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일기예보를 이용한 일사량 예측기법개발
Predict Solar Radiation According to Weather Report 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.35 no.5, 2011년, pp.387 - 392  

원종민 (한국해양대학교 대학원) ,  도근영 (한국해양대학교 해양공간건축학과) ,  허나리 (한국해양대학교 대학원)

초록
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태양광발전은 독립전원으로써의 가치는 미미하나 도시전체의 탄소발생량 저감 및 화석연료 사용 저감을 위한 분산전원으로써 가치가 매우 높은 전력원이다. 하지만 태양광발전의 경우 기상조건에 따른 발전량 변동이 심하기에 분산전원으로써 효율적으로 사용하기 위해서는 큰 변동폭을 효과적으로 제어하기 위한 실시간 모니터링이 이루어져야 한다. 하지만 태양광발전량을 좌우하는 일사량은 예측치가 존재하지 않기에 이를 예측해야 하고 본 연구에서는 과거의 일사량을 직산분리 하여 구름의 짙은 정도나 두께 등을 유추할 수 있는 대기투과율을 일기예보에서 발표하는 날씨별로 대푯값을 산정하고 이를 일사량 예측식에 대입하여 일사량을 예측하였다. 그리고 실측 일사량 및 CRM(Cloud Cover Radiation Model)기법인 Kasten and Czeplak의 식을 통해 계산된 예측일사량과의 비교를 통해 검증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The value of Photovoltaic as an independent power supply is small, but the city's carbon emissions reduction and for the reduction of fossil fuel use distributed power is the power source to a very high value. However, according to the weather conditions for solar power generation by power fluctuati...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또 구름의 상태를 상세하게 분류할수록 일사량 예측의 정확도가 높아지리라 생각되지만 현재 구름의 상태를 눈으로 판단해야 한다는 것을 고려하면 세 단계(짙은 구름-보통 구름-옅은 구름)로 분류하는 것이 편이성을 높일 수 있다고 생각된다. 따라서 본 연구에서는 현재 구름 상태의 판단과 일기예보의 날씨정보를 통해 수 시간 뒤의 대기투과율을 결정함으로써 일사량을 예측할 수 있도록 하였다.
  • 본 연구에서는 기상조건에 따른 태양광 발전량의 변동이 도시 또는 국가 전체의 전력공급에 미치는 영향을 최소화하기 위한 한 방법으로 일기예보를 근거로 일사량을 예측할 수 있는 기법을 개발하였다.
  • 이에 본 연구에서는 일기예보를 바탕으로 일사량을 예측할 수 있는 기법을 개발하는 것을 목적으로 한다.

가설 설정

  • 수 시간 뒤의 구름의 상태(두께 또는 색)를 예측하기는 어렵기 때문에 본 연구에서는 현재의 구름의 상태가 수 시간 뒤에도 비슷하다고 가정하여 연구를 진행하였다. 또 구름의 상태를 상세하게 분류할수록 일사량 예측의 정확도가 높아지리라 생각되지만 현재 구름의 상태를 눈으로 판단해야 한다는 것을 고려하면 세 단계(짙은 구름-보통 구름-옅은 구름)로 분류하는 것이 편이성을 높일 수 있다고 생각된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양광발전은 어떤 전력원인가? 태양광발전은 독립전원으로써의 가치는 미미하나 도시전체의 탄소발생량 저감 및 화석연료 사용 저감을 위한 분산전원으로써 가치가 매우 높은 전력원이다. 하지만 태양광발전의 경우 기상조건에 따른 발전량 변동이 심하기에 분산전원으로써 효율적으로 사용하기 위해서는 큰 변동폭을 효과적으로 제어하기 위한 실시간 모니터링이 이루어져야 한다.
정부가 탄소중립의 친환경 도시를 개발하기 위해 한 노력은 무엇인가? 탄소중립의 친환경 도시를 개발하기 위해서는 건축전반에서의 화석연료사용을 줄이며 신재생에너지의 사용 확대가 필수적이다. 이러한 노력의 일환으로 고효율 기기의 활용이나 신재생에너지 이용시설의 의무화 등을 통해 건축물의 에너지 절약과 탄소배출량을 저감시키고 있다. 그러나 건축물만을 대상으로 한 탄소 배출량 대책은 도시 전제의 탄소배출량을 저감시키기에는 한계가 있기 때문에 도시차원에서 탄소 배출량을 저감시키기 위한 대책 즉 저탄소형 도시 구조를 만들어갈 필요가 있다.
태양광 발전에서 실시간 모니터링이 이뤄져야하는 이유는? 태양광발전은 독립전원으로써의 가치는 미미하나 도시전체의 탄소발생량 저감 및 화석연료 사용 저감을 위한 분산전원으로써 가치가 매우 높은 전력원이다. 하지만 태양광발전의 경우 기상조건에 따른 발전량 변동이 심하기에 분산전원으로써 효율적으로 사용하기 위해서는 큰 변동폭을 효과적으로 제어하기 위한 실시간 모니터링이 이루어져야 한다. 하지만 태양광발전량을 좌우하는 일사량은 예측치가 존재하지 않기에 이를 예측해야 하고 본 연구에서는 과거의 일사량을 직산분리 하여 구름의 짙은 정도나 두께 등을 유추할 수 있는 대기투과율을 일기예보에서 발표하는 날씨별로 대푯값을 산정하고 이를 일사량 예측식에 대입하여 일사량을 예측하였다.
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참고문헌 (4)

  1. 유호천, 이관호, 강현구(2009), "표준기상데이터의 운량과 일사량 데이터 비교분석", 한국태양에너지학회 추계학술발표대회 논문집 vol.2009 No.11월, pp. 330-335 

  2. 은정호, 김창범, 조덕기(1999), "서울지역 실측일사량을 이용한 일사향 직산분리 모델의 정밀성 검증 연구", 한국태양에너지학회 논문집 20권 1호, pp. 45-54 

  3. 二宮 秀興(1994), 建築熱環境 シミュレ一ション へのAMeDAS 氣象デ一タの適用に關する硏究 

  4. 國土交通省二大臣官宮房官廳.繕部秀設備.環境課監修(2009), 建築設備設計基準 

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