• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.640-644
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• 2009

현재 태양광 산업에서는 고정식 태양광 발전장치보다 발전 효율이 우수한 추적식 태양광 발전장치를 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 추적식 태양광 발전장치는 고정식에 대비하여 단위면적당 일사량을 최대로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 일조시간을 최대로 하여 태양전지의 발전효율을 극대화할 수 있다. 따라서 정밀하면서도 저렴한 태양위치 추적장치는 태양광 발전사업의 경제성을 높이고, 성능 대비 투자비용을 낮춰 태양광 발전설비의 보급을 촉진시켜줄 수 있는 중요한 기술이다. 본 연구는 태양위치를 감지하는데 센서를 사용하지 않고 천문학과 수학을 이용하여 정밀도 1분($0.016^{\circ}$)이내의 태양위치를 계산하는 알고리즘에 관한 것이다. 본 연구에서 제안하는 알고리즘은 장치의 제작비용을 낮추어 줄 뿐 아니라, 발전효율도 높여준다. 구현된 알고리즘을 적용시킨 추적식 태양광 발전장치를 운용 실측한 결과, 최대 30초($0.0038^{\circ}$)의 오차를 보여 추적식 발전장치의 경제성을 높일 수 있고, 시간복잡도(Time Complexity)와 공간복잡도(Spatial Complexity)가 낮아 실시간 태양 추적장치에 최적임을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.531-537
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• 2015

태양광 패널로부터 출력을 최대로 얻기 위해서는 신뢰성이 높은 태양광 추적 장치가 설계되어야 한다. 본 논문에서는 LabVIEW 프로그램을 이용하여 퍼지 제어를 기반으로 구현한 2축 태양광 추적 장치 시스템을 제작하여 그 성능에 대해서 알아보았다. 태양광 패널의 움직임을 제어하기 위한 구현된 퍼지 의사결정 시스템의 사용자 인터페이스를 통하여 모든 파라미터를 제어하고 확인할 수 있는 지능제어기와 기계적인 구동부분의 설계가 연구의 중심이 되고 있다. 실제 태양광 추적시스템을 개발하여 환경, 날씨, 계절 및 빛 상태와 같은 영향에 대해서 분석하였다. 태양광 추적장치는 실제 상황에서 시험하였고 시스템 동작과 관련된 모든 변수들은 기록되고 분석되었다. 제안한 태양광 추적시스템을 활용할 경우 고정식 패널에 비해 날씨에 따라 다르지만 최대 약 38% 정도의 더 높은 효율을 얻을 수 있어 자동으로 추적할 때 매우 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.92.1-92.1
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• 2010

본 기술개발은 기존 태양추적기의 구조를 크게 변화시킬 수 있는 무선망 활용 태양추적기 개발에 관한 내용이다. 기존의 태양추적기는 태양광어레이에 스탠드얼론 시스템으로 부착되어 태양추적 및 관련 제어기능을 수행한다. 그러나 본 무선망활용 태양추적기는 PC와 태양광어레이가 지그비 무선망으로 연결되는 구조이다. 무선망을 활용함으로서 기존 태양추적기 대비 제어모듈의 역할이 매우 단순화되어 장치의 강건함, 내구성 및 경제성이 증가되는 효과가 있다. 무선망을 활용함으로서 태양광에레이 측은 무선데이터 송수신 기능과 모터제어 부분만 구현되어도 되며 나머지 기능들은 PC에서 처리해서 무선으로 태양광에레이 모듈에게 전달된다. 또한 고가의 센서 등도 PC에만 구현되고 필요한 데이터는 PC에서 처리하고 계산해서 무선으로 태양광어레이에게 전달하는 구조이다. 그리고 태양추적을 위한 정밀한 자동제어 알고리즘도 PC에서는 충분히 구현할 수 있으며 이를 수행한 후 필요 데이터를 태양광어레이 모듈에게 무선으로 전달한다. 본 기술개발 내용에 대한 시제품이 완성단계에 있으며 필드테스트 수행을 준비하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.212-217
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• 2020

태양광 발전 시스템은 태양광 패널을 통해 발전된 전력을 계통연계를 통해 전송하는 종합 시스템이다. 발전량을 증대시키는 기술로써 태양광 입사각을 변화시켜 발전량을 증대시키는 추적식 태양광 발전장치 기술이 있다. 본 논문은 입사각을 변화시켜 발전량을 증대시키는 단축 추적식 태양광 발전장치의 구조물과 제어에 관한 연구이다. 핵심 내용은 태양광 구조물이 남북축을 중심으로 동서 방향으로 축회전하도록 구성한 단축 제어장치 및 기술이다. 일출로부터 일몰까지 동서방향으로 태양을 추종하는 태양광 구조물은 구조적 안정성과 태양광 추종 제어 성능 확보가 필요하다. 단축 추적 발전장치는 최대 25% 이상의 발전량 증대를 기대할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.1023-1025
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• 2012

본 연구에서는 태양광 발전의 효율을 향상시키기 위하여 발전시스템의 태양추적에 기초가 되는 태양 추적 장치를 설계하였다. 태양광발전분야에서는 셀의 발전특성 향상을 위한 연구와 함께 태양에너지의 효과적인 집광을 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 일사량은 지역에 따라 차이가 발생하는 요소로 발전효율을 증대시키기 위해서는 발전 장치의 설치장소가 달라져야 한다는 제약이 있는 반면, 발전 셀 단면이 태양과 이루는 각도는 발전장치의 기구부를 회전시킴으로서 태양과 이루는 각도를 가변 할 수 있는 장치를 개발하고 실험을 통하여 발전 효율 향상 성능을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.89-99
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• 2008

본 논문은 태양광 발전 추적 시스템의 발전량을 증가시키기 위해 일사량 급변에 대한 추적 장치 기동 시 전력소모를 고려한 새로운 추적 알고리즘을 제시한다. 종래의 태양광 발전에 사용되는 센서방식의 추적시스템은 구름 및 안개 등 급변하는 기후환경에 의해 추적 장치의 오동작의 문제점으로 태양의 정확한 추적이 불가능하다. 또한 프로그램 방식의 경우에는 기후 환경의 외부 요인에 대응하지 못함으로서 추적 장치의 불필요한 동작으로 인한 에너지소비가 발생된다. 이러한 이유로 태양 추적 장치가 실시간으로 태양의 방위각 및 고도 각을 추정하는 경우에도 실제 태양광 발전량은 특정한 위치에 고정되어 있는 경우보다 발전량이 증가하지 못한다. 본 논문에서는 이러한 전력소모를 줄이기 위한 추적시스템의 새로운 제어 알고리즘을 제시한다. 또한 종래의 태양광 추적 방식과 제시한 방법의 효율을 분석하고, 실증연구를 통하여 제시한 알고리즘의 타당성을 입증한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.508-519
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• 2006

본 논문에서는 태양광 발전 시스템 중 태양전지의 효과적인 사용을 위해 태양이 항상 법선을 이루면서 태양전지 모듈에 입사되게 하는 위치추적 시스템에 대한 새로운 방법을 제시하였다. 점 하중 방식인 해바라기 타입의 태양광 추적 장치의 단점을 극복하기 위해 선 하중 방식 태양광 발전 시스템으로 경제적인 태양광 추적 장치를 제안하였다. 제안된 방식에 대하여 여러 가지 검증된 태양 기하학 이론을 바탕으로 현재 사용 중인 프로그램 방식의 위치추적 시스템을 개선할 수 있는 제어방법 및 구조를 도출하고자 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.411-420
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• 2016

석탄과 석유를 대신할 새로운 대체 에너지의 연구 및 개발은 지난 수년간 계속해서 연구되고 있다. 최근엔 유한 에너지 가격 상승으로 인하여 무공해 신재생 에너지의 관심이 증가하고 있다. 특히 기존에 활발히 연구되고 상용화된 신재생 에너지 분야 중 태양에너지는 태양광 에너지에 주된 연구가 이루어져 있다. 그러나 태양광 에너지의 효율성은 이미 포화상태에 도달하였다. 이에 본 논문에서는 태양광이 아닌 태양열 에너지를 활용할 수 있는 태양광 추적형 파라볼릭 집열장치를 제안한다. 제안하는 태양열 집열장치는 효과적으로 태양열을 집열하기 위하여 파라볼릭 형태로 제안하고, 계절 및 시기에 따른 태양의 위치변화를 감지할 수 있도록 5축 센서 방식의 태양광 추적형 트래킹 기술을 결합한 태양열 집열장치의 프로토타입을 제안한다. 또한 집열장치의 효율적인 관리를 위하여 관리자 인터페이스를 설계 및 구현한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1355-1362
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• 2007

본 논문에서는 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광 위치추적 장치를 설계하여 고정 방식의 태양광 발전과 위치 추적 방식의 태양광 발전에 대하여 비교해 보았으며, 태양전지에 대한 특성 해석과 수학적 모델링을 통한 시뮬레이션을 행하여 태양전지 특성 사양과 비교해 보았다. 또한 전력변환 시스템을 Boost 컨버터와 전압형 인버터로 구성하여 각각에 대하여 실험하였으며, Boost 컨버터 제어에서 최대 전력점 추적을 위해 일정전압 제어법을 사용하였다. 인버터의 제어에서는 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) 제어법을 사용하여 실험하여 좋은 결과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.2951-2957
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• 2010

태양광 산업에 있어서 PV추적 발전장치의 개발은 고정식 발전장치에 비하여 효율적이다. 추적식 발전장치는 단위면적당 태양의 일사량을 유지하고, 태양 전지의 효율을 최대화 한다. 따라서 정확하면서 저렴한 태양 위치 추적장치의 경제성을 개선하는 것과 투자 가격을 내리는 것이 중요하다. 본 연구는 태양위치를 감지하는데 센서를 사용하지 않고 천문학과 수학을 이용하여 1분($0.016^{\circ}$)이내의 태양의 위치 알고리즘에 관한 것이다. 이 논문에 제안된 알고리즘은 장치의 비용을 내리고 발전효율도 높여준다. 지금까지 알고리즘을 적용한 결과를 고려하면, 최대오차는 30초 ($0.008^{\circ}$)를 보인다. 그리고 이 알고리즘으로 적용한 태양광 발전시스템은 고정식 대비 평균 23W(약18%)의 이득을 보였다.