• 제목/요약/키워드: 수평면일사량

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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.

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.

기상청 동네예보의 영농활용도 증진을 위한 방안: IV. '하늘상태'를 이용한 일조시간 및 일 적산 일사량 상세화 (Improving the Usage of the Korea Meteorological Administration's Digital Forecasts in Agriculture: IV. Estimation of Daily Sunshine Duration and Solar Radiation Based on 'Sky Condition' Product)

  • 김수옥;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.281-289
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    • 2015
  • 일조시간 및 일사량은 작물생육에 중요한 기상요소이지만 기상청 동네예보 항목에 없기 때문에 3시간 간격 '하늘상태'를 활용하여 일조시간 및 수평면 일사량을 추정하는 방법을 고안하였다. 기상청 동네예보의 3시간 간격 '하늘상태' 자료를 수집하고 전국 22개 일사관측 기상대의 동시간대 실측 운량과 비교하여 '하늘상태'의 4단계 격자값 '맑음(1)', '구름조금(2)', '구름많음(3)', '흐림(4)'을 0부터 10까지의 운량으로 변환하였다. 22개 일사관측 기상대의 일 평균운량 0인 날에 대하여 일조율을 비교하여 관측여건이 가장 좋은 3개 지점을 선정하였다. 선정된 지점의 3년치 운량과 일조시간 실측자료로부터 운량-일조시간 추정식을 도출하였으며, 이 식에 의해 추정된 일조시간값으로 Angstrom-Prescott 모형을 구동하여 수평면 일사량을 산출하였다. '하늘상태' 기반으로 추정된 일조시간 및 일사량을 3 지점에서 2년간 실측자료와 비교한 결과 RMSE 기준 일조시간 추정오차는 1.5~1.7 시간, 일사량 추정오차는 $2.5{\sim}3.0MJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 이었다.

국내 태양열시스템의 최적 설치에 관한 연구 (A Study on the Optimal Installation of Solar Thermal System in Korea)

  • 조덕기;강용혁
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2008년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.208-213
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    • 2008
  • Since The measured solar radiation incident on tilted surfaces by all directions has been widely used as important solar radiation data in installing solar flat-plate collectors. To maximize the incident beam radiation, the slope, which is the angle between the plane of the 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 system is much affected by angle and direction of incident rays. Recognizing those factors mentioned above are of importance, actual experiment has been performed in this research to obtain the angle of inclination with which the maximum incident rays can be absorbed. The results obtained in this research could be used in installing optimal solar flat-plate collectors.

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온실의 냉.난방 설계용 기상자료의 비교분석 (Comparison of Outside Design Weather Data for Greenhouse Heating and Cooling)

  • 남상운
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 2000년도 학술발표논문집
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    • pp.94-97
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    • 2000
  • 온실의 환경설계 중에서 가장 기본이 되는 냉ㆍ난방 설비용량의 결정을 위하여는 설계외기온(냉ㆍ난방설계), 외기의 습구온도 및 수평면 일사량(냉방설계)과 같은 기상자료가 필요하다. 시설재배에 있어서 환경설비의 용량 부족은 혹한기 또는 혹서기에 작물의 생육에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 또한 설비용량의 과대설계는 설치비 면에서 비경제적일 뿐만 아니라 에너지의 효율적 이용 측면에서도 불리하므로 적정 설비용량의 결정은 매우 중요하고, 따라서 설계용 기상자료의 선택은 매우 신중을 기하여야 한다. (중략)

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국내 주요도시의 운량데이터를 이용한 일사산출 (Calculation of Solar radiation based on Cloud Data for Major cities of Korea)

  • 유호천;이관호;박소희
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.142-147
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    • 2008
  • Limited fossil fuels and unstable energy supply are considered as one of the critical problems in architecture requiring large amounts of energy. In order to this challenge, environment-friendly architecture design is required. Especially, Application of solar energy as a clean energy source and one kind of renewable energy. Many sites however are mainly concentrated in the developed countries, and are scarcer within the developing world. Simple radiation estimation models using meteorologically observed input parameters are often used in the applications requiring rough estimations of solar radiation. In this paper, measurements of global solar radiation and cloud data hours in climatological locations in South Korea are used to develop an estimation in solar radiation. The results of measured data are compared with the results obtained from equations, internationally accepted correlations.

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수치표고모델과 태양복사모델을 이용한 기상청 일사 관측소 관측환경 분석 (An Analysis of Observational Environments for Solar Radiation Stations of Korea Meteorological Administration using the Digital Elevation Model and Solar Radiation Model)

  • 지준범;조일성;김부요;이규태
    • 한국지구과학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.119-134
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    • 2019
  • 기상청 일사관측소 관측환경 분석을 위하여 수치표고모델(DEM)과 태양복사모델을 이용하여 주변지형에 의한 차폐와 하늘시계요소(SVF) 및 일사량을 산출하였다. 지형고도자료(10 m 해상도)를 통해 관측소를 중심으로 주변 25 km내의 지형들을 이용하여 스카이라인과 SVF를 계산하였다. 또한, 일사관측소별 산출된 천기도와 스카이라인을 중첩하여 지형에 의한 차폐를 분석하였다. 특히 인천 관측소는 주변지형의 차폐가 적었고 청송군과 추풍령 관측소는 주변 지형에 의한 차폐가 큰 관측소로 나타났다. 태양복사모델을 이용하여 동일 조건에서 지형 특성에 따른 일사량을 산출하여 지형에 의한 기여도를 분석하였다. 연누적 일사량 계산결과, 청송군 관측소의 경우 수평면 일사량과 비교하였을 때 직달일사량은 12.0% 이상 차폐되었고 산란일사량은 5.6% 그리고 전천일사량은 4.7% 감소하였다. 평균 일누적 일사량을 기준으로 편차를 분석하였을 때 0.3% 이상 전천일사량이 감소되는 지점은 6개 관측소였다. 42개 관측소 중 8소는 관측소의 이전 또는 관측장비의 이동설치가 시급한 것으로 분석되었고 1/2 이상(24소)의 관측소는 일사관측환경에 대한 검토가 필요한 것으로 분석되었다. DEM자료는 관측소 주변의 인공구조물과 식생 등이 포함되지 않기 때문에 더 상세한 관측환경분석이 요구된다.

일사량 직산분리 모델에 따른 표준기상연도 데이터와 태양광 발전 예측량의 불확실성 (Variation of Solar Photovoltaic Power Estimation due to Solar Irradiance Decomposition Models)

  • 조을효;이현진
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제39권3호
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    • pp.81-89
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    • 2019
  • Long-term solar irradiance data are required for reliable performance evaluation and feasibility analysis of solar photovoltaic systems. However, measurement data of the global horizontal irradiance (GHI) are only available for major cities in Korea. Neither the direct normal irradiance (DNI) nor the diffuse horizontal irradiance (DHI) are available, which are also needed to calculate the irradiance on the tilted surface of PV array. It is a simple approach to take advantage of the decomposition model that extracts DNI and DHI from GHI. In this study, we investigate variations of solar PV power estimation due to the choice of decomposition model. The GHI data from Korea Meteorological Administration (KMA) were used and different sets of typical meteorological year (TMY) data using some well-known decomposition models were generated. Then, power outputs with the different TMY data were calculated, and a variation of 3.7% was estimated due to the choice of decomposition model.

법선면 직달일사량 예측기법을 이용한 한반도에서의 태양열발전단지 건설을 위한 최적지 선정에 관한 연구 (A Study on the Estimating Direct Normal Insolation Using Horizontal Global Insolation for Solar Thermal Generation System Installation in Korea)

  • 조덕기;윤창열;김광득;강용혁
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.77-87
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    • 2012
  • Images taken by geostationary satellite may be used to estimate solar irradiance fluxes at earth's surface. It is based on the empirical correlation between a satellite derived cloud index and the irradiance at the ground. For the validation, estimated direct normal Insolation is compared with observed direct normal Insolation at 16 sites over the Korean peninsular from January 1982 to December 2010. Estimated direct normal Insolation shows reliable results with average deviation of -5.4 to +5.9% from the measured values and the yearly averaged direct normal Insolation of Korean peninsula was turned out to be 2.93 $kW/m^2/day$.

고산지대의 일사량 특성분석 - 소백산과 그 인접 저지대를 중심으로 - (Solar Radiation Measurement and Analysis of a High Mountain Area)

  • 조덕기;이태규;전일수;전홍석;오정무
    • 태양에너지
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    • 제16권2호
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    • pp.49-63
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    • 1996
  • 측정지의 고도는 일사량 측정에 영향을 주는 중요한 요소이다. 대기중에 내포되어 있는 영속성개스 즉, 오존과 수증기 등은 대기의 순수한 혼합물 성분은 그 농도가 고도와 밀접한 함수관계를 갖기 때문에 해당 측정지 고도는 그 지역의 대기를 구성 하고 있는 성분에 상대적으로 비례하여 일사에 영향을 준다. 이에따라 소백산과 그인접 저지대인 풍기를 대상으로 일사강도를 측정하여 지역별 일사량자원의 특성과 향후 에너지자원으로서의 가능성을 목표로 두고 고지대와 저지대사이의 상호 비교가 가능하도록 하였다. 현지 측정사업의 내용을 중심으로 지금까지 나타난 결과를 살펴보면, 1) 소백산의 연평균 수평면 전일사량 조건은 청명한 날을 기준으로 하루에 4,093 $kcal/m^2$로 나타났다. 2) 소백산에서의 일사강도는 인접 저지대인 풍기보다 $6{\sim}7%$ 정도 높게 나타났다. 3) 대기청명도는 동일한 위도상인 소백산과 풍기지역간의 격차가 현저하게 존재 하였다. 는 점으로 요약된다.

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