표제지
목차
1. 서론 10
1.1. 연구목적 10
1.2. 연구내용 10
2. 솔라월 시스템의 이론적 고찰 12
2.1. 태양광 스펙트럼의 특징 12
2.2. 솔라월 시스템의 원리 13
2.3. 솔라월 시스템 성능에 영향을 미치는 요소 16
2.3.1. 조명환경 16
2.3.2. 열환경 19
3. 솔라월 시스템의 에너지 성능분석 25
3.1. 시뮬레이션 프로그램의 개요 25
3.1.1. ESP-r 25
3.1.2. TRNSYS 25
3.1.3. Lightscape3.2 27
3.2. 기상데이터 32
3.3. 조명시뮬레이션 분석결과 35
3.4. 솔라월 시스템의 열성능 평가 42
3.4.1. 일반 창호 시스템의 단열성능평가 42
3.4.2. 솔라월 시스템의 단열성능평가 44
3.4.3. 솔라월 시스템의 종합성능평가 46
3.5. 공동주택의 에너지 성능분석 50
3.5.1. 공동주택의 시뮬레이션 해석모델 50
3.5.2. 공동주택 시뮬레이션 해석모델의 에너지 사용원단위 52
3.5.3. 공동주택의 냉난방최대부하 52
3.5.4. 발코니의 유무에 따른 공동주택의 냉난방 에너지 성능분석 54
3.6. 솔라월에 설치된 PV모듈의 발전성능분석 57
3.6.1. 시뮬레이션 해석모델 57
3.7. 솔라월에 설치된 태양열 시스템의 에너지 성능분석 62
3.7.1. 태양열 급탕 시스템의 적용 효과 분석 62
4. 결론 65
4.1. 솔라월의 조명환경 분석결과 65
4.2. 솔라월의 냉난방에너지 성능분석결과 65
4.2.1. 단열성능 65
4.2.2. 냉난방에너지 성능분석 65
4.3. 솔라월의 PV모듈의 발전성능 분석결과 66
4.4. 솔라월의 태양열 시스템 분석결과 66
5. 부록 67
5.1. 솔라월의 조명해석 시뮬레이션 이미지 67
5.2. 참고 문헌 72
[표 2-1] The optical properties and U-values for the windows to be analyzed 22
[표 3-1] TRNSYS의 서브루틴 26
[표 3-2] Radiosity 및 Ray Tracing 기법의 장단점 비교 31
[표 3-3] 대전지역 시간별 표준기상자료 월별 통계처리 결과 34
[표 3-4] 외부조도 40000lux일 때 계절별 실내조도 분석결과 35
[표 3-5] 외부조도 40000lux일 때 계절별 실내휘도 분석결과 36
[표 3-6] 시뮬레이션 온도조건 42
[표 3-7] 환경조건(NFRC 100-2001) 42
[표 3-8] 일반 복층 유리의 물리적 특성값(6mm Clear Glass + 12mm Air + 6mm Clear Glass) 42
[표 3-9] 일반 복층 유리의 물리적 특성값(6mm Clear Glass + 12mm Air + 6mm Clear Glass) 42
[표 3-10] 일반 창호 시스템의 물리적 특성값(6mm Clear Glass + 12mm Air + 6mm Clear Glass) 44
[표 3-11] 시뮬레이션 해석모델의 실내 조건 설정 50
[표 3-12] 공동주택 1세대 당 건축 계획적 요소 51
[표 3-13] 공동주택의 부위별 열적 특성 51
[표 3-14] 기준모델의 냉난방에너지 사용원단위 52
[표 3-15] 유리 종류별 공동주택의 최대 냉난방부하 52
[표 3-16] 창호의 통합 열관류율 분석 결과 53
[표 3-17] 주거용 건물에 설치된 창호의 부위별 Therm해석결과 53
[표 3-18] 태양열 급탕 시스템 적용 효과 63
[표 3-19] 에너지 절감 비용과 CO₂절감량 64
[그림 1-1] 연구체계 및 연구 프로세스 11
[그림 2-1] 태양광 스펙트럼 12
[그림 2-2] 태양복사 에너지의 스펙트럼 분포 13
[그림 2-3] 솔라월 시스템의 설계 개념 13
[그림 2-4] 솔라윈도우 시스템의 개념 14
[그림 2-5] Solar Window의 투시도와 세 가지 주요 성분 : 단열 유리 장치 (a) 반사면 (b) 하이브리드 PV/T 흡수재 (c) 15
[그림 2-6] 창의 역할 16
[그림 2-7] 창면적비에 따른 창면투과율변화 17
[그림 2-8] 일반적인 창호의 조명환경 17
[그림 2-9] 광선반에 의한 실내조명환경 17
[그림 2-10] 외부차양에 따른 실내조명환경 18
[그림 2-11] 광선반에 따른 실내조명환경 18
[그림 2-12] 외부차양에 따른 실내조명환경 18
[그림 2-13] 창의 면적에 따른 실내조명환경 18
[그림 2-14] 창을 등지고 작업할 때 19
[그림 2-15] 창의 측면에서 작업할 때 19
[그림 2-16] 창의 정면에서 작업할 때 19
[그림 2-17] 차폐계수 20
[그림 2-18] SHGC의 구분 21
[그림 2-19] 태양복사취득계수의 개념도 21
[그림 2-20] Double-Glazed with Low-Solar-Gain Low-E Glass 22
[그림 2-21] Double-Glazed with Moderate-Solar-Gain Low-E Glass 22
[그림 2-22] Double-Glazed with High-Solar-Gain Low-E Glass 22
[그림 2-23] 방사율측정모습 23
[그림 2-24] 저방사유리 23
[그림 2-25] 태양복사 반사율 24
[그림 2-26] 태양복사 투과율 24
[그림 2-27] 태양복사 흡수율 24
[그림 3-1] 시뮬레이션 프로그램 ESP-r의 시뮬레이션 일례 25
[그림 3-2] Ray-Tracing 방식의 개념도 28
[그림 3-3] Radiosity 방식의 개념도 29
[그림 3-4] 조도수준 예측결과(야간) 31
[그림 3-5] 조도수준 예측결과(주간) 31
[그림 3-6] 대전지역 시간별 표준기상자료의 월별 시간별 외기온 및 일사량 변동 33
[그림 3-7] 각 월별 기준일의 건구온도 대 상대습도 쾌적조건 분석결과(대전) 33
[그림 3-8] 각 월별 기준일의 건구온도 대 절대습도 쾌적조건 분석결과(대전) 34
[그림 3-9] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(춘추분, 블라인드 60mm) 37
[그림 3-10] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(동지, 블라인드 60mm) 37
[그림 3-11] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(하지, 블라인드 60mm) 37
[그림 3-12] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(춘추분, 블라인드 120mm) 38
[그림 3-13] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(동지, 블라인드 120mm) 38
[그림 3-14] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(하지, 블라인드 120mm) 38
[그림 3-15] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(하지, 블라인드 180mm) 39
[그림 3-16] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(춘추분, 블라인드 180mm) 39
[그림 3-17] 내부 블라인드 설치방법에 따른 실내의 조도분포(동지, 블라인드 180mm) 39
[그림 3-18] 내부 블라인드 크기에 따른 실내조도분포(동지, 차폐율 50%) 40
[그림 3-19] 내부 블라인드 크기에 따른 실내조도분포(하지, 차폐율 50%) 40
[그림 3-20] 내부 블라인드 크기에 따른 실내조도분포(하지, 차폐율 50%) 40
[그림 3-21] 내부 블라인드 크기에 따른 실내조도분포(동지, 차폐율 100%) 41
[그림 3-22] 내부 블라인드 크기에 따른 실내조도분포(하지, 차폐율 100%) 41
[그림 3-23] 내부 블라인드 크기에 따른 실내조도분포(춘추분, 차폐율 100%) 41
[그림 3-24] 솔라월의 Therm 모델링 43
[그림 3-25] 솔라월의 온도분포분석결과 43
[그림 3-26] 솔라월의 온도분포분석결과 43
[그림 3-27] 솔라월의 Heat flux분석결과 43
[그림 3-28] 일반 창호 시스템의 광학데이터 분석결과 44
[그림 3-29] 솔라월의 Therm 모델링 45
[그림 3-30] 솔라월의 온도분포분석결과 45
[그림 3-31] 솔라월의 온도분포분석결과 45
[그림 3-32] 솔라월의 Heat flux분석결과 45
[그림 3-33] 솔라월 시스템과 일반이중유리조합의 열성능분석 결과 46
[그림 3-34] 솔라월 시스템의 통합 열관류율 분석결과 46
[그림 3-35] 프레임이 포함된 솔라월 시스템의 열관류율 분석결과 47
[그림 3-36] 알루미늄 프레임이 적용된 실물크기 창호의 열관류율 분석결과 48
[그림 3-37] 솔라월이 적용된 실물크기 창호의 열관류율 분석결과 49
[그림 3-38] 시뮬레이션 해석모델의 입력형태 50
[그림 3-39] 쏠라 윈도우를 설치한 공동주택의 냉난방에너지 성능분석결과 54
[그림 3-40] 가동단열 Slats의 개구각도에 따른 에너지 절감률 55
[그림 3-41] 동절기 가동단열의 가동여부에 따른 창면손실열량 56
[그림 3-42] 하절기 가동단열의 가동여부에 따른 창면손실열량 56
[그림 3-43] TRNSYS에서 모델링된 태양광발전시스템의 구성 57
[그림 3-44] 시간별 발전량 58
[그림 3-45] 일사량별 발전량 58
[그림 3-46] 시간별 수직면일사량 58
[그림 3-47] 시간별 수평면일사량 58
[그림 3-48] 수수면 경사각별 태양광 발전시스템의 발전량 59
[그림 3-49] 광주지역의 일사량 분포 60
[그림 3-50] 제주지역의 일사량 분포 60
[그림 3-51] 대구지역의 일사량 분포 60
[그림 3-52] 대전지역의 일사량 분포 60
[그림 3-53] 서울지역의 일사량 분포 60
[그림 3-54] 부산지역의 일사량 분포 60
[그림 3-55] 동절기 수수면(경사각 30˚) 일사량변화에 발전량 61
[그림 3-56] 하절기 수수면(경사각 30˚) 일사량변화에 따른 발전량 61
[그림 3-57] 중간기 수수면(경사각 30˚) 일사량변화에 따른 발전량 62
[그림 3-58] 태양열 급탕 시스템의 에너지 성능분석 63
[그림 3-59] 태양열 급탕 시스템의 에너지 절감비용 64
[그림 5-1] 60mm블라인드 설치 후 실내조도분포(춘추분, 외부조도40000lux) 67
[그림 5-2] 60mm블라인드 설치 후 실내휘도분포(춘추분, 외부조도40000lux) 67
[그림 5-3] 60mm블라인드 설치 후 실내조도분포(하지, 외부조도40000lux) 67
[그림 5-4] 60mm블라인드 설치 후 실내휘도분포(하지, 외부조도40000lux) 68
[그림 5-5] 60mm블라인드 설치 후 실내조도분포(동지, 외부조도40000lux) 68
[그림 5-6] 60mm블라인드 설치 후 실내휘도분포(동지, 외부조도40000lux) 68
[그림 5-7] 120mm블라인드 설치 후 실내조도분포(동지, 외부조도40000lux) 69
[그림 5-8] 120mm블라인드 설치 후 실내휘도분포(동지, 외부조도40000lux) 69
[그림 5-9] 120mm블라인드 설치 후 실내조도분포(하지, 외부조도40000lux) 69
[그림 5-10] 120mm블라인드 설치 후 실내휘도분포(하지, 외부조도40000lux) 70
[그림 5-11] 180mm블라인드 설치 후 실내조도분포(동지, 외부조도40000lux) 70
[그림 5-12] 180mm블라인드 설치 후 실내휘도분포(동지, 외부조도40000lux) 70
[그림 5-13] 180mm블라인드 설치 후 실내휘도분포(하지, 외부조도40000lux) 71
[그림 5-14] 180mm블라인드 설치 후 실내조도분포(하지, 외부조도40000lux) 71