• 제목/요약/키워드: Solar radiation calculation

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공간통계기법을 이용한 태양광발전시설 입지 정확성 향상 방안 (A Study on the Improvement of the Accuracy of Photovoltaic Facility Location Using the Geostatistical Analysis)

  • 김호용
    • 한국지리정보학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.146-156
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 효율적 태양광발전시설의 입지를 위하여 가장 큰 변수인 일사량 및 일조시간의 계산 및 추정 정확성을 향상시키는 것이다. 신재생에너지와 관련하여 태양에너지에 관한 연구는 활발히 이루어지고 있지만 태양광발전시설의 입지에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 GIS환경에서 태양에너지에 가장 영향을 미치는 요인 중 하나인 지리적 요인을 대상으로 일조시간 및 일조량을 계산하였으며, 이 때 산란 일사량을 이용하여 분석 결과를 보정하였다. 또한 입력 데이터가 제공하는 공간해상력을 벗어나는 부분에 대한 값을 추정하기 위하여 공간통계분석방법인 정규 크리깅을 수행하였으며, 정확한 값을 추정하기 위해 데이터들의 공간적 상호관계와 연속성을 파악할 수 있는 베리오그램을 이용하였다. 이 과정에서 베리오그램 인자 값 및 적용 가능한 베리오그램 모델의 추정치 비교를 통하여, 오차율이 가장 작은 모델을 선정하였다. 이는 정확한 태양광발전시설의 입지에 대한 의사결정에 도움을 줄 것으로 사료된다.

공기순환구조를 갖는 축열지붕의 열전달해석 (Analysis of Heat Transfer of Thermal Storage Roof with the Air Circulation System)

  • 신우철;박석현;백남춘
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.33-42
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    • 2001
  • The paper discusses the modelling of the thermal storage roof with the air circulation system. In this system, the fully glazed absorber plate is put on the top of the conventional pitch roof made of massive concrete and acts as a solar air heater. Solar radiation collected into absorber is stored in the roof structure by radiation and convection so that it reduces the nighttime heating load through the roof. Another part of the energy is also transmitted to internal air drawn into the channel and is then introduced Into the room. To analysis the system, the energy balance equations are developed and are solved using a finite difference method. The calculation results show a good agreement with the measured ones obtained from our experiments. From the results, it is seen that the thermal storage roof with the air circulation system reduces significantly the conductive heat loss compared with that for the conventional roof and has the instantaneous solar collection efficiency of about 30%.

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직달일사를 이용한 잠열축열식 바닥난방 시스템이 냉방부하에 미치는 영향에 대한 검토 (Effects of Phase Change Material Floor Heating Systems using Direct Solar Gain on Cooling Load)

  • 김수경
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.9-16
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    • 2013
  • In this research, the effect of a heating system, which is powered by direct solar energy accumulated in phase change material (PCM) as heat storage material installed on the floor surface, on the cooling load was studied. Cooling load of a test building designed for this research was measured with fan coil unit and factors affecting it were also estimated. Experiments were performed with and without PCM installed on the building floor to understand the effect of the PCM on the cooling load. Additionally, to confirm the experiments results, the prediction calculation formula by average outside temperature and integrated solar radiation was composed using multivariate regression model. The results suggested that the heating system with PCM on the floor surface has the potential to shift electric power peak by radiating heat, stored during the daytime in it, at night, not increasing the total cooling load much.

합성 박스형 교량의 온도 예측 (The Prediction of Temperature in Composite Box Girder Bridges)

  • 장승필;임창균
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권3호통권32호
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    • pp.431-440
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    • 1997
  • 본 논문에서는 교량 단면 내의 시간 종속적 온도 분포를 결정하기 위해, 기존의 열 전달 이론 및 태양 에너지 전달에 대한 이론을 바탕으로 기상관측소 및 현장에서 측정한 기상 자료로부터 교량 온도의 예측에 관한 이론적 모델에 대해 기술하였다. 특히 이 모텔에서는 주간에 교량의 온도 상승에 지배적인 영향을 미치는 태양일사(solar radiation)에 대해 태양 에너지 관련 분야의 여러 실험적 연구 결과를 바탕으로 태양일사량의 계산에 대해 기존에 연구되어 있는 식들 중에서 가장 적합한 식을 제시하였다. 이 해석 모델의 타당성은 사당 고가차도의 장기 계측된 온도 측정 결과와 비교 검토되었다. 또한 장기간 측정된 온도 결과로부터 교량 온도 예측에 대한 해석적 기준(analytical criteria)을 제시하기 위해, 교량의 축 방향 신축의 원인이 되는 단면평균온도, 그리고 곡률 변형을 유발하는 단면온도차 등 교량 단면의 온도 분포와 관련된 변수들과 대기온도, 일사량 등 기상 자료와 관련된 변수들 간의 선형 상관관계(linear correlation)에 대해 기술하였다.

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극항로 우주방사선 예보 모델 개발을 위한 사전 연구 (Pre-study for Polar Routes Space Radiation Forecast Model Development)

  • 황정아;신대윤
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.23-30
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    • 2013
  • 본 연구는 "극항로 우주방사선 예보 모델 개발을 위한 사전연구"로서 2013년부터 본격적으로 개발하게 될 기상청의 극항로 우주방사선 예보 모델의 개발 방안 마련을 위한 사전 조사에 초점을 맞추고 있다. 자료 조사는 주로 항공기 운항과 우주기상 관련 문헌 및 법령 조사, 국내 항공사들의 우주기상 관련 운영지침 및 실태 조사를 통해서 이루어졌다. 또한 주요 선진국들이 현재 사용하고 있는 우주 방사선 계산 프로그램들의 장단점을 파악하고 개선할 수 있는 가능성을 찾는데 주력하였다. 조사 결과 국내에서는 아직 극항로 우주방사선을 예보하는 독자적인 모델이 전무한 상황으로 극항로 우주방사선 예보 모델의 국내 개발의 필요성이 절실함을 파악하였다. 현재 주요 선진국에서 사용하고 있는 대부분의 우주방사선 계산 프로그램들이 태양활동 및 우주기상의 변화를 제대로 반영하지 못하고 있다는 사실도 파악하였다. 본 연구에서는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 우주방사선 계산 프로그램들의 장단점을 비교 분석하였다. 최종적으로 현재의 우주방사선 계산 모델들이 반영하지 못한 실시간 우주기상 효과를 반영하고, 보다 정밀한 우주방사선 예보 모델을 개발하고자 하는 목적으로 다음의 4가지 방안을 최종 제시하였다. (1) 우주방사선 예보 모델의 기반이 될 지상 방사선량 계산 프로그램의 후보 선정, (2) 항공기 고도에서 적용 가능한 정밀한 대기 모델 개선 및 결정, (3) 지상 방사선량 계산 프로그램과 항공기 고도에서의 대기 모델과 결합, (4) 최종적으로 결합된 우주방사사선 모델에 우주기상 예보 정보 반영.

국내 주요도시의 표준기상자료를 이용한 시간당 표면온도 산출 및 분석 (Analysis and Calculation of Hourly Surface Temperature Based on Typical Meterorological Data for Major Cities in Korea)

  • 이관호;조현철
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.123-128
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    • 2012
  • Computer simulation of buildings and solar energy systems is being used increasingly in energy assessments and design. The purpose of our work is to predict the surface temperature on inclined surfaces based on ISO-TRY typical weather data. To reach this goal, three studies were performed. They consisted of quantifying the accuracy of various well-known three models. The first type of models calculated diffuse horizontal irradiations from global ones and the second type models computed global irradiations on inclined planes from diffuse and global components on a horizontal surface. The third type of model calculated long-wave radiation and surface temperature from ISO-TRY typical weather data. The proposed model can provide an alternative to building designers in estimating the surface temperature and solar irradiation on inclined surfaces where only the typical meteorological data are available.

복사 모델에 의한 남한의 지표면 태양광 분포 (Distribution of Surface Solar Radiation by Radiative Model in South Korea)

  • 조일성;지준범;이원학;이규태;최영진
    • 한국기후변화학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.147-161
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    • 2010
  • 단일 기층의 모형 대기에 적용하기 위한 태양 복사 모델을 기준 모델(Line-by-Line Model: LBL)로 보정하여 2009년 1월부터 2009년 12월까지 한반도의 지표면 태양광 시공간 분포를 계산 및 분석하였다. 이 연구에 사용된 태양 복사 모델의 입력 자료는 기상청(KMA)의 수치모델 자료 그리고 위성자료로부터 도출된 오존 전량과 에어로졸 및 구름 자료 등이 사용되었다. 이 연구 기간 동안 4 km 간격으로 수평면에 대하여 한반도의 지표면 태양광을 계산하였고 그 결과를 지표면 일사 관측값들과 비교하였다. 그 결과 모델에 의하여 계산된 연 누적 태양광은 안동과 대구 및 진주를 연결하는 지역에서 최대값($5,400MJ/m^2$ 이상)이 나타났고 이 값들은 위성 관측 전운량 자료와 잘 일치하였다. 그러나 지표면 일사 관측 자료의 공간 분포는 모델 계산 결과와 차이가 있었으며 그 원인은 관측소 일사계의 보정 및 관리운영에 따른 자료 정확성 때문인 것으로 분석된다.

수목형상에 따른 태양전지 모듈의 배열 연구 (Study on the tree-mimic array of solar cell modules)

  • 김기현;윤린
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.32-39
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    • 2011
  • This study is about the installation of the solar cell modules. The solar cell modules are built by the tree-mimic structure, and the performance is compared with that of the flat-plate type solar cell module installation. The mathematical tree model, which was suggested by Fisher and Honda, is utilized to determine the location of the solar cell modules for the tree-mimic type. The experiment shows that the generated electric power of the flat-plate type is higher than that of the tree-mimic type by 30% for one month of July. This lower performance for the tree-mimic type comes from the shading effects among the solar cell modules. The theoretical calculation for the absorbed solar radiation on the two types of solar cell installation shows that the tree-mimic type is higher than the flat-plate type by 8.5%. The shading area for the tree-mimic model is calculated with time by using the 3D-CAD, which will be utilized for the optimization of the tree-mimic model in the future.

태양열 온실 난방에 대한 최척 집열 면적과 경제성 평가 (Optimum Collector Area and Economic Evaluation for the Greenhouse Heating)

  • 박이동;김규인
    • 태양에너지
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    • 제2권1호
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    • pp.49-58
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    • 1982
  • Aim of this study was to obtain the heating performance and the economic evaluation on solar heating system for greenhouse which area of floor was $90m^2$. For heating performance effective solar energy for the greenhouse was compared with overall heating loads including coefficient of heat transfer and conduction. And the economic evaluation solar heating system was evaluated by comparison its initial investiment costing with oil saving cost. Initial investiment costing included collector cost, storage cost, piping cost, control system cost and miscellaneous costs which included pumps, motors etc. The contents of this study included the survey of climate conditions for solar heating, long-term collector performance and optimum collector area of solar heating system in existing greenhouse. The results are follows: 1. Average horizontal radiation during winter was $2,434Kcal/m^2$ day which was the highest value in this country, so the climate conditions of Suwon was suitable for solar heating. 2. Resulting calculation of the optimum collector area was $30m^2$ and the solar energy accounted for 30% of the overall heating load. 3. The capacity of storage tank required 60 liter per unit area ($m^2$) of solar collector.

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태양전지 변환효율 보정계수 도입에 의한 태양발전시스템 발전량 예측 (Photovoltaic System Output Forecasting by Solar Cell Conversion Efficiency Revision Factors)

  • 이일룡;배인수;심헌;김진오
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제54권4호
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    • pp.188-194
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    • 2005
  • There are many factors that affect on the system output of Photovoltaic(PV) power generation; the variation of solar radiation, temperature, energy conversion efficiency of solar cell etc. This paper suggests a methodology for calculation of PV generation output using the probability distribution function of irradiance, PV array efficiency and revision factors of solar cell conversion efficiency. Long-term irradiance data recorded every hour of the day for 11 years were used. For goodness-fit test, several distribution (unctions are tested by Kolmogorov-Smirnov(K-S) method. The calculated generation output with or without revision factors of conversion efficiency is compared with that of CMS (Centered Monitoring System), which can monitor PV generation output of each PV generation site.