Agrophotovoltaic (APV) system is an integrated system producing crops as well as solar energy. Because crop production underneath Photovoltaic (PV) modules requires delicate management of crops, smart farming equipment such as real-time remote monitoring sensors (e.g., thermometers, irradiance sensors, and soil moisture sensors) is installed in the APV system. This study aims at introducing a simulation-based decision support system (DSS) for smart farming in an APV system. The proposed DSS is devised to provide a mobile application service, satellite image processing, real-time data monitoring, and simulation-based performance estimation. Particularly, an agent-based simulation (ABS) is used to mimic functions of an APV system so that a data-driven function and digital twin environment are implemented in the proposed system. The ABS model is validated with field data collected from an actual APV system at the Jeollanamdo Agricultural Research and Extension Services in South Korea. As a result, farmers and engineers enable to efficiently produce solar energy without causing harmful impact on regular crop production underneath PV modules. In addition, the proposed system will contribute to enhancement of the digital twin technology in the field of agriculture.

The global power generation industry is becoming a key power generation industry with gas power generation and renewable energy solar power generation. This research aims to focus on solving two problems as a method to improve the solar light collection efficiency among fixed variable deformation methods. Maintaining the proper temperature of the water injection device through automatic temperature detection to solve efficiency degradation, and establishing an automatic operation system by finding the optimal angle for each season, are intended to derive a value that can represent the optimal power generation.

영농형 태양광 발전은 농경지에서 작물을 생산함과 동시에 식물이 요구하는 광포화점 이상의 광을 이용하여 전기를 생산 하는 시스템이다. 새로운 농가 소득원의 개발을 위하여 포도 원에 태양광 패널을 설치하고 수체의 생육과 과실 발육 특성 을 평가하여 영농형 태양광의 활용성을 탐색하고 향후 재배기 술을 개발하는 데 필요한 정보를 제공하고자 연구를 진행하였 다. 152 × 68 × 3.5cm 크기의 구조물에 영농형 150Wp (36cell) 모듈을 포도나무 재식열에 따라 배치하고, 과원의 환경과 식물 생육을 분석하였다. 무처리에는 겨울철 풍속이 0.4－0.6m·s-1 에 도달하였으나, 시설 설치구에서는 0.01－0.02m·s-1에 머 물렀다. 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 함 량은 처리구에서 높게 나타났다. 수확후 과실의 특성으로는 과립중, 과방중, 당도, 과피색의 차이는 없었다. 다만 시설구 에서 숙기가 5－7일정도 늦어졌으며, 변색기의 착색에는 약 간 차이가 있었다. 영농형 태양광 패널을 설치한 과원에서 포 도나무와 과실의 발육은 유의차가 없었고, 설치구에서 착색 이 지연되었다. 이러한 결과는 향후 포도원에서 영농형 태양 광 시설을 설치하여 포도를 생산하는 기술 개발에 필요한 정 보로 활용될 수 있을 것이다.

국내에서는 ‘태양광 발전 사업‘을 지원하여 태양광 발전소를 늘려나가고 있다. 태양광 발전기는 옥외에 있어 바람에 직접적 으로 노출되어있기 때문에 태풍과 같은 강풍에 큰 영향을 받게 된다. 최근 태풍의 강도와 빈도가 증가하면서 이에 따른 피해가 증가하 고 있다. 태양광 발전기는 유지 관리 및 보수 작업의 용이성 때문에 동서방향으로 배치한 태양광 어레이들 좌우 사이에 이격거리를 두 고 설치된다. 따라서 본 연구에서는 동서방향 이격거리를 변수로 특정하여 태양광 어레이에 작용하는 풍압분포와 피크순압력계수를 산출하였다. 이를 위해 이격거리를 0.3m, 0.5m, 1.0m로 선정하여 풍압실험을 진행하였다. 모든 변수에서 어레이의 양측 상부 모서리에 서는 상방향, 하부 모서리에서는 하방향의 피크순압력계수가 지배적이었다. 어레이 내단부에서는 상방향과 하방향의 피크순압력계수 가 이격거리 0.3m일 때 가장 크게 나왔으나, 외단부보다 전체적으로는 값이 작았다. 어레이 좌우 이격거리에 대한 내단부에서의 수속 효과보다 외단부에서 생긴 와로 인한 피크순압력계수가 크게 나타났기 때문에 외단부에 대한 안전성을 더 고려해야 할 것으로 판단된다.

기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생 산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설 치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구 조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파 랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요 소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부 유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

선박으로부터 발생하는 온실가스 배출을 저감하기 위한 규제가 점차 강화되고 있다. 현존선에서도 EEXI(Energy Efficiency Existing Index)가 도입되었으며 이와 같은 온실가스 배출 감축목표를 달성하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 국제항 해에 종사하는 현존선 중 자동차운반선에 태양광 발전시스템을 적용하여 연료유 사용량을 줄임으로써 온실가스 배출이 저감될 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안된 태양광 발전시스템은 태양광 모듈, 에너지저장시스템, 전력변환장치 등으로 구성되었으며, 본 시스템의 적 용 가능성을 확인하기 위해 전력전자프로그램을 통해 시스템을 모델링하였으며, 시뮬레이션을 실시하였다. 또한, 실제 선박에 적용하기 위한 타당성 검증을 위해 경제성 분석을 실시하였으며, 약 11년 이후 경제성 부분에서도 유의미한 결과가 도출됨을 확인할 수 있었다.

As the spread of new and renewable power generation facilities, the fixed investment cost CAPEX(Capital Expenditure) of solar power generation facilities decreases due to continuous technological development, and the impact of O&M costs that determine investment success has increased. For this reason, the importance of technologies such as accuracy of O&M cost calculation through ICT, failure prediction, and predictive maintenance have emerged. In the above paper, based on the cost-breakdown structure design and failure rate model design of the solar power generation facility using engineering estimation method, the maintenance cost of the solar power generation facility, which is a renewable power generation facility, is predicted and the maintenance cost used was compared and confirmed. In addition, the cost-breakdown structure and failure rate model of solar power generation facilities were designed and developed by incorporating them into a new program of economic evaluation of new and renewable power generation facilities.

대한민국의 낚시산업은 레저활동을 즐기는 인구 증가로 인해 매년 급성장하고 있으며 이에따라 규모가 큰 9-10톤급 낚시어선 의 수는 매년 늘어나고 있다. 현재 운항 중인 낚시어선은 낚시 활동 중 유류비 절감과 엔진 발생 소음 저감을 위해 엔진을 정지하고 배터리를 이용하여 선박의 필수장비를 운영하고 있다. 하지만 배터리의 방전으로 인한 엔진 시동불량 등으로 인해 해상에서 표류되는 사고가 매년 꾸준히 발생하고 있으며, 이는 대형 인명사고로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 낚시어선의 안전확보를 위해 태양광 보조전원 설치를 제안하고, 9-10톤급 선박을 대상으로 선정하였다. 대상선박의 태양광 발전설비 공간 확보 가능성을 확인하였으며, 태양광 발전설비의 적용을 검증하기 위해 조업 중 필요한 필수 부하량을 계산하고 전력분석프로그램을 통해 태양광 발전시스템을 모델링하였다. 모델링 된 태양광 발전시스템에 우리나라의 월별 수평면 평균 일사량을 적용하여 낚시어선의 태양광 보조발전장치 적용에 관한 타당성을 입증하였다.

화석연료의 사용은 대기가 오염되어 지구온난화와 이상기후 등의 문제를 야기하고 있다. 우리나라는 탄소 배출량을 줄이기 위하여 신재생에너지 개발에 관심이 집중되었고, 신재생에너지에 관한 정책 중 ‘그린 홈 100만호 보급사업’을 통해 일반 주택에 태양 광 발전기 보급이 확대되었다. 태양광 발전기는 외부에 노출되어 있어 직접적으로 태풍과 같은 강풍에 영향을 받게 된다. 따라서 보급 이 확대된 만큼 피해사례도 증가하고 있다. 본 연구에서는 태양광 발전기의 안전한 내풍설계를 위하여 주택설치 용량에 부합하는 태양광 발전기 형태를 특정하여 풍동실험을 진행하였다. 태양광 발전기의 모듈을 동일 면적의 정사각형(3 by 5 어레이), 직사각형(5 by 3 어레이)으로 배열하고 설치 각도를 30°, 35°, 40°로 하여 변수에 따른 풍압분포와 피크순압력계수를 산출하였다. 전체적으로 설치 각도가 증가할수록 값은 줄어들었으며 어레이 상부 모서리에서 상방향, 하부 모서리에서 하방향의 피크순압력계수가 지배적이었다. 또한 대체로 정사각형(3 by 5 어레이)보다 직사각형(5 by 3 어레이)의 배열이 바람에 더 불리한 것으로 나타났다.

In the winter forage study, Italian ryegrass(IRG) and barley were selected. In 2018, the dry matter yield of IRG was 16,915kg per ha under the Agrivoltaic System; this was a little more than 16,750kg per ha of outdoors. On the contrary, the dry matter yield of barley was slightly less under the Agrivoltaic System than that of outdoors. In 2019, the dry matter yield under the Agrivoltaic System was 12,062kg per ha for IRG and 12,195kg per ha for the barley; this was 5.4% and 11.5% less than that of outdoors, respectively. In the summer forage study, corn and sorghum×sudangrass were selected. In 2019, the dry matter yield of corn under the Agrivoltaic System was 13,133kg per ha which was 17% less than that of outdoors. The dry matter yield of sorghum×sudangrass was 12,450kg per ha, which was 82.5% of that of outdoors. In 2020, the dry matter yield of corn under the Agrivoltaic System was 8,033kg per ha which was 7.9% less than that of outdoors. The dry matter yield of sorghum×sudangrass was 5,651kg per ha, which was 11.4% less than that of outdoors.