시스템의 초기투자비 회수기간은 11년으로 기존 경유 보일러를 사용하는 급탕 설비 보다 경제성이 확보 될 것으로 기대된다. Recently, due to rapid economic development, the renewable energy industry has been attracting attention as a measure against the primary energy depletion such as rising energy demand and fossil fuels around the world. Solar energy utilization technology, one of the most common eco-friendly facilities introduced in Korea, includes photovoltaic module technology, which converts electricity using a photoelectric conversion device, and solar thermal solar power, Technology and PVT system equipment that combines these. The PVT system refers to a system with a heat exchanger installed on the back of the module to prevent degradation of PV module performance due to excessive solar radiation in summer. As the surface temperature of the module increases, the efficiency decreases and it becomes the main cause of shortening the module life. Therefore, it is possible to improve the power generation by reducing the temperature rise of the module surface by securing the above disadvantages and to reuse the recovered heat for hot water supply and heating,these are advantages.It is also possible to improve the performance by efficiently utilizing energy per unit area. In this study, the performance analysis of the solar thermal (PVT) system was carried out considering the heat storage tank and the hot water supply load. As a result, the initial investment cost is expected to be 11 years, which is more economical than the existing hot water supply facility. KCI Citation Count: 3