• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권2호
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• pp.56-63
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• 2013

Daylighting system is an alternative lighting system using daylight collecting device, light transformer and light diffuser. In this paper, we developed a daylighting system in which the collecting device composed by dual parabolic reflectors, the silica optical fiber adapted to the light transformer and light diffuser made of the polyglass square sheet. We have estimated the system efficiency and general color rendering index(Ra) of the developed system. The system efficiency measured to 23.8% and Ra was revealed as 95. Ra number of the developed system is bigger than the number(65) of the previous fresnel lens based sunlight collector.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.907-914
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• 2014

본 연구는 센서식 및 프로그램식의 태양추적장치를 이용하여 집광형 태양전지의 발전효율을 증가시키는 연구를 진행하였다. 또한 집광형 태양전지에서 발생된 열은 히트파이프를 포함한 흡열기로 회수함으로써 온수나 난방에 사용할 수 있었다. 실험 결과 집광형 태양전지의 평균 전기효율은 16%, 히트파이프를 포함한 흡열기의 열효율은 62% 로 복합효율이 78%를 나타내었다. 태양위치에 따른 실시간 추적, 일몰 이후 난방장치의 동쪽방향 원상복귀, 원상복귀후 자동종료는 Simulink 프로그램으로 구현하였다. 히트파이프 유무, 집광비, 흡열기 입구 속도에 따른 집광형 태양전지 및 흡열기 온도를 해석하였으며 실험결과와 일치하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.129-136
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• 2007

자연광의 이용은 큰 어려움 없이 지속 가능한 에너지 기술을 구현할 수 있는 방안으로 고려되고 있다. 여러 개의 작은 반사경을 적용한 태양 추적식 자연채광 시스템은 비교적 단순한 메카니즘을 적용하여 그 성능과 효용성의 극대화를 꾀할 수 있으며, 또한 그 제작, 설치 작동 그리고 활용성에서 상당한 이점이 있다. 본 연구에서는 작은 mini-dish형 반사경(직경<30cm 이하)을 이용한 화이버 광학 집광기의 설계, 제작 및 작동 특성에 대하여 소개하고, 아울러 광추적 프로그램인 Photopia를 이용하여 그 성능에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 주요 구성 요소에서의 광추적에 의한 시뮬레이션 결과치는 실제 시스템의 설계 및 성능 예측에 중요한 기술적 데이터를 제공하며, 특히 실측이 곤란한 측정 면에서의 빛의 경로 해석에 유용하게 적용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권12호
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• pp.927-934
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• 2015

고일사 지역인 사우디아라비아에서 태양열로 구동하는 흡수식 냉동 시스템 개발을 염두에 두고, 본 논문에서는 태양을 추적하는 선형 프레넬 반사판 시스템의 집광 특성을 수치해석 하였다. 몬테카를로 광선추적법을 기반으로 하는 광학 프로그램을 통해 집광 열유속, 집광 효율, 집광 에너지를 일년을 대표하는 춘분, 하지, 추분, 동지 날짜에 계산하였다. 동지를 제외하면, 9 시에서 15 시까지는 집광 성능이 일정한 가운데, 집광 효율도 70% 이상으로 높게 나타났다. 이 시간대에서 흡수기 중심 20% 영역에 모이는 최대 열유속은 하지 때 약 $13.0{\sim}14.6kW/m^2$ 범위에서 변했다. 집광 시스템의 설계 인자 중에서 흡수기 설치 높이, 반사판의 폭, 반사판 사이의 거리가 집광 효율을 조사해 보면, 흡수기 설치 높이는 반사판의 폭에 관계없이 5 m 에서 최적의 성능을 나타냈다. 반사판의 폭이 작을수록 집광 효율이 좋지만, 반사판의 폭은 집광 되는 에너지에 직접적으로 비례하기 때문에 냉동 시스템의 용량에 맞추어 설계가 필요하다. 본 연구는 흡수기의 열전달 해석의 중요한 선행조건이므로 향후에 광학-열전달 연계된 해석을 통해 전체 시스템의 성능을 예측하고 설계하는데 활용할 수 있을 것이다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권3호
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• pp.129-137
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• 2012

This thesis introduced an azimuth tracking prismatic daylighting system. The system improved several issues of the previous passive prismatic daylighting system: low efficiency at sunrise and sunset, glare effect and polarized. The system was developed to track the movement of sun with azimuth tracking device, and it has its own power from the attached solar cells. We compared the with previous passive one in terms with system efficiency and daylighting factors(DF).

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.62-73
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• 2016

자연채광 시스템은 자연광의 건물 실내 유입을 통한 실내조명에 상당히 효율적으로 적용될 수 있다. 특히, 건물에서 사용되는 에너지 중 28%는 조명에너지에 사용되는 점을 감안하면, 인공조명에의 의존도를 낮출 수 있는 자연채광시스템의 역할은 상당히 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 최근 국내에 보급된 다양한 추적식 자연채광시스템(Active Daylighting System)의 특성 및 이용 현황에 대한 조사와 분석을 수행하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제37권1호
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• pp.39-45
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• 2017

This paper presents the effect of solar collectors on the performance of solar tracking daylighting systems. A series of measurements were made for two different types of solar collectors mounted on double axis solar trackers: Parabolic dish concentrator and Fresnel Lens. Indoor light levels were measured at different locations of an office space (longitude: 126.33 E, latitude 33.45 N) as photo sensors were placed on a task plane 80 cm above the floor. To accurately monitor the applicability of the systems, measurements were performed under clear and overcast sky conditions with the roll-screen (on the south window) in the down position. Comparing the illuminance data, the system with Fresnel lens outperformed that of parabolic dish concentrator. On clear days, the former delivered the light levels of 400~600 lux on the task plane whereas the latter recorded 100~200 lux. Depending on the amount of cloud cover, on overcast days, illuminance readings fluctuated to some extent.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.457-462
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• 2012

Daylighting software is an important component to predict the performance of daylighting system in advance of a field demonstration study with installing them in buildings. PHOTOPIA is a powerful software to generate a candela distribution curve(CDC) of an active daylighting system like a tracking dish concentrator. With PHOTOPIA, a set of candela distribution curves was generated under clear sky conditions and different solar altitude angles. The candela distribution curves were then imported to RADIANCE for rendering and analysis on the daylighting performance of a tracking dish concentrator when it installed in a actual class room without windows. As a result, the daylight collection efficiency of the dish concentrator was 68.4% when we assumed that there was no tracking error. It was found that candela(cd) and total lumens(lm) increased with solar altitude rising, whereas the distribution angle was fixed. The illuminance uniformity on the work plane in the class room was relatively low, 0.12, while the illuminance uniformity on the area of $2.7m^2$ to which the light was illuminated was considerably high, 0.60. The maximum illuminance was 1,340lux with a solar altitude angle of 80 degrees.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권3호
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• pp.104-113
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• 2012

A set of candela distribution curves(CDCs) were generated for a fiber optic dish daylighting system by Photopia under clear sky conditions at different solar altitudes. The candela distribution curves were then exported to Radiance for photometric analysis of a windowless lecture room. Observations were made on the Radiance rendered illuminance images, which provided photo realistic scenes varying with solar altitudes. If no tracking error were assumed, the daylight collection efficiency of the system remained at a constant value of 68.4% during its operation. Higher the solar altitude angle, greater in photometric quantities were observed, which are represented by candela(cd) and total lumens(lm). In all cases considered, however, the angle of light distribution remained fixed reflecting the solar tracking feature of the system. The illuminance uniformity on the workplane lingered around 0.12, which is quite low. This is quite a contrast to its average value of 0.68 of the $2.7m^2$ area directly below the terminal device (diffuser) of the system. The maximum illuminance of 1,340lux was obtained at a solar altitude of 80 degrees.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1383-1389
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• 2011

본 연구는 태양열 발전에 사용하는 공기식 다채널 체적식 흡수기의 일관성 있는 열전달 해석에 초점을 두고 있다. 이를 위해 흡수 소재 물성과 채널 형상 변화의 영향을 몬테카를로 광선추적법에 기반한 광학 모델과 전도, 대류, 복사를 고려한 1 차원 열전달 모델에 동시에 반영하였다. 광학 모델 결과는 채널 반경 대비 길이의 형상비가 매우 커서 대부분의 태양 에너지는 15 mm 이내의 짧은 길이에서 흡수됨을 증명하고 있다. 복사 열손실 분류를 통해 채널의 낮은 흡수율에서는 방사 손실은 줄지만 반사손실이 증가하여 흡수기 효율이 감소하는 것을 보였다. 큰 채널 반경이나 작은 질량 유량으로 인해 흡수기 평균 온도가 상승할 때, 방사 손실과 반사 손실 모두 증가하지만 방사 손실의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.