국내 태양광시스템 설치지역을 위한 일조시간에 의한 일사예측에 관한 연구
조덕기*,윤창열*,김광득*,강용혁*
*한국에너지기술연구원(
dokki j o@ki e r . r e . kr/ yunc y@ki e r . r e . kr/kdki m@ki e r . r e . kr/
yhkang@kier.re.kr)A Study on the Estimating Solar Radiation Using Hours of Bright Sunshine for the Installation of Photovoltaic System
in Korea
Jo,Dok-Ki* Yun,Chang-Yeol* Kim,Kwang-Deuk* Kang,Young-Heack*
*KoreaInstituteofEnergyResearch(
do kki j o @ki e r . r e . kr/ yunc y@ki e r . r e . kr/
kdki m@ki e r . r e . kr/
yhkang@kier.re.kr)Abstract
Solarradiationdataarethebestsourceofinformationforestimatingaverageincidentradiation.Lackingthis ordatafrom nearbylocationsofsimilarclimate,itispossibletouseempiricalrelationshipstoestimateradiation from daysofhoursofbrightsunshine.
Itisnecessarytoestimatetheregressioncoefficientsinordertopredictthedailyglobalradiationonahorizontal surface.Thereforemanydifferentequationshaveproposedtoevaluatethem forcertainareas.Inthisworkanew correlation hasbeen madeto predictthesolarradiation for16differentareasoverKorea by estimating the regressioncoefficientstakingintoaccounthoursofbrightsunshine.
Particularly,theproposedstraightlineregressionmodelshowsreliableresultsforestimatingtheglobalradiation onahorizontalsurfacewithmonthlyaveragedeviationof-0.2to+0.5% andeachstationannualaveragedeviation of-1.6to+1.7% from measuredvalues.
Keywords:태양복사 (SolarRadiation),수평면 전일사량 (GlobalRadiationonHorizontalSurface), 일조시간(HoursofBrightSunshine),직선회귀모형 (StraightLineRegressionModel)
1.서 론
투고일자 :2011년 6월 7일,심사일자 :2011년 6월 27일,게재확정일자 :2011년 8월 11일 교신저자 :조덕기(dokkijo@kier.re.kr)
[논문] 한국태양에너지학회 논문집 Journal of the Korean Solar Energy Society
Vol. 31, No. 4, 2011 IS S N 1 5 9 8 - 6 4 1 1
1.서 론
최근에 태양에너지사업 수행지역이 확대됨 에 따라 태양광시스템의 설계기준 및 이에 따 른 설계자료로서 해당지역에 대한 정확한 일 사자료가 매우 절실히 요구되고 있다.그러나 일사측정 지역이 일부지역에만 국한됨에 따 라 우리나라 전 지역에 대한 일사량 산출은 현실적으로 불가능한 실정이다.
일반적으로 일사자료가 없는 지역에서는 기 상조건이 유사한 지방의 측정자료를 사용하는 것이 통상적이나,그렇지 못한 지역에서는 그 지역의 일조율이나 운량 등 관련 기상자료를 이용하여 일사량을 예측하는 방법이 매우 유효 하게 널리 사용되고 있다.즉,태양으로부터 지 구표면에 도달되는 복사에너지는 대기권을 통 과하는 사이에 전리층과 오존층에 흡수되며, 또한 대기중의 구름이나 수증기,이산화탄소, 먼지 등에 의해 상당량이 흡수되거나 산란되어 지표면에 도달되고 있다.
이와 같이 일사량은 대기상태 및 특성에 의 해 크게 달라짐에 따라 많은 학자들은 일사량 과 관련 기상매개변수사이에 함수관계가 있을 것으로 간주하여 이들간의 상관관계
1 ) 2)
를 오래 전부터 연구하여 왔다.따라서,본 논문에서는 이와 같은 점을 고 려하여 우선 일사량을 측정하는 지역에서 측 정된 일사자료와 일조시간과의 상관관계를 유도하여 지역상수를 산출하고,해당지역의 일사량을 기기고장이나 교정 등으로 측정하 지 못할 시,이 상수를 해당 지역에 적용하여 일사량을 예측하고자 하였으며,또한 현재 관 측을 수행중인 지역에 대해서도 일사자료를 추정하여,그 지역 측정자료의 질적수준을 평 가하는 보편으로도 이용하고자 하였다.
1)H.P.Garg,TreatiseonSolarEnergy,JohnWileyNew York,1982.
2)Duffie John A.and Beckman William A.,SolarEngineering ofThermalProcess,John Wiley& Sons,Inc.,1991
2.일사예측 이론적 배경
1922년 초기에 분광학자인 Angstrom에 의 해 최초로 월평균 1일 청명일사량에 대한 수 평면 전일사량의 비를 그 지방의 월평균 1일 일조율 즉,월평균 1일 가조시간에 대한 일조 시간의 비와의 관계식으로 식 (1)과 같이 제 시되면서 부터 일사량을 이론적으로 예측하 기 위한 연구가 시작되었다.
H
Hc
= a'+b'nN
(1)여기서,H :월평균 1일 수평면 전일사량 Hc:월평균 1일 청명일사량 n :월평균 1일 일조시간 N :월평균 1일 가조시간 n/N :일조율
a',b':경험적 상수
이다.
그러나,위 식은 청명일이라는 개념이 명확 하지 않아 최근에 와서는 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 Page(1964)및 Garg(1967) 와 같은 학자들은 청명일일사량 대신에 대기 권밖 일사량을 근거로 한 관계식으로 식 (2) 와 같이 유도하였다.
H
Ho
=a+b nN
(2)여기서,Ho :월평균 1일 대기권밖 일사량 H/Ho :일사율
a,b :개정된 경험적 상수
이며,월평균 1일 대기권밖 일사량은 다음 식 의해 산출할 수 있다.
H
o
=24× 3600/π
․Gs c
[1+0.033cos (360d/365)]× [cosφ
cosδ
sinω
s +2πω
s/360․sinφ
sinδ
] (3)여기서 G
s c
:태양상수 (1,353W/m2
) d :통산일(通算日)φ
:해당지방의 위도δ
:일적위=23.45sin(360․284d/365)
ω
s :일몰시간각cos
ω
s=-tanφ
tanδ
3.일사예측 상관식 산출
예측기법에 적용되는 인자로서는 해당지역 수평면 전일사량과 운량으로 표 1에서 보는바 와 같이 전국 주요 16개 지역을 선정하여 이들 지역에서 1982.1~ 2010.12기간 동안에 측정 된 29년간의 1일 데이터(254,040개)를 이용하 였다.
또한,이들 인자 중 수평면 전일사량은 한 국에너지기술연구원 측정네트워크에서 미국 Eppley사에서 제작한 수평면일사계와 동사의 적분기록장치,그리고 Vaisala사의 데이터수 집장치에 의해 관측되었으며,태양의 직사광 이 지표면에 비친 시간인 일조시간 관련 기상 자료는 동기간 동안에 기상청에서 발행한
“기상년․월보”1일 자료
3)
를 사용하였다.일반적으로 운량에 의한 일사예측 방법에 서 지역상수 a",b"값은 표준치의 회귀함수 로 나타나며,각 측정지역에서 관측된 수평 면 전일사량,운량 등의 기상자료를 기초로 최소자승법
4 )
을 사용하여 다음 식과 같이 산 출할 수 있다.3)기상청,“기상년․월보”,1982~ 2010.
4)Montogomery,Douglas C.,Design and Analysis ofExperimental (ThirdEdition),JohnWiley& Sons,Inc.,1981.
지 역 명 지 역 번 호 위 도 경 도 고 도 (m) 춘 천 101 37
o
54' 127o
44' 74.0 강 릉 105 3745 12854 26.0 서 울 108 3734 12658 85.5 원 주 114 3720 12757 149.8 서 산 129 3646 12628 19.7 청 주 131 3638 12726 59.0 대 전 133 3622 12722 67.2 포 항 138 3602 12924 2.5 대 구 143 3553 12837 57.8 전 주 146 3549 12709 51.2 광 주 156 3510 12653 70.3 부 산 159 3506 12902 69.2 목 포 165 3449 12622 36.5 제 주 184 3331 12632 22.0 진 주 192 3512 12806 21.5 영 주 272 3652 12831 209.5 표 1.일사예측 시뮬레이션을 위한 선정지역 명세즉,
∑ N
i = 1
[aX(i)+b-Y(i)]2의 식이 최 소가 되는 a,b를 구하는 것으로서,a={N
Σ
X(i)Y(i)-[Σ
X(i)][Σ
Y(i)]}/{N
Σ
[X(i)]2-[Σ
Y(i)]2} (4) b= 1N
[Σ
Y(i)-Σ
X(i)] (5)이다.또한 R은,
R ={
Σ
[X(i)-X)]-[Y(i)-Y]}/{
Σ
[X(i)-X]2Σ
[Y(i)-Y]2} (6)이며,R이 1에 가까울수록 회귀식이 실측치와 거의 일치하는 a,b값들을 계산함을 나타낸다.
월 지역
상수 춘천 강릉 서울 원주 서산 청주 대전 포항 대구 전주 광주 부산 목포 제주 진주 영주
1월
a"
2 . 9 4 8 4 3 . 1 1 1 4 2 . 7 9 5 5 3 . 2 1 9 8 3 . 5 9 4 5 3 . 2 0 0 8 2 . 9 0 1 6 2 . 6 1 4 4 2 . 8 7 5 8 3 . 0 0 4 2 3 . 4 0 2 3 . 1 2 9 3 . 7 3 1 2 2 . 7 4 2 4 3 . 3 7 1 9 2 . 7 5 3 2
b"0 . 8 7 5 2 0 . 9 2 0 9 0 . 8 6 0 1 0 . 9 6 2 3 0 . 9 6 0 1 0 . 9 2 4 4 1 . 0 0 7 1 1 . 0 4 4 6 0 . 9 1 5 7 0 . 9 5 2 7 0 . 9 6 7 4 0 . 9 3 9 9 0 . 9 9 0 2 1 . 0 9 5 9 1 . 0 3 4 5 0 . 8 9 0 9
R0 . 8 8 6 8 0 . 9 1 2 2 0 . 8 5 8 9 0 . 8 9 4 5 0 . 9 0 1 0 . 8 7 6 9 0 . 9 0 6 5 0 . 9 2 2 6 0 . 8 7 9 9 0 . 8 9 8 4 0 . 8 8 5 3 0 . 8 4 7 0 . 9 1 0 4 0 . 9 0 3 9 0 . 9 1 0 2 0 . 9 2 6 4
2월
a"
4 . 1 6 8 9 4 . 2 4 8 4 . 0 9 3 9 4 . 5 0 9 2 4 . 4 6 3 6 4 . 3 1 0 6 4 . 0 9 5 6 3 . 7 5 0 5 4 . 1 3 7 2 4 . 0 1 8 8 4 . 2 1 9 3 . 7 2 9 7 4 . 4 7 9 3 3 . 5 2 2 6 5 . 0 2 1 8 3 . 8 0 6 9
b"1 . 0 3 3 9 1 . 0 7 1 . 0 1 8 9 1 . 1 0 6 3 1 . 1 3 2 9 1 . 0 9 3 3 1 . 1 9 1 5 1 . 2 0 8 8 1 . 0 5 4 5 1 . 0 9 0 1 1 . 1 9 4 4 1 . 1 7 6 7 1 . 2 3 7 6 1 . 2 9 5 8 1 . 1 3 0 2 1 . 0 2 2
R0 . 8 5 1 9 0 . 8 5 8 1 0 . 8 4 5 0 . 8 7 2 1 0 . 8 7 7 3 0 . 8 7 1 4 0 . 8 8 9 6 0 . 8 8 8 8 0 . 8 4 7 9 0 . 8 7 0 6 0 . 8 7 2 6 0 . 8 3 6 4 0 . 8 9 5 3 0 . 8 8 8 1 0 . 8 5 2 8 0 . 9 0 5 3
3월
a"
5 . 1 8 9 4 . 7 3 2 4 . 5 1 2 7 5 . 0 5 6 3 4 . 8 2 8 1 4 . 4 9 7 6 4 . 7 3 8 4 4 . 5 5 9 4 4 . 7 2 1 5 4 . 4 6 9 6 5 . 0 0 9 6 4 . 6 7 1 4 5 . 4 8 6 4 4 . 1 9 4 6 5 . 4 5 8 4 4 . 4 8 4
b"1 . 3 0 9 8 1 . 4 1 2 1 1 . 3 3 0 5 1 . 4 4 1 1 . 4 4 7 5 1 . 3 8 6 8 1 . 4 6 6 2 1 . 4 8 4 5 1 . 3 5 8 2 1 . 4 2 4 4 1 . 4 6 7 3 1 . 4 2 8 9 1 . 5 1 9 1 1 . 5 8 0 2 1 . 4 7 3 7 1 . 2 8 4 1
R0 . 9 1 1 9 0 . 9 2 6 9 0 . 8 9 8 2 0 . 9 2 5 0 . 9 3 8 4 0 . 9 0 7 6 0 . 9 3 9 5 0 . 9 4 1 5 0 . 9 2 1 6 0 . 9 3 3 9 0 . 9 2 0 3 0 . 8 9 3 1 0 . 9 3 4 4 0 . 9 4 1 8 0 . 9 4 3 3 0 . 9 1 0 8
4월
a"
6 . 1 9 0 7 6 . 1 5 8 8 5 . 5 1 9 9 6 . 3 5 6 9 5 . 9 7 2 5 . 6 3 1 3 5 . 7 9 8 2 5 . 6 0 2 8 5 . 7 2 6 4 5 . 6 7 3 6 6 . 1 3 9 9 5 . 2 9 2 6 . 6 4 0 3 5 . 6 7 0 2 6 . 0 7 4 3 4 . 7 7 8 5
b"1 . 4 5 3 8 1 . 5 4 4 2 1 . 5 0 1 8 1 . 5 5 1 1 1 . 5 8 9 1 1 . 5 1 6 2 1 . 6 0 5 7 1 . 6 1 8 2 1 . 5 0 8 5 1 . 5 2 5 9 1 . 5 8 3 1 . 6 3 9 2 1 . 6 6 1 6 1 . 6 6 4 1 1 . 6 6 5 6 1 . 5 0 6 9
R0 . 9 2 1 2 0 . 9 3 2 7 0 . 9 1 1 4 0 . 9 2 9 6 0 . 9 4 8 7 0 . 9 2 4 9 0 . 9 4 3 3 0 . 9 4 5 8 0 . 9 3 6 9 0 . 9 3 5 3 0 . 9 3 0 1 0 . 9 0 5 2 0 . 9 5 4 0 . 9 4 8 9 0 . 9 5 0 4 0 . 9 3 2
5월
a"
7 . 0 8 8 6 7 . 1 4 9 8 5 . 9 7 6 9 7 . 0 7 9 3 6 . 6 4 8 3 6 . 7 7 0 6 6 . 9 2 8 6 6 . 5 3 3 9 6 . 4 9 2 4 6 . 6 9 3 7 6 . 8 0 8 2 6 . 2 4 4 6 7 . 3 9 7 9 6 . 7 3 4 2 7 . 0 5 0 9 5 . 9 3 6 7
b"1 . 5 5 0 5 1 . 6 1 5 4 1 . 6 0 1 7 1 . 6 5 3 6 1 . 6 5 5 7 1 . 5 6 6 9 1 . 5 7 7 6 1 . 6 5 7 2 1 . 5 9 0 6 1 . 5 7 6 8 1 . 6 4 6 9 1 . 6 3 0 1 1 . 7 0 2 1 . 7 0 6 8 1 . 7 0 4 7 1 . 5 2 3 4
R0 . 9 2 3 1 0 . 9 4 7 1 0 . 9 2 4 4 0 . 9 3 3 8 0 . 9 4 3 7 0 . 9 3 4 2 0 . 9 1 0 9 0 . 9 3 7 3 0 . 9 3 2 4 0 . 9 3 5 0 . 9 4 0 9 0 . 9 1 1 8 0 . 9 6 0 1 0 . 9 5 0 6 0 . 9 3 9 7 0 . 9 0 1 9
6월
a"
7 . 5 0 7 3 7 . 4 2 9 4 6 . 4 8 9 2 8 . 0 5 7 8 7 . 5 4 3 4 7 . 7 3 7 2 7 . 4 7 1 9 7 . 4 6 0 5 7 . 4 6 5 6 7 . 3 9 2 5 7 . 3 2 1 9 6 . 5 3 8 1 7 . 7 8 8 7 7 . 4 1 3 6 7 . 4 0 7 2 7 . 2 6 3 1
b"1 . 5 8 8 2 1 . 6 4 9 9 1 . 5 8 1 9 1 . 6 4 9 7 1 . 6 3 2 3 1 . 4 9 3 5 1 . 5 6 8 2 1 . 5 9 2 9 1 . 5 4 0 6 1 . 5 7 9 1 1 . 6 6 6 9 1 . 6 5 8 7 1 . 7 2 7 9 1 . 6 7 8 3 1 . 7 3 7 9 1 . 4 2 8 8
R0 . 9 3 0 7 0 . 9 4 8 5 0 . 9 2 2 8 0 . 9 2 4 7 0 . 9 4 3 3 0 . 9 1 8 5 0 . 9 0 8 4 0 . 9 2 0 5 0 . 9 3 2 8 0 . 9 3 1 2 0 . 9 3 3 9 0 . 9 1 4 5 0 . 9 4 6 8 0 . 9 2 9 2 0 . 9 3 5 2 0 . 8 7
7월
a"
6 . 8 7 6 1 7 . 0 5 5 8 5 . 8 1 5 6 7 . 3 4 3 2 7 . 2 5 2 7 7 . 0 6 3 5 7 . 1 8 8 7 7 . 0 0 6 2 7 . 1 7 5 1 7 . 0 6 8 2 7 . 1 7 0 9 6 . 5 5 4 7 . 6 8 3 9 7 . 9 5 7 7 . 0 8 9 9 6 . 2 2 3 2
b"1 . 6 8 6 7 1 . 6 3 5 3 1 . 6 0 7 5 1 . 7 6 0 6 1 . 6 3 7 3 1 . 5 3 3 2 1 . 6 1 6 1 1 . 5 9 0 8 1 . 5 3 1 . 5 8 9 5 1 . 6 1 4 1 1 . 5 8 5 5 1 . 6 8 0 9 1 . 5 3 4 1 1 . 7 2 8 3 1 . 5 9 3 4
R0 . 9 0 6 7 0 . 9 2 9 0 . 8 8 6 8 0 . 9 1 8 6 0 . 9 2 7 1 0 . 9 1 0 5 0 . 9 1 1 1 0 . 9 2 9 3 0 . 9 2 1 7 0 . 9 0 5 6 0 . 9 0 5 7 0 . 9 1 0 4 0 . 9 3 3 6 0 . 9 2 4 6 0 . 9 3 0 . 9 0 6 5
8월
a"
6 . 7 5 5 9 6 . 2 8 7 7 5 . 8 9 1 7 6 . 9 9 5 8 6 . 7 6 6 3 6 . 2 7 8 6 . 8 4 7 4 6 . 5 2 0 3 6 . 6 9 3 4 6 . 6 1 6 9 6 . 8 4 6 7 6 . 2 0 9 2 7 . 4 0 1 2 6 . 7 4 9 2 6 . 9 9 7 2 5 . 6 8 1 2
b"1 . 5 5 2 7 1 . 5 8 3 3 1 . 4 3 1 5 1 . 6 0 9 8 1 . 5 1 6 2 1 . 5 0 9 6 1 . 5 3 7 9 1 . 5 4 7 1 1 . 4 5 4 1 . 5 0 5 6 1 . 5 3 1 . 4 9 1 1 1 . 5 3 9 9 1 . 5 6 2 6 1 . 6 1 3 3 1 . 5 0 6 7
R0 . 9 2 3 0 . 9 4 1 9 0 . 8 9 4 4 0 . 9 3 2 3 0 . 9 4 0 5 0 . 9 3 3 4 0 . 9 1 9 6 0 . 9 3 0 9 0 . 9 2 8 0 . 9 1 9 1 0 . 9 1 7 2 0 . 9 0 2 8 0 . 9 4 7 4 0 . 9 3 7 1 0 . 9 3 7 8 0 . 9 1 2 4
9월
a"
5 . 6 7 1 9 5 . 3 6 8 8 5 . 1 4 3 1 6 . 0 8 1 9 6 . 1 9 6 2 5 . 8 7 4 8 6 . 0 1 0 7 5 . 1 9 6 5 5 . 7 0 7 8 6 . 3 4 6 . 1 3 7 2 5 . 2 2 4 6 . 5 2 9 8 5 . 4 9 8 6 6 . 2 0 4 4 5 . 2 5 0 5
b"1 . 3 7 2 7 1 . 4 2 1 2 1 . 3 2 1 6 1 . 4 6 1 8 1 . 3 3 7 1 1 . 3 2 5 3 1 . 3 7 1 . 4 8 0 2 1 . 3 4 4 6 1 . 2 7 1 5 1 . 3 8 3 1 . 4 0 8 6 1 . 4 2 6 1 . 4 9 9 6 1 . 4 9 6 6 1 . 3 6 1 3
R0 . 9 1 5 2 0 . 9 4 2 6 0 . 9 0 3 8 0 . 9 2 2 0 . 9 3 1 8 0 . 9 1 9 3 0 . 9 2 3 6 0 . 9 3 3 6 0 . 9 2 6 8 0 . 9 0 7 0 . 9 2 0 2 0 . 9 2 3 9 0 . 9 4 9 6 0 . 9 3 6 1 0 . 9 4 2 4 0 . 9 1 0 7
10월
a"
4 . 5 0 8 5 4 . 2 4 5 4 . 2 4 6 5 . 0 8 6 6 4 . 9 1 1 9 4 . 5 5 2 6 4 . 8 8 9 1 4 . 5 9 8 8 4 . 9 5 5 8 4 . 7 5 5 2 5 . 2 2 0 9 4 . 6 7 5 4 5 . 3 6 9 8 4 . 6 2 3 1 5 . 2 7 9 4 4 . 7 3 7 8
b"1 . 1 5 2 2 1 . 1 8 7 3 1 . 0 7 2 6 1 . 1 7 0 3 1 . 1 5 2 5 1 . 1 4 1 . 1 4 8 3 1 . 1 8 0 1 1 . 0 5 2 6 1 . 1 3 2 1 . 1 3 9 2 1 . 1 3 4 3 1 . 1 9 7 1 1 . 2 9 2 8 1 . 2 4 7 1 . 0 4 6 7
R0 . 8 7 7 5 0 . 9 3 4 3 0 . 8 6 8 1 0 . 8 7 8 9 0 . 9 0 7 0 . 8 9 6 6 0 . 8 7 7 2 0 . 9 2 5 5 0 . 8 8 7 1 0 . 9 0 0 1 0 . 8 7 6 5 0 . 8 7 3 4 0 . 9 2 4 6 0 . 9 2 0 5 0 . 9 1 6 3 0 . 8 9 9
11월
a"
2 . 9 0 7 5 2 . 8 4 7 7 2 . 8 2 3 2 3 . 3 2 9 6 3 . 6 1 3 8 3 . 0 0 8 4 3 . 2 8 3 7 3 . 0 6 2 1 3 . 3 4 2 8 3 . 1 6 8 4 3 . 6 9 8 9 3 . 3 5 1 4 3 . 8 5 9 3 3 . 2 9 3 2 3 . 8 2 1 5 3 . 0 1 3 5
b"1 . 0 0 1 1 1 . 0 1 3 7 0 . 9 1 0 8 1 . 0 0 9 9 0 . 9 6 3 1 1 . 0 0 1 7 1 . 0 0 9 9 1 . 0 3 4 5 0 . 9 1 2 3 0 . 9 7 8 2 0 . 9 9 9 9 0 . 9 6 0 4 1 . 0 0 9 1 1 . 1 1 3 5 1 . 0 5 9 1 0 . 9 1 0 3
R0 . 9 2 1 9 0 . 9 3 9 1 0 . 8 9 0 6 0 . 9 1 1 5 0 . 9 1 0 4 0 . 9 0 8 3 0 . 8 9 7 5 0 . 9 2 0 2 0 . 9 0 5 1 0 . 9 1 6 1 0 . 8 9 8 8 0 . 8 7 2 1 0 . 8 8 7 5 0 . 9 3 3 4 0 . 9 1 8 7 0 . 9 0 8 9
12월
a"
2 . 6 6 5 8 3 . 0 3 2 8 2 . 7 1 3 3 . 0 0 5 3 3 . 2 9 8 2 2 . 6 4 1 1 2 . 7 8 6 5 2 . 8 6 7 6 3 . 0 6 6 5 2 . 9 7 2 3 . 3 2 0 7 3 . 0 2 1 7 3 . 4 5 8 2 2 . 6 7 0 9 3 . 5 2 4 7 2 . 7 2 5 2
b"0 . 8 1 5 8 0 . 8 0 6 8 0 . 7 2 2 5 0 . 8 6 4 5 0 . 8 5 6 5 0 . 8 6 4 3 0 . 9 1 2 7 0 . 8 9 8 0 . 7 8 9 1 0 . 8 4 7 6 0 . 8 4 3 4 0 . 8 3 1 9 0 . 8 7 9 2 1 . 0 3 0 3 0 . 9 1 8 7 0 . 7 9 3 6
R0 . 9 1 2 5 0 . 9 1 2 1 0 . 8 5 7 1 0 . 9 1 8 5 0 . 8 8 7 8 0 . 9 0 0 7 0 . 9 1 0 7 0 . 9 0 5 1 0 . 8 6 4 4 0 ` 9 0 8 9 0 . 8 6 9 6 0 . 8 2 7 6 0 . 9 2 3 7 0 . 9 3 1 5 0 . 9 1 8 8 0 . 9 3 2 4
표 2. 우리나라 주요 지역별 수평면 전일사량 -일조시간 지역상수 값
또한,해당 측정지의 지표면에 입사하는 수 평면 전일사량을 종속변수로 잡고 여기에 영 향을 주는 독립변수로 운량을 선택하는 모형 의 도출을 시도 하였다.
두 변수 x와 y간의 n개의 데이터(xi,yi), i=1,2,…,n에 관한 직선회귀 모형은 다음 과 같은 가정아래 표현된다.
yi=
β
0+β
1xi+ε
i (7) [ε
i~ N(0,σ
2)이고 서로 독립]β
0,β
1은 미지의 모수x는 i번째 주어진 고정된 x의 값 i=1,2,…,n
먼저 직선회귀모형의 독립변수에 대한 회 귀분석을 고려해 보면,종속변수 y와 독립변 수 x사이에 다음과 같은 관계식이 성립한다.
월
지역 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2
전년 춘천2 . 1 22 . 8 83 . 7 04 . 6 15 . 0 65 . 0 14 . 0 74 . 2 33 . 8 13 . 0 42 . 1 01 . 8 2 3 . 5 4
강릉2 . 3 72 . 9 83 . 6 54 . 6 35 . 0 24 . 6 43 . 9 93 . 8 43 . 5 93 . 1 82 . 4 02 . 1 7 3 . 5 4
서울2 . 0 02 . 7 73 . 5 04 . 3 84 . 7 24 . 4 13 . 3 03 . 6 13 . 5 53 . 0 72 . 0 81 . 7 4 3 . 2 6
원주2 . 1 32 . 8 73 . 6 24 . 5 85 . 0 24 . 8 83 . 9 84 . 1 43 . 7 83 . 2 02 . 2 11 . 9 0 3 . 5 3
서산2 . 3 03 . 1 33 . 9 54 . 8 75 . 3 25 . 0 14 . 0 94 . 3 84 . 0 53 . 4 72 . 3 21 . 9 8 3 . 7 4
청주2 . 2 43 . 0 33 . 7 24 . 6 85 . 1 74 . 8 34 . 0 64 . 1 53 . 8 03 . 3 02 . 2 71 . 9 2 3 . 6
대전2 . 2 83 . 1 13 . 8 84 . 8 55 . 1 54 . 7 94 . 1 84 . 3 33 . 8 63 . 4 22 . 4 22 . 0 5 3 . 6 9
포항2 . 4 73 . 1 43 . 7 84 . 7 65 . 1 44 . 7 54 . 1 34 . 1 73 . 5 23 . 3 02 . 6 12 . 3 3 3 . 6 7
대구2 . 3 33 . 0 43 . 8 34 . 7 15 . 0 84 . 7 04 . 0 73 . 9 93 . 5 63 . 2 82 . 4 52 . 1 8 3 . 6 0
전주2 . 1 22 . 8 03 . 6 04 . 5 94 . 9 44 . 5 93 . 9 54 . 0 23 . 7 03 . 3 12 . 2 91 . 9 0 3 . 4 8
광주2 . 3 23 . 1 03 . 9 04 . 8 35 . 1 64 . 6 54 . 1 04 . 2 73 . 8 93 . 5 62 . 5 52 . 1 0 3 . 7 0
부산2 . 5 93 . 2 53 . 8 34 . 6 65 . 0 54 . 6 84 . 2 34 . 4 53 . 6 73 . 4 82 . 7 12 . 4 0 3 . 7 5
목포2 . 3 13 . 1 44 . 0 35 . 0 15 . 3 64 . 9 24 . 5 14 . 8 94 . 1 73 . 7 52 . 6 22 . 0 8 3 . 9 0
제주1 . 4 62 . 3 73 . 4 04 . 5 65 . 0 94 . 7 24 . 8 94 . 6 23 . 8 13 . 3 52 . 2 31 . 5 0 3 . 5 0
진주2 . 7 03 . 3 94 . 1 04 . 9 05 . 1 94 . 6 54 . 2 84 . 3 33 . 8 73 . 7 12 . 8 02 . 5 2 3 . 8 7
영주2 . 2 52 . 9 83 . 8 04 . 7 25 . 1 64 . 8 04 . 0 64 . 1 03 . 7 83 . 2 82 . 3 62 . 0 6 3 . 6 1
평균2 . 2 53 . 0 03 . 7 74 . 7 15 . 1 04 . 7 54 . 1 24 . 2 23 . 7 83 . 3 62 . 4 02 . 0 4 3 . 6 2
표 3.전국 주요지역의 월별 연평균 1일수평면 전일사량 값(1982-2010)
(단위 :kWh/m
2
/day)월
지역
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 전년 춘천5 . 3 6 . 1 6 . 3 7 . 2 7 . 2 6 . 7 4 . 6 5 . 5 5 . 8 5 . 6 4 . 7 4 . 7 5 . 8
강릉5 . 9 6 . 1 6 6 . 8 6 . 8 5 . 6 4 . 5 4 . 8 5 . 2 6 . 1 5 . 7 5 . 9 5 . 8
서울5 . 1 5 . 8 6 . 1 6 . 8 6 . 9 6 . 0 3 . 8 4 . 9 5 . 8 6 . 4 5 . 1 4 . 9 5 . 6
원주4 . 9 5 . 5 5 . 7 6 . 7 6 . 7 5 . 8 4 . 1 5 . 0 5 . 5 5 . 8 4 . 8 4 . 7 5 . 4
서산4 . 9 6 6 . 5 7 . 3 7 . 5 6 . 4 4 . 6 5 . 9 6 . 3 6 . 6 5 . 0 4 . 5 6 . 0
청주5 . 3 6 . 1 6 . 4 7 . 5 7 . 6 6 . 5 4 . 9 5 . 8 5 . 9 6 . 5 5 . 3 5 . 1 6 . 1
대전5 . 2 5 . 9 6 . 3 7 . 3 7 . 4 6 . 5 4 . 9 5 . 7 5 . 8 6 . 5 5 . 3 5 . 0 6 . 0
포항6 . 1 6 . 2 6 . 1 7 . 1 7 . 2 6 . 1 5 . 2 5 . 5 5 . 1 6 . 2 6 . 1 6 . 1 6 . 1
대구6 . 2 6 . 6 6 . 5 7 . 3 7 . 4 6 . 1 4 . 9 5 . 3 5 . 3 6 . 5 6 . 0 6 . 1 6 . 2
전주4 . 9 5 . 6 6 . 0 7 . 1 7 . 0 5 . 8 4 . 4 5 . 2 5 . 6 6 . 3 5 . 2 4 . 6 5 . 6
광주5 . 1 5 . 8 6 . 2 7 . 1 7 . 1 5 . 6 4 . 6 5 . 6 5 . 7 6 . 6 5 . 5 5 . 0 5 . 8
부산6 . 4 6 . 5 6 . 2 7 . 0 7 . 1 6 . 1 5 . 3 6 . 5 5 . 5 6 . 7 6 . 5 6 . 6 6 . 4
목포4 . 6 5 . 5 5 . 9 6 . 9 7 . 0 5 . 7 5 . 1 6 . 6 6 . 0 6 . 8 5 . 6 4 . 6 5 . 9
제주2 . 3 3 . 7 5 . 1 6 . 5 6 . 8 5 . 7 6 . 3 6 . 3 5 . 4 5 . 8 4 . 2 2 . 7 5 . 1
진주6 . 1 6 . 5 6 . 3 6 . 9 6 . 8 5 . 4 4 . 7 5 . 3 5 . 2 6 . 5 5 . 9 6 . 1 6 . 0
영주6 . 2 6 . 8 7 . 1 8 . 0 8 . 2 7 . 5 5 . 4 6 . 0 6 . 2 6 . 9 5 . 9 5 . 9 6 . 7
평균5 . 3 5 . 9 6 . 2 7 . 1 7 . 2 6 . 1 4 . 8 5 . 6 5 . 6 6 . 4 5 . 4 5 . 2 5 . 9
표 4.전국 주요지역의 월별 연평균 1일 일조시간 값(1982-201009)
(단위 :Hrs/day)
H =
β
0+β
1x+ε
(8)여기서,H :해당 관측지의 월별 1일 수평 면 전일사량
x:해당 관측지의 월별 1일 일조 시간
으로 표현된다.
여기서
β
0,β
1은 미지의 모수이며,ε
는 측 정오차로서 N(0,σ
2)의 분포에 따르고 상호 독립이라고 가정한다.따라서,식 (8)을 토대로 해당 지역의 지표 면에 입사하는 수평면 전일사량을 종속변수 로 잡고 여기에 영향을 주는 독립변수로 일조 시간을 선택하여 독립변수와 종속변수간의 관련성을 함수의 형태로서 표 2서 보는바와 같이 우리나라 주요지역과 그 인접지역에서 공히 적용할 수 있는 기후지역상수 a',b'값 을 직선회귀모형 식으로 월별로 제시하였다.