일반적으로 위성의 태양전지판은 태양을 지향하도록 제작되기 때문에 지구 알베도에 의한 생산전력은 거의 없고, 이에 전력 분석에서도 보통 무시된다. 그러나 큐브위성은 태양전지판이 전개되지 않는 형태로 몸체에 고정되어 부착되는 경우가 많다. 이 경우, 태양전지판은 직육면체의 6면에 붙어 각각 다른 방향으로 향하기 때문에 지구 알베도에 의한 전력 생산은 무시할 수 없는 양이 될 수 있다. 본 논문에서는 지구 알베도에 의한 위성의 생산 전력을 계산하였다. 알베도 에너지를 계산하기 위해 극좌표계를 기반으로 지구표면을 격자로 나누었고, 이 격자에서의 반사에 의해 태양전지 셀에서 생산되는 전력에너지를 모델링하였다. 고도 500 km, 태양동기궤도에서 비행하는 1 U 크기의 큐브위성을 시뮬레이션하였고, 지구 알베도에 의해 생산되는 전력량을 계산하였다.
극초소형 위성으로 분류되는 큐브위성의 경우, 표준화된 위성의 크기로 인하여 위성의 전력생성을 목적으로 하는 태양전지판 장착을 위한 공간이 극히 제한적이며, 자세제어 적용 방식에 따라서는 태양전지판에 입사되는 태양광의 각도가 변화하고 이는 태양전지의 전력생성 양을 결정하는 주요 요인으로 작용한다. 본 논문에서는 극초소형 위성 적용을 목적으로 태양광과 태양전지판이 이루는 각도가 $0^{\circ}$인 조건에서도 태양전지판 외곽에 배치된 렌즈어레이를 통해 태양광을 효율적으로 조사하여 전력생성 효율 향상이 가능한 우주용 집광형 태양전력 시스템을 제안하였으며, 극초소형 위성으로의 적용 가능성 검토를 위해 상용 렌즈어레이를 적용한 기능시험을 통해 유효성을 입증하였다.
영농형 태양광 발전은 농경지에서 작물을 생산함과 동시에 식물이 요구하는 광포화점 이상의 광을 이용하여 전기를 생산하는 시스템이다. 새로운 농가 소득원의 개발을 위하여 포도원에 태양광 패널을 설치하고 수체의 생육과 과실 발육 특성을 평가하여 영농형 태양광의 활용성을 탐색하고 향후 재배기술을 개발하는 데 필요한 정보를 제공하고자 연구를 진행하였다. 152 × 68 × 3.5cm 크기의 구조물에 영농형 150Wp (36cell) 모듈을 포도나무 재식열에 따라 배치하고, 과원의 환경과 식물생육을 분석하였다. 무처리에는 겨울철 풍속이 0.4-0.6m·s-1에 도달하였으나, 시설 설치구에서는 0.01-0.02m·s-1에 머물렀다. 삽수 수피의 탄수화물함량은 시설 설치구에서 183-184m·g-1으로 무처리구(181-198mg·g-1)에 비해 큰 차이가 없으며 삽수의 발아율도 큰 차이가 없었다. 잎의 엽록소의 함량은 처리구에서 높게 나타났다. 수확후 과실의 특성으로는 과립중, 과방중, 당도, 과피색의 차이는 없었다. 다만 시설구에서 숙기가 5-7일정도 늦어졌으며, 변색기의 착색에는 약간 차이가 있었다. 영농형 태양광 패널을 설치한 과원에서 포도나무와 과실의 발육은 유의차가 없었고, 설치구에서 착색이 지연되었다. 이러한 결과는 향후 포도원에서 영농형 태양광 시설을 설치하여 포도를 생산하는 기술 개발에 필요한 정보로 활용될 수 있을 것이다.
It is well known that solar tracking systems can increase the efficiency of exiting solar panels significantly. In this paper, a hybrid solar tracking system has been developed by using both astronomical estimates from a GPS and the image processing results of a camera vision system. A decision making process is also proposed to distinguish current weather conditions using camera images. Based on the decision making results, the proposed hybrid tracking system switches two tracking control methods. The one control method is based on astronomical estimates of the current solar position. And the other control method is based on the solar image processing result. The developed hybrid solar tracking system is implemented on an experimental platform and the performance of the developed control methods are verified.
In recent years, worldwide production of solar wafers increased rapidly. Therefore, the solar wafer technology in the developed countries already has become an industry, and related industries such as solar wafer manufacturing equipment have developed rapidly. In this paper we propose the color classification method of the polycrystalline solar wafer that needed in manufacturing equipment. The solar wafer produced in the manufacturing process does not have a uniform color. Therefore, the solar wafer panels made with insensitive color uniformity will fall off the aesthetics. Gaussian mixture models (GMM) are among the most statistically mature methods for clustering and we use the Gaussian mixture models for the classification of the polycrystalline solar wafers. In addition, we compare the performance of the color feature vector from various color space for color classification. Experimental results show that the feature vector from YCbCr color space has the most efficient performance and the correct classification rate is 97.4%.
성층권 비행선용 재생전원 시스템에 대한 기본 연구로서 태양전지 설치각의 최적값에 대한 연구를 수행하였다. 비행선이 풍향에 따라 동절기에는 서쪽을, 하절기에는 동쪽을 향하게 된다. 이를 고려하면 위도 약 36도의 한반도 지역의 성층권 고도에서 단순화된 풍향 가정하에 태양전지가 비행선 왼쪽에 중심각 30도로 장착되는 경우 동지 시의 공급전력량을 최대화하여 동시에 하절기의 전력 요구량을 만족함을 알 수 있었다. 본 최적화 연구결과, 태양전지 설치각의 최적화와 동시에 재생형 연료전지의 효율이 47%이상 되어야 170m급 성층권 비행선의 요구전력량을 공급할 수 있으며, 요구되는 효율의 증가량은 비행선의 크기가 커질수록 감소한다.
The objective of this study is to investigate the effect of building integrated PV application method on power generation. PV modules were integrated to a hypothetical apartment building facade in Seoul, Korea. Three different design options of PV panel mounted on exterior wall were developed for the analysis of cooling effects through ventilation. Numerical simulations using TRNSYS coupled with COMIS were executed to evaluate the design options. Their facade configurations are such as vertically installed PV panels with or without air gap between PV rear surface and exterior wall surface, and the tilted PV panels attached to the exterior wall at an angle of to the horizontal. Parametric results show that there is little difference regardless of the air 9ap width between PV rear surface and exterior wall surface. Special strategies which could effectively cool a PV panel to increase the electric power are required if we prefer to a vertical facade configuration in a building integrated PV installation. Consequently, it is expected that there is no reason for architect to install vertically PV panels with air gap unless active strategies are considered.
Energy conversion soda-lime-silica glasses doped with Eu3+ were produced and they were used to build small scale modules of $100\times100cm$ simulating the roof of glass house with which the rearing state of a small number of young and grown vegetables was observed. The vegetables selected for the study were eggplant, kale, and pimento. The width and length of their leaves along with the photosynthesized ability and chlorophyl content were measured to observe the growing state of the vegetables in the given periods of time. It was found that the vegetables grown under the photo-conversion glass made panels had higher values of the leaf width and length by 5 to 30% than them under the commercially available ordinary glass panels depending on the kind of vegetables. The photosynthesized abilities were also shown much higher for the vegetables under the conversion glass panels than for the non-conversion ones.
After a weight-rate disposal system for food waste has been implemented we have to install the food waste system at all apartment. In this paper, we supplied electric energy to the food waste system using solar heat panels. The weight of the food waste is displayed on the LCD panel, and its price is calculated based on its weight. Since there would be some cases that touch-typed card can't be well recognized if it is contaminated by foreign material, we designed a recognition device by no-touch sensitive card reader to embody the food waste system. The food waste system was designed using a GUI(graphical user interface) so that users can easily understand it.
Martinez-Garcia, Eva;Marigorta, Eduardo Blanco;Gayo, Jorge Parrondo;Navarro-Manso, Antonio
Structural Engineering and Mechanics
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제78권5호
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pp.519-528
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2021
One of the most efficient designs of solar trackers for photovoltaic panels is the single-axis tracker, which holds the panels along a torque tube that is driven by a motor at the central section. These trackers have evolved to become extremely slender structures due to mechanical optimization against static load and the need of cost reduction in a very competitive market. Owing to the corresponding decrease in mechanical resistance, some of these trackers have suffered aeroelastic instability even at moderate wind speeds, leading to catastrophic failures. In the present work, an analytical and experimental approach has been developed to study that phenomenon. The analytical study has led to identify the dimensionless parameters that govern the motion of the panel-tracker structure. Also, systematic wind tunnel experiments have been carried out on a 3D aeroelastic scale model. The tests have been successful in reproducing the aeroelastic phenomena arising in real-scale cases and have allowed the identification and a close characterization of the phenomenon. The main results have been the determination of the critical velocity for torsional galloping as a function of tilt angle and a calculation methodology for the optimal sizing of solar tracker shafts.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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