The EnergyPlus is used for the analysis of energy demand at two rural house models. Photovoltaic (PV) system is installed to reduce the energy demand of annual building. The energy economic analysis is performed to provide quantitative data at choosing a suitable house model. Two types of PV system installations are considered as each building type. Among 4 different cases analyzed through this study, the best setup is provided for 12.3 years at recovering PV system installation cost.

본 연구에서는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 수평면 일사량, 즉 최대 일사량이 각각 300, 400, 500, 600, 700, 800 및 900 W․m-2 정도인 날을 기준으로 최대 발전량과 시간의 경과에 따른 태양광발전시스템의 성능을 시험적으로 검토하였다. 태양광발전시스템의 순간 발생전력은 약 970 W정도로서 본 시험에 이용한 태양광발전시스템의 순간 효율은 97% 정도인 것을 알 수 있었다. 본 시스템의 경우, 수평면 일사량이 최소한 200 W․m-2 이상이 되어야 전력이 발생되는 것을 알 수 있었다. 수평면 일사량이 증가하면 최대 발생전력도 증가하였고, 이 때 최대효율은 각각 약 30, 78, 86 및 90% 정도였다. 그러나 일사량이 약 800 W․m-2정도가 되면 최대 발생전력은 오히려 700 W․m-2 보다 감소하는 경향이 있었다. 최대전력이 발생되는 효율도 순간 발생전력 97%정도보다 감소하였다. 그리고 일별 수평면 총일사량이 각각 3.24, 8.10, 10.90, 12.70, 14.33, 19.53 및 21.48 MJ․m-2정도 일 때, 총 발생전력량은 각각 0.03, 0.40, 3.60, 4.37, 4.71, 4.70 및 4.91 kWh정도로서 어느 일사량을 경계로 총 발생전력량은 조금 감소하거나 증가하였다. 어레이 배면온도가 전면온도보다 높게 나타나는 경향이 있지만, 일사량이 증가하면 어레이 배면온도도 증가하는 것으로 나타났다. 본 시스템의 경우, 아직까지 모듈의 성능저하는 없는 것으로 나타났다.

본 연구는 수산 폐기물인 굴패각을 공조시스템의 수분 흡착제로 사용하기 위한 가능성을 실험을 통해 살펴본 기초적인 연구이다. 연구의 주된 목적은 굴패각의 제습성능과 열전소자의 냉각효과를 파악하는 것이며 본 연구를 통해 굴패각은 공조시스템 내에서 사용가능한 수분 흡착제로서의 성능을 충분히 가지고 있으며, 또한 냉각효과를 통해 흡착성능을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 알았다. 본 시스템은 신재생에너지인 태양광을 이용하기 때문에 시스템의 구동에 필요한 다른 전원은 필요 없어 환경적으로도 매우 바람직한 연구이다.

기업경영활동에 있어서 경영성과를 측정하는 것은 중요한 일이다. 성과를 측정함으로써 기업은 스스로의 객관성을 파악할 수 있어 좀 더 나은 방향으로의 관리와 계획을 가능하게 해주고 올바른 판단을 가능케 한다. 이와 같이 기업경영활동에서 필수적인 경영성과측정을 중소기업을 포함한 많은 기업에서는 보유하고 있지 못하거나 혹은 보유하고 있더라도 활용하지 못하는 경우가 다반사다. 이는 경영성과측정의 지표가 현실적이지 못하거나 활용의 방법론에 있어서 부재라고 할 수 있겠다. 위와 같은 상황을 해소하기 위해 다수 대안에 대한 다면적 평가기준인 AHP분석을 통해 대경권 태양광 분야의 중소기업을 대상으로 연구를 진행하였다. 따라서 본 논문은 중소기업의 경영성과측정지표 부재를 해소하고 기업의 규모와 상황에 맞는 맞춤형 경영성과지표를 수립하고자 한다.

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 the best. In this paper, we present the result of investigations pertaining to the development of photovoltaic energy generation system installed on the sea. The system is consisted of photovoltaic energy generation panel, panel supporting structure, and floating structure. In the panel supporting structure, fiber reinforced polymer plastic (FRP) member manufactured by the pultrusion process is used. A floating type PV power generation structures shall be fabricated and this unit structure (I.e., module) is connected to extend to the appropriate size considering safety, workability, and economic efficiency. Developed floating type photovoltaic energy generation system is installed at fish farm in the south coast of Korea.

지형 효과가 포함된 태양복사 모델(GWNU)을 이용한 한반도의 태양광 자원지도를 개발하였다. 태양복사 모델의 입력 자료는 위성 관측 자료(MODIS, OMI, MTSAT-1R)와 수치 모델(RDAPS) 자료를 사용하였으며 특히 고해상도 지형 자료를 이용하여 지형 효과에 따른 한반도의 지표면 태양광 변화를 계산하였다. 계산 결과를 월 및 연 누적하여 분석하였을 때 여름철은 태양 고도각이 높아 지형 효과에 영향이 10% 이하로 적은 반면 겨울철은 20% 이상의 큰 차이가 나타났다. 또한 4 km 해상도의 지표면 태양광의 경우보다 1 km 해상도의 경우 지형 효과 포함에 따른 태양광 차이가 약 2배 정도 크게 나타났다. 즉 지표면에 도달하는 태양광을 정확히 모델링하기 위해서는 입력 자료뿐만 아니라 정확하고 고해상도의 지형 자료가 필연적이며 지형효과는 더욱 뚜렷이 나타나 실제와 유사할 것이다.

In this paper, we present the result of investigations pertaining to the development of links between unit modules of the floating type photovoltaic energy generation system made of Pultruded FRP. Since the FRP has an excellent corrosion-resistance and high specific strength and stiffness, the FRP material may be highly appreciated for the development of the floating type photovoltaic energy generation system. we discussed the development concepts of the link between unit module of floating type photovoltaic energy generation system made of PFRP, tire, and synthetic fiber, briefly. The floating type photovoltaic energy generation system linked between unit modules is installed successfully at sea site.

이 논문는 펄트루젼 FRP 부재를 이용하여 부유식 태양광발전 시스템을 개발하기 위한 연구의 결과이다. 이미 설치 된 부유식 태양광발전 시스템의 단위구조물에 추가적인 단위구조물의 연결을 위하여 연결부를 설계하여 유한요소 해석을 통한 검증을 실시하였으며, 실제 현장에 기존 단위구조물과 연결부를 포함한 단위구조물의 연결부를 성공적 으로 시공하였다. 또한 기존 설치 구조물의 현장계측을 통하여 변위와 변형률을 얻어 기존의 실험 결과와 비교하여 구조물이 충분히 안전함을 확인하고 이를 바탕으로의 부유식 태양광발전 시스템의 설계 변경을 실시하였다. 설계변 경된 구조물에 대한 유한요소해석을 실시하였고 이를 허용응력과 비교하여 안전성을 검증하였다. 이로써 더욱 효율 적인 구조물을 개발하였으며 구조물의 제작하였다. 설계 변경된 단위구조물의 제작을 위한 펄트루젼 FRP부재의 생 산하였으며, 부유식 태양광 에너지 발전시설 구조물을 조립하였다.

이 논문는 펼 트루천 FRP 부재를 이용하여 부유식 태양광 에너지 발전시설을 개발하기 위한 연구의 결과이다 펄트 루견 FRP는 다른 구조용 재료와 비교하여 부식에 대한 저항성이 크고，단위중량당 강도 및 강성 이 크다는 등 역학적，물리적 성질이 우수하여 부유식 태양광 에너지 발전시설의 개발에 적합하다고 할 수 있다. 이 연구에서는 부유식 태양광 에너지 발전시설의 개발에 관해 간략히 설명한 후 부유식 태양광 에너지 발전시설을 개발하기 위해 제작된 펼트루천 FRP부재의 생산과정을 보여주고 인장 및 압축시험 을 통해 재료의 역학적 성질을 조사하였다. 재료 시험 결과 얻어진 결과를 이용하여 부유식 태양광 에너지 발전 시 설 구조물에 대한 유한요소해석 을 하였다. 유한요소 해석 결과 다양한 경계 및 하중 조건에 대해 각 부재의 구조성능을 검토하였고，볼트접합부의 구조성능을 유지하는 데 필요한 최소한의 하중저항능력을 평가하였다. 또한，강도 예측을 위한 실내실 험을 실시하여 실험결과를 유한요석 결과와 비교분석 하였으며 비교분석 결과 부유식 태양광 에너지 발전시설의 개발을 위한 적절한 볼트접합방 을 선정할 수 있었으며，선정된 볼트접합 방법을 이용하여 부유식 태양광 에너지 발전 시설 구조물을 조립하고 현장에 성공적으로 설치 하였다

본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 우선 태양광발전시스템을 온실의 인접한 건물의 옥상에 설치하여 기상상태에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 최고, 평균 및 최저온도는 각각 0.4~34.1, -6.1~22.2 및 -14.1~16.7℃ 정도의 범위에 있었다. 그리고 일사량의 경우, 최대, 평균 및 최저값은 각각 28.8MJ·m-2, 14.9MJ·m-2 및 0.6MJ·m-2 정도였고, 전력은 일사량에 비례해서 증가하지 않고 약 750W 전후에서 거의 일정한 것을 알 수 있었다. 일일 최대, 평균 및 최소 소비전력량은 각각 약 5.2kWh, 2.5kWh및 0kWh정도였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다. 온풍기의 용량이 큰 경우, 어레이 면적이 현재의 약 3배인 약 21m2 정도이면 평균 전력량으로 충분할 것으로 판단되었다. 물론 어레이의 온도가 높아지는 한 여름철에는 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 현재까지 실험결과로 보면, 두 인자간에 상관계수가 0.84 정도로 상관관계가 높은 것으로 나타났다.

환경오염에 대한 관심이 높아지고 새롭게 고조됨에 따라, 에너지 관련해서도 대체에너지 이용에 관한 연구가 부각되고 있다. 신 재생에너지라고 불리는 대체에너지는 무공해, 무한정의 다양한 자연에너지의 특성과 이용기술을 활용하여 화석연료를 사용하는 기존에너지를 대체하는 에너지이다. 이러한 대체에너지 중 풍력 및 태양에너지는 그 자원이 무한정이며 환경에 미치는 영향이 거의 없이 이용할 수 있다. 두 발전시스템은 상호 보완적으로 연계된 발전시스템으로 통상적으로 조합되어 운용되어진다. 본 논문에서는 일정기간의 풍속, 풍향, 계절 등의 기상 조건의 변화에 따른 데이터를 분석하여 목포해안지역에서 경제적이고 효율적인 복합발전시스템의 적용가능성을 제안해 보고자 한다.

This study estimates the greenhouse gas (GHG) emissions reduction resulting from photovoltaic and wind power technologies using a bottom-up approach for an indirect emission source (scope 2) in South Korea. To estimate GHG reductions from photovoltaic and wind power activities under standard operating conditions, methodologies are derived from the 2006 IPCC guidelines for national GHG inventories and the guidelines for local government greenhouse inventories of Korea published in 2016. Indirect emission factors for electricity are obtained from the 2011 Korea Power Exchange. The total annual GHG reduction from photovoltaic power (23,000 tons CO2eq) and wind power (30,000 tons CO2eq) was estimated to be 53,000 tons CO2eq. The estimation of individual GHGs showed that the largest component is carbon dioxide, accounting for up to 99% of the total GHG. The results of estimation from photovoltaic and wind power were 63.60% and 80.22% of installed capacity, respectively. The annual average GHG reductions from photovoltaic and wind power per year per unit installed capacity (MW) were estimated as 549 tons CO2eq/yr·MW and 647 tons CO2eq/yr·MW, respectively. Finally, the results showed that the level of GHG reduction per year per installed capacity of photovoltaic and wind power is 62% and 42% compared to the CDM project, respectively.

The aim of this study was to analyze the light traits in a solar light-collector device and its effects on lettuce growth at an early growth stage. The three hyper parameters used were the reflector diameter (2 cm and 4 cm), coating inside the reflector (chrome-coated, non-coated) and distance from the light fiber (15 cm and 20 cm). The results showed that light efficiency, which is the ratio of light intensity inside the fiber to the solar intensity, improved by 41.1 % when using a 2 cm diameter chrome-coated reflector at a distance of 15 cm from the light fiber; whereas it only improved by 20.6% when a non-coated reflector was used. As the reflector size was increased to 4 cm, the light efficiency for the coated and non-coated reflectors increased by 28.5 % and 26.4 %, respectively, hence, no significant difference was observed. When the light fiber was placed at a distance of 20 cm, the increase in light efficiency with coating treatment was 8 % higher than without coating treatment. We also compared the efficiency of light-fiber treatment with that of LED treatment in our lettuce nursery, and observed that the plants exhibited better growth with light-fiber treatment. We observed an average increase of 1.7 cm in leaf height, 7 cm2/plant increase in leaf area, and 32 mm increase in root length upon light-fiber treatment as opposed to those observed with LED treatment. These findings indicate that the collector light-fiber is economically feasible and it improves lettuce growth compared with the LED treatment.

이 연구에서는 풍력-태양광 하이브리드 가로등 구조물에 대한 동적 응답을 계측하여, 서로 다른 터빈을 적용하였을 때의 진동 특성 및 공진현상을 비교하였다. 2엽 및 3엽 풍력터빈을 적용하였으며, 하이브리드 가로등이 가지고 있는 진동 특성은 가동 중인 조건에서의 동특성과 가진력을 비교하여 분석하였다. 최근 제안된 방법을 통해 가속도 계측자료를 이용하여 변위 응답을 추정하였고, 2엽 풍력터빈을 적용한 경우 동적 변위 응답의 진폭은 공진 하의 조건에서 4~6cm 범위에 있고, 3엽 풍력터빈을 적용한 경우에는 공진이 발생하지 않아 변위는 2mm 이내로 제한됨을 알 수 있었다.

파리기후협정에 따른 온실가스 자발적 감축 의무 이행을 위해 세계적으로 석탄발전과 원자력발전의 비중을 줄이고 태양광 발전을 비롯한 재생에너지의 보급에 국가적 노력을 기울이고 있다. 우리나라도 법령을 도입하여 2040년까지 재생에너지의 발전비중을 30~35%까지 늘리고자 하고 있다. 또한 국외에서는 태양광 발전을 보도 및 도로에 적용하고자 하고 노력하고 있으나 국내의 경우 관련 연구가 전무한 실정이다. 따라서 태양광발전 도로를 개발하기 위한 선행연구로서 보도 및 광장에 적용가능한 태양광 발전 콘크리트 블록을 개발하였으며 이를 현장에 시공하여 적용성을 평가하였다. 실내실험결과 압축강도는 25.5~35.7MPa이 측정되었고 휨강도는 5.1~10.5MPa이 측정되어 국내 기준은 모두 만족하는 것으로 나타났으나 단위시멘트량이 많을수록 부순잔골재의 혼입에 따라 강도가 낮게 측정되었다. 흡수율은 최대 5.7%로 나타나 국내 기준인 7%이하를 만족하였으며 동결융해시험 결과 100싸이클 후 압축강도 감소율은 최대 6.3%로 나타나 양호한 수준으로 측정되었다. 시공 후 침하량을 측정결과 최대 2.498mm가 측정되었으며 전면적에 대해 불규칙한 침하가 발생하였는데 이는 시공시 모래층의 다짐이 불량 하였거나 우수에 의한 모래 유출로 인한 것으로 판단된다. 초기발전량의 경우 일사량을 고려하면 적정량이 측정되었다. 태양광 패널과 콘크리트 블록의 유지관리 기법은 추후 연구를 통하여 보다 효율적으로 확립할 필요가 있다.

In this study, a solar light collector that collects and transmits solar light required for crop production in a closed plant production system was developed. The solar light collector consisted of a Fresnel lens for collecting solar light, and a tracking actuator for tracking solar light from sunrise to sunset to increase the light collection efficiency. The optical fiber that transmitted solar light was made of Glass Optical Fiber (GOF), and it had an excellent optical transmission rate. After collecting the solar light, the amount of light was measured at 5, 10, 15, 20, 25, and 30 cm distances from the GOF through the darkroom by using a light sensor logger connected to a quantum and pyranometer sensor. Compared with solar light, the light intensity of pyranometer sensor measured at 5 cm was 114% higher than solar light, and 61% at 10 cm. In addition, it was observed that it is possible to transmit the necessary amount of light for growing crops up to about 15 cm (as over 22%) through GOF. Therefore, adding diffusers to the solar light collector should be expected to replace artificial light in plant factories or plug seedlings nurseries for leafy vegetables. More studies on the solar light collection devices and the light transmission devices that have high light collection efficiency should be conducted.

해상에서 운용되는 일점계류형 해양플랜트의 태양광 발전 시스템은 독립 전원 체계를 가지고 있으며, 해상 환경, 부조일수 등의 영향으로 안정적인 전력을 공급하는 것이 중요하다. 이러한 이유로 태양광 패널을 여러 방향으로 설치하게 되는데, 이 때 각 패널마다 입사되는 광량이 달라지므로 부분음영현상이 발생하게 된다. 육상용 태양광 발전시스템의 발전량은 위도의 영향을 받으므로 우리나라의 경우 30~36° 사이의 각도로 설치하는 것이 일반적이나, 일점계류형 해양플랜트에 설치되는 태양광 발전 시스템의 경우 부분 음영 현상에 의해 최대전력점이 제어 가능 범위 밖에 존재하는 경우가 발생하게 되고 이는 전력 발전 손실이 된다. 이 때 두 패널의 광량차이를 줄임으로써, 최대 전력점을 MPPT 알고리즘이 추종 가능한 범위에 존재하게 하여 발전 효율을 더 높일 수 있으며, 시뮬레이션 결과 설치각도 20°에서 가장 높은 발전 효율 가짐을 확인하였다.

국내 태양광발전 설비는 그간 4.5GW 규모(총 신재생에너지 발전용량의 30%에 해당)로 설치되어 왔으며, 신재생에너지원 중 전년 대비 가장 큰 성장률을 보이고 있다. 2030년까지 전력생산비율의 20%를 재생에너지로 달성하고자 하는 목표(재생에너지 3020)가 제시된 만큼, 앞으로 태양광 설비 역시 크게 확대될 것으로 전망된다. 하지만, 태양광 산업이 성장함에 따라 태양광 폐패널 처리 문제가 크게 부각되고 있다. 태양광이 손상되거나 폐기 시 발생하는 폐패널의 관리체계가 현재 미흡하여 이에 대한 개선이 필요한 상황이다. 2000년대 들어 태양광 사업이 본격적으로 시작되었으나 이후 파손･자연재해 등으로 인해 실 사용기한이 15~20년에 그치고 있으며, 도로용 및 통신전원용의 경우 5년에 불과하여 현재 폐패널이 본격적으로 발생되는 시점에 있다. 특히, 2020년 기점으로 폐패널의 발생량이 크게 증가할 것으로 전망되고 있어 이에 대한 대비가 필요하다. 한편, EU, 일본 등 해외에서는 태양광 폐패널 처리 문제를 미리 인식하여 2010년 초반부터 적정 처리방안을 모색하고, 폐패널의 관리체계 구축 및 재활용 기술 개발을 발빠르게 진행 중에 있다. 특히, EU의 경우 2012년 태양광 폐패널을 WEEE 규제대상에 포함시킴에 따라 생산자 책임 하에 폐기물 처리방안을 마련한 바 있다. 일본 환경성 역시 부적절한 장비 폐기 시의 문제 발생을 우려하여 2015년 태양광 폐패널의 수거, 재활용, 적정처리와 관련한 로드맵을 수립하고, 이에 따른 기술 개발 촉진 및 친환경적 설계, 해체･운반･처리 가이드라인을 제시하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 태양광 패널의 폐기 이후 관리 실태조사를 통해 현황을 파악하고, 국내 여건에 적합한 관리 개선방안을 제시하였다.