• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.296-297
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• 2017

태양광 발전에 있어서 실제 태양광 셀 특성은 날씨와 같은 환경 요인에 의존적이기 때문에 다양한 동작 조건에 대한 태양광 셀의 특성을 전력변환장치를 통해 테스트하기 위해 많은 시간과 비용이 소요된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Power Hardware-In-the-Loop Simulation (PHILS) 기술을 이용해 태양광 발전용 전력변환장치 시제품의 테스트 시간 및 비용을 단축할 수 있다. PHILS는 실시간 모의시험장치와 외부 입력이 가능한 전력변환장치로 구성되며, 해당 장치에서 모델의 동특성을 실시간으로 연산하기 때문에 모델이 복잡할수록 고성능 모의시험장치가 요구된다. 태양광 셀 모델의 출력 전압은 수치해석 기법을 통해 계산되고, 수치해석 기법의 종류와 초기 값에 따라 연산 시간 등의 성능이 변화하므로 적절한 기법을 선정하여 모델의 연산시간을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 수치 해법 분석을 통한 태양광 발전의 PHILS를 위한 태양광 셀 모델의 연산 성능향상 기법을 제시하고, 실제 태양광 발전용 PHILS를 구현하여 실험적으로 제안하는 기법의 성능을 검증한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제25권1호
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• pp.71-78
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• 2017

최근 널리 보급되고 있는 태양광 발전소의 유지관리를 위해 다양한 연구들이 시도되고 있다. 본 연구에서는 unmanned aerial vehicle(UAV)기반 열적외선 센서를 이용하여 태양광 셀의 발열을 분석하는 것으로서 주요 결론은 다음과 같다. 먼저 UAV 기반 RGB 센서를 이용하여 정사영상과 digital surface model(DSM) 자료를 구축하였으며, 이를 통해 태양광 셀의 발열 분석에 필요한 태양광 모듈 레이어를 생성하였다. 또한 태양광 모듈 레이어의 위치정확도를 평가하기 위해 virtual reference service(VRS) 측량을 이용하여 검정점에 대한 수평오차를 분석한 결과, 표준오차가 $dx={\pm}2.4cm$, $dy={\pm}3.2cm$로 높은 위치정확도를 확보할 수 있었다. 그리고 태양광 셀의 발열 실험을 위해 고무패치를 설치한 후 UAV 열적외선 센서를 이용하여 발열이 생기는 고무패치의 위치를 효과적으로 분석할 수 있었다. 또한 고무패치 셀 비율과 UAV 열적외선 센서에 의한 셀 비율의 표준오차는 ${\pm}3.5%$로 나타났으며, 따라서 UAV 기반 열적외선 센서를 이용하여 태양광 셀의 발열을 효과적으로 분석할 수 있었다. 아울러 발열이 생기는 셀이 위치하고 있는 태양광 모듈의 코드를 자동으로 추출함으로서 효과적인 태양광발전소 유지보수가 가능하게 되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1310-1310
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• 2015

대단위 태양광 발전소 또는 고층건물에 설치된 태양광 모듈의 결함을 분석하는데 있어 열화상 카메라를 통한 온도로써 태양광 모듈의 결함을 검출하는 방식이 대두되고 있다. 본 논문에서는 열화상 카메라로 얻은 영상을 온도로 표현하는데 필요한 영상처리를 각각의 태양광 모듈들을 셀 단위로 분류하고 해당 셀을 기준으로 행 이미지를 ROI로 잡은 후 이미지 저장을 하는 방법을 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.

• 한국태양광발전학회지
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• 제7권2호
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• pp.7-15
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• 2021

태양광 발전소에 대한 성능을 평가하기 위해서는 IEC 61724-1에 적합한 계측장치를 설치하고 데이터를 수집하여 평가하는 것이 일반적인 방법이다. 본 논문에서는 태양광발전소 현장에서 DC 어레이 성능을 평가하기 위한 방법을 제시하였다. 측정 일사량과 같은 환경정보 값과 태양광 DC 어레이 전압-전류 특성 곡선을 이용해 일사량에 따른 출력모델 식을 도출하였다. 도출된 모델 식은 태양전지 셀의 종류나 버스바에 따라서 차이가 발생되므로 기존의 태양전지 셀 등가회로 수식을 반영한 시뮬레이션 모델식이 적절히 변경되어야 함을 실험을 통해 검증하였다. 주기적인 진단 평가를 실시하지 않는 국내외 태양광 발전소는 성능저하가 발생된 상태로 운전되는 경우가 다수 일 것이다. 대부분의 관제모니터링을 시스템은 미쓰매칭 손실 평가분석이 불가능하며 운전상태 모니터링 하는 시스템이 대부분이다. 이에 태양광 발전소의 효율적 운영을 위해서는 현장진단 장치를 이용한 주기적 성능진단 평가나 발전소 데이터의 손실평가 분석 기술의 개발이 필요할 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권5호
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• pp.38-48
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• 2021

본 연구에서는 사용 후 태양광 셀을 HCl 용액 및 초음파세척기의 cavitation효과를 사용하여 셀 표면의 불순물(Al, Zn, Ag 등)을 제거하여 Si을 선택적으로 회수하기 위한 최적 공정 조건을 찾기 위한 연구를 진행하였다. 태양광 셀에서 Si을 선택적으로 회수 하기 위해 HCl 용액 및 초음파세척기를 사용하여 침출을 진행하였고, 반응이 끝난 태양광 셀은 증류수로 세척 후 건조 오븐에 건조를 실시하였고, 반응된 HCl 용액은 감압 여과 실시 후 여과된 용액은 ICP-Full Scan 분석을 실시하였다. 또한, 건조 된 태양광 셀은 유발을 사용하여 파쇄 후 XRD, XRF, 및 ICP-OES 분석을 실시하였으며, 이를 통해 Si의 순도 및 회수율을 알 수 있었다. 실험은 산용액 농도, 반응 온도, 반응 시간, 초음파 세기를 변수로 두고 실험을 진행하였다. 위 과정을 통해 최종적으로 태양광 셀로부터 Si을 선택적으로 회수하기 위한 최적 공정 조건은 산용액 농도 3M HCl, 반응 온도 60℃, 반응 시간 120min, 초음파 세기 150W인것을 알 수 있었고, 최종적으로 Si의 순도는 99.85%, 회수율은 99.24%로 측정되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.185-188
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• 2005

나노 입자 분무 기법을 이용한 $Cu(In,\;Ga)Se_2$ (CIGS) 광흡수층 제조 기법은 고진공 장치를 사용하지 않는다는 점에서 대면적 저가형 CIGS 태양전지 양산에 적합한 차세대 기술로 인식되고 있다. 그러나 일반적으로 스프레이 된 상태의 CIGS충 자체는 태양전지 제조에 적합하지 않은데 이는 스프레이 막의 다공성 구조 때문이다. 본 연구에서는 나노입자 분무 기법을 이용하여 증착한 CIGS 광흡수층막을 질소 또는 셀레늄 분위기에서 열처리함으로써 태양전지 제조에 적합한 치밀한 구조의 CIGS 광흡수충을 제조하고자 하였다. 실험 결과, 질소 분위기 $500^{\circ}C$의 온도에서 1시간 열처리하여도 CIGS 나노 입자의 성장은 거의 일어나지 않는 것으로 나타났다. 반면 셀레늄 분위기 $500^{\circ}C$의 온도에서 30분 열처리시 입자 크기가 $1{\mu}m$이상인 치밀한 광흡수층을 얻을 수 있었다. 본 결과는 CIGS 나노 입자의 입자 성장 반응에서 열에너지 단독에 의한 표면 에너지 감소 효과는 미미하며 셀레늄 증기의 역할이 더욱 크다는 것을 의미하는 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.299-299
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• 2010

태양전지 셀에서 표면 반사에 의한 태양광 손실을 보다 적게 하여 흡수량 증가시킬 필요가 있다. 태양전지에서 생성된 전자 정공 수집 향상을 위해 금속 재질로 이루어진 그리드 전극을 사용한다. 이때 금속 그리드에 입사되는 태양광은 대부분 반사되어 입사광의 손실로 이어진다. 본 연구에서는 결정질 실리콘 태양전지에서 표면 그리드에 의한 광학적 손실을 반사율을 통해 확인하였고 양자효율을 측정하여 보았다. 결정질 실리콘 태양전지 표면 반사율 측정은 적분구를 사용하였고, 측정에 사용된 태양전지 샘플은 일반적인 구조의 결정질 실리콘 태양전지이다. 실험은 표면 그리드 공정 전 후의 샘플로 실험을 진행하였고, 셀의 표면 균일도에 의한 확인을 위하여 동일한 면적 비율의 입사광을 조사하여 반복 실험을 하였다. 양자효율 측정은 광학 초퍼를 통한 광원과 분광기 및 검출기를 포함하는 태양전지 특성 분석 장치를 사용하였다. 그 결과 특정 파장 대역에서 그리드의 유무에 따른 반사율의 변화와 이에 따른 양자효율의 변화를 통하여 그리드에 의한 결정질 실리콘 태양전지의 특성변화에 대해 알아보았다.

• 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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.366-367
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• 2018

본 논문은 태양광발전 시스템에서 태양광 모듈의 출력 저하 특성을 야기하는 PID (Potential Induced Degradation) 현상의 발생원인 및 출력회복을 위한 PID 저감 기법을 연구하였다. 태양광 모듈의 프레임과 셀 간에 발생하는 전위차로 인한 PID 현상의 직접적인 원인인 분극현상에 대해 분석하였으며, PID 현상이 태양광 모듈의 출력특성에 미치는 영향을 I-V 특성곡선 변화를 통해 해석하였다. PID 현상의 발생 원인을 기반으로 태양광 모듈의 전극 출력단인 양극과 음극을 단락시키고 접지된 프레임을 기준으로 양의 전압을 인가함으로써 태양광모듈의 출력특성을 회복하는 PID 저감 기법을 제안하였다.