#CFD | 큐픽스 에너지

계단형 공기유로·타공 핀으로 PVT 패널 수동 냉각 개선 연구

사우디아라비아 이슬라믹대학교(마디나)와 알제리 엘우에드대학교, 재생에너지개발센터 연구진이 PV-열(PVT) 시스템용 수동 냉각 구조를 제안했다. 태양광 모듈 뒤에 계단형 공기 유로와 지름 5mm 타공이 있는 V형 알루미늄 핀을 배치해 부력에 의한 자연 대류만으로 공기를 순환시키는 방식으로, 팬이나 펌프 등 외부 동력은 사용하지 않는다. 연구진은 ANSYS Fluent로 2.4m × 0.54m 크기에 32도로 경사진 집열기를 모사했고, 알제리 가르다이아의 맑은 여름날 일사량 최대 995W/m², 기온 306~318K 조건을 적용했다. 시뮬레이션 결과 열효율 최대 31%(기준 모델 29.4%), 전기효율 14.8%(기준 14.6%), 최대 출력은 열 400W·전기 180W였고 PV 표면온도는 9K 낮아졌다. 투자 회수기간은 맑은 날 기준 5.8년, 흐린 날 기준 7.2년이며 에너지 회수기간은 0.86년, 10장 패널 기준 연 3.2톤(25년간 80톤)의 CO2 감축 효과로 추산됐다.

10월 30일

효율·산업 탈탄소pv magazine

튀르키예 연구진, 육계사용 공기열원 히트펌프 시스템 성능 평가

튀르키예 사카리아의 상업용 양계장에서 공기열원 히트펌프(ASHP)가 석탄 난방을 대체할 수 있는지 평가하는 연구가 수행됐다. 연구진은 90.3m×15m, 벽 높이 2.1m, 2만1000수 규모의 동일한 육계사 3동을 대상으로 2024년 1월 시작된 사육 주기 동안 실내외 온도, 난방수 온도, 에너지 소비, 환기 변수를 측정했으며, 2동은 석탄 보일러로, 1동은 온수 저장탱크와 팬코일유닛(FCU)에 연결된 ASHP로 난방했다. Ansys Fluent 기반 CFD 모델로 FCU 6~7대의 5가지 구성을 모의한 결과, 7대를 모두 난방 모드로 운전할 때 온도 표준편차 2.28K, 풍속 표준편차 0.28m/s로 가장 균일한 분포를 보였고 모든 경우에서 풍속 0.1m/s 미만 단면적 비율은 1% 이하였다. 연간 난방비는 석탄 1만5506.26달러에서 히트펌프 8692.48달러로 약 44% 낮아졌으며, 천연가스 대비 42%, 연료유 대비 48%, 전기저항 난방 대비 65%의 절감 효과가 제시됐다. 연구 결과는 학술지 Case Studies in Thermal Engineering에 게재됐고, 사카리아대학교와 ETA4 Engineering 연구진이 참여했다.

10월 16일