• 한국가스학회지
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• 제20권4호
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• pp.25-32
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• 2016

지난 2008년, LPG충전소와 유사한 주유소의 경우 관련법인 위험물관리법 개정을 통해 태양광발전설비의 설치가 합법화 되어 실제 몇몇 주유소에서 태양광발전설비가 운용되고 있다. LPG충전소의 경우 2015년부터 관련법이 개정되어 LPG충전소의 사무실, 캐노피 등의 유휴공간에 태양광발전설비 설치가 합법화 되었다. 일본의 경우 지난 2009년부터 LPG충전시설에 태양광발전설비를 설치하여 운용하고 있는 것이 조사되었다. 위험지역으로 분류되는 LPG충전소의 경우 작은 화재가 큰 사고로 이어질 가능성이 크다. 이에 본 연구에서는 전산유동해석을 통해 태양광발전설비 설치의 안전성에 대해 평가하고자 국내 외의 관련 기준과 사례를 조사하였다. 또한 조사된 결과를 바탕으로 가스유동해석 프로그램의 하나인 FLACS를 이용해 저장탱크 방출관과 자동차용 충전기 파손에 의한 누출을 가정하여 유동해석을 진행하였고, 캐노피에 설치된 태양광발전설비의 안전성에 대해 간접적으로 평가하였다. 그 결과 충분한 안전거리를 확보한다면 캐노피 상단으로의 폭발범위의 LPG가 유입되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회지
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• 제13권4호
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• pp.28-32
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• 2008

Power Supply Designer는 부품설계, large-sign -al 시뮬레이션, feedback control design 그리고 소신호 해석 등 완전한 스위칭 전원공급장치(SMPS)의 설계를 위한 시뮬레이션 프로그램입니다. 또한 최종 정확도 모델링 기술을 사용한 전류-모드 시뮬레이션, CCM & DCM 컨버터 시뮬레이션, loop gain이 포함된 컨트롤 시스템의 해석, 필터 디자인 및 해석, 모든 주요 부품에 대한 파워손실 측정 및 스트레스 해석을 하기 위한 빠르고 순환적인 시뮬레이션과 시뮬레이션시 자주 발생하는 Convergence 에러를 최소화할 수 있는 Convergence 마법사 기능을 수행할 수 있습니다. Power Supply Designer는 ICAP/4 Power Delu -xe라는 시뮬레이터와 인덕터 및 트랜스포머를 설계할 수 있는 Magenetics Designer가 패키지로 구성이 되어 있는 제품입니다. Solar Pro는 일사량, 온도, 각 지역의 위치정보에 대한 데이터와 태양광모듈에 대한 데이터를 고려하여 그림자 분석, I-V계산, 발전량계산, 경제성분석을 제공하는 솔루션입니다. 또한 그림자의 궤적과 발전량을 계산하여 애니메이션으로 볼 수가 있고 경제성을 포함한 시스템 성능을 표시할 수 있기 때문에 태양광 설치 고객에게 태양광 발전 시스템 자체에 대한 이해와 설득력 있는 프리젠테이션을 할 수가 있습니다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1-7
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• 2018

본 접이식 태양광 발전 시스템은 독립형 시스템의 하나로, 태양광 패널이 부착되어 있는 구조물이다. 이를 지지하는 부분과 이동의 용이함을 위해 접히는 부분으로 구성되어 있다. 태양광 패널의 발전효율을 최대화 하여 전기를 생산하기 위해서는 태양광 패널의 효율도 중요하지만 가장 중요한 것은 구조물 안정성이다. 본 연구에서 개발하고자 하는 접이식 태양광 발전 구조물은 격오지에서도 독립으로 전기를 생산할 수 있는 시스템으로 이동과 설치가 용이한 접이식 방식의 구조물이다. 이러한 구조물은 야외에 설치되므로 풍하중, 적설하중 등이 작용한다. 본 논문에서는 접이식 태양광 발전 구조물에 가장 영향이 큰 풍하중을 MeshFree 유한요소법을 사용하여 구하였다. 일반적으로 구조물의 형상은 복잡하고 큰 설계안 때문에 Mesh를 수행할 때 시간이 오래 걸린다는 단점을 가지고 있다. 이러한 기존 Mesh의 문제점을 해결하기 위해 최근 MeshFree가 개발되어 사용되고 있다. MeshFree는 기존 해석 시 요구되는 Mesh 작업을 간소화함으로써, 사용자가 보다 쉽게 해석 할 수 있는 프로그램이다. 또한, 사계절 남중고도에 따라 일반적으로 많이 설치되는 각도인 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$의 각도로 설계하여 해석하였다. 해석결과 풍하중은 지면과의 경사각이 클수록 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 풍하중실험을 통해 신뢰성을 확보하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.723-730
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• 2016

태양광 모듈은 필요한 발전량을 얻기 위해 태양 전지를 직렬과 병렬로 조합하여 구성하며, 이 모듈은 일사량 및 온도에 따라 발전성능이 크게 좌우되는 특성을 가지고 있다. 또한, 태양광 전원은 건물 또는 나무 등의 주변 환경에 의한 음영과 같은 특수한 상황에 의하여 출력손실이 발생하게 된다. 즉 태양광 전원을 구성하는 태양광 모듈 일부에 부분음영이 발생할 경우, 태양광 모듈의 단락전류가 제한되어 전체 발전량 손실을 초래하고, 열점(Hot-Spot) 현상과 같은 열화현상이 발생하여 모듈의 수명을 단축시킨다. 따라서 본 논문에서는 태양광 모듈의 출력을 향상시키기 위한 태양전지와 바이패스 다이오드의 최적구성 알고리즘을 제시하였다. 또한, 부분 음영에 의한 출력손실을 최소화하기 위하여 태양광 어레이의 회로를 최적으로 구성하는 알고리즘을 제시하였다. 상기 알고리즘을 바탕으로 회로해석 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여 태양광 모듈과 태양광 어레이를 모델링하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 본 논문에서 제안한 태양 전지와 바이패스 다이오드의 최적구성 알고리즘과 태양광 어레이의 최적구성 알고리즘이 태양광 전원의 성능 향상에 유용함을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.130-140
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• 2018

연구목적: 본 논문에서는 우리사회의 대체 전력 에너지원으로 적합하고 유용하게 활용 할 수 있는 태양광 발전 단지 건설 시 안전 특성화 접지에 관한 설계 기법을 제안하고자 한다. 즉, 태양광 발전 단지 내의 셀 모듈부터 전기실까지 내부 그리드의 신뢰성을 향상하고 최적화 할 수 있는 용도별 안전 접지를 적용한 사례들을 소개하고자 한다. 연구방법: 태양광 발전 단지 내 토양의 대지 고유저항을 분석하고 컴퓨터 프로그램(CDEGS)을 활용해 전격을 일으키는 접촉전압과 보폭전압을 해석하여 안전접지에 관한 계산과 산출방법에 대해 제안한다. 또한, 토양 환경을 고려한 반영구적인 접지전극의 재료 선정에 관한 연구에 중요성을 논하고자 한다. 연구결과: Wenner 4 전극법으로 측정한 데이터 중 3개 지역의 CASE별 대지 고유저항 최대값과 최소값을 얻을 수 있었고 이 두 값으로 토양의 두께를 알 수 있다. 측정된 데이터를 기본수식 ${\rho}=6.28aR$에 대입하여 MATLAB 컴퓨터 프로그램으로 계산하였다. 즉, 최소 저항값의 두께는 접지전극을 설치하기에 가장 유리한 토양 환경임을 판단 할 수 있다. 결론: 본 연구를 통해 지역의 CASE별 태양광 발전소 내부 그리드에 대지 표면에 전위상승을 억제 할 수 있는 접지시스템 설계기법을 제안하였다. 하지만 대지의 고유저항과 접지시스템에 경련변화를 실시간으로 확인 할 수 있는 모니터링 시스템과 빅 데이터를 축적 할 수 있는 스마트 디바이스의 개발이 추가적으로 연구되어야 할 것이다.

• KIEAE Journal
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• 제15권4호
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• pp.85-90
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• 2015

Purpose: In design and planning Building Integrated Photovoltaic(BIPV) system can reduce cost by replacing building facade as construction material such as roofs, outer walls and windows as well as generating electricity. BIPV system should be applied at the early stage of architectural design. However, it is hard to decide whether using BIPV system or not for architects and builders who are not professional at BIPV system because performance of system is considerably influenced by types of module, installation position, installation methods and so on. It is also hard for experts because commercialized analytical program of photovoltaic systems is too complicated to use and domestic meteorological data is limited to partial areas. Therefore, we need evaluation program of BIPV system which can easily but accurately interpret generating performance and evaluate validity of BIPV system at the early stage of architectural design even for inexpert. Method: In this study, we collected meteorological data of domestic major region and analyzed generation characteristic of BIPV system by using PVsyst(commercialized software) in accordance with regions, types of solar module, place and methods of installation and so on. Based on this data, we developed performance evaluation program of BIPV system named BIPV-Pro, through multiple regression analysis and evaluated its validity. Result: When comparing predictive value of annual average PR and annual electricity production of BIPV-Pro an that of PVsyst, each of root mean square error was 0.01897 and 123.9.

• 한국융합학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.7-14
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• 2011

본 논문에서는 배전지능화시스템과 정보 연계, 미래 지능형전력망 운용 및 태양광, 풍력, 연료전지등과 같은 신에너지전원의 단지를 효율적으로 유지관리하기 위하여, 유 무선 네트워크 구성요소의 특성을 해석하고, 이를 바탕으로 원거리감시제어 장치를 제작하였다. 이 장치는 50KW급 태양광전원과 유 무선 네트워크의 알고리즘을 기반으로 실시간으로 출력되는 전압, 전류데이터를 무선네트워크로 장거리 전송하여, HMI 프로그램인 Autobase로 실시간 모니터링 하도록 하였다. 따라서 본 논문에서는 제안한 원거리 감시제어 장치를 이용하여 50KW급 태양광 발전 데이터를 무선네트워크 기술로 전송받아 데이터를 측정하고, 이 결과를 분석하여 태양광발전량의 운용특성을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.907-914
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• 2014

본 연구는 센서식 및 프로그램식의 태양추적장치를 이용하여 집광형 태양전지의 발전효율을 증가시키는 연구를 진행하였다. 또한 집광형 태양전지에서 발생된 열은 히트파이프를 포함한 흡열기로 회수함으로써 온수나 난방에 사용할 수 있었다. 실험 결과 집광형 태양전지의 평균 전기효율은 16%, 히트파이프를 포함한 흡열기의 열효율은 62% 로 복합효율이 78%를 나타내었다. 태양위치에 따른 실시간 추적, 일몰 이후 난방장치의 동쪽방향 원상복귀, 원상복귀후 자동종료는 Simulink 프로그램으로 구현하였다. 히트파이프 유무, 집광비, 흡열기 입구 속도에 따른 집광형 태양전지 및 흡열기 온도를 해석하였으며 실험결과와 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.9-17
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• 2020

전세계적으로 화석연료의 고갈위험과 환경오염에 대한 에너지의 부족 문제를 해결하기 위하여, 신재생에너지에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 우리나라에서도 2030년까지 신재생에너지의 비중을 전체 발전량의 20[%]인 63.8[GW]까지 확대하기 위하여 정책 및 제도가 추진되고 있다. 하지만, 태양의 위치 변화에 따라 주변 고층 건물 및 나무 등에 의하여 태양광 어레이에 음영이 발생하면, 해당 어레이의 출력 손실을 초래할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 음영으로 인한 출력 손실을 개선하기 위하여, 음영이 발생하지 않은 영역의 태양광모듈을 와이어와 스위치에 의해 전기적으로 회로 구성을 변경하는 태양광 어레이의 출력향상 알고리즘을 제안한다. 또한, 전력전자 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여, 태양광 어레이, 와이어 및 절체스위치, 계통연계형 인버터로 구성된 태양광전원의 모델링을 제시한다. 이를 바탕으로 태양광전원의 운용 특성을 분석한 결과, 음영이 50%가 발생하면 기존에 방식에서는 출력이 발생하지 않지만 제안한 방식에서는 음영이 발생한 어레이와 발생하지 않은 어레이를 분리시켜, 전압을 246[V]로 회복시키고 지속적으로 출력을 유지할 수 있어, 태양광전원의 운용효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.307-313
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• 2022

지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.