직달일사량 (Direct Normal Irradiance)
한 줄 정의: 태양광선에 수직인 면에 산란 없이 직접 도달하는 태양복사 에너지의 세기를 말합니다.
쉽게 풀면
맑은 날 태양을 정면으로 바라보게 놓은 판에 내리쬐는 빛의 세기라고 생각하면 쉽습니다. 대기를 통과하는 동안 산란되거나 흡수되지 않고 곧바로 지표까지 뚫고 온 햇빛만을 측정한 값입니다. 구름이 태양을 가리면 이 값은 급격히 떨어지고, 맑고 건조한 날일수록 값이 크게 나타납니다. 그림자를 만드는 것도 바로 이 직달일사 성분입니다.
왜 중요한가
직달일사량은 태양열발전이나 집광형 태양광 시스템의 발전 잠재량을 평가하는 데 핵심적인 변수입니다. 대기 중 에어로졸이나 수증기의 양에 민감하게 반응하기 때문에 대기 투과도를 진단하는 지표로도 쓰입니다. 기후 및 에너지 자원 지도 제작에서도 직달일사량 분포는 중요한 기초 자료로 활용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"관측 기간 동안 직달일사량(direct normal irradiance)은 대기 혼탁도가 높아짐에 따라 뚜렷한 감소 경향을 보였다."
대기 중 에어로졸 증가가 직달일사량을 낮추는 관계를 설명한 예문입니다.
"태양열발전소 부지 선정을 위해 지역별 직달일사량 자원 지도를 작성하였다."
직달일사량이 에너지 자원 평가에 활용된 사례를 보여주는 예문입니다.
조금 더 깊게 보면
직달일사량은 대기 상단에서 들어오는 태양상수 값에서 대기 중 레일리산란, 에어로졸에 의한 미산란, 기체 흡수 등으로 인한 감쇠를 제외한 나머지 성분으로 이해할 수 있습니다. 지상 관측에서는 태양을 자동으로 추적하는 파이르헬리오미터(pyrheliometer)를 이용해 측정하며, 대기광학두께가 클수록 직달일사량은 작아지는 경향을 보입니다.
주의할 점
직달일사량과 전천일사량을 혼동하기 쉬운데, 전천일사량은 직달일사와 산란일사를 모두 포함한 값이므로 서로 구분해서 이해해야 합니다.