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도심 수목이 분산형 주거 태양광에너지 잠재량에 미치는 영향
The Effect of Urban Trees on Residential Solar Energy Potential 원문보기

한국조경학회지 = Journal of Korean institute of landscape architecture, v.42 no.1, 2014년, pp.41 - 49  

고예강 (텍사스 대학교 알링턴 캠퍼스, 도시 공공 대학원, 도시 및 지역계획 프로그램)

초록
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본 연구는 미국 샌프란시스코시 수목 음영이 개별 건물 지붕 및 옥상에 입사되는 태양에너지 잠재량에 미치는 영향을 LiDAR를 이용한 고해상도 3차원 수치모델을 이용하여 공간적으로 정량화하였다. 최근 분산형 태양광 발전기후변화 대응에 중요한 부분으로 주목받고 있으나, 이러한 도심 태양광 발전은 주변부의 지형, 건물, 지붕모양, 수목 등의 음영에 의해 발전량이 제한되는 특성이 있다. 특히 건물 주변의 수목의 경우 도시열섬현상의 저감, 냉난방 에너지 수요량의 절감 등의 순기능과 태양광 발전량 감소의 역기능을 동시에 가지고 있어 두 가지 효용의 상충을 최소화하기 위해 해당 위치에 대한 공간적 분석이 요구된다. 샌프란시스코시 전체 건물 지붕면적의 태양에너지 총량은 년간 18,326,671 MWh으로, 수목의 음영에 의한 감소량은 326,406 MWh로 총량의 1.78%에 해당하였다. 건물지붕의 단위 면적당 일조량은 $34.4kWh/m^2/year$에서 $1,348.4kWh/m^2/year$ 범위로 산출되었다. 본 연구를 통해 도심 수목에 의한 건물별 일조에너지 감소량의 공간자료가 구축되었으며, 개별 건물지붕에 일조량의 변이를 주변 수목의 밀도, 평균수고, 수고의 분산값을 이용한 회귀모델을 통해 설명하였다. 본 연구는 도심수목의 환경적 순기능을 유지함과 동시에 태양광 발전 감소량의 최소화 할 수 있는 방법을 제공함으로써 지속가능한 도시를 구축하는데 기여할 것으로 기대된다.

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This study spatially assesses the impact of trees on residential rooftop solar energy potential using urban three-dimensional models derived from Light Detection and Ranging(LiDAR) data in San Francisco, California. In recent years on-site solar energy generation in cities has become an essential ag...

주제어

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문제 정의

  • This study demonstrates the citywide assessment of a potential conflict between “green” initiatives: the impact of trees on on-site residential solar energy potential. It aims to develop an approach to identify the locations that show potential conflicts between trees and solar PV installations on a city scale. We choose the City of San Francisco as the study site because San Francisco contains a rich data set comprised of various typologies of buildings and trees.
  • This study assesses the impact of trees on residential rooftop insolation and demonstrates an approach to spatially illustrate the impact on a citywide scale. In San Francisco, annual total residential rooftops insolation is 18,326,671 MWh and annual total light-loss reduction caused by trees is 326,406 MWh, which accounts for 1.
  • This study demonstrates one approach to prioritizing the location of on-site solar energy generation by avoiding potential conflicts with trees that provide multiple environmental benefits in urban areas. On-site distributed renewable energy generation, especially rooftop solar PVs, is receiving greater attention as a more sustainable way of generating energy in cities around the world, including in South Korea.
  • This study demonstrates the citywide assessment of a potential conflict between “green” initiatives: the impact of trees on on-site residential solar energy potential.
  • We choose the City of San Francisco as the study site because San Francisco contains a rich data set comprised of various typologies of buildings and trees. This study provides implications for crafting municipal solar energy planning, tree management and conflict resolution strategies.
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