0. Contents
1. 해석
CHAPTER 7 The Solar Resource
To design and analyze solar systems, we need to know how much sunlight is available.
태양광 시스템을 설계하고 분석하기 위해서는 사용 가능한 햇빛의 양을 알아야 합니다.
A fairly straightforward, though complicated-looking, set of equations can be used to predict where the sun is in the sky at any time of day for any location on earth, as well as the solar intensity (or insolation: incident solar Radiation) on a clear day.
어려워 보이지만 비교적 직관적인 일련의 방정식을 사용하여 어떤 지점에서도 하루 내내 어느 시간에 어디에 태양이 있는지 예측할 수 있습니다. 또한 지구의 어떤 위치에서도 맑은 날에 태양 강도(또는 일사: 입사 태양 복사)를 예측하는 데 사용할 수 있습니다.
To determine average daily insolation under the combination of clear and cloudy conditions that exist at any site we need to start with long-term measurements of sunlight hitting a horizontal surface.
특정 위치에서 맑고 흐린 조건이 결합된 경우 평균 일일 일사량을 결정하려면 가로 표면에 닿는 태양광을 장기간 측정해야 합니다.
Another set of equations can then be used to estimate the insolation on collector surfaces that are not flat on the ground.
그런 다음 지면에 평평하지 않은 집적기 표면에 대한 일사량을 추정하기 위해 또 다른 일련의 방정식을 사용할 수 있습니다.
7.1 The Solar Spectrum
The source of insolation is, of course, the sun—that gigantic, 1.4 million kilometer diameter, thermonuclear furnace fusing hydrogen atoms into helium.
일사량의 원천은 물론 태양입니다. 태양은 거대한 지름이 1.4백만 킬로미터인 열핵로로, 수소 원자를 헬륨으로 융합시키는 곳입니다.
The resulting loss of mass is converted into about 3.8 × 10^20 MW of electromagnetic energy that radiates outward from the surface into space.
이로 인해 발생하는 질량 감소는 대략 3.8 × 10^20 MW의 전자기 에너지로 변환되어 표면에서 우주로 방사됩니다.
Every object emits radiant energy in an amount that is a function of its temperature.
모든 물체는 온도에 따라 방출되는 복사 에너지의 양이 달라집니다.
The usual way to describe how much radiation an object emits is to compare it to a theoretical abstraction called a blackbody.
물체가 방출하는 복사의 양을 설명하는 흔한 방법은 이를 흑체(blackbody)라 불리는 이론적인 추상체와 비교하는 것입니다.
A blackbody is defined to be a perfect emitter as well as a perfect absorber.
흑체는 완벽한 방사체이자 완벽한 흡수체로 정의됩니다.
As a perfect emitter, it radiates more energy per unit of surface area than any real object at the same temperature.
As a perfect absorber, it absorbs all radiation that impinges upon it; that is, none is reflected and none is transmitted through it.
완벽한 방사체로서, 흑체는 동일한 온도에서 실제 물체보다 단위 표면 면적 당 더 많은 에너지를 방사합니다.
완벽한 흡수체로서, 흑체는 그 위에 입사하는 모든 복사를 흡수합니다. 다시 말해, 어떠한 복사도 반사되지 않으며 투과되지 않습니다.
The wavelengths emitted by a blackbody depend on its temperature as described by Planck’s law:
흑체가 방출하는 파장은 Planck의 법칙에 따라 온도에 의해 결정됩니다.
where E_λ is the emissive power per unit area of a blackbody (W/m2 μm), T is the absolute temperature of the body (K), and λ is the wavelength (μm).
여기서 E_λ는 흑체의 단위 면적당 방사 에너지 (W/m^2 μm)이고, T는 물체의 절대 온도 (K)이며, λ는 파장 (μm)입니다.
Modeling the earth itself as a 288 K (15◦C) blackbody results in the emission spectrum plotted in Fig. 7.1.
지구 자체를 288 K (15°C)의 흑체로 모델링하면 그림 7.1에 플로팅된 방사 스펙트럼이 나타납니다.
The area under Planck’s curve between any two wavelengths is the power emitted between those wavelengths, so the total area under the curve is the total radiant power emitted.
어떤 두 파장 간의 Planck 곡선 아래의 면적은 해당 파장 간에 방출된 전력이며, 곡선 아래의 전체 면적은 총 방사 전력입니다.
That total is conveniently expressed by the Stefan–Boltzmann law of radiation:
이 총량은 편리하게 방사 법칙인 스테판-볼츠만 법칙에 의해 표현됩니다:
where E is the total blackbody emission rate (W), σ is the Stefan–Boltzmann constant = 5.67 × 10−8 W/m^2-K^4, T is the absolute temperature of the blackbody (K), and A is the surface area of the blackbody (m2).
여기서 E는 총 흑체 방출율 (W), σ는 스테판-볼츠만 상수이며, 5.67 × 10^(-8) W/m^2-K^4입니다. T는 흑체의 절대 온도 (K)이며, A는 흑체의 표면적 (m^2)입니다.
Another convenient feature of the blackbody radiation curve is given by Wien’s displacement rule, which tells us the wavelength at which the spectrum reaches its maximum point: where the wavelength is in microns (μm) and the temperature is in kelvins.
또 다른 편리한 기능은 흑체 방사 곡선이 Wien의 변위 법칙에 따라 어느 파장에서 스펙트럼이 최대치에 도달하는지 알려줍니다: 여기서 파장은 마이크론(μm) 단위이며, 온도는 켈빈(K) 단위입니다.
While the interior of the sun is estimated to have a temperature of around 15 million kelvins, the radiation that emanates from the sun’s surface has a spectral distribution that closely matches that predicted by Planck’s law for a 5800K blackbody.
태양의 내부 온도는 약 1,500만 켈빈 정도로 추정되지만, 태양 표면에서 발생하는 복사는 5,800K 흑체에 의해 예측된 것과 매우 유사한 스펙트럼 분포를 갖습니다.
Figure 7.2 shows the close match between the actual solar spectrum and that of a 5800 K blackbody.
그림 7.2에서는 실제 태양 스펙트럼과 5,800 K 흑체의 근접한 일치를 보여줍니다.
The total area under the blackbody curve has been scaled to equal 1.37 kW/m^2, which is the solar insolation just outside the earth’s atmosphere.
흑체 곡선 아래의 전체 면적은 지구 대기 외부에서의 태양 일사량인 1.37 kW/m^2과 일치하도록 조정되었습니다.
Also shown are the areas under the actual solar spectrum that corresponds to wavelengths within the ultraviolet UV (7%), visible (47%), and infrared IR (46%) portions of the spectrum.
또한 실제 태양 스펙트럼에서 자외선 UV(7%), 가시광선(47%), 그리고 적외선 IR(46%) 부분에 해당하는 면적도 표시되어 있습니다.
The visible spectrum, which lies between the UV and IR, ranges from 0.38 μm (violet) to 0.78 μm (red).
가시광선 스펙트럼은 UV와 IR 사이에 위치하며 0.38 μm(보라색)에서 0.78 μm(빨강색)까지 범위를 가지고 있습니다.
As solar radiation makes its way toward the earth’s surface, some of it is absorbed by various constituents in the atmosphere, giving the terrestrial spectrum an irregular, bumpy shape.
태양 복사는 지구 표면으로 향할 때 대기의 여러 성분에 의해 일부가 흡수되어 지구 스펙트럼에 불규칙하고 울퉁불퉁한 모양을 부여합니다.
The terrestrial spectrum also depends on how much atmosphere the radiation has to pass through to reach the surface.
지구 스펙트럼은 또한 복사가 표면에 도달하기까지 통과해야 하는 대기의 양에 따라 달라집니다.
The length of the path h2 taken by the sun’s rays as they pass through the atmosphere, divided by the minimum possible path length h1, which occurs when the sun is directly overhead, is called the air mass ratio, m.
태양 광선이 대기를 통과하는 동안 취하는 경로 h2의 길이를 태양이 직접 오버헤드에 위치한 경우의 최소 경로 h1로 나눈 것을 대기 질량 비율이라고 합니다.
As shown in Figure 7.3, under the simple assumption of a flat earth the air mass ratio can be expressed as
그림 7.3에서 볼 수 있듯이, 평면 지구의 간단한 가정 하에 대기 질량 비율은 다음과 같이 표현될 수 있습니다:
where h1 = path length through the atmosphere with the sun directly overhead, h2 = path length through the atmosphere to reach a spot on the surface, and β = the altitude angle of the sun (see Fig. 7.3).
여기서 h1은 태양이 직접 오버헤드에 위치한 경우의 대기를 통과하는 경로 길이이며, h2는 지구 표면의 특정 지점에 도달하기 위해 대기를 통과하는 경로 길이입니다. 그리고 β는 태양의 고도 각도입니다(그림 7.3 참조).
Thus, an air mass ratio of 1 (designated “AM1”) means that the sun is directly overhead.
따라서 대기 질량 비율이 1인 경우("AM1"로 표시)는 태양이 직접 오버헤드에 위치함을 의미합니다.
By convention, AM0 means no atmosphere; that is, it is the extraterrestrial solar spectrum.
관례적으로 "AM0"은 대기가 없음을 나타내며, 이는 지구 밖의 태양 스펙트럼을 나타냅니다.
Often, an air mass ratio of 1.5 is assumed for an average solar spectrum at the earth’s surface.
종종 지구 표면에서의 평균 태양 스펙트럼에 대해 대기 질량 비율이 1.5로 가정됩니다.
With AM1.5, 2% of the incoming solar energy is in the UV portion of the spectrum, 54% is in the visible, and 44% is in the infrared.
AM1.5에서 들어오는 태양 에너지의 2%는 스펙트럼의 자외선 부분에, 54%는 가시 부분에, 그리고 44%는 적외선 부분에 속합니다.
The impact of the atmosphere on incoming solar radiation for various air mass ratios is shown in Fig. 7.4.
As sunlight passes through more atmosphere, less energy arrives at the earth’s surface and the spectrum shifts some toward longer wavelengths.
대기의 영향이 다양한 대기 질량 비율에 대한 들어오는 태양 복사에 미치는 영향은 그림 7.4에 나타나 있습니다.
태양광이 더 많은 대기를 통과할수록 지구 표면에 도달하는 에너지가 감소하고 스펙트럼은 어느 정도 더 긴 파장으로 이동합니다.
m이 작을수록 대기 질량 비율이 낮고 그만큼 태양이 더 많은 대기를 통과한다.
7.2 The Earth's Orbit
The earth revolves around the sun in an elliptical orbit, making one revolution every 365.25 days.
지구는 태양 주위를 타원 궤도로 돌면서 365.25일마다 한 번씩 공전합니다.
The eccentricity of the ellipse is small and the orbit is, in fact, quite nearly circular.
타원의 이심률은 작고 궤도는 사실 거의 원형에 가깝습니다.
The point at which the earth is nearest the sun, the perihelion, occurs on January 2, at which point it is a little over 147 million kilometers away.
지구가 태양과 가장 가까운 지점인 근일점은 1월 2일에 발생하며, 그 지점은 1억 4700만 킬로미터가 조금 넘습니다.
At the other extreme, the aphelion, which occurs on July 3, the earth is about 152 million kilometers from the sun.
또 다른 극단인 7월 3일에 발생하는 근일점은 지구가 태양으로부터 약 1억 5천 2백만 킬로미터 떨어져 있습니다.
This variation in distance is described by the following relationship:
where n is the day number, with January 1 as day 1 and December 31 being day number 365.
이러한 거리 변화는 다음 관계로 설명됩니다:
여기서 n은 요일 번호이며, 1월 1일은 1일이고 12월 31일은 365일입니다.
Table 7.1 provides a convenient list of day numbers for the first day of each month.
It should be noted that (7.5) and all other equations developed in this chapter involving trigonometric functions use angles measured in degrees, not radians.
(7.5) 및 삼각 함수와 관련된 이 장에서 개발된 다른 모든 방정식은 라디안이 아닌 도 단위로 측정된 각도를 사용한다는 점에 유의해야 합니다.
Each day, as the earth rotates about its own axis, it also moves along the ellipse.
매일 지구가 자신의 축을 중심으로 회전할 때, 지구 역시 타원을 따라 움직입니다.
If the earth were to spin only 360◦ in a day, then after 6 months time our clocks would be off by 12 hours; that is, at noon on day 1 it would be the middle of the day, but 6 months later noon would occur in the middle of the night.
만약 지구가 하루에 360◦만 회전한다면, 6개월 후에 우리의 시계는 12시간까지 꺼질 것 입니다.
즉, 1일째 정오에는 한낮이 될 것이지만, 6개월 후의 정오는 한밤중이 될 것입니다.
To keep synchronized, the earth needs to rotate one extra turn each year, which means that in a 24-hour day the earth actually rotates 360.99◦, which is a little surprising to most of us.
동기화를 유지하기 위해, 지구는 매년 한 차례 더 회전할 필요가 있는데, 이것은 24시간 동안 지구가 실제로 360.99◦를 회전한다는 것을 의미하는데, 이것은 우리 대부분에게 약간 놀라운 일입니다.
As shown in Fig. 7.5, the plane swept out by the earth in its orbit is called the ecliptic plane.
그림 7.5에서 보여지듯이, 지구가 자신의 공전 궤도에서 만드는 평면을 황도면(ecliptic plane)이라고 합니다.
The earth’s spin axis is currently tilted 23.45◦ with respect to the ecliptic plane and that tilt is, of course, what causes our seasons.
지구의 스핀 축은 현재 황도면에 대해 23.45◦ 기울어져 있으며, 그 기울어짐은 물론 우리 계절의 원인이 됩니다.
On March 21 and September 21, a line from the center of the sun to the center of the earth passes through the equator and everywhere on earth we have 12 hours of daytime and 12 hours of night, hence the term equinox (equal day and night).
3월 21일과 9월 21일에 태양의 중심에서 지구의 중심까지의 선이 적도를 통과하고 지구상의 모든 곳에는 낮 12시간과 밤 12시간이 있으므로 추분(낮과 밤이 같음)이라는 용어가 있습니다.
On December 21, the winter solstice in the Northern Hemisphere, the inclination of the North Pole reaches its highest angle away from the sun (23.45◦), while on June 21 the opposite occurs.
북반구의 동지인 12월 21일, 북극의 경사는 태양에서 가장 높은 각도에 도달합니다 (23.45 ◦). 반면, 6월 21일에는 그 반대가 발생합니다.
By the way, for convenience we are using the twenty-first day of the month for the solstices and equinoxes even though the actual days vary slightly from year to year.
참고로, 실제 날짜는 매년 조금씩 다르지만 편의상 한 달의 21일을 용석과 분점에 사용 하고 있습니다.
For solar energy applications, the characteristics of the earth’s orbit are considered to be unchanging, but over longer periods of time, measured in thousands of years, orbital variations are extremely important as they significantly affect climate.
태양 에너지 응용의 경우 지구 궤도의 특성은 변하지 않는 것으로 간주되지만 수천 년 동안 측정된 더 긴 시간 동안 궤도 변화는 기후에 상당한 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다.
The shape of the orbit oscillates from elliptical to more nearly circular with a period of 100,000 years (eccentricity).
궤도의 모양은 100,000년의 주기로 타원형에서 더 원형에 가까운 방향으로 진동합니다.
The earth’s tilt angle with respect to the ecliptic plane fluctuates from 21.5◦ to 24.5◦ with a period of 41,000 years (obliquity).
황도면에 대한 지구의 기울기 각도는 41,000년의 주기로 21.5 ◦에서 24.5 ◦까지 변동합니다.
Finally, there is a 23,000-year period associated with the precession of the earth’s spin axis.
마지막으로, 지구의 스핀 축의 세차운동과 관련된 23,000년의 기간이 있습니다.
This precession determines, for example, where in the earth’s orbit a given hemisphere’s summer occurs.
예를 들어, 이 세차 운동은 지구 궤도에서 주어진 반구의 여름이 어디에서 발생하는지를
결정합니다.
Changes in the orbit affect the amount of sunlight striking the earth as well as the distribution of sunlight both geographically and seasonally.
궤도의 변화는 지리적으로나 계절적으로 햇빛의 분포뿐만 아니라 지구를 강타하는 햇빛의 양에도 영향을 미칩니다.
Those variations are thought to be influential in the timing of the coming and going of ice ages and interglacial periods.
이러한 변화는 빙하기가 오고 가는 시기와 간빙기에 영향을 미치는 것으로 생각됩니다.
In fact, careful analysis of the historical record of global temperatures does show a primary cycle between glacial episodes of about 100,000 years, mixed with secondary oscillations with periods of 23,000 years and 41,000 years that match these orbital changes.
사실, 지구 온도의 역사적 기록을 주의 깊게 분석하면, 이러한 궤도 변화와 일치하는 23,000년과 41,000년의 주기를 가진 2차 진동과 혼합된 약 10만 년의 빙하 에피소드 사이의 1차 주기를 보여줍니다.
This connection between orbital variations and climate were first proposed in the 1930s by an astronomer named Milutin Milankovitch, and the orbital cycles are now referred to as Milankovitch oscillations.
궤도 변화와 기후 사이의 이러한 연관성은 1930년대에 Milutin Milankovitch라는 천문학자에 의해 처음 제안되었으며, 궤도 주기는 현재 Milankovitch 진동으로 언급됩니다.
Sorting out the impact of human activities on climate from those caused by natural variations such as the Milankovitch oscillations is a critical part of the current climate change discussion.
인간 활동이 기후에 미치는 영향을 밀란코비치 진동과 같은 자연적인 변화에 의해 발생하는 것들로부터 분류하는 것은 현재 기후 변화 논의의 중요한 부분입니다.
7.3 Altitude Angle of The Sun at Solar Noon
We all know that the sun rises in the east and sets in the west and reaches its highest point sometime in the middle of the day.
우리 모두는 해가 동쪽에서 뜨고 서쪽에서 지고 한낮에 가장 높은 지점에 이른다는 것을 알고 있습니다.
In many situations, it is quite useful to be able to predict exactly where in the sky the sun will be at any time, at any location on any day of the year.
많은 상황에서, 태양이 하늘의 어디에 있을 것인지, 일년 중 어느 날 어느 위치에 있을 것인지 정확하게 예측할 수 있는 것은 꽤 유용합니다.
Knowing that information we can, for example, design an overhang to allow the sun to come through a window to help heat a house in the winter while blocking the sun in the summer.
예를 들어, 우리는 정보를 알고 있기 때문에 창문을 통해 태양이 들어올 수 있도록 돌출부를 설계하여 겨울에 집을 난방하고 여름에는 태양을 차단할 수 있습니다.
In the context of photovoltaics, we can, for example, use knowledge of solar angles to help pick the best tilt angle for our modules to expose them to the greatest insolation.
예를 들어, 태양광 발전의 맥락에서 우리는 태양광 각도에 대한 지식을 사용하여 모듈이 가장 큰 일사량에 노출될 수 있는 최적의 기울기 각도를 선택하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
While Fig. 7.5 correctly shows the earth revolving around the sun, it is a difficult diagram to use when trying to determine various solar angles as seen from the surface of the earth.
그림 7.5는 태양 주위를 도는 지구를 정확하게 보여주는 반면, 지구 표면에서 볼 때 다양한 태양각을 결정하려고 할 때 사용하기 어려운 그림입니다.
An alternative (and ancient!) perspective is shown in Fig. 7.6, in which the earth is fixed, spinning around its north–south axis; the sun sits somewhere out in space, slowly moving up and down as the seasons progress.
그림 7.6에 지구가 고정되어 남북축을 중심으로 회전하는 대안적인 (그리고 고대!) 관점이 나타나 있습니다; 태양은 우주 어딘가에 자리잡고 있으며, 계절이 진행됨에 따라 천천히 위아래로 움직입니다.
On June 21 (the summer solstice) the sun reaches its highest point, and a ray drawn at that time from the center of the sun to the center of the earth makes an angle of 23.45◦ with the earth’s equator.
6월 21일 (하지)에 태양이 가장 높은 지점에 도달하고, 그 때 태양의 중심에서 지구의 중심으로 그려지는 광선은 지구의 적도와 23.45 ◦의 각도를 만듭니다.
On that day, the sun is directly over the Tropic of Cancer at latitude 23.45◦.
그 날, 태양은 위도 23.45 ◦에 있는 암 열대 지방 바로 위에 있습니다.
At the two equinoxes, the sun is directly over the equator.
두 개의 분점에서, 태양은 적도 바로 위에 있습니다.
On December 21 the sun is 23.45◦ below the equator, which defines the latitude known as the Tropic of Capricorn.
12월 21일 태양은 적도보다 23.45 ◦ 아래에 있는데, 이것은 염소자리 열대로 알려진 위도를 정의합니다.
As shown in Fig. 7.6, the angle formed between the plane of the equator and a line drawn from the center of the sun to the center of the earth is called the solar declination, δ.
그림 7.6에서 보는 바와 같이 적도의 평면과 태양의 중심에서 지구의 중심으로 그어진 선 사이에 형성된 각을 태양 편위, δ라고 합니다.
It varies between the extremes of ± 23.45◦, and a simple sinusoidal relationship that assumes a 365-day year and which puts the spring equinox on day n = 81 provides a very good approximation.
이는 ± 23.45 ◦의 극단 사이에서 다양하며 365일의 해를 가정하고 n = 81일째에 춘분을 두는 단순한 사인파 관계는 매우 좋은 근사치를 제공합니다.
Exact values of declination, which vary slightly from year to year, can be found in the annual publication The American Ephemeris and Nautical Almanac.
해마다 조금씩 다른 정확한 기울기 값은 연례 간행물인 The American Ephemeris and Warning Almanac에서 찾을 수 있습니다.
Computed values of solar declination on the twenty-first day of each month are given in Table 7.2.
매월 21일에 계산된 태양 기울기 값은 표 7.2에 나와 있습니다.
While Fig. 7.6 doesn’t capture the subtleties associated with the earth’s orbit, it is entirely adequate for visualizing various latitudes and solar angles.
그림 7.6은 지구 궤도의 미묘한 부분을 포착하지는 못하지만 다양한 위도와 태양각을 시각화하는 데는 완전히 적합합니다.
For example, it is easy to understand the seasonal variation of daylight hours.
예를 들어, 일광 시간의 계절적 변화를 쉽게 이해할 수 있습니다.
As suggested in Fig. 7.7, during the summer solstice all of the earth’s surface above latitude 66.55◦ (90◦ − 23.45◦) basks in 24 hours of daylight, while in the Southern Hemisphere below latitude 66.55◦ it is continuously dark.
그림 7.7에 제시된 바와 같이, 하지 동안 위도 66.55 ◦ (◦ - 23.◦) 위의 모든 지표면은 낮의 24시간 동안에 태우는 반면, 위도 66.55 ◦ 아래의 남반구에서는 지속적으로 어둡습니다.
Those latitudes, of course, correspond to the Arctic and Antarctic Circles.
물론, 그 위도는 북극권과 남극권에 해당합니다.
It is also easy to use Fig. 7.6 to gain some intuition into what might be a good tilt angle for a solar collector.
또한 그림 7.6을 사용하여 태양열 수집기에 적합한 기울기 각도에 대한 직관을 얻을 수 있습니다.
Figure 7.8 shows a south-facing collector on the earth’s surface that is tipped up at an angle equal to the local latitude, L.
그림 7.8은 지표면의 남향 집열기가 국부 위도 L과 같은 각도로 기울어져 있는 것을 보여줍니다.
As can be seen, with this tilt angle the collector is parallel to the axis of the earth.
이 기울기 각도에서 집열기는 지표면의 축과 평행합니다.
During an equinox, at solar noon, when the sun is directly over the local meridian (line of longitude), the sun’s rays will strike the collector at the best possible angle; that is, they are perpendicular to the collector face.
추분 동안 태양이 지역 자오선(경도선) 바로 위에 있을 때 태양 광선은 집광기에 가능한 한 높은 각도로 도달합니다.
; 즉, 집광기 면에 수직입니다.
At other times of the year the sun is a little high or a little low for normal incidence, but on the average it would seem to be a good tilt angle.
1년 중 다른 시기에는 태양이 정상적으로 발생하기에는 약간 높거나 낮지만, 평균적으로는 좋은 경사각으로 보일 것입니다.
Solar noon is an important reference point for almost all solar calculations.
태양의 정오는 거의 모든 태양 계산의 중요한 기준점입니다.
In the Northern Hemisphere, at latitudes above the Tropic of Cancer, solar noon occurs when the sun is due south of the observer.
북반구에서, 북반구의 열대 지방 위에서, 태양이 관측자의 남쪽에 있을 때 태양의 정오가 발생합니다.
South of the Tropic of Capricorn, in New Zealand for example, it is when the sun is due north.
남쪽 열대의 캡리콘 자전선(Tropic of Capricorn) 이남의 지역, 예를 들면 뉴질랜드에서는 태양이 정확히 북쪽에 있는 시점이 있습니다.
And in the tropics, the sun may be either due north, due south, or directly overhead at solar noon.
그리고 열대 지방에서는 태양이 정북, 정남, 또는 태양 정오에 바로 머리 위에 있을 수 있습니다.
On the average, facing a collector toward the equator (for most of us in the Northern Hemisphere, this means facing it south) and tilting it up at an angle equal to the local latitude is a good rule-of-thumb for annual performance.
평균적으로 수집기를 적도 쪽으로 향하게 하고(북반구에 있는 대부분의 사람들에게 이것은 남향으로 향하게 한다는 것을 의미합니다), 현지 위도와 같은 각도로 위쪽으로 기울이는 것은 연간 성능을 위한 좋은 규칙입니다.
Of course, if you want to emphasize winter collection, you might want a slightly higher angle, and vice versa for increased summer efficiency.
물론 겨울 컬렉션을 강조하고 싶다면 조금 더 높은 각도를 원하실 수도 있고, 여름 효율성을 높이기 위해서는 그 반대도 가능합니다.
Having drawn the earth-sun system as shown in Fig. 7.6 also makes it easy to determine a key solar angle, namely the altitude angle βN of the sun at solar noon.
또한 그림 7.6과 같은 지구-태양계를 그리면 태양의 주요 태양각, 즉 태양 정오의 고도각 βN을 쉽게 결정할 수 있습니다.
The altitude angle is the angle between the sun and the local horizon directly beneath the sun.
고도각은 태양과 태양 바로 아래의 지역 지평선 사이의 각도입니다.
From Fig. 7.9 we can write down the following relationship by inspection:
그림 7.9에서 검사를 통해 다음 관계를 기록할 수 있습니다:
where L is the latitude of the site.
여기서 L은 해당 지점의 위도입니다.
Notice in the figure the term zenith is introduced, which refers to an axis drawn directly overhead at a site.
그림에서 zenith라는 용어가 소개되어 있는데, 이는 현장에서 직접 머리 위로 그린 축을 말합니다.
7.4 Solar Position at Any Time of Day
The location of the sun at any time of day can be described in terms of its altitude angle β and its azimuth angle φs as shown in Fig. 7.10.
하루 중 어느 시간에 태양의 위치는 그림 7.10과 같이 고도각 β와 방위각 φ으로 설명할 수 있습니다.
The subscript s in the azimuth angle helps us remember that this is the azimuth angle of the sun.
방위각의 아래첨자는 이것이 태양의 방위각이라는 것을 기억하는 데 도움이 됩니다.
Later, we will introduce another azimuth angle for the solar collector and a different subscript c will be used.
나중에 태양열 집열기에 대한 방위각을 하나 더 소개하고 다른 첨자 c를 사용할 것입니다.
By convention, the azimuth angle is positive in the morning with the sun in the east and negative in the afternoon with the sun in the west.
관례상 방위각은 동쪽은 해가 있는 오전에 양수, 서쪽은 해가 있는 오후에 음수입니다.
Notice that the azimuth angle shown in Fig. 7.10 uses true south as its reference, and this will be the assumption in this text unless otherwise stated.
그림 7.10에 나타난 방위각은 참 남쪽(true south)을 기준으로 사용됩니다. 이는 명시적으로 언급되지 않는 한 이 텍스트에서의 가정입니다.
For solar work in the Southern Hemisphere, azimuth angles are measured relative to north.
남반구의 태양열 작업의 경우 방위각은 북쪽을 기준으로 측정됩니다.
The azimuth and altitude angles of the sun depend on the latitude, day number, and, most importantly, the time of day.
태양의 방위각과 고도각은 위도, 날짜, 그리고 가장 중요한 것은 시간에 따라 달라집니다.
For now, we will express time as the number of hours before or after solar noon.
일단 저희는 시간을 태양 정오 이전이나 이후의 시간으로 표현하겠습니다.
Thus, for example, 11 A.M. solar time is one hour before the sun crosses your local meridian (due south for most of us).
따라서, 예를 들어, 태양 시간 오전 11시는 태양이 당신의 지역 자오선을 통과하기 한 시간 전입니다(우리 대부분은 남쪽으로 예정되어 있습니다).
Later we will learn how to make the adjustment between solar time and local clock time.
나중에 태양 시간과 현지 시계 시간을 조정하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
The following two equations allow us to compute the altitude and azimuth angles of the sun.
다음 두 방정식을 통해 태양의 고도와 방위각을 계산할 수 있습니다.
For a derivation see, for example, T. H. Kuen et al. (1998):
도출에 대해서는 예를 들어 T. H. Kuen et al. (1998):
Notice that time in these equations is expressed by a quantity called the hour angle, H.
이 방정식들에서 시간은 시간각 H라고 불리는 양으로 표현된다는 것을 주목하세요.
The hour angle is the number of degrees that the earth must rotate before the sun will be directly over your local meridian (line of longitude).
시각 각(hour angle)은 태양이 지역 자오선(경선) 상에 정확히 위치하려면 지구가 얼마나 돌아야 하는지를 나타내는 각도입니다.
As shown in Fig. 7.11, at any instant, the sun is directly over a particular line of longitude, called the sun’s meridian.
그림 7.11에서 볼 수 있듯이, 어느 순간에도 태양은 태양의 자오선이라고 불리는 특정한 경도의 선 바로 위에 있습니다.
The difference between the local meridian and the sun’s meridian is the hour angle, with positive values occurring in the morning before the sun crosses the local meridian.
지역 자오선과 태양 자오선 간의 차이가 시각 각(hour angle)이며, 양수 값은 태양이 지역 자오선을 횡단하기 전 아침에 발생합니다.
Considering the earth to rotate 360◦ in 24 h, or 15◦/h, the hour angle can be described as follows:
지구가 360 ◦을 24시간, 즉 15 ◦/h로 회전하는 것을 고려하면 시간 각도는 다음과 같이 설명할 수 있습니다:
Thus, the hour angle H at 11:00 A.M. solar time would be +15◦ (the earth needs to rotate another 15◦, or 1 hour, before it is solar noon).
따라서 태양 시간으로 오전 11시에 시간 각 H는 +15 ◦이 됩니다. (지구는 태양의 정오가 되기 전에 15 ◦ 또는 1시간 더 회전해야 합니다.).
In the afternoon, the hour angle is negative, so, for example, at 2:00 P.M. solar time H would be −30◦.
오후에는 시각이 음이므로 예를 들어 오후 2시 태양 시간 H는 -30이 될 것입니다.
There is a slight complication associated with finding the azimuth angle of the sun from (7.9).
(7.9)에서 태양의 방위각을 찾는 것과 관련된 약간의 복잡한 문제가 있습니다.
During spring and summer in the early morning and late afternoon, the magnitude of the sun’s azimuth is liable to be more than 90◦ away from south (that never happens in the fall and winter).
이른 아침과 늦은 오후의 봄과 여름 동안, 태양의 방위각의 크기는 남쪽으로부터 90 ◦ 이상 떨어져 있을 가능성이 있습니다.
Since the inverse of a sine is ambiguous, sin x = sin (180 − x), we need a test to determine whether to conclude the azimuth is greater than or less than 90◦ away from south.
사인의 역수인 sin x = sin (180 - x)이 애매하므로 방위각이 남쪽에서 90 ◦보다 크거나 작다고 결론을 내릴지에 대한 검정이 필요합니다.
Such a test is
Solar altitude and azimuth angles for a given latitude can be conveniently portrayed in graphical form, an example of which is shown in Fig. 7.12.
주어진 위도에 대한 태양 고도와 방위각을 그래픽 형태로 편리하게 묘사할 수 있으며, 그 예는 그림 7.12에 나와 있습니다.
Similar sun path diagrams for other latitudes are given in Appendix B.
다른 위도에 대한 유사한 태양 경로 도표는 부록 B에 나와 있습니다.
As can be seen, in the spring and summer the sun rises and sets slightly to the north and our need for the azimuth test given in (7.11) is apparent; at the equinoxes, it rises and sets precisely due east and due west (everywhere on the planet); during the fall and winter the azimuth angle of the sun is never greater than 90◦.
보다시피 봄과 여름에는 해가 약간 북쪽으로 뜨고 지는 것을 볼 수 있고 (7.11)에 주어진 방위각 테스트에 대한 우리의 필요성은 명백합니다.
추분 때는 정확히 동쪽과 서쪽을 향해 뜨고 지는 것을 볼 수 있습니다. 가을과 겨울 동안 태양의 방위각은 절대 90 ◦을 넘지 않습니다.
7.5 Sun Path Diagrams for Shading Analysis
Not only do sun path diagrams, such as that shown in Fig. 7.12, help to build one’s intuition into where the sun is at any time, they also have a very practical application in the field when trying to predict shading patterns at a site—a very important consideration for photovoltaics, which are very shadow sensitive.
그림 7.12와 같은 태양 경로 다이어그램은 언제든지 태양이 어디에 있는지에 대한 직관을 구축하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 현장에서 음영 패턴을 예측할 때 현장에서 매우 실용적인 응용이 가능합니다.
이는 그림자에 매우 민감한 태양광 발전에 매우 중요한 고려 사항입니다.
The concept is simple.
컨셉은 간단합니다.
What is needed is a sketch of the azimuth and altitude angles for trees, buildings, and other obstructions along the southerly horizon that can be drawn on top of a sun path diagram.
필요한 것은 햇볕 경로 다이어그램 위에 그릴 수 있는 남쪽 지향 지평선을 따라 나무, 건물 및 기타 장애물에 대한 방위각 및 고도각의 스케치입니다.
Sections of the sun path diagram that are covered by the obstructions indicate periods of time when the sun will be behind the obstruction and the site will be shaded.
장애물에 의해 가려지는 태양 경로 다이어그램의 섹션은 태양이 장애물 뒤에 있고 사이트가 음영 처리되는 기간을 나타냅니다.
There are several site assessment products available on the market that make the superposition of obstructions onto a sun path diagram pretty quick and easy to obtain.
시장에는 태양 경로 다이어그램에 장애물을 중첩하는 것을 매우 빠르고 쉽게 얻을 수 있는 여러 사이트 평가 제품이 있습니다.
You can do just as good a job, however, with a simple compass, plastic protractor, and plumb bob, but the process requires a little more effort.
하지만 간단한 나침반, 플라스틱 각도기, 다림 추만 있으면 비슷한 작업을 수행할 수 있지만, 그 과정은 조금 더 많은 노력이 필요합니다.
Plumb bob(다림추) : 다림추는 수직인지를 살피기 위해서 실 등을 매어 늘어뜨리는 추이다. 이때 이 늘어뜨린 줄을 다림줄이라고 한다.
The compass is used to measure azimuth angles of obstructions, while the protractor and plumb bob measure altitude angles.
나침반은 장애물의 방위각을 측정하는 데 사용되며, 각도기와 다림추는 고도각을 측정합니다.
Begin by tying the plumb bob onto the protractor so that when you sight along the top edge of the protractor the plumb bob hangs down and provides the altitude angle of the top of the obstruction.
먼저 다림추를 연삭기에 묶어서 연삭기의 상단 가장자리를 따라 볼 때 연삭 보브가 매달려 장애물 상단의 고도 각도를 제공하도록 합니다.
Figure 7.13 shows the idea.
그림 7.13은 아이디어를 보여줍니다.
By standing at the site and scanning the southerly horizon, the altitude angles of major obstructions can be obtained reasonably quickly and quite accurately.
현장에 서서 남쪽 지평선을 스캔하면 주요 장애물의 고도각을 비교적 빠르고 상당히 정확하게 얻을 수 있습니다.
The azimuth angles of obstructions, which go along with their altitude angles, are measured using a compass.
장애물의 방위각은 고도각과 함께 나침반을 사용하여 측정됩니다.
Remember, however, that a compass points to magnetic north rather than true north; this difference, called the magnetic declination or deviation, must be corrected for.
그러나 나침반은 진정한 북쪽이 아니라 자기 북쪽을 가리킨다는 것을 기억하십시오.
이 차이를 자기 편위 또는 편차라고 부르는 것을 수정해야 합니다.
In the continental United States, this deviation ranges anywhere from about 22◦E in Seattle (the compass points 22◦ east of true north), to essentially zero along the east coast of Florida, to 22 ◦W at the northern tip of Maine.
미국 본토에서 이 편차는 서부에서는 대략 22도 동쪽인 시애틀(나침반이 참 북쪽에서 22도 동쪽을 가리킴)에서부터, 동부 플로리다 해안에서는 본질적으로 제로에 가깝고, 메인 북쪽 끝에서는 22도 서쪽까지 다양하게 나타납니다.
Figure 7.14 shows this variation in magnetic declination and shows an example, for San Francisco, of how to use it.
그림 7.14는 자기 기울기의 이러한 변화를 보여주며 샌프란시스코의 경우 사용 방법의 예를 보여줍니다.
Figure 7.15 shows an example of how the sun path diagram, with a superimposed sketch of potential obstructions, can be interpreted.
그림 7.15는 잠재적인 장애물에 대한 중첩된 스케치와 함께 태양 경로 다이어그램을 해석하는 방법의 예를 보여줍니다.
The site is a proposed solar house with a couple of trees to the southeast and a small building to the southwest.
부지는 남동쪽으로 몇 그루의 나무가 있고 남서쪽으로 작은 건물이 있는 제안된 태양열 집입니다.
In this example, the site receives full sun all day long from February through October.
이 예에서 이 사이트는 2월부터 10월까지 하루 종일 보름달을 받습니다.
From November through January, the trees cause about one hour’s worth of sun to be lost from around 8:30 A.M. to 9:30 A.M., and the small building shades the site after about 3 o’clock in the afternoon.
11월부터 1월까지, 나무들은 오전 8시 30분경부터 9시 30분경까지 약 1시간치의 태양을 잃게 하고, 작은 건물은 오후 3시경 이후에 그 장소를 그늘지게 합니다.
When obstructions plotted on a sun path diagram are combined with hour-byhour insolation information, an estimate can be obtained of the energy lost due to shading.
태양 경로 다이어그램에 표시된 장애물과 시간별 일사량 정보를 결합하면 음영으로 인해 손실된 에너지의 추정치를 얻을 수 있습니다.
Table 7.3 shows an example of the hour-by-hour insolations available on a clear day in January at 40◦ latitude for south-facing collectors with fixed tilt angle, or for collectors mounted on 1-axis or 2-axis tracking systems.
표 7.3은 1월의 맑은 날에 사용 가능한 시간별 일사량의 예를 보여줍니다. 기울기 각도가 고정된 남향 수집기 또는 1축 또는 2축 추적 시스템에 장착된 수집기의 경우 위도 40◦의 맑은 날에 사용할 수 있습니다.
Later in this chapter, the equations that were used to compute this table will be presented, and in Appendix C there is a full set of such tables for a number of latitudes.
이 장 후반에는 이 표를 계산하는데 사용된 방정식이 제시될 것이고, 부록 C에는 여러 위도에 대한 이러한 표의 전체 집합이 있습니다.
7.6 Solar Time and Civil (Clock) Time
For most solar work it is common to deal exclusively in solar time (ST), where everything is measured relative to solar noon (when the sun is on our line of longitude).
대부분의 태양열 작업에서 모든 것이 태양 정오(태양이 우리의 경도선에 있을 때)를 기준으로 측정되는 태양 시간(ST)에만 대처하는 것이 일반적입니다.
There are occasions, however, when local time, called civil time or clock time (CT), is needed.
그러나 시민 시간 또는 시계 시간(CT)이라고 하는 현지 시간이 필요한 경우가 있습니다.
There are two adjustments that must be made in order to connect local clock time and solar time.
현지 시계 시간과 태양 시간을 연결하기 위해서는 두 가지 조정이 필요합니다.
The first is a longitude adjustment that has to do with the way in which regions of the world are divided into time zones.
첫 번째는 세계의 지역을 시간대로 나누는 방식과 관련된 경도 조정입니다.
The second is a little fudge factor that needs to be thrown in to account for the uneven way in which the earth moves around the sun.
두 번째는 지구가 태양 주위를 이동하는 불균등한 방식을 설명하기 위해 투입되어야 하는 작은 퍼지 요소입니다.
Obviously, it just wouldn’t work for each of us to set our watches to show noon when the sun is on our own line of longitude.
분명히, 우리 각자가 시계가 우리의 경도선에 있을 때 정오를 나타내도록 설정하는 것은 효과가 없을 것입니다.
Since the earth rotates 15◦ per hour (4 minutes per degree), for every degree of longitude between one location and another, clocks showing solar time would have to differ by 4 minutes.
지구는 한 시간에 15 ◦(도당 4분) 회전하기 때문에 한 위치와 다른 위치 사이의 자오선마다 태양 시간을 나타내는 시계는 4분 차이가 있어야 합니다.
The only time two clocks would show the same time would be if they both were due north/south of each other.
두 시계가 같은 시간을 보여주는 유일한 시간은 두 시계가 서로의 북쪽/남쪽에 있을 때뿐 입니다.
To deal with these longitude complications, the earth is nominally divided into 24 1-hour time zones, with each time zone ideally spanning 15◦ of longitude.
이러한 경도 문제를 해결하기 위해, 지구는 명목상 24개의 1시간 시간대로 나뉘며, 각 시간대는 이상적으로 경도의 15 ◦에 걸쳐 있습니다.
Of course, geopolitical boundaries invariably complicate the boundaries from one zone to another.
물론 지정학적 경계는 항상 한 구역에서 다른 구역으로의 경계를 복잡하게 만듭니다.
The intent is for all clocks within the time zone to be set to the same time.
목적은 시간대 내의 모든 시계를 동일한 시간으로 설정하는 것입니다.
Each time zone is defined by a Local Time Meridian located, ideally, in the middle of the zone, with the origin of this time system passing through Greenwich, England, at 0◦ longitude.
각 시간대는 이상적으로 지역의 중간에 위치한 현지 시간 자오선에 의해 정의되며, 이 시간대의 원점은 영국 그리니치(Greenwich)를 경도 0 ◦으로 통과합니다.
The local time meridians for the United States are given in Table 7.4.
미국의 현지 시간 경선은 표 7.4에 나와 있습니다.
The longitude correction between local clock time and solar time is based on the time it takes for the sun to travel between the local time meridian and the observer’s line of longitude.
현지 시계 시간과 태양 시간 사이의 경도 보정은 태양이 현지 시간 자오선과 관측자의 경도선 사이를 이동하는 데 걸리는 시간을 기준으로 합니다.
If it is solar noon on the local time meridian, it will be solar noon 4 minutes later for every degree that the observer is west of that meridian.
만약 현지 시간 자오선에서 태양의 정오라면 관측자가 자오선에서 서쪽에 있을 때마다 4분 후 태양의 정오가 될 것입니다.
For example, San Francisco, at longitude 122◦, will have solar noon 8 minutes after the sun crosses the 120◦ Local Time Meridian for the Pacific Time Zone.
예를 들어, 경도 122 ◦의 샌프란시스코는 태양이 태평양 표준시를 위해 120 ◦ 지역 자오선을 지난 후 8분 후에 태양의 정오가 될 것입니다.
태양 정오와 현지 시간 자오선 사이의 경도 보정은 지구의 회전으로 인한 시차를 나타냅니다. 지구는 360도의 경도를 24시간 동안 회전하므로, 1시간에 약 15도의 경도를 이동한다. 따라서 1도의 경도 변화는 약 4분의 시간 변화를 의미합니다. 샌프란시스코가 경도 122◦에 위치하고 있으며, 태양이 태평양 시간대의 120◦ 지역 시간 자오선을 통과하면 2도만큼 서쪽에 있다. 각 도마다 4분의 차이가 있으므로, 2도에 해당하는 차이는 8분이 된다.
따라서 샌프란시스코에서는 태양이 지역 자오선을 지나고 나서 8분 후에 태양 정오가 된다.
The second adjustment between solar time and local clock time is the result of the earth’s elliptical orbit, which causes the length of a solar day (solar noon to solar noon) to vary throughout the year.
태양 시간과 지역 시계 시간 사이의 두 번째 조정은 지구의 타원 궤도의 결과이며, 이로 인해 태양일의 길이(태양정오에서 태양정오까지)는 일년 내내 변화합니다.
As the earth moves through its orbit, the difference between a 24-hour day and a solar day changes following an expression known as the Equation of Time, E:
지구가 궤도를 이동할 때, 24시간 하루와 태양 하루 사이의 차이는 시간의 방정식, E로 알려진 식에 따라 바뀝니다:
As before, n is the day number. A graph of (7.12) is given in Fig. 7.16.
이전과 마찬가지로 n은 요일 번호입니다.
A graph of (7.12) is given in Fig. 7.16.
(7.12)의 그래프는 그림 7.16에 나와 있습니다.
Putting together the longitude correction and the Equation of Time gives us the final relationship between local standard clock time (CT) and solar time (ST).
경도 보정과 시간 방정식을 종합하면 현지 표준 시계 시간(CT)과 태양 시간(ST) 사이의 최종 관계를 알 수 있습니다.
When Daylight Savings Time is in effect, one hour must be added to the local clock time (“Spring ahead, Fall back”).
일광 절약 시간이 적용되면 현지 시계 시간("Spring head, Fall back")에 1시간을 추가 해야 합니다.
7.7 Sunrise and Sunset
A sun path diagram, such as was shown in Fig. 7.12, can be used to locate the azimuth angles and approximate times of sunrise and sunset.
그림 7.12와 같은 태양 경로도를 사용하여 방위각과 일출과 일몰의 대략적인 시간을 파악할 수 있습니다.
A more careful estimate of sunrise/sunset can be found from a simple manipulation of (7.8).
일출/일몰에 대한 보다 신중한 추정치는 (7.8)의 간단한 조작을 통해 확인할 수 있습니다.
At sunrise and sunset, the altitude angle β is zero, so we can write
일출과 일몰에 고도각 β가 0이므로 우리는 다음과 같이 쓸 수 있습니다
Solving for the hour angle at sunrise, HSR, gives
HSR, 해 뜰 때의 각을 푸는 것은 다음과 같습니다.
Notice in (7.17) that since the inverse cosine allows for both positive and negative values, we need to use our sign convention, which requires the positive value to be used for sunrise (and the negative for sunset).
(7.17)에서 역 코사인은 양의 값과 음의 값을 모두 허용하므로, 우리는 부호 규칙을 사용해야 합니다.
즉, 양의 값은 일출에 사용해야 합니다(그리고 일몰에 대해서는 음의 값).
Since the earth rotates 15◦/h, the hour angle can be converted to time of sunrise or sunset using
지구는 15 ◦/h 회전하므로, 이를 이용하여 시간 각도를 일출 또는 일몰의 시간으로 변환 할 수 있습니다.
Equations (7.15) to (7.18) are geometric relationships based on angles measured to the center of the sun, hence the designation geometric sunrise in (7.18).
식 (7.15)에서 (7.18)은 태양의 중심까지 측정된 각도에 기초한 기하학적 관계이므로 (7.18)에서 기하학적 일출로 지정됩니다.
They are perfectly adequate for any kind of normal solar work, but they won’t give you exactly what you will find in the newspaper for sunrise or sunset.
이러한 방법은 보통의 태양 작업에는 완전히 충분하지만, 일출 또는 일몰에 대한 신문에 정확히 표시된 값과 완전히 일치하지는 않을 수 있습니다.
The difference between weather service sunrise and our geometric sunrise (7.18) is the result of two factors.
기상청 일출과 우리의 기하학적 일출(7.18)의 차이는 두 가지 요인의 결과입니다.
The first deviation is caused by atmospheric refraction; this bends the sun’s rays, making the sun appear to rise about 2.4 min sooner than geometry would tell us and then set 2.4 min later.
첫 번째 편차는 대기 굴절에 의해 발생합니다. 이는 태양 광선을 휘게 하여 기하학이 알려주는 것보다 약 2.4분 빨리 태양이 떠오르는 것처럼 보이게 하고 2.4분 후에 해가 지는 것입니다.
The second is that the weather service definition of sunrise and sunset is the time at which the upper limb (top) of the sun crosses the horizon, while ours is based on the center crossing the horizon.
두 번째로, 기상 서비스의 일출 및 일몰 정의는 태양의 상부 지점(위쪽)이 지평선을 횡단하는 시간입니다. 그러나 여기서의 정의는 태양의 중심이 지평선을 횡단하는 것을 기반으로 합니다.
This effect is complicated by the fact that at sunrise or sunset the sun pops up, or sinks, much quicker around the equinoxes when it moves more vertically than at the solstices when its motion includes much more of a sideward component.
이 효과는 일출 또는 일몰 시 태양이 적도 주위에서 수직으로 더 많이 이동하는 분기점 주변에서는 훨씬 빠르게 나타나거나 가라앉기 때문에 복잡해집니다. 이것은 태양의 운동이 적년 동안 수직적인 성분이 더 많은 반면, 태양이 훨씬 더 가로로 이동하는 해절기 때보다 영향을 더합니다.
An adjustment factor Q that accounts for these complications is given by the following (U.S. Department of Energy, 1978):
이러한 복잡성을 고려한 조정 요소 Q는 다음과 같이 제공됩니다 (미국 에너지부, 1978):
Since sunrise is earlier when it is based on the top of the sun rather than the middle, Q should be subtracted from geometric sunrise.
해돋이는 가운데가 아니라 태양의 꼭대기를 기준으로 할 때 더 이르므로 기하학적 해돋이에서 Q를 빼야 합니다.
Similarly, since the upper limb sinks below the horizon later than the middle of the sun, Q should be added to our geometric sunset.
마찬가지로, 상지는 태양의 가운데보다 나중에 수평선 아래로 가라앉기 때문에 Q는 기하학적 일몰에 더해져야 합니다.
A plot of (7.19) is shown in Fig. 7.17.
그림 7.17에는 (7.19)의 그림이 나와 있습니다.
As can be seen, for mid-latitudes, the correction is typically in the range of about 4 to 6 min.
알 수 있듯이 중위도의 경우 일반적으로 약 4분에서 6분 사이의 범위에서 보정이 이루어 집니다.
There is a convenient website for finding sunrise and sunset times on the web at http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS OneDay.html.
웹에서 일출과 일몰 시간을 찾기 위한 편리한 웹사이트이 있습니다.
A fun, but fairly useless, application of these equations for sunrise and sunset is to work them in reverse order to navigate—that is, to find latitude and longitude, as the following example illustrates.
해돋이와 해넘이에 대한 이 방정식들의 재미는 있지만 상당히 쓸모없는 적용은 다음 예에서 보여주듯이 탐색을 위해, 즉 위도와 경도를 찾기 위해 그것들을 역으로 작업하는 것 입니다.
With so many angles to keep track of, it may help to summarize the terminology and equations for them all in one spot, which has been done in Box 7.1.
추적해야 할 각도가 너무 많기 때문에 Box 7.1에서 수행한 용어와 방정식을 한 곳에서 요약하는 데 도움이 될 수 있습니다.
7.8 Clear Sky Direct-Beam Radiation
Solar flux striking a collector will be a combination of direct-beam radiation that passes in a straight line through the atmosphere to the receiver, diffuse radiation that has been scattered by molecules and aerosols in the atmosphere, and reflected radiation that has bounced off the ground or other surface in front of the collector (Fig. 7.18).
집열기에 부딪히는 태양 플럭스는 대기를 통과하여 수신기로 직선으로 통과하는 직접 빔 방사선, 대기 중 분자와 에어로졸에 의해 산란된 확산 방사선 및 집열기 앞의 지면 또 는 다른 표면에서 튕겨 나온 반사 방사선의 조합이 될 것입니다(그림 7.18).
The preferred units, especially in solar–electric applications, are watts (or kilowatts) per square meter.
특히 태양열 전기 응용 분야에서 선호되는 단위는 제곱미터당 와트(또는 킬로와트)입니다.
Other units involving British Thermal Units, kilocalories, and langleys may also be encountered.
영국 열 장치, 킬로칼로리 및 랭글리와 관련된 다른 장치도 만날 수 있습니다.
Conversion factors between these units are given in Table 7.5.
Solar collectors that focus sunlight usually operate on just the beam portion of the incoming radiation since those rays are the only ones that arrive from a consistent direction.
햇빛을 집중시키는 태양열 수집기는 일반적으로 들어오는 방사선의 빔 부분에서만 작동하는데, 그 광선들은 일관된 방향에서 도달하기 때문입니다.
Most photovoltaic systems, however, don’t use focusing devices, so all three components—beam, diffuse, and reflected—can contribute to energy collected.
그러나 대부분의 태양광 시스템은 집속 장치를 사용하지 않으므로 빔, 확산, 반사 등 세가지 구성 요소 모두 수집된 에너지에 기여할 수 있습니다.
The goal of this section is to be able to estimate the rate at which just the beam portion of solar radiation passes through the atmosphere and arrives at the earth’s surface on a clear day.
이 섹션의 목표는 맑은 날에 태양 복사의 빔 부분만 대기를 통과하여 지구 표면에 도달하는 속도를 추정할 수 있도록 하는 것입니다.
Later, the diffuse and reflected radiation will be added to the clear day model.
나중에 확산 및 반사 방사선이 맑은 날 모델에 추가됩니다.
And finally, procedures will be presented that will enable more realistic average insolation calculations for specific locations based on empirically derived data for certain given sites.
그리고 마지막으로, 특정 주어진 부지에 대해 경험적으로 도출된 데이터를 기반으로 특정 위치에 대한 보다 현실적인 평균 일사량 계산을 가능하게 하는 절차가 제시될 것 입니다.
The starting point for a clear sky radiation calculation is with an estimate of the extraterrestrial (ET) solar insolation, I_0, that passes perpendicularly through an imaginary surface just outside of the earth’s atmosphere as shown in Fig. 7.19.
명확한 하늘 복사 계산의 출발점은 그림 7.19와 같이 지구 대기 바로 바깥의 가상 표면을 수직으로 통과하는 외계(ET) 태양 일사량 I_0의 추정치입니다.
This insolation depends on the distance between the earth and the sun, which varies with the time of year.
이 일사량은 지구와 태양 사이의 거리에 따라 달라지며, 이는 1년 중 시간에 따라 달라집니다.
It also depends on the intensity of the sun, which rises and falls with a fairly predictable cycle.
또한 상당히 예측 가능한 주기로 오르내리는 태양의 강도에 따라 다릅니다.
During peak periods of magnetic activity on the sun, the surface has large numbers of cooler, darker regions called sunspots, which in essence block solar radiation, accompanied by other regions, called faculae, that are brighter than the surrounding surface.
태양의 자기 활동이 최고조에 이르는 동안, 표면에는 태양 흑점이라고 불리는 더 차갑고 어두운 영역들이 많이 있는데, 이 영역들은 본질적으로 태양 복사를 차단하고, 이 영역들은 주변 표면보다 밝은 백점이라고 불리는 다른 영역들을 동반합니다.
The net effect of sunspots that dim the sun, and faculae that brighten it, is an increase in solar intensity during periods of increased numbers of sunspots.
태양을 어둡게 하는 흑점과 이를 밝게 하는 흑점의 순효과는 흑점의 수가 증가하는 기간 동안 태양 강도가 증가하는 것입니다.
Sunspot activity seems to follow an 11-year cycle.
흑점 활동은 11년 주기를 따르는 것 같습니다.
During sunspot peaks, the most recent of which was in 2001, the extraterrestrial insolation is estimated to be about 1.5% higher than in the valleys (U.S. Department of Energy, 1978).
2001년에 가장 최근에 발생한 흑점 피크 동안, 외계 일사량은 계곡보다 약 1.5% 더 높을 것으로 추정됩니다(미국 에너지부, 1978).
Ignoring sunspots, one expression that is used to describe the day-today variation in extraterrestrial solar insolation is the following:
태양 흑점을 제외하고, 외계 태양 복사의 일별 변화를 설명하는 데 사용되는 한 가지 표현은 다음과 같습니다.
where SC is called the solar constant and n is the day number.
여기서 SC는 태양 상수라고 불리고 n은 일 수입니다.
The solar constant is an estimate of the average annual extraterrestrial insolation.
태양 상수는 연간 평균 외계 일사량의 추정치입니다.
Based on early NASA measurements, the solar constant was often taken to be 1.353 kW/m2, but 1.377 kW/m2 is now the more commonly accepted value.
초기 NASA 측정에 따르면, 태양 상수는 종종 1.353 kW/m2로 취했지만, 현재는 1.377kW/m2가 더 일반적으로 받아들여지는 값입니다.
As the beam passes through the atmosphere, a good portion of it is absorbed by various gases in the atmosphere, or scattered by air molecules or particulate matter.
빔이 대기를 통과하면서 대기 중의 다양한 가스에 의해 상당 부분 흡수되거나, 공기 분자나 입자상 물질에 의해 산란됩니다.
In fact, over a year’s time, less than half of the radiation that hits the top of the atmosphere reaches the earth’s surface as direct beam.
실제로 1년이라는 시간 동안 대기권의 꼭대기에 도달하는 방사선의 절반도 안 되는 양이 직사광선으로 지구 표면에 도달합니다.
On a clear day, however, with the sun high in the sky, beam radiation at the surface can exceed 70% of the extraterrestrial flux.
그러나 맑은 날에는 태양이 하늘에 높이 떠 있기 때문에 표면의 빔 복사가 외부 플럭스의 70%를 초과할 수 있습니다.
Attenuation of incoming radiation is a function of the distance that the beam has to travel through the atmosphere, which is easily calculable, as well as factors such as dust, air pollution, atmospheric water vapor, clouds, and turbidity, which are not so easy to account for.
들어오는 복사의 감쇄는 광선이 대기를 통과해야 하는 거리에 의존하는 함수입니다. 이는 쉽게 계산할 수 있지만 먼지, 대기 오염, 대기 수증기, 구름 및 탁도와 같은 요소들도 고려해야 하는데 이는 계산이 쉽지 않습니다.
A commonly used model treats attenuation as an exponential decay function:
일반적으로 사용되는 모델은 감쇠를 지수 감쇠 함수로 취급합니다:
where IB is the beam portion of the radiation reaching the earth’s surface (normal to the rays), A is an “apparent” extraterrestrial flux, and k is a dimensionless factor called the optical depth.
여기서 IB는 지구 표면에 도달하는 복사의 광선 부분(광선에 수직), A는 "표면상" 외계 플럭스이며, k는 광학적 깊이(optical depth)라 불리는 차원 없는 계수입니다.
The air mass ratio m was introduced earlier as (7.4)
공기 질량 비율은 (7.4)와 같이 이전에 도입되었습니다
where β is the altitude angle of the sun.
여기서 β는 태양의 고도각입니다.
Table 7.6 gives values of A and k that are used in the American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) Clear Day Solar Flux Model.
표 7.6은 미국 난방냉장공조학회(ASHRAE) 맑은 날 태양 플럭스 모델에서 사용되는 A와 k의 값을 제공합니다.
This model is based on empirical data collected by Threlkeld and Jordan (1958) for a moderately dusty atmosphere with atmospheric water vapor content equal to the average monthly values in the United States.
이 모델은 Threlkeld and Jordan(1958)이 미국의 월평균 값과 같은 대기 수증기 함량을 가진 적당히 먼지가 많은 대기에 대해 수집한 경험적 데이터를 기반으로 합니다.
Also included is a diffuse factor, C, that will be introduced later.
또한 나중에 소개할 확산 인자 C도 포함되어 있습니다.
Close fits to the values of optical depth k and apparent extraterrestrial (ET) flux A given in Table 7.6 are as follows:
표 7.6에 제시된 광학적 깊이 k 및 겉보기 외계(ET) 플럭스 A 값에 대한 근접 적합치는 다음과 같습니다:
where again n is the day number.
여기서 n은 데이넘버입니다.
7.9 Total Clear Sky Insolation on a Collection Surface
Reasonably accurate estimates of the clear sky, direct beam insolation are easy enough to work out and the geometry needed to determine how much of that will strike a collector surface is straightforward.
맑은 하늘의 직사각 햇볕 일사량에 대한 합리적으로 정확한 추정은 비교적 간단하게 계산할 수 있으며, 해당 일사량 중에서 수집기 표면에 얼마나 도달할지를 결정하는 데 필요한 기하학도 직관적입니다.
It is not so easy to account for the diffuse and reflected insolation but since that energy bonus is a relatively small fraction of the total, even crude models are usually acceptable.
그러나 분산 및 반사 일사량을 계산하는 것은 그만큼 쉽지 않습니다. 그러나 해당 에너지 보너스는 총 에너지의 상대적으로 작은 부분이기 때문에, 조잡한 모델도 대개는 허용 가능합니다.
7.9.1 Direct-Beam Radiation
The translation of direct-beam radiation IB (normal to the rays) into beam insolation striking a collector face IBC is a simple function of the angle of incidence θ between a line drawn normal to the collector face and the incoming beam radiation (Fig. 7.20).
직접 빔 방사선 IB(광선에 대해 수직)를 집적기 면 IBC에 부딪치는 빔 일사량으로 변환하는 것은 집적기 면에 대해 수직으로 그려진 선과 들어오는 빔 방사선 사이의 입사각 θ의 간단한 함수입니다(그림 7.20).
It is given by
7.24에 의해 주어집니다.
For the special case of beam insolation on a horizontal surface IBH ,
수평면 IBH에서 빔 일사량이 발생하는 특수한 경우, 다음과 같습니다.
The angle of incidence θ will be a function of the collector orientation and the altitude and azimuth angles of the sun at any particular time.
입사각 θ은 집적기 방향과 특정 시간에 태양의 고도 및 방위각의 함수가 됩니다.
Figure 7.21 introduces these important angles.
그림 7.21은 이러한 중요한 각도를 소개합니다.
The solar collector is tipped up at an angle and faces in a direction described by its azimuth angle φC (measured relative to due south, with positive values in the southeast direction and negative values in the southwest).
태양열 집열기는 각도로 기울어져 방위각 φC에 의해 설명되는 방향을 향합니다(남쪽에 비해 상대적으로 측정되며 남동쪽 방향은 양의 값, 남서쪽은 음의 값).
The incidence angle is given by
입사각은 다음과 같이 주어집니다.
7.9.2 Diffuse Radiation
The diffuse radiation on a collector is much more difficult to estimate accurately than it is for the beam.
집적기에 대한 확산 복사는 광선에 비해 정확하게 추정하기가 훨씬 어렵습니다.
Consider the variety of components that make up diffuse radiation as shown in Fig. 7.22.
그림 7.22와 같이 확산 방사선을 구성하는 다양한 구성 요소를 고려합니다.
Incoming radiation can be scattered from atmospheric particles and moisture, and it can be reflected by clouds.
들어오는 방사선은 대기 입자와 수분으로부터 산란될 수 있고, 구름에 의해 반사될 수 있습니다.
Some is reflected from the surface back into the sky and scattered again back to the ground.
일부는 표면에서 반사되어 다시 하늘로 반사되어 다시 땅으로 흩어집니다.
The simplest models of diffuse radiation assume it arrives at a site with equal intensity from all directions; that is, the sky is considered to be isotropic.
확산 복사의 가장 간단한 모델은 모든 방향에서 동일한 강도를 가진 장소에 도착한다고 가정합니다.
즉, 하늘은 등방성으로 간주됩니다.
Obviously, on hazy or overcast days the sky is considerably brighter in the vicinity of the sun, and measurements show a similar phenomenon on clear days as well, but the secomplications are often ignored.
분명히 흐린 날이나 흐린 날에는 태양 주변의 하늘이 상당히 밝아지며, 측정 결과 맑은 날에도 비슷한 현상이 나타납니다. 그러나 이러한 복잡성은 종종 무시됩니다.
The model developed by Threlkeld and Jordan (1958), which is used in the ASHRAE Clear-Day Solar Flux Model, suggests that diffuse insolation on a horizontal surface IDH is proportional to the direct beam radiation IB no matter where in the sky the sun happens to be:
ASHRAE 맑은 날 태양 플럭스 모델에 사용되는 Threlkeld and Jordan(1958)이 개발한 모델은 수평면 IDH에서 확산되는 일사량이 태양이 하늘 어디에 있든 직접 빔 복사 IB에 비례한다는 것을 시사합니다:
where C is a sky diffuse factor.
여기서 C는 하늘 확산 인자입니다.
Monthly values of C are given in Table 7.6, and a convenient approximation is as follows:
C의 월별 값은 표 7.6에 나와 있으며, 편리한 근사값은 다음과 같습니다:
Applying (7.27) to a full day of clear skies typically predicts that about 15% of the total horizontal insolation on a clear day will be diffuse.
(7.27)을 하루 종일 맑은 하늘에 적용하면 일반적으로 맑은 날 전체 수평 일사량의 약 15%가 확산될 것으로 예측됩니다.
What we would like to know is how much of that horizontal diffuse radiation strikes a collector so that we can add it to the beam radiation.
우리가 알고 싶은 것은 우리가 빔 복사에 추가할 수 있도록 수평 확산 복사가 집적기에 얼마나 부딪히는지입니다.
As a first approximation, it is assumed that diffuse radiation arrives at a site with equal intensity from all directions.
첫 번째 근사치로, 확산 방사선이 모든 방향에서 동일한 강도로 위치에 도달한다고 가정합니다.
This means that the collector will be exposed to whatever fraction of the sky the face of the collector points to, as shown in Fig. 7.23.
이는 그림 7.23과 같이 수집기의 얼굴이 하늘의 어떤 부분을 가리키든 집기가 노출된다는 것을 의미합니다.
When the tilt angle of the collector is zero—that is, the panel is flat on the ground—the panel sees the full sky and so it receives the full horizontal diffuse radiation, IDH .
집적기의 기울기 각도가 0일 때, 즉 패널이 지면에 평평할 때 패널은 하늘 전체를 볼 수 있으므로 전체 수평 확산 방사선인 IDH를 수신합니다.
When it is a vertical surface, it sees half the sky and is exposed to half of the horizontal diffuse radiation, and so forth.
수직 표면일 때는 하늘의 절반을 보고 수평 확산 복사의 절반에 노출됩니다.
The following expression for diffuse radiation on the collector, IDC, is used when the diffuse radiation is idealized in this way:
이러한 방식으로 확산 방사선이 이상적인 경우 수집기 IDC에서 다음과 같은 확산 방사선 표현이 사용됩니다:
7.9.3 Reflected Radiation
The final component of insolation striking a collector results from radiation that is reflected by surfaces in front of the panel.
콜렉터에 도달하는 일사량의 최종 구성 요소는 패널 앞의 표면에 의해 반사된 복사에서 나오는 것입니다.
This reflection can provide a considerable boost in performance, as for example on a bright day with snow or water in front of the collector, or it can be so modest that it might as well be ignored.
이 반사는 예를 들어 콜렉터 앞에 눈이나 물이 있는 밝은 날에는 성능을 상당히 향상시킬 수 있습니다.
또는 모든 것을 무시할 만큼 작을 수도 있습니다.
The assumptions needed to model reflected radiation are considerable, and the resulting estimates are very rough indeed.
반사된 복사를 모델링하기 위해 필요한 가정은 상당하며, 결과적인 추정은 매우 대략적입니다.
The simplest model assumes a large horizontal area in front of the collector, with a reflectance ρ that is diffuse, and it bounces the reflected radiation in equal intensity in all directions, as shown in Fig. 7.24.
가장 간단한 모델은 콜렉터 앞에 큰 수평 면을 가정하며, 그 면의 반사율 ρ가 확산되었다고 가정하고, 반사된 복사를 모든 방향으로 동일한 강도로 튕기게 합니다. Fig. 7.24에 나타나 있습니다.
Clearly this is a very gross assumption, especially if the surface is smooth and bright.
이는 명백히 매우 대략적인 가정입니다, 특히 표면이 매끄럽고 밝은 경우에는 더 그렇습니다.
Estimates of ground reflectance range from about 0.8 for fresh snow to about 0.1 for a bituminous-and-gravel roof, with a typical default value for ordinary ground or grass taken to be about 0.2.
지표 반사율의 추정치는 신선한 눈의 경우 약 0.8에서 비터민과 자갈 지붕의 경우 약 0.1까지 다양하고, 일반 지면이나 풀에 대한 일반적인 기본값은 약 0.2로 간주됩니다.
The amount reflected can be modeled as the product of the total horizontal radiation (beam IBH , plus diffuse IDH ) times the ground reflectance ρ.
반사되는 양은 전체 수평 복사 (광선 IBH 와 확산 IDH 의 합)의 지면 반사율 ρ를 곱한 것으로 모델링될 수 있습니다.
The fraction of that ground reflected energy that will be intercepted by the collector depends on the slope of the panel , resulting in the following expression for reflected radiation striking the collector IRC:
그 지면 반사 에너지 중에서 콜렉터에 의해 가로채지는 부분은 패널의 기울기에 따라 달라지며, 이에 따라 콜렉터에 도달하는 반사 복사 에너지 IRC에 대한 다음 표현식이 나타납니다:
For a horizontal collector (Σ = 0), Eq. (7.30) correctly predicts no reflected radiation on the collector; for a vertical panel, it predicts that the panel “sees” half of the reflected radiation, which also is appropriate for the model.
수평 콜렉터의 경우 (Σ = 0), 식 (7.30)은 콜렉터에 반사된 복사가 없음을 정확하게 예측합니다. 수직 패널의 경우 패널이 반사된 복사의 절반을 "sees"된다고 예측하며, 이는 모델에 적합한 예측입니다.
Substituting expressions (7.25) and (7.27) into (7.30) gives the following for reflected radiation on the collector:
표현식 (7.25)와 (7.27)을 (7.30)에 대체하면 콜렉터에 반사된 복사에 대해 다음과 같은 결과를 얻습니다:
7.9.4 Tracking System
Thus far, the assumption has been that the collector is permanently attached to a surface that doesn’t move.
지금까지의 가정은 콜렉터가 움직이지 않는 표면에 영구적으로 부착되어 있다는 것이었습니다.
In many circumstances, however, racks that allow the collector to track the movement of the sun across the sky are quite cost effective.
그러나 많은 경우에는 콜렉터가 하늘을 따라 태양의 움직임을 추적할 수 있는 랙이 매우 비용 효과적입니다.
Trackers are described as being either two-axis trackers, which track the sun both in azimuth and altitude angles so the collectors are always pointing directly at the sun, or single-axis trackers, which track only one angle or the other.
트래커는 방위각 및 고도각 둘 다를 추적하여 콜렉터가 항상 태양을 직접 향하도록 하는 이중축 트래커(two-axis tracker) 또는 하나의 각도만 추적하는 단일축 트래커(single-axis tracker)로 설명됩니다.
Calculating the beam plus diffuse insolation on a two-axis tracker is quite straightforward (Fig. 7.25).
이중축 트래커에 대한 광선 및 확산 일사량을 계산하는 것은 꽤 간단합니다(Fig. 7.25).
The beam radiation on the collector is the full insolation IB normal to the rays calculated using (7.21).
콜렉터에 대한 광선 복사는 (7.21)을 사용하여 계산된 광선에 수직인 전체 일사량 IB입니다.
The diffuse and reflected radiation are found using (7.29) and (7.31) with a collector tilt angle equal to the complement of the solar altitude angle, that is, 90 −β.
확산 및 반사 복사는 콜렉터 기울기 각도가 태양 고도 각도의 여분인 90 − β 인 경우(즉, 90 − β)에 (7.29)와 (7.31)을 사용하여 찾을 수 있습니다.
Single-axis tracking for photovoltaics is almost always done with a mount having a manually adjustable tilt angle along a north-south axis, and a track- ing mechanism that rotates the collector array from east-to-west, as shown in Fig. 7.26.
태양전지의 단일축 추적은 거의 항상 남-북 축을 따라 수동으로 조절 가능한 기울기 각도를 가진 장치와 동시에 동쪽에서 서쪽으로 콜렉터 어레이를 회전시키는 추적 메커니즘을 사용하여 수행됩니다(그림 7.26 참조).
When the tilt angle of the mount is set equal to the local latitude (called a polar mount), not only is that an optimum angle for annual collection, but the collector geometry and resulting insolation are fairly easy to evaluate as well.
마운트의 기울기 각도가 지역 위도와 동일하게 설정되면(극점 마운트라고 함), 그것은 연간 수집에 대한 최적의 각도일 뿐만 아니라 콜렉터 기하학과 결과적인 일사량을 평가하는 데도 비교적 쉽습니다.
As shown in Fig. 7.27, if a polar mount rotates about its axis at the same rate as the earth turns, 15 /h, then the centerline of the collector will always face directly into the sun.
Fig.7.27에 나타난 것처럼 극점 마운트가 지구의 회전 속도와 같은 속도로 축 주위로 회전한다면(15°/h), 콜렉터의 중앙선은 항상 태양을 직접 향하게 됩니다.
Under these conditions, the incidence angle θ between a normal to the collector and the sun’s rays will be equal to the solar declination δ.
That makes the direct-beam insolation on the collector just IB cos δ.
이러한 조건에서 콜렉터의 수직선과 태양 광선 사이의 입사각 θ는 태양의 기울기 δ와 동일하게 됩니다.
이로써 콜렉터에 대한 직사각 햇볕 일사량은 IB cos δ 가 됩니다.
To evaluate diffuse and reflected radiation, we need to know the tilt angle of the collector.
확산 및 반사 복사를 평가하려면 콜렉터의 기울기 각도를 알아야 합니다.
As can be seen in Fig. 7.26, while the axis of rotation has a fixed tilt of
, unless it is solar noon, the collector itself is cocked at an odd angle with respect to the horizontal plane.
Fig. 7.26에서 볼 수 있듯이, 회전 축은 고정된 기울기 (Σ = L)를 가지고 있지만, 태양이 정오가 아닌 경우 수평 평면에 대해 이상한 각도로 콜렉터 자체가 기울어져 있습니다.
The effective tilt, which is the angle between a normal to the collector and the horizontal plane, is given by
콜렉터의 효과적인 기울기는 콜렉터의 수직선과 수평 평면 사이의 각도로 주어집니다.
The beam, diffuse, and reflected radiation on a polar mount, one-axis tracker are given by
극점 마운트, 단일축 트래커에서의 광선, 확산 및 반사 복사는 다음과 같이 주어집니다:
To assist in keeping this whole set of clear-sky insolation relationships straight, Box 7.2 offers a helpful summary of nomenclature and equations.
이러한 일련의 맑은 하늘 일사량 관계를 정리하기 위해 Box 7.2는 명명법 및 방정식에 대한 유용한 요약을 제공합니다.
And, obviously, working with these equations is tedious until they have been put onto a spread- sheet.
Or, for most purposes it is sufficient to look up values in a table and, if necessary, do some interpolation.
그리고 명백히 이러한 방정식과 작업하는 것은 스프레드시트에 입력되기 전까지는 지루합니다.
또는 대부분의 목적에는 표에서 값을 조회하고 필요한 경우 일부 보간을 수행하는 것이 충분합니다.
In Appendix C there are tables of hour-by-hour clear-sky insolation for various tilt angles and latitudes, an example of which is given here in Table 7.7.
C 부록에는 다양한 기울기 각도와 위도에 대한 시간별 명백한 하늘 일사량의 표가 있으며, 여기에는 표 7.7에서 예제가 제공됩니다.
7.10 Monthly Clear-Sky Insolation
The instantaneous insolation equations just presented can be tabulated into daily, monthly and annual values that provide considerable insight into the impact of collector orientation.
방금 제시한 순간적인 일사량 방정식은 일일, 월별 및 연간 값으로 정리될 수 있으며, 이는 콜렉터 방향의 영향을 파악하는 데 상당한 통찰력을 제공합니다.
For example, Table 7.8 presents monthly and annual clear sky insolation on collectors with various azimuth and tilt angles, as well as for one- and two-axis tracking mounts, for latitude 40◦N.
예를 들어, Table 7.8은 다양한 방위각 및 기울기 각도를 갖는 콜렉터 및 40도 북위에서의 일일, 월별 및 연간 명백한 하늘 일사량을 제시합니다.
They have been computed as the sum of just the beam plus diffuse radiation, which ignores the usually modest reflective contribution.
Similar tables for other latitudes are given in Appendix D.
이 값은 일반적으로 작은 반사 기여를 무시한 광선 및 확산 복사의 합으로 계산되었습니다. 다른 위도에 대한 유사한 표는 D 부록에 있습니다.
When plotted, as has been done in Fig. 7.28, it becomes apparent that annual performance is relatively insensitive to wide variations in collector orientation for nontracking systems.
Fig. 7.28에 나타난 것처럼, 추적 시스템이 아닌 경우에는 콜렉터 방향의 큰 변화에 상대적으로 민감하지 않음이 나타납니다.
For this latitude, the annual insolation for south-facing collectors varies by less than 10% for collectors mounted with tilt angles ranging anywhere from 10 to 60 .
이 위도에서는 남쪽을 향한 콜렉터의 연간 일사량이 10에서 60 사이의 기울기 각도로 부착된 경우에도 10% 미만으로 변동합니다.
And, only a modest degradation is noted for panels that don’t face due south.
그리고 남쪽을 향하지 않은 패널에 대해서만 적은 저하가 나타납니다.
For a 45 collector azimuth angle (southeast, southwest), the annual clear sky insolation available drops by less than 10% in comparison with south-facing panels at similar tilt angles.
동남, 서남 방향의 45도 콜렉터 방위각의 경우 남쪽을 향한 패널과 유사한 기울기 각도에서 사용 가능한 연간 명백한 하늘 일사량이 10% 미만으로 감소합니다.
While Fig. 7.28 seems to suggest that orientation isn’t critical, remember that it has been plotted for annual insolation without regard to monthly distribution.
Fig. 7.28은 방향이 중요하지 않은 것처럼 보이지만 월별 분포를 고려하지 않고 연간 일사량에 대한 그래프로 그려졌음을 기억하세요.
For a grid-connected photovoltaic system, for example, this may be a valid way to consider orientation.
예를 들어 그리드에 연결된 태양전지 시스템의 경우, 이는 방향을 고려하는 유효한 방법일 수 있습니다.
Deficits in the winter are automatically offset by purchased utility power, and any extra electricity generated during the summer can simply go back onto the grid.
겨울의 부족은 자동적으로 구입한 유틸리티 전력에 의해 상쇄되고 여름에 생성된 추가 전기는 단순히 그리드로 돌아갈 수 있습니다.
For a stand-alone PV system, however, where batteries or a generator provide back-up power, it is quite important to try to smooth out the month-to-month energy delivered to minimize the size of the back-up system needed in those low-yield months.
그러나 배터리 또는 발전기가 백업 전원을 제공하는 독립형 태양광 시스템의 경우에는 월별로 에너지를 고르게 전달하려는 노력이 필요하며 이는 저수익 월에 필요한 백업 시스템의 크기를 최소화하기 위함입니다.
A graph of monthly insolation, instead of the annual plots given in Fig. 7.28, shows dramatic variations in the pattern of monthly solar energy for different tilt angles.
Fig. 7.28에서 제공된 연간 플롯 대신 월별 일사량의 그래프는 서로 다른 기울기 각도에 대한 월간 태양 에너지의 패턴에서 극적인 변화를 보여줍니다.
Such a plot for three different tilt angles at latitude 40 , each having nearly the same annual insolation, is shown in Fig. 7.29.
40도 위도에서 거의 동일한 연간 일사량을 가진 세 가지 다른 기울기 각도에 대한 이러한 플롯은 Fig. 7.29에 나와 있습니다.
As shown, a collector at the modest tilt angle of 20 would do well in the summer, but deliver very little in the winter, so it wouldn’t be a very good angle for a stand-alone PV system.
보여진 것처럼, 20도의 적은 기울기 각도의 콜렉터는 여름에는 잘 작동하지만 겨울에는 매우 적게 전달되므로 독립형 태양광 시스템에는 적합하지 않습니다.
At 40 or 60 , the distribution of radiation is more uniform and would be more appropriate for such systems.
40도 또는 60도에서는 복사의 분포가 더 균일하며 이는 이러한 시스템에 더 적합합니다.
In Fig. 7.30, monthly insolation for a south-facing panel at a fixed tilt angle equal to its latitude is compared with a one-axis polar mount tracker and also a two-axis tracker.
Fig. 7.30에서는 고정된 기울기 각도가 해당 위도와 동일한 남쪽 패널의 월별 일사량을 일축 극점 마운트 트래커와 이중축 트래커와 비교합니다.
The performance boost caused by tracking is apparent: Both trackers are exposed to about one-third more radiation than the fixed collector.
추적으로 인한 성능 향상이 나타납니다: 두 트래커 모두 고정 콜렉터보다 약 1/3 정도 더 많은 복사에 노출됩니다.
Notice, however, that the two-axis tracker is only a few percent better than the single-axis version, with almost all of this improvement occurring in the spring and summer months.
그러나 두축 트래커가 단일축 버전보다 미미하게 좋다, 이 개선 대부분은 봄 및 여름에 발생합니다.
7.11 Solar Radiation Measurements
Creation of solar energy data bases began in earnest in the United States in the 1970s by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) and later by the National Renewable Energy Laboratory (NREL).
미국에서는 1970년대에 국립 해양 대기청(NOAA)에서 태양 에너지 데이터베이스의 작성이 본격화되었으며 이후에는 국립 재생 에너지 연구소(NREL)에서 이어졌습니다.
NREL has established the National Solar Radiation Data Base (NSRDB) for 239 sites in the United States.
NREL은 미국 239곳의 위치에 대한 국가 태양 복사 데이터베이스(NSRDB)를 구축했습니다.
Of these, only 56 are primary stations for which long term solar measurements have been made, while data for the remaining 183 sites are based on estimates derived from models incorporating meteorological data such as cloud cover.
Figure 7.31 shows these 239 sites.
이 중 56곳만이 장기간 태양 측정이 이루어진 주요 스테이션으로, 나머지 183곳의 데이터는 구름 등의 기상 데이터를 포함한 모델을 기반으로 한 추정값입니다. Fig. 7.31은 이러한 239곳의 위치를 보여줍니다.
The World Meteorological Organization (WMO), through its World Radiation Data Center in Russia, compiles data for hundreds of other sites around the world.
세계 기상 기구(WMO)는 러시아의 세계 복사 데이터 센터를 통해 전 세계 수백 개의 다른 위치에 대한 데이터를 편성합니다.
Cloud mapping data taken by satellite are now a very important complement to the rather sparse global network of ground monitoring stations.
위성에서 얻은 구름 맵핑 데이터는 이제 다소 희소한 지구 네트워크의 지상 모니터링 스테이션에 매우 중요한 보완 요소입니다.
There are two principal types of devices used to measure solar radiation.
태양 복사 측정에 사용되는 주요한 두 가지 유형의 장치가 있습니다.
The most widely used instrument, called a pyranometer, measures the total radiation arriving from all directions, including both direct and diffuse components.
가장 널리 사용되는 기기는 파이라노미터(pyranometer)라고 불리며, 모든 방향에서 도착하는 총 복사를 측정하며 직접 및 확산 구성 요소를 모두 포함합니다.
That is, it measures all of the radiation that is of potential use to a solar collecting system.
즉, 이는 태양 에너지 수집 시스템에 잠재적으로 유용한 모든 복사를 측정합니다.
The other device, called a pyrheliometer, looks at the sun through a narrow collimating tube, so it measures only the direct beam radiation.
다른 장치인 파이헬리오미터(pyrheliometer)는 좁은 콜리메이팅 튜브를 통해 태양을 바라보기 때문에 직접 빔 복사만을 측정합니다.
Data collected by pyrheliometers are especially important for focusing collectors since their solar resource is pretty much restricted to just the beam portion of incident radiation.
파이헬리오미터에 의해 수집된 데이터는 집중형 콜렉터에 특히 중요합니다. 왜냐하면 그들의 태양 자원은 본질적으로 들어오는 복사의 빔 부분에 제한되기 때문입니다.
Pyranometers and pyrheliometers can be adapted to obtain other useful data.
파이라노미터와 파이헬리오미터는 다른 유용한 데이터를 얻기 위해 적응될 수 있습니다.
For example, as shall be seen in the next section, the ability to sort out the direct from the diffuse is a critical step in the conversion of measured insolation on a horizontal surface into estimates of radiation on tilted collectors.
예를 들어, 다음 섹션에서 볼 것처럼, 직접 복사와 확산 복사를 분류하는 능력은 수평 표면에서 측정된 일사량을 기울어진 콜렉터에 대한 복사 추정으로 변환하는 과정에서 중요한 단계입니다.
By temporarily affixing a shade ring to block the direct beam, a pyranometer can be used to measure just diffuse radiation (Fig. 7.32). By subtracting the diffuse from the total, the beam portion can then be determined.
직접 빔을 차단하기 위해 일시적으로 그림자 링을 부착함으로써 파이라노미터는 확산 복사만을 측정하는 데 사용될 수 있습니다 (Fig. 7.32).
확산 복사량을 전체에서 빼면 빔 부분을 결정할 수 있습니다.
In other circumstances, it is important to know not only how much radiation the sun provides, but also how much it provides within certain ranges of wavelengths.
다른 상황에서는 태양이 얼마나 많은 복사를 제공하는지뿐만 아니라 특정 파장 범위 내에서 얼마나 많은 복사를 제공하는지를 알아야 하는 경우가 있습니다.
For example, newspapers now routinely report on the ultraviolet (UV) portion of the spectrum to warn us about skin cancer risks.
예를 들어, 신문은 이제 피부암 위험을 경고하기 위해 자주 자외선 (UV) 스펙트럼 부분에 대한 보고를 합니다.
This sort of data can be obtained by fitting pyranometers or pyrheliometers with filters to allow only certain wavelengths to be measured.
이러한 종류의 데이터는 파이라노미터나 파이헬리오미터에 필터를 장착하여 특정 파장만을 측정하도록 하는 방식으로 얻을 수 있습니다.
The most important part of a pyranometer or pyrheliometer is the detector that responds to incoming radiation.
파이라노미터 또는 파이헬리오미터의 가장 중요한 부분은 들어오는 복사에 응답하는 검출기입니다.
The most accurate detectors use a stack of thermocouples, called a thermopile, to measure how much hotter a black surface becomes when exposed to sunlight.
가장 정확한 검출기는 햇볕에 노출될 때 흑색 표면이 얼마나 더 뜨거워지는지를 측정하는 열전대 스택, 즉 열전대를 사용합니다.
The most accurate of these incorporate a sensor surface that consists of alternating black and white segments (Fig. 7.33).
이들 중 가장 정확한 것은 교대하는 흑색과 흰색 세그먼트로 구성된 센서 표면을 포함하는 것입니다 (Fig. 7.33).
The thermopile measures the temperature difference between the black segments, which absorb sunlight, and the white ones, which reflect it, to produce a voltage that is proportional to insolation.
열전대는 햇볕을 흡수하는 흑색 세그먼트와 반사하는 흰색 세그먼트 간의 온도 차이를 측정하여 일사량에 비례하는 전압을 생성합니다.
Other thermopile pyranometers have sensors that are entirely black, and the temperature difference is measured between the case of the pyranometer, which is close to ambient, and the hotter, black sensor.
다른 열전대 파이라노미터는 센서가 완전히 흑색이고 온도 차이가 파이라노미터의 케이스(주변에 가까움)와 더 뜨거운 흑색 센서 간에 측정됩니다.
The alternative approach uses a photodiode sensor that sends a current through a calibrated resistance to produce a voltage proportional to insolation.
대안적인 접근 방식은 광전 다이오드 센서를 사용하며 보정된 저항을 통해 일사량에 비례하는 전압을 생성합니다.
These pyranometers are less expensive but are also less accurate than those based on thermopiles.
이러한 파이라노미터는 덜 비용이 들지만 열전대를 기반으로 한 것보다 정확도가 낮습니다.
Unlike thermopile sensors, which measure all wavelengths of incoming radiation, photoelectric sensors respond to only a limited portion of the solar spectrum.
열전대 센서가 들어오는 복사의 모든 파장을 측정하는 반면, 광전기 센서는 태양 스펙트럼의 한정된 부분에만 반응합니다.
The most popular devices use silicon photosensors, which means that any photons with longer wavelengths than their band gap of 1100 μm don’t contribute to the output.
가장 인기 있는 장치는 실리콘 포토센서를 사용하며, 이는 그들의 밴드 갭인 1100 μm보다 긴 파장의 광자가 출력에 기여하지 않음을 의미합니다.
Photoelectric pyranometers are calibrated to produce very accurate results under clear skies, but if the solar spectrum is altered, as for example when sunlight passes through glass or clouds, they won’t be as accurate as a pyranometer that uses a thermopile sensor. Also, they don’t respond accurately to artificial light.
광전기 파이라노미터는 맑은 하늘에서 매우 정확한 결과를 생성하도록 보정되어 있지만, 태양 스펙트럼이 변경되면 (예: 태양빛이 유리나 구름을 통과할 때) 열전대 센서를 사용하는 파이라노미터만큼 정확하지 않을 것입니다.
또한, 인공 빛에 정확하게 반응하지 않습니다.
7.12 Average Monthly Insolation
It is one thing to be able to compute the insolation on a tilted surface when the skies are clear, but what really is needed is a procedure for estimating the average insolation that can be expected to strike a collector under real conditions at a particular site.
하늘이 맑을 때 기울어진 표면에 대한 일사량을 계산하는 것은 한 가지이지만 실제 조건에서 특정 위치에서 콜렉터에 도달할 것으로 예상되는 평균 일사량을 추정하는 절차가 정말 필요한 것입니다.
The starting point is site-specific, long term radiation data, which is primarily insolation measured on a horizontal surface.
시작점은 특정 위치에서 측정된 수평 표면의 장기간 복사 데이터인 사이트별 장기 복사 데이터입니다.
Procedures used to convert these data into expected radiation on a tilted surface depend on being able to sort out what portion of the total measured horizontal insolation IH is diffuse IDH and what portion is direct beam, IBH .
이러한 데이터를 기울어진 표면에 대한 예상 복사로 변환하는 데 사용되는 절차는 총 측정된 수평 복사량 IH 중 어떤 부분이 확산 IDH이고 어떤 부분이 직접 빔 IBH 인지 구분할 수 있어야 합니다.
Once this decomposition has been estimated, adjusting the resulting horizontal diffuse radiation into diffuse and reflected radiation on a collecting surface is straightforward and uses equations already presented.
이 분해가 추정되면 결과적으로 나온 수평 확산 복사량을 수집 표면에서의 확산 및 반사 복사량으로 조정하는 것은 간단하며 이미 제시된 방정식을 사용합니다.
Converting horizontal beam radiation is a little trickier.
수평 빔 복사를 변환하는 것은 약간 더 까다롭습니다.
Procedures for decomposing total horizontal insolation into its diffuse and beam components begin by defining a clearness index KT, which is the ratio of the average horizontal insolation at the site IH to the extraterrestrial insolation on a horizontal surface above the site and just outside the atmosphere, I 0.
총 수평 일사량을 확산 및 빔 성분으로 분해하는 절차는 사이트의 평균 수평 일사량 IH와 해당 지점 상공 및 대기 바깥의 평평한 표면에서의 외부 태양 복사 I₀ 간의 비율인 투명도 지수 KT를 정의하여 시작됩니다.
A high clearness index corresponds to clear skies in which most of the radiation will be direct beam while a low one indicates overcast conditions having mostly diffuse insolation.
높은 투명도 지수는 대부분의 복사가 직접 빔인 맑은 하늘을 나타내며, 낮은 투명도 지수는 대부분 확산 일사량을 가진 흐린 조건을 나타냅니다.
The average daily extraterrestrial insolation on a horizontal surface I 0 (kWh/m2day) can be calculated by averaging the product of the normal radiation (7.20) and the sine of the solar altitude angle (7.8) from sunrise to sunset, resulting in
수평 표면에서의 평균 일일 외부 태양 복사 I₀(kWh/m2-day)는 일출부터 일몰까지의 태양 고도 각 (7.8)의 정규 복사량 (7.20)과 태양의 사인을 평균하여 계산됩니다.
where SC is the solar constant and the sunrise hour angle HSR is in radians.
여기서 SC는 태양 상수이며 일출 시간 각 HSR은 라디안 단위입니다.
Usually the clearness index is based on a monthly average, and (7.43) can be computed daily and those values averaged over the month or a day in the middle of the month can be used to represent the average monthly condition.
일반적으로 투명도 지수는 월 평균을 기반으로 하며, (7.43)은 매일 계산될 수 있으며 해당 값들은 해당 월의 평균 조건을 나타내는 데 사용될 수 있습니다.
The solar constant SC used here will be 1.37 kW/m2.
여기서 사용된 태양 상수 SC는 1.37 kW/m²입니다.
A number of attempts to correlate clearness index and the fraction of horizontal insolation that is diffuse have been made, including Liu and Jordan (1961), and Collares Pereira and Rabl (1979). The Liu and Jordan correlation is as follows:
투명도 지수와 수평 복사의 확산 성분 간의 상관 관계를 매칭시키는 여러 시도가 있었는데, 그 중 하나는 Liu와 Jordan (1961) 및 Collares-Pereira와 Rabl (1979)입니다. Liu와 Jordan의 상관 관계는 다음과 같습니다:
From (7.44), the diffuse portion of horizontal insolation can be estimated.
(7.44)에서 수평 복사의 확산 성분을 추정할 수 있습니다.
Then, adjusting (7.29) and (7.30) to indicate average daylong values, the average diffuse and reflected radiation on a tilted collector surface can be found from
그런 다음 (7.29) 및 (7.30)을 조정하여 평균 종일 값으로 나타내면 기울어진 콜렉터 표면에서의 평균 확산 및 반사 복사량을 찾을 수 있습니다.
where Σ is the collector slope with respect to the horizontal.
여기서 Σ 는 수평에 대한 콜렉터의 경사입니다.
Equations (7.45) and (7.46) are sufficient for our purposes, but it should be noted that more complex models that don’t require the assumption of an isotropic sky are available (Perez et al., 1990).
방정식 (7.45) 및 (7.46)은 우리의 목적에 충분하지만, 등방성 하늘의 가정이 필요하지 않는 더 복잡한 모델도 사용 가능하다는 점을 참고해야 합니다(Perez et al., 1990).
Average beam radiation on a horizontal surface can be found by subtracting the diffuse portion IDH from the total IH .
수평 표면에서의 평균 광선 복사는 확산 성분 IDH를 총 IH에서 빼서 찾을 수 있습니다.
To convert the horizontal beam radiation into beam on the collector IBC, begin by combining (7.25)
수평 광선 복사를 콜렉터에 대한 광선으로 변환하려면 (7.25)를 결합하여 시작하십시오.
여기서 θ 는 콜렉터와 광선 간의 입사각이며, β 는 태양의 고도 각입니다.
괄호 안의 양은 광선 기울기 계수 RB라고 불립니다.
where θ is the incidence angle between the collector and beam, and β is the sun’s altitude angle.
The quantity in the parentheses is called the beam tilt factor RB.
Equation (7.47) is correct on an instantaneous basis, but since we are working with monthly averages, what is needed is an average value for the beam tilt factor.
식 (7.47)은 순간적으로 올바르지만 월 평균으로 작업하기 때문에 광선 기울기 계수의 평균값이 필요합니다.
In the Liu and Jordan procedure, the beam tilt factor is estimated by simply averaging the value of cos θ over those hours of the day in which the sun is in front of the collector and dividing that by the average value of sin β over those hours of the day when the sun is above the horizon.
Liu와 Jordan 절차에서 광선 기울기 계수는 단순히 콜렉터 앞에 태양이 있는 낮의 시간 동안 cos θ 값의 평균을 내고, 태양이 지표면 위에 있는 낮의 시간 동안 sin β 값의 평균으로 나누어 추정됩니다.
For south-facing collectors at tilt angle Σ , a closed form solution for those averages can be found and the resulting average beam tilt factor becomes
남쪽을 향한 콜렉터의 경우에는 기울기 각도 Σ 에 대한 폐쇄형 솔루션이 찾아질 수 있고, 이로 인해 얻어지는 평균 광선 기울기 계수는 다음과 같습니다.
where HSR is the sunrise hour angle (in radians) given in (7.17):
여기서 은 일출 시간각(라디안 단위)으로, 식 (7.17)에 주어져 있습니다.
HSRC is the sunrise hour angle for the collector (when the sun first strikes the collector face, θ = 90◦):
HSRC는 콜렉터에 대한 일출 시간각(태양이 처음으로 콜렉터 표면에 닿는 시점, (θ = 90◦)입니다.
Recall that L is the latitude, Σ is the collector tilt angle, and δ is the solar declination (7.6).
여기서 L은 위도, Σ 는 콜렉터 기울기 각도이며, δ 는 태양 적위입니다 (식 7.6).
To summarize the approach, once the horizontal insolation has been decomposed into beam and diffuse components, it can be recombined into the insolation striking a collector using the following:
이 접근을 요약하면 수평 햇살이 광선 및 확산 성분으로 분해된 후 다음을 사용하여 콜렉터에 닿는 햇살로 다시 결합될 수 있습니다:
where RB can be found for south-facing collectors using (7.48).
여기서 RB는 (식 7.48을 사용하여) 남쪽을 향한 콜렉터에 대해 찾을 수 있습니다.
Clearly, with calculations that are this tedious it is worth spending the time to set up a spreadsheet or other computer analysis or, better still, use precomputed data available on the web or from publications such as the Solar Radiation Data Manual for Flat-Plate and Concentrating Collectors (NREL, 1994).
분명히 이렇게 귀찮은 계산에서는 시간을 들여 스프레드시트나 다른 컴퓨터 분석을 설정하거나, 더 나아가 웹이나 NREL(태양 에너지 연구소)과 같은 출판물에서 제공하는 사전 계산된 데이터를 사용하는 것이 가치가 있습니다.
An example of the sort of data available from NREL is shown in Table 7.9.
NREL에서 제공하는 데이터의 예는 표 7.9에 나와 있습니다.
Average total radiation data are given for south-facing collectors with various fixed-tilt angles as well as for one-axis and two-axis tracking mounts.
남쪽을 향한 콜렉터에 대한 여러 고정 기울기 각도 및 일축 및 이축 추적 마운트의 평균 총 복사량 데이터가 제공됩니다.
In addition, the range of insolations each month is presented, which, along with the figure, gives a good sense of how variable insolation has been during the period in which the actual measurements were made.
또한 매월 총 복사량의 범위가 제시되어 실제 측정이 이루어진 기간 동안 복사량이 얼마나 변동적인지에 대한 감을 제공합니다.
Also included are values for just the directbeam portion of radiation for concentrating collectors that can’t focus diffuse radiation.
또한 집중식 콜렉터에서 확산 복사를 집중시킬 수 없는 경우 직사 복사만을 위한 값도 제공됩니다.
The direct-beam data are presented for horizontal collectors in which the tracking rotates about a north–south axis or an east–west axis as well as for tilted, tracking mounts.
직사 복사 데이터는 추적이 북-남 축 또는 동-서 축을 중심으로 회전하는 수평 콜렉터 및 기울어진 추적 마운트에 대해 제시됩니다.
Horizontal mounts are common in solar–thermal systems that focus sunlight using parabolic troughs (Fig. 7.34).
수평 마운트는 태양광열 시스템에서 태양빛을 포커스하는 데 일반적입니다 (Fig. 7.34).
Solar data from the NREL Solar Radiation Manual have been reproduced in Appendix E, a sample of which is shown in Table 7.10.
NREL 태양 복사 데이터는 Appendix E에서 재현되었으며, 이 중 일부는 Table 7.10에 표시되어 있습니다.
Radiation data for Boulder are plotted in Fig. 7.35.
보울더의 복사량 데이터는 Fig. 7.35에서 플로팅되어 있습니다.
As was the case for clearsky graphs presented earlier, there is little difference in annual insolation for fixed, south-facing collectors over a wide range of tilt angles, but the seasonal variation is significant.
이전에 제시된 맑은 하늘 그래프와 마찬가지로 고정된 남쪽 향 콜렉터의 연간 복사량은 기울기 각도의 넓은 범위에서 별 차이가 없지만 계절적 변동이 상당합니다.
The boost associated with single-axis tracking is large, about 30%.
단일 축 추적과 관련된 향상은 크며, 약 30% 정도입니다.
Maps of the seasonal variation in insolation, such as that shown in Fig. 7.36, provides a rough indication of the solar resource and are useful when more specific local data are not conveniently available.
계절적인 복사량 변화의 지도는 Fig. 7.36에 표시된 것처럼, 태양 자원을 대략적으로 나타내며 더 구체적인 지역 데이터가 편리하게 사용 가능하지 않을 때 유용합니다.
Analogous figures for the entire globe are included in Appendix F.
The units in these figures are average kWh/m2- day of insolation, but there is another way to interpret them.
전 세계에 대한 유사한 그림은 Appendix F에 포함되어 있습니다.
이러한 그림에서의 단위는 평균 kWh/m2-일의 복사량이지만 다른 해석 방법이 있습니다.
On a bright, sunny day with the sun high in the sky, the insolation at the earth’s surface is roughly 1 kW/m2.
맑고 햇볕이 화창한 날에 태양이 높게 떠 있으면 지표면에서의 복사량은 대략 1 kW/m2입니다.
In fact, that convenient value, 1 kW/m2, is defined to be 1-sun of insolation.
That means, for example, that an average daily insolation of say 5.5 kWh/m2 is equivalent to 1 kW/m2 (1-sun) for 5.5 h; that is, it is the same as 5.5 h of full sun.
사실, 1 kW/m2의 편리한 값은 1-sun의 복사량으로 정의됩니다. 따라서 예를 들어 일일 평균 복사량이 5.5 kWh/m2이면 1 kW/m2(1-sun)을 5.5시간 동안 의미하며, 즉 완전한 햇볕이 5.5시간 동안 지속된 것과 동일합니다.
The units on these radiation maps can therefore be thought of as “hours of full sun.”
As will be seen in the next chapters on photovoltaics, the hours-of-full-sun approach is central to the analysis and design of PV systems.
이러한 복사량 지도에서의 단위는 "풀 선의 시간"으로 생각할 수 있으며, 다음 챕터에서 태양전지 시스템의 분석과 설계에 중요한 역할을 합니다.
