[한국기술뉴스] 조선대학교 기계공학과 조홍현 교수 연구팀은 태양열에너지의 효율을 높이는 태양열 집열기를 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2020년 12월 21일 특허를 출원(출원번호 제1020200179866호)했다. 특허 명칭은 '반사판을 갖는 체적흡수 태양열 집열기’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

최근 심화되는 온난화 현상으로 인해 기후변화가 가속화되고 있습니다. 그에 따라 세계 주요 국가들이 주도하여 친환경 에너지정책을 통해 탄소 배출량을 절감하고 대기오염을 완화하기 위해 노력하고 있습니다. 태양광이나 태양열, 풍력 등을 이용한 신재생에너지는 탄소를 배출하지 않는 친환경적인 발전 방식입니다. 신재생에너지는 화석연료를 대체할 수 있는 수단으로 주목받고 있으며, 전 세계적으로 신재생 에너지의 사용이 확대되고 있습니다. 신재생에너지 중 하나인 태양열에너지는 태양으로부터 에너지를 모아 열로 변환해 사용하는 방법입니다. 태양열 집열기에 모인 열에너지는 냉난방 및 온수 공급에 활용할 수 있으며, 열발전 및 각종 산업에 활용됩니다. 

태양열에너지는 다른 신재생에너지에 비해 지역적 제약이 적다는 장점이 있습니다. 하지만, 태양열에너지를 생산하기 위해 사용하는 집열기가 고가의 원자재를 사용하고 있으며, 효율이 낮다는 문제가 있습니다.

조선대학교 조홍현 교수 연구팀은 반사판과 나노유체를 이용해 효율을 높인 태양열 집열기를 발명했습니다.

개발된 태양열 집열기는 투명한 집열관과 태양에너지를 모아주기 위한 반사판으로 구성되어 있습니다. 태양으로부터 방출된 에너지는 호 형상의 PTC 반사판에 의해 집열관으로 모이게 됩니다. 집열관 속 유동 유리관에는 열매체 역할을 하는 나노유체가 흐르고 있습니다. 나노유체는 광 흡수도가 높으며, 태양에너지를 직접적으로 흡수해 집열기의 효율을 높여줍니다. 또한, 내부가 진공상태인 이중 유리관 구조로 구성된 집열관은 대류에 의한 열 손실을 줄여 높은 효율을 얻을 수 있습니다. 나노유체로 전달된 열에너지는 온수와 난방, 전력 생산에 활용할 수 있습니다.

본 장치를 통해 태양열에너지의 효율을 높일 수 있어, 신재생에너지를 이용한 화석연료의 대체를 보조함으로써, 대기오염을 개선하고 기후변화 문제를 극복하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.