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요약문
ABSTRACT
표목차
그림목차
목차
제1장 서론 17
제2장 기술개발 동향 및 전망 20
제1절 선진국의 기술동향 20
1. 열전 Heat Pump기술[원문불량;p.19] 20
2. 열전 발전기술 22
가. TEC이용 발전기술 22
나. 알카리금속열전 변환(AMTEC)현황 28
제2절 우리나라 기술수준 30
제3절 우리나라의 기술수요 32
1. 열전식 열펌프 33
2. 소형 열전발전기 33
3. 산업폐열을 이용한 열전발전기 34
4. 자연에너지를 이용한 열전발전기 34
제3장 태양열 집광시스템 35
제1절 parabola 35
제2절 선형곡면 집광(Line Focus Troughs) 37
제3절 CPC(Compound Parabolic Concentrator) 38
제4절 CPC 열성능 해석 42
제4장 열전기술의 원리 및 재료 53
제1절 펠티어 효과(Peltier Effect) 53
1. 개요 53
2. 펠티어 효과(Peltier Effect)의 냉각효과 54
가. 기본관계식 54
나. 최대 냉각 능력 57
3. 펠티어 가열기의 가열 능력 59
4. 성적계수 61
가. 냉각효과 성적계수 62
나. 가열효과 성적계수 65
5. 열전반도체의 성능 지수 65
제2절 열전 발전 방식과 Seebeck 효과 66
1. 발전 방식 66
2. Seebeck 효과 67
가. 기본 관계식 70
나. 열전발전과 열효율 71
제3절 열전재료의 특성 77
1. Bi₂Te₃계 77
2. Bi-Sb-Se-Te계 재료 78
3. BixSb1-x계 재료 81
4. Cu₂Se계와 Cd₂Se₃계 재료 82
5. Pb-Te계 재료 85
6. Si-Ge계 재료 87
제5장 열 역학적 성능 해석 89
제1절 열전 반도체내의 열평형 90
제2절 열전 냉방기(Cooler)의 개념 모델 93
1. 해석적 모형 95
제3절 계산결과 및 검토 100
1. 대기온도의 영향 100
2. 물의 온도의 영향 102
3. 일정 냉동용량의 냉동기 설계 104
4. 열전달 계수의 영향 106
제6장 Prototype의 설계 및 제작 111
제1절 열전 냉방 시스템(TEC) 111
1. 냉방 시스템의 구성 및 설계 111
2. 열전냉방시스템의 제작 114
제2절 열전 발전시스템(TEG) 119
1. 태양열 이용 열전 발전 시스템의 설계 119
2. 시험용 열전 발전시스템의 제작 121
제3절 시스템의 실험 126
1. 열전 냉방의 실험 장치의 구성 126
2. 열전 발전시스템의 측정장치의 구성 128
3. 시스템의 효율 측정 130
4. 분석 131
제7장 결론 133
참고문헌 134
(표 2.1) 열전발전재료의 응용분야 33
(표 4.1) 에너지 직접 변환 방식의 비교 76
(표 4.2) n, p형 TPM-217 재료의 열전특성 83
(표 6.1) Part List 124
(표 6.2) 온도에 따른 전력량 130
［그림 2.1］ 잠수함 냉방장치(v＝1／8㎥, Q＝30Kw)[원문불량;p.19] 21
［그림 2.2］ SP-100우주용 SiGe소자의 변환효율의 향상 27
［그림 2.3］ AMTEC 발전시스템의 개략도 29
［그림 2.4］ Prototype Heatpump(KIER모델, 0.25RT) 31
［그림 3-1］ 구면형의 광학적 특성 35
［그림 3-2］ Parabolic의 광학적 특성 36
［그림 3-3］ 선형 곡면형상 (a) Parabolic Trough 37
［그림 3-3］ 선형 곡면형상 (b) Cylindrical Trough 37
［그림 3-4］ CPC 집열기 단면도 39
［그림 3-5］ SPC의 단면도 41
［그림 3-6］ 이중 CPC단면도 42
［그림 3-7］ CPC의 단면 구조 43
［그림 3-8］ CPC집열기의 열손실 Network 45
［그림 4.1］ Peltier 원리 53
［그림 4.2］ Peltier 를 이용한 냉각의 기본 구성 55
［그림 4.3］ 모듈의 냉각 능력 58
［그림 4.4］ 가열 효과 61
［그림 4.5］ 모듈의 COP 곡선 62
［그림 4.6］ 발전 system의 비교 67
［그림 4.7］ Seebeck 원리 68
［그림 4.8］ 태양열을 이용한 Seebeck효과의 열전 발전 69
［그림 4.9］ 열전재료의 성능지수와 효율의 관계 75
［그림 4.10］ 첨가물이 성능에 미치는 영향 78
［그림 4.11］ Bi-Te-Se계 상태도 79
［그림 4.12］ Bi-Sb-Se-Te계 열전재료 성능지수의 온도특성 79
［그림 4.13］ 성능지수에 미치는 성장속도의 영향 80
［그림 4.14］ TMP-217 재료의 상태도 84
［그림 4.15］ 열전 재료의 시스템 변환효율 84
［그림 4.16］ Pb-Te계 상태도 86
［그림 4.17］ Pb-Te-Ge-Na계의 상태도 86
［그림 4.18］ Ge-Si 열전합금계의 상태도 88
［그림 5.1］ Thermoelectric Cooler Unit Schematic 90
［그림 5.2］ Heat Balance Flow Chart in the Thermoelectric Element Qj＝Joule Heat, Qt＝Thomson, Qc＝Conduction Heat Qpc＝Peltier Heat at cold side, Qph＝Peltier Heat at hot side(이미지참조) 92
［그림 5.3］ Low-capacity Thermoelectric Coller System Schematic 94
［그림 5.4］ Cross-sectional View of the Conceptual Thermoelectric Cooler Unit 94
［그림 5.5］ Differential control volumes for the heat balance of water and air flow 96
［그림 5.6］ Coefficient of performance at u＝400 and Tw＝300K at various J and Ta(이미지참조) 101
［그림 5.7］ Refrigeration capacity at u＝400 and Tw＝300K at various J and Ta(이미지참조) 101
［그림 5.8］ Coefficient of performance at u＝200 and Tw＝13,000 at various Ta and Tw(이미지참조) 103
［그림 5.9］ Refrigeration capacity at u＝200 and Tw＝13,000 at various Ta and Tw(이미지참조) 103
［그림 5.10］ Electrical power required at Tw＝300K and Qc＝350W, J＝9,000 with respect to air temperature(이미지참조) 105
［그림 5.11］ Coefficient of performance at Tw＝300K and Qc＝350W, J＝9,000 with respect to air temperature(이미지참조) 105
［그림 5.12］ Electrical current vs (area／length ratio)n with respect to air temperature 106
［그림 5.13］ The effect of cold side heat transfer coefficient(confficient) on the coefficient(confficient) of performance at various air temperature 107
［그림 5.14］ The effect of Hot side heat transfer coefficient(confficient) on the coefficient(confficient) of performance at various air temperature 107
［그림 6.1］ Thermoelectric Heat pump System 112
［그림 6.2］ Block Diagram of Model AL-700 113
［그림 6.3］ 시스템의 외관도 115
［그림 6.4］ 시스템의 제어회로도 116
［그림 6.5］ 열전 냉방부 117
［그림 6.6］ 시스템 제어 판넬 118
［그림 6.7］ 시스템에 내장된 전용공급용 Power Supply 118
［그림 6.8］ Controller 119
［그림 6.9］ 태양열 이용 발전시스템의 구성개념도 120
［그림 6.10］ Gas를 이용한 열전 발전구성도 121
［그림 6.11］ 시스템 외관도 122
［그림 6.12］ 시스템의 실제 제작도면 123
［그림 6.13］ 열전 발전시스템의 가스버너 125
［그림 6.14］ 열전 발전시스템의 방열판 및 Fan 125
［그림 6.15］ 열전 냉각시스템의 실험장치 126
［그림 6.16］ 열전 발전시스템의 측정장치의 구성 129
［그림 6.17］ 열전소비 전력 130
［그림 6.18］ 열전 냉방의 COP곡선 131
［그림 6.19］ 열전 냉방시스템의 측정장치 사진 132
［그림 6.20］ 측정 Data의 Monitoring System 132
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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