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1[신재생에너지발전설비기사 필기] 17년 1회차
태양전지 어레이 설계 시 그늘에 대한 검토사항 중 일반적으로 수평면에 수직으로 세워진 높이는 L , 높이가 만든 그림자의 남북방향의 길이를 LS, 태양의 높이를 h, 방위각을 α로 할 때 그림자 배율 R을 나타낸 식은?
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해설

그림자 배율은 수직 높이 L에 대한 남북방향 그림자 길이 LS의 비로, R=LSL=cot⁡h⋅cos⁡αR = \dfrac{L_S}{L} = \cot h \cdot \cos\alpha 이다.

태양 고도가 h일 때 수직 물체가 만드는 전체 그림자 길이는 Ltan⁡h=Lcot⁡h\dfrac{L}{\tan h} = L\cot h 이고, 이 그림자를 남북방향 성분으로 투영하면 방위각 α의 코사인이 곱해져 LS=Lcot⁡hcos⁡αL_S = L\cot h\cos\alpha 가 된다. 양변을 L로 나누면 위 식이 나온다.

  • 방위각의 코사인만 있고 cot⁡h\cot h 가 빠진 식은 태양 고도를 반영하지 못해 그림자 길이 자체가 결정되지 않는다.
  • cot⁡h\cot h 만 두고 cos⁡α\cos\alpha 를 뺀 식은 전체 그림자 길이일 뿐 남북방향 성분이 되지 않는다.
  • L과 LS의 자리를 뒤집은 형태는 높이 대비 그림자 길이라는 배율의 정의와 분모·분자가 반대다.

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