• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.14-16
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• 2012

본 논문은 단일 추적모듈과 무선 센서 네트워크를 이용한 내장형 태양광 추적시스템을 제안한다. 내장형 태양광 추적시스템은 조도 변화에 따라 단일 추적모듈로부터 도출된 회전값을 무선 센서 네트워크로 발전모듈에게 전달하여 태양전지를 동일하게 회전시키는 시스템이다. 추적모듈은 조도측정부의 양단 간 조도 값을 비교하여 회전값을 도출하고 항상 태양광과 프레임이 수직이 되도록 유지한다. 발전모듈은 전달받은 회전값을 적용하여 추적모듈과 동일한 방향으로 유지함으로 발전량을 최대화한다. 테스트베드를 개발하여 추적 실험을 통해 제안된 시스템의 타당성을 검증하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.231.1-231.1
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• 2012

한국해양과학기술원 해양위성센터에서 주관운영을 수행하고 있는 천리안 위성의 해양탑재체인 천리안 해양관측위성(이하 GOCI)은 정지궤도위성용 해색센서로서, 태양을 광원으로 지구상의 해수 표면 부근에서 반사되어 대기를 통과한 가시광 및 근적외 대역을 8개 밴드로 분광하여 관측하는 센서이다. 해색센서의 경우, 일반적으로 센서에 입사되는 광신호의 약 90%가 대기에 의한 신호이며, 약 10%에 해당되는 신호만 원래 관측목적인 해수에 의한 신호이기 때문에, 5% 이내의 높은 복사보정 정확도가 요구된다. 이러한 높은 복사보정 정확도를 만족시키기 위해서는, 지상에서의 현장관측을 통한 위성자료 검보정 뿐만 아니라, 발사 후 위성 궤도상에서 센서의 복사보정을 수행하는 궤도상 복사보정이 체계적으로 수행되어야 한다. GOCI는 태양을 기준광원으로 하는 태양광 복사보정을 채택하여, 센서의 셔터부에 태양광 복사보정을 위한 2개의 태양광확산기(Solar Diffuser)를 장비하고 있다. 본 발표에서는 궤도상 시험 후 약 16개월에 걸친 궤도상 복사보정 운영결과와 관련하여, 발사 후 일별, 월별, 계절별 등 각 기간별 센서의 이득변화를 관찰하였으며, 그 결과 1년을 기준으로 약 3% 범위로 주기적인 이득 변화가 있음을 확인하였다. 지상시험결과와의 비교에 의해, 태양광확산기에 대한 태양입사각이 이러한 주기적인 이득 변화의 주 원인임을 궤도상 복사보정 운영결과를 통해 밝히고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.37-38
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• 2014

본 논문은 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템의 발전 단가를 낮추기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 방법에 관한 것이다. 기존의 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템에서는 각 모듈마다 MPPT 동작을 필요로 하기 때문에 전류센서와 전압센서를 모두 사용하며, 이는 발전 단가를 상승시키는 원인 중 하나가 된다. 본 논문에서는 시스템의 제작비용을 낮추기 위하여 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템에서 상대적으로 가격이 비싼 전류센서의 사용을 줄여, 여러 개의 모듈에서도 하나의 전류센서만을 사용하는 MPPT 방법을 제안하고 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통해 입증하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.828-834
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• 2013

본 논문에서는 태양광 집광 효율 향상을 위한 많은 연구 방법 중 하나로서 태양광을 효율적으로 집광할 수 있는 TMC(Tracker Motion Controller) 시스템 구성하여 발전효율의 향상성을 갖춘 집광형 태양광 발전시스템(CPV)과 실리콘을 이용한 PV 시스템으로 실험하였다. 태양추적 발전시스템에 사용되는 마이크로프로세서는 실시간으로 태양광의 고도와 위도 각을 계산한다. 또 한 센서로부터 값을 받아들이고, 태양의 현재 위치 값을 계산하여 모터를 제어하며 중앙제어 시스템과의 통신을 하기 때문에 적용 가능성에 대한 부담이 커지고 있다. 따라서 집광형 태양광 발전시스템에 적합한 프로그램 방식과 센서방식을 혼합한 하이브리드 방식의 알고리즘 통하여 ARM코어를 내장한 TMC에 구현하였으며, 구현된 TMC를 통하여 기존 PV시스템, CPV 시스템 대비하여 국내에서의 발전효율을 비교 분석하였다. 실험결과 기존의 센서방식을 이용한 집광형 태양광 발전 시스템에 GPS통신 값을 통해 프로그램 방식의 천문학 계산에 의하여 지평좌표계에서의 태양의 방위각과 고도각을 계산하는 하이브리드 태양위치추적 방식을 실험한 결과를 보면 맑고 일사량이 높은 날에는 큰 차이를 보이진 않았다. 그러나 흐리고 맑은 날 등 일사량이 없어 센서가 태양의 위치를 추적하지 못하고 멈춘 상태에서 일정 시간이 지난 후 태양이 센서의 사각지대에서 나타나면 센서의 오류가 생길 수 있는 기후변화에서는 오히려 센서방식보다 더 우수함을 확인할 수 있었다. 태양전지의 발전효율이 높아지고 생산발전 단가가 줄이는 부분에 대한 지속적인 연구, 더불어 기후의 변화에 따른 최적의 발전 능력을 가진 TMC를 적용한 고효율 집광형 시스템에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 기대된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.392-402
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• 2020

본 논문은 광센서 없는 태양광 추적 시스템을 제안한다. 태양광 추적, MPPT, ESS, 모니터링의 4가지 기능을 모듈화하여 시스템을 구현하였다. 9개의 태양광 패널을 기본단위로, 바람의 영향을 저감하고, 광센서 없이 태양광 추적이 가능하도록 상하좌우 패널의 높낮이를 다르게 한 격자형 구조를 채택하였다. 저가형 MCU를 이용한 부스트 컨버터 PWM 스위칭을 위해 기존 MPPT의 연산 방법을 개선하였다. ESS 모듈은 리튬 이온 배터리 12개(직렬 3셀과 병렬 4셀)를 기본 단위로 구성하여 온도 및 전기 특성의 이상 유무 감시가 가능하게 하였다. 각 모듈의 MCU는 Atmega128 또는 Raspberry PI로 구성하였으며 운전 정보를 상호 교환하고, IoT 기술을 응용하여 실시간 원격 모니터링과 클라우드에 데이터베이스를 구축하여 유지보수가 가능하게 하였다. 실험을 위해 제작된 태양광 발전 시스템의 운전 데이터는 각 모듈의 분산 및 원격 모니터링의 가능성, 유지보수의 편의성 및 광추적 성능을 증명한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.450-453
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• 2017

본 논문은 FPGA를 이용해서 태양을 추적하는 시스템에 대해서 소개한다. 센서를 이용한 추적방법과 태양의 고도를 프로그래밍하여 추적하는 방법을 혼합한 방식인 혼합식 태양 추적 방식을 이용한다. 본 논문에서의 센서는 이미지센서, 광센서를 사용하고 시간에 따라 태양의 고도를 프로그래밍하고 동작 시간은 컴퓨터에서 하이퍼터미널을 통한 무선통신을 통해서 수신한다. 비교적 개발비용이 저렴하고 업데이트 가능한 FPGA를 사용하고, 양방향 추적식 및 혼합추적법을 사용하여 최대한의 에너지 발전효율을 갖는 태양추적시스템을 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.417-418
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• 2013

태양광 발전설비에서 태양광 셀의 출력전력을 최대로 부하에 전달하기 위해 태양광 최대전력추종제어를 한다. 일반적인 태양광 최대전력 추종제어는 태양광 셀의 전압과 전류의 곱인 전력값을 비교하여 최대전력추종제어를 한다. 본 논문에서는 MPPT 컨버터의 출력 파라미터 중 전류만을 센싱하여 태양광 최대전력추종제어를 한다. 또한 태양광 최대 전력추종제어를 통해 최대 출력으로 배터리를 충전하고 허용전류를 초과했을 때에는 전류제어로 충전하도록 설계한다. 이를 통해 Solar Car등과 같은 모터 부하에 적용해 보고자 한다.

• 스마트미디어저널
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• 제3권1호
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• pp.22-27
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• 2014

전 세계적으로 석유자원의 고갈로 인해 석유가격의 상승 및 중국, 인도 등 거대개도국의 에너지 수요 폭발로 국내외 에너지환경은 새로운 도전과 변화의 국면에 처해 있다. 그러나 태양광 발전은 기존 발전방식에 비하여 발전 단가가 높고 에너지 밀도가 희박하여 일정한 전력을 이용하기 위해서는 넓은 면적의 태양전지모율 설치 장소가 필요하다. 또한 기상조건 및 자연조건에 절대적인 영향을 받기 때문에 태양광 발전의 효율적인 발전을 위해서는 지리적인 위치와 태양의 위치 등을 고려하여 태양전지모듈이 지속적으로 많은 양의 발전을 할 수 있게 하는 기술이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기존 추적 시스템의 문제점을 해결하기 위해 새로운 형태의 태양 추적 시스템을 제안하고자 한다. 또한 제안된 기법의 유용성을 확인하기 위해 제작된 시제품에 알고리즘을 구현하여 실제 실험을 수행하고자 한다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.198-199
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• 2000

다목적 실용위성 (KOMPSAT) 1호기에 탑재되는 해양관측카메라 Ocean Scanning Multi-spectral Imager (OSMI)는 해양 결상계의 노화에 따른 성능 변화 감지 및 보정을 위해 태양광 보정을 궤도운영 중 수행한다. 태양광 보정의 구조 및 광학적 특성을 분석하고 OSMI 주요 관측파장대역별로 태양광 보정계의 출력신호량을 예측하였다. 이 분석은 OSMI 센서보정 계획 및 영상 품질 이해에 유용할 것이다. (중략)

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.2072-2078
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• 2011

태양광을 이용한 태양광 발전시스템은 태양을 정면으로 바라 볼 때 가장 큰 효율을 얻을 수 있다. 즉, 태양의 위치에 대한 집광판(PV; Photovoltic)의 법선벡터를 일치시켜야 가장 높은 효율을 얻게 된다. 본 논문에서는 시간의 변화에 따라 태양의 이동경로를 추적할 수 있도록 태양의 그림자를 판독할 수 있는 8개의 CdS 센서 모듈을 통하여 태양의 위치를 판독하여 태양의 위치를 추적할 수 있는 시스템을 제시하고자 한다. 태양광 추적시스템의 퍼지제어기(fuzzy controller)는 퍼지 입력공간에 대한 격자형 퍼지분할(grid-type fuzzy partition) 영역으로 분할한 후 퍼지규칙(fuzzy rule)을 수립하여 시스템을 제어하도록 설계하였다. 본 논문에서는 태양광 추적을 위한 간단한 모형의 2축 제어시스템을 구성하였으며, CdS 모듈의 좌표축과 집광판의 좌표축을 일치시키도록 구성하였다. 이러한 시스템은 고정된 장소 및 선박과 같은 이동하는 환경에 효과적으로 태양광을 추적할 수 있는 지능형 퍼지제어기의 적용가능 성을 제시하고자 한다.