Since the direct normal insolation is a main factor for designing any solar thermal power system, it is necessary to evaluate its characteristics all over the country. We have begun collecting direct normal insolation data since December 1992 at 16 different locations and considerable effort has been made for constructing a standard value from measured data at each station. KIER(Korea Institute of Energy Research)'s new data will be extensively used by solar thermal concentrating system users or designers as well as by research institutes. From the results, we can conclude that 1) Yearly mean $2.67\;kWh/m^2/day$ of the direct normal insolation was evaluated for all days all over the 16 areas in Korea. 2) All day's direct normal insolation of spring and summer were $2.91\;kWh/m^2/day$ and $2.23\;kWHm^2/day$, and for fall and winter their values were $2.78\;kWh/m^2/day$ and $2.77\;kWh/m^2/day$ respectively. So, spring, fall and winter were higher, and summer was lower than the yearly mean value.
최근 국내에서는 경제적 여유와 함께 웰빙에 관심이 높아지며 도심생활에서 벗어나 수변공간, 해양레저활동 등이 주목받고 있다. 이에 따라 수상에서의 다양한 활동을 수용할 수 있는 플로팅 건축물에 대한 관심이 증가하고 있으며, 플로팅 건축물을 이용한 다양한 용도와 기능의 건축물들이 수상에 설치되고 있다. 플로팅 건축물 역시 사람들의 생활을 위한 공간으로 육상의 일반 건축물과 같이 쾌적한 거주환경 제공을 위하여 다양한 설비들이 설치되고 있다. 하지만 플로팅 건축물은 수상에 위치한 입지적 특성으로 인하여 육상의 일반건축물과 다른 환경적 요인을 고려한 설비시스템 도입이 필요함에도 불구하고 수상환경을 고려한 설비시스템의 설치는 이루어지지 않고 있다. 특히, 실내의 쾌적한 거주환경 유지를 위하여 중요한 요소인 냉난방설비는 충분한 성능을 발휘하기 위하여 시스템설계 전 충분한 환경적 요소를 고려한 부하산정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 플로팅 건축물의 입지적 특성을 고려하여 냉난방 시스템 설계 시 일반건축물에 적용되는 부하산정 요소 외 해수온도, 해수면 반사일사 및 창면적비를 부하산정 요소로 도입하고 각 요소별 특성을 고찰하여 플로팅 건축물 냉난방부하에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 종합적으로 고찰하였다.
몽골의 태양-기상자원지도는 위성자료 및 재분석 자료를 이용하여 개발되었다. 태양복사량은 단층 태양복사모델을 이용하였으며 입력자료는 SRTM, MODIS, OMI, MTSAT-1R 등의 위성관측자료와 전구모델의 재분석자료를 이용하였다. 계산된 결과는 NCEP/NCAR 재분석 DSWRF 자료를 이용하여 계산된 일사량을 검증하였다. 몽골은 서부의 산악지역과 중남부의 사막 및 반사막지대로 이루어져 있으며 대륙 내부에 위치하여 강수량이 적고 맑은 날이 많아 동일 위도상의 다른 지역과 비교하여 높은 일사량이 나타난다. 서부 산악지역은 고도가 높아 태양에너지가 많이 도달되는 곳임에도 불구하고 일사량이 낮게 나타난다. 그 이유는 산악지역에 존재하는 연중 적설이 위성자료의 구름탐지 알고리즘에서 구름으로 오탐지 되기 때문이다. 따라서 청천지수뿐만 아니라 일사량 또한 낮게 계산된다. 남부지역은 상대적으로 높은 가강수량과 에어로솔 광학두께가 나타났으나 다른 지역에 비해 위도가 낮고 청천지수가 높아 일사량이 높게 나타나는 것으로 분석된다. 계산된 월 누적 일사량은 547.59 MJ로써 전 지점에서 약 2.89 MJ로 높게 계산되었으며 상관성은 0.99였고 평방근오차(Root Mean Square Error; RMSE)는 6.17 MJ 이었다. 월별 통계 값을 계산하였을 때 상관성이 가장 높은 월은 10월로 0.94였고 3월은 0.62로 가장 낮게 나타났다.
본 논문에서는 MW급 집중배치형 태양광 발전시스템 설치 전 기상청 기상대 기후자료를 Solar Pro 시뮬레이터에 적용하여 최적의 발전 Site를 선정하는 방법을 소개하고, 그 결과를 보여준다. 국내 지역별로 일사량 및 지역 기후 특성에 따라 태양광 발전의 발전량이 차이가 남에 따라 태양광발전 사업 전 반드시 거쳐야 할 단계이다. 이를 토대로 MW급 태양광 발전시스템 설치 시 각 지역별 경제성 차이도 알아 볼 수 있다.
지리산국립공원 내 자생하는 아고산대 침엽수(구상나무 등)의 주요 분포지를 대상으로 약 10년 전·후의 고해상도 항공영상을 활용해 고사목 증가량, 확산패턴 등을 분석하고자 하였다. 나아가 침엽수 고사목이 위치한 지점의 해발고도, 지형정보, 일사량, 수분환경 등을 분석하여 고사에 영향을 미칠 것으로 판단되는 입지요인을 파악하였다. 지리산국립공원 반야봉, 영신봉, 천왕봉 지역 모두 최근 10여 년간 아고산대 침엽수 고사목 개체수가 2~5배 증가한 것으로 나타났다. 반야봉은 약 2배, 영신봉은 약 3.9배, 천왕봉은 약 5.2배 증가한 것으로 나타나 천왕봉 지역의 증가세가 비교적 빠른 것으로 확인되었다. 높은 경사도로 토양수분함량이 낮고, 남향에 위치하여 높은 일사량으로 증발산량이 많은 건조 환경, 이에 더해 태양광에 의한 강한 일사량 및 강우의 체류시간이 짧아 토양이 건조할 것으로 추정되는 입지환경에 고사목이 주로 분포하는 것으로 판단된다. 즉, 건조한 입지환경에서 아고산대 침엽수 고사가 집중되고 있는 것으로 판단되며, 10여 년 전과 비교해도 동일한 경향이 이어지고 있는 것으로 판단된다.
일출 이후부터 일몰 전까지 매시 간격으로 태양 일사로 인한 지표부근 기온상승 효과와 풍속이 미치는 영향을 추정하고자, 동향사면과 서향사면 간 대표 기상관측지점에 대하여 매시 일사량 편차에 따른 관측기온의 편차(기온변화량)을 풍속별로 구분하여 도출하였다. 일사편차 1 MJ/㎡ 당 기온변화량으로 일사효과를 표현하여 풍속과의 경험식을 구하고, 이것을 토대로 2018년 1월부터 2018년 12월까지 농산촌의 복잡지형에 위치한 기상관측지점 25곳에 대해 주간(06:00~19:00) 매시 기온을 추정한 후 검증하였다. 그 결과 추정값과 관측값의 평균 ME는 -0.98~0.67℃, 평균 RMSE는 0.95~2.04℃ 나타났다. 오후 3시 기준의 한낮기온은 선행연구에서 제시한 기존 모형과 추정신뢰도를 대조하였는데, 기존 모형의 추정오차(ME -0.91℃, RMSE 1.47℃)를 ME -0.45℃, RMSE 1.22℃까지 개선시킬 수 있었다.
전세계적으로 일사계 비교관측 기술은 급격히 발전하고 있지만 국내의 경우 일사 비교관측 표준지침을 준비하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 기상 및 지리적 환경을 고려하여 전천일사계의 비교관측 절차를 정립하였다. 2017년 아시아 지역 복사센터에서는 국가표준 일사계들의 비교관측을 통해 일사계 보정이 이루어졌다. 이때 검교정된 기상청 기준기를 이용하여 기상청의 부기준기들과 강릉원주대의 전천일사계의 비교관측 및 검교정이 수행되었다. 비교관측 및 검교정은 2018년 10월 24일부터 10월 25일(2일)까지 수행되었으며 비교관측자료를 분석하여 오차분석 및 검교정을 수행하였다. 보정전 비교관측에 따르면, 전천일사계 부기준기들(B-J)은 기상청 전천일사계 기준기(A)를 기준으로 ${\pm}12.0W\;m^{-2}$2 이하의 편차가 나타났고 B와 I 전천일사계는 ${\pm}4.0W\;m^{-2}$ 미만의 작은 편차를 보였다. 태양 복사량이 $450W\;m^{-2}$ 이상인 자료들을 이용하여 감도정수의 보정값을 계산하였다. B와 I 일사계(오차 ${\pm}0.5W\;m^{-2}$ 이하)를 제외한 일사계들(오차 ${\pm}5W\;m^{-2}$ 이상)은 $0.08-0.16{\mu}V(W\;m^{-2})^{-1}$ 감도정수 변경이 적용되었다. C 일사계는 감도정수의 변화가 가장 컸으며 감도정수는 $-0.16{\mu}V(W\;m^{-2})^{-1}$으로 보정하였다. 비교관측에 참가한 9종의 기준기 및 부기준기들의 최종 관측오차는 $0.06W\;m^{-2}$ (0.08%) 이하였으며 허용범위인 ${\pm}1.00%$ (${\pm}4.50W\;m^{-2}$)로 검교정되었다.
이앙기에 따른 등숙기상조건의 차이가 수도의 탈립성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 탈립성이 큰 태백벼와 비탈립성인 진흥을 재료로 40일 묘를 5월 11일부터 15일 간격으로 4회 이앙하고 출수 후 40일 및 55일의 시기에 각각 벼알의 인장강도를 측정하였으며 작기 및 수확시기의 영향, 그리고 기상요인들과 탈립성과의 관계를 분석하였다. 1. 벼알의 인장강도는 각 처리를 통틀어 진흥의 경우 214-251g의 변이폭을 보였고 이 범위의 인장강도는 벼의 포장손실에 무관하나 태백벼의 경우 인장강도는 127.5-204g의 변이폭을 보였고 이앙기 및 수확시기가 탈립성 및 벼의 포장손실에 미치는 영향은 매우 컸다. 2. 벼알의 인장강도에 미치는 영향은 태백벼의 경우 수확시기, 이앙기 및 이앙기와 수확시기와의 상호작용이 모두 컸으며, 특히 이앙기가 6월 25일 경우 현저히 탈립성이 커졌다. 진흥의 경우에는 이앙기의 영향은 유의하지 않았고 수확시기가 늦을수록, 즉 벼알이 건조될수록 인장강도가 다소간 커지는 경향이었다. 3. 기상요인들의 탈립성에 미치는 영향은 일평균, 최저, 최고기온 및 일기온교차가 컸고, 특히 수확전 30일간의 이들의 영향이 컸으며, 태백벼의 경우 일사량과 대기온도가 영향하지 않았지만 진흥의 경우에는 수확전 10일간의 일사량과 수확전 30일간의 대기온도가 영향하였다.
태양광 발전은 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 설비로서 Co2 발생이 적고 에너지원인 태양에너지가 무한하다는 장점이 있다. 현재 EU를 비롯한 선진국 및 개도국에서는 신재생에너지 확대를 위해 전 국가적으로 노력하고 있으며 특히 태양광 발전분야는 전 세계적으로 설비용량이 급증하고 있다. 국내에서도 발전차액지원제도 하에 태양광 발전설비를 확충하고 있으며, 정부가 발표한 1차국가에너지 기본계획에 의하면 2030년까지 3,504 MW로 공급규모를 확대할 방침이다. 그러나 현재 태양광 발전은 에너지 변환효율은 약 15%이며 날씨와 시간에 따라 발전에 제약이 따른다. 이에 태양광 발전의 신뢰성을 확보하기 위해 국내 발전차액지원을 받고 있는 태양광 발전소의 연간 발전량을 근거하여 이용률을 분석했다. 분석결과 일사량이 풍부한 전남지역의 이용률이 가장 높고,반대로 경기와 서울지역은 저조했으며, 연평균 15.70%의 이용률을 보였다. 한편 월간 이용률은 5월에 높게 나타났으며, 연중 최대 전력수요가 나타나는 7-9월에는 기상조건으로 인해 저조한 이용률을 보였다. 따라서 기후변화를 완화하고 저탄소 녹색성장을 구현하기 위해 기술개발을 통해 태양광 이용률 증대시켜야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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