Plant growth and morphology are affected by light environments. The morphogenesis and growth of the plants growing in plant factories are different from those grown under sunlight due to the effect of far-red light included in sunlight. The objective of this study was to compare the morphogenesis and growth of cucumber plants grown under artificial sunlight, high pressure sodium lamp (HPS), and HPS with additional far-red light (HPS+FR). The artificial solar (AS) with a spectrum similar to sunlight was manufactured using sulfur plasma lamp, incandescent lamp, and green-reducing optical film. HPS was used as a conventional electrical light source and far-red LEDs were added for HPS+FR. The optical properties of each light source was analyzed. The morphogenesis, growth, and photosynthetic rate were compared in each light source. The ratio of red to far-red lights and phytochrome photostationary state were similar in AS and HPS+FR. There were significant differences in morphology and growth between HPS and HPS+FR, but there were no significant differences between AS and HPS+FR. SPAD was highest in HPS, while photosynthetic rate was higher at AS and HPS. Although the photosynthetic rate in HPS+FR was lower than HPS, the growth was similar in AS. It was because canopy light interception was increased by longer petioles and larger leaf areas induced by FR. It is confirmed that the electrical light with additional far-red light induces similar photomorphogenesis and growth in sunlight spectrum. From the results, we expect that similar results will be obtained by adding far-red light to electrical light sources in plant factories.

In recent years, solar cells based on crystalline silicon(c-Si) have accounted for much of the photovoltaic industry. The recent studies have focused on fabricating c-Si solar modules with low cost and improved efficiency. Among many suggested methods, a photovoltaic module with a shingled structure that is connected to a small cut cell in series is a recent strong candidate for low-cost, high efficiency energy harvesting systems. The shingled structure increases the efficiency compared to the module with 6 inch full cells by minimizing optical and electrical losses. In this study, we propoese a new Conductive Paste (CP) to interconnect cells in a shingled module and compare it with the Electrical Conductive Adhesives (ECA) in the conventional module. Since the CP consists of a compound of tin and bismuth, the module is more economical than the module with ECA, which contains silver. Moreover, the melting point of CP is below 150 ℃, so the cells can be integrated with decreased thermal-mechanical stress. The output of the shingled PV module connected by CP is the same as that of the module with ECA. In addition, electroluminescence (EL) analysis indicates that the introduction of CP does not provoke additional cracks. Furthermore, the CP soldering connects cells without increasing ohmic losses. Thus, this study confirms that interconnection with CP can integrate cells with reduced cost in shingled c-Si PV modules.

The ultimate goal of this development is a hybrid solar energy storage device. It supplies stable power to the load due to the emergency generator that compensates for the power shortage due to solar power generation. We have developed a stand-alone photovoltaic power generation and energy storage system with a dual inverter that extends the performance life of the PV system. It solves the problem of shortening the lifespan of battery due to repetition of charge / discharge of PV system and supplies stable power to load due to emergency generator that compensates for power shortage due to solar power generation, and furthermore, A stand-alone photovoltaic power generation system having a dual inverter for extending the life span and a control method thereof. We have also developed an optimized energy solution that enables us to save and use the remaining surplus power in the ESS to save energy through efficiency, optimization and substantial energy savings.

Solar energy has been known as a successful alternative energy source, however it requires a large area to build power generation facilities compared to other energy sources such as nuclear power. Weather factors such as rainy weather or night time impact on solar power generation because of lack of insolation and sunshine. In addition, solar power generation is vulnerable to external elements such as changes in temperature and fine dust. There are four seasons in the Republic of Korea hereby variations of temperature, insolation and sunshine are broad. Currently factors that cause find dust are continuously flowing in to Korea from abroad. In order to build a solar power plant, a large area is required for a limited domestic land hereby selecting the optimal location for the plant that maximizes the efficiency of power generation is necessary. Therefore, this research analyze the optimal site for solar power generation plant by implementing analytic hierarchy process based on weather factors such as fine dust. In order to extract weather factors that impact on solar power generation, this work conducts a case study which includes a correlation analysis between weather information and power generation.

본 연구에서의 날개 앞전은 날개의 공기역학적인 기능뿐만 아니라 조류 등의 외부의 손상을 줄 수 있는 것으로부터 날개 내부 구성요소를 보호하고 안전한 항공기 운항을 위한 반드시 필요한 구조 요소이다. 복합재 무인기의 날개 경량화를 위한 최적의 제작 모델을 비교․검토하였다. MSC. Patran/Nastran을 이용한 유한요소해석을 통하여 비틀림 하중의 변위 형상을 비교․확인하였으며, 각 모델들의 비틀림 강도 실험을 통하여 적층 유형, 두께 변화 및 형상 적용에 따른 경량화 성능 개선 을 확인하므로써 소형 복합재 무인기 최적의 경량화 날개 앞전스킨의 형태를 제시하였다.

국가 신재생에너지개발 장려정책으로 농업용저수지 내 수상태양광 발전시설 설치가 확대되고 있음에도 불구하고, 수상태양광 발전시설 설치가 수생태계에 미치는 영향을 판 단할 수 있는 장기적인 조사나 과학적 연구가 부족한 실정 이다(노 등, 2015). 일반적으로 수상 태양광 발전시설 설치 지역은 수온, 증발량 등의 물리적 환경변화가 국지적으로 발생하기 때문에(노 등, 2014; Melvin, 2015; Sahu, 2016), 미소생태계(microecosystem)가 형성되어 수생생물의 분포 및 군집특성의 변화로 이어진다. 따라서 수상태양광 설치지 역과 설치가 되지 않은 지역 간 어류군집 특성을 비교함으 로서 수상태양광 설치가 수생태계에 미치고 있는 영향을 간접적으로 유추할 수 있다. 특히, 수생태계의 영양단계 (trophic level)에서 상위단계에 해당하는 어류의 군집 특성 및 분포는 미소생태계의 형성유무와 형성된 미소생태계의 영양구조를 설명할 수 있는 근거가 된다. 수상태양광이 설치되어 있는 2개의 저수지는 실험군으로 하였고, 기후, 수상태양광 규모(전력생산량), 저수지 규모, 유역특성이 비슷한 인근의 저수지 1개소는 대조군으로 선 정하였다. 조사지점은 수상태양광 설치지역으로부터 일정 거리별(200~250m)로 6지점(수상태양광 발전시설 설치지 점을 기점으로 1~6번으로 지점번호 부여)을 선정하였으며, 지점별로 12절 자망(50m)을 설치한 후 24시간이 경과된 시점에서 어류를 채집하여 동정하였다. 장마기간 전·후로 총 2회의 어류조사를 실시하였으며, 현장조사 결과를 토대 로 종다양도를 산출하고 지점 간 유사도를 살펴보기 위해서 군집분석을 실시하였다. 현장 조사결과, 실험군인 A저수지는 총 8종 129개체가 채집되었으며, 블루길이 전체 개체수의 78.3%로 우점하였 다. 상대적으로 수변지역과 가까운 2번과 6번 지점이 각 5종, 7종으로 종수가 많았으며, 수상태양광 발전시설이 설 치된 지역과 가장 인접한 1번 지점에서는 타 조사지점에서 도 공통적으로 관찰되는 2종(백조어, 블루길)이 유사한 개 체수로 관찰되었다. 군집의 유사도 역시 1, 3번 지점과 4, 5번 지점, 그리고 2번, 6번 지점으로 그룹화되어, 수상태양 광 발전시설 설치지역으로부터 이격거리별로 종다양도 변 화는 없는 것으로 나타났다. 실험군인 B저수지는 총 3종만 이 관찰되어 어류 군집특성을 파악하기에 어려움이 있었다. 대조군인 C저수지는 총 11종 950개체가 채집되었으며, 치 리와 모래무지가 전체 종조성의 83.2%를 차지하였다. 출현 종수가 6~7종으로 조사지점별로 종조성이 유사하였으며, 군집분석 결과 역시 1, 3, 4번 지점과 2, 6번, 5번 지점으로 그룹화되어 특별한 경향성을 보이지 않았다. 본 연구결과로부터 수상태양광 발전시설 설치로 인한 물 리적 환경변화는 어류 군집특성의 변화를 유도할 만큼 크지 않다는 것을 알 수 있다. 실제 실험군에 설치된 수상태양광 발전시설은 수면과 접촉되지 않고 일정한 높이로 이격되어 있고, 태양광 패널을 지지하는 부력체 역시 수평적인 물순 환을 저해하지 않아 인근 수체와 연속적인 생태계로 볼 수 있다. 다만 본 연구의 조사방법이 수상태양광 발전시설 설 치지역과 그렇지 않은 지역의 어류군집 특성을 구분할 만큼 정밀도가 높지 않았다는 연구의 한계가 있을 수 있다. 따라 서 태양광 발전설비에 의한 수생태계 영향 규명을 위해서는 저수지 전체를 대상으로 수상태양광 발전시설 설치로 인한 에너지유입량, 1차 생산량 변화, 수생태계 영양구조 및 먹이 그물 변화 등에 대한 시스템적 연구가 함께 이루어져야 할 것으로 판단된다.

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.