• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.299-305
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• 2015

Global environmental concerns and the ever increasing need of energy, coupled with steady progress in renewable energy technologies, are opening up new opportunities for utilization of renewable energy resources. Distributed electricity generation is a suitable option for sustainable development thanks to the load management benefits and the opportunity to provide electricity to remote areas. Solar energy being easy to harness, non-polluting and never ending is one of the best renewable energy sources for electricity generation in present and future time. Due to the random and intermittent nature of solar source, PV plants require the adoption of an energy storage and management system to compensate fluctuations and to meet the energy demand during night hours. This paper presents an efficient, economic and technical model for the design of a MPPT based grid connected PV with battery storage and management system. This system satisfies the energy demand through the PV based battery energy storage system. The aim is to present PV-BES system design and management strategy to maximize the system performance and economic profitability. PV-BES (photovoltaic based battery energy storage) system is operated in different modes to verify the system feasibility. In case of excess energy (mode 1), Li-ion batteries are charged using CC-CV mechanism effectively controlled by fuzzy logic based PID control system whereas during the time of insufficient power from PV system (mode 2), batteries are used as backup to compensate the power shortage at load and likewise other modes for different scenarios. This operational mode change in PV-BES system is implemented by State flow chart technique based on SOC, DC bus voltages and solar Irradiance. Performance of the proposed PV-BES system is verified by some simulations study. Simulation results showed that proposed system can overcome the disturbance of external environmental changes, and controls the energy flow in efficient and economical way.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권2호
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• pp.208-214
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• 2012

The spectral radiance received by a remote sensor is consisted of the self-emitted component directly from the target surface, the reflected component of the solar irradiance at the target surface, and the scattered component by the atmosphere without ever reaching the object surface. In general, the self-emitted component is the most important part in the infrared signatures from the target. We measured the solar irradiation, sky irradiation, air temperature, wind velocity, wind direction, relative humidity, and atmospheric pressure together with the surface temperatures of rectangular parallelepiped targets. The measured diurnal surface temperature variations on the three different rectangular parallelepiped targets constructed by the steel, aluminum and bakelite are obtained at the same time intervals. The measured surface temperature results show that the top surface temperature of bakelite recorded up tp $7.6^{\circ}C$ higher than that of aluminium and $6.1^{\circ}C$ higher than that of steel at 11 AM on the sunny condition. A complete set of measured data including the surface temperature of rectangular parallelepiped targets together with the detailed weather information can be a valuable reference for future study.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권2호
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• pp.134-140
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• 2021

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.

• 통합자연과학논문집
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• 제15권3호
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• pp.99-110
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• 2022

Solar photovoltaic (PV) system shows a non-linear current (I) -voltage (V) characteristics, which depends on the surrounding environment factors, such as irradiance, temperature, and the wind. Solar PV system, with current (I) - voltage (V) and power (P) - Voltage (V) characteristics, specifies a unique operating point at where the possible maximum power point (MPP) is delivered. At the MPP, the PV array operates at maximum power efficiency. In order to continuously harvest maximum power at any point of time from solar PV modules, a good MPPT algorithms need to be employed. Currently, due to its simplicity and easy implementation, Perturb and Observe (P&O) algorithms are the most commonly used MPPT control method in the PV systems but it has a drawback at suddenly varying environment situations, due to constant step size. In this paper, to overcome the difficulties of the fast changing environment and suddenly changing the power of PV array due to constant step size in the P&O algorithm, least mean Square (LMS) methods is proposed together with P&O MPPT algorithm which is superior to traditional P&O MPPT. PV output power is predicted using LMS method to improve the tracking speed and deduce the possibility of misjudgment of increasing and decreasing the PV output. Simulation results shows that the proposed MPPT technique can track the MPP accurately as well as its dynamic response is very fast in response to the change of environmental parameters in comparison with the conventional P&O MPPT algorithm, and improves system performance.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권3호
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• pp.329-352
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• 2005

자외선 영역에서 최대 세기를 보이는 라이먼 알파(121.6nm)선은 태양 채층과 전이영역의 방출선으로 지구 고층 대기 변화의 주요 원인이 되기 때문에, 태양연구에서 가장 중요한 파장대의 하나이다. 그렇지만, 이전의 라이먼 알파선의 관측은 콜로라도 대학 등 미국의 여러 대학들에서 탐사 로켓에 의해 수행된 단속적인 관측들뿐이었고, 여러 위성에 의한 관측들도 시간 분해능이 아주 떨어지는 장기 관측들뿐이었다. 그러므로 인공위성에 탑재되어 충분한 시간 분해능과 연속적인 관측이 충족될 수 있는 라이먼 알파선 태양망원경의 개발은 세계적으로도 중요한 과학적 의미를 갖고 있으며, 인공위성의 운영에 막대한 영향을 미치는 지구 고층 대기에 대한 태양 자외선 복사의 영향을 연구하기 위한 실용적인 목적도 갖고 있다. 이러한 배경에 의해 본 연구는 과학기술위성2호 탑재용 자외선 태양카메라(LIST: $Lyman-{\alpha}$ Imaging Solar Telescope)를 개발하기 위한 목적으로 system 규격결정이 이루어졌으며 광학계, 기계구조 및 전자회로의 예비 설계가 완성되었다. 또한 system requirements에 맞춰 광학계, 기계구조 및 전자회로의 예비 구조 설계가 완료되었으며 기계 구조해석 및 열해석, test plan 결정 및 verification test matrix 작성도 완료되었다. 부분별로는 상세설계가 완료되어 제작에 착수하였으며 본 탑재체의 데이터에 맞는 데이터 획득 시스템을 결정하기위한 기반 조사가 완료되었다. 과학적 운영을 위해서는 태양의 진공 자외선 복사의 연구 방향과 연구 현황 등 데이터를 수집하고, 수집된 자료로 태양에 대해 지속적인 연구가 이루어졌다 자외선 태양카메라 연구개발은 산업적인 파급효과가 큰 광학계의 설계와 비구면 광학계의 제작기술, 첨단 측광기의 기본을 이루는 CCD의 제어기술, 탑재체의 통제 제어 기술이 요구된다. 확보된 우주 탑재체 개발 기술과 결과물들은 본 사업에 적용되었던 시스템 관리 기법과 함께 향후 유사한 우주기술 사업에 이용될 수 있으며 과학적 시스템과 성과물들도 현재 정부가 지원하여 구축하고 있는 우주환경 감시 시스템에 이용될 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권1호
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• pp.69-78
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• 2007

Earth-Sun-Heliosphere Interactions Experiments(EARTHSHINE) 미션의 주 탑재체인 Albedo Monitor and Radiometer(Amon-Ra) 광학계는 최초로 제1 라그랑제 지점(Lagrange point 1) 주위의 혜일로(Halo) 궤도에 위치하여 태양 복사 활동 및 지구 반사율 변화를 1% 정확도 이내로 측정함으로서 현존하는 지구 반사율 추이의 모순을 해결할 수 있는 과학적 측정 자료를 제시하는데 그 목적을 가지고 있다. 이에 이미 개발된 광학 성능 검증용 Amon-Ra 광학계의 가시광채널 시험 모델 및 광선 추적 기법을 이용한 통합적 광선 추적 end-to-end 과학 임무 성능 평가 수치 모사 기법을 확립하였으며, 개발된 기법을 이용하여 실제 제작된 Amon-Ra 광학계를 제1라그랑제 지점에 위치시키고 태양과 지구 밝기를 다양하게 변화시킨 후 광학계에 입사되는 에너지 복사량을 수치 모사로 측정하였다. 관측된 지구 및 태양 밝기로부터 지구 반사율 변환을 위하여 각 분포 모델(GLobal Angular Distribution Model, ADM)을 이용하였으며 수치 모사에 의한 지구 반사율 측정 결과를 Amon-Ra 광학계의 측정 오차 범위인 ${\pm}0.28%$와 비교함으로서 개발된 end-to-end 성능 검증 기법의 계산 정밀도를 확인하였다. 이는 기존의 광학계 성능 검증법의 한계를 뛰어넘어 광학계 성능 평가를 실시간으로 검증할 수 있다는 점에서 큰 의의를 지닌다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.308-319
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• 2016

온실의 냉난방시스템 설계 기준에 적용하기 위한 외부기상조건을 설정하기 위하여 난방 설계용 외기온, 난방 degree-hour, 냉방 설계용 건구온도, 습구온도, 일사량을 분석하여 제시하였다. 우리나라 전 지역을 대상으로 현재 기상청에서 제공하는 기후평년값 기준인 1981~2010년까지 30년간의 매 시각 기상자료를 분석에 사용하였다. 표준기상데이터의 이용이 제한적이기 때문에 30년간의 전체 기상자료를 이용하여 설계용 기상조건을 구하고, 전체 자료기간의 평균값을 설계기준으로 제시하였다. TAC 방식으로 위험률 1, 2.5, 5%에 대한 설계용 기상자료를 분석하고, 설계기준에서 추천하고 있는 난방용은 위험률 1%, 냉방용은 위험률 2.5%의 기상조건 분포도를 제시하였다. 지역별, 위험률별 및 설정온도별로 최대난방부하, 기간난방부하 및 최대냉방부하의 변화를 고찰하였다. 제시된 각종 설계용 기상조건은 온실의 냉난방시스템 설계에 직접 이용할 수 있을 뿐만 아니라 냉난방 설비 보강이나 에너지 절감대책의 수립에 활용이 가능할 것으로 판단된다. 한편 기후변화로 인하여 최근 여름철 폭염이나 겨울철 이상고온 현상이 자주 발생하고 있으므로 주기적인 설계용 기상자료의 분석이 필요하고, 최소한 10년 주기로 설계기준을 개정할 필요가 있는 것으로 생각된다. 본 연구에서는 현재 기후평년값 기준인 1981~2010년까지의 기상자료를 분석하였으나 이 기준이 1991~2020년으로 바뀌는 2021년에는 즉시 이 기간의 기상자료를 분석하여 새로운 설계기준으로 제공해야 할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권4호
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• pp.358-365
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• 2019

영농형 태양광 발전은 기존 농지에 태양광 패널을 설치하여 농지 보존과 일정 수확량 유지를 전제로 전기 생산도 병행하는 시스템이다. 최근 태양광 부지 수요 충족 및 농촌 경쟁력 제고를 위한 방안으로 주목 받고 있다. 따라서, 본격적인 개발에 앞서 영농형 태양광 패널 하부에서의 경작지 차광 정도를 분석하는 것이 작물 생육·수확량 변동 예측에 반드시 필요할 것이다. 본 실험은 연구용 영농형 태양광 건설에 앞서, 영농형 태양광 시설 규격과 유사한 모의 차광 시설을 설치하고 하부의 광합성유효복사량 특성을 분석하였다. 차광막 하부와 외부의 광합성유효복사량 차이는 일사광에서 산란광 비율이 낮아질수록 증가하였는데, 최대 17.08 mol/㎡/day (맑은 날), 최소 3.03 mol/㎡/day (흐린 날)이었다. 이러한 광 조건 변화는 벼의 초기 생육에 있어 초장의 증가와 주당경수의 감소를 가져왔다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.577-585
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• 2010

본 논문은 태양복사에너지를 고려한 지상 물체에서 방출되는 적외선 복사휘도를 예측하는 소프트웨어 개발 중 BRDF 데이터를 고려한 적외선 복사휘도를 분석한 내용을 다루었다. 물체 표면에서 방출되는 적외선 복사휘도는 물체의 표면온도 및 광학적 표면 특성을 이용하여 계산할 수 있다. BRDF는 물체 표면에 입사되는 에너지와 반사되는 에너지의 관계로 나타낼 수 있는 백분율로 정의하며 적외선 복사휘도를 분석하는 데 매우 중요한 자료로 사용된다. 본 논문에서는 중적외선 및 원적외선 영역에 대하여 태양이 존재하는 시간동안 다양한 재질의 광학적 표면 특성에 따른 적외선 영상을 생성하여 분석하였다. 연구결과 물체 표면의 복사율 및 BRDF 등은 물체의 적외선 영상에 매우 중요한 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 특히 태양의 영향을 받을 경우 MWIR 영역의 복사휘도는 수치적으로 최대 10배까지 신호량의 차이를 보일 수 있음을 확인하였다.

• 대기
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• 제27권3호
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• pp.291-300
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• 2017

The monthly-mean irradiance of ultra violet (UV)-B and UV-A observed from 2005 to 2014 and 2012 to 2014, respectively, at noon in Gosan, Jeju, South Korea are analyzed. We compare cloudiness, total ozone, visibility, and relative humidity with an emphasis on the four months from May to August (MJJA), which shows the largest UV radiation. While the incoming UV-B radiation at the top of the atmosphere in Gosan is the largest in June due to the small solar zenith angle, the observed surface UV-B shows an unexpected smaller value in June than those in May, July or August. In June, the meteorological conditions affecting Gosan are completely dominated by cloudiness and thus, frequent overcast seems to determine the minimum UV-B. Another important UV-determining factor is the total ozone, which exhibits a monotonic decrease during MJJA without agreeing to the characteristic feature of UV. The ratio of UV-B to UV-A is not generally influenced by cloudiness. Thus, the ratio is a useful indicator of atmospheric turbidity showing larger values for increasing visibility, except in June. A simple model has been used to estimate surface UV by using the observed ozone and visibility in the cloudless condition. The result shows that UV has the lowest value in June with small variation during MJJA. Model estimation also shows that the different characteristic features observed in July between surface UV-B and UV-A is the result of less absorption of UV-B by ozone than that of UV-A by a smaller amount of total ozone.