도시 생활구조물 활용을 위한 CIGS 태양전지 심미성 향상 제품디자인 개발융합연구

조재윤,장희수,정제윤,남원석,장중식 한국융합학회 2020 한국융합학회논문지 Vol.11 No.4

본 논문은 도시 생활구조물 활용을 위한 CIGS 태양전지 심미성 향상 제품디자인 개발융합연구로써, 기존 태양 전지 패널의 문제점을 파악하고 제품디자인의 심미성 요소를 바탕으로 설문조사와 FGD [전문가 집단 토론]를 통해 CIGS 태양전지 심미성 향상을 위한 전문적인 심미성 요소를 도출하였다. 도출된 심미성 요소 중 ‘환경 조화성’, ‘패턴 균형성’, ‘시대 보편성’ 이렇게 상위 3종을 콘셉트로 제품 디자인 프로세스를 진행하여 심미성 향상을 위한 CIGS 태양전 지 모듈 디자인과 어셈블리 디자인을 도출하였으며, 제품 시뮬레이션을 통해 아파트, 베란다와 창호, 스트릿퍼니처에 적용했다. 본 연구는 추후 실제 도시 생활구조물에 활용해 심미성과 CIGS태양전지의 기능을 적용하기에 적합하며, 향 후 연구방향은 다양한 패턴과 구조적 디자인개발에 관한 연구가 필요하다. This paper is a product design convergence study to improve the aesthetic quality of CIGS solar cells for utilizing urban living structures, identifying problems of existing solar cell panels and drawing expert aesthetic elements for improving CIGS solar cells through survey and [Group discussion of experts] based on aesthetic elements of product design. Out of the aesthetic elements derived, the top three models of the product design process were 'environmental harmonization', 'pattern balance', and 'period universality' to derive the design and assembly design of the CIGS solar cell module for improving aesthetic quality, and applied to apartments, veranda, windows, and streetcar through product simulation. This study is suitable for applying aesthetic and CIGS solar cell function later to actual urban living structure, and future research direction needs to be studied on various patterns and structural design development of design.

농촌태양광에 대한 소셜미디어 게시글과 이용자 댓글 분석

하지영,이승현,김덕현 한국경영정보학회 2021 한국경영정보학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11

본 연구에서는 농촌태양광 발전 사업에 대한 사회적 여론을 확인하고 사업 추진에 대한 정책적 시사점을 제시하고자 하였 다. 이를 위해 농촌태양광 발전 관련 소셜미디어(유튜브) 데이 터를 수집하였다. 총 512건의 영상과 댓글 9,929건에 대하여 토픽모델링 분석을 한 결과, 12개의 주제로 분류되었다. Topic-1 신재생에너지로써 농촌태양광 발전 사업 확대, Topic-2 발전시설 설치 관련 뉴스, Topic-3 농촌태양광 발전사 업 문의, Topic-4 농촌태양광 발전사업 추진 규모와 수익, Topic-5 농촌태양광 발전시설 허가 주민 반대, Topic-6 영농형 태양광 모듈 제조사(중국산, 한국산), Topic-7 경남 습지보호 행사(습지에 태양광 설치), Topic-8 산사태 농촌지역 피해, Topic-9 영농형 태양광 소개, Topic-10 버섯 재배사 태양광 발 전, Topic-11 영농형 태양광 관련 법안 발의, Topic-12 패널 활 용 관련 뉴스이다. 이 중 Topic-9와 Topic-5의 영상 비중이 높 고, 사람들의 관심이 높았던 주제는 Topic-2(긍정반응)와 Topic-6(부정반응)이었다. 주제에 대한 이용자들의 댓글 분석 결과, '중국산 패널의 중금속 환경 파괴 우려'의 언급량이 가 장 높았다. 이에 중국산 패널에 대한 댓글 작성자들을 중심으 로 주요 관심사를 살펴본 결과, 중금속 패널과 영농형 태양광 을 동시에 언급하거나, 중금속 패널과 현 정부의 신재생에너 지 설치 문제를 동시에 언급하고 있었다. 이러한 결과는 신재 생에너지에 대한 국민적 관심도는 높지만 태양광 설치로 인한 환경파괴에 대하여 우려하는 시선이 있다는 것을 시사한다. 따라서 자칫 농촌지역 태양광 설치로 인해 환경적 피해사례가 발생할 경우, 정부에 대한 반감으로 이어질 수 있으므로 이를 고려한 정책 결정이 필요하다.

태양광 발전시설 관련 법제와 자치입법의 과제

김희곤(Kim, Hee-Gon) 한국토지공법학회 2019 土地公法硏究 Vol.85 No.-

1986년 체르노빌 원전사고, 2011년 일본 후쿠시마 원전사고를 계기로 하여 세계적으로 탈원전 내지 원전비중을 줄이려는 방향으로 에너지 정책이 변화됨에 따라 그에 대한 대체로서 태양광 등 신재생에너지에 대한 관심과 그 비중이 증가되고 있다. 그에 따라 우리의 경우에도 일찍부터 태양광 등 신재생에너지의 비중을 늘리기 위한 확대정책을 수립･추진하여 왔으며, 특히 2017년 5월 문재인 정부 출범 이후 정부(산업통상자원부)는 2017년 12월 재생에너지 3020 이행계획(안)을 발표하고, 2018년에는 공론화위원회의 결정을 거쳐 탈원전정책을 표방한 가운데, 각 지방자치단체로 하여금 태양광 등 신재생에너지 설치를 적극 장려하도록 하고 있다. 그렇지만 태양광이 가져 올 영향(이익, 불이익)이나 태양광이 들어 설 지역 주민의 입장은 충분히 고려하지 않은 채 무조건 장려한 결과 입지선정 등을 둘러싸고 사업자와 주민간에 충돌이 발생하는 등 부작용이 속출하였고, 이에 뒤늦게 정부 등이 나서 자치단체별로 필요한 부지선정 기준 등을 마련하여 부작용을 방지할 수 있도록 권고하기도 하였다. 그렇지만 우리나라의 태양광 등 신재생에너지 정책이 제대로 정착되기 위해서는 다음과 같은 문제점에 대한 심도있는 해결책의 모색이 필요하다고 생각된다. 첫째, 태양광 발전시설 입지 관련 갈등의 해결방안으로는 지역 주민의 인간으로서 존엄성, 특히 평온한 주거환경 등 인간으로서 당연히 누려야 할 기본적인 생존권 존중을 최우선으로 하는 입장에서의 접근이 필요하다고 생각된다. 따라서 마을이나 민가가 형성되어 있는 지역에의 태양광 발전시설 설치는 당해 지역 주민의 자가(자체) 소비형이나 공동수익형은 용이하게 허용하되, 외지인에 의한 수익형의 경우에는 불허함을 원칙으로, 다만 예외적으로 허용시에는 마을 공동체의 평온한 거주 환경 등의 유지를 위한 위치제한, 거리제한 등의 보다 엄격한 제한이 필요하다. 둘째, 태양광 발전사업 관련 법제의 입법체계상 문제점의 해결방안으로는 ① 인허가시 고려해야 할 특색있는 중요한 기본원칙(지침) 사항의 규정 ② 발전사업허가 법제와 개발행위 허가 법제 등 관련 개별 법제간의 유기적인 연계 확립 등을 들 수 있고, 셋째, 태양광 발전사업 관련 인허가절차상 문제점의 해결방안으로는 불필요한 지연 등의 해소책 마련 등을 들 수 있으며, 넷째, 태양광 발전사업 관련 지원체계상 문제점의 해결방안으로는 의무공급제(RPS)와 발전차액지원제도(FIT) 등 우리 실정에 적합한 지원제도 마련 및 일관성 있는 시행 등을 들 수 있다. 또한 태양광 설치 관련 조례 등 자치입법과 관련하여 국가입법시 해결 내지 개선되어야 할 점으로는 ① 핵심적인 기본적인 사항만의 법률에의 꼼꼼한 규정(골격입법 원칙) ② 시행령 등 행정입법의 지양과 조례에의 위임 확대 ③ 주민 관련 주요 정책이나 기본계획의 수립･변경시 자치단체 등 주민참여 필수화 등이다. Recently renewable energy for exemple solar light, wind power, tidal power etc. is rapidly spreading around the world. Our country also has been spreading the installation of Solar light power plant since 2010. On the other hand recently has emerged social conflict between enterprisers and residents on the location of the Solar light power plant across the country. Therefore some residents had left their familiar native place because of installation of the Solar light power plant just near their home. This study is accordingly concentrated on the probleme und task of the legal-system on the installation of the Solar light power plant. The major points of this study are as follows : Ⅰ. Introduction Ⅱ. The Permission situation of the Solar light power plant Ⅲ. The main contents of legal-system on the Solar light power plant Ⅳ. The problemes on the Solar light power plant and their solution Ⅴ. The legal-system on the Solar light power plant and the task of local-self rulemaking Ⅵ. Conclusion

태양에너지 이용 향상을 위한 태양 전지의 기하하적 배치

조태호 에너지기후변화교육학회 2016 에너지기후변화교육 Vol.6 No.2

건축물의 가치와 에너지 절감을 위하여 태양전지는 많은 건축물에 응용되고 있다. 일반적으로 상용화된 태양전지의 설치방법들은 모듈이나 어레이의 2차원적 배열을 기본으로 하고 있어 설치면적에 많은 제약을 받는다. 2차원적인 태양전지의 배열에서 벗어나 태양의 입사각, 그림자 발생 억제, 모듈 당 셀의 수 등을 고려한 3차원적인 구조를 갖는 태양전지 모듈을 개발할 필요가 있다. 3차원적인 태양전지 모듈의 설치는 단위 면적당 태양전지의 발전효율을 최대로 증가시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 태양전지 모듈을 2차원 평판형과 3차원 서랍형, 방사형, 계단형을 제작하여 기하학적 배치에 따른 태양전지의 효율을 비교하였다. 3차원 태양전지 모듈은 2차원 평판형 태양전지에 비해서 효율이 향상되었다. 특히, 서랍형 태양 전지 모듈은 다른 태양 전지 모듈(평판형, 계단형, 방사형)에 비해 전력 효율이 높으며, 이동 및 보관이 용이하다. 그러나 방사형의 경우 모듈의 제작단계에서의 오류가 많고, 태양전지 셀을 가공함으로 인해 효율적인 측면에서 좀 더 보완할 필요가 있었다.

반투명 염료감응형 태양전지 모듈 개발

기현철 한국공업화학회 2020 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2020 No.-

선진국과 국내에서 제로에너지 건축물의 의무화가 진행되고 있으며, 신재생에너지와 결합 한 건물 자체 에너지 생산이 요구되고 있다. 또한 건물과 주택의 전면 창 도입 증가에 □라 효율성 및 미적 측면에서 창호 일체형을 선호하고 있으며 도심형 건축물의 투과도 조절 기능, 자가 발전을 위한 건물일체형 태양광 발전등이 요구되어 지고 있다. 이러한 건물일체형 태양광 발전의 태양전지 중 염료감응형 태양전지, 유기태양전지의 경우 투과도와 색구현의 특성으로 창문을 통하여 전기를 발생할 수 있는 전력원으로 가능하나 내구성 및 타 태양전지와 비교하여 효율이 낮기 때문에 건물일체형 태양광 발전 적용에 어려움이 있다. 건물일체형 태양전지에 적합한 염료감응형 태양전지의 모듈 제작, 내구성을 위한 실링 기술 그리고 에너지 재 사용을 위한 저조도 발전에 적용한 염료감응형 태양전지 모듈에 대한 연구을 진행하였다.

태양광 산업의 환경 변화와 정책

최혁준(Choi, Hyukjoon),김민지(Kim, Minji),김해연(Kim, Haeyeon),윤가혜(Yun, Ga-Hye),임석기(Lim, Seok Ki) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

신 재생에너지 정책이 발전차액지원제도(Feed In Tariff; FIT)에서 신 재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard; RPS)로 변화하면서 원별 경쟁이 가속화되고 있다. 태양광 산업 역시 이러한 환경 변화에 대처해야 하며, 그를 위한 정책 구성이 필요하다. 이에 태양광 산업 정책은 크게 두 부분으로 구분하여 진행해야 한다. 첫째, 폴리실리콘(Poly silicon)을 활용하는 다결정실리콘 태양광에너지에 초점을 맞춘 정책이며, 둘째, 미래에 상용화될 차세대 태양광 에너지에 대한 대비를 위한 연구 개발(R&D) 정책이다. 먼저 다결정실리콘 태양광에너지에 초점에서의 산업 정책은 산업육성정책과 수출정책, 인프라 구성 등으로 나눌 수 있다. 현재 과도한 국가부채로 인한 세계경제 악화로 태양광에너지 업체들의 경제성이 악화하고 있다. 더욱 빨리 그리드 패리티(Grid Parity)를 달성하기 위해 수직통합 등의 필요성이 대두하고 있다. 이에 본 연구는 그리드 패리티 달성시기를 위해 태양광 산업 내 세대 변화를 하는 경우와 하지 않는 경우를 비교하기 위해 고려할 요소를 분석하였다. 현재 신 재생에너지 가운데 태양광에너지는 타에너지원 대비 가격경쟁력을 갖추지 못한 상황이다. 그러나 수출을 고려했을 때의 향후 한국의 차세대 성장동력으로의 발전가능성이 존재한다. 따라서 가격경쟁력이 가장 중요한 영향을 미칠 신 재생에너지 의무할당제 정책 하에서 태양광에너지가 전혀 채택되지 않는 상황을 막기 위한 정책이 필요하다. 그를 위해 필요한 정책적 요소들을 알아보았다. 마지막으로 인프라 구성을 위해 태양광 산업의 가치사슬(Value Chain) 상에서의 기업 분포와 경쟁력에 대한 조사를 시행하였다. 이는 태양광 산업 내의 경쟁력을 갖춘 부문과 그렇지 못한 부문을 구별하기 위함이다. 미래에 상용화될 차세대 태양광 에너지를 준비하는 과정에서는 연구개발 관련 정책이 가장 중요하게 다뤄야 할 부분이며, 그를 위해 정부 차원에서 지원하고자 하는 기술로드맵 등에 대해서 정리하였다.

태양 흑점활동이 측위오차에 미치는 영향

유윤자(Yunja Yoo),조득재(Deuk-Jae Cho),박상현(Sang-Hyun Park) 한국항해항만학회 2011 한국항해항만학회지 Vol.35 No.6

태양 흑점수의 증감주기 (약 11년)에 따른 태양폭발 (태양에서의 플레어 현상)은 태양 코로나 물질을 대방출하는 태양폭풍을 야기한다. 미국해양대기청 (NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration)은 태양 흑점활동이 2013년과 2014년 사이에 극대화 될 것이라고 예상했다. 강력한 태양폭풍의 영향이 지구에 미쳤을 경우 인공위성을 이용한 전 세계 측위시스템의 교란, 각종 통신수단 및 TV, 라디오 방송 등이 영향을 받을 것으로 예상된다. 실제로 1989년 태양폭풍은 캐나다에서 정전사태를 일으켜 9시간동안 약 600만 명이 정전으로 인한 피해를 입은 사례가 있다. 이와 같은 초강력 태양폭풍은 인공위성의 수명을 약 5∼10년 정도 단축시키며 이로 인한 경제적 손실 및 파급효과를 고려하면 액수는 수십조 원에 달할 것으로 예상된다. 최근 2011년 2월 15일 10시 45분경 (01:30 - UTC)에 발생했던 X급 태양폭발에 의해 발생한 태양폭풍의 영향이 2011년 2월 18일 오전 10시 30분경 우리나라 (보현산 관측소)에서 관측되었다. 본 논문에서는 현재 흑점수가 증가하고 있는 시점에서 2월 18일의 태양폭발 일주일 전후 지자기 데이터를 비교하고, 또한 대전과 서울지역에서 관측한 RINEX 데이터를 이용하여 측위결과를 비교 분석하였다. 태양폭풍이 지구에 도달한 2011년 2월 18일의 지자기 관측값은 일주일 전후 데이터와 비교하여 양자(Proton) 자력계 관측결과가 요동하였고, 대전과 서울지역에서의 측위결과도 태양폭풍 일주일 전후와 비교하여 2월 18일에 가장 큰 측위오차를 보였다. Solar flares have the 11-year cycle and release a large energy which may produce coronal mass ejections (CME). The NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) predicted that the sun spot activity will be maximized in 2013-2014. A strong solar flare can cause the disturbance of global positioning system including various communication of TV, radio broadcasting. The actual solar storm in 1989 caused power outages in Canada during 9 hours and about 600 million people had experienced a blackout. Such a solar storm can shorten the GPS satellite’s life span about 5 to 10 years which can resulted in economic loss considering the amount of multi-billion won. This paper analyzed the influence of recent X-class solar storm occurred on 15th of February about 10:45 this year that was reached Korea (Bohyun observatory) on 18th of February about 10:30 (01:30 - UTC), and compared with the data before and after a week. The proton data of 18th of February considered that the solar storm reached on earth showed a fluctuation compared to the data before and after a week. The positioning results at Daejeon and Seoul of Korea also showed higher positioning error compared to the data before and after a week results.

태양광 발전량 예보 오차 완화를 위한 태양광 - 그린 수소 - 연료전지 시스템 수치모의 연구

김창기(Chang Ki Kim),김현구(Hyun-Goo Kim),강용혁(Yong-Heack Kang),조현석(Hyun Seok Cho) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7

태양광 발전시스템 보급이 급격히 증가함에 따라 전력 계통 운영에 불안정이 야기된다. 일례로 태양광 발전량에 의해 주간에 실질적인 전력수요의 감소로 주·야간 전력수요의 차이가 감소하는 Duck-Curve 현상이 빈번히 발생한다. 이와 더불어 태양광 발전시스템이 기상요소에 의존하기 때문에 태양광 발전량의 간헐적인 특성은 태양광 발전량 증감발 현상(Ramp Rate)을 증가시켜 전력계통에 부하를 가중하거나 주파수 특성의 급격한 변동을 초래한다. 이러한 태양광 발전량 특성을 완화하기 위하여 태양광 발전량 예보를 통한 에너지 관리 시스템을 개발하는 노력이 있으나 기상예보의 오차에 의해서 태양광 발전량 예보 오차가 발생할 수 있다. 예보 오차 완화를 위하여 보조 전원체계인 ESS, 양수발전, LNG 발전, 수소연료전지 등이 있는데, LNG 발전은 화석연료를 사용하고, 양수 발전은 지역적 특성에 민감하며, ESS의 경우 배터리 용량 문제가 대두된다. 따라서 본 연구에서는 수전해-연료전지 시스템을 모델링하여 태양광 발전량 예보 오차 완화에 어떤 영향을 주는지 파악하고자 한다. 태양광 발전량 예보데이터는 한국에너지기술연구원에서 운영중인 KIEReCAST에서 생산하는 48시간 예보데이터 중 03 KST에 발표된 자료를 사용하였다. 태양광 발전량에 대한 실측 데이터는 한국에너지기술연구원 3연구동에 설치된 60kWp 태양광 발전시스템을 사용하였다.

태양광 패널 설치를 고려한 건축 디자인 지침 개발 연구

문창호 대한건축학회지회연합회 2019 대한건축학회연합논문집 Vol.21 No.4

The purpose of this study is to propose the building design guideline considering photovoltaic panel installation through the analysis of relevant guidelines from home and abroad in terms of building design and solar panel installation. Conclusions can be summarized as followings; Considerations in building design : selection of the site with high solar accessibility, avoidance of the shade from the adjacent building & trees, south facing orientation of solar panel in building design, removal of shade on the solar panel from the part of building itself, load consideration of solar panel & fixing materials, safe passage securement for solar system maintenance, and planning of piping and mechanical room for solar system. Considerations in solar panel installation : harmonizing of solar panel with surrounding environment, unity of solar panel orientation & slope, regular maintenance of solar system, (in case of flat roof installation) solar panel installation afloat over the roof, installation area within the roof floor, and lower than parapet height, (in case of sloped roof installation) solar panel installation parallel with the roof slope, ventilation space securement below the panel, installation area within the roof surface, and similar material installation in empty space. 태양광 패널 설치를 고려한 건축 디자인 지침을 개발하기 위하여 국내외 지침을 분석하여, 건축물 계획과 태양광 발전 시설로 구분하여 지침을 다음과 같이 제안하였다. 건축물 계획의 고려사항 : 태양광 접근성이 양호한 대지 선정, 주변 건축물로부터 음영 피하기, 건물에 설치되는 태양광 패널 남향 배치, 건물이 태양광 패널에 음영을 주지 않도록 계획, 태양광 패널의 하중 고려, 태양광 시스템 유지관리를 위한 안전통로 확보, 태양광 설비를 위한 배관 및 기계실 계획. 태양광 패널의 배치 고려사항 : 태양광 패널과 주변환경의 조화, 태양광 패널의 방향이나 경사는 통일감 유지, 정기적으로 유지관리, (평지붕) 태양광 패널은 바닥으로부터 띄우고, 지붕면 이내 및 파라펫 높이 이하로 설치, (경사지붕) 지붕면과 평행하고, 아래에 통풍공간 확보, 지붕면 이내로 설치하고 빈 부분은 유사한 재료로 마감

태양광 추적기반의 파라볼릭을 이용한 태양열 집열장치 프로토타입에 관한 연구

정세훈,김종호,심춘보,박성균 한국전자통신학회 2016 한국전자통신학회 논문지 Vol.11 No.4

Efforts have continued in recent years to research and develop new alternative energy sources to replace coal and oil. These days interest is exploding in new pollution-free renewable energy due to the rising prices of finite energy sources. In the field of solar energy, one of new renewable energy that has been actively researched and commercialized, research efforts have been focused on solar light energy, whose efficiency has, however, reached a saturation point already. Thus, this paper proposed a solar tracking-type parabolic heat collection device to utilize solar thermal energy rather than solar light energy. The proposed device was designed in a parabolic form to collect solar heat effectively. The investigator made its prototype by incorporating a five-axis censor-based solar tracking technology in it to sense changes to the location of the sun according to the seasons and periods. In addition, an administrator interface was designed and implemented for the efficient management of heat collection device. 석탄과 석유를 대신할 새로운 대체 에너지의 연구 및 개발은 지난 수년간 계속해서 연구되고 있다. 최근엔 유한 에너지 가격 상승으로 인하여 무공해 신재생 에너지의 관심이 증가하고 있다. 특히 기존에 활발히 연구되고 상용화된 신재생 에너지 분야 중 태양에너지는 태양광 에너지에 주된 연구가 이루어져 있다. 그러나 태양광 에너지의 효율성은 이미 포화상태에 도달하였다. 이에 본 논문에서는 태양광이 아닌 태양열 에너지를 활용할 수 있는 태양광 추적형 파라볼릭 집열장치를 제안한다. 제안하는 태양열 집열장치는 효과적으로 태양열을 집열하기 위하여 파라볼릭 형태로 제안하고, 계절 및 시기에 따른 태양의 위치변화를 감지할 수 있도록 5축 센서 방식의 태양광 추적형 트래킹 기술을 결합한 태양열 집열장치의 프로토타입을 제안한다. 또한 집열장치의 효율적인 관리를 위하여 관리자 인터페이스를 설계 및 구현한다.