• 태양에너지
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• 제20권1호
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• pp.45-54
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• 2000

본 논문에서는 건물 및 에너지 시스템 시뮬레이션에 적용되는 시간별 기상자료의 핵심항목인 일사량 관련자료의 신뢰성 검증을 위해, 서울지역 성분별 일사량의 장기간 측정치를 이용해 다양한 일사량 직산분리 모델의 정밀성 오차분석을 수행하였다. 1991년$\sim$1998사이 법선면직달일사량 및 수평면전일사량 시간별 측정치중 총 12,710시간의 유효데이타가 분석에 활용되었다. 직산분리 예측모델은 국내외에서 일반적으로 활용되고 있는 5개 모델을 분석하였다. 포트란 프로그램을 작성하여 5개 모델의 이론적 일사량 예측치를 계산하고, 6개의 오차 분석 지표를 이용해 측정치와 예측치의 정밀성이 분석되었다. 분석결과 대부분의 직산분리 모델이 실측치보다 작게 예측하고 있으며, CV(RMSE)가 34%$\sim$48%로 비교적 큰 오차폭을 보였다. 전반적으로 태양고도가 낮은 일출 및 일몰 시간대의 오차폭이 크며, 태양고도에 대한 영향이 회귀모델에 반영된 우전천(宇田川)의 직산분리 모델이 5개 모델중 가장 오차가 작은 것으로 평가되었다.

• 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.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제39권4호
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• pp.55-67
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• 2019

Recently, as the amount of particulate matter blowing from China increases, the domestic air environment is rapidly deteriorating. This pollution of the atmosphere greatly affects the light energy reaching the ground. Particularly, since the light enters the solar cell module in various forms, the amount of input energy of the solar power generation system may be changed depending on the ratio of direct beam irradiation and diffused horizontal irradiation. In this paper, we analyze how the ratio of direct beam component and diffused component on global horizontal irradiation varies with the atmospheric conditions. In addition, the reliability of the regression equation, designed to decompose the global horizontal irradiation into horizontal direct beam irradiation and diffused horizontal irradiation, was verified according to the level of air pollution. So, we derive the most suitable decomposition model for use in domestic climatic conditions in Korea by comparing the ratio of direct and diffuse component on the horizontal which is calculated with Perez model and Watanabe model using the meteorological weather data observed for 14 months. Finally, to reduce the error of the transposition result, we verified the reliability of the decomposition which depends on the atmospheric environment.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제38권3호
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• pp.1-20
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• 2018

It is a very important and fundamental process to know accurately the intensity of the solar energy coming into the installed module considering the tilted angle. Europe and the US commonly use a program called PVsyst to convert the global horizontal irradiation to global irradiation on tilted plane. There are two types of models that PVsyst uses to convert to irradiation on tilted plane. In this paper, Perez model, which is a decomposition model and Perez model, which is a transposition model used in PVsyst, are applied based on global horizontal irradiation and global irradiation on tilted plane measured in a specific area. The comparison of the decomposition model shows the effect of the transpostion model on global irradiation on tilted plane conversion by comparing the ratio of the horizontal diffuse irradiation amount of the Watanabe model which are highly trusted in Asia and the Perez model. The comparison of transposition model confirm the error between the measured data and the calculated value which is applied Perez model to global horizontal irradiation decomposed by Perez model and Watanabe model. Based on the two comparisons, This paper propose a method to confirm the reliability of transposition model and reduce the error when PVsyst is used in Korea.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제39권3호
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• pp.91-102
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• 2019

Decomposition models are essential in TMY development and solar energy system design. Up until recently, only a few decomposition model related researches are implemented in Korea due to lack of measured direct normal solar irradiance. In contrast, numerous researches have been conducted in various countries, and some quasi-universal composition models have been recommended by several papers. In this research, three decomposition models - Watanabe model, Reindl-2 model and Engerer1 model - are selected and their site-fitted coefficients are developed using measured direct normal solar irradiance in Seoul. R-squared, RMSE, MBE of the site-fitted models are compared with the case of original coefficients and then each other. The comparison result shows that the Reindl-2 model with site-fitted coefficients is best suitable for Seoul. Further researches will be conducted to find the best model using more various measured data of Korean cities and site-fitting methods.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권5호
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• pp.387-392
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• 2011

태양광발전은 독립전원으로써의 가치는 미미하나 도시전체의 탄소발생량 저감 및 화석연료 사용 저감을 위한 분산전원으로써 가치가 매우 높은 전력원이다. 하지만 태양광발전의 경우 기상조건에 따른 발전량 변동이 심하기에 분산전원으로써 효율적으로 사용하기 위해서는 큰 변동폭을 효과적으로 제어하기 위한 실시간 모니터링이 이루어져야 한다. 하지만 태양광발전량을 좌우하는 일사량은 예측치가 존재하지 않기에 이를 예측해야 하고 본 연구에서는 과거의 일사량을 직산분리 하여 구름의 짙은 정도나 두께 등을 유추할 수 있는 대기투과율을 일기예보에서 발표하는 날씨별로 대푯값을 산정하고 이를 일사량 예측식에 대입하여 일사량을 예측하였다. 그리고 실측 일사량 및 CRM(Cloud Cover Radiation Model)기법인 Kasten and Czeplak의 식을 통해 계산된 예측일사량과의 비교를 통해 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.49.1-49.1
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• 2011

집광채광 설비는 건축물의 조명에너지 절감 및 자연광의 실내 유입을 위해 적용 가능한 태양에너지설비로써 다른 신 재생 에너지 설비와 다르게 연간에너지생산에 대한 정량적 데이터가 아직까지 부재하다. 집광채광 설비의 설치효과를 판단하기 위해서는 집광채광 설비 설치에 따른 연간 에너지생산량 산출이 필요하며, 이를 위해서는 각 구성부분(집광부, 전송부 및 산광부)의 광전송 효율에 대한 데이터가 구축되어야 한다. 본 연구는 집광채광 설비의 효율 분석에 관한 첫 번째 단계로써 외부광속에 대한 집광부 통과 직후의 내부광속의 비율을 예측하였다. 국내에 보급된 집광채광 설비는 대부분 프리즘형과 광덕트형이며, 우선적으로 집광부 입사면의 경사각과 방위각이 다양하여 내부광속 산출방법론이 매우 복잡한 프리즘형을 분석대상으로 삼았다. 전일사량, 외부조도 및 집광부 내부조도가 측정되었으며, 외부광속으로부터 내부광속을 산출하는 공식을 유도하기 위해 천공상태에 따라 전일사량 측정치가 직산분리 되었다. Perez model과 Liu and Jordon에 의해 제시된 계산식과 입사면 및 집광부 면적을 고려하여 수평면 외부조도 측정치로부터 외부광속이 그리고 내부조도로부터 내부광속이 산출되었다. 입사면의 투과율이 동일하다는 전제 하에 천공상태에 따른 태양광 투과 비율을 도출한 결과, 담천공(Kt ${\leq}$ 0.3)에서 0.39, 부분담천공(0.3${\geq}$ 0.78)에서 1.0으로 나타났다. 도출된 투과비율을 외부광속에 적용하여 내부광속을 계산한 결과치와 측정치는 약 ${\pm}9%$ 정도의 차이를 보였다. 연간 기상데이터에 위와 같은 방법론이 적용되면 프리즘형 집광부의 연간 내부광속이 산출될 수 있다. 또한 기존 연구에서 제시된 발광효율 산출식과 일사 파장에 따른 시감도를 고려하면 매 시간별 외부조도도 산출이 가능하다. 일사량 측정치와 외부조도 측정치 사이의 상관관계를 분석한 결과 결정계수 $R^2$이 0.99인데 반해 일사량 측정치와 외부조도 계산치 사이의 상관관계 결정계수는 0.95로 측정치 보다 약간 작은 값을 갖는다. 이렇게 산출된 외부조도는 각 입사면의 면적을 반영하여 외부광속으로 변환되고, 앞서 산출된 천공상태별 투과비율이 적용됨으로써 내부광속이 도출될 수 있다. 이와 같은 집광부에 대한 연구를 바탕으로 향후 전송부와 산광부 효율을 도출하고 궁극적으로 집광채광 설비를 통해 실내에 전달되는 연간 빛에너지를 예측할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 방법론은 다른 형태의 집광채광 설비에도 적용이 가능할 것으로 판단되며, 국내 집광채광 설비의 연간 에너지생산량에 대한 폭 넓은 데이터 구축이 가능할 것으로 기대된다.

• KIEAE Journal
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• 제17권2호
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• pp.13-20
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• 2017

Meteorological data is one of the important factors in the calculation of building energy demand. The purposes of this study are to review the limitations of the typical meteorological data of ECO2 program and to create the new typical meteorological data and then analyze the building energy demands for additional regions which are not included in the existing 13 region in the ECO2 program. The extended typical meteorological data to a total of 33 regions were based on IWEC(International Weather for Energy Calculations) data files and were created in the form applicable to the building energy efficiency rating certification system. As a result of comparing the heating energy demands of a representative region with the surrounding regions in each of five regions in Korea, the variance of Cv(RMSE) ranged from 36% to 344% and MBE ranged from -32% to 190% for the whole regions. This suggests that the difference of heating energy demand may vary greatly depending on the region where the meteorological data is used and the meteorological data of more detailed regions is needed for reliable calculation of building energy demand.

• 설비공학논문집
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• 제29권4호
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• pp.159-166
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• 2017

The growing global interest in energy saving is particularly evident in the building sector. The transmitted solar irradiance is an important input in the prediction of the building-energy load, but it is a value that is difficult to measure. In this paper, a calculation method, for which the total horizontal irradiance that can be easily measured is employed, for the measurement of the transmitted solar irradiance through windows is proposed. The method includes a direct and diffuse split model and a variable-transmittance model. The results of the proposed calculation model are compared with the TRNSYS-simulation results at each stage for the purpose of validation. The final results show that the CVRMSE over the year between the proposed model and the reference is less than 30 %, whereby the ASHRAE guideline was achieved.

• 청정기술
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• 제23권4호
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• pp.401-407
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• 2017

본 연구에서 아카시아꽃잎을 기질로 미백효과와 항산화효과가 우수한 천연물질을 생산하는 플라스크 발효법을 개발하였다. 아카시아꽃잎 추출액은 tyrosinase 활성을 저해하지 않은 반면, 2년 전통발효액과 2년 전통발효액을 접종한 아카시아꽃잎 플라스크 발효액은 tyrosinase 활성을 저해하였다. 아카시아꽃잎 플라스크 발효농축액 10% 포함된 용액의 tyrosinase 활성 저해율은 40%였고 농축액 함량이 증가할수록 저해율도 증가하였다. 양성대조군인 알부틴($20mg\;mL^{-1}$)과 코직산($80{\mu}g\;mL^{-1}$)의 tyrosinase 활성 저해율은 각각 90%와 58%였다. 이는 플라스크 발효농축액 40%가 포함된 용액의 미백성능이 코직산($80{\mu}g\;mL^{-1}$)의 성능과 비슷함을 보여준다. 농축액이 20% 포함된 용액의 항산화활성은 56%였고 농도가 증가할수록 용액의 항산화활성도 점차 증가하여 농축액이 60% 포함된 용액의 항산화활성은 98%였다. 이는 항산화효과가 우수한 비타민 C 수용액($10mg\;mL^{-1}$)과 동일한 항산화능력이다. 모든 농도의 발효농축용액에서 95% 이상의 세포생존율을 나타내어 발효액은 독성이 없는 것으로 판명되었다. 실온에 보관된 아카시아꽃잎 발효상등액은 pH와 당도 변화가 없었고 분리, 변색, 및 변취 등의 관능적 성상의 변화가 없는 안정한 상태를 유지하였다. 본 결과는 아카시아꽃잎 플라스크 발효액이 안전하고 미백 및 항산화효과가 뛰어나 미백화장품 원료로 사용가능함을 보여준다. 이는 본 연구를 통하여 아카시아꽃잎 발효기간을 획기적으로 단축시킨 배양방법이 개발되었음을 시사한다.