현재 세계의 많은 나라들은 환경문제를 해결하기 위하여 친환경적 에너지 개발에 주력하고 있다. 그 중 유 망한 대체 에너지 원으로 각광받고 있는 태양광 발전과 도로분야를 접목한 태양광 도로에 관하여 미국의 Solar Roadways에서 개발한 태양광 패널의 문제점과 이에 관한 해결방안을 제시하였다. Solar Roadways의 패널 모델 중 SR2라는 모델을 선정하여 위와같은 문제점과 해결방안을 연구하였다. SR2 태양광 패널 모델 의 문제점은 아래의 그림과 같이 6가지로 나눌 수 있다. 먼저 설치관련문제이다. Solar Roadways의 첫 번째 타입 모델은 12ft * 12ft의 정사각형 패널이였다. 하지만 이러한 크기와 모양으로는 여러종류의 도로들을 다루기 어려웠기에 약 4ft의 육각형 모형의 패널을 만들어 언덕이나 커브 등에 설치가 용이하도록 변경하였으며, 더 나아가 다양한 모양과 크기의 패널들을 개발하여 더 큰 유연성을 제공할 수 있음을 확인시켜주었다. 두 번째로 유지관리 문제이다. Solar Roadways의 조사결과 도로의 오일 등의 유출을 제외하고는 흙이나 먼지 등 대부분의 작은 입자들은 도로를 달리는 차량에 의해 날아간다는 것을 확인하였다. 방수 및 재해문제에서는 각 태양광 패널이 전기 부품을 보호하기 위하여 밀폐되어 제작되었다. 즉 패널은 물에 완전히 잠겨도 전기 부품이 보호받는다는 말이다. 또한 비가 내릴 시에 동반되는 천둥, 번개에 관하여도 패널의 겉면이 유리이기에 절연체 역할을 하여 낙뢰로부터 보호를 해주는 역할을 수행한다. 다음으로는 내구성 문제이다. 현재 미국 설계기준의 semi-trailer 하중은 약 36.3Ton이다. 하지만 이 태양광 패널의 하중테스트 무게는 약 114Ton으로 미국 설계기준의 약 3배를 웃도는 숫자임을 확인하였다. 다섯 번째의 문제점은 효율성에 관한 문제이다. 미비하지만 적게나마 자동차의 헤드라이트로도 태양광 패널이 전력을 생산한다는 것을 실험을 통하여 확인하였다고 전했다. 마지막으로 환경 문제인데 오히려 태양광 도로로 전기자동차 이용이 활성화 된다면 최대 온실가스의 약 75%를 감축할 수 있다고 한다. 태양광 도로는 교통을 분담하는 도로가 에너지를 창출하는 일도 함께 하도록 도모하는 공공재의 하이브리드 개념을 접목한 것으로 사유지가 아닌 국유지를 대상으로 하는 점에서 국가 주도의 개발사업이 가능하다는 것이 큰 장점이다. 특히, 도로의 재포장이 급증하는 최근의 국내 도로상황은 이러한 창의적 도전이 가능한 여건을 만들어 주고 있다는 점에서 시사하는 바가 크다.

This study introduces the comparison of efficiency levels of photovoltaics systems by analyzing various installation systems of photovoltaics systems and optimization techniques and proposes a system using techniques In this study, the generation time and power generation of two types of photovoltaic power generation system were measured and compared. Comparing the monthly power generation time with the power generation amount, it is found that there are many fixed variable photovoltaic power generation systems with a large average daily power generation time of 0.8h and an average power generation capacity of 2,871kw from November to December. Total Fixed Variable Total Daily Power Generation Time 2.4h The power generation amount is 23,184kw, showing a large amount of electric power generation.

Floating PV generation system, renewable energy power plant, is able to overcome the disadvantages of ground PV generation system and improve generating efficiency. The frame structural system is an established technology among a diversity of structural technologies which has been developed for related fields. In this paper, the both structural safety and characteristics of floating PV generation structures depend on the different placement angle of solar module are investigated to improve the commercial viability, the structural safety, and characteristics of floating PV generation structures. In addition, for the estimation of structural safety, FE analyses are conducted. From the results, the lower placement angle of solar module improves the structural safety of floating PV generation system.

태양광 발전의 효율을 높이기 위한 실란 커플링제와 나노 무기산화물을 첨가한 계면활성제를 이용한 친수성 코팅액을 제조하여 태양광 모듈의 유리 표면에 도포하여 김서림 방지(antifogging) 및 내오염성(antifouling)을 부여하였다. 1% 친수성 코팅액에 나노 무기산화물인 LudoxⓇ를 첨가한 경우 LudoxⓇ의 농도에 관계없이 초친수성 과 우수한 antifogging 효과를 나타내었다. 그러나 유리에 대한 antifouling 효과는 LudoxⓇ를 10% 이상 첨가하였을 때부터 발현되었다. 또한, pH 4에서 가수분해한 TEOS를 첨가한 코팅액의 경우 TEOS를 0.7% 첨가한 경우 steam test 결과 antifogging 효과를 유지하였으며, 코팅한 유리 표면을 젖은 킴와이 프로 100회 문지른 후에도 pollution test 결과 antifouling 효과를 유지하였다. 또한, AFM을 이용하여 표면 거칠기(Rq)를 확인한 결과 TEOS를 너무 많이 첨가하면 가장 높은 표면 거칠기 값을 보였으며 코 팅된 표면의 상태도 매우 불규칙하였다. TEOS가 0.7% 첨가된 경우 비교적 높은 표면 거칠기 값과 안 정된 표면 상태를 나타내었다. 결론적으로 김서림 방지 특성만을 위하여는 나노 무기산화물인 LudoxⓇ는 필요없으나, antifouling의 효과를 나타내기 위해서는 최소 10%의 LudoxⓇ가 첨가되어야 하며, 우수한 내구성을 나타내기 위해서 는 0.7%의 TEOS를 첨가해야 한다.

태양광 패널의 최적 경사각은 한국의 경우 위도 범위인 30∼40도로 상당히 크기 때문에 패널을 지나가는 바람은 필연적으로 유동박리가 수반된다. 본 연구에서는 유동박리가 수반되는 대기유동장 해석시 난류강도 모델링이 우수한 대와류모사(LES)를 이용하여 풍동실험용 축소모형 및 실제규모 태양광 패널에 대한 수치해석을 수행하였다. 태양광 패널에 작용하는 풍하중이 최대가 되는 풍향인 0도와 180도에 대해 해석하고 압력계수를 실측자료와 비교하였다. 패널 경사면을 타고 올라가는 풍향 0도의 경우는 실측자료와 LES로 예측한 압력계수가 잘 일치하였으나 반대로 패널에 부딪쳐 타고 내려가는 풍향 180도의 경우는 실측값과 상당한 차이가 있었다. 패널 위, 아래면의 압력계수의 차이로 정의되는 순압력계수를 산출하고 이를 건축구조기준의 독립된 편지붕의 최소 설계기준과 비교하였으며, 설계기준 범위 이내인 것을 확인하였다.

We report on the fabrication and characterization of a novel Cu2O/CuO heterojunction structure with CuO nanorods embedded in Cu2O thin film as an efficient photocathode for photoelectrochemical (PEC) solar water splitting. A CuO nanorod array was first prepared on an indium-tin-oxide-coated glass substrate via a seed-mediated hydrothermal synthesis method; then, a Cu2O thin film was electrodeposited onto the CuO nanorod array to form an oxide semiconductor heterostructure. The crystalline phases and morphologies of the heterojunction materials were examined using X-ray diffraction and scanning electron microscopy, as well as Raman scattering. The PEC properties of the fabricated Cu2O/CuO heterojunction photocathode were evaluated by photocurrent conversion efficiency measurements under white light illumination. From the observed PEC current density versus voltage (J-V) behavior, the Cu2O/CuO photocathode was found to exhibit negligible dark current and high photocurrent density, e.g. −1.05 mA/cm2 at −0.6 V vs. Hg/HgCl2 in 1 mM Na2SO4 electrolyte, revealing the effective operation of the oxide heterostructure. The photocurrent conversion efficiency of the Cu2O/CuO photocathode was estimated to be 1.27% at −0.6 V vs. Hg/HgCl2. Moreover, the PEC current density versus time (J-T) profile measured at −0.5 V vs. Hg/HgCl2 on the Cu2O/CuO photocathode indicated a 3-fold increase in the photocurrent density compared to that of a simple Cu2O thin film photocathode. The improved PEC performance was attributed to a certain synergistic effect of the bilayer heterostructure on the light absorption and electron-hole recombination processes.

The limitations and problems of the rechargeable battery and short mileage per one electric charging have not been overcome at the electric vehicles. To solve these problems, the hybrid vehicle has been developed by securing the performance of automotive with the conventional internal combustion engine and the environmental benefit. Meanwhile, the electric UTV (utility terrain vehicle) which has this environmental benefit has been widely used for factories, parks, leisure and agricultural areas. In this study, the electric UTV was fabricated and attached the auxiliary power drive systems including the photovoltaic power generation system into this electric vehicle in order to make up the hybrid (motor + photovoltaic) vehicle system. As the range of the hybrid UTV would be extended over 20% than that of the existing golf cart per one electric charging through this successful development, the dynamic stiffness was improved through light-weight body design.

In this study, a flat-type photocatalytic reactor is applied under solar irradiation for simultaneous treatment of target pollutants: reduction of Cr(VI) to Cr(III) and oxidation of EDCs (BPA, EE2, E2). An immobilized type of photocatalyst was fabricated to have self-grown nanotubes on its surface in order to overcome limitations of powdery photocatalyst. Moreover, Ti mesh form was chosen as substrate and modified to have both larger surface area and photocatalyst content. Ti mesh was anodized at 50V and 25°C for 30min in the mixed electrolytes (NH4F-H2O-C2H6O2) and annealed at 450°C for 2 hours in ambient oxygen to have anatase structure. Surface characterization was done with SEM and XRD methodologies. Fabricated NTT was applied to water treatment, and coexisting Cr(VI) and organics (EDCs) enhanced each other's reactions by scavenging holes and electrons and thus impeding recombination. Also, several experiments were conducted outdoor under direct sunlight and it was observed that both solar-tracking and applying modified photocatalyst were proven to enhance reaction efficiency.

제한되어 있는 자원으로 인해 최근 신재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 신재생에너지 중에서 도 특히 태양광 발전이 단순한 구조로 이루어져 있고, 위험성이 적어 타 재생에너지 시장보다 빠르게 성 장하고 있다. 따라서 태양광의 발전 효율을 성장시키는 많은 연구가 진행되어 왔다. 태양광 발전은 태양 광 패널의 온도나 패널 표면의 먼지, 눈 등의 오염원에 따라 발전 효율에 영향을 미치지만, 태양전지를 개 발하거나 보완하는 연구가 대부분 이루어지고 있으며 기 개발된 패널의 발전 효율을 높이는 연구는 미비 한 실정이다. 하여 본 연구는 패널 표면의 오염원을 자동으로 청소해주는 클리닝 시스템을 개발하여 적용 유무에 따른 발전 효율을 비교 분석하였다. 2016년 1월 강설 시 테스트를 수행하여 발전 효율 분석한 결 과, 5분 단위로 최대 3.3% 증가하였고, 1시간 동안 약 1% 효율이 증가하는 것으로 분석되었다. 패널 온도 는 클리닝 시스템 적용 유무에 관계없이 유사하게 나타났다. 발전 효율이 미미한 수치로 증가한 것은 적 설량이 적었기 때문인 것으로 유추된다. 향후에 많은 량의 강설 발생 시, 클리닝 시스템을 적용한다면 발 전 효율이 더 증가할 것으로 판단된다. 또한, 이러한 결과에 따라 태양광 발전 시스템 시장에서도 필요한 요소로 성장할 수 있을 것으로 기대된다.

This study describes the effects of treated water (TW) on PH changing, growth of watermelon seedlings, canola oil and diesel absorption, the antibacterial ability of the filter that composited from polyurethane(PU) and silver powder(Ag) producing by Electrospinning. In this study, we used the battery energy acquired from solar cell, the water has been processed when it pass through the electromagnetic field. The results of this research indicated that the PH value of TW changed slightly compared with untreated water (UW), but the TW could absorb smell of PH reagent. In addition, the TW could also promote the growth of watermelon seedling, and the growth of watermelon seedling stem length was about twice compared with UW. On the effects of canola oil and diesel absorption, the TW also showed a good oil absorptive capacity, especially for the diesel absorption, it could absorb 28% diesel. For the PU+PU+Ag/CNT filter, it showed about 100% of the antibacterial rate on strain 1 (Staphylococcus aureus ATCC 6538P) and 2 (Escherichia coli ATCC 8739).

태양광 발전시스템은 태양복사에너지를 반도체의 광전효과를 이용하여 전기에너지로 직접 전환시키는 에너지변환 시스템이다. 태양전지의 내구성과 에너지변환율에 영향을 미치는 핵심소재로는 다층형 필름구조를 갖는 백시트를 들 수 있다. 대표적인 상용 백시트는 고내구성 poly(vinyl fluoride) (PVF) 필름이 중심축에 위치하고 가격저감을 위해 도입된 poly(ethylene terephthalate) (PET) 필름이 그 양쪽에 접합된 삼층구조로 구성된다. 하지만, PVF 필름의 높은 가격은 저렴한 고내구성 백시트 를 요구하는 시장상황을 반영하기 어렵게 한다. 이를 위한 해결책으로는 PVF 필름을 결정성 PET 필름으로 대체한 탄화수소계 백시트가 될 수 있다. 하지만, PET 필름의 본질적인 가수분해에 대한 취약성으로 인해, 추가적인 수분에 대한 배리어성 부여 는 필수적이다. 이를 위해 본 연구에서는 소수성 실리카 나노입자 분산기술을 활용한 수분차단성 폴리우레탄 접착제를 개발 코자 하였다. 개발된 접착제는 내부에 위치한 PET 필름으로의 수분침투를 약화시켜, 가수분해속도를 지연시킬 것이라 기대 되었다. 본 개념의 효용성을 확인하기 위해, 표준화된 온습도조건에 노출된 이후의 일반접착제와 수분차단성 접착제가 도입 된 백시트의 기계적 강도 및 시간당 태양전지성능 변화가 비교평가되었다.

태양광 패널로부터 출력을 최대로 얻기 위해서는 신뢰성이 높은 태양광 추적 장치가 설계되어야 한다. 본 논문에서는 LabVIEW 프로그램을 이용하여 퍼지 제어를 기반으로 구현한 2축 태양광 추적 장치 시스템을 제작하여 그 성능에 대해서 알아보았다. 태양광 패널의 움직임을 제어하기 위한 구현된 퍼지 의사결정 시스템의 사용자 인터페이스를 통하여 모든 파라미터를 제어하고 확인할 수 있는 지능제어기와 기계적인 구동부분의 설계가 연구의 중심이 되고 있다. 실제 태양광 추적시스템을 개발하여 환경, 날씨, 계절 및 빛 상태와 같은 영향에 대해서 분석하였다. 태양광 추적장치는 실제 상황에서 시험하였고 시스템 동작과 관련된 모든 변수들은 기록되고 분석되었다. 제안한 태양광 추적시스템을 활용할 경우 고정식 패널에 비해 날씨에 따라 다르지만 최대 약 38% 정도의 더 높은 효율을 얻을 수 있어 자동으로 추적할 때 매우 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

본 연구에서 순천만 일대 새우 양식장 부근에서 이뤄지는 태양광 발전에 따른 소음영향평가방법을 진단하였다. 순천만 폐양식장에 태양광 발전시설이 설치되는 경우, 임계거리 17미터 이내에 위치한 새우양식장 S₂와 S₃(15미터 이격)은 소음에 대한 저감대책을 수립하지 않은 상태로 작업할 경우에는 악영향이 나타날 수 있다. 소음 스트레스를 감소시키기 위해 방음 판넬을 설치할 시, 본 연구에서 고려한 공사장비 최저효율(Case A), 일반효율(Case B), 최고효율(Case C)에 대한 수중소음 환경목표기준을 만족하는 것으로 나타났다. 건설 장비에서 발생되는 대기 소음이 수중으로 전파될 경우, 보다 합리적인 계산을 통해 수중 소음도 예측과 함께 주변 양식장에 미치는 누적 영향에 대한 심도 있는 평가 및 대책 수립이 필요하다.

This study describes the result on PV system for evaluating the performance of small fishing boats. Photovoltaic system with 200 watts power generation facilities on the 3-ton fishing boat was carried. Load test was performed on the condition that the work lamps lit during night operations. As a result the performance can be used for more than two hours at 60 watt work lamps. The load test was performed on the condition that fishing vessels are on the cruising condition at sea. The solar power systems have been investigated as a power generation efficiency of about 36.55%. Additional tests show that the power generation efficiency is difficult to expect a maximum of 50% or more.Fuel consumption of fishing boats by installing a solar power system is reduced. Also the PV system is useful for the verification of their availability for fishing vessels as well as the satisfaction of the fishermen. The results for the durability of the photovoltaic device is acceptable, including a solar panel, controller and the performance exhibited no breakage in the harsh marine environment or failure so far. The installed PV system was confirmed that the durability with at least 2 years.

Recently, environmental problems associated with the excessive use of fossil fuel are hot issue throughout the world. As an alternative energy resource, the importance of renewable energy is continuously rising. Especially, growth rate of photovoltaic energy generation is one of the best. In this paper, floating PV generation system made of pultruded fiber reinforced polymeric plastic (PFRP) is discussed. It is well known that PFRP has many advantages such as high corrosion resistance, high specific strength/stiffness, etc. Compared with conventional construction materials. To investigate the structural behavior under flow induced dynamic loading, members and connections of members are tested under cyclic loading. It was found that the structural system is strong enough to resist such a cyclic loading.

The floating PV generation structure installed on the surface of water has been recently issued as a representative items for the low carbon and green growth campaign. Moreover, the studies and developments for the structure and construction improvements of floating PV generation structure have been in progress. For example, in the previous research, the floating PV generation structure consisted of pultruded FRP and SMC FRP members is suggested. In this study, we conduct the analytical and experimental studies for estimating the structural characteristics of SMC FRP vertical members. From the analytical and experimental results, it is found that SMC FRP vertical members used for floating PV generation structure have sufficient structural safety and stability.

Pultruded glass fiber reinforced polymeric plastic (PFRP) and FRP member manufactured by sheet molding compound (SMC) have superior mechanical and physical properties compared with those of conventional structural materials. Since FRP has an excellent corrosion-resistance and high specific strength and stiffness, the FRP material may be highly appreciated for the development of floating-type photovoltaic (PV) power generation system. In this paper, advanced floating PV generation system made of PFRP and SMC is designed. In the design, it includes tracking solar altitude by tilting photovoltaic arrays and tracking solar azimuth by spinning structures. Moreover, the results of the finite element analysis (FEA) are presented to confirm stability of entire structure under the external loads. Additionally, installation procedure and mooring systems in the Hap-Cheon Dam are discussed and the measurement of strain under the actual circumstances is conducted for assuring stability of actually installed structures. Finally, by comparison with allowable stress, appropriate safety of structure is confirmed to operate the system.