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.

We studied the warming effect induced by Photovoltaic(PV) power plants in rural areas during summer daytime using a simple analytical urban meteorological model. This analysis was based on observed meteorological elements and the capacity of the PV power plant was 10 MWp. The major axis length of the PV power plant was assumed to be 1km. Data of the necessary meteorological elements were obtained from a special meteorological observation campaign established for a over a PV power plant. We assumed that the wind flowed along the major axis of the PV power plant(1 km). As a result, the air temperature on the downwind side of the PV power plant was estimated to invrease by about 0.47 °C.

As the Photovoltaic system market increases, various technologies are emerging to improve system operation efficiency. Such additional systems of the power generation system are generally referred to as ‘Balance of System’, for example a panel cooling, a panel cleaning and a panel angle adjusting apparatus. In this paper, we discuss an algorithm to calculate the target temperature of cooling in response to changes in the installation environment conditions of the power generation system so that the efficiency improvement rate target set by the user can be achieved with respect to the control method of the cooling water injection system among various panel cooling apparatuses. In order to calculate the target temperature of cooling, the output enhancement coefficient is calculated experimentally based on the temperature change according to the solar radiation condition of the PV panel, and the required reduction temperature of each irradiation condition is calculated considering the efficiency improvement rate. In addition, the efficiency improvement ratio is calculated considering the installation condition of the general power generation system without a separate control group. The thermal performance coefficient of the PV panel test body for calculating the expected temperature of the PV panel is calculated experimentally. The target temperature of cooling is calculated as the sum of the expected temperature of the PV panel and the required reduction temperature, and the injection system that tracks the target temperature by cooling water injection is constructed and compared with the power generation improvement rate and the user setting efficiency improvement rate.

현대축산업에서 발생되는 수질오염 물질은 축사에서 배출되는 축산분뇨가 대부분을 차지하고 있다. 소규모 축산 농가는 대규모 축산 농가와 달리 정확한 배출현황의 파악이 어려운 비점오염원으로써 관리와 통제가 어렵고 잘 이뤄지지 않고 있다. 이에 따라 다량의 유기, 무기 오염물질들과, 특히 부영양화, 녹조, 수화현상을 발생시키는 인과 질소 중 용존물질인 인산염, 질산성질소, 아질산성질소, 암모니아성질소의 처리가 시급하다. 현재의 처리방법은 가격이 저렴하고 간편한 화학적 처리방법을 이용하고 있다. 하지만 이는 슬러지의 양을 증대시키고 화학응집제에 의한 이차적인 문제를 야기한다. 따라서 이런 문제를 해결할 방안 중 하나로 전기분해와 응집을 통한 축산폐수 처리가 모색하고 있다. 하지만 소규모 축산농가는 대체로 도서 산간지역에 있어 전기분해와 전기응집에 필요한 전기를 얻기 위해 송전탑과 배전설비를 설치하는 것은 매우 비효율적이다. 이를 개선하기 위해 태양광설비를 이용하여 소규모 축산농가에서 자체적으로 전력을 확보, 전기분해와 응집을 진행하려 한다. 생산된 전기는 플랜트의 전력수급 뿐만 아니라 잉여전력은 생활전력으로 활용하여 환경적 이점과 경제적 이익을 동시에 취할 수 있게 될 것이다. 따라서 위와 같이 소규모 축산농가에서 환경적, 경제적 두가지 장점을 모두 취할 수 있는 플랜트를 개발･제시하는 것이 이 연구의 핵심이라 할 수 있다. 따라서 소규모 축산농가 폐수처리를 위해 태양광설비를 이용하여 전력을 자체적으로 수급하여 전기분해와 응집을 통해 질소와 인의 농도를 줄이고, 독자적인 처리 플랜트를 개발･발전시키는 것이 이 연구의 핵심이라 할 수 있다. 본 연구는 실험실 규모의 장치를 이용하여 항온 70℃를 유지하며, anode(+)에 Fe, Cathode(-) 316-SUS, 전극간격은 10mm를 유지하여, 1A CC(Constant Current)조건으로 시간에 따른 인산염(PO43-), 질산성질소(NO3-), 아질산성 질소(NO2-), 암모니아성 질소(NH4+)의 농도를 측정하였다. 자외선 원자흡광광도계(UV spectro photometer)를 이용하여 분석 한 결과 인은 초기 30분 이내에 초기농도 1000ppm에서 280ppm 감소한 720ppm으로 약 28%대의 저감효율을 가지는 것으로 나타났으며 질소는 초기 2시간 이내에 초기농도 6000ppm에서 2280ppm 감소한 3720ppm으로 약 38%대의 저감효율을 가지는 것으로 나타났다.

The whole world concentrates on the reduction of greenhouse gas to effectively cope with policy toward global climate change. To effectively react to climate change, even the agricultural sector requires construction of new farming systems that utilizes new and renewable energy because of rising oil prices and regulations for greenhouse gas emissions. For this reason, we need to fuse the new and renewable energy with the horticulture sector of which the light and heat energy cost accounts for great part, moreover, efforts and researches should me done which can increase income of farmers through reducing carbon dioxide and energy cost in agricultural production expenses. Therefore, this study analyzes economic feasibility and applicability of fusing geothermal heat pump and solar power facilities with high-tech glass greenhouse. As a result, it is concluded that there surely are an applicability and economic feasibility if we apply new development system that can be an alternative for problems of securing premises of existing geothermal heat pump and the RPS system as a power generation company in case of solar power. Therefore, using this analysis data, if new empirical studies fusing and implementing agriculture sector with new and renewable energy fields proliferate and be applied to actual rural and agricultural field, it will increase actual income and will become a new advanced agricultural system that effectively deals with world-wide environmental problems.

In order to clarify the characteristics of Photo-Volatic(PV) power generation over the Korean peninsula with complex terrain, special meteorological observation campaign was carried out for one year from 25 May 2011. Analysis is based on the comparison between observed meteorological elements and PV values generated at rated capacity 200 kW power plants. Solar radiation observed at 15° inclined surface is 11 % larger than that observed at horizontal surface due to low elevation angel of the sun during winter season. The PV power generation tend to be more similar the variation of inclined surface irradiance than horizontal surface irradiance. Increasing air temperature often induce disturbance of the PV power generation. However, the higher the air temperature in winter season, the higher PV power generation because the PV module may be more activated at higher air temperature. PV generating efficiency tends to be conversed the value of 15%.

It is necessary to secure the safety for the horizontal capacity of solar tracker system. Therefore, this study evaluates the structural capacity of the horizontal connections through the structural experiment under various variables.

In this study, a new foundation in a spiral type was developed for the solar electric power system. Based on the structural analysis considering the existing design code, the superiority of the new foundation system was verified via a finite element analysis on the structural stability and safety.

In this paper, the structural characteristics of the tracking-type floating PV generation system are presented. Moreover, the structural safety of each tracking-type floating PV generation system is estimated from the analytical results obtained by the finite element analyses.

The floating PV generation system is consisted of unit structures linked by the hinge type connection because the effect of bending moment in the structural system loaded due to the unstable movement of water surface can be minimized. In this paper, the investigation and development process of floating PV generation unit structure is presented.

Recently, the rotational solar tracker system is presented for the high electric efficiency. The horizontal rotation tracker is the structure for rotationg horizontally the most important part. However, it is difficult to secure the safety and maintenance in solar tracker systems. Therefore, this study suggests the reasonable structure type for horizontal rotational solar tracker through the strength reinforcement of the structure to ensure stability.

The composition of rural Green Village requires higher utilization of renewable energy in those selected rural villages. The purpose of this study is to select the best results of rural green villages when using photovoltaic power system(PV system). 10 different rural villages in Chubumyeon, Keumsan, Chungnam province, were selected as study villages. This study shows measured solar radiation data, a 20-year time series data, and GIS spatial analysis; and whose were used to predict the photovoltaic power generation. PV system is used as a form with capacity of 3kWp to use for personal and public houses. Generation data was calculated by the town, where the economics of the Green Village location analysis was performed; and the solar radiation's correction factor was calculated by the 20-year time series data and measured data by study villages. By applying to the data of DEM, slope and aspect of the study villages were found, therefore performed. Spatial analysis tools were performed by using solar radiation map's tools. Those data found were used to calculate the average needed energy every months. When used the properly calculated data, towns performed economical energy consumption in rural Green Village. Every study villages have showed very high potential for PV system. Sungdangri ranked at the first (7,401kWp/year), Jangdaeri follows behind to the second (7,203kWp/year) and Yogwangri at third (7,89kWp/year) which shows higher developed energy than other study villages. The areas covered of these three towns are as follows: Sungdangri at 33,300㎡, Jangdaeri covers 18,000㎡ and Yogwangri shows 46,800㎡. With these results, analyzing the potentials using GIS spatial analysis before installation of PV system was possible. Also different villages and topography in study villages have showed various results by the area. For convenience and to shorten research time, it is possible and enough to use solar radiation tools when studying spatial analysis of solar radiation.

Solar tracker structure is usually installed outdoor. Therefore, the structure can be influenced by wind load and snow load. In this study, the safety evaluation is performed by analyzing the results according to structural modelling and analysis for solar tracker structure. Also, solar tracker structure module is presented under the various design variables.

현대디자인은 대량생산과 대량소비를 통해 소비적인 삶의 방식을 촉진하고 영리창출을 위한 경제적 도구로 간주되어왔다. 그러나 화석에너지를 활용한 생산방식으로 인한 이산화탄소의 배출로 환경오염 문제가 심화되면서 융합연구를 통한 지속발전 가능한 디자인에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 지구오염의 주범인 이산화탄소의 약 40%가 발생하는 건물을 지속발전 가능한 디자인의 대상으로 정하였다. 또한 한국적인 친환경건물의 롤모델을 제시하고자 건물일체형 풍력과 태양광 하이브리드 에너지시스템을 갖추고, 닫힌 공간과 열린 공간이 공존하며 수평확장과 수직상승이라는 건물의 구조적인 특성과 유사한 ‘ㅍ(피읖)’과 'ㅂ(비읍)', 'ㅅ(시옷)', ‘ㅁ(미음)’, ‘이응(ㅇ)’ 등의 한글자소를 적용한 건물 디자인을 제안하였다. 그리고 동시대 기술로 건축이 가능하고 아름다운 친환경건물 디자인을 위해서 디자인팀, 기계공학팀 그리고 건축공학팀의 융합연구로 진행하였다.

This study presents the tracker structural composition system for the effective angle variation of solar module. Also, the structural performance is evaluated through the structural modelling and analysis and the field application is considered.