[논문]AVR Microcontroller를 이용한 하이브리드 자연채광시스템의 성능에 관한 기초연구

임상훈; 오승진; 김원식; 정해준; 천원기

doi:10.7836/kses.2015.35.6.001

AVR Microcontroller를 이용한 하이브리드 자연채광시스템의 성능에 관한 기초연구
A Study on the Performance of a Hybrid Daylighting System Using AVR Microcontrollers 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.35 no.6, 2015년, pp.1 - 7

임상훈 (한국에너지기술연구원 태양열 연구실) , 오승진 (싱가포르 국립대학 기계공학과) , 김원식 (제주대학교 에너지공학과) , 정해준 (제주대학교 에너지공학과) , 천원기 (제주대학교 에너지공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper deals with the design and operation of a hybrid daylighting system that uses natural and artificial lighting to enhance visual comfort in buildings. The system was developed using an AVR micro controller for solar tracking in conjunction with dimming controls, which, acting together, enables the maximum use of natural daylight and also improves energy efficiency in buildings. Experimental results clearly demonstrates the usefulness of the present system capable of enhancing indoor lighting conditions when sufficient daylight is available and distributed appropriately in harmony with artificial lighting.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 자연채광의 효율을 극대화하기 위하여 마이크로컨트롤러 기반의 태양추적시스템과 디밍 컨트롤러를 활용하여 자연조명과 인공조명이 적용된 하이브리드 자연채광 시스템에 대한 기초연구를 진행하였다.

제안 방법

본 연구의 하이브리드 조명시스템은 광섬유케이블을 이용한 액티브자연채광과 전기를 이용한 인공조명의 결합기술에 그 기반을 두고 있으며, 포토센서 출력과 직달성분의 상관관계 분석을 통한 기초 실험으로 그 성능을 입증하였다. 자연채광에 의한 조명이 이루어질 경우 작업면의 평균 조도는 300lux, 전기에 의한 조명이 이루어질 경우 작업면의 평균 조도는 500lux로 측정되었으며, 전기조명과 병행하여 효과적으로 작동할 수 있음을 확인하였다.

대상 데이터

UART0은 GPS와 통신하여 GPS로부터 NMEA-0182 프로토콜을 수신한다. 이 NEMA프로토콜 중 시스템에 필요한 신호는 $GPRMC로 이 필드에서 UTC Time, UTCDate, 경도, 위도 데이터를 분류해 낸다. 이 데이터들을 사용하여 ATmega128은 시스템이 설치된 장소에서의 태양의 고도 및 방위각, 일출 및 일몰시간을 계산한다.

데이터처리

본 연구에서는 앞서 제안된 하이브리드 조명 제어 솔루션의 주 파라미터인 직달성분과 디밍 제어신호의 상관관계를 분석하였다. 다른 파라미터의 영향을 제한하기 위하여 암막 커튼은 사용하여 창문을 통하여 입사되는 자연광을 차단하였다.

성능/효과

본 연구에서 개발된 태양조명시스템은 기존 전기 조명설비와 함께 실내 조명원으로 사용될 수 있으며 특히 적절한 디밍 제어시스템을 적용할 경우 건물에너지 절감에 상당한 기여를 할 수 있다. Fig.
본 연구의 하이브리드 조명시스템은 광섬유케이블을 이용한 액티브자연채광과 전기를 이용한 인공조명의 결합기술에 그 기반을 두고 있으며, 포토센서 출력과 직달성분의 상관관계 분석을 통한 기초 실험으로 그 성능을 입증하였다. 자연채광에 의한 조명이 이루어질 경우 작업면의 평균 조도는 300lux, 전기에 의한 조명이 이루어질 경우 작업면의 평균 조도는 500lux로 측정되었으며, 전기조명과 병행하여 효과적으로 작동할 수 있음을 확인하였다. 향후, 담천공과 담천공하에서 효율적으로 작동하는 제어 알고리즘을 개발하고, 보다 많은 파라미터들과의 상관관계를 분석하면 본 기술의 최적화 적용에 한층 더 다가갈 수 있을 것으로 기대된다.

후속연구

자연채광에 의한 조명이 이루어질 경우 작업면의 평균 조도는 300lux, 전기에 의한 조명이 이루어질 경우 작업면의 평균 조도는 500lux로 측정되었으며, 전기조명과 병행하여 효과적으로 작동할 수 있음을 확인하였다. 향후, 담천공과 담천공하에서 효율적으로 작동하는 제어 알고리즘을 개발하고, 보다 많은 파라미터들과의 상관관계를 분석하면 본 기술의 최적화 적용에 한층 더 다가갈 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	실내로 유입되는 자연조명은 어떤 영향을 미치는가?	근래의 건축물들은 대부분 고층이며 거대하고 건축물과 건축물 폭이 좁고 밀접하여 실내공간으로의 자연조명 유입이 어려운 실정이다. 실내로 유입되는 자연조명은 인공조명의 사용량을 감소시킬 수 있어 경제적 효과 뿐 아니라, 재실자의 심리적 안정감이나 생리적 욕구에 지대한 영향을 미친다. 현재, 전 세계적으로 가장 이상적으로 자연조명을 실내공간에 유입하기 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다.
	디밍 컨트롤러의 구성요소는 무엇인가?	디밍 컨트롤러는 모든 구성요소들을 실시간으로 모니터링하고 제어를 수행한다. 구성요소로는 포토셀, 재실자 센서, 안정기(형광등밝기 제어)가 있다. 두 개의 포토셀 (PC1과 PC2)는 디밍 컨트롤러에 직접 연결된다.
	근래의 건축물에 실내공간으로의 자연조명 유입이 어려운 이유는?	태양에너지는 에너지 소비의 상당부분을 차지하고 있는 건물에너지의 효율적인 관리에 적지 않은 영향을 미친다. 근래의 건축물들은 대부분 고층이며 거대하고 건축물과 건축물 폭이 좁고 밀접하여 실내공간으로의 자연조명 유입이 어려운 실정이다. 실내로 유입되는 자연조명은 인공조명의 사용량을 감소시킬 수 있어 경제적 효과 뿐 아니라, 재실자의 심리적 안정감이나 생리적 욕구에 지대한 영향을 미친다.

참고문헌 (4)

Han Sang-Pil, A Study on Daylight Control Method for Securing Visual Comfort and Reducing Lighting Loads on Interior Lighting Environment, Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 32, No. 6, pp.100-105, 2012.

원문보기 상세보기
Park Byung-Yoon. Choi Chang-Ho, A Study on Daylighting Performance of an Inner Court with Reflecting Mirror System, Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 31, No. 4, pp.112-121, 2011.

원문보기 상세보기
Sung Tae-Kyung. et al., Performance Evaluation of Applied to Natural Light and Artificial Lighting Hybrid Dimming Control System, Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 34, No. 3, pp.66-74, 2014.
Seung Jin Oh. et al., Development of an AVR MCU-based Solar Tracker, Journal of Energy Engineering, Vol. 20, No. 4, pp.353-357, 2011.

원문보기 상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증