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요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 서론 14
제1절 열광전 발전 기술의 개요 14
1. 열광전 발전이란? 14
2. 열광전 발전 기술의 역사 16
3. 여타 기술과의 차이점 17
제2절 기술의 특징과 분류 20
1. 방사체 기술 20
2. 광전 소자 기술 24
3. 기술 분류와 요소 기술의 조합 26
제3절 선행 연구와 병목 기술 28
1. 광대역 방사 이용 시스템 29
가. JX Crystals 29
나. Western Washington 대학 31
다. CANMET 33
라. Singapore 국립대학 34
마. Ioffe Physico-Technical Institute 35
2. 선택 방사 이용 시스템 36
가. Paul Scherrer Institut 36
3. TPV 발전 시스템의 효율과 병목 기술 37
가. TPV 시스템의 발전 효율 37
나. 병목 기술 38
제4절 연구 추진 전략 40
제2장 연구개발 수행 내용 및 결과 42
제1절 다공체 내 연소 기술 42
1. 초과 엔탈피 연소 42
2. 다공체 내 연소 43
제2절 예비 실험 및 결과 44
제3절 SiC 다공체 연소기 및 실험 결과 46
1. SiC 다공체 연소기 설계 47
2. 실험 장치, 방법 및 조건 48
3. 실험 결과 49
가. 연소기 부하의 영향 49
나. 당량비의 영향 54
4. 실험 결과의 고찰 57
제3장 결론 및 향후 연구 방향 59
제1절 결론 59
제2절 향후 연구 방향 59
참고문헌 61
서지정보양식 65
BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 66
〈표 1-1〉 태양광 발전과 열광전 발전 기술의 비교 18
〈표 2-1〉 당량비 ø=0.8일 때 열부하에 따른 배기가스 성분 54
〈표 2-2〉 연소부하 Pch(이미지참조)=550.14W일 때 당량비에 따른 배기가스 성분 57
[그림 1-1] 열광전 발전의 에너지 변환 메커니즘 14
[그림 1-2] 에너지 변환에 따른 TPV 시스템의 구성 요소 15
[그림 1-3] TPV 기술의 역사와 부침 16
[그림 1-4] 흑체 복사의 spectrum과 금속의 normal spectral emissivity[4] 19
[그림 1-5] 태양광 발전용 PV cell의 발전 방향 20
[그림 1-6] 온도에 따른 SiC, shanotte, Al₂O₃의 normal spectral emissivity 21
[그림 1-7] 광대역 흑체 복사와 선택 방사의 파장에 따른 emissive power 비교[8] 22
[그림 1-8] 온도 및 파장에 따른 Yb₂O₃의 emittance[3] 23
[그림 1-9] 희토류 금속 산화물의 복사 특성[9] 23
[그림 1-10] 방사체의 방사 spectrum에 따른 TPV 발전 시스템의 구성과 중점 연구 분야 26
[그림 1-11] Tungsten photonic crystal과 그것의 반사율과 투과율 27
[그림 1-12] 기술 분류에 따른 중점 연구 분야와 주요 연구기관 28
[그림 1-13] JX Crystals 사의 GaSb cell을 이용한 solar PV와 thermal PV 30
[그림 1-14] JX Crystals의 시제품과 최초의 상업용 제품인 Midnight Sun™[13] 31
[그림 1-15] JX Crystals 사에서 개발 중인 TPV 발전 시스템 31
[그림 1-16] Viking 29 : Western Washington 대학에서 개발한 최초의 battery-TPV hybrid 전기 자동차 32
[그림 1-17] CANMET의 대표적인 TPV 발전 시스템 33
[그림 1-18] Singapore 국립대학의 micro-TPV 발전 시스템 34
[그림 1-19] Ioffe Physico-Technical Institute의 STPV 시스템 35
[그림 1-20] PSI의 Yb₂O₃ 방사체 이용 TPV 발전 시스템 36
[그림 1-21] TPV 발전 시스템의 단계별 에너지 변환 효율 38
[그림 2-1] 초과 엔탈피 연소의 개념 42
[그림 2-2] 예비 실험 장치와 다공성 물질 45
[그림 2-3] 다양한 형상의 상용 SiC foam 47
[그림 2-4] U-turn형 SiC 다공체 연소기 48
[그림 2-5] 실험 장치 49
[그림 2-6] 이미지 처리를 통한 연소기 발광 특성 분석 50
[그림 2-7] 당량비 ø=0.8일 때 부하에 따른 SiC foam의 발광 50
[그림 2-8] SiC foam 연소기의 중심축을 따른 발광의 분포 : 연소기 부하의 영향 51
[그림 2-9] 발광 영역의 시작과 끝 위치 및 길이 52
[그림 2-10] 연소 부하에 따른 예열 공기와 배기가스의 온도 변화 52
[그림 2-11] 연소 부하에 따른 복사 열유속의 변화 53
[그림 2-12] 연소 부하에 따른 복사에너지의 방사량과 열광변환 효율 53
[그림 2-13] 연소부하 550.14W일 때 당량비에 따른 SiC foam의 발광 55
[그림 2-14] SiC foam 연소기의 중심축을 따른 발광의 분포 : 연소 당량비의 영향 55
[그림 2-15] 연소 당량비에 따른 예열 공기와 배기가스의 온도 변화 56
[그림 2-16] 연소 당량비에 따른 복사 열유속의 변화 56
[그림 3-1] S-turn형 SiC 다공체 연소기 60
[그림 3-2] TPV 발전 시스템의 미래 전망 60
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