복사 모델에 의한 남한의 지표면 태양광 분포

조일성(Zo, Il-Sung),지준범(Jee, Joon-Bum),이원학(Lee, Won-Hak),이규태(Lee, Kyu-Tae),최영진(Choi, Young-Jean) 한국기후변화학회 2010 한국기후변화학회지 Vol.1 No.2

특수일사계를 이용한 맑은 날 일사량의 온도 보정

조일성(Zo Il-Sung),정명재(Jeong Myeong-Jae),이규태(Lee Kyu-Tae),지준범(Jee Joon-Bum),김부요(Kim Bu-Yo) 한국태양에너지학회 2015 한국태양에너지학회 논문집 Vol.35 No.1

Pyranometer have many uncertainty factors (sensitivity function, thermal offset, other spectral effect, geometric, environment, and equipment etc.) than pyrheliometer. The solution for most of the uncertainty factors have been researched, but the problem for thermal offset is being continued research so far. Under the clear sky, due to the thermal offset of pyranometer, the diffuse and global radiation have been negative value for the nighttime and lower value for the daytime, respectively. In order to understand the uncertainty of the thermal offset effect, solar radiation are observed and analyzed using Ji and Tsay method and date from modified pyranometer. As a result of performing temperature correction using the modified pyranometer, the slope (dome factor; k) and intercept (r0) from a linear regression method are 0.064 and 3.457 g·m<SUP>-2</SUP>·k<SUP>-1</SUP>, respectively. And the solar radiation is decreased significantly due to the effect of thermal offset during nighttime. The solar radiation from modified pyranometer increased approximately 8% higher than its observed by general pyranometer during daytime. By the way, these results and did not generalize because its result is for only single case in clear sky. Accordingly, it is to required for accurate results-obtained by the various cases (clear, cloudy and rainy) with longterm observations.

이어도 종합해양과학기지의 복사관측소 환경 개선 및 국제화 추진 전략

이상호,조일성,이규태,김부요,정현석,임세훈,변도성,이주영,LEE, SANG-HO,Zo, Il-SUNG,LEE, KYU-TAE,KIM, BU-YO,JUNG, HYUN-SEOK,RIM, SE-HUN,BYUN, DO-SEONG,LEE, JU-YEONG 한국해양학회 2017 바다 Vol.22 No.3

정확한 복사 관측자료는 기후 및 날씨뿐만 아니라 해양과 건축 및 농 축산 분야 등 중요하게 활용된다. 특히 이어도와 같은 종합 해양과학기지는 주변 환경에 의한 복사 반사 효과를 최소화할 수 있기 때문에 이상적인 관측소로 평가되며 여기서 생산되는 자료는 복사관측의 기준 자료가 될 수 있다. 또한 BSRN (Baseline Surface Radiation Network) 등 세계복사관측그룹 가입을 위한 필수 장비들(전천과 직달 및 산란 일사계 등)을 갖추고 관측소 환경을 개선할 경우 전 세계적인 중요 관측소로 부각될 수 있는 여건을 갖추고 있다. 이어도 종합해양과학기지는 2004년 11월부터 일사계 관측을 수행해 왔고 이 연구에서는 2005년 1월 1일부터 2015년 12월 31일까지의 자료를 분석하였다. 이 연구 기간에 이어도의 일평균 일사량은 $-3.80W/m^2/year$로 감소하였고 그 이유는 자연적 원인 이외에 관측장비의 센서 반응도 감소 효과가 포함되어 있기 때문이다. 즉 이어도 종합해양과학기지의 경우 정밀한 복사 관측 자료를 생산하기 위해서는 관측소 환경 개선뿐만 아니라 관측장비 및 자료 보정이 요구된다. 그리고 한반도의 대기 청정도와 국민 건강을 크게 위협하고 있는 중국발 황사와 미세 먼지는 전 세계 과학자들의 중요 관심 대상이기 때문에 이어도뿐만 아니라 신안 가거초 및 옹진 소청초 종합해양과학기지 복사 관측자료를 통한 공동 대응 근거 마련이 필요하며 그에 따라 이들 복사관측소 환경 및 장비 개선 그리고 관측자료 정확성 향상 계획 수립이 시급하다. The radiation observation data will be used importantly in research field such as climatology, weather, architecture, agro-livestock and marine science. The Ieodo Ocean Research Station (IORS) is regarded as an ideal observatory because its location can minimize the solar radiation reflection from the surrounding background and also the data produced here can serve as a reference data for radiation observation. This station has the potential to emerge as a significant observatory and join a global radiation observation group such as the Baseline Surface Radiation Network (BSRN), if the surrounding of observatory is improved and be equipped with the essential radiation measuring instruments (pyaranometer and pyrheliometer). IORS has observed the solar radiation using a pyranometer since November 2004 and the data from January 1, 2005 to December 31, 2015 were analyzed in this study. During the period of this study, the daily mean solar radiation observed from IORS decreased to $-3.80W/m^2/year$ due to the variation of the sensor response in addition to the natural environment. Since the yellow sand and fine dust from China are of great interest to scientists around the world, it is necessary to establish a basis of global joint response through the radiation data obtained at the Ieodo as well as at Sinan Gageocho and Ongjin Socheongcho Ocean Research Station. So it is an urgent need to improve the observatory surrounding and the accuracy of the observed data.

한반도에서 해상도 변화에 따른 지표면 일사량의 시공간 분포

이규태(Lee, Kyu-Tae),조일성(Zo, Il-Sung),지준범(Jee, Joon-Bum),최영진(Choi, Young-Jean) 한국신재생에너지학회 2011 신재생에너지 Vol.7 No.1

The surface solar radiations were calculated and analyzed with spatial resolutions (4 km and 1 km) using by GWNU (Gangneung-Wonju National University) solar radiation model. The GWNU solar radiation model is used various data such as aerosol optical thickness, ozone amount, total precipitable water and cloud factor are retrieved from Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS), Ozone Monitoring Instrument (OMI), MTSAT-1R satellite data and output of the Regional Data Assimilation Prediction System(RDAPS) model by Korea Meteorological Administration (KMA), respectively. The differences of spatial resolutions were analyzed with input data (especially, cloud factor from MTSAT-1R satellite). And the Maximum solar radiation by GWNU model were found in Andong, Daegu and Jinju regions and these results were corresponded with the MTSAT-1R cloud factor.

1km 해상도 태양-기상자원지도 기반의 초고해상도 태양 에너지 분석

지준범(Jee, JoonBum),조일성(Zo, Ilsung),이채연(Lee, Chaeyon),최영진(Choi, Youngjean),김규랑(Kim, Kyurang),이규태(Lee, KyuTae) 한국신재생에너지학회 2013 신재생에너지 Vol.9 No.2

The solar energy are an infinite source of energy and a clean energy without secondary pollution. The global solar energy reaching the earth's surface can be calculated easily according to the change of latitude, altitude, and sloped surface depending on the amount of the actual state of the atmosphere and clouds. The high-resolution solar-meteorological resource map with 1km resolution was developed in 2011 based on GWNU (Gangneung-Wonju National University) solar radiation model with complex terrain. The very high resolution solar energy map can be calculated and analyzed in Seoul and Eunpyung with topological effect using by 1km solar-meteorological resources map, respectively. Seoul DEM (Digital Elevation Model) have 10m resolution from NGII (National Geographic Information Institute) and Eunpyeong new town DSM (Digital Surface Model) have 1m spatial resolution from lidar observations. The solar energy have small differences according to the local mountainous terrain and residential area. The maximum bias have up to 20% and 16% in Seoul and Eunpyung new town, respectively. Small differences are that limited area with resolutions. As a result, the solar energy can calculate precisely using solar radiation model with topological effect by digital elevation data and its results can be used as the basis data for the photovoltaic and solar thermal generation.

지형효과를 고려한 강원지역의 태양광 발전지도 개발

지준범(Jee Joon-Bum),조일성(Zo Il-Sung),이규태(Lee Kyu-Tae),이원학(Lee Won-Hak) 한국태양에너지학회 2011 한국태양에너지학회 논문집 Vol.31 No.2

The GWNU (Gangnung-Wonju national university) solar radiation model was developed with radiative transfer theory by Iqbal and it is applied the NREL (National Research Energy Laboratory). Input data were collected and accomplished from the model prediction data from RDAPS (Regional Data Assimilated Prediction Model), satellite data and ground observations. And GWNU solar model calculates not only horizontal surface but also complicated terrain surface. Also,We collected the statistical data related on photovoltaic power generation of the Korean Peninsula and analyzed about photovoltaic power efficiency of the Gangwon region. Finally, the solar energy resource and photovoltaic generation possibility map established up with 4㎞, 1㎞ and 180m resolution on Gangwon region based on actual equipment from Shinan solar plant,statistical data for photovoltaic and complicated topographical effect

집중관측 자료를 이용한 춘천기상대 태양광 패널의 온도 및 태양광 발전량 분석

지준범(Jee Joon-Bum),조일성(Zo Il-Sung),이규태(Lee Kyu-Tae),이원학(Lee Won-Hak),최성진(Choi Sung-Jin) 한국태양에너지학회 2022 한국태양에너지학회 논문집 Vol.42 No.2

In this study, photovoltaic (PV) electricity power and PV panel temperature for operation and monitoring of PV power plant were calculated and analyzed. A PV panel temperature sensor was installed at the Chuncheon Meteorological Observatory solar power plant for intensive observation from May 1 to August 19, 2018. When the calculated PV panel temperature was analyzed using the measured PV panel temperature, the calculated PV panel temperature was overestimated at a higher temperature compared to the measured PV panel temperature, which was overestimated at a lower temperature; however, the determination coefficient (R²) was 0.88 or more. The bias was -0.33°C and RMSE was 3.43°C when the ground observation data were used. However, when the Local Data Assimilation and Prediction (LDAPS) model were used, the bias was 0.22°C and RMSE was 4.27°C. The PV electricity power generation by ground meteorological observation data (Korea Meteorological Administration, KMA), LDAPS model prediction data (LDAPS), and Communication Ocean and Meteorological Satellite (COMS) data using the PV module temperature were compared with those of the Chuncheon PV power plant. The determination coefficient (R²) of PV power generation was the highest for KMA (0.91) followed by COMS (0.88) and LDAPS (0.84). The slope of the linear regression, (1.05) for KMA, and the smallest bias (2.24 kWh) and RMSE (3.38 kWh) were similar to the measured values. However, compared to the LDAPS, the slope (1.23) of the linear regression was the largest in COMS, and the bias (4.77 kWh) and RMSE (6.23 kWh) were slightly higher.

정지궤도 위성자료를 이용한 지표면 도달 태양복사량 연구

지준범 ( Joon Bum Jee ),조일성 ( Il Sung Zo ),이규태 ( Kyu Tae Lee ) 대한원격탐사학회 2013 大韓遠隔探査學會誌 Vol.29 No.1

정지기상 위성의 가시채널에서 관측되는 반사도는 지상의 일사량 관측자료와 비교하여 구름량 계산이 가능하며 이를 이용하여 지표면에 도달되는 일사량을 추정할 수 있다. 기상 센서(MI)의 경우는 675 nm 파장으로 관측된 반사도를 이용하며 해양 센서(GOCI)는 기상 센서(MI)의 관측파장과 유사한 660 nm, 680 nm 파장으로 관측된 자료를 이용할 수 있다. 연구를 위하여 태풍이 있었던 흐린 날과 맑은 날을 선정하였으며 정지위성으로부터 관측된 자료들을 이용하였다. 위성영상의 반사도가 40%이상 높은 화소들은 0.3이하의 청천지수가 나타났으며 70%이상의 태양에너지가 차폐되었다. 또한 15%이하의 반사도가 나타나는 화소들은 0.9 이상의 청천지수가 나타났으며 90%이상의 태양에너지가 지표면에 도달되었다. 계산된 일누적 일사량은 기상청 22개 관측소의 관측 일누적 일사량과 비교하였다. COMS와 MTSAT의 MI센서의 경우 관측값과 비교하여 다소 작게 계산되었으며 GOCI센서를 이용한 계산결과인 상관계수 0.96보다 낮은 0.94와 0.93의 상관성을 보였다. 그리고 일사량 관측값에 대한 RMSE는 MTSAT, COMS MI, GOCI순으로 2.21, 2.09, 2.02 MJ/m2로 나타났다. 또한 COMS GOCI센서의 일누적 계산결과를 지상 관측자료와 비교하였을 때 흐린 날과 맑은 날의 상관성은 각각 0.96과 0.86이었으며 RMSE는 1.82 MJ/m2와 2.27 MJ/m2로서 흐린 날의 상관성이 높게 나타났다. COMS 위성의 해양 센서는 기상센서와 비교하여 관측시각이 한정적이고 관측의 불연속이 있으나 높은 해상도의 이점이 있기 때문에 태양에너지 분석 등의 연구에 유용할 것으로 사료된다. The reflectance observed in the visible channels of a geostationary meteorological satellite can be used to calculate the amount of cloud by comparing the reflectance with the observed solar radiation data at the ground. Using this, the solar radiation arriving at the surface can be estimated. This study used the Meteorological Imager (MI) reflectance observed at a wavelength of 675 nm and the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) reflectance observed at similar wavelengths of 660 and 680 nm. Cloudy days during a typhoon and sunny days with little cloud cover were compared using observation data from the geostationary satellite. Pixels that had more than 40% reflectance in the satellite images showed less than 0.3 of the cloud index and blocked more than 70% of the solar energy. Pixels that showed less than 15% reflectance showed more than 0.9 of the cloud index and let through more than 90% of the solar energy to the surface. The calculated daily accumulated solar radiation was compared with the observed daily accumulated solar radiation in 22 observatories of the Korean Meteorological Administration. The values calculated for the COMS and MTSAT MI sensors were smaller than the observation and showed low correlations of 0.94 and 0.93, respectively, which were smaller than the 0.96 correlation coefficient calculated for the GOCI sensor. The RMSEs of MTSAT, COMS MI and GOCI calculation results showed 2.21, 2.09, 2.02 MJ/m2 in order. Comparison of the calculated daily accumulated results from the GOCI sensor with the observed data on the ground gave correlations and RMSEs for cloudy and sunny days of 0.96 and 0.86, and 1.82 MJ/m2 and 2.27 MJ/m2, respectively, indicating a slightly higher correlation for cloudy days. Compared to the meteorological imager, the geostationary ocean color imager in the COMS satellite has limited observation time and observation is not continuous. However, it has the advantage of providing high resolution so that it too can be useful for solar energy analysis.

강원도 지자체별 관광객 수 예측 알고리즘 개발

지준범(Jee, Joon-Bum),조일성(Zo, Il-Sung),배준호(Bae, Joon-Ho) 한국관광레저학회 2022 관광레저연구 Vol.34 No.10

In this study, a machine learning-based model was built to predict the number of visitors with municipality in Gangwon province using big data with tourist, meteorological observation (air temperature, rainfall, wind speed, wind direction, relative humidity, atmospheric pressure, sunshine duration, solar radiation and cloud fraction) and temporal variables (day, week, and year). The relative influence of meteorological variables was found to be 37.9% on average in Gangwon province through the contribution analysis by input data. As a result of annual predictive analysis, the correlation is 0.81 on average in Gangwon province, with the highest municipality is Inje-gun (0.86) and the lowest municipality is Cheorwon-gun (0.73). And as a result of seasonal analysis, summer (0.93) represents the highest correlation, followed by winter (0.76), spring (0.74), and autumn (0.66). The municipality with the lowest and highest RMSE compared to the average daily number of visitors are Wonju-si (16.6%) and Yeongwol-gun (33.1%), respectively.

한반도에서 지표면 태양광의 시공간 분포

이규태(Lee, Kyutae),지준범(Jee, Joonbum),조일성(Zo, Ilsung),최영진(Choi, Youngjin) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

인간의 삶과 밀접한 관련이 있는 태양 에너지는 전세계적으로 에너지 부족 문제 해결방안을 위한 대체 에너지 자원으로 각광 받고 있다. 즉 태양으로부터 방출되어 지표면에 도달하는 태양광은 연간 약 23,000 TW(Perez et al., 2009)로써 다른 어떤 종류의 에너지원보다 풍부하기 때문에 태양광 발전은 양적인 측면에서의 무한한 잠재력뿐만 아니라 환경적인 측면에서 무공해라는 장점을 가진다. 특히 국내에서는 2030년까지 태양광 에너지와 풍력 및 수소에너지들은 3대 국가 에너지 전략 분야로 집중 육성되고 있다(한국과학기술정보연구원, 2007). 지표면에 도달하는 태양 에너지 평가 및 분석을 위하여 일사계에 의한 관측 자료가 이용될 수 있으나 관측 영역 및 관측 정밀도 문제 때문에 태양 복사 모델(Solar Radiative Transfer Model)에 의한 계산 자료가 중요하게 활용된다. 이 연구에서 한반도의 지표면 태양광 계산을 위하여 사용된 모델은 Iqbal(1983)에 근거한 것으로써 단일 기층의 모형대기를 가정한 모델이며 상세 모델(Line-by-Line Model)에 의하여 보정하여 2009년 1월부터 2009년 12월까지 한반도의 지표면 태양광 시공간 분포를 계산하였다. 이 계산을 위하여 대기 중의 가스와 에어로졸 및 구름 성분들에 대한 모델 입력자료 등이 요구되며 이 자료들은 기상청의 수치 모델(Regional Date Assimilation and Prediction System; RDAPS)과 기상 관련 인공위성(OMI와 MODIS 및 MTSAT-1R 등)으로부터 발췌하여 사용하였다. 그 결과 이 연구 기간(2009년 1월 ~ 2009년 12월)동안 1 km 간격의 수평면에 대하여 계산된 한반도의 지표면 태양광은 안동과 대구 및 진주를 연결하는 지역에서 최대값(5400MJ/m² 이상)이 나타났다. 그러나 지표면 일사 관측 자료의 공간 분포는 이 연구 결과와 차이가 있었으며 그 원인은 관측소 일사계의 보정 및 관리운영에 따른 자료 정확성 결여 때문으로 평가된다.