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천리안 정지궤도 기상위성 및 물리모델을 이용한 한반도 태양광 에너 지 자원 지도 데이터

The spatial data of renewable solar energy resources over Korean Peninsula using COMS MI and physical model

초록

한국항공우주연구원은 천리안(COMS: Communication, Ocean and Meteorological Satellite)을 이용하여 한반도 지역에 대한 태양광 에너지 자원 지도는 산출하였다. 신재생에너지 발전뿐만 아니라, 농업, 기상, 기후, 에 너지, 그리고 생태분야에서도 필수적으로 필요하다. 태양광 지도의 공간 해상도는 4 km이며, 제공되는 자료는 월 별과 년별 자료가 있다. 공간적인 관측 범위는 그림 1에서 보여지는 것과 같이 위도 33 ° N ~ 42 ° N와 경도 122 ° E ~ 131 ° E 범위를 가진다. 태양광 에너지 자원 지도는 정지궤도 위성을 물리모델의 입력자료로 활용하여 산출 하였다. 이는 물리모델의 정지궤도 위성 자료를 이용하여 에어러솔, 수증기, 그리고 오존에 대한 산란 및 흡수를 추정하는데 사용하였다. 결국, 각각의 대기 성분에 의한 태양광의 감쇄정보를 파악하여 최종적으로 지면에 도달 하는 에너지를 산출한다. 또한 태양광 에너지의 가장 큰 감쇄 요인인 구름에 대한 영향을 정량적으로 파악하였다. 최종적으로 산출된 태양광 에너지 자도 지도는 남한에 설치된 지상 일사계를 이용하여 비교 분석하였다

Abstract

The Korea Aerospace Research Institute (KARI) estimated solar renewable energy maps for the Korean Peninsula using the Cheonian geostationary orbiting satellite (COMS: Communication, Ocean and Meteorological Satellite). In the case of photovoltaic renewable energy, it is not only used as input data for installation of solar thermal plants and solar panel power plants to acquire renewable energy, but also for various fields such as agriculture, weather, climate change, energy and ecology. The spatial resolution of the solar renewable energy map is 4 km, and there are two temporal resolutions each month and yearly. The spatial range of the observation area was performed for the latitude 33 ° N ~ 42 ° N and the longitude 122 ° E ~ 131 ° E as shown in Fig. 1. In this solar renewable energy map, it was calculated by applying geostationary orbiting satellites based on the physical model. The physical model uses spectral information from COMS satellite to reflect the effects of aerosols, water vapor, and ozone on the scattering and absorption of atmospheric gases when solar radiation passing the atmosphere. Therefore, the amount of incident solar radiation attenuation for each gas was simulated by parameterization of physical model. In addition, in order to consider the biggest factor in cloud attenuation effect, our algorithm applies cloud attenuation factor for cloud top reflectance and cloud penetration according pass length. Finally, the photovoltaic renewable energy map was analyzed by comparing with the ground pyranometer data of the weather stations located in South Korea.


투고일Submission Date
2020-05-04
수정일Revised Date
2020-05-25
게재확정일Accepted Date
2020-06-09

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