비 온 날

Fig 22.는 해당일(2009.08.07)의 일사가 오전 10시에 급격히 줄어들고 비가 내림으 로서 11시의 온도가 12시의 온도보다 높은 현상이 발생하였으나 비가 오는 도중에도 일시적인 일사가 있어 온도가 다시 상승하여 14시경에 최고온도에 도달하였다.

내부공기의 온도는 일사에 따라 상승하거나 하강하는 것을 볼 수 있고, 물의 온도는 서서히 상승하고 하강하는 것을 볼 수 있다.

Fig 22. The isotherm at 45^o tilted angle on a rainy day (2009.08.07)

Table 9.는 10시 이후부터 구름이 많아지고 12시 이후부터는 매우 많은 양(62.1 mm) 의 비가 온 날의 응축특성이다.

오전부터 구름이 많고 비가 옴으로 인하여 일사량이 작아 물의 온도상승이 매우작 고, 경사각별 물의 온도차이가 5℃ 이내이며, 공기온도는 비열이 작은 관계로 65.8℃

까지 42℃ 상승하였으나, 물의 온도는 상승하지 못하여 응축양은 내부 공기체적이 큰 장치에서 많은 양이 응축되었고, 경사각별로 711 ml(60^o) > 653 ml(30^o) > 588 ml(15^o)

> 571 ml(45^o) 순으로 응축되었다.

이 날의 태양과 수직경사면의 각도는 19.1^o 로서 경사각별 집열면적은 1.03 m²(15^o)

< 1.13 m²(30^o) < 1.27 m²(45^o) < 1.51 m²(60^o)이며, 집열면적이 넓은 경사각이 큰 장치 에서 많은 양의 응축수가 발생하였다.

Table 9. The condensation characteristic at each tilted angle on a rainy day (2009.08.07)

Tilted angle

Division 15^o 30^o 45^o 60^o

Solar radiation (kJ/m²∙d) 4,319 Vertical slope angle on the sun

(^o) 19.1^o

Glass area (cm²) 10,350 11,540 14,140 19,999 Inner air volume (cm³) 254,000 407,000 620,000 985,000

Collecting area (cm²) 10,330 11,330 12,720 15,120 Air volume per collecting area

(cm³/cm²) 24.59 35.92 48.74 65.15 Maximum temperature

(℃)

Water 42.3 45.0 40.2 40.4 Air 55.2 57.6 64.7 65.8 Condensation volume

(A rainy day, ml/m²∙d) 588 653 571 711 Solar radiation per

condensation volume (kJ/ml) 7.74 6.61 7.56 6.07

Table 10.은 실험기간 중(2010.01 ~ 2010.12) 비가 온 날은 122일 동안으로 기상조 건과 응축수 발생량을 나타낸 표이다.

기간 중 구름양 평균은 83% 이며, 연간 평균일조시간은 5.0시간 보다 매우 짧아 1.9 시간에 불과했다. 비 온 날의 연간 평균일사량 값은 8,242 kJ/m²∙d 이었으며, 연평균 일사량 12,540 kJ/m²∙d 의 66% 정도로서 일사량에 의한 응축조건 형성에 불리하였다.

30^o 경사각의 경우 연간 응축수 발생량의 30.38% 인 123,006 ml 의 응축이 발생하여 가장 많았으며, 이는 실험장소인 광주지방의 태양광이 수직으로 입사하는 경사면의 각 도가 연평균 35.1^o 로서 장치의 경사각이 30^o 인 장치에서 가장 많은 일사량을 받을 수 있어 응축수량이 많았다.

1 ml 의 응축수가 발생하는 데에는 8.18 kJ 의 일사량이 필요하였다.

Table 10. The condensation characteristic on a rainy day for a year (2010.01 ~ 2010.12)

Tilted angle

Division 15^o 30^o 45^o 60^o

Solar radiation (kJ/m²∙d) 8,242 Amount of cloud (%) 83 Duration of sunshine (h) 1.9

Glass area (cm²) 10,350 11,540 14,140 19,999 Average condensate amount

(A rainy day, ml/m²∙d) 945 1,008 681 661 Condensate amount (ml/m²∙y) 381,204 404,846 276,247 272,969

Solar radiation per

condensation volume (kJ/ml) 8.72 8.18 12.10 14.4

Fig 23.은 실험기간 중 비 온 날들의 응축수 발생량과 일사량의 관계를 회귀분석 한 결과이다.

비 온 날의 경우 일사량에 관계없이 30^o 경사각에서 가장 많은 양이 발생하였고, 45^o, 60^o 경사각에서는 적은 양의 응축수가 발생하였는데, 이는 구름이 많아 일사량이 적고, 경사각이 큰 장치는 장치내부의 공기체적이 커서 일사량에 의한 공기와 물의 온 도상승이 불리하였기 때문이다.

Fig 23. The solar radiation and the condensed water on rainy days at each tilted angle (2010.01 ~ 2010.12)