Since the solar energy resource is the main input for sizing any solar energy utilization system, it is essential to utilize the solar radiation data as an application and development of solar energy system increase. It will be necessary to understand and evaluate the insolation data. The Korea Institute of Energy Research(KIER) has begun collecting horizontal global insolation data since May, 1982 at 16 different locations in Korea and for the more detailed analysis, images taken by geostationary satellite may be used to estimate solar irradiance fluxes at earth's surface. It is based on the empirical correlation between a satellite derived cloud index and the irradiance at the ground. From the results, the measured data has been collected at 16 different stations and estimated using satellite at 44 different stations over the Korean peninsula from 1982 to 2010. The Result of analysis shows that the annual-average daily global radiation on the horizontal surface is 3.66 $kWh/m^2/day$ and estimated solar radiation fluxes show reliable results for estimating the global radiation with average deviation of -7.2 to +3.7 % from the measured values.
The reliable Typical Meteorological Year (TMY) data, sometimes called Test Reference Year (TRY) data, are necessary in the feasibility study of renewable energy installation as well as zero energy building. In Korea, there are available TMY data; TMY from Korea Institute of Energy Research (KIER), TRY from the Korean Solar Energy Society (KSES) and TRY from Passive House Institute Korea (PHIKO). This study aims at examining their characteristics by using Principle Component Analysis (PCA) at six ground observing stations. First step is to investigate the annual averages of meteorological elements from TMY data and their standard deviations. Then, PCA is done to find which principle components are derived from different TMY data. Temperature and solar irradiance are determined as the main principle component of TMY data produced by KIER and KSES at all stations whereas TRY data from PHIKO does not show similar result from those by KIER and KSES.
실외에서 운용되는 무선 광통신 시스템의 수신기는 태양광에 직·간접적으로 노출되기 마련이다. 본 논문에서는 주광이 무선 광통신 시스템의 수신 감도에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 이를 위하여 방사 조도 측정치를 활용하여 지상에 위치한 수신기에 특정 시야각으로 직접 또는 간접적으로 입사하는 단위 면적당 태양광 전력 스펙트럼 밀도를 얻었고, 이 값을 이용하여 세기 변조/직접 검출 및 코히어런트 시스템의 성능 열화를 계산하였다. 분석 결과 주광이 수신기에 간접적으로 인가되는 경우 수신 감도 페널티가 시스템 종류에 관계없이 1.3 dB 이하였으나, 직접적으로 인가되는 경우에는 30 dB 이상의 매우 큰 수신 감도 열화가 발생하였다. 또한 이러한 수신 감도 열화는 편광자 사용 또는 광학 필터 대역폭 조절에 의해서도 거의 경감되지 않았다.
기근과 산림황폐화를 겪고 있는 북한지역에 대해 농업기후 구분을 위해 일사자원의 분포현황을 파악하는 일이 매우 중요하지만 원자료의 획득이 어렵기 때문에 남한에서 사용중인 국지일사추정기술의 적용이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 남한지역에서 위성영상을 기반으로 한 추정 일사자료와 관측소 실측 일사자료간의 선형 관계식을 작성하였다. 이 관계식을 북한 기상대 위치좌표에 해당하는 위성영상 기반 일사량 값의 보정에 사용함으로써 27개 기상대의 일사자료를 복원하였다. 복원된 27개 지점 일사자료를 기반으로 거리역산가중평균법에 의해 평년(1983-2000)과 10년 단위(1983-1990, 1991-2000, 2001-2010) 월별 수평면일사량 분포도를 제작하였다. 북한 DEM자료를 이용하여 885개 표준유역에 대해 지형인자를 산출한 다음 지형보정계수를 이용한 경사면 일사수광량을 30m 해상도의 격자형 수치자료로 제작하였다. 제작된 일사기후도는 북한의 농업발전계획은 물론 이미 제작완료된 남한일사기후도와 결합하여 한반도의 기후변화 영향 및 생태반응 평가 등에 활용될 수 있을 것이다.
Normally, PV system is designed using local weather condition like lowest and highest temperature and irradiance. But this might give misleading results because it is not realistic data of PV module itself. To give more specific description of PV system, we tested photovoltaic(PV) modules' temperature, irradiance and maximum power generation characteristics from January to December in 2008 for 3kW PV system. From this, we could deeply analyze the accumulation temperature, electrical characteristics of PV module in various condition. So precise approach to PV system design can be done. The detail description is specified as the following paper.
본 연구는 대상도로인 내부순환로에 대해 태양복사모델(SOlar and LongWave Environmental Irradiance Geometry-model, SOLWEIG)을 통해 산출한 도로의 그림자 패턴을 사용하여 항상 그늘이 지는 음영지역을 살펴보고, 열수지법을 기반으로 한 노면온도예측모델(road surface temperature prediction model, 이하 RSTPM)과 SOLWEIG 모델을 연계하여 고해상도의 태양복사정보를 활용한 도로의 노면온도를 예측하고자 하였다. 우선, 그림자 패턴 및 복사플럭스 산출의 정확도를 높이기 위하여 안개, 구름, 강수 등의 영향을 최소화할 수 있는 사례일을 선정하여, 고도 및 지형의 효과에 따른 그림자의 영향을 살펴보았다. 그 결과, 터널 입출구와 고도가 높은 지역에서 그림자 영역이 오래 지속되었고, 그림자의 영향을 많이 받는 구간의 복사량 감소가 뚜렷하게 나타났다. 이는 노면온도 예측결과에 반영되어 지형적으로 개방된 지점에서는 노면온도가 높게 예측되고, 고도가 높은 지점들은 그렇지 않은 지점에 비해 상대적으로 낮게 예측되었다. 본 연구의 결과는 겨울철 기상상황에 따른 도로 결빙구간을 예측하여 도로 관리자 및 운전자의 의사결정 자료로서의 활용이 기대된다.
관측밀도가 낮고 지형이 복잡한 산악지역을 대상으로 낮 시간대 기온의 경시변화를 기존의 방법으로 내삽할 경우 일사수광량의 불균일한 분포 때문에 심각한 추정오차가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 기존의 기온감율을 고려한 거리역산가중 내삽모형에 일사수광량 보정항을 추가하고 오차경감 정도를 평가하였다. 강원도 평창군 일대 14km$\times$22km 지역을 10m 해상도의 수치고도모형으로 표현하고, 각 격자점에 대해 태양과 지표면 사이의 기하학적 관계를 바탕으로 시간대별 실제 일사 수광량을 직달, 산란, 반사 등 성분별로 계산하였다. 수평면 일사량과의 편차를 산출한 다음 이 지역에서 경험적으로 얻은 일사-기온 변환당량을 적용하여 보정값을 얻었다. 기존의 방법에 의해 내삽된 기온값에 이 보정값을 적용하여 대상지역 전역의 기온분포도를 작성하였다. 대상 지역 내 경사향이 서로 다른 8개 지점에서 기온을 측정하여 기온분포도와 비교한 결과 추정오차가 크게 줄어들었음을 확인할 수 있었다.
This study was carried out to evaluate the operating performances of the evaporation desalination system with solar energy. This system was designed to use evacuated solar collector as the heat source, supplying the required heat energy and photovoltaic power as the electric source, supplying required power to pumps in the desalination system. The 5kW photovoltaic power generation system to make the electricity, the single-stage fresh water generator with plate heat exchanger, and remote control and monitoring system. Solar desalination system was designed and installed in Jeju-island, Korea in 2006, after about 4 years of operation, usability and stability of solar desalination system was guaranteed. The system comprises of the desalination unit which was designed to have daily fresh water capacity of $2m^3$, a $120m^2$ evacuated tubular solar collector to supply the heat, a $6m^3$ heat storage tank, and a 5.2kW photovoltaic power generation to supply the electricity to hydraulic pumps for the heat medium fluids. On a clear day, average daily solar irradiance in Jeju-island was measured to be $500W/m^2$ and the daily fresh water yield showed to be more than 500 liters under this condition. After around three years of a long term operation of the system from January 2007 to August 2009, average daily freshwater yield was analyzed to be around $330{\ell}$. The relationship equation between solar irradiance and freshwater yield was found to be y=1.1806x - 107.89.
Solar ultraviolet-B (UV-B) irradiances incident on a horizontal surface at Taegu, Korea during 1996-1998 were calculated with 5 minute averages of measurements taken every 30 seconds by a broadband UV-B sensor. The average, maximum and minimum of daily UV-B dose were 11.31, 22.04 and 3.20kJ m$^{-2}$ day$^{-1}$ , respectively, for the measuring period. Variations in stratospheric ozone concentration measured from space explain 85% of changes in the daily UV-B dose. It was expected that decrease of 50 Du in stratospheric ozone cause increase of 24.1% in daily UV-B dose in this study.
In this study, a variable step algorithm is proposed on the basis of the perturb and observe method. The proposed algorithm can follow the maximum power point (MPP) quickly when solar irradiance changes rapidly. The proposed technique uses the voltage change characteristic at the MPP when the environment changes because of insolation or temperature. The MPP is tracked through the voltage control using a variable step method. This method determines the sudden change of solar irradiance by setting the threshold value and operates in fast tracking mode to track the MPP rapidly. When the operation point reaches the MPP, the mode switches to the variable step mode to minimize the steady state error. In addition, the output disturbance is decreased through the optimization of the control method design. The performance of the proposed MPPT algorithm is verified through simulation and experiment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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