건축물의 친환경성에 대한 심도 있는 검토는 건축물의 LCC를 비롯하여 다양한 가치판단에 직결된다. 그러나 전통적 설계방식은 친환경성이 최적화된 건축물 대안을 제시하는 데 한계를 지닌다. 따라서 본 연구는 건축계획 단계에서 기후, 도시와 같은 미시적 측면의 지역조건을 계획에 반영하여 친환경성이 최적화된 건축물 대안을 도출할 수 있는 의사결정 보조도구를 제시하는 것을 목적으로 수행되었다. 이를 위해 정부기관인 국토정보플랫폼에서 제공하는 수치지형도의 등고선, 건물, 도로 정보를 기반으로 건축대지 인근 지역의 3차원 모델링 작성 및 태양환경 분석을 수행할 수 있는 알고리즘을 제작했고, 알고리즘의 유효성을 확인하기 위해 기축 건축물 입면 방향과의 일사량 및 일조시간을 비교하여 최적향 산출 가능 여부를 검토했다. 그 결과, 도출된 최적향이 기축 건축물의 정면향 대비 더 높은 일사량 및 일조시간을 확보할 수 있다는 비교분석 결과가 도출되었으며, 이를 통해 개발 알고리즘이 태양입사 환경관점에서 유효한 입면 방향을 산출할 수 있음이 확인되었다.
지표 일사량 데이터는 신재생 에너지 자원지도 제작, 태양 에너지 관련 시설의 입지 선정 및 관련 정책의 기초 자료 및 농작물 생산량 예측 등의 매우 다양한 분야에 사용될 수 있는 중요한 데이터이며, 이에 최근 한국에서도 일사량 데이터 구축에 대한 연구의 필요성이 커지고 있다. 이에 본 연구에서는 COMS-MI(천리안 기상위성) 영상과 Heliosat-II 방법을 이용하여 국내 일사량을 추정하고자, Heliosat-II 방법을 국내 데이터에 적합하도록 수정하고, 이를 통하여 일사량을 추정하는 것을 목표로 하였다. 이를 위하여 먼저 COMS-MI 위성 영상 및 국내 기상 데이터 등을 확보하고 전처리를 수행하였다. 또한 Heliosat-II 방법의 입력 데이터이자 중간 결과물인 지표 반사도(ground albedo) 보정을 수행하고, 반사도 참조 지도(background albedo map)의 정확도를 높이고자 기존의 방법을 수정하였다. 그리고 이와 같이 수정된 Heliosat-II 방법을 통하여 추정 일사량을 도출하고, 이를 지상에서 관측된 일사량 실측치와의 비교를 통하여 정확도를 검증하였다. 실험 결과, 수정된 Heliosat-II 방법을 사용할 경우, 약 30.8%의 RMSE(%) 정확도를 나타내었으며, 기존 Heliosat-II 방법을 그대로 이용하였을 경우에 비하여 약 10% 수준의 향상된 정확도를 확보할 수 있음을 확인하였다.
본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 태양광발전시스템을 온실에 인접한 건물의 옥상에 설치하여 일사량에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 수평면 일사량의 최대, 평균 및 최소값은 각각 $26.1MJ{\cdot}m^{-2}$, $14.0MJ{\cdot}m^{-2}$ 및 $0.6MJ{\cdot}m^{-2}$ 정도였고, 일일 전력량은 각각 약 6.1kWh, 3.7kWh 및 0.01kWh 이었다. 그리고 누계 일사량과 전력량은 각각 약 $4,378.2MJ{\cdot}m^{-2}$ 및 1,163.2kWh 정도이었다. 그리고 부하에 의해 소비된 적산전력량의 최대, 평균 및 최소값은 각각 4.5kWh, 2.4kWh 및 0.0kWh 정도이었고, 누계전력량은 739.2kWh 정도로서 발생 전력량의 약 63.5%에 해당하였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다. 어레이 표면온도가 상대적으로 높아지면 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 두 인자 간에 상관계수는 0.851 정도로서 상관관계가 높은 것으로 나타났다.
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.
대한민국의 낚시산업은 레저활동을 즐기는 인구 증가로 인해 매년 급성장하고 있으며 이에따라 규모가 큰 9-10톤급 낚시어선의 수는 매년 늘어나고 있다. 현재 운항 중인 낚시어선은 낚시 활동 중 유류비 절감과 엔진 발생 소음 저감을 위해 엔진을 정지하고 배터리를 이용하여 선박의 필수장비를 운영하고 있다. 하지만 배터리의 방전으로 인한 엔진 시동불량 등으로 인해 해상에서 표류되는 사고가 매년 꾸준히 발생하고 있으며, 이는 대형 인명사고로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 낚시어선의 안전확보를 위해 태양광 보조전원 설치를 제안하고, 9-10톤급 선박을 대상으로 선정하였다. 대상선박의 태양광 발전설비 공간 확보 가능성을 확인하였으며, 태양광 발전설비의 적용을 검증하기 위해 조업 중 필요한 필수 부하량을 계산하고 전력분석프로그램을 통해 태양광 발전시스템을 모델링하였다. 모델링 된 태양광 발전시스템에 우리나라의 월별 수평면 평균 일사량을 적용하여 낚시어선의 태양광 보조발전장치 적용에 관한 타당성을 입증하였다.
Semi-greenhouse type solar-dehumidification drying of oak was carried out to investigate the possibility to dry wood using solar energy in Korea. The energy balance equation was set up, considering all the energy requirements, and the solar radiation was calculated to analyze the efficiencies of solar dryer with and without the dehumidifier. The average temperature inside dryer and collector rose up to $52^{\circ}C$ and $70^{\circ}C$, respectively. The average daily total beam, diffuse, and ground-reflected radiations were 7.27MJ, 8.70MJ, and 0.33MJ on the roof and 2.08MJ, 4.84MJ, and 5.37MJ on the south wall collector, respectively. Heat efficiency of solar dryer was 14.04% with dehumidifier and 13.13% without dehumidifier. The energy required to remove 1g of water from wood was 0.0289MJ/g in solar-dehumidification drying and 0.0310 MJ/g in semi-greenhouse type solar drying.
본 논문에서는 소프트 스위칭 다상 부스트 컨버터 회로를 제안하였다. 태양의 일사량 및 주위온도 등에 의해 출력전압의 변동이 많은 태양전지로부터 정전압을 얻기 위해서 고효율의 전력변환 장치가 필요하다. 제안된 컨버터를 이용하여 동작 범위 내에서 변동하는 입력전압을 정출력전압으로 제어하고, 입력전류 리플과 출력전압 리플을 저감시킬 수 있다. 또한 ZVS, ZCS를 이용하여 스위칭 순간에 Turn-on, Turn-off 손실을 감소할 수 있다. 본 논문에서는 소프트 스위칭 다상 부스트 컨버터를 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다.
본 논문은 대림대학 내에 설치하여 운전 중인 50kWp 태양광 발전시스템의 설치사례를 소개하고 지난 2008년 10월 부터 2009년 4월 현재까지의 운전 현황 및 발전시스템의 특성에 대해 소개 한다. 본 논문에서는 설치된 50kWp 태양광 발전설비에 기반한 실 데이터를 이용하여 최대출력, 일사량 및 온도에 따른 발전 전력 및 월별 발전전력량 등에 관한 내용을 분석하였다.
Radiation data are the best source of information for estimating average incident radiation. Lacking this or data from nearby locations of similar climate, it is possible to use empirical relation ships to estimate radiation from days of cloudiness. It is necessary to estimate the regression coefficients in order to predict the daily global radiation on a horizontal surface. There fore many different equations have proposed to evaluate them for certain areas. In this work a new correlation has been made to predict the solar radiation for 16 different areas over Korea by estimating the regression coefficients taking into account cloud cover. Particularly, the straight line regression model proposed shows reliable results for estimating the global radiation on a horizontal surface with monthly average deviation of -0.26 to +0.53% and each station annual average deviation of -1.61 to +1.7% from measured values.
태양광 발전 시스템의 운용에 있어서 부하의 변동, 일사량, 주변온도등에 의한 최대전력점의 추종은 매우 어려운 기술을 요구한다. 본 연구에서는 이러한 최대전력점의 추종에 있어 빠른 수렴 특성을 얻기 위한 알고리즘으로써 신경 제어기법을 이용하여서 기존의 제어 방식에 의한 동특성과 비교하여 적절한 제어기법 및 시스템동작의 우수한 특성을 얻게 되었다. 즉 최대전력점의 추종 및 안정한 전원의 공급을 갖게되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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