• Title/Summary/Keyword: 태양광 복사

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정지궤도위성용 해색센서의 궤도상 복사보정 운영 현황

  • Jo, Seong-Ik;O, Eun-Song;An, Gi-Beom;Park, Yeong-Je;An, Yu-Hwan;Yu, Ju-Hyeong
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.37 no.2
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    • pp.231.1-231.1
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    • 2012
  • 한국해양과학기술원 해양위성센터에서 주관운영을 수행하고 있는 천리안 위성의 해양탑재체인 천리안 해양관측위성(이하 GOCI)은 정지궤도위성용 해색센서로서, 태양을 광원으로 지구상의 해수 표면 부근에서 반사되어 대기를 통과한 가시광 및 근적외 대역을 8개 밴드로 분광하여 관측하는 센서이다. 해색센서의 경우, 일반적으로 센서에 입사되는 광신호의 약 90%가 대기에 의한 신호이며, 약 10%에 해당되는 신호만 원래 관측목적인 해수에 의한 신호이기 때문에, 5% 이내의 높은 복사보정 정확도가 요구된다. 이러한 높은 복사보정 정확도를 만족시키기 위해서는, 지상에서의 현장관측을 통한 위성자료 검보정 뿐만 아니라, 발사 후 위성 궤도상에서 센서의 복사보정을 수행하는 궤도상 복사보정이 체계적으로 수행되어야 한다. GOCI는 태양을 기준광원으로 하는 태양광 복사보정을 채택하여, 센서의 셔터부에 태양광 복사보정을 위한 2개의 태양광확산기(Solar Diffuser)를 장비하고 있다. 본 발표에서는 궤도상 시험 후 약 16개월에 걸친 궤도상 복사보정 운영결과와 관련하여, 발사 후 일별, 월별, 계절별 등 각 기간별 센서의 이득변화를 관찰하였으며, 그 결과 1년을 기준으로 약 3% 범위로 주기적인 이득 변화가 있음을 확인하였다. 지상시험결과와의 비교에 의해, 태양광확산기에 대한 태양입사각이 이러한 주기적인 이득 변화의 주 원인임을 궤도상 복사보정 운영결과를 통해 밝히고자 한다.

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Effect of Solar Radiation Aging on the Properties of Epoxy Polymers (에폭시 폴리머의 물성에 미치는 태양광 복사 노화의 영향)

  • Lee, Dong-Geon;Lee, Sang-Bong;Kim, Myung-June;Park, Jung-Sun;Lee, Soo-Yong;Kang, Tae-Yeob
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.44 no.9
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    • pp.769-774
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    • 2016
  • Epoxy polymer exposed to solar radiation on long-term is required to a long-term environmental test in order to ensure the reliability of operation performance. In this paper, the solar aging experiment is performed for 7, 14, 28, 56, and 84 cycles, using solar simulator designed according to MIL-STD-810. After the aging experiment, measuring RGB values and using the CIE1976 color space, each RGB decreasing rates and total color shift are calculated. In addition, using a universal testing machine, mechnical properties according to ASTM-D638 are measured. As a result, by increasing solar aging period, total color shift is increased, and the tensile strength and elongation are decreased, but the elastic modulus and the poisson's ratio are slightly changed.

Distribution of Photovoltaic Energy Including Topography Effect (지형 효과를 고려한 지표면 태양광 분포)

  • Jee, Joon-Bum;Zo, Il-Sung;Lee, Kyu-Tae;Choi, Young-Jean
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.32 no.2
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    • pp.190-199
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    • 2011
  • A photovoltaic energy map that included a topography effect on the Korean peninsula was developed using the Gangneung-Wonju National University (GWNU) solar radiation model. The satellites data (MODIS, OMI and MTSAT-1R) and output data from the Regional Data Assimilation Prediction System (RDAPS) model by the Korea Meteorological Administration (KMA) were used as input data for the GWNU model. Photovoltaic energy distributions were calculated by applying high resolution Digital Elevation Model (DEM) to the topography effect. The distributions of monthly accumulated solar energy indicated that differences caused by the topography effect are more important in winter than in summer because of the dependency on the solar altitude angle. The topography effect on photovoltaic energy is two times larger with 1 km resolution than with 4 km resolution. Therefore, an accurate calculation of the solar energy on the surface requires high-resolution topological data as well as high quality input data.

Research on the Decolorization of Epoxy Polymer by Accelerated Solar Radiation Test (태양광 복사 가속화 시험을 통한 에폭시 폴리머의 색 변화 특성 연구)

  • Lee, Sang-Bong;Lee, Dong-Geon;Kim, Myung-Jun;Lee, Soo-Yong;Park, Jung-Sun;Kang, Tae-Yeop;Baek, Sang-Hwa
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.44 no.11
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    • pp.949-956
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    • 2016
  • There are a number of effects by solar radiation in many aerospace industrial fields, such as degradation of mechanical properties, sealing effect of sealants or decolorization. Because it takes long time to investigate these effects by using the light of natural state, new methods are developed for accelerating this phenomenon. In this paper, we developed an apparatus to simulate accelerated solar radiation phenomenon selecting irradiation intensity $1,120W/m^2$ as the designed environment. Epoxy polymer as the composite material was chosen and processed by ASTM-D638, a reference for tensile test of polymer and plastic. Total color shift was selected as the test category to evaluate acceleration of the test. We obtained acceleration factors and numerical model from test data and concluded it can shorten test periods by accelerated irradiation intensity of $1,120W/m^2$.

Development of the GOCI Radiometric Calibration S/W (정지궤도 해양위성(GOCI) 복사보정 S/W 개발)

  • Cho, Seong-Ick;Ahn, Yu-Hwan;Han, Hee-Jeong;Ryu, Joo-Hyung
    • Proceedings of the KSRS Conference
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    • 2009.03a
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    • pp.167-171
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    • 2009
  • 정지궤도에서는 세계 최초의 해양관측위성으로 개발된 정지궤도 해양위성(GOCI, Geostationary Ocean Color Imager)은 통신해양기상위성(COMS, Communication, Ocean and Meterological Satellite)의 탑재체로서 2009년말 발사 예정이다. 정지궤도 해양위성의 복사보정은 센서의 전기적 특성에 의한 잡음을 제거하기 위한 암흑전류 교정(Dark Current Correction)을 먼저 수행한 다음, 주운영지상국인 해양위성센터(KOSC, Korea Ocean Satellite Center)에서 수신된 위성의 원시자료의 Digital Number(DN)를 실제 해양원격탐사에서 이용하는 물리량인 복사휘도(Radiance, $W/m^2/{\mu}m/sr$)로 변환하는 복사보정을 수행한다. 정확도 높은 복사보정을 수행하기 위해서는 기준광원의 복사휘도와 센서의 물리적 특성을 정확하게 알아야 한다. 정지궤도 해양위성 궤도상 복사보정(on-orbit radiometric calibration)에서는 태양이 기준광원이기 때문에, 기준 태양복사모델(Thuillier 2004 Solar Irradiance Model)에서 지구-태양간 거리 변화(1년 주기)를 보정한 태양의 방사도 (Irradiance)를 이용하고, 태양입사각에 대한 태양광 확산기의 감쇄 특성 변화를 고려하여 센서에 입력되는 복사휘도를 계산한다. 센서의 물리적 특성으로 인한 복사보정의 오차를 줄이기 위해 우주방사선 및 우주먼지(space debris)로 인해 위성 운용기간 중 그 특성이 저하되는 태양광 확산기(solar Diffuser)의 특성변화를 모니터링하기 위한 DAMD(Diffuser Aging Monitoring Device)를 이용한다. 정지궤도 해양위성 주관운영기관인 한국해양연구원의 해양위성센터에서는 정지궤도 해양위성 복사보정을 수행하기 위한 S/W를 통신해양기상위성 자료처리시스템 개발사업의 일환으로 개발하였으며, 관련 성능 시험을 수행하고 있다.

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Feature Vector Extraction for Solar Energy Prediction through Data Visualization and Exploratory Data Analysis (데이터 시각화 및 탐색적 데이터 분석을 통한 태양광 에너지 예측용 특징벡터 추출)

  • Jung, Wonseok;Ham, Kyung-Sun;Park, Moon-Ghu;Jeong, Young-Hwa;Seo, Jeongwook
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2017.10a
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    • pp.514-517
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    • 2017
  • In solar photovoltaic systems, power generation is greatly affected by the weather conditions, so it is essential to predict solar energy for stable load operation. Therefore, data on weather conditions are needed as inputs to machine learning algorithms for solar energy prediction. In this paper, we use 15 kinds of weather data such as the precipitation accumulated during the 3 hours of the surface, upward and downward longwave radiation average, upward and downward shortwave radiation average, the temperature during the past 3 hours at 2 m above from the ground and temperature from the ground surface as input data to the algorithm. We analyzed the statistical characteristics and correlations of weather data and extracted the downward and upward shortwave radiation averages as a major elements of a feature vector with high correlation of 70% or more with solar energy.

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Ocean Scanning Muti-spectral Imager (OSMI) Pre-Launch Solar Calibration Radiometric Response Analysis (Ocean Scanning Muti-spectral Imager (OSMI) 발사전 태양광 보정의 복사 응답 분석)

  • 조영민
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.198-199
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    • 2000
  • 다목적 실용위성 (KOMPSAT) 1호기에 탑재되는 해양관측카메라 Ocean Scanning Multi-spectral Imager (OSMI)는 해양 결상계의 노화에 따른 성능 변화 감지 및 보정을 위해 태양광 보정을 궤도운영 중 수행한다. 태양광 보정의 구조 및 광학적 특성을 분석하고 OSMI 주요 관측파장대역별로 태양광 보정계의 출력신호량을 예측하였다. 이 분석은 OSMI 센서보정 계획 및 영상 품질 이해에 유용할 것이다. (중략)

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Temporal and Spatial Distribution of Surface Solar Radiation in Korea Peninsula (한반도에서 지표면 태양광의 시공간 분포)

  • Lee, Kyutae;Jee, Joonbum;Zo, Ilsung;Choi, Youngjin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.40.1-40.1
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    • 2010
  • 인간의 삶과 밀접한 관련이 있는 태양 에너지는 전세계적으로 에너지 부족 문제 해결방안을 위한 대체 에너지 자원으로 각광 받고 있다. 즉 태양으로부터 방출되어 지표면에 도달하는 태양광은 연간 약 23,000 TW(Perez et al., 2009)로써 다른 어떤 종류의 에너지원보다 풍부하기 때문에 태양광 발전은 양적인 측면에서의 무한한 잠재력뿐만 아니라 환경적인 측면에서 무공해라는 장점을 가진다. 특히 국내에서는 2030년까지 태양광 에너지와 풍력 및 수소에너지들은 3대 국가 에너지 전략 분야로 집중 육성되고 있다(한국과학기술정보연구원, 2007). 지표면에 도달하는 태양 에너지 평가 및 분석을 위하여 일사계에 의한 관측 자료가 이용될 수 있으나 관측 영역 및 관측 정밀도 문제 때문에 태양 복사 모델(Solar Radiative Transfer Model)에 의한 계산 자료가 중요하게 활용된다. 이 연구에서 한반도의 지표면 태양광 계산을 위하여 사용된 모델은 Iqbal(1983)에 근거한 것으로써 단일 기층의 모형대기를 가정한 모델이며 상세 모델(Line-by-Line Model)에 의하여 보정하여 2009년 1월부터 2009년 12월까지 한반도의 지표면 태양광 시공간 분포를 계산하였다. 이 계산을 위하여 대기 중의 가스와 에어로졸 및 구름 성분들에 대한 모델 입력자료 등이 요구되며 이 자료들은 기상청의 수치 모델(Regional Date Assimilation and Prediction System; RDAPS)과 기상 관련 인공위성(OMI와 MODIS 및 MTSAT-1R 등)으로부터 발췌하여 사용하였다. 그 결과 이 연구 기간(2009년 1월 ~ 2009년 12월)동안 1 km 간격의 수평면에 대하여 계산된 한반도의 지표면 태양광은 안동과 대구 및 진주를 연결하는 지역에서 최대값($5400MJ/m^2$ 이상)이 나타났다. 그러나 지표면 일사 관측 자료의 공간 분포는 이 연구 결과와 차이가 있었으며 그 원인은 관측소 일사계의 보정 및 관리운영에 따른 자료 정확성 결여 때문으로 평가된다.

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Meteorological Data Measured under Agrivoltaic Systems in Boseong-gun during Winter Barley Season (영농형 태양광 시설 하부의 미기상 관측 자료: 보성에서 2019년 11월부터 2020년 5월까지 가을보리 재배기간 동안)

  • Cho, Yuna;Yoon, Changyong;Kim, Hyunki;Moon, Hyundong;An, Kyu-Nam;Cho, Jaeil
    • Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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    • v.22 no.3
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    • pp.144-151
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    • 2020
  • Agrivoltaic systems (AVS) is defined as combining farm-grown crops with photovoltaic panels (PV) installed several meters above the ground. Solar radiation (W/㎡), photosynthetic photon flux density (PPFD, µmol/㎡/s), air temperature (℃), vapor pressure (kPa), soil moisture (㎥/㎥), soil temperature (℃), wind direction (˚), and wind speed (m/s) were measured under the AVS in Boseong-gun during winter barley season. Data was collected by 5 minute interval. All data can download at Github site (https://github.com/chojaeil/AVS_Boseung). To gap-filling missing solar radiation data during about two weeks, the conversion coefficient from solar radiation to PPFD was estimated as 0.41. Further, according to the ratio of diffuse radiation to direct radiation, the maximum value among the twenty PPFD sensors under the AVS was related to the PPFD value of filed.