ASPEN PLUS®를 이용한 태양열 유기랭킨사이클 열병합 발전시스템의 공동주택 적합도 분석 (Feasibility of a Solar Thermal Organic Rankine Cycle Power Plant for an Apartment Complex with Aspen Plus®)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 39권 / 4호 / 317 ~ 324페이지
· 저자명 : 임석연, 김형근, 유상석

초록

본 연구에서는 아파트단지에 적용되는 태양열 급탕 시스템의 에너지 활용도를 높이기 위해 유기랭킨사이클을 적용하여 해석적 연구를 수행하였다. 시스템 해석은 Aspen Plus 을 활용하였으며 태양열 집열기는 급탕 온도와 유기랭킨 사이클의 운전 조건을 고려하여 진공관형 집열기를 적용하였다. R134a, R141a, R245fa 등의 냉매를 작동유체로 선정하였으며, 시스템 성능해석을 통하여 R245fa 냉매가 적용 가능성이 가장 높게 나타났다. 비가역성 해석과 민감도 해석을 통해 유기랭킨 사이클 시스템의 효율 및 성능 확보를 위해서는 증발기와 터빈에 대한 기술 개발이 매우 중요하다는 것을 밝혀냈으며, 순수 급탕으로만 활용하는 시스템에 전기 생산 설비를 추가하게 되면 약 50%의 추가적인 경제성이 확보됨을 확인하였다.

영어초록

In this study, a solar thermal system is designed to provide hot water and electricity for improvement of solar thermal energy availability in an apartment complex. The electricity is generated with Organic Rankine Cycle (ORC) by the solar thermal energy. R134a, R141b and R245fa are selected for operating fluid of the solar thermal ORC system. ORC with R245fa shows the best performance based on the variation of pressure. The irreversibility of component showed that the technology advance of the evaporator ensures a performance improvement. The sensitivity study results indicate that the turbine performance is most effective way to improve the performance of ORC system. An economic analysis showed that approximately 50% more income could be achieved by a solar thermal ORC system with a hot water supply.

참고자료

· 없음