• 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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.86-94
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• 2008

본 논문은 PV(Photovoltaic) 어레이의 출력을 높이기 위해 PC 기반의 퍼지제어를 이용한 태양추적 시스템을 제안한다. 태양 추적시스템은 광센서의 신호에 의해 구동하는 두 개의 DC 모터로 동작한다. 두 축의 제어는 파라미터의 불확실성 및 비선형 특성 때문에 쉽지 않다. 최근 퍼지제어, 신경회로망 및 유전자 알고리즘 등의 인공지능 제어에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 그 중 퍼지제어는 비선형 제어를 원활하게 수행할 수 있으며 파라미터 변동 및 비선형 특성에 대한 강인성 및 고성능의 특징을 가지고 있다. 따라서 퍼지제어는 설정된 오차 값과 비선형의 고도각 및 방위각 오차 값을 비교하여 추적 시스템 구동을 위해 사용된다. 본 논문에서는 PV 어레이의 출력 향상을 위해 퍼지제어기를 설계하고 종래의 Pl 제어기와 성능을 비교하며 평가한다. 실험을 통한 데이터는 제시한 제어기의 타당성을 입증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.377-385
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• 2017

태양광 발전에 있어서 태양전지는 일사량, 온도와 부하에 의해 크게 변동하기 때문에 태양전지에 대한 특성 해석이 필요하다. 또한 태양광 발전에 있어서 가능한 많은 에너지를 얻기 위해서는 환경변화에 따른 태양의 위치추적이 필요하며 태양전지의 출력을 항상 최대로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광 위치추적 장치를 설계하여 고정방식의 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 사용하였으며 인버터의 제어에서는 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) 제어법을 사용하여 실험해 보았다. 그 결과 태양전지 수학적 모델링 한 것의 시뮬레이션 결과와 태양전지 특성 사양과 비교하였을 때 5%이하의 오차를 보였으며. Boost 컨버터의 승압율은 167%로 시뮬레이션 한 것과 근사적으로 나타났고, 인버터는 시뮬레이션 한 것과 근사적 파형을 얻었으나 손실이 큰 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2334-2340
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• 2010

Michalsky의 방위각, 고도각, 일출/일몰시각에 대한 태양위치 계산은 국립천문대의 태양위치 정보와 비교했을 때, 최대 각각 $1.5^{\circ}$, $0.88^{\circ}$, 2분 이내의 오차로서 비교적 정확하였다. 현재 시각과 설치위치(경도, 위도)에 대하여 BLDC 모터-실린더를 구동하여 홀센서 위치 피드백으로 Michalsky의 계산식의 태양의 고도각과 방위각을 제어하는 양축 태양광 추적장치를 개발하였다. BLDC 모터의 사용으로 유지보수가 우수하며, 홀센서로 위치피드백으로 모터의 정밀한 위치결정제어가 가능하며, 또한 원점복귀기능으로 누적 오차를 최소화한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권2호
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• pp.437-447
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• 1998

한반도의 지도 제작을 주임무로 1999년에 발사될 다목적 실용위성의 궤도 오차를 GPS 항행 해와 지상 안테나의 추적 데이터를 이용하여 분석하였다. 측정 데이터의 잡음과 모델 링의 오차를 고려하여 최소 자승 방법으로 궤도 결정과 예측 오차를 시뮬레이션 하였다. 측정 데이터의 잡음은 단기간 오차의 주 요인이 되며, 태양 플럭스의 불확실성으로 인한 오차가 궤도 예측 오차에 가장 크게 작용함을 알 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제41권7호
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• pp.481-491
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• 2014

지구 온난화 문제와 화석 연료 양의 한계 때문에 재생 가능한 전력 생산에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 재생 에너지 중 태양광 에너지의 전력 생산 비율은 점차 증가함에 따라 집광형 태양광발전 시스템은 높은 전력 생산량으로 각광받고 있다. 하지만 이 시스템은 태양광 중첩률이 높을 때 가장 높은 발전 효율을 내기 때문에 허용 오차 범위가 작은 정밀 태양 추적 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 복잡한 환경에 대응할 수 있는 베이지안 네트워크와 나이브 베이즈 분류기를 이용한 계층적 추적 시스템을 제안한다. 베이지안 네트워크는 불완전하고 불확실한 상황을 모델링 하는데 강력한 모델로 충분한 양의 데이터가 없을 경우에도 도메인 지식을 바탕으로 네트워크를 설계할 수 있다는 장점이 있다. 제안하는 계층적 확률 시스템에서는 불확실한 하늘 상황을 9개로 분류하고 모듈형 베이지안 네트워크를 이용하여 현재 날씨 상황을 추론한다. 또한 나이브 베이즈 분류기를 이용하여 추론된 날씨 상황을 고려한 효율적인 추적 방법을 분류하고 선택한다. 베이지안 네트워크의 유용성을 평가하기 위해 실제 날씨 데이터를 수집하였고 평균 93.9%의 정확도(Accuracy)를 보였다. 또한, 제안하는 시스템과 핀홀 카메라 시스템의 태양광발전 효율을 비교한 결과 약 16.58%의 성능이 향상됨을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권2호
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• pp.121-128
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• 2004

태양전파 교란 실시간 모니터링 시스템 구축의 일환으로 태양전파망원경 구동시스템을 완성하였다. 한국천문연구원이 제작한 1.8m전파 안테나가 사용되었으며, 수신된 태양의 전파세기는 파워메터를 통해 디지털신호로 변환된다. 또한, 시스템의 구동과 파워메터의 제어를 위하여 CBNUART이라는 프로그램을 개발하여, 망원경이 일출 후 태양 쪽을 향하여 관측을 자동으로 시작하고 일몰 전에 약속된 곳으로 되돌아와 관측을 자동으로 종료하는 자동관측시스템을 구축하였다. 완성된 구동시스템의 추적 정밀도를 개선하기 위해 능동추적 프로그램을 개발하였으며, 안테나 부분에 광학망원경을 장착하여 시스템의 구동능력을 시험하였다. 실험결과 본 연구에서 구축된 구동시스템은 초각의 정밀한 추적이 가능하며, 약 50분간의 지향정밀도 측정시험에서는 적경과 적위방향으로 약 1.12분각, 0.08분각 정도의 오차범위 내에서 제대로 잘 찾아감을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.24-30
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• 2009

본 논문은 유도전동기 구동을 위한 태양광 발전시스템의 퍼지기반 MPPT 제어를 제시한다. 태양광 발전시스템의 최대 출력을 위하여 퍼지제어기를 이용한다. 퍼지제어기는 입력으로 최대 출력과 실제출력의 오차와 오차변화분을 사용하고 제어변수로 전압 변화분을 출력한다. 태양광 발전시스템은 퍼지기반 MPPT를 이용하여 유도전동기를 구동한다. 본 논문에서 제시한 퍼지기반 MPPT 제어는 종래의 PI 제어기와 비교를 통해 MPPT 추적성능 및 드라이브 구동성능 비교를 통해 타당성을 입증한다.

• 천문학회보
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• 제35권2호
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• pp.47.1-47.1
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• 2010

태양전파폭발위치관측기(KSRBL)는 단일 안테나 전파분광기로써 미 뉴저지공과대학과의 협력으로 2009년 8월에 한국천문연구원에 개발 설치되었다. 1 MHz 스펙트럼 분해능과 1초의 시간 분해능을 가지고 있고 관측할 수 있는 주파수 대역은 245, 410 MHz 와 0.5-18 GHz에 이르는 광대역이다. 또한 태양 전면 $0.03^{\circ}$ 각거리 안의 오차 범위 내에 태양 폭발 위치를 감지할 수 있다. 전파 관측은 LabVIEW와 IDL 프로그램에 의해 미리 짜여진 관측 스케줄에 따라 매일 자동으로 진행된다. KSRBL 설치 이후 현재까지의 데이터에 대한 관측 통계를 분석 하였다. 관측된 전파폭발의 수를 다른 사이트와 비교하고, 정상 관측 되는 날의 빈도, 기기 오류 발생 빈도, 데이터 안정도 및 손실률 등의 변화양상을 추적하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.943-953
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• 2009

본 논문에서는 추적식 태양광 발전 시스템에 응용하기 위한 태양 위치 측정용 전파 센서 수신기의 설계, 제작 및 성능 실험에 관한 과정 및 결과를 소개한다. 먼저, 전파 센서에 대한 요구 성능인 ${\pm}5^{\circ}$ 이내의 위치 측정 오차 범위를 만족시키기 위한 수신기의 사양을 구하였고, 이를 토대로 수신기를 설계하였다. 설계된 수신기의 시스템 이득 및 잡음 지수의 budget 분석을 통해 설계의 적절성을 점검하였으며, 이 결과를 활용하여 수신 주파수 5.1 GHz, 대역폭 104 MHz로 69 dB의 시스템 이득과 0.46 K 이내의 수신 감도를 갖는 고이득, 고감도 광대역 수신기를 제작하였다. 제작된 수신기와 표준 혼 안테나로 구성된 전파 센서로 흐린 날 실제 태양을 대상으로 실험한 결과, ${\pm}4^{\circ}$ 이내의 오차 범위로 태양의 위치를 실시간으로 측정하는데 성공하여 요구 성능이 만족되었음을 검증하였다.