축전지 사용 유무에 따른 태양광발전기의 성능 분석
윤성욱1·최만권1·김현태3·윤용철2*
1경상대학교 농업생명과학연구원, 2경상대학교 지역환경기반공학과(농업생명과학연구원),
3경상대학교 생물산업기계공학과(농업생명과학연구원)
Performance Analysis of Photovoltaic Power Generator by Usage Battery Charge
Sung Wook Yun1, Man Kwon Choi1, Hyeon Tae Kim3, and Yong Cheol Yoon2*
1Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University, Jinju 660-701, Korea
2Dept. of Agricultural Eng., Gyeongsang National Univ.
(Institute of Agriculture and Life Science, GNU), Jinju 660-701, Korea
3Dept. of Bio-Industrial Machinery Eng., Gyeongsang National Univ.
(Institute of Agriculture and Life Science), Jinju 660-701, Korea
Abstract. This study examined the electric power quantity derived from solar radiation after installing a photovol- taic power generation system on the rooftop of building adjacent to a greenhouse with a view to reducing the operat- ing expenses of the greenhouse by securing electric energy required to run it. Results of the study can be summed up as follows: The maximum, mean, and minimum solar radiation on the horizontal plane was 26.1 MJ · m−2, 14,0 MJ · m−2, and 0.6 MJ · m−2, respectively and individual the daily electric energy generated was about 6.1 kWh, 3.7 kWh, and 0.01 kWh. The cumulative total amounts of solar radiation and electric energy was about 4,378.2 MJ · m−2 and 1,163.2 kWh, respectively. Maximum, mean and minimum cumulative electric energy consumed through each load respectively was 4.5 kWh, 2.4 kWh, and 0.0 kWh and the cumulative electric energy were 739.2 kWh, which accounted for about 63.5% of generated power. In case of the mean amount of power consumption of the system used for this study, the small capacity of heater and the short operating hours meant there was enough power; while big capacity of heater led to a shortage, and if the array surface temperature increased relatively, the energy became proportionate to solar radiation and generated power does not increase. The correlation coefficient between the two factors was 0.851, which indicates a high correlation coefficient.
Additional key words : array surface temperature, electric energy, electric power, greenhouse, solar radiation
서 론
우리나라 시설원예는 1920년대 첫 시작으로 1970년 762ha, 1990년 25,450ha에서 2011년 52,393ha로서 10년 사이에 2배 이상 증가하였으며, 시설재배 기술 수준도 한 단계 향상되는 전기를 맞이하였다. 2011년도 말 현재 우 리나라의 시설원예 면적은 52,393ha이고 이 중 화훼시설 은 2,856ha로서 전체의 약 5.5% 정도 차지하고 있다. 시 설원예 재배면적은 1990년대 후반까지 급격히 증가하여 2000년도 이후에는 약 52,000~53,000ha 정도로서 거의 정체 상태를 유지하고 있는 실정이다. 이와 같이 재배면
적이 답보상태를 보이는 것은 농촌 노동인구의 노령화 및 에너지비용 상승 등이 주요 원인인 것으로 판단된다.
전체 시설재배 면적 중 가온면적이 약 31%인 16,263ha 정도로서 2000년, 2009년 및 2010년도에 각각 25%, 26%
및 30% 정도인 것에 비하면 미미하지만 증가하는 추세 에 있다(MIFAFF, 2012a, b).
현재 국내 시설원예에 있어 난방에너지원은 경유, 등 유 및 중유 등이 전체 난방면적의 약 89.3%인 14,518ha 를 차지하고 있어 대부분 유류에 의존하고 있는 실정이 다. 그 다음으로 연탄, 폐목, 코크스, 폐타이어 및 목재 펠릿 등 고체연료(6.6%, 1,069ha), 지열 등 신·재생에너 지(0.4%, 59ha), 기타 가스 및 전기(3.8%, 617ha) 등이 이용되고 있다(MIFAFF, 2012a, b).
이와 같이 현재 온실난방에 이용되고 있는 신·재생에 너지는 주로 지열을 이용하고 있으며, 그 면적도 약
*Corresponding author: [email protected]
*Received July 1, 2013; Revised July 18, 2013;
*Accepted July 29, 2013
0.4% 정도로서 미미하지만, 석유자원의 고갈에 대한 전 망, 환경오염문제 등으로 인하여 탄소배출권, 탄소세 부 과 등 온실가스 감축에 대한 문제도 꾸준히 제기되고 있고, 불안정한 유가로 인하여 비용 압력은 향후에도 더 욱 심화될 것이다. 그리고 이상 저온현상의 출현빈도가 빈번히 발생되고 있는 점(http://www.rda.go.kr; Yun 등, 2013), 국가적 전력 수급의 어려움에 따른 농사용 및 심 야 전기료 인상 압박, 국내외적으로 최근 그린에너지 산 업의 핵심으로 주목받고 있는 차세대 지능형 전력망인 스마트그리드 사업(http://www.kepco.co.kr; BIR, 2012) 등을 감안하고 저탄소 녹색성장의 국가 비전을 실현하 기 위하여 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 지열 및 폐 기물에너지 등 신·재생에너지를 온실의 난방에 적극적 인 도입하여야 할 것으로 판단된다. 물론 현재 가온면 적이 전체 온실면적의 약 31% 정도이고, 무가온 온실 의 경우에는 보온 및 부분적인 보조열을 이용하여 재배 온실의 재배기간을 연장하려는 노력을 지속적으로 하고 있다. 또한 가온 유무에 관계없이 온실의 보온성을 개 선한 시설의 구조 및 자재의 개발과 난방용 기계장치의 효율 개선뿐만 아니라 석유대체 에너지에 의한 난방에 너지 등과 관련한 다양한 기술을 개발하고 보급하고 있는 실정이다(RDA, 2008a, b). 그러나 태양광을 이용 하여 온실경영비를 절감할 수 있는 방법을 모색한 연구 는 아주 미미한 실정이다(Yoon 등, 2009; Kwon 등, 2012).
태양광발전은 태양 복사에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 시스템으로서 비교적 수명이 길고 유지보수가 용이하며 모듈로 구성되어 있기 때문에 필요에 따라 수 요나 지형에 맞게 설치할 수 있다. 국내 태양광발전은 정부지원정책에 힘입어 지속적으로 보급이 확대되고 있 으며, 2010년도 말 기준으로 최근 5년간 공급된 총 설 비용량은 650,339kW이다. 이 중 발전 사업용이 차지하 는 비중이 가장 크고 그 다음으로 가정용, 공공, 복지,
교육, 산업 및 상업용 시설이다(BIR, 2012). 이와 같이 태양광 발전시스템은 주로 사업용이나 주거 공간 등에 이용되고, 농업시설물에 적용된 사례는 찾아보기 어려운 실정이다. 그러나 신·재생에너지에 대한 관심이 고조되 면서 기상청에서는 전국을 대상으로 태양에너지를 분석 하였으며(KMA, 2008; Nam과 Kim, 2008), Kim 등 (2008a, b)은 농촌마을 계획을 위하여 태양에너지와 풍 력발전량에 대하여 분석하였다.
따라서 본 연구실에서는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 우선 태양광 발전기를 온실의 인접한 건물 옥상(높이 3.6m)에 설치하 여 수평면 일사량에 따른 발전량과 시간의 경과에 따른 태양광발전시스템의 성능을 보고한 바가 있다(Yoon 등, 2009; Kwon 등, 2012). 본 연구에서는 선행연구에서 구 성하지 못하였던 시스템, 즉 인버터나 축전지 등으로 독 립형 태양광발전시스템을 완전히 구축하여 그 성능을 실 험적으로 검토하였다.
재료 및 방법
본 실험에 이용한 태양전지 모듈 및 어레이(array)의 특징과 태양광발전기의 전경은 Table 1 및 Fig. 1과 같 이 선행연구(Yoon 등, 2009; Kwon 등, 2012)와 동일하 다. 그리고 태양전지 모듈의 모델과 규격도 선행영구와 동일하게 각각 KD6200 및 986 × 1,500 × 38mm(1.479m2) 이고, 모듈 1장당 정격출력이 200Wp인 5장(array, 1kWp) 으로 구성하였다.
선행연구에서는 태양복사에너지에 의해 발생된 발전량 을 발생과 동시에 부하장치(니크롬열선)를 이용하여 소 모되도록 구성하였고, 발생되는 전력은 컨트롤러에 의해 전력과 전압을 측정하여 계산하였다.
태양광 발전기에서 발생된 전력, 수평면일사량, 어레이 전면 및 배면온도는 선행연구와 동일하게 컨트롤러, 건
Table 1. Specifications of solar photovoltaic (PV) module.
Items Value
System
Type of PV module Multi
Cell number per PV module 54 psc
Area of PV array 7.4 m2 (1.479 m2× 5 modules)
PV module
Nominal peak power 200 Wp
Peak power voltage 25.70 V
Peak power current 7.80 A
Power of PV array 1 kWp (200 Wp × 5 modules)
Efficiency 13.52%
Temperature coefficient of PV −0.46% ·oC−1
PV array Setting slope angle 30o
Setting direction angle (south-facing) 0o
물옥상 바닥에 일사센서(Japan, ECHO, MS-802) 및 열 전대(Japan, NEC, T-type)를 이용하여 계측하였다. 이들 데이터는 2분 간격으로 측정하여 데이터 로거(Japan,
KEO, SOLAK V)에 저장하여 분석하였다.
본 연구에서는 발생된 발전량을 발생과 동시에 부하장 치(니크롬열선)를 이용하여 소모되도록 구성하였던 선행 연구와 달리, 우선 주간동안에 생성된 발전량은 컨트롤 러(Fig. 3(a)에 의해 전력과 전압을 측정하여 데이터로거 (Japan, KEO, SOLAK V)에 저장되면서 직병열로 배열된 축전지(Korea, ROCKET, Longest 6225, 16V × 16EA)에 충전되도록 하였다. 그리고 야간에는 축전지에 충전된 전력은 인버터(Korea, (주) 동이에코스 Sun Light O.G.S) 및 전등의 안정기를 경유하여 건물 옥상에 설치된 부하 (전등; Korea, MIA ELECTRIC, HQI 150, 150W × 4EA)
를 통해 소비되도록 하였으며, 부하에 의해 소비되는 전 력량은 적산전력계(Korea, LG산전, WL 13S)로 측정하 였다. 단, 축전지에 충전된 전력의 경우, 당일 축전지에 충전된 충전량을 100% 소비하게 되면, 축전지의 수명이 극히 단축 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 축전지의 수명을 연장하기 위하여 축전지에 충전된 전압(48V)의 약 80%인 38.4V 정도만 부하에 의해 소비되도록 인버 터에 내장된 컨트롤러로 조절하였다. Fig. 2 및 Fig. 3은 본 연구에서 구성하였던 시스템의 전경 및 구성도를 나 타낸 것이다.
본 연구에서 구성한 축전지는 우선 개당 용량 6V인 8 개씩을 각각 직렬로 연결한 후, 이를 병열 연결하는 직 병렬 방법으로 연결하였다. 실험초기에는 축전지 8개(직 열)와 부하(전등) 2개로 시험을 수행하였지만, 실험 중 축전지 용량 및 부하가 충분하지 않아 축전지를 추가하 여 총 16개로 직병렬로 연결하고 부하도 2개 추가하게 되었다. 이와 같이 축전지를 직병렬로 설치한 것은 인버 터 전압(48V)과 동일하게 맞추기 위해서다.
태양광발전시스템을 이용한 시험은 2008년 12월 1일 부터 현재까지 수행되고 있지만, 2010년 1월경부터 시스 템이 완전히 구성되어 정상적으로 작동하게 된 2012년 5월 초순까지는 설치비용 문제, 시스템 변경 시도(축전 지, 인버터 등의 추가 설치), 계측기 오작동 등으로 인하 여 간헐적으로 시험을 수행하였고 그 결과를 이미 보고 한 바가 있다(Yoon 등, 2009; Kwon 등, 2012). 본 연구 의 시험기간은 2012년 4월 27일부터 2013년 5월 12일 까지로서 시스템이 정상적으로 작동할 때부터 1년 정도 Fig. 1. View of photovoltaic power system.
Fig. 2. Views of photovoltaic power system.
이다. 독립형 태양광 발전시스템의 경우, 본 연구와 같 이 구성하여야만 원래의 목적을 달성할 수 있다. 그러나 앞에서도 기술하였듯이 본 연구의 사례로 미루어 볼 때, 비용문제뿐만 아니라 축전지 수명, 시스템의 설치 기술 등이 아직은 미흡한 것으로 판단되었다.
결과 및 고찰
1. 국내 신·재생에너지의 현황
한국 산업 마케팅 연구소(KIMR, 2013)에 따르면, 2010 년 신·재생에너지는 세계에너지 최종 소비의 16.7%를 점유하고 있으며 2035년에는 33%까지 확대될 전망이다.
국내도 2011년말 현재 1차 에너지 공급의 2.75%를 점 유하고 있다. 특히 태양광과 풍력을 중심으로 시장이 확 대되고 있으며, 연료전지와 바이오에너지 분야 등의 성 장이 예상되고 있다. 연료전지의 생산량은 2007년 이후 2011년까지 연평균 142.49% 증가하였으며, 태양광(89.04%) 과 지열(44.03%), 풍력(23.11%), 바이오에너지(27.01%) 등도 연평균 20% 이상의 높은 증가율을 나타내고 있다.
국내 신·재생에너지 생산량은 2007년 560만 9,000toe에 서 2011년 758만 3,000toe로 연평균 7.83% 증가했으며, 총 1차 에너지에 대한 비율도 2007년 2.37%에서 2011 년 2.75%로 0.38% 늘었다.
이에 따라 신·재생에너지 제조 기업체수도 2004년 46 Fig. 3. Block diagram of photovoltaic power system.
Fig. 4. Supply capacity by each sector of new & renewable energy (http://www.energy.or.kr; KIMR, 2013).
개에서 2011년 224개로 확대되었으며, 종사자수도 2004 년 826명에서 2011년 1만 4,563명으로 급증했다. 2004 년 1,461억원에 불가했던 매출액도 2011년 9조 8,540억 원으로 연평균 82.51% 증가 했으며, 2015년에는 16조
5,150억원을 기록할 것으로 전망된다.
2011년 신·재생에너지 원별 생산량 점유율을 살펴보 면, 폐기물이 512만 1534toe로 67.54%를 점유하고 있으 며, 수력(96만 5,373toe) 12.73%, 바이오(96만 3,363toe) 12.70% 순이다. 최근 주목받고 있는 풍력(18만 5,520toe) 과 태양광(19만 7,198toe)은 각각 2.45%와 2.60%를 점 유하고 있으며, 연료전지(6만 3,344toe, 0.84%)와 태양열 (2만 7,435toe, 0.36%), 지열(4만 7,833toe, 0.63%), 해양 (1만 1,246toe, 0.15%) 등은 1% 미만으로 아직까지는 미비한 수준이다. Fig. 4는 2011년 말 현재 신·재생에너 지 원별 생산량 점유율을 나타낸 것이다.
2. 태양광 발전기의 발전 성능
Fig. 5는 축전지 8개를 사용한 경우, 발생된 전력과 수 평면 일사량을 나타낸 것으로서 13:00전·후에 일사량은 큰 변화가 없음에도 불구하고 발생 전력이 급격히 떨어 지는 것을 알 수 있다. 이것은 앞에서도 설명하였듯이 축전지 용량의 문제로 나타난 현상이다.
Fig. 6은 시스템 변경 전·후의 전기 발생양상을 보기 위하여 수평면 일사량이 600W · m−2 정도인 경우, 발생 전력과 일사량을 나타낸 것이다. 이 때, 일사량은 태양 광발전시스템이 설치되어 있는 옥상의 수평면에서 측정 한 전천일사량이다. Fig. 6를 보면, 어레이 표면온도의 정도와 관계없이 발생전력의 양상이 완전히 다른 것을 알 수 있다. 즉 Fig. 6(a)의 경우, 일사량이 200W · m−2 정도에서 전력이 생성되고 그 후 일사량의 증가와 함께 전력 생성도 증가하지만, 어느 이상의 일사량이 되면 전 력 생성이 일정하게 됨을 알 수 있다. Fig. 6(b)의 경우, 일사량이 100W · m−2 정도에서 전력이 생성되고 Fig.
Fig. 5. Electric energy and solar radiation (Mar. 21, 2012). Fig. 6. Electric energy and solar radiation.
6(a)와 같이 일사량의 증가와 함께 전력 생성도 증가하 지만, Fig. 6(a)와 같은 경향은 볼 수 없다. Kwon 등 (2012)은 Fig. 6(a)와 같은 현상을 Table 1에 나타낸 온 도계수(0.46% ·oC−1)의 영향인 것으로 판단하였지만, 어 레이 표면온도가 오히려 Fig. 6(b)가 상대적으로 높고, 또한 실험전체를 통해서도 Fig. 6(a)와 같은 현상을 볼 수 없었다. 따라서 Fig. 6(a)와 같은 현상은 니크롬열선 에 의한 전기저항의 영향인 것으로 판단된다. 물론 일사 량이 상대적으로 많아도, 어레이 표면온도가 상대적으로 높으면 온도계수(0.46% ·oC−1)의 영향 때문에 시스템에 관계없이 발생전력량이 감소하는 것은 사실이다(Kwon 등, 2012; Park 등, 2008; Kim 등, 2008).
그리고 Fig. 6(a), (b)의 경우, 수평면 일사량은 각각 12.70, 12.97MJ · m−2로서 비슷하지만, 일별 발생전력은 각각 4.37 및 5.29kWh 정도로서 어레이 온도에 관계없 이 시스템을 변경한 경우가 약 18.8% 정도 증가하는 것 으로 나타났다.
Fig. 7은 실제로 발생된 전력과 수평면 일사량을 나타낸
일례로서 일사량의 정도에 따른 발생전력량을 보기위한 것이다. Fig. 7(a)는 일사량 및 전력량은 각각 7.29MJ ·
m−2 및 2.05kWh이고, Fig. 7(b), (c) 및 (d)의 일사량은 각각 12.55MJ · m−2, 22.57MJ · m−2 및 25.93MJ · m−2 정 도이었고, 전력량은 각각 5.10kWh, 5.20kWh 및 6.23kWh 이었다. 어레이 전·후면의 최고 표면온도는 각각 20~
30oC, 30~40oC, 40~50oC 및 40~50oC 범위이었다. 여기 서 일사량과 전력량은 면적으로 환산한 값이고, 전력량 은 어레이 면적을 약 7.4m2(Table 1 참조)를 기준으로 한 것이다. Fig. 7를 보면, 일사량이 증가하면 발생 전력 량도 증가하는 것을 알 수 있다. 그러나 Fig. 7(b), (c)를 보면, Fig. 7(c)의 경우가 일사량이 Fig. 7(b)에 비해 일 사량이 약 79.8% 정도 많지만 발생전력량은 약 2.0%
정도 밖에 증가하지 않은 것을 알 수 있다. 또한 Fig.
7(c), (d)에서 어레이 최고 표면온도를 보면, Fig. 7(c)의 경우가 (d)에 비해 약간 높거나 비슷하게 유지되는 경향 일 때, 일사량이 약 14.9% 정도 증가하게 되면 전력량 은 약 19.8% 정도 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같 이 어레이 표면온도가 전기 생산에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 이것은 앞에서도 설명하였듯이 온도계수의 영향인 것으로 판단된다.
Fig. 8은 본 시험에 이용한 시스템의 연간 발생 전력
량을 보기위하여 연속적으로 실험을 수행한 기간(2012.
05. 08~2013. 05. 12)의 일사량, 전력량 및 적산전력량을 일별로 나타낸 것이다. 실험기간동안 일사량의 최대, 평균 및 최소값은 각각 26.1MJ · m−2, 14.0MJ · m−2 및 0.6MJ · m−2 정도였고, 일일 전력량은 각각 약 6.1kWh, 3.7kWh 및 0.01kWh이었다. 그리고 누계 일사량과 전력량은 각 각 약 4,378.2MJ · m−2 및 1,163.2kWh 정도이었다. 그리 Fig. 7. Electric energy and solar radiation.
Fig. 8. Electric energy and solar radiation.
고 부하에 의해 소비된 적산전력량의 최대, 평균 및 최 소값은 각각 4.5kWh, 2.4kWh 및 0.0kWh 정도이었고, 누계 전력량은 739.2kWh 정도로서 발생 전력량의 약 63.5%에 해당한다. 그리고 날씨가 하루 종일 청명하고 정상적으로 시스템이 작동된 경우에도 약 70% 전·후 정도였다. 이것은 실제로 설정(발생 전력량의 80%정도 소비)한 값과는 다소 차이가 있다. 따라서 설정 값을 다 시 수정하여야 할 것으로 판단되며, 또한 축전지의 수명 문제만 보장된다면 소비 전력량도 20~30% 정도 증가시 킬 수 있을 것으로 판단된다.
시스템을 변경하기 전(실험기간; 2008. 12. 01~2009.
12. 31)의 경우, 일사량의 최대, 평균 및 최소값은 각각 약 29.1MJ · m−2, 13.7MJ · m−2및 0.1MJ · m−2정도였고, 일 일 전력량은 각각 약 5.2kWh, 2.5kWh 및 0.0kWh 이었 다. 그리고 누계 일사량과 전력량은 각각 약 5,395.8MJ · m−2 및 784.3kWh 정도이었다. 발생 전력량이 시스템을 변경한 경우가 약 48.3% 정도 증가하였다. 이것은 Fig.
7에서 설명하였듯이 두 시스템간의 차이 때문인 것으로 판단된다. 그리고 누계 일사량의 경우, 시스템 변경 전·
후에 차이가 있는 것은 날씨의 영향으로 인하여 실험일 수(전 333일, 후 318일)에 차이가 있기 때문이다(Yoon 등, 2009).
농가에 보급되고 있는 개폐기의 소비전력은 제작회사 에 따라 다소 차이가 있지만, 주로 대당 50W 정도이다.
1~2W 온실 2연동의 경우, 온실 한 동에 일반적으로 10 개 정도의 개폐기가 필요하고 일일 개폐시간을 중부지방 을 기준으로 1시간(농촌진흥청, 2008a) 정도로 산정하면 개폐기 작동에 필요한 전체 전력량은 1.0kWh이다. 따라 서 평균전력량 2.5kWh 정도이면 개폐기 작동에는 충분 한 것으로 판단된다. 그러므로 본 실험의 경우, 실험에 사용된 어레이 면적을 1/5(1.5m2) 정도로 감소시켜도 충 분할 것으로 판단된다. 또한 온풍난방기의 소비전력도 재배면적, 설정온도 및 연료소모량 등에 따라 다양하지 만 소비전력 0.5~12.0kW(1kW = 860kcal · h−1; 20,000~
350,000kcal · h−1) 정도가 일반적이다. 전국(강원, 중부 및 제주지역)을 대상으로 하고, 채소, 화훼 및 과수재배 용 온실 기준으로 온풍기 연간 작동시간을 보면, 약 300~
850시간인 것으로 보고되어 있다(RDA, 2008b). 이를 기 준으로 연간 난방기간을 지역과 작목에 관계없이 약 180일로 보면, 일일 난방기의 평균 작동시간은 약 1.7~
4.7시간이다. 따라서 일일 소비전력량을 계산해 보면, 0.85kWh(0.5kW × 1.7h)~56.4kWh(12.0kW × 4.7h) 정도이 다. 따라서 본 실험에 사용된 시스템의 평균값을 기준으 로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우(제주 도, 채소재배)는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다.
Fig. 9는 일사량과 전력량의 상관관계를 나타낸 것이
다. 물론 어레이의 온도가 높아지는 한 여름철에는 일사 량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않지만, 두 인자 간에 상관계수는 0.851 정도로서 상관관계가 높은 것으 로 나타났다. 참고로 시스템을 변경하기 전의 경우, 두 인자간의 상관계수는 0.824 정도로서 시스템변경 후와 비슷하였다(Yoon 등, 2009).
적 요
본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 태양광발전시스템을 온실에 인접한 건물의 옥상에 설치하여 일사량에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같 다. 실험기간 동안 수평면 일사량의 최대, 평균 및 최소 값은 각각 26.1MJ · m−2, 14.0MJ · m−2 및 0.6MJ · m−2 정 도였고, 일일 전력량은 각각 약 6.1kWh, 3.7kWh 및 0.01kWh 이었다. 그리고 누계 일사량과 전력량은 각각 약 4,378.2MJ · m−2 및 1,163.2kWh 정도이었다. 그리고 부하에 의해 소비된 적산전력량의 최대, 평균 및 최소값 은 각각 4.5kWh, 2.4kWh 및 0.0kWh 정도이었고, 누계 전력량은 739.2kWh 정도로서 발생 전력량의 약 63.5%
에 해당하였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전 력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작 은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났 다. 어레이 표면온도가 상대적으로 높아지면 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 두 인자 간에 상관계수는 0.851 정도로서 상관관계가 높 은 것으로 나타났다.
추가 주제어 : 온실, 어레이 표면 온도, 일사량, 전력, 전 력량
Fig. 9. Relationship between electric energy and solar radiation.
사 사
본 연구는 농림수산식품부 생명산업기술개발사업에 의 하여 이루어진 것임.
Literature Cited
Business Information Research (BIR). 2012. Industry trends and prospect related to energy storage system. ed. BIR Inc.
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