• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.1183-1194
• /
• 2021

전통적으로 전력시스템은 공급체계의 말단에 있는 소비자의 위치에서 보면 중앙집중화된 구조를 갖고 있다. 그러나 최근 수 십년간 지붕형 태양광, 영농형 태양광, 소형 풍력터빈, 배터리저장장치 및 스마트 가전품과 같은 분산에너지원의 등장을 보아왔다. 분산에너지원의 등장에 따라 배전계통 운전원의 역할도 확장된다. 확장된 분산전원의 진출은 배전망이나 송전망의 전통적인 계획과 운영에 영향을 주는 전력계통의 역조류와 예측성을 어렵게 할 수 있다. 이는 전형적인 계통계획, 정비 및 망관리, 정전할당 등 배전계통 운전원이 갖는 기능이 변경되어야 할 필요성을 증폭시킨다. 이 연구의 목적은 다중 분산전원을 갖는 미래 배전운전시스템을 설계하고 제안된 배전시스템 모델을 HILS로 구현 및 검증하는 것이다. 시험결과를 보면 제안된 배전시스템이 정상 영역에서 운전되고 배전선로 손실이 감소된다는 것을 보여준다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.28-36
• /
• 2023

일사량은 작물 생산성 평가를 위한 작물 생육 모델의 주요 입력 변수 중 하나로 사용되지만 관측이 어려워 다른 기상 변수들에 비해 관측값의 확보가 어렵다. 천리안 2A호와 히마와리 8호 위성 일사량 자료가 제공되기 시작하면서, 작물 생육과 태양광 발전을 결합한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 평가를 위한 일사량 자료를 확보하기 용이해졌다. 본 연구의 목적은 이들 인공위성 일사량 자료의 신뢰도를 비교하는 것이다. 이를 위해 2020년 5월부터 10월까지 인공위성 일사량 자료를 수집하여 일별 일사량의 평균 제곱근 편차(RMSE)와 정규 평균 제곱근 편차(NRMSE)를 계산하였다. 인공위성 일사량 자료가 작물 생육 모의 결과의 신뢰도에 미치는 영향을 파악하기 위해 연구기간 동안의 일사량 누적값을 비교하였다. 본 연구의 결과 히마와리 8호 일사량 자료가 천리안 2A호 일사량 자료보다 RMSE와 NRMSE가 작은 것으로 나타났다. 누적 일사량을 비교한 결과에서도 히마와리 8호 일사량 자료 누적값이 천리안 2A호 일사량 자료 누적값보다 오차가 작았다. 본 연구의 결과는 작물 생산성 평가에 히마와리 8호 일사량 자료를 사용하는 것이 천리안 2A호 일사량 자료를 사용하는 것보다 불확도를 줄일 수 있다는 것을 시사한다. 후속 연구에서 히마와리 8호 일사량 자료를 사용한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 및 태양광 발전량에 대한 분석이 이루어져야 할 것이다.

• 한국정보시스템학회지:정보시스템연구
• /
• 제28권1호
• /
• pp.115-132
• /
• 2019

Purpose The purpose of this study is to explain the agrophotovolatic system built by the Korea South-East Power Company and to propose methods to activate the agrophotovolatic system for the development of the renewable energy industry. Design/methodology/approach We conducted a three-step simulation in order to design a photovoltaic module, and we built the agrophotovolatic system based on the results of the simulation. Then, we analyzed the monthly generation of power and the rice harvests produced on farmland using the photovoltaic module. Based on the results of the analysis, we proposed institutional improvements to increase the use of the agrophotovolatic system, and we proposed new business models to increase the participation of farmers and business persons. Findings When we compared the agrophotovolastic system with the general photovoltaic system, we found that the agrophotovoltaic system had higher utilization rates and power generation. An analysis of rice produced on farmland using the photovoltaic module showed that more than 80% of the rice produced on general farmland was harvested. We suggested activation plans that involved the revision of the farmland law and the introduction of renewable energy certificate (REC). We also proposed a land lease model and a farmer participation model as two new business models, and we conducted economic evaluations and sensitivity analyses for both models.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제64권4호
• /
• pp.21-30
• /
• 2022

Renewable energy systems aim to achieve carbon neutrality and replace fossil fuels. Photovoltaic technologies are the most widely used renewable energy. However, they require a large operating area, thereby decreasing available farmland. Accordingly, agrivoltaic systems (AVSs)-innovative smart farm technologies that utilize solar energy for crop growth and electricity production-are attracting attention. Although several empirical studies on these systems have been conducted, comprehensive research on their design is lacking, and no standard model suitable for South Korea has been developed. Therefore, this study created an integral design of AVS reflecting domestic crop cultivation conditions and conducted a structural analysis for safety assessment. The shading ratio, planting distance, and agricultural machinery work of the system were determined. In addition, national construction standards were applied to evaluate their structural safety using a finite element analysis. Through this, the safety of this system was ensured, and structural considerations were put forward. It is expected that the AVS model will allow for a stable utilization of renewable energy and smart farm technologies in rural areas.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.163-168
• /
• 2021

광은 식물 광합성에 반드시 요구되는 에너지이다. 차광의 종류를 전면차광과 부분차광으로 구분하고, 각각의 차광 조건에서 생육한 콩의 엽록소 형광을 관측하여 광합성능을 평가하였다. 전면차광에서는 SPAD값으로 대표되는 엽록소 농도와 광이용효율을 표현하는 ETR (Electron Transport Rate)이 크게 낮아졌다. 차광 박스 제거 후에 SPAD와 ETR 모두 대조구와 같은 정도가 되었으나, 열 소산 기작을 나타내는 NPQ (Non-Photochemical fluorescence Quenching)는 높아졌다. 이렇게 전면차광을 겪었던 콩의 광이용효율은 회복했지만, 높아진 NPQ가 광인산화 효율을 떨어뜨리므로 실제 노지 광합성량은 필연적으로 낮아질 것이다. 부분 차광에서도 SPAD와 ETR이 대조구와 큰 차이를 보이지 않았으나, NPQ는 높은 모습을 보였다. 따라서, 도시 농업 또는 영농형 태양광과 같은 부분차광 조건의 광합 성량은 단순히 작물의 광이용효율과 누적 광 에너지량으로 계산한 추정값보다 작을 것으로 예상된다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제62권5호
• /
• pp.63-72
• /
• 2020

Solar-sharing, which is an agricultural photovoltaic system installing solar panels on the upper part of crop growing field, has especially drawn attention. Because paddy fields for cultivating crops are large flat areas, there have been various attempts to utilize solar energy for solar photovoltaic as well as growth of crops in agriculture. Solar-sharing was first proposed in Japan, and has been actively studied for optimization and practical uses. The domestic climate differs from the climate conditions in which the solar-sharing has been widely studied, therefore, it is required to develop the solar-sharing technology suitable for the domestic climate. In this study, a simulation model was developed to analyze the change of solar radiation resulted from the solar-sharing installation. Monthly solar illumination intensity and the change of illumination intensity according to the various conditions of solar panel installation were simulated. The results of monthly illumination analysis differed by altitude of the sun, which was related to season. In addition, it was analyzed that the monthly illumination decreased by up to 42% due to solar-sharing. Accordingly, it is recommended that solar-sharing should be installed as a way to maximize the efficiency of solar photovoltaic system while minimizing the decrease in solar radiation reaching the crops.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.134-140
• /
• 2021

농업용 유리온실 또는 플라스틱하우스의 투과율을 산정하거나 영농형 태양광 하부 작물의 수광량을 평가할 때, 그리고 작물 군락 광합성량을 모의하거나 분석할 때에 직달과 산란 일사량을 구분하여 접근할 필요가 있다. 본고에서는 산란과 직달 일사량 자료의 농업적 활용 촉진을 위해 나주에서 2019년 5월부터 2020년 11월까지 측정한 자료를 공개하였다. 또한, 기존 연구에서 9개의 산란계수 추정식을 본 자료로 검증하였다. 추정식들 대부분은 결정계수(R²)가 0.79~0.80, RMSE가 0.13~0.15의 범위를 가졌다. 직달·산란 일사량의 농업적 활용을 높이기 위해 본 데이터뿐만 아니라 다양한 자료가 관측되고 공개되어야 할 것이고, 그에 따른 추정식도 정교화될 필요가 있다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제64권2호
• /
• pp.1-13
• /
• 2022

Agrivoltaic facility is the composite system that the solar panel is installed above the farmland, and it enables crop and electricity production simultaneously. Solar panels of the agrivoltaic facilities can block and reduce the amount of solar irradiance arriving at the farmland, but it can help the crop growth by preventing excessive solar irradiance. Therefore, to clarify how the agrivoltaic facilities affect the crop growth, precise solar irradiance distribution under the solar panel should be modeled. In this study, PAR (photosynthetically active radiation), radiation from 400 to 700 nm, which crops usually use to grow, was extracted from the total irradiance and its distribution model under various conditions was developed. Monthly irradiance distributions varied because the elevation of the sun was changed over time, which made the position changed that the local maximum and minimum irradiance appear. The higher panel height did not cause any significant difference in the amount of irradiance reaching below the solar panel, but its distribution became more uniform. Furthermore, the panel angles with the most irradiance arriving below the solar panel were different by month, but its difference was up to 2%p between the irradiance with 30° angle which is usually recommended in Korea. Finally, the interval between panels was adjusted; when the ratio of the length of the panel to the empty space was 1:2, the irradiance of 0.719 times was reached compared to when there was no panel, 0.579 times for 1:1 and 0.442 times for 2:1.

• 산업경영시스템학회지
• /
• 제45권4호
• /
• pp.180-186
• /
• 2022

Agrophotovoltaic (APV) system is an integrated system producing crops as well as solar energy. Because crop production underneath Photovoltaic (PV) modules requires delicate management of crops, smart farming equipment such as real-time remote monitoring sensors (e.g., soil moisture sensors) and micro-climate monitoring sensors (e.g., thermometers and irradiance sensors) is installed in the APV system. This study aims at introducing a decision support system (DSS) for smart farming in an APV system. The proposed DSS is devised to provide a mobile application service, satellite image processing, real-time data monitoring, and performance estimation. Particularly, the real-time monitoring data is used as an input of the DSS system for performance estimation of an APV system in terms of production yields of crops and monetary benefit so that a data-driven function is implemented in the proposed system. The proposed DSS is validated with field data collected from an actual APV system at the Jeollanamdo Agricultural Research and Extension Services in South Korea. As a result, farmers and engineers enable to efficiently produce solar energy without causing harmful impact on regular crop production underneath PV modules. In addition, the proposed system will contribute to enhancement of the smart farming technology in the field of agriculture.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.436-445
• /
• 2023

벼논에서 배출되는 메탄은 주로 폐쇄형 챔버법 또는 에디 공분산법을 이용하여 관측이 이루어진다. 본 연구에서는 기존 측정법들이 갖고 있는 장점은 활용하고 단점은 보완할 수 있는 레이저 기반의 휴대용 기체 분석기(LI-7810)와 자동 개폐식 챔버(Smart Chamber) 를 결합한 새로운 관측 기술을 소개하였다. 벼의 최대 생장 높이에 맞춰 원통 형태의 칼라를 제작하여 측정 보조 도구로 활용하였다. 시범 관측은 경기도 파주시 적성면 객현리 일대의 영농형 태양광 설비가 갖춰진 논에서 2021년 8월부터 2022년 10월까지 이루어졌다. 벼논에서의 메탄 관측을 통해 얻게 되는 가장 일반적인 그래프는 벼의 통기조직을 통한 배출로 인해 메탄의 혼합비가 일정한 기울기로 꾸준히 증가하는 특징이 나타난다. 측정되는 모든 종류의 데이터뿐만 아니라 측정과 동시에 계산되는 메탄 플럭스 값도 실시간 모니터링이 가능하며, 측정이 끝난 후에는 'SoilFluxPro' 라는 소프트웨어를 통해 관련 데이터를 확인할 수 있다. 기존의 챔버법에서는 불가능했던 포집된 온실가스 농도의 연속적인 시계열 변화를 현장에서 바로 확인할 수 있다는 점은 새 관측 기술의 가장 큰 장점이다. 동시에 좁은 지역에 다양한 처리 조건을 가지는 경우에도 적용할 수 있으며, 에디 공분산법보다 사용법이 더 간단하고 설치 및 유지보수에 들어가는 노력이 덜하다는 점에서 매력이 있다. 하지만 관측시스템이 여전히 고가이고 그 운용에 전문적인 지식이 필요하며, 다양 한 관측 구역에 여러 개의 칼라를 설치하고 이동하며 측정하는데 인력이 많이 들어간다는 단점도 존재한다. 새로운 관측 방식이 벼논에서의 메탄 배출 경로를 확인하고 그에 따른 배출량을 정량화하는데 많은 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.