• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권3호
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• pp.21-29
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• 2014

Heliostat field control algorithm is the logics to operate the heliostat field of tower type solar thermal power plant and it could include various methodologies of how to control the heliostat field so as to optimize the energy collection efficiency as well as to reduce the system operating cost. This work, as the first part of the consecutive works, presents heliostat aiming mint allocation scheme which will be used in the heliostat field control algorithm for 200kW solar thermal power plant built in Daegu, Korea. We first discuss the structure of heliostat field control system required for the implementation of aiming scheme developed in this work. Then the methodologies to allocate the heliostat aiming points on the receiver are discussed. The simulated results show that the heliostat aiming point allocation scheme proposed in this work reduces the magnitude of peak heat flux on the receiver more than 40% from the case of which all the heliostats in the field aim at the center of receiver simultaneously. Also it shows that, when the proposed scheme is used, the degradation of heliostat field optical efficiency is relatively small from the maximal optical efficiency the heliostat field could have.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.12-12
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• 2006

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.176-179
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• 2006

This paper describes the procedure of the basic design and transient variation of performance for a 1MWe large scale solar thermal power plant system (STPPS) by using the commercial software tool of TRNSYS. In order to simulate the transient variation of STPPS's performance, the basic design of STPPS are preceded by using the THERMOFLEX, Three different days of DNI weather data of Daejeon in 2005 are used to calculate the performance. For a high DNI data values, the general ing power of 1.1 MWe and flow rate of 1.4kg/s at $804W/m^2$ are good agreement with the basic design value of 1.0 MWe, 1.36 kg/s at $800 /m^2$. Using the other weather data of low and sudden decreasing DNI values, the results show that the output power and flow rate follow well the DNI variation. Based on the results, it is allowed to use the Program to estimate the performance of STPPS for variety of DNI data.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권5호
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• pp.41-51
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• 2012

Heliostat field is the most important subsystem in the tower type solar thermal power plant since its optical performance affects the total system efficiency most significantly while the construction cost of it is the major part of total construction cost in such a power plant. Thus a well designed heliostat field to maximize the optical efficiency as well as to minimize the land usage is very important. This work presents methodology, procedures and result of heliostat filed design for 200kW solar thermal power plant built recently in Daegu, Korea. A $2{\times}2(m)$ rectangular shaped receiver located at 43(m) high and tilted $28^{\circ}$ toward heliostat field, 450 of heliostats of which the reflective surface is formed by 4 of $1{\times}1(m)$ flat plate mirror facet, and the land area having about $140{\times}120(m)$ size are used to form the heliostat field. A procedure to deploy 450 heliostats in radial staggered nonblocking formation is developed. Also the procedures to compute the cosine effect, intercept ratio, blocking and shading ratio in the field are developed. Finally the heliostat filed is designed by finding the optimal radial distance and azimuthal spacing in radial staggered nonblocking formation such that the designed heliostat field optical efficiency could be maximized. The designed heliostat field has 77% of annual average optical efficiency, which is obtained by annually averaging the optical efficiencies computed between the time of where sun elevation angle becomes $10^{\circ}$ after sunrise and the time of where sun elevation angle becomes $10^{\circ}$ before sunset in each day.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1693-1695
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• 2005

최근 공공건물에 신재생에너지 적용이 의무화되었고, 기후변화협약의 발효로 이산화탄소배출 절감에 대한 관심이 매우 높다. 가장 효율이 높은 냉난방 시스템인 지열히트펌프를 대표적인 신재생에너지인 태양광발전을 이용하여 구동하여 건물을 냉난방을 수행하도록 적용되었다. 야간 또는 태양에너지 밀도가 낮은 날을 위하여 축열과 축냉을 할 수 있는 수축열시스템과 연계하여 적용되었다. 지열히트펌프는 도심지역의 열섬현상 해소에 기여할 수 있으며, 외기 온도의 변화에 관계없이 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있으며 향후에 그린 빌딩인증등을 위해 에너지 절약과 신재생에너지 사용량을 높일 수 있는 방안으로 판단된다. 이를 적용한 설치 사례에 대한 사양과 운전 조건이 제시된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2148-2153
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• 2007

The electricity conversion-efficiency of solar cell for commercial application is about 6-15%. More than 85% of the incoming solar energy is either reflected or absorbed as heat energy. Consequently, the working temperature of the photovoltaic cells increases considerably after prolonged operations and the cell's efficiency drops significantly. PV/T refers to the integration of a PV module and a solar thermal collector in a single piece of equipment. By cooling the PV module with a fluid steam like air or water, the electricity yield can be improved. At the same time, the heat pick-up by the fluid can be to support space heating or service hot-water systems. In this study, a pulsating heat pipe solar heat collector was combined with single-crystal silicon photovoltaic cell in hybrid energy-generating unit that simultaneously produced low temperature heat and heat and electricity. This experiment was investigating thermal and electrical efficiency for evaluation of a PV/T system.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.49-56
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• 2014

본 연구는 집광장치와 태양추적장치를 이용함으로서 제한된 면적을 가지는 집광형 태양전지의 발전효율을 증가시키는 연구를 진행하였다. 태양전지에서 발생된 열은 온수나 난방에 사용되도록 흡열기를 이용하여 회수하였다. 이로서 집광형 태양전지를 이용한 시스템은 전기와 열을 동시에 공급할 수 있다. 태양위치에 따른 실시간 추적, 일몰 이후 난방장치의 동쪽방향 원상복귀, 원상복귀후 자동종료는 조도센서와 Simulink 프로그램으로 구현하였다. 흡열기 입구 속도, 핀설치 유무, 입구위치에 따른 흡열기 온도를 해석하였으며 실험결과와 일치하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.240-248
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• 2016

본 기술개발의 목적은 선박제조에 적용되는 태양광 발전시스템 및 풍력 Sail 돛 제어장치 설비를 이용하여 친환경 레져보트인 '풍력 Sail 돛 제어장치를 이용한 태양광 레져보트' 시제품을 제작 및 개발하는데 주안점이 있으며, 이 과정에서 제작된 시제품에 대한 성능평가를 수행하여 제반 평가항목에 대한 정량적 수치 및 개발 목표치를 확보하고자 함에 있다. 특히, 평가항목 중 중요 항목에 해당되는 Sail Up/Down System 및 Mast Turning System과 관련하여 최적의 풍향 및 풍속을 적용할 수 있는 돛 제어장치의 특성(시간, 각도 등)을 평가하는데 신중한 검토를 하였으며, 기타 평가항목 중 주요 항목에 해당하는 풍향 감지 정도(%), 순간 충전 최대 전력(W) 및 최대 운항 시간(hr) 등에 대해서도 최적의 정량적 수치를 획득하는데 그 중요성을 두었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.50-57
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• 2009

Heliostat in the tower type solar thermal power plant is a mirror system tracking the sun's movement to collect the solar energy and it is the most important subsystem determining the efficiency of solar thermal power plant. Thus a good performance of it, which is mostly the accurate sun tracking performance under the various hazardous operating condition, is required. Heliostat control system is a system to manage the heliostat sun tracking movement and other operations. It also communicates with the master controller through the heliostat filed control system to receive and send the informations required to operate the heliostat as a part of the solar thermal power plant. This study presents a heliostat control system designed and developed for the 1MW solar thermal power plant. We first define the functionality of heliostat control system. Then sun tracking controller as well as the sun tracking algorithm satisfying the required functionality have been developed. We tested the developed heliostat control system and it showed a good performance in regulation of heliostat motion and communication.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.99-120
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• 2017

한국지역난방공사 SS지사에서는 시설용량 전기 99MW, 열 98Gcal/h 규모의 열병합(Combined Heat & Power) 발전소를 구역전기사업으로 운영하고 있다. 이 지역은 경기불황과 수요감소로 하절기 6~9월 사이에 잉여열 처리문제가 발생하여 발전기를 가동하기 곤란한 상황이므로 경제성 있는 에너지 신사업모델 개발이 절실하다. 본 연구에서는 이곳의 실제 운영자료를 기반으로 신재생 에너지 하이브리드 시스템을 도입하여 최적화 운영모델을 개발하고자 한다. 특히 신재생에너지 중에서도 입지제약이 작고 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 연료전지(Fuel Cell)발전과 대표적인 신재생에너지인 태양광(Photovoltaic)발전과 심야발전시 전력을 저장하여 주간에 전력을 방출 할 수 있는 ESS(Energy Storage System)의 조합을 검토하였다. 이에 따른 최적화 모델 선정은 HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) 프로그램을 활용하였다. 경제성 분석을 수행한 결과, 순 현재비용(NPC) 측면에서는 기존의 99MW 열병합발전이 가장 경제적이지만 신재생에너지를 사용하여 발생되는 탄소배출권 거래와 REC(Renewable Energy Certificate) 거래를 포함한 측면에서는 99MW의 CHP와 5MW의 연료전지, 521kW의 태양광을 하이브리드 시켜서 전력과 열을 공급하는 것이 99MW의 CHP 열병합발전만으로 전력과 열을 공급하는 것보다 최대 2,475억원 경제적인 것으로 나타났다. 구역전기사업에서 최적화 공정모델로 연료전지와 신재생에너지 하이브리드 시스템을 도입함으로써 경제성을 개선시킬 수 있는 결과를 확인하였다.