• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.197.1-197.1
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• 2012

위성에서의 전력시스템은 임무를 수행하기 위하여 위성 본체와 탑재체에서 필요로 하는 전력을 생성, 저장, 조절 및 분배하는 역할을 수행한다. 특히, 태양전력 변환장치는 태양전지판에서 생성된 전력을 배터리와 연결된 일차 전력으로의 변환 및 배터리의 충전 제어를 담당한다. 태양전력 변환장치의 동작은 배터리의 특성과 자체 전력 변환 용량에 따라 직접에너지 전달 모드, 최대전력추적 모드, 테이프 모드, 정전압 모드 및 세류 충전 모드로 구분될 수 있다. 본 논문에서는 리튬 이온 배터리를 사용하는 위성에서 직접에너지전달 모드, 최대전력추적 모드 및 정전압 모드를 가지는 태양전력 변환장치에 대한 설계를 기술한다. 설계된 내용을 기반으로 제작된 태양전력변환장치에 대한 궤도상에서의 실제 동작 특성을 분석하여 설계를 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.50-51
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• 2017

최근 전 세계적으로 차세대 초고속 교통수단의 연구, 개발에 박차를 가하고 있다. 대표적으로 미국에서 개발하고 있는 하이퍼루프는 승객을 태운 차체가 원통형인 튜브안에서 최대 1200 km/h로 이동하는 초고속 교통수단이다. 이렇게 빠른 속도에 도달하기 위해서 수십 MW 수준의 상당히 큰 전력이 필요하며, 이러한 큰 전력소모에 의한 전력망의 부담을 덜기 위해, 태양광 시스템을 튜브에 장착하여 추진에 필요한 일부 전력을 태양광 발전으로 대체하는 시스템이 연구되고 있다. 본 논문에서는 튜브의 방향, 태양전지의 배열에 따른 에너지 생산량, 전력발전량 및 비용 등의 다각적인 측면에서의 분석을 제시하였다. 원통형 튜브에 부착되는 태양전의 배열을 여섯 가지 경우로 나누었을 때, 삼각 지붕 모양으로 태양전지를 배열한 Case 2가 가장 높은 에너지 생산량을 보였다. 하지만 태양전지의 단위면적 당 에너지 생산량을 비용으로 계산하였을 경우, 튜브 위에 평평하게 태양전지를 배열한 Case 1이 가장 높은 가격 경쟁력을 가졌다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.133-134
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• 2012

태양광 발전 시스템은 계통 전원을 공급받지 못하는 도서 지역이나 산간 지역 등에서 배터리 등의 에너지 저장장치를 연계하여 독립적으로 부하에 전력을 공급할 수 있다. 둘 이상의 태양광 패널을 이용해 독립 운전시에 에너지 발전률을 높이기 위해서는 전력 조절기 출력단의 DC 링크의 전압을 일정하게 유지시켜줄 태양광 패널과 MPPT 동작을 수행하는 패널 간의 상호 간섭에 대해서 고려하여야 한다. 본 논문에서는 두 개 이상의 태양광 모듈을 이용한 독립운전 시스템에서 안정된 DC-링크 전압동작을 보장하는 태양광 패널 및 전력 조절기의 설계 및 해석을 위해 태양전지 제어를 위한 태양전지 특성과 전력조절기의 제어 특성에 대해 알아보고자 한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.72-75
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• 2012

저궤도 인공위성에 사용되는 태양전력 조절기는 태양전지의 영향으로 일반적인 DC-DC 컨버터와는 다른 소신호 특성을 갖는다. 이로 인하여 벅-부스트 형 태양전력 조절기는 태양전지의 전류원 영역에서 평균전류모드제어가 불가능하다. 이 논문에서는 벅-부스트 형 태양전력 조절기를 의사-연속전류모드로 동작시켜 태양전지의 전 영역에서 태양전력조절기를 평균전류모드 단일 제어한다. 우선 의사-연속전류모드 벅-부스트 형 태양전력 조절기의 회로 동작을 설명하고, 소신호 전달함수를 구하고 이를 바탕으로 평균전류모드제어기를 구성한다. 최종적으로 모의실험을 통하여 의사-연속전류모드 벅-부스트 형 태양전력 조절기의 평균모드제어를 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권4호
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• pp.318-325
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• 2015

극초소형 위성은 극히 제한적인 크기로 인하여 태양전지판 장착을 위한 표면적이 제한적이다. 또한 자세제어 방식에 따라서는 태양전지판에 대한 태양 입사각이 계속적으로 변화하며 이는 전력생성에 있어 주요 변수이다. 본 논문에서는 태양전지판에 대한 태양입사각이 전력생성에 불리한 조건에도 프레넬렌즈를 이용해 전력생성효율 향상이 가능한 극초소형 위성용 집광형 태양전력시스템을 제안하였다. 제안된 집광형 태양전력시스템의 전력생성효율 극대화 가능성 입증을 위하여 태양광 모사기와 상용 프레넬렌즈를 이용한 전력측정시험을 수행하였으며, 시험결과를 기반으로 상용 S/W인 STK를 활용해 영구자석 안정화 자세제어 방식이 적용된 극초소형 위성의 궤도 전력생성효율 분석을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.293-294
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• 2016

태양광 발전 시스템은 그 필요성이 늘어남에 따라 다양한 연구가 진행되고 있다. 기존에 태양광 발전 제어 방식인 스트링 방식이나, 마이크로 컨버터 같은 방식 이외에도 그늘짐 등으로 인해 발생한 태양광 모듈의 전력 차이만을 부담하는 컨버터를 이용한 차동 전력 조절 방식도 연구가 되고 있다. 차동 전력조절기는 담당하는 전력이 적고, 스트링 컨버터를 통해 많은 전력이 전달이 되어 기존의 방식 보다 효율이 높다. 하지만, 태양광 모듈 MPPT 전압으로 부터 DC_link 전압만큼의 승압이 필요하다. 따라서, 고승압, 고효율 컨버터를 차동 전력 조절기로 사용을 하면 기존의 차동 전력 방식보다 더 나은 동작 특성을 가질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 차동 전력 조절기로 고승압의 컨버터 토폴로지를 사용하여, 기존의 방식보다 고효율을 유지하면서 차동 전력 조절기의 기능을 수행하는 구조를 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.176-177
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• 2019

인공위성의 전력요구가 증가함에도 전력손실과 무게증가를 최소화하기 위하여 버스전압은 점차 증가되고 있는 추세이다. 기존보다 높은 버스전압을 수용할 수 있는 새로운 전력변환장치가 개발되었으며 이에 적합한 태양전지배열기의 최적화 설계가 필요하다. 본 연구에서는 높은 버스전압의 전력변환장치에 적합한 태양전지배열기의 개발에 관하여 기술한다. 태양전지배열기는 태양전지의 직병렬 연결을 재구성하고 해석을 통하여 적합한 블록킹 다이오드 및 블리드 저항을 선정하여 최적화 설계가 이루어졌다. 설계된 태양전지배열기는 인공위성의 우주환경과 임무수명에 따른 감쇄요인을 반영하여 전력을 예측함으로써 요구조건의 만족여부를 확인하였다.

• 전력전자학회지
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• 제15권3호
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• pp.47-53
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• 2010

최근 녹색성장의 기조하에 신재생에너지에 대한 투자가 증대되고 있으며, 특히 태양 에너지를 전기에너지로 바꾸는 태양광 발전시스템에 대한 관심이 많아지고 있다. 이와 같은 기조하에 태양광 발전 시스템은 소용량의 가정용에서 부터 대규모 발전용까지 폭넓게 개발이 진행되고 있으며, 이와 함께 태양광 PCS의 개발이 활발해 지고 있다. 이같은 태양광 발전용 PCS의 경우 전력전자 기술을 바탕으로 제어를 통한 계통에 연계를 기본기술로 하고 있다. 이와 같이 다양한 태양광 PCS에 대한 많은 선행기술 확보를 위한 연구의 노력들과 다양한 태양광 PCS의 기술개발 현황에 대해 소개하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.360-361
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• 2014

등명기 및 통신, 해상관측장비 등에 필요한 충분한 소비전력 확보와 축전지 장수명을 위한 목적이다. 태양광 발전 시스템에서 태양광은 자동차의 연료와 같다. 따라서 기존 육상 태양광 시스템에서 발전하는 성과와 해상 등부표 위 한정된 면적 공간에서 발전 가능성을 정확히 분석하기 위해 연료에 대한 고도의 지식과 미래 신뢰성을 확보하는 것이 필수적이다. 해상 해수면 등부표 위에 탑재되는 독립형 태양광발전 시스템의 성과를 예견하는 데에는 일사량의 변화가 가장 큰 불확실성을 나타낸다. 그 이유는 대기와 해상기후의 상태에 따라 태양광이 대기를 통과하면서 전달 산란 채광 흡수되는 작용이 다르고 불안정한 대기와 해상의 롤링과 피칭으로 수광(채광) 조건이 변화무쌍하기 때문이다. 등부표의 한정된 면적과 공간에서 전력공급을 할 수 있는 한계가 있다. 정보통신기술(ICT) 발달에 따른 소비전력 연동시스템 증가로 인해 절대적인 전력량 확보가 필요하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.1187-1195
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• 2013

태양광 인버터는 항상 태양전지 어레이의 최대 전력을 추종하며 동작해야 한다. 또한 태양광 인버터는 폭넓은 태양전지의 최대 전력점 전압과 관계없이 최대 전력점을 추종해야 한다. 태양전지의 전류리플이 발생한다면 최대 전력점 추종 기능이 저하되고 일사량 변동이나 최대 전력점 변동 시 정상적으로 추종하기 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 고효율의 새로운 최대 전력점 추종 알고리즘과 태양전지의 전류리플 감소 알고리즘을 제안하였다. 4KW급 계통연계형 태양광 인버터에 적용하여 실험한 결과 최대 전력점 추종 효율이 99.97%, 인버터 출력 효율은 97.5%, 인버터 전류의 고조파 총 왜곡률은 1.05%로 우수한 성능을 보였다. 또한 0.5초 동안 일사량을 100% -> 10%, 10% -> 100%로 급격히 변동하였을 때에도 안정된 최대 전력점 추종이 가능함을 알 수 있었다.