【목적】 태양열 발전 효율 향상을 위해 원형 태양열 시스템용 신형 회전 챔버 흡열기를 제안하였다. 【방법】 몬테카를로 방법을 이용하여 빛이 방출에서 흡수까지 추적되는 광선 추적 모델을 구축하였고, 대기압 공기를 흡열 매체로 사용하였다. 열 경계 조건은 사용자 정의 함수를 통하여 전산 유체 역학(CFD) 소프트웨어에 입력되었으며, 흡열기 및 주변 공간의 수치 모형을 구축하였다. 바람이 없는 조건에서 직접 수직 일사량(DNI) 700~900 W/m²와 채광구 축과 흡열관 축 간의 각도(γ각) 0~75° 범위 내에서 신형 회전 챔버 흡열기의 광학적 특성과 전열 특성을 분석하였고, 한 가지 작업 조건에 대해 실험 검증을 수행하였다. 【결과】 결과는 광학 효율이 DNI의 영향을 받지 않으며 γ각이 0°에서 75°로 증가할 때 광학 효율이 98.5%에서 97.8%로 감소함을 보여준다; γ각이 증가함에 따라 더 많은 광선이 챔버 내벽에 입사하여 흡열기 내외부의 온도 분포가 불균일해지고 챔버 내벽의 고온 영역 면적과 관벽 최대 온도가 증가하였다; 전도, 대류 및 복사 열 손실은 DNI와 γ각이 증가함에 따라 증가하며 γ각의 영향은 복사 및 대류 열 손실에서 더 두드러진다; γ각이 클 때 복사 및 대류 열 손실이 크게 증가하여 집열 효율과 총 효율이 크게 감소한다. 【결론】 신형 회전 챔버 흡열기는 97% 이상의 광학 효율, 80% 이상의 집열 효율 및 70% 이상의 총 효율을 달성할 수 있으며 우수한 집광 효과를 가지며 대규모 원형 태양열 발전 시스템 설계에 참고가 된다.

챔버 흡열기;원형;광학 효율;집광 태양광 발전