현장설치 태양열 집열설비 열성능 확인을 위한 국제표준 기반의 실증적 분석 (Demonstrated Evaluation of the Thermal Performance Check of a Solar Collector Field Based on the International Standard)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 35권 / 4호 / 202 ~ 213페이지
· 저자명 : 이경호, 주홍진, 안영섭, 한광우, 이왕제

초록

본 논문에서는 현장 설치된 태양열 집열설비의 열출력과 집열효율 등의 열성능을 평가하기 위한 실증적 분석 연구의 일환으로서 국제표준 ISO 24194:2022에서 제시하는 집열설비 열성능 확인 방법 중 현장에 적합한 단순화 모델식을 적용한 방법을 이용하여 국내 현장 설치된 태양열 집열설비에 적용하였다. ISO 24194:2022는 단일 집열기의 열성능 파라메터를 이용하여 현장 설치 집열설비의 열성능을 추정하고 실제 측정한 열성능과 비교하여 성능을 확인하기 위한 방법을 제시하고 있다.
분석 대상 설비는 포항의 시설원예에 설치된 집열면적 108 ㎡ 규모의 태양열 집열설비를 대상으로 하였다. 분석을 위한 시험일은 5월부터 8월까지 집열이 이루어진 기간 중에 입사각이 10° 미만인 시간대이고 날씨가 청명한 날 12개 시험일을 선정하여 분석하였다. 분석결과로서 측정한 열출력은 안전계수를 고려한 추정 열출력과 비교하였을 때 측정시스템 불확도 수준에 따른 안전계수값을 0.95와 0.9로 달리 적용한 경우에 대하여 각각 100.8%와 106.4% 수준으로 나타났으며, ISO 24194:2022에서 제시한 적절한 성능범위에 있음을 확인할 수 있었다.
본 실증적 분석을 토대로 향후에는 다양한 규모의 현장설치 태양열 집열설비를 대상으로 하여 비용효과 적이면서 측정장비의 수준 등을 고려하고 현장의 상황에 적합한 방법으로 열성능을 평가하는데 필요한 성능평가 표준화 기반마련을 위한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 이러한 연구를 토대로 태양열 설비에 대한 현장적용을 위한 설계 기법과 시공 기술 향상에 도움이 될 수 있는 표준시험방법과 기준 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대한다.

영어초록

In this paper, the method based on the international standard ISO 24194 was applied as a demonstration analysis study to evaluate the thermal performance of a thermal collector in a solar collector field installed on site. ISO 24194 suggests a method to check the thermal performance of solar collector fields based on the thermal performance parameters of a single collector and compare it with the measured thermal performance to validate the performance. The testing facility for analysis was a solar heating system facility with a solar collector field area of 108 m2 installed for a horticulture house in Pohang. The test period for the analysis ranged from May to August, when the incident angle was less than 10 degrees and 12 days of clear weather were selected and analyzed. As a result of the analysis, compared to the estimated thermal output, the measured thermal output considering the two safety factor values regarding measurement system levels was 106.4% and 100.8%, respectively; thus, confirming the performance. Based on this analysis, further studies on selection of the appropriate safety factor values for field-installed heat collectors of various sizes are needed.

참고자료

· 없음