본 연구는 태양열 발전에 사용하는 공기식 다채널 체적식 흡수기의 일관성 있는 열전달 해석에 초점을 두고 있다. 이를 위해 흡수 소재 물성과 채널 형상 변화의 영향을 몬테카를로 광선추적법에 기반한 광학 모델과 전도, 대류, 복사를 고려한 1 차원 열전달 모델에 동시에 반영하였다. 광학 모델 결과는 채널 반경 대비 길이의 형상비가 매우 커서 대부분의 태양 에너지는 15 mm 이내의 짧은 길이에서 흡수됨을 증명하고 있다. 복사 열손실 분류를 통해 채널의 낮은 흡수율에서는 방사 손실은 줄지만 반사손실이 증가하여 흡수기 효율이 감소하는 것을 보였다. 큰 채널 반경이나 작은 질량 유량으로 인해 흡수기 평균 온도가 상승할 때, 방사 손실과 반사 손실 모두 증가하지만 방사 손실의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.
The current study focuses on the consistent analysis of heat transfer in multichannel volumetric solar receivers used for concentrating solar power. Changes in the properties of the absorbing material and channel dimensions are considered in an optical model based on the Monte Carlo ray-tracing method and in a one-dimensional heat transfer model that includes conduction, convection, and radiation. The optical model results show that most of the solar radiation energy is absorbed within a very small channel length of around 15 mm because of the large length-to-radius ratio. Classification of radiation losses reveals that at low absorptivity, increased reflection losses cause reduction of the receiver efficiency, notwithstanding the decrease in the emission loss. As the average temperature increases because of the large channel radius or small mass flow rate, both emission and reflection losses increase but the effect of emission losses prevails.
