• 제목/요약/키워드: CPV solar generation

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장기 Outdoor Test를 통한 CPV와 PV 모듈의 발전량 비교분석 (A study of Comparative Analysis of CPV and PV Module through Long-term Outdoor Testing)

  • 김민수;이유리;조민제;오수영;정재학
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제5권1호
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    • pp.33-37
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    • 2017
  • Today, photovoltaic power generation mostly uses Si crystalline solar cell modules. The most vulnerable part of the Si solar cell module is that the power generation decreases due to the temperature rise. But, it is widely used because of low installation cost. In the solar market, where Si crystalline solar cell modules are widely used. The CPV (Concentrated Photovoltaic) module appeared in the solar market. The CPV module reduces the manufacturing cost of the solar cell by using non-Si in the solar cell. Also, there is an advantage that a rise in temperature does not cause a drop in power generation. But this requires high technology to install and has a disadvantage that the initial installation cost is expensive compared to normal Si solar cell module. So that we built a testbed to see these characteristics. The testbed was used to measure the amount of power generation in a long-term outdoor environment and compared with the general Si solar cell module.

구형렌즈를 적용한 CPV 모듈 발전성능 분석에 관한 연구 (A Study on the Performance Analysis for the CPV Module Applying Sphericalness Lens)

  • 정병호;김남오;이강연
    • 전기학회논문지P
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    • 제59권3호
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    • pp.293-297
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    • 2010
  • Next generation concentrating photovoltaic technologies could have a large-scale impact on world electricity production once they will become economically attractive and grid parity will be reached. Multi-junction solar cells will be characterised by a high value of the cell economical performance index if the cells were able to operate at high concentration level. Concentrating the sunlight by optical devices like lenses or mirrors reduces the area of expensive solar cells or modules, and, moreover, increases their efficiency. Accurate and reliable tracking is an important issue to maintain high the CPV system output power. Further, for high concentration CPV systems, the actual tracker cost is about 20% of the total CPV system cost. In this paper high-concentration is defined as systems using concentration ratios well above 100 times the one sun intensity and trackerlss CPV system studied. Using sphericalness lens and parallel MJ cell connection method were suggested and achieved experiment on a clear day in summer. Development of these high performance multi-junction CPV module promises to accelerate growth in photovoltaic power generation.

III-V 화합물 반도체를 이용한 고효율 집광형 태양광 발전시스템 설계 및 성능분석 (Designed and Performance Analysis of High Efficiency Concentrated Photovoltaic System using III-V Compound Semiconductor)

  • 고재홍
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제26권9호
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    • pp.33-39
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    • 2012
  • For photovoltaic power generation need certainly decreasing module's price and increasing promote efficiency technology. Almost of solar panel is on the decrease energy efficiency since 2,000. like silicone(Si) solar panel, thin film solar panel and etc. Silicone(Si) solar panel was best efficiency in 1999. It's 24%. But after that time, It didn't pass limit of energy efficiency. That's why, nowadays being issued that using III-V compound semiconductor to high efficiency of concentrating photovoltaic system for making an alternative proposal. In Korea, making researches in allied technology with III-V compound semiconductor solar panel, condenser technology, and solar tracker. but feasibility study for concentrating photovoltaic power generation hasn't progressed yet. This thesis made a plan about CPV(Concentrating Photovoltaic)system and CPV has a higher energy efficiency than PV(Photovoltaic)system in fine climate conditions from comparing CPV with using silicone(Si) solar panel to PV's efficiency test result.

고집광 태양전지의 비균등 조사에 의한 출력특성 (Output Power Characteristics of CPV Solar Cell due to Non-uniform Illumination)

  • 신구환;유광선;차원호;명로훈;김용식;강기환
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.269-274
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    • 2011
  • A solar cell is primary parts to produce electrical energy from the Sun. And, we can utilize those solar cells as a power generation system in home, factory, and so on. In order to make proper power, the solar cells are configured in series and parallel lay down. In condition of uniform illumination, the solar array will produce an enough power by photovoltaic effects from the solar cells. In case of non-uniform illumination on the solar cells, the power will be dramatically decreased compared to design. Fortunately, there were so many research outputs regarding the illumination effects on solar array. In this work, we tried to find out the non-uniform effects on unit CPV solar cell, because there were no research outputs for unit CPV solar cell considering illumination. The CPV solar cell was used in CPV system to make a power by the Sun. We chosen the triple junction solar cell of GaAsInP2Ge for simulation, which has a 30 % of conversion efficiency. By simulation, we obtained the output performance of CPV solar cells in condition of various illumination by using Hamming Window function. Its performance was degraded by 10 % to 50 % depending illumination conditions.

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반사판 적용 구형렌즈를 갖는 집광형 태양전지모듈 (Applied Spherical Lens with Reflect Mirror for the CPV module)

  • 이강연;정병호;김효진
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.83-90
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    • 2011
  • There are two main types of concentrating optical systems in use today: refractive types that use Fresnel lenses, and reflective systems that use one or more mirrors. Regardless of the chosen optical system, the result is concentrated sunlight being aimed at the sensitive face of the cell, to produce more energy from less photovoltaic material. In this paper, for the achieve trackerless CPV system, CPV module included that the spherical lens with reflect mirror makes it possible to achieve high and stable power generation performance for the high concentration photovoltaic power generation system and cope with the needs for a variety of shapes and sizes in flexible manners and that the multiple cavity assemble method greatly reduces costs. Development of these high performance multi-junction CPV module promises to accelerate growth in photovoltaic power generation.

센서와 GPS를 이용한 TMC의 구현 및 성능 분석 (TMC (Tracker Motion Controller) Using Sensors and GPS Implementation and Performance Analysis)

  • 고재홍
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.828-834
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    • 2013
  • 본 논문에서는 태양광 집광 효율 향상을 위한 많은 연구 방법 중 하나로서 태양광을 효율적으로 집광할 수 있는 TMC(Tracker Motion Controller) 시스템 구성하여 발전효율의 향상성을 갖춘 집광형 태양광 발전시스템(CPV)과 실리콘을 이용한 PV 시스템으로 실험하였다. 태양추적 발전시스템에 사용되는 마이크로프로세서는 실시간으로 태양광의 고도와 위도 각을 계산한다. 또 한 센서로부터 값을 받아들이고, 태양의 현재 위치 값을 계산하여 모터를 제어하며 중앙제어 시스템과의 통신을 하기 때문에 적용 가능성에 대한 부담이 커지고 있다. 따라서 집광형 태양광 발전시스템에 적합한 프로그램 방식과 센서방식을 혼합한 하이브리드 방식의 알고리즘 통하여 ARM코어를 내장한 TMC에 구현하였으며, 구현된 TMC를 통하여 기존 PV시스템, CPV 시스템 대비하여 국내에서의 발전효율을 비교 분석하였다. 실험결과 기존의 센서방식을 이용한 집광형 태양광 발전 시스템에 GPS통신 값을 통해 프로그램 방식의 천문학 계산에 의하여 지평좌표계에서의 태양의 방위각과 고도각을 계산하는 하이브리드 태양위치추적 방식을 실험한 결과를 보면 맑고 일사량이 높은 날에는 큰 차이를 보이진 않았다. 그러나 흐리고 맑은 날 등 일사량이 없어 센서가 태양의 위치를 추적하지 못하고 멈춘 상태에서 일정 시간이 지난 후 태양이 센서의 사각지대에서 나타나면 센서의 오류가 생길 수 있는 기후변화에서는 오히려 센서방식보다 더 우수함을 확인할 수 있었다. 태양전지의 발전효율이 높아지고 생산발전 단가가 줄이는 부분에 대한 지속적인 연구, 더불어 기후의 변화에 따른 최적의 발전 능력을 가진 TMC를 적용한 고효율 집광형 시스템에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 기대된다.

베이지안 네트워크 기반 계층적 CPV 태양광 추적 시스템 (A Hierarchical CPV Solar Generation Tracking System based on Modular Bayesian Network)

  • 박수상;양견모;조성배
    • 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.

포토센서를 이용한 태양위치 추적기의 성능분석에 관한 연구 (Performance Evaluation of a Solar Tracking PV System with Photo Sensors)

  • 정병호;조금배;이강연
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.67-73
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    • 2013
  • The conversion of solar radiation into electrical energy by Photo-Voltaic (PV) effect is a very promising technology, being clean, silent and reliable, with very small maintenance costs and small ecological impact. The output power produced by the PV panels depends strongly on the incident light radiation. The continuous modification of the sun-earth relative position determines a continuously changing of incident radiation on a fixed PV panel. The point of maximum received energy is reached when the direction of solar radiation is perpendicular on the panel surface. Thus an increase of the output energy of a given PV panel can be obtained by mounting the panel on a solar tracking device that follows the sun trajectory. Tracking systems that have two axes and follow the sun closely at all times during the day are currently the most popular. This paper presents research conducted into the performance of Solar tracking system with photosensors. The results show that an optimized dual-axis tracking system with photosensor performance and analysis. From the obtained results, it is seen that the sun tracking system improves the energy and energy efficiency of the PV panel.ti-junction CPV module promises to accelerate growth in photovoltaic power generation.

가열-냉각 사출성형 방식을 적용한 집광형 프레넬렌즈 (Heat & Cool Injection Molded Fresnel Lens Solar Concentrators)

  • 정병호;민완기;이강연
    • 전기학회논문지P
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    • 제63권4호
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    • pp.283-289
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    • 2014
  • A Fresnel lens is an optical component which can be used as a cost-effective, lightweight alternative to conventional continuous surface optics. Fresnel lens solar concentrators continue to fulfill a market requirement as a system component in high volume cost effective Concentrating Photovoltaic (CPV) electricity generation. The basic principles of the fresnel lens are reviewed and some practical examples are described. To investigate the performance space of the Fresnel lens, a fast simulation method which is a hybrid between raytracing and analytical computation is employed to generate a cache of simulation data. Injection molders are warming up to the idea of cycling their tool surface temperature during the molding cycle rather than keeping it constant. Heat and cool process are now also finding that raising the mold wall temperature above the resin's glass-transition or crystalline melting temperature during the filling stage and product performance in applications from automotive to packaging to optics. This paper deals with the suitability of Fresnel lenses of imaging and non-imaging designs for solar energy concentration. The concentration fresnel lens confirmed machinability and optical transmittance and roughness measure through manufactured the prototype.

복합식 태양광 발전 및 난방장치 개발 (Development of Hybrid Device for Photovoltaic Power Generation and Heating)

  • 이동일;백승욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권11호
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    • pp.907-914
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    • 2014
  • 본 연구는 센서식 및 프로그램식의 태양추적장치를 이용하여 집광형 태양전지의 발전효율을 증가시키는 연구를 진행하였다. 또한 집광형 태양전지에서 발생된 열은 히트파이프를 포함한 흡열기로 회수함으로써 온수나 난방에 사용할 수 있었다. 실험 결과 집광형 태양전지의 평균 전기효율은 16%, 히트파이프를 포함한 흡열기의 열효율은 62% 로 복합효율이 78%를 나타내었다. 태양위치에 따른 실시간 추적, 일몰 이후 난방장치의 동쪽방향 원상복귀, 원상복귀후 자동종료는 Simulink 프로그램으로 구현하였다. 히트파이프 유무, 집광비, 흡열기 입구 속도에 따른 집광형 태양전지 및 흡열기 온도를 해석하였으며 실험결과와 일치하였다.