신재생에너지 확대와 미래 환경변화 대응을 위한 중장기 발전방향 : 육상태양광발전 보급 활성화를 위한 제도 개선방안

이상범,김창훈,임성희,김연중,강유진 한국환경정책평가연구원 2020 기본연구보고서 Vol.2020 No.-

Ⅰ. 서론 1. 연구 배경 및 목적 □ 한국환경정책·평가연구원(KEI)이 2019년 9월 26일에 개최한 ‘신재생 에너지 확대와 미래환경변화 대응을 위한 대토론회’ 2세션에서 분야별 전문가들이 발표한 내용을 정리함 ㅇ 국내 재생에너지 보급 확대를 위한 육상태양광 발전사업의 원활한 추진에 필요한 관련 연구 현황 및 시민단체의 입장에 관한 내용을 포함하여 정리함 - 제1장: 육상태양광발전 현황 및 환경성 검토 가이드라인 - 제2장: 육상태양광 발전사업의 보급 활성화를 위한 에너지 제도 개선방안 - 제3장: 육상태양광 보급 확대를 위한 주민참여방안 - 제4장: 농촌태양광발전 보급의 문제점과 개선방안 ㅇ 「육상태양광발전사업 환경성평가 협의 지침」 제정 등을 통하여 산지태양광발전에 대한 입지 규제가 강화됨에 따라 농촌태양광발전 확대를 위한 논의와 주민 수용성 확보를 통한 보급 확대 방안을 살펴보고자 함 2. 「육상태양광발전사업 환경성평가 협의 지침」 도입 배경과 개선사항 □ 최근까지 육상태양광 발전시설은 대부분 지가가 낮은 산지에 입지하여 산사태 및 산림훼손 등의 자연환경 훼손과 이로 인한 사회적 갈등을 유발하였음 ㅇ 「육상태양광발전사업 환경성평가 협의 지침」은 산지에 무분별하게 입지하는 태양광 발전시설로 인한 환경 훼손을 최소화하기 위하여 도입되었음 ㅇ 본 가이드라인은 산지 입지기준에 초점을 맞추고 있어 농촌태양광발전시설 등의 입지를 유도하기 위한 우선 개발지 등에 대한 제시가 미비하므로 이에 대한 개선과 함께 주민참여 확대 방안에 대한 개선도 필요함 Ⅱ. 육상태양광 발전사업의 보급 활성화를 위한 에너지 제도 개선 방안 1. 국내 육상태양광발전 동향 □ 태양광발전 REC(재생에너지 공급인증서) 가격의 하락에 따른 수익성 악화 ㅇ REC 현물가격은 2017년부터 하락하여 2019년 4월 기준 약 6만 9,000원까지 하락하였는데, 이는 고점 대비 약 60% 하락한 것이며, 이러한 하락세가 계속되어 2019년 11월에는 4만 원대도 붕괴되는 등 사업자들의 투자비 회수에 위기감이 조성되고 있음 □ 대형 사업 위주의 정책 추진 ㅇ 지자체 주도의 계획입지제도 시행 지연으로 인하여 공기업들을 대상으로 공공부문주도의 재생에너지 사업을 추진 중에 있으며, 2019년 4월 기준으로 142개소에 24GW를 보급할 수 있는 부지를 확보한 상황임. 이 수치만 놓고 보자면 『재생에너지 3020 계획』에서 대규모 사업목표로 설정했던 수치를 거의 달성할 수 있을 것으로 예상됨 2. 육상태양광발전 보급 문제점의 원인 및 개선 방향 □ 육상태양광발전 보급 문제점의 원인 ㅇ 중앙집중형 ‘국가사업’ 관점의 정책 - 현재까지 소수 지역의 희생에 바탕을 둔 중앙집권형 에너지 공급체계를 구축하여 왔음. 재생에너지가 분산형 전원이 되지 못하고 전국적인 전력망을 통해 타 지역에 공급될 경우 생산지 주민의 피해의식이 상존하게 됨 ㅇ 지자체 역할과 위상 정립이 병행되지 못함 - 지자체의 역할이 단순한 중앙정부 정책의 집행 ‘경로’에 그치고 있는 실정이며, 재생에너지 사업을 규모의 경제로 이끌고 중재 역할을 수행해야 할 광역지자체의 역할과 권한이 미흡한 실정임 ㅇ 지역에너지 사업의 특성을 고려하지 않은 일방적인 정책 추진 - 재생에너지 사업의 부작용에 대한 대책도 면밀한 고려 없이 중앙정부 주도로 일률적으로 이루어지는 경향이 있음 □ 육상태양광발전 보급 문제점의 개선 방향 ㅇ ‘지역산업화’와 ‘분산전원화’가 근본적 대책임 - 재생에너지 사업이 지자체와 지역주민에게 직접적 이익이 되는 ‘지역산업’으로 인식이 될 수 있도록 유도 ㅇ 중앙-광역-기초 지가체 간의 정책조율체계와 협력체계를 강화 - 광역지자체의 조정 능력을 강화하여 기초지자체에서 발생하는 현안에 대해서는 광역지자체 차원에서 해결하도록 유도 ㅇ 사업 단계별로 세심하게 주민수용성 제고 노력 - 사업 초기에는 재생에너지에 대한 국민 일반의 높은 수준의 수용성이 지역사회에도 그대로 적용되기 때문에 이를 지역사회에 그대로 반영하기 위한 노력이 필요 3. 육상태양광발전 보급 활성화를 위한 정책 제언 □ 계획입지제도 보완 ㅇ 환경성 평가 및 경제성 평가가 융합된 형태의 사전 지역계획 마련 - 입지 후보지에 대한 사전계획 마련과 정보공개 필요 ㅇ 비상설협의체를 통한 전략환경영향평가 - 대규모 개발단지에 대한 기술적 차원에서의 가이드 마련이 필요하며, 이는 개발가능 후보지 선정 후 주민참여 범위 설정을 위한 기술적 차원의 기준을 제시 □ 소규모 발전시설 활성화 방안 마련 ㅇ 중소규모의 발전시설에 대한 기초지자체 차원의 이격거리 규제 심화 - 기초지자체 조례는 이격거리 제한 철폐와 함께 소규모 사업에 대해서도 주민 동의절차나 설명회를 의무화하고, 주민수용성이 높은 후보지를 지속적으로 물색하여 경매방식을 채택하도록 유도할 필요가 있음 □ 지자체 주체성 강화 ㅇ 지자체가 지역에너지 사업 주체로 기능하여 지역 내 환경 및 국토계획 간의 조화와 주민 수용성을 제고하여야 함 - 지자체가 국가재정 투입 사업의 단순 실행자 역할에 그치고 있는 상황을 개선할 필요가 있음, 대부분 지역 조례에 의해 에너지위원회 설치가 규정되어 있으나 사실상 유명무실한 상황 - 지자체 전담조직과 유관 기관 지역사무소와의 협력체계를 구축할 필요가 있음 □ 정부사업 시행 주체 조정 ㅇ 현재와 같이 한국에너지공단을 경유하는 사업, 즉 예산이 공공기관을 통해 내려오는 경우 지자체 간 실적경쟁을 유도할 장치가 사실상 없음 - 정부사업 시행 주체를 지자체(또는 지역 전담조직)로 조정할 필요가 있음 - 지자체로 사업주체를 조정하고 관련 예산을 직접 교부하되, 중앙 공공기관을 통해 사후 실적평가를 실시하여 차년도 예산에 반영하는 경우 지자체 간 경쟁을 유도할 수 있음 □ 지역 차원의 소규모 사업 재원 마련 ㅇ 지역 차원의 소규모 사업 재원 확보체계를 지속적으로 구축 필요 - RPS 제도하에서 사업환경 악화가 예상되는 소규모 사업은 지자체 차원의 지원이 바람직 □ 지역 차원의 RE100 참여 확대 ㅇ 지역 차원에서 RE100 캠페인에 참여하고자 하는 기업을 유치하거나 자기 지역의 기업들에 대해 지원 계획을 검토 - RE100 캠페인은 태양광발전 사업자의 입장에서는 안정적인 수익 확보의 유인으로 충분히 기능 □ ‘지역공동체 에너지사업’ 활성화 ㅇ 지자체 주도하에서 주민참여 범위를 확대하도록 하되 주민들에게 큰 부담 없이 체감 가능한 실제적인 혜택이 돌아가도록 하는 제도를 설계 - 규모의 경제를 통한 재생에너지 사업의 효율화와 환경성 확보를 통해 소규모 사업자의 난립으로 인한 부작용을 해소할 필요가 있음 Ⅲ. 육상태양광 보급 확대를 위한 주민참여방안 1. 국내외 에너지 전환 정책 흐름과 성과 □ 세계 에너지 전환 정책 흐름과 성과 ㅇ 2018년 기준으로 재생에너지는 세계 전력 수요의 26.2%를 차지 - 수력이 여전히 높은 비중을 차지하고 있으나, 풍력과 태양광의 비중 또한 점차 증가하고 있음 □ 국내 재생에너지 확대 계획과 입지 잠재량 ㅇ 재생에너지 설비용량은 13.3GW(2016년)에서 63.8GW(2030년)으로 늘어날 전망이며, 신규 설비의 95% 이상을 태양광과 풍력 등 청정에너지로 공급할 예정 ㅇ 태양광 발전의 시장 잠재량은 411TWh/년, 321GW로 산정. 풍력발전의 시장 잠재량(육상 39TWh/년, 해상 71TWh/년)을 더하면, 태양광발전과 풍력발전만으로도 전체 전력을 충당할 수 있는 입지 잠재량은 확보되어 있음 2. 재생에너지를 둘러싼 갈등과 원인 □ 재생에너지 입지 갈등 사례 ㅇ 재생에너지 발전설비를 둘러싼 갈등이 빈번해 보이는 것은 사업이 지역 곳곳에 소규모로 분산되어 진행되기 때문임 - 전북 무주군 중리 태양광발전 사례, 충남 부여군 지선리 태양광발전 사례, 충남 공주시 남월마을 태양광발전 사례 □ 지역과 상생하는 재생에너지 사례 ㅇ 안산시민햇빛발전협동조합, 제주 동회천마을 태양광, 영광 상하사리 주민발전, 함양에너지농장, 보성 영농형 태양광, 철원두루미태양광, 봉화군민 직접 참여형 신재생에너지사업 □ 재생에너지를 둘러싼 갈등의 원인 ㅇ 태양광 발전시설에 대한 유해성 문제 부각 및 환경피해 ㅇ 발전사업자의 지역상생 개념 부재 ㅇ 환경영향을 고려하지 않는 입지 선정 ㅇ 주민의견수렴 과정 없는 입지 선정 절차 □ 재생에너지 수용성 향상과 주민참여를 위한 전제 ㅇ 에너지 전환, 시민의 힘으로(독일) ㅇ 주민이 주도하는 재생에너지 확대 ㅇ 주민참여 이익공유제도의 실효성 있는 설계 ㅇ 주민참여 절차 보장을 통한 에너지 민주주의 실현 Ⅳ. 농촌 태양광발전 보급의 문제점과 개선방안 1. 정부의 재생에너지 정책 동향 및 방향 □ 정부의 『재생에너지 3020 이행계획』 ㅇ 『재생에너지 3020 이행계획』의 목표 달성을 위해 국민참여형 발전사업과 대규모 프로젝트로 나누어 목표치를 설정하였음. 국민참여형은 주택·건물 등 자가용으로 2.4GW, 협동조합 등 소규모 사업으로 7.5GW, 농가 태양광으로 10.0GW의 발전시설을 설치하고, 대규모 프로젝트로는 28.8GW의 재생에너지 발전시설을 설치할 계획 ㅇ 농림축산식품부, 지자체, 산업통상자원부가 2030년까지 염해 간척지(농업진흥구역내)와 농업진흥지역 외 농지 등에 10GW 정도 태양광 발전시설 설치를 권장 □ 『재생에너지 3020 이행계획』 활성화를 위한 제도 개선 추진 ㅇ 정부는 2011년까지 시행하다 중단한 발전차액지원제도(FIT)를 다시 도입하여 농촌태양광 발전사업소에 농지보전부담금 50%를 감면하는 제도를 시행 ㅇ 발전소 소재지로부터 반경 1km 이내에 1년 이상 주민등록이 되어있는 농업인 5인 이상과 외부투자자가 1MW 이상의 발전사업에 함께 참여하는 경우, 주민참여율이 일정 비율 이상이면 총사업비 2% 이상 최대 10%, 총사업비 4% 이상 20%의 가중치를 부여하고, 외부투자자 없이 농업인만으로 5인 이상 참여 시 20% 가중치를 부여할 계획 □ 농촌태양광 보급 확대 지원정책 ㅇ 한국에너지공단은 농촌태양광 시설자금에 대한 정책자금을 지원하고(1.75%, 5년 거치, 10년 분할상환), REC 가중치 우대, 고정가격계약 경쟁입찰 사업자 선정 평가시 우대 ㅇ 농업인 1인 단독형, 2∼4인 공동형, 5인 이상 조합형 발전소 모델을 제시하였으며, 1MW 이하 농촌태양광 전력계통 무제한 접속을 허용하고, 계통 접속 소요기간을 단축 2. 농촌태양광의 환경적 이슈와 개선방안 □ 농촌태양광 설치로 인해 예상되는 환경영향 ㅇ 표토 제거에 따른 토사유출 및 농경지 훼손 등의 환경영향과 농촌 경관자원 훼손으로 인한 경관영향이 발생할 우려가 있음 □ 태양광발전의 환경적 이슈와 시사점 ㅇ 국내의 육상태양광발전 가이드라인은 산지에 입지하는 태양광 발전시설 중심으로 작성되었으며, 이것은 농업진흥구역에 해당하는 절대농지에서는 태양광발전 등 개발이 불가한 현행 농지 관련 제도에 기인함 ㅇ 태양광발전 입지 가이드라인은 입지별로 구체적인 기준과 농경지에 관련한 기준을 명확히 할 필요가 있음 3. 농촌태양광의 기술적 이슈와 개선방안 □ 육상태양광 설치 및 운영의 기술적 이슈와 시사점 ㅇ 시공 형태(일반고정형, 가변형), 국가별 현황, 전력계통연계 현황 등의 기술적 측면에 따라 비용 및 수익, 환경영향의 정도, 지역 분산 등의 차이가 발생하게 됨 4. 농촌태양광의 제도적 이슈와 시사점 □ 농지의 태양광 발전시설 설치 관련 규정 변화 ㅇ 초기에는 태양광 발전시설을 농업진흥지역 내에 설치하는 것이 불가능하였으나, 2008년 「농지법」이 개정되면서 처음으로 농업보호구역에 태양광 발전설비를 허용 ㅇ 최근 태양광발전시설 설치를 위한 농지전용 면적이 급격히 증가 □ 「농지법」상 태양광발전시설 설치의 허용 가능 여부 ㅇ 2018년 1월 개정된 「농지법」 제36조(농지의 타용도 일시사용허가 등) 제1항 제4호에 의거, 「공유수면 관리 및 매립에 관한 법률」 제2조에 따른 공유수면매립을 통하여 조성한 토지 중 토양 염도가 일정 수준 이상인 지역(즉, 염해 간척지)에 한해 20년간 일시사용 형태로 태양광발전시설 설치를 허용 □ 일본의 농촌태양광 관련 제도 ㅇ 2016년 기준 일본의 경지면적은 447만ha로 우리나라의 경지면적의 약 2.6배인데, 태양광발전시설 설치를 위한 농지전용 면적은 우리나라가 일본의 2배 이상 넓은 것으로 나타났음 ㅇ 일본은 농용지(우리나라의 농업진흥구역에 해당) 내 영농형 태양광에 한하여 일시사용허가(3년에서 최근 10년으로 연장)를 하고 있음 5. 농촌태양광의 경제적 이슈 □ 농촌태양광과 영농형 태양광의 비용과 소득효과 ㅇ 초기투자비 및 시공비, 운영비를 고려한 비용과 태양광발전으로 생산한 전력 판매 소득을 효과로 고려하여 일반 농촌태양광과 영농형 태양광의 비용 및 소득을 산정함 - 일반 농촌태양광의 연평균 순편익은 자기자본 활용 시 1,047만 원, 농협대출 활용시 723만 원, 정책자금 활용 시 939만 원임 - 영농형 태양광의 경우 연평균 순편익은 자기자본 활용 시 1억 8,212만 원, 농협대출 활용 시 1억 555만 원, 정책자금 활용 시 1억 4,915만 원으로 추산됨 ㅇ 불확실한 외생요인을 고려하여 전력 판매가격, 대출이자, 계통연계비, 할인율의 변동 등이 발생하였을 경우를 예측함 - 매전단가가 30% 하락할 경우 일반 농촌태양광 및 영농형 태양광 모두 경제성이 없으나, 20% 하락할 경우에는 경제성이 낮긴 하지만 존재하는 것으로 분석됨 - 이자율 4.0~7.0%, 할인율 2.5%~6.5%의 범위 내에서는 일반 농촌태양광 및 영농형 태양광 모두 경제성이 존재하는 것으로 분석됨 - 계통연계지점과의 거리가 2km일 경우 일반형은 경제성이 존재하지만 영농형은 경제성이 없는 것으로 나타남 6. 농촌태양광의 사회적 이슈와 개선방안 □ 농촌태양광에 대한 농업인의 인식 추정 ㅇ 태양광에 대한 관심도와 설치 의향 - 농업인들의 농촌태양광 발전사업에 대한 관심도는 ‘높음’(‘매우 높음’ + ‘높은 편임’)의 비율이 53.1%, ‘보통’이 34.9%, ‘낮음’(‘전혀 없음’ + ‘없는 편임’)이 12.0%로 농촌태양광 발전사업에 대한 관심도는 높게 나타났음 ㅇ 농촌태양광 관련 농업인 조사의 시사점 - 설치 의향이 없는 농업인의 경우, ‘설치비용 과다’가 가장 큰 이유로 조사되었음 - 농지가 태양광 발전시설을 설치할 목적으로 사용되는 것에 대해 농업인의 43.0%가 반대하는 것으로 나타났으나, 영농형 태양광시설 설치에 대해서는 42.1%가 찬성하는 것으로 나타남 □ 농촌태양광 관련 갈등 현황과 개선방안 ㅇ 농촌태양광 갈등 현황 - 주민들은 경관 훼손, 전자파, 빛 반사에 따른 농작물 피해, 중금속, 폐기물 문제 등을 제기하며 반대함 ㅇ 농촌 현장의 목소리 - 계획단계에서부터 지역주민들과 소통 및 정보공유를 하고 주민참여 이익공유방식을 채택하도록 해야 하며, 주민참여 이익공유방식은 다양하게 제시할 수 있어야 함 ㅇ 지역과 재생에너지가 상생할 수 있는 다양한 방식을 검토해볼 수 있음 - 농민 소유 직접운영 방식, 지분투자 방식, 햇빛펀드 방식, 지역발전기금 또는 보상금 지급 등 Ⅴ. 결론 및 제언 □ 관련 에너지 정책 정비와 투명한 정보공개 ㅇ 재생에너지 계획입지제도의 실효성 확보를 위해서는 실질적인 권한 부여와 함께 지자체 역량 강화를 위한 제도적 보완이 이루어져야 함 ㅇ 주민 수용성 확보를 위한 핵심사항은 계획 초기부터의 투명한 정보공개와 공유에 있음 ㅇ 계획입지제도에서 광역지자체와 기초지자체 간 역할 및 권한에 대한 분명한 구분이 필요함 □ 실질적인 주민주도형 태양광발전사업 모델 보급 ㅇ 지자체가 주도하여 주민주도형 태양광발전사업을 추진할 수 있도록 제도 개선이 동시에 이루어져야 함 ㅇ 주민참여에 대한 기준이 매우 개략적으로 되어있어 이에 대한 개선이 필요함 ㅇ 주민참여 확대와 함께 투자 여력이 없는 사회 취약계층에 대한 지원방안도 동시에 마련되어야 함 □ 농촌태양광발전 보급을 위한 관련 제도 개선 ㅇ 농지의 일시 전용을 통한 영농형 태양광 보급 필요 ㅇ 태양광발전을 사유로 한 과도한 농지전용을 방지하기 위한 제도적 장치 마련 ㅇ 농민의 태양광발전사업 참여에 걸림돌이 되는 ‘설치비용 과다’ 등에 대한 지원방안 제공 Ⅰ. Introduction 1. Research background and purpose □ This report summarizes the content presented by experts in each field at the Forum to Confront the Future Environmental Change related to the Expansion of Renewable Energy held by the Korea Environment Institute (KEI) on September 26, 2019. ㅇ This report includes information on the current research and the position of Non-Profit Organization (NPO) groups in terms of the promotion of inland solar power generation projects to expand the supply of domestic renewable energy. - Chapter 1: Current Status and Environmental Review Guideline of Inland Solar Power Generation - Chapter 2: Energy Policy Improvement Plans to Activate the Supply of Inland Solar Power Generation Projects - Chapter 3: Resident Participation Plan for Expanding Inland Solar Power - Chapter 4: Rural Solar Power Supply Problems and Improvement Plans ㅇ As the installation regulations have been strengthened following the establishment of the Inland Solar Power Environmental Review Guideline, this report aims to examine the discussions on the expansion of solar power generation in rural areas and measures to promote distribution through securing residents’ acceptability. 2. Background and improvements of the Inland Solar Power Environmental Review Guideline □ Until recently, most inland solar power facilities have been planned and constructed in mountainous areas with low land prices, resulting in social conflict with local residents and environmental damage such as landslides and deforestation. ㅇ The Inland Solar Power Environmental Review Guideline was introduced to minimize the environmental damage caused by solar power facilities located indiscriminately in mountainous areas. ㅇ As the criteria for the site of the inland solar facilities are focused on the mountainous area, it is necessary to improve the guideline to suggest preferential development sites so that it can promote installment in rural areas and also the participation of local residents. Ⅱ. Measures to Improve Energy Policy to Promote the Supply of Inland Solar Power Generation 1. Domestic inland solar power trends □ Deteriorated profitability due to the falling prices of the solar power generation REC (Renewable Energy Certificate) ㅇ The spot price of the REC has fallen since ’17, down to about 69,000 won as of April 2019, which is a 60% drop compared to the peak. The decline continued and in November 2019, it fell below the 40,000 won mark, fueling the sense of crisis among the developers in terms of investment recovery. □ Promote large-scale business-oriented policies ㅇ Due to the delay of implementing the local government-led renewable energy site plan, public sector-led renewable energy projects are being promoted for public enterprises, and as of April 2019, the land for 142 plants was secured capable of supplying 24 GW. Based on this figure alone, it is expected that the goal set for large-scale projects in the 3020 plan can be almost achieved. 2. Causes and possible solutions for inland solar power supply problems □ Causes of inland solar power supply problems ㅇ Policy based on a centralized ‘national project’ perspective - So far, a centralized energy supply system has been established based on the sacrifice of a few regions. If renewable energy does not take a form of dispersed generation and is supplied to other regions via nationwide power grids, the residents of the area where renewable energy facility is located could feel that they have been victimized ㅇ The role and status of the local governments are not being established in parallel. - The role of local governments is merely a “route” for the central government’s policy enforcement, and the authority of the regional governments to lead the renewable energy business to economies of scale and to act as mediators is insufficient. ㅇ Promotion of unilateral policy without considering the characteristics of local energy projects - Countermeasures against the side effects of renewable energy projects tend to be uniformly led by the central government without careful consideration. □ Solutions for the supply problem of inland solar power ㅇ ‘Local industrialization’ and ‘distributed power supply’ are the fundamental measures. - Induce the renewable energy business to be recognized as a “local industry” that directly benefits local governments and local residents ㅇ Strengthen the policy coordination system and cooperation system among central, regional, and local governments - Enhance the coordination capability of regional governments to solve issues that arise in the local governments at the regional government level ㅇ Efforts to improve residents’ acceptability at each stage of the project - At the beginning of the project, the high public acceptance of renewable energy is applied to the community as well, so efforts to reflect it in the local community are necessary. 3. Policy proposals to promote the supply of inland solar power □ Complement the renewable energy site planning system ㅇ Prepare a regional plan in advance that combines environmental and economic evaluations - Prior planning and information disclosure for candidate sites ㅇ Strategic environmental impact assessment through non-standing consultative committee - It is necessary to prepare a guide at the technical level for large-scale development complexes, and this suggests technical standards for establishing the scope of participation of residents after selecting candidate sites for development. □ Prepare a measure to activate small-scale power generation facilities ㅇ Regulation of separation distances at the level of basic municipalities for small and medium-sized solar power generation facilities - The ordinance of the local governments should abolish the restrictions on the separation distance and make residents’ consent procedures or briefing sessions mandatory for small businesses as well, and it is necessary to consistently search for candidate sites with high residents’ acceptance and encourage auction. □ Strengthening the independence of local governments ㅇ System improvements enabling the local government to function as the main body of the regional energy business - It is necessary to improve the situation in which the local government is merely acting as a simple implementer of the national financial input project, and in most cases, the energy committee required by local ordinances is not functioning. - It is necessary to establish a cooperative system between the dedicated organization of the local government and regional offices of related organizations. □ Adjustment of the implementing entity of the government project ㅇ Virtually no mechanism to induce competition between local governments for the public-funded projects such as the project of the Korea Energy Agency - It is necessary to change the government project execution body to the local government (or regional dedicated organization). - When the business entity is changed to the local government and the related budget is issued directly, competition among the local governments can be induced through the post-performance evaluation conducted by the central public institution and the budget allocation reflecting the result for the next year. □ Provision of financial resources for small businesses at the regional level ㅇ Need to continually build a local small-scale business financing system - It is desirable to support at the local government level small-scale projects that are expected to undergo deteriorated business environments in the RPS system □ Expansion of RE100 participation at the regional level ㅇ Attracting companies that want to participate in the RE100 campaign at the local level or reviewing support plans for companies in their area - The RE100 campaign functions sufficiently as an incentive to secure stable profits from the perspective of solar power generation companies. □ Revitalization of ‘local community energy business’ ㅇ Design a policy to expand the scope of residents’ participation under the initiative of the local government, but to return practical benefits that can be experienced without huge burden to the residents - There is a need to resolve the side effects caused by the difficulties of small businesses by making the renewable energy business more efficient and eco-friendly through economies of scale. Ⅲ. Resident Participation Plan for Expanding Inland Solar Power 1. Domestic and foreign energy conversion policy and achievement □ Global energy conversion policy flow and performance ㅇ As of 2018, renewable energy accounted for 26.2% of global electricity demand. - Hydroelectric power still occupies a high proportion, but the proportions of wind power and solar power are also gradually increasing. □ Domestic renewable energy supply plan and power generation potential ㅇ Renewable energy facility capacity is expected to increase from 13.3 GW (2016) to 63.8 GW (2030). More than 95% will be supplied as clean energy such as solar and wind power. ㅇ The solar power market potential is estimated at 411 TWh/year, 321 GW. With wind power (39 TWh/year inland, 71 TWh/year offshore), the power generation potential that can cover the entire electricity demand is secured by solar and wind power alone. 2. Conflicts of renewable energy and causes □ Examples of conflict on the site of renewable energy ㅇ Conflicts of renewable energy facilities appear to be frequent because they are distributed in small scale throughout the region. - Jeonbuk Muju Jung-ri solar power case - Case of solar power generation in Jisun-ri, Buyeo, Chungnam - Case of solar power generation in Namwol village, Gongju-si, Chungnam □ Examples of renewable energy that cooperates with the region ㅇ Ansan Citizen Development Cooperative ㅇ Jeju Donghoecheon Village Solar Power ㅇ Gwangju Sanghasa Resident Development ㅇ Hamyang Energy Farm ㅇ Boseong Agrovoltaic Plant ㅇ Cheorwon Crane Solar ㅇ Bonghwa resident participation renewable energy business □ Causes of conflict over renewable energy ㅇ Hazard issue and environmental damage caused by solar power facilities ㅇ Absence of the regional growth concept among solar power companies ㅇ Selecting a site not taking the environmental impact into consideration ㅇ Site selection process without resident feedback □ The conditions for improving the acceptability of renewable energy and participation among ㅇ Energy conversion, ‘citizens’ power’ (Germany) ㅇ Renewable energy expansion led by local residents ㅇ Effective design of a profit sharing system for local residents’ participation ㅇ Realization of energy democracy by guaranteeing the resident participation process Ⅳ. Rural Solar Power Supply Problems and Improvement Plans 1. Government renewable energy policy trends and directions □ The government’s 3020 Renewable Energy Implementation Plan ㅇ To achieve the 3020 Renewable Energy Implementation Plan, the targets have been set by dividing it into a national participation-type power generation project and a large-scale project. The Public Participation Type plans to install 2.4 GW for private use such as houses and buildings, 7.5 GW for small businesses such as cooperatives, and 10.0 GW for solar farmhouses, and 28.8 GW for large-scale projects. ㅇ The Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, the local government, and the Ministry of Industry are recommended to install 10 GW of solar power in salt farms (inside the Agricultural Promotion Zone) and agricultural areas other than the Agricultural Promotion Zone by 2030. □ Policy improvement to promote 3020 Renewable Energy Implementation Plan ㅇ The government reintroduced the FIT, which was suspended in 2011, to reduce farmland conservation contributions by 50% for rural solar power plants. ㅇ For projects of over 1 MW with 5 or more farmers who have been registered as residents for more than 1 year within a radius of 1 km from the power plant and with external investors, when the local residents participation is above a certain percentage, weight is given (2% or more of total project cost, 10% or more of total project cost, 4% or more of total project cost) 20%, and the government also plans to assign a weight of 20% when 5 or more farmers participate without external investors. □ Rural solar expansion support policy ㅇ The Korea Energy Agency provides policy funding (1.75%, 5 years, 10 years installment payment) for rural solar facility fund, giving preference to REC weighting and fixed price contract of competitive bidding. ㅇ A single power plant type, a 2-4 person joint type, and a combined power plant model of 5 or more are presented, allowing unlimited access to rural solar power systems under 1 MW, and shortening the period required for grid connection. 2. Rural PV environmental issues and improvement measures □ Expected environmental impact of rural solar power ㅇ Environmental impact - Soil leakage and damage to agricultural lands due to removal of topsoil ㅇ Landscape impact - Damage to rural landscape resources □ Domestic and abroad solar power generation guidelines ㅇ Domestic land solar power guidelines - Current guideline is based on the site criteria focused on solar power generation in mountainous area, and it is due to the current farmland related policy that solar power can not be installed in the Agricultural Promotion Zone. 3. Rural PV technical issues and improvement plans □ Technical issues and implications of the installation and operation of inland solar power ㅇ Depending on the technical aspects of the construction type (general fixed type, variable), international installation cost, and grid system connection, there will be differences in costs and profits, the degree of environmental impact, and regional distribution. 4. Rural solar power issues and implications □ Changes in regulations of solar power installation on farmland ㅇ Initially, solar power facilities were not permitted in the agricultural promotion area, but the Farmland Act was revised in 2008, allowing solar power facilities for the first time. ㅇ Recently, the farmland diversion to install solar power facilities has rapidly increased. □ Is it possible to install solar facilities under the Farmland Act□ ㅇ Installation of solar power facilities in a temporary use form for 20 years is allowed only in a farmland with a salinity of a certain level or higher (i.e., salt reclamation sites), that is developed through the public water reclamation pursuant to Article 2 of the Act on the Management and Reclamation of Public Waters pursuant to subparagraph 4, Paragraph 1, Article 36 of the Farmland Act (January 2018, revised to permit temporary use of farmland) □ Rural solar power policy of Japan ㅇ As of 2016, Japan’s farmland area was 4.47 million ha, which is about 2.6 times larger than that of Korea, but the farmland diversion for solar power facilities in Korea is more than twice that of Japan. ㅇ In Japan, temporary farming permits (recently extended from 3 years to 10 years) are limited to farm-type solar power in agricultural lands (Agricultural Promotion Zones in Korea). 5. Rural solar power economic issues □ Rural solar and farming solar cost and income estimation ㅇ Cost and income of general rural solar and farming solar energy are calculated by taking into account initial investment and construction costs and operating costs and the income from electricity sales produced by solar power generation. ㅇ Expecting changes in power sales prices, interest on loans, system linkage costs, discount rate, etc. in consideration of uncertain external factors 6. Social issues and improvements of rural solar power □ Estimation of farmers’ stance of rural solar power ㅇ Interest in solar power and intention to install - Farmers’ interest in rural solar power projects is high (53.1% high (very high + high), 34.9% average, and 12.0% low (none + almost none)). ㅇ Implications of farmers’ stance related to rural solar power - In the case of farmers who do not intend to install, ‘excessive installation cost’ was surveyed as the main reason. - 43.0% of farmers objected to farmland being used for the purpose of solar power generation facilities, but 42.1% of the farmers agreed to install solar power facilities. □ Conflict and improvement of rural solar power ㅇ Conflict status of rural solar power - Residents oppose by raising concerns of landscape deterioration, electromagnetic and crop damage caused by reflection, heavy metals, and waste. ㅇ Request of the rural society - From the planning stage, it is necessary to communicate and share information with local residents, to adopt a profit sharing method of resident participation, and to suggest various ways of resident participation. □ Local and renewable energy Win-Win Plan ㅇ Direct operation ㅇ Share investment ㅇ Solar power fund ㅇ Local development fund or compensation Ⅴ. Conclusion and Suggestions □ Transparent information disclosure and related energy policy improvement ㅇ In order to secure the effectiveness of the renewable energy site planning system, it is necessary to provide practical authorization and institutional supplementation to strengthen the capacity of local governments. ㅇ To secure residents’ acceptance, transparent information disclosure and sharing from the beginning of the plan are essential. ㅇ In the site planning system, it is necessary to clearly distinguish the roles and authorities between the regional governments and the local governments. □ Distributing practical resident-led solar power business model ㅇ The policy should be improved at the same time so that the local government can lead and promote the residents-led solar power generation project. ㅇ Criteria for residents’ participation need to be refined because it is very rough. ㅇ In addition to expanding residents’ participation, there should also be a plan to support socially vulnerable people who do not have the investment capacity. □ Improving related policies for distributing rural solar power ㅇ Need to supply farming solar power through temporary farmland diversion ㅇ Institutional arrangements to prevent excessive farmland diversion for solar power development ㅇ Providing support measures for ‘excessive installation cost’, which is an obstacle for farmers to participate in solar power generation projects

한국 재생 에너지 기술 개발의 초기 역사: 태양열 이용 기술을 중심으로

박진희 ( Jin Hee Park ) 한국과학사학회 2016 한국과학사학회지 Vol.38 No.1

The first oil-crisis in 1973 made the Korean government to pay attention to renewable energy. While the government planned to solve energy supply problem with increased production of coal and the introduction of nuclear energy, the technical development policy of solar energy was also initiated under the influence of energy policy in the industrialized nations. In 1978, the government announced “The Long-term Plan for the Development of Solar Energy,” the first integrated technical development plan for renewable energy. In the same year, the institute of solar energy was established as the first research institute of renewable energy in Korea. The technical development policy of solar energy to achieve goals of the long-term plan was implemented, as the second oil-crisis occurred. The solar house supply policy and research funding for solar heating system were put in practice as energy saving policy. As a result, technical niches of solar thermal energy were formed with the development of solar industries and research fields. However the quantitative goal oriented policy without any technological regulation resulted in the deployment of malfunctioning solar houses, which undermined the reliability of solar technology among consumers. The duration of low oil prices after 1981, the stabilization of energy supply based on coal, gas, and nuclear energy made the government reconsider the technical development policy of renewable energy. The development of solar thermal energy for energy savings seemed to be not urgent, and renewable energy technologies were defined as future energy. The absence of social movements on energy problems made reliability of solar energy to come into question. The recession of solar energy policy, the duration of low oil price and the stabilization of energy supply system with the resources of coal, gas, and nuclear energy hindered the expansion of technical niches and the formation of socio-technical regimes.

효율적인 광전기화학적 태양에너지 전환과 저장을 위한 Solar Water Battery의 최적화

고현주(Hyunju Go),박이슬(Yiseul Park) 한국청정기술학회 2021 청정기술 Vol.27 No.1

태양에너지를 활용하여 전력을 생산하는 시스템인 Solar water battery는 광전기화학전지와 에너지저장시스템을 결합한 것으로 추가적인 외부 전압 없이 태양에너지의 전환과 저장을 동시에 할 수 있다. Solar water battery는 광전극, 저장전극 그리고 상대전극으로 구성되어 있고, 이들의 선택과 조합은 시스템의 성능과 효율에 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 Solar water battery의 구성요소들을 변화시켜 시스템에 미치는 영향을 알고자 하였다. 상대전극이 방전 시 미치는 영향, 광전극과 저장전극의 전극 재료, 전해질의 종류에 따른 태양에너지 전환 효율과 저장 용량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 이들의 최적화된 구성(TiO₂ : NaFe-PB : Pt foil)에서 15시간동안의 광조사 후의 방전 용량이 72.393 mAh g<SUP>-1</SUP>으로 시스템 구성 조건에 따라 광전환/저장 효율이 크게 영향을 받음을 확인 할 수 있었다. 또한, 유기 오염물질을 광전극 반응조내 전해질에 첨가하여 광전하를 효율적으로 분리시킴으로써 광전류 증가시켰으며, 이로 인해 저장용량이 향상되고, 동시에 오염물질도 분해시킬 수 있음을 확인하였다. 이처럼 Solar water battery는 추가적인 외부 전압이 필요없는 새로운 친환경 태양에너지 전환/저장 시스템이며, 나아가 수처리에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. A solar water battery is a system that generates power using solar energy. It is a combination of photoelectrochemical cells and an energy storage system. It can simultaneously convert and store solar energy without additional external voltage. Solar water batteries consist of photoelectrodes, storage electrodes and counter electrodes, and their properties and combination are important for the performance and the efficiency of the system. In this study, we tried to find the effect that changing the components of solar water batteries has on its system. The effects of the counter electrode during discharge, the kinds of photoelectrode and storage electrode materials, and electrolytes on the solar energy conversion and storage capacitance were studied. The optimized composition (TiO₂ : NaFe-PB : Pt foil) exhibited 72.393 mAh g<SUP>-1</SUP> of discharge capacity after 15 h of photocharging. It indicates that the efficiency of solar energy conversion and storage is largely affected by the configuration of the system. Also, the addition of organic pollutants to the chamber of the photoelectrode improved the battery’s photo-current and discharge capacity by efficient photoelectron-hole pair separation with simultaneous degradation of organic pollutants. Solar water batteries are a new eco-friendly solar energy conversion and storage system that does not require additional external voltages. It is also expected to be used for water treatment that utilizes solar energy.

친환경 농촌마을계획을 위한 신재생에너지 활용방안 연구 -태양에너지 자원분석-

남상운,김대식 한국농공학회 2008 한국농공학회논문집 Vol.50 No.3

Solar energy, which is one of renewable energy, would be the most useful resources that can be applied to making energy recycling villages without using fossil energy. This study analyzed energy potential on solar energy considering weather condition in three traditional villages and compared with energy consumption surveyed. A photovoltaic system having 3.0kWp capacity of unit module can generate 182.5%, 96.1% and 170.9% of the yearly mean consumption of electric power in Makhyun, Boojang, and Soso, respectively. A flat-plate solar collector having 2.64m² area of unit module can generate warm water of 142ℓ/day, 89ℓ/day, and 173ℓ/day, respectively in three study villages. In Makhyun and Soso, photovoltaic power and warm water produced by solar energy were sufficient to supply required amount of electric power and warm water. However, both electric power and warm water produced by unit solar module were not sufficient in Boojang area, and so it is required to increase the module area by more than 50%. According to the results of this study, the appropriate combination of energy resources can be applied to rural green-village planning if the characteristic of energy potential for each local area is considered. Solar energy, which is one of renewable energy, would be the most useful resources that can be applied to making energy recycling villages without using fossil energy. This study analyzed energy potential on solar energy considering weather condition in three traditional villages and compared with energy consumption surveyed. A photovoltaic system having 3.0kWp capacity of unit module can generate 182.5%, 96.1% and 170.9% of the yearly mean consumption of electric power in Makhyun, Boojang, and Soso, respectively. A flat-plate solar collector having 2.64m² area of unit module can generate warm water of 142ℓ/day, 89ℓ/day, and 173ℓ/day, respectively in three study villages. In Makhyun and Soso, photovoltaic power and warm water produced by solar energy were sufficient to supply required amount of electric power and warm water. However, both electric power and warm water produced by unit solar module were not sufficient in Boojang area, and so it is required to increase the module area by more than 50%. According to the results of this study, the appropriate combination of energy resources can be applied to rural green-village planning if the characteristic of energy potential for each local area is considered.

온실난방을 위한 태양열 지중 계간축열시스템의 최적 운전 방안

김원욱(Wonuk Kim),김용기(Yong-Ki Kim) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.1

태양열은 지구에서 가장 풍부한 재생에너지 중의 하나이지만, 일반적으로 태양열이 풍부한 계절과 열부하가 큰 계절이 서로 달라 사용에 제한이 있다. 유럽과 캐나다에서는 하절기의 풍부한 태양열을 저장하고 그 열을 동절기 난방부하에 활용하여 에너지를 절감하는 태양열 계간축열시스템을 활용하고 있다. 최근 물탱크방식 및 지중축열방식의 태양열 계간축열시스템이 국내에 소개되어 실증연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 연간 2,164 GJ의 난방부하를 가진 경기도 화성시의 유리온실 1개동에 2,000㎡의 평판형 태양열 집열기, 20,000㎥의 지중 계간축열조를 사용하고 단기축열조를 사용하지 않는 보어홀 방식의 태양열 지중 계간축열시스템을 모델링하여, 운전제어조건에 따른 태양열 이용률을 평가하였다. 시간에 따른 태양열 지중 계간축열시스템의 동적성능예측을 위하여 TRNSYS 18 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 태양열 지중 계간축열시스템은 태양열 집열과 지중 계간축열조 방열에 각각 차온 제어 하였을 때, 5년간 평균 약 60%의 태양열 이용률을 나타내었다. 본 연구에서 제안된 시스템은 태양열 지중 계간축열시스템의 구성과 제어방법을 단순화하고 성능을 확보하였다. Solar energy is one of the most abundant renewable energy sources on Earth but there are restrictions on the use of solar thermal energy due to the time-discrepancy between the solar-rich season and heating demand. In Europe and Canada, a seasonal solar thermal energy storage (SSTES), which stores the abundant solar heat in the summer and uses the heat for the winter heating load, is used. Recently, SSTES has been introduced in Korea and empirical studies are actively underway. In this study, a 2,000㎡ flat plate type solar collector and 20,000㎥ of borehole thermal energy storage (BTES) were studied for a greenhouse in Hwaseong City, which has a heating load of 2,164 GJ/year. To predict the dynamic performance of the system over time, it was simulated using the TRNSYS 18 program, and the solar fraction of the system with the control conditions was investigated. As a result, the solar BTES system proposed in this study showed an average solar fraction of approximately 60% for 5 years when differential temperature control was applied to both collecting solar thermal energy and discharging BTES. The proposed system simplified the configuration and control method of the solar BTES system and secured its performance.

태양열 흡수체용 구리산화막의 표면특성 및 저방사코팅 연구

강동필(Kang Dong-Pil),박효열(Park Hoy-Yul),나문경(Na Moon-Kyong),안명상(Ahn Myeong-Sang),이태주(Lee Tae-Joo),장태순(Jang Tae-Soon),이종엽(Lee Jong-Yup),김춘열(Kim Chun-Yeol) 한국태양에너지학회 2006 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

This study was done on surface property of surface-oxidized copper for solar absorber and low emissivity coated on solar absorber. As surface temperature of solar energy absorber increases, most solar energy absorbers emit the energy into infrared rays. For increasing the efficiency of collecting sun energy, low emissivity coating on solar energy absorber is needed. Temperature elevation characteristics of solar energy absorber was influenced by surface condition of solar energy absorber and low emissivity coating material.<br/> Surface-oxidized coppers were prepared for solar energy absorber. The temperature elevation property of surface-oxidized copper absorber was examined with several insulation conditions to minimize the heat loss through conduction and convection. Two kinds of low emissivity materials and silica sol were coated on the surface-oxidized copper absorber. And then the surface properties, surface condition and roughness, were observed. Temperature elevation characteristics of solar energy absorber was influenced by surface condition of solar energy absorber and low emissivity coating material. Thin and uniform surface of low emissivity coating can reduce the emission of thermal energy.

효율적인 건물에너지 저감을 위한 가동형 건물외피의 태양광 패널 적용 연구 동향 분석

백송이,이현민,정수연,이행우 사단법인 한국융합기술연구학회 2022 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.8 No.10

급속한 산업혁명과 기술 발전으로 인한 무분별한 자원의 소비는 에너지 고갈을 가져왔다. 이에 지속적으로 사용 가능한 신재생에너지에 대한 관심이 증가하였으며, 그중 태양에너지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 태양에너지 발전 시 사용되는 태양광 패널의 효율은 태양의 세기와 고도, 주변의 기온에 영향을 받기 때문의 별도의 전력을 사용하여 태양추적 기술을 적용하는 연구들이 등장하였으나, 에너지 발전이라는 본래의 목적을 위하여 오히려 에너지를 소비하게 된다는 모순점이 존재한다. 따라서 기존 가동형 건물외피에 결합하여 함께 가동할 수 있도록 하는 연구들이 그 해결책으로 등장하였다. 이에 본 연구는 가동형 건물외피와 태양광 패널이 결합된 선행연구 고찰을 통하여 그 특징과 장점, 한계를 분석함으로써 향후 가동형 건물외피에 적용되는 태양광 패널의 기술 및 연구의 방향성 제시를 목적으로 한다. 이를 위하여 2000년 이후에 출판된 학술지 논문 중 태양광 패널과 건물외피를 주제로 하는 논문을 관련 키워드를 검색하는 방식으로 선별하여 10건의 논문을 도출하였고, 이를 대상으로 연구 목적, 태양광 모듈 결합 방식, 가동형 건물외피의 가동 방식, 연구 결과 등의 내용을 기준으로 분석을 진행하여 그 결과를 비교 및 정리하였다. 그 결론은 다음과 같다. 태양광 패널이 적용된 건물외피 선행연구는 가동형 건물외피의 이동성을 이용하여 효율을 증대시키려 하였으나 다양한 외부적 요인들이 고려되지 못하며 태양광 패널 자체에만 집중하는 경향이 있었다. 이에 가동형 건물외피 및 태양광 패널의 성능에 미치는 요인들뿐만 아니라 그 개념 또한 적절히 숙지하고 이루어지는 연구가 이루어져야 한다. 단, 본 연구는 그 범위가 한정적이므로 보다 폭넓은 연구를 분석 대상으로 하는 후속 연구가 필요하다. The reckless exploitation of resources caused by rapid industrialization and technological development has led to the depletion of energy resources. Therefore, renewable energy is receiving great attention, and many studies are being conducted on solar energy. The efficiency of solar panels used to generate solar energy is affected by the intensity and altitude of the sun and ambient temperature, so many studies adopted solar tracking techniques using separate power supplies. However, there were contradictions in consuming energy to achieve the original purpose of generating energy. Therefore, studies integrating solar panels with movable or dynamic building envelopes have emerged in an attempt to resolve such issues. Therefore, this study suggests the technology and research direction of solar panels to be used in future movable building envelopes by analyzing their characteristics, advantages, and limitations by reviewing previous studies on combining movable building envelopes and solar panels. Ten papers on solar panels and building envelopes were selected by searching related keywords among academic papers published after 2000. The purpose, the solar module coupling method, the operation method of movable building envelopes, and the research results of these papers were analyzed, compared, and organized. The main findings are as follows. Most previous studies on building envelopes applying solar panels attempted to increase efficiency by using the mobility of movable building envelopes. However, various external factors were not considered and focused only on the solar panel. Therefore, further research should be conducted to understand the factors affecting the performance of movable building envelopes and solar panels and the concepts behind them. Also, future research should focus on a wider range of studies to supplement the limited scope of this study.

온실내 잉여 태양에너지 산정 (I) - 1-2W형을 중심으로 -

서원명,배용한,유영선,이성현,윤용철,Suh, Won-Myung,Bae, Yong-Han,Ryou, Young-Sun,Lee, Sung-Hyoun,Yoon, Yong-Cheol 한국농공학회 2009 한국농공학회논문집 Vol.51 No.5

This research performed to analyze surplus solar energy, which is generated from a greenhouse during daytime, and to make the basic materials for designing thermal energy storage system for surplus solar energy. For this goal, it analyzed the surplus solar energy coming from two types of greenhouse. The results of this research are as per the below: In the case of 1-2W-type greenhouse, this research gave the same temperature and ventilation condition regardless of regions, but it was judged that the quantity of surplus solar energy could be greatly changed, depending on the energy consumed for the photosynthesis and evapotranspiration of crops in the greenhouse, on the heating temperature during daytime and night, on the existence/non-existence of a curtain and its warming effect, and on the ventilation temperature suitable for the overcoming of high temperature troubles or for the optimum cultivation temperature. In the case of a single-span greenhouse, there was a big difference in energy incoming and outgoing by month, but throughout seasons, 85.0 % of the total energy put into the greenhouse was solar energy and the energy input by heating was just 15.0 % of the total. 26.4 % of the total energy input for the greenhouse was used for photosynthesis and evapotranspiration of crops, and 44.2 % of the remaining 73.6 % went out in the form of radiant heat through the surface of the greenhouse. That is, 25.2 % of the total energy loss was just the surplus solar energy. 67.6 % of the total heating energy was concentrically used for 3 months from December to February next year, but the surplus solar energy during the same period was just 19.4 % of the total annual quantity so it was found that the given condition was more restrictive in directly converting the surplus heat into greenhouse heating. Under the disadvantageous circumstance of 3 months from December to February next year, it was possible to supplement 28 % (December) $\sim$ 85 % (February) of heating energy with surplus solar energy.

단일 모듈 반사경을 이용한 태양열 집열 시스템의 설계, 제작 및 온도측정 시험연구

양병수,양우,서태일,손창우 한국금형공학회 2019 한국금형공학회지 Vol.13 No.1

Currently, the world is paying keen attention to the production of renewable energy along with environmental issues, and the share of renewable energy in the world is rising above that of nuclear power. Especially when Korea, which is heavily dependent on foreign countries, needs to reconsider its national competitiveness due to the recent high oil prices, the government's energy policy is to develop and use renewable energy that replaces fossil fuels. In particular, solar energy, the most actively studied and commercialized field of renewable energy, is the main research for solar energy and is commercialized and used. However, the efficiency of solar energy has already reached saturation. Studies are also focusing on increasing the reflectivity of solar energy to increase efficiency. Therefore, this paper proposes a solar collection system that can utilize solar energy rather than solar energy. The proposed solar heat collection system uses solar tracking systems to effectively collect solar energy, particularly those that can be easily produced using single-modular reflectors and have price competitiveness. In addition, temperature measurement experiments with temperature measuring sensors were conducted to ensure reliability in order to verify the results interpreted

개선된 태양 에너지 하베스팅 모델에 대한 분석

나양타이 불간바트,공인엽,Nayantai, Bulganbat,Kong, In-Yeup 한국융합신호처리학회 2013 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.14 No.2

산이나 숲과 같은 광범위한 영역을 모니터링하기 위해 설치된 센서 노드들은 배터리 교체할 때 시간과 비용이 많이드는 단점이 있다. 이에 무선 센서 네트워크 주위에 존재하는 신재생 에너지를 이용하여 사용 기간을 최대로 늘릴 필요가 있는데, 태양 에너지는 365일 항상 수집할 수 있는 무한한 에너지원이 된다. 이러한 센서 네트워크를 최적으로 설계하기 위해서는 센서 네트워크가 실제 구축되는 환경에서 수집되는 태양 에너지의 양을 예측하고 분석해주는 에너지 모델이 필요하다. 이는 설치 환경에서 필요로 하는 태양광 패널의 크기나 성능 등의 요구 사항을 미리 파악할 수 있도록 필요한 데이터를 제공해줄 수 있기 때문이다. 그러나 이를 분석하는 기존의 태양 에너지 하베스팅 모델들은 수집되는 에너지 양에 영향을 주는 여러 요소 중 일부만 고려하여 에너지를 예측하였다. 이에 본 논문에서는 기존 모델에서 고려하지 않는 태양전지 패널의 발열 손실, 월별 각도 손실, 월별 배터리 발열/냉각까지 모두 고려하여 기존 모델을 개선한 모델을 제안하였다. 그리고 이 모델에 대해 패널 각도, 기온, 패널 표면 온도에 따른 에너지 수집양을 실험을 통하여 분석한 결과, 이러한 요소들이 태양 에너지 수집 양에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있다. Replacement of sensor nodes for monitoring a wide range area such as mountains and forests needs a lot of time and cost. Using new and renewable energy around them can maximize the lifetime of wireless sensor networks, in which solar energy is infinite energy source that is available in 365 days. To design these sensor networks, solar energy model is essential and to estimate and analyze the overall photovoltaic energy. Using this, we can figure out important data such as the size and performance of solar panel needed. However, existing researches for solar energy harvesting consider parts of many factors to influence the quantity of solar energy gathered. In this paper, we suggest advanced solar energy harvesting model considering angular loss (solar cell panel), overheat loss (solar cell), rechargeable battery heat and cooling for each monthly properties. From our experimental results according to outdoor temperature, panel angle and the surface temperature of solar panel, we show these impact factors are correctly configured.