• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.49-49
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• 2003

2008년 발사 예정인 통신해양기상위성(Communication, Ocean and Meteorological Satellite)의 성공적인 임무완성에 기여하기 위해 본 연구에서는 해양위성 관측자료 분석에 적용할, 위성의 위치 및 하루 또는 연중 태양의 위치에 따른 해수면 태양반사(Sunglint) 영역의 정확한 위치를 찾아주는 예측 알고리즘을 연구하였다. 정지궤도위성의 태양반사 영역의 정확한 위치 결정은 태양-위성-지구를 고려한 구면 천문학과 반사의 법칙으로부터 계산할 수 있는데 적절한 구면 좌표계에서 하루 또는 연중 태양의 위치와 위성의 위치를 통해 얻어진 비선형 방정식을 Newton-Raphson 수치 방법을 이용하여 태양반사 영역의 정확한 위치와 움직임을 계산하였다. 또한 정지궤도위성이 아닌 극궤도위성의 태양반사 영역의 위치 결정은 해당 위성의 TLE(Two Line Elements)을 이용한 궤도분석 프로그램인 ASAP(Artificial Satellite Analysis Program)을 이용해 시간에 따른 위성의 위치를 구하여 정지궤도위성에서의 위치 결정 알고리즘과 같은 방식으로 연구를 수행하였다. 본 논문에서 연구한 기본적인 알고리즘을 통해 다양한 이미지 센서를 가진 궤도 위성에서의 태양반사 영역 위치 결정과 그와 관련된 연구를 수행 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권6호
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• pp.47-59
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• 2016

As the usage of sun tracking system in solar energy utilization facility increases, requirement of more accurate computation of sun position has also been increased. Accordingly, various algorithms to compute the sun position have been proposed in the literature and some of them insist that their algorithms guarantee less than 0.01 degree computational error. However, mostly, the true meaning of accuracy argued in their publication is not clearly explained. In addition to that, they do not clearly state under what condition the accuracy they proposed can be guaranteed. Such ambiguity may induce misunderstanding on the accuracy of the computed sun position and ultimately may make misguided notion on the actual sun tracking system's sun tracking accuracy. This work presents some comments related to the implementation of sun position computational algorithm for the sun tracking system. We first introduce the algorithms proposed in the literature. And then, from sun tracking system user's point of view, we explain the true meaning of accuracy of computed sun position. We also discuss how to select the proper algorithm for the actual implementation. We finally discuss how the input factors used in computation of sun position, like time, position etc, affect the computed sun position accuracy.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.322-323
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• 2023

지속 가능한 에너지인 태양광 발전은 전 세계에서 널리 활용하는 재생 에너지 원천 중 하나로 최근 효율적인 태양광 발전 시스템 운영을 위해 태양광 발전량을 정확하게 예측하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 태양광 발전량 예측 모델을 구성하기 위해서는 기상 및 대기 환경을 넘어 태양의 위치에 따른 일사량의 정보가 필수적이나 태양의 실시간 위치 정보를 입력 변수로 활용한 연구가 부족한 실정이다. 그리하여 본 논문에서는 시간과 태양광 발전소 위치를 기반으로 태양의 고도와 방위각을 실시간으로 계산하여 입력 변수로 사용하는 방식을 제안한다. 이를 위해 AutoML 기반의 다양한 기계학습 모델을 구성하여 태양광 발전율을 예측하고 그 성능을 비교 분석하였다. 실험 결과, 태양 위치 정보를 포함한 경우에 환경 변수만을 고려하였을 때보다 예측 성능이 크게 향상되었음을 확인할 수 있었으며, Extra Trees 모델의 경우 태양 위치 정보를 추가하였을 때 MAE(Mean Absolute Error)가 33.90 에서 22.38 까지 낮아지는 결과를 확인하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.37.3-37.3
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• 2009

태양물리연구실에서는 춘 추분기를 전후한 일정 기간 사이에 수분 정도 발생하는 태양간섭 현상을 예측하기 위하여 프로그램을 개발하였다. TU 미디어에서 제공해준 3개의 통신위성 PAS-8, TELSTAR-10, MEASAT-1에 대한 2006, 2007년도 춘 추분기의 통신장애 자료와 계산한 자료를 비교 분석하였고, 이를 이용하여 2009년도 추분기의 태양간섭 현상 시간을 예측하였다. 태양위치변화 계산은 NASA/JPL에서 발행하는 DE406 역서 자료를 이용하여 정밀도를 높였으며, 지구 타원체 모델을 통해 기지국에서의 정확한 태양 및 위성의 고도, 방위각을 구하였다. 또한 기지국 안테나 이득률을 계산하여 기지국 안테나에서 예상 되는 태양 간섭 시간을 얻어 냈다. 기지국 안테나의 빔 패턴은 안테나의 중심 부근에서 가장 강하게 나타나며, 중심에서 멀어질수록 특수한 감쇄 형태를 보인다. 이러한 빔 패턴은 안테나의 이득률과 관련이 있으며, 빔 패턴의 적분을 통해 얻어진 이득률과 태양 디스크가 얼마나 안테나의 범위에 들어오는가에 따라 안테나에 수신되는 전파의 강도가 달라진다. 이러한 강도 변화량을 계산함으로써 태양 간섭 시간을 계산할 수 있다. 본래 안테나 빔 패턴은 개개의 안테나에 따라 다르며 직접 측정하여 얻을 수 있다. 사용한 빔 패턴 모델은 ITU에서 채택된 WARC-79 모델을 이용하였고 모든 위성 기지국 안테나의 빔 패턴은 이 모델에서 벗어나지 않는다. 이 연구에서는 빔 패턴 모델을 적용하여 기존의 TU미디어 성수기지국에서의 태양간섭 시간을 다시 계산하였다. 또한 새롭게 KT 용인 위성 관제센터의 자료를 추가하여 태양 간섭시간을 계산하고 예측하였다. 위성데이터는 기존의 PAS-8, TELSTAR-10, MEASAT-1 통신위성과 KT에서 운용하고 있는 무궁화 3호와 무궁화 5호 통신위성 자료를 사용하였다. 이러한 계산 방법은 전국 임의의 지역에서 춘 추분기에 발생할 수 있는 태양간섭 시간을 예측하고 적용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.828-834
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• 2013

본 논문에서는 태양광 집광 효율 향상을 위한 많은 연구 방법 중 하나로서 태양광을 효율적으로 집광할 수 있는 TMC(Tracker Motion Controller) 시스템 구성하여 발전효율의 향상성을 갖춘 집광형 태양광 발전시스템(CPV)과 실리콘을 이용한 PV 시스템으로 실험하였다. 태양추적 발전시스템에 사용되는 마이크로프로세서는 실시간으로 태양광의 고도와 위도 각을 계산한다. 또 한 센서로부터 값을 받아들이고, 태양의 현재 위치 값을 계산하여 모터를 제어하며 중앙제어 시스템과의 통신을 하기 때문에 적용 가능성에 대한 부담이 커지고 있다. 따라서 집광형 태양광 발전시스템에 적합한 프로그램 방식과 센서방식을 혼합한 하이브리드 방식의 알고리즘 통하여 ARM코어를 내장한 TMC에 구현하였으며, 구현된 TMC를 통하여 기존 PV시스템, CPV 시스템 대비하여 국내에서의 발전효율을 비교 분석하였다. 실험결과 기존의 센서방식을 이용한 집광형 태양광 발전 시스템에 GPS통신 값을 통해 프로그램 방식의 천문학 계산에 의하여 지평좌표계에서의 태양의 방위각과 고도각을 계산하는 하이브리드 태양위치추적 방식을 실험한 결과를 보면 맑고 일사량이 높은 날에는 큰 차이를 보이진 않았다. 그러나 흐리고 맑은 날 등 일사량이 없어 센서가 태양의 위치를 추적하지 못하고 멈춘 상태에서 일정 시간이 지난 후 태양이 센서의 사각지대에서 나타나면 센서의 오류가 생길 수 있는 기후변화에서는 오히려 센서방식보다 더 우수함을 확인할 수 있었다. 태양전지의 발전효율이 높아지고 생산발전 단가가 줄이는 부분에 대한 지속적인 연구, 더불어 기후의 변화에 따른 최적의 발전 능력을 가진 TMC를 적용한 고효율 집광형 시스템에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.640-644
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• 2009

현재 태양광 산업에서는 고정식 태양광 발전장치보다 발전 효율이 우수한 추적식 태양광 발전장치를 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 추적식 태양광 발전장치는 고정식에 대비하여 단위면적당 일사량을 최대로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 일조시간을 최대로 하여 태양전지의 발전효율을 극대화할 수 있다. 따라서 정밀하면서도 저렴한 태양위치 추적장치는 태양광 발전사업의 경제성을 높이고, 성능 대비 투자비용을 낮춰 태양광 발전설비의 보급을 촉진시켜줄 수 있는 중요한 기술이다. 본 연구는 태양위치를 감지하는데 센서를 사용하지 않고 천문학과 수학을 이용하여 정밀도 1분($0.016^{\circ}$)이내의 태양위치를 계산하는 알고리즘에 관한 것이다. 본 연구에서 제안하는 알고리즘은 장치의 제작비용을 낮추어 줄 뿐 아니라, 발전효율도 높여준다. 구현된 알고리즘을 적용시킨 추적식 태양광 발전장치를 운용 실측한 결과, 최대 30초($0.0038^{\circ}$)의 오차를 보여 추적식 발전장치의 경제성을 높일 수 있고, 시간복잡도(Time Complexity)와 공간복잡도(Spatial Complexity)가 낮아 실시간 태양 추적장치에 최적임을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.176.2-176.2
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• 2012

다목적실용위성 3호의 태양전지판은 위성의 -Z축 방향에 고정되어 있는 방식으로 사용되고 있다. 이로 인해 위성이 임무수행을 위한 자세기동을 하게 되면 태양전지판의 태양입사각 변화에 따라 전력생산량이 변하게 되고 이를 예측하여 최대 방전률(DOD : Depth of Discharge)을 넘지 않는 제한조건 내에서 임무 계획을 수행해야 한다. 전력생산량 및 전력소비량을 예측하기 위해서는 전력 모의실험을 수행해야 하며 이를 위해 위성의 자세 및 위치정보, 임무를 고려한 Mission Profile, 태양입사각, 초기 방전률 값을 생성해야 한다. 본 논문은 태양입사각 계산을 위해 위성의 임무(영상 촬영, 지상국 교신)를 반영한 자세 및 위치 정보를 생성하고, 이 결과를 태양입사각 계산 로직에 적용하여 태양입사각을 생성한 결과를 정리하였다. 생성된 결과의 타당성을 검토하기 위해 상용 툴인 STK를 이용하여 비교를 수행하였다. 또한, 전력 모의실험에 사용된 Mission Profile은 위성 운용에 안정성을 높이며 복잡한 임무 시나리오에 적용이 용이하도록 운용 Margin을 고려하여 생성하였다. 본 논문에서 제시한 방안을 실제 수행된 임무 시나리오에 적용하여 전력 모의실험을 수행하였으며, 그 결과를 임무 수행 후 획득된 위성 Telemetry를 이용한 실측값과 비교하여 전력 모의 실험 결과에 대한 타당성을 검증하였다. 실제 초기 운영결과 제한된 전력 허용 범위 내에서 적용이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2334-2340
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• 2010

Michalsky의 방위각, 고도각, 일출/일몰시각에 대한 태양위치 계산은 국립천문대의 태양위치 정보와 비교했을 때, 최대 각각 $1.5^{\circ}$, $0.88^{\circ}$, 2분 이내의 오차로서 비교적 정확하였다. 현재 시각과 설치위치(경도, 위도)에 대하여 BLDC 모터-실린더를 구동하여 홀센서 위치 피드백으로 Michalsky의 계산식의 태양의 고도각과 방위각을 제어하는 양축 태양광 추적장치를 개발하였다. BLDC 모터의 사용으로 유지보수가 우수하며, 홀센서로 위치피드백으로 모터의 정밀한 위치결정제어가 가능하며, 또한 원점복귀기능으로 누적 오차를 최소화한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.366-366
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• 2009

후면접합 태양전지는 상용 태양전지의 수평전류 손실(lateral current loss) 이 없으며, 전면전극에 의해 발생하는 그림자 손실(shading loss) 줄인 고효율 태양전지의 하나이다. 생성된 반송자가 후면에 위치한 전극에서 수집되기 때문에 효율향상을 위해서는 불순물에 의한 재결합을 줄이는 것이 중요하다. 따라서 Gettering 은 높은 소수반송자 수명(life-time)을 가지는 고품위 실리콘 기판은 고효율 실리콘태양전지 제작을 위한 중요 요소 기술이다. 본 연구에서는 n-type c-Si 기판을 이용한 고효율 실리콘 이종접합 태양전지제작을 위해 external gettering 공정을 이용하여 고품위 실리콘 기판을 제작하였다. POC13 doping process 의 온도, 시간을 변화시킴으로써 이에 따른 변화를 관찰하였다. 주사전자현미경(SEM)를 통해 etch pit 을 확인 했으며,Four point probe 를 통해 면저항을 측정, 인(P)의 농도를 계산 하였다. 계산된 면저항을 통해 인(P)의 확산 깊이를 계산하였다. Iodine passivation 된 시편을 Qusi-steady state photoconductance (QSSPC)를 이용하여 소수반송자 수명을 측정함으로써 gettering 에 의한 bulk lifetime 향상 효과를 관찰하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.152-162
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• 2013

달의 방사조도는 위성 가시채널 검출기의 성능을 감시하기 위해서 사용된다. 본 논문에서는 천리안위성 FDS (Flight Dynamics Subsystem)에서 생성한 태양, 달, 위성의 위치 정보를 이용하여 달의 방사조도를 계산하는 방법 및 결과를 설명한다. 계산 결과는 천리안위성 기상탑재체 가시채널 검출기의 성능저하를 검출하고 보상하기 위한 알고리즘에 적용되었다.