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지형보정계수를 이용한 복잡지형의 일 적산일사량 분포 추정 (A Simple Method Using a Topography Correction Coefficient for Estimating Daily Distribution of Solar Irradiance in Complex Terrain)

  • 윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.13-18
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    • 2009
  • 기상대에서 측정한 '일적산수평면일사량'을 토대로 임의 경사면 상의 '일적산경사면일사량'을 비교적 정확하고 간편하게 알아낼 수 있는 지형보정계수를 고안하였다. 주어진 시간대의 수평면 청천일사량에 대한 경사면 청천일사량의 비율을 '매시일사보정계수'라 정의하고, 청천일사량을 기준으로 수평면의 시간대별 상대 일사강도와 수평면에 대한 경사면의 일사수광비율의 곱으로 표현하였다. 매시일사보정계수를 하루 단위로 적산한 것이 해당 날짜의 지형보정계수이다. 제주도 내 기생화산 '높은오름'의 등고도면 8 방위에서 사면일사수광량을 1년간 관측하는 한편, 이들 지점의 일사량을 지형보정계수에 의해 추정하여 서로 비교하였다. 지형보정계수에 의한 일사추정값의 편차평방근오차는 연평균 $1.61MJ\;m^{-2}$ 이었으나, 4월부터 10월 사이 영농기간에는 절반 이하로 줄어들었다. 경사향에 무관하게 10월에 가장 오차가 작은 반면, 11월에는 경사향에 따른 오차의 변동폭이 가장 컸다. RMSE 값의 연중변동폭은 남향과 북향사면에서 가장 컸고, 남서-남동-북서사면 순으로 줄어들었다. 어떤 경사면이든 365일 동안의 지형보정계수를 한번만 계산해 두면 인근 기상대에서 관측한 임의 날짜의 전천일사량에 이 계수를 적용함으로써 그 날의 적산일사량을 실용적인 오차범위 내에서 추정할 수 있어 복잡지형의 일사수광량 분포를 용이하게 파악할 수 있다.

유리온실내의 직달일사 및 산란일사 해석을 위한 시뮬레이션 모형 개발 - 동방위가 온실내의 직달일사 투과도에 미치는 영향 - (A simulation model for the analysis of direct and diffuse solar radiation in glasshouse - Effect of orientation on the transmissivity of direct solar radiation in glasshouse -)

  • 김용현;이석건
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1997년도 가을 심포지움 및 학술논문발표요지
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    • pp.1-7
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    • 1997
  • 온실이란 식물 생육에 요구되는 태양광을 유용하게 활용하기 위하여 투명한 피복재가 사용된 구조물을 일컫는다. 온실내로 투과되는 일사량은 온실이 설치된 지역의 위도, 온실의 동방위 및 형상, 구조물의 재원, 피복재의 광학적 특성, 년중일수, 기상 조건, 지붕면의 경사각 등에 따라 변화된다. 일반적으로 겨울철에 온실내의 일사량은 식물의 정상적인 생육에 제약이 되는 요소로 작용한다. (중략)

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건물의 일사에너지 예측을 위한 경사면 일사량 측정과 예측모델과의 비교분석 연구 (Comparative Analysis of Measurements and Total Solar Irradiance Models on Inclined Surface for Building Solar Energy Prediction)

  • 윤갑천;전종욱;김강수
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.44-52
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    • 2012
  • In all building's energy simulation applications, solar radiation must be calculated on inclined surfaces. Various solar radiation models based on measured data of specific region were used in building simulation programs. Therefore, we should choose the appropriate solar radiation model for Seoul. The purpose of this study is to compare four solar radiation models on inclined surfaces that are widely used in building energy simulations. In this case, it can be said the appropriate model in Seoul is the Isotropic model.

한국의 주택 난방에 있어서의 태양열 이용 (Application of Solar Energy to the House Heating System in Korea)

  • 오세종;백제현
    • 기계저널
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    • 제18권3호
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    • pp.25-32
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    • 1978
  • 1973년 석규파동 이후 세계 각국은 에너지 문제를 심각하게 다루어 왔다. 화석 연료의 유한성은 미래의 세계 에너지에 대한 연구에 박차를 가해왔다. 현재 사용되는 연료로는 화석연료인 석탄, 석유, 그리고 원자력등이 있다. 그러나 이들은 모두 그의 매장이 어느지역에 제한된 지역편재성이 있는 것이며 그의 사용에 따른 대기오염, 환경오염등의 점차적으로 큰 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 과거 71년부터 77년까지의 기상조건을 중심으로 하여 기온, 수평면 일사량, 운량, 일조시간에 대한 전반적인 조사를 근거로 이에대한 통계를 제시하고, 이들의 상호관계에 대한 일 반적인 식을 유도하였다. 그리고 1977년 8월부터 78년 3월까지의 수령면 일사량과 서울 지방에서 최적치라고 알려진 53도 경사면에서의 전 일사량을 측정하여 이에 대한 자료를 제시함으로써 국 내에서의 태양열 이용에 대한 기초자료를 마련하였다. 이어서 주어진 집열기에 의한 태양열 주택 의 설계와 이에따른 경제성 타당 검토를 하고자 하였다.

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국내 태양열 집열판의 최적 설치각 결정에 관한 연구 (A Study on the optimal Installation Angle of Solar Absorber Plates in Korea)

  • 조덕기;최인수
    • 태양에너지
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    • 제18권2호
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    • pp.69-89
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    • 1998
  • 방위별에 따라 경사면에 입사되는 일사량은 태양에너지 수집장치인 태양열집열기나 태양열온수기, 그리고 태양전지판 설치와 태양열 주택이나 건물 설계시에 매우 중요한 자료로 널리 이용되고 있다. 이는 시스템 설치각도나 설치방향에 의해서 시스템의 수열면에 일사량을 최대로 받게 하는 것이 태양에너지 이용시스템의 성능에 크게 좌우되기 되기 때문이다. 본 연구는 이와 같은 중요성을 감안하여 태양행로에 대한 이론적인 고찰과 실측실험을 통하여 이에 적합한 전문가시스템 모형을 개발하고, 우리나라 주요 지역별에 따라 최대 일사량을 받을 수 있는 경사각도를 산출하여 해당 지역에 적합한 시스템의 최적 설계기준을 제시하고자 한다.

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복잡지형에서의 일사량과 휘도 간의 관계 구명 (Relationship between Solar Radiation in Complex Terrains and Shaded Relief Images)

  • 윤은정;김대준;김진희;강대균;김수옥;김용석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.283-294
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    • 2021
  • 경사면일사량은 수평면일사량과 해당위치 지형경사도 간의 기하학적 관계인 일사수광비율을 통해 추정할 수 있다. 그러나 이렇게 추정한 일사량은 주변에 햇빛을 차단하는 장애물이 없다는 것을 가정하기 때문에 만약 실제 농사를 짓고 있는 농장 등에 이를 적용할 경우에 지형으로 인한 차광 등의 영향을 충분히 반영하지 못한다. 음영기복도는 태양의 위치와 지형의 기복으로 인한 직달일사의 변이를 밝기(휘도)로 수치화한 격자 형태의 자료로서, 하나의 격자는 가장 어두운 값 0에서 가장 밝은 값 255까지의 값을 갖는다. 본 연구에서는 지형으로 인한 차광효과를 모의하기 위해 30m 해상도의 DEM을 이용하여 연구지역의 음영기복도를 제작하고 휘도 분석을 수행하였다. 연구지역에 설치된 AWS 22개 지점의 기상자료를 수집하여 일조율 80% 이상인 날을 선별하고, 관측일사량과 각 지점의 휘도를 비교하여 휘도가 지형으로 인한 차광효과를 설명할 수 있는지 확인하였다. 분석결과 휘도와 일사량 간에 상관관계가 있는 것을 확인하였으며, 지형의 영향이 큰 지점에서의 직달일사가 시작되는 시점과 끝나는 시점은 태양고도 보다는 휘도와 잘 부합하는 것으로 나타났다. 추가적인 연구를 통해 주변 지형의 영향을 반영한 휘도를 이용한 상세한 일사량 추정이 가능할 것으로 기대된다.

태양에너지 최적 이용을 위한 Typical Day 산출에 관한 연구 (A Calculation Method of Typical Day for the Optimal Use of Solar Energy)

  • 조덕기;전일수;이태규
    • 태양에너지
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    • 제20권1호
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    • pp.21-29
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    • 2000
  • 본 연구에서는 하루중의 각 시간별로 서로 다른 경사각도별로 수광면에 입사하는 태양에너지의 강도를 실측을 통하여 정량적인 검토와 분석이 가능하도록 측정된 데이터를 기술자료화하고, 각각의 날별로 일사량 강도가 유사한 날들을 그룹화하기 위하여 시간별 일사량 변화에 따른 다항회귀모형을 일별로 산출하고, 각 날별로 서로 비교하기 위해 일별로 산출된 다항회귀모형의 두 그래프사이의 면적을 계산하여 면적의 차가 거의 없는 날들을 일사량 강도가 유사한 날들로 그룹화하는 기법을 개발하여, 월별 또는 전년을 통하여 이들 그룹을 모형별로 제시한다. 또한 다시 이들 모형별로 태양에너지 이용시스템의 효율을 최대화 할 수 있는 시스템 최적경사각도를 제시하여 해당 지역에 적합한 시스템의 최적 설계기준을 제시하고자 한다.

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국내 최대 경사면일사량 분석 (Analysis of Maximum Solar Radiation on Inclined Surfaces in Korea)

  • 조덕기;윤창열;김광득;강용혁
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2009년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.3-7
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    • 2009
  • The amount of incident rays over inclination according to direction has been widely utilized as important data in installing solar thermal systems. To optimize the incident solar radiation, the slope, that is the angle between the plane surface in question and the horizontal, and the solar azimuth angles are needed for these solar thermal systems. This is because the performance of the solar thermal systems in much affected by angle and direction of incident rays. Recognizing that factors mentioned above are of importance, actual experiment on the moving route of the sun have been performed in this research to obtain the angle of inclination with which the maximum incident rays can be absorbed. After all, the standard for designing highly optimized solar thermal systems will be provided for designers and employees working in the solar collector related industries.

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국내 태양열시스템 설치를 위한 시스템 최적 설치각 산출을 통한 최대 경사면일사량 분석 (Analysis of Maximum Solar Radiation on Inclined Surfaces for the Installation of Solar Thermal Systems in Korea Using the Optimum Installation Angle)

  • 조덕기;강용혁
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.47-54
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    • 2009
  • The amount of incident rays over inclination according to direction has been widely utilized as important data m installing solar thermal systems. To optimize the incident solar radiation, the slope, that is the angle between the plane surface in question and the horizontal, and the solar azimuth angles are needed for these solar thermal systems. This is because the performance of the solar thermal systems in much affected by angle and direction of incident rays. Recognizing that factors mentioned above are of importance, actual experiment on the moving route of the sun have been performed in this research to obtain the angle of inclination with which the maximum incident rays can be absorbed. After all, the standard for designing highly optimized solar thermal systems will be provided for designers and employees working in the solar collector related industries.

북한지역 상세격자 디지털 일사량 분포도 제작 (A Sub-grid Scale Estimation of Solar Irradiance in North Korea)

  • 최미희;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.41-46
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    • 2011
  • 기근과 산림황폐화를 겪고 있는 북한지역에 대해 농업기후 구분을 위해 일사자원의 분포현황을 파악하는 일이 매우 중요하지만 원자료의 획득이 어렵기 때문에 남한에서 사용중인 국지일사추정기술의 적용이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 남한지역에서 위성영상을 기반으로 한 추정 일사자료와 관측소 실측 일사자료간의 선형 관계식을 작성하였다. 이 관계식을 북한 기상대 위치좌표에 해당하는 위성영상 기반 일사량 값의 보정에 사용함으로써 27개 기상대의 일사자료를 복원하였다. 복원된 27개 지점 일사자료를 기반으로 거리역산가중평균법에 의해 평년(1983-2000)과 10년 단위(1983-1990, 1991-2000, 2001-2010) 월별 수평면일사량 분포도를 제작하였다. 북한 DEM자료를 이용하여 885개 표준유역에 대해 지형인자를 산출한 다음 지형보정계수를 이용한 경사면 일사수광량을 30m 해상도의 격자형 수치자료로 제작하였다. 제작된 일사기후도는 북한의 농업발전계획은 물론 이미 제작완료된 남한일사기후도와 결합하여 한반도의 기후변화 영향 및 생태반응 평가 등에 활용될 수 있을 것이다.