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#증발냉각

PV-증발냉각 하이브리드 시스템, 발전효율 26% 개선

국제 공동 연구팀이 태양광 모듈 후면에 물을 적신 셀룰로스 패드를 설치하고 전면에 간헐적으로 물을 분사하는 하이브리드 증발냉각 시스템을 개발했다. 펌프가 패드로 물을 순환시키고 35W 팬이 공기를 통과시켜 모듈을 냉각하는 동시에 냉각·가습된 환기용 공기를 공급하며, 전면 분사는 모듈 온도가 45도를 넘을 때 약 10~20초간 작동한다. 연구팀은 이라크 바그다드 옥상에서 2023년 7월 1일부터 9월 15일까지 맑은 날 09시~15시에 동일한 150W 모듈 2기(냉각·비냉각)를 비교 시험했다. 후면 냉각만 적용한 경우 모듈 온도가 약 20도 낮아졌고 공급 공기 온도는 평균 약 35도였으며, 전면 분사를 추가하자 최대 29.7도의 온도 저감과 공급 공기 30~33도·상대습도 약 62%를 기록했다. 최대 효율 개선은 1단계 150mm 패드에서 14.2%, 2단계 100mm 패드에서 26%였고, 100mm 패드의 평균 출력 차이는 8.3W에서 16.7W로 증가했다. 연구 결과는 학술지 Results in Engineering에 게재됐다.

10월 2일

효율·산업 탈탄소pv magazine

환기장치 배기·증발냉각 결합으로 가정용 히트펌프 COP 7.3~15.2% 향상

한양대학교와 한국건설기술연구원 연구팀이 에너지회수환기장치(ERV) 배기를 직접증발냉각기(DEC)와 결합한 가정용 공기열원 히트펌프(ASHP) 시스템을 제안했다. 실험에서 이 방식은 실외기 입구 공기온도를 최대 6.4C 낮췄고, 고온다습 조건에서 COP를 7.3~15.2% 개선했다. 실험 설비는 R410A 냉매를 쓰는 3kW ASHP와 150mm 두께 젖음패드, 분무노즐 4개, 물받이, 3L/min을 공급하는 21W 순환펌프로 구성된 직접증발냉각기를 실외기 앞에 설치한 형태다. 외기온도 30~33C, 상대습도 60~70% 조건에서 시험했으며, 32C·절대습도 19g/kg 조건에서 기존 방식 대비 응축온도 6.8K 하락, 압축비 7.6% 감소, 압축일 13.8% 감소, 방열량 2.8% 감소가 나타났다. 연구팀은 실제 ERV를 연결하지 않고 배기 풍량 100m3/h를 가정해 계산한 혼합공기 조건을 챔버에서 재현했으며, 결과는 Journal of Building Engineering에 게재됐다.

9월 24일

태양광·풍력pv magazine

IoT 제어 황마 섬유 증발냉각, PV 모듈 온도 21.4도 낮춰

튀니지 튀니스대학교 연구진이 건조 기후용 PV 모듈 저수량 증발냉각 시스템을 개발해 Scientific Reports에 발표했다. 30W 단결정 모듈 후면에 0°/90° 교차 배열의 황마 섬유 3겹을 부착하고, ESP32 기반 제어기가 모듈 온도 55도 초과·출력 22W 미만 조건에서 PV 구동 펌프를 72초간 가동한 뒤 1,800초 대기하는 방식이다. 2025년 7월 14~16일 튀니지 남부 해발 238m 시험장에서 경사각 30°로 설치해 비냉각 기준 모듈과 비교한 결과, 최고 일사량 848W/m², 최고 기온 45.4도 조건에서 모듈 온도가 75.5도에서 54.1도로 21.4도 낮아졌다. 전력은 상대 기준 40.44% 증가했고 충진율은 0.62에서 0.71로, 직렬저항은 0.45Ω에서 0.32Ω로 변화했다. 물 소비량은 0.14L/h/m²이며 회수율은 81.3%, 실제 증발 손실은 0.026L/h/m²로 측정됐다.

9월 11일