태양에서 나오는 열은 어떻게 에너지로 쓰이는가?

태양에서 나오는 열은 어떻게 에너지로 쓰이는가?

 

태양열에너지는 인간이 사용하기 위해 태양열을 모아 활용하는 것입니다. 태양의 전자기 복사 일부를 전자와 전기로 직접 변환하는 Photovoltaic 약자인 PV 전력을 활용한 태양광 에너지와는 다릅니다.

 

태양열은 태양열을 매개체로 모아서 전달할 수 있고, 저장된 에너지는 가정 난방 및 냉방, 물 난방, 음식 조리 또는 전기 생성 등의 목적으로 사용되기 때문에 PV보다 광범위한 용도로 사용됩니다.

 

처음 두 가지 용도는 일반적으로 전기를 생산하는 것처럼 가정에 적합하지만, 후자는 일반적으로 상업적 규모로 수행됩니다. 세 가지 범위의 태양열에너지가 사용됩니다.

 

저온, 난방 냉방 및 환기에 사용됩니다. 중열 범위에서 요리, 온수난방 및 기타 목적에 사용되는 중온 및 전기 생성을 포함하는 고온이 있습니다.

 

더 넓은 범위의 전기 생성 중에는 물이나 불활성 가스를 과열하여 전기를 생성하는 터빈에 동력을 공급하는 열교환기 또는 전기를 생성하는 스털링 엔진을 통해 전기를 생성하기 위해 태양열을 집중시키는 다양한 수단이 있습니다.

 

최초의 대규모 태양열 발전기는 거울 면 반사 포물선을 사용하여 부동액, 물 또는 합성 오일과 같은 액체로 채워진 튜브에 태양 에너지를 집중했습니다.

 

 

트로프는 태양열을 튜브로 다시 반사하고 튜브 내부의 액체를 가열합니다. 가열된 액체는 열교환기로 순환됩니다. 거기에서 뜨거운 액체는 물을 가압 증기로 바꾸어 터빈을 밀어 전기를 생산합니다.

 

출력을 극대화하기 위해 튜브는 진공 유리 튜브로 둘러싸여 있어 더 많은 열에너지를 흡수하고 열에너지를 다시 방출하지 못하도록 합니다.

 

여물통은 일반적으로 북쪽에서 남쪽으로 향하고 온종일 태양의 여행을 따릅니다.

 

 

이러한 시스템이 생산하는 전기의 양을 최대화하기 위해 과도한 열은 용융염 또는 흑연으로 채워진 초 절연 탱크에 저장되고 밤새도록 터빈을 계속 가동하는 데 사용됩니다.

 

세계에서 가장 큰 태양광 발전소, PV 등은 캘리포니아의 태양 에너지 생성 시스템입니다. 9개의 태양열 발전소가 태양 에너지 생성 시스템을 구성하며 총 용량은 350MW로 약 105,000가구에 전력을 공급할 수 있습니다.

 

세계에서 가장 큰 태양광 발전소를 구성하지만, 포물선형 트로프 시스템은 4피트 또는 8피트 너비 단위로 옥상 설치에 사용할 수 있습니다.

 

 

태양열 난방의 기본 원리는 태양의 에너지를 활용하여 열로 변환한 다음 온수 및 공간 난방의 형태로 가정 또는 비즈니스 난방 시스템으로 전달하는 것입니다.

 

열 발생의 주요 원천은 보일러, 집열기 또는 침지 히터와 함께 사용되는 지붕 장착 태양 전지판을 통해 발생합니다.

 

태양열 집열기는 태양광선을 사용하여 일반적으로 물과 글리콜 (부동액)의 혼합물인 전달 유체를 가열하여 물이 얼지 않도록 합니다.

 

집열기의 온수는 집의 물탱크 내부에 있는 열교환기로 나옵니다. 교환기의 열은 탱크 내부의 물을 가열합니다. 액체가 열을 방출한 후 물은 재가열을 위해 수집기로 다시 흐릅니다.

 

컨트롤러는 사용 가능한 충분한 열이 있을 때 유체가 수집기로 순환되도록 합니다. 태양열 패널은 어떻게 작동할까요?

 

 

태양열 난방의 기본 원리는 태양의 에너지를 활용하여 열로 변환한 다음 온수 및 공간 난방의 형태로 가정 또는 비즈니스 난방 시스템으로 전달하는 것입니다.

 

열 발생의 주요 원천은 보일러, 집열기 또는 침지 히터와 함께 사용되는 지붕 장착 태양 전지판을 통해 발생합니다.

 

 

태양열 집열기는 태양광선을 사용하여 일반적으로 물과 글리콜의 혼합물인 전달 유체를 가열하여 물이 얼지 않도록 합니다. 집열기의 온수는 집의 물탱크 내부에 있는 열교환기로 나옵니다.

 

교환기의 열은 탱크 내부의 물을 가열합니다. 액체가 열을 방출한 후 물은 재가열을 위해 수집기로 다시 흐릅니다. 컨트롤러는 사용 가능한 충분한 열이 있을 때 유체가 수집기로 순환되도록 합니다.

 

수집기는 태양열 시스템의 주요 구성 요소이며 대부분은 건물의 지붕에 설치됩니다. 수집기에는 특수 코팅된 강화 유리 파이프가 포함되어있어 태양에서 방출되는 복사열을 포착하여 열로 전달할 수 있습니다.

 

파이프 자체는 단열 용기에 내장되어 열에너지 손실을 방지합니다. 파이프의 열전달 유체에는 친환경 부동액이 포함되어 수집기 및 온수 탱크를 통해 순환합니다.

 

운영에 있어 두 가지 종류가 있습니다.

 

 

첫 번째는 식수를 가열하는 데 사용되며 일반적으로 식수로 채워진 강철 탱크와 열교환기로 구성됩니다.

 

두 번째는 난방 시스템에 식수와 온수를 모두 공급하는 조합 탱크입니다. 결투 시스템을 통합한 탱크에는 실제로 다른 작업을 위해 물을 분리하기 위해 내부에 두 개의 작은 탱크가 있습니다.

 

또한, 수집기와 보일러에 연결되는 두 개의 열교환 기가 있을 것입니다. 태양열 온수 시스템은 하부 교환기에 연결되고 보일러는 위 교환기에 연결됩니다.

 

전체 시스템은 자동화할 수 있는 태양열 컨트롤러에서 작동할 수 있습니다. 수집기 온도가 저장 탱크의 온도보다 높은 특정 온도로 상승하면 컨트롤러가 자동으로 펌프를 켜고 수집기에서 가열된 이송 유체가 온수 탱크로 보내집니다.

 

일반적인 수집기 저장 탱크는 1인당 최대 30갤런을 수용할 수 있습니다. 태양열에너지의 구동되는 원리를 알아보았으며, 이런 태양열을 응용할 수 있는 부분은 매우 많고 무궁무진합니다.

 

앞으로 우리들은 태양열을 이용한 부분에 대해서 많은 연구와 개발을 해야할 것입니다.