• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.18-22
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• 2022

Photovoltaics (PV) power generation efficiency is affected by meteorological factors such as temperature and wind speed. In general, it is known that the power generation amount decreases because photovoltaics panel temperature rises and the power generation efficiency decreases in summer. Photovoltaics Thermal (PVT) power generation has the ad-vantage of being able to produce heat together with power, as well as preventing the reduction in power generation efficien-cy and output due to the temperature rise of the panel. In this study, the amount of heat collected by season and time was calculated for photovoltaics thermal modules using the International Weather for Energy Calculations (IWEC) data provided by the American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Based on this, we propose a method of predicting the temperature of the photovoltaics panel using thermal analysis and then calculating the flow rate of coolant to improve power generation efficiency. As the results, the photovoltaics efficiencies versus time on January, April, July, and October in Jeju of the Republic of Korea were calculated to the range of 15.06% to 17.83%, and the maxi-mum cooling load and flow rate for the photovoltaics thermal module were calculated to 121.16 W and 45 cc/min, respec-tively. Though this study, it could be concluded that the photovoltaics thermal system can be composed of up to 53 modules with targeting the Jeju, since the maximum capacity of the coolant circulation pump of the photovoltaics thermal system applied in this study is 2,400 cc/min.

• 한국기후변화학회지
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• 제1권2호
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• pp.163-177
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• 2010

본 논문은 1,185세대가 거주하고 있는 공동주택을 대상지로 하여 정부지원제도인 '태양광주택보급사업'과 '발전차액지원제도'를 각각 활용하여 PV 시스템 도입을 도입할 경우의 경제성을 비교 분석하였다. 각 시나리오별 분석 결과, 수익으로 전력판매수익 만을 고려한 경우, NPV가 보조금 지원제도는 -560백만원으로 분석되었고, 발전차액지원제도는 -87백만원으로 분석되었다. 전력판매수익과 온실가스 배출권 수익을 함께 고려한 경우에도 NPV가 보조금 지원제도는 -530백만원으로 분석되었고, 발전차액지원제도는 -57백만원으로 분석되어 모두 수익성이 없는 사업으로 나타났다. PV 시스템 도입으로 인해 회피되는 대기오염물질로 인한 사회적 편익을 함께 분석한 결과도 그 편익이 미미하여 여전히 경제성이 없는 것으로 평가된다. 할인율과 초기비용의 변동을 기준으로 민감도 분석을 한 경우, 보조금 지원제도의 경우에는 할인율을 3%까지 낮추고, 초기 설비 투자 비용을 정부 제시기준 단가인 721만원/kW에서 650만원/kW로 낮춘 것에 배출권 수익까지 포함한 경우에도 여전히 사업성이 없는 사업으로 나타났지만, 발전차액 지원 제도의 경우에는 배출권 수익을 포함하지 않고도 할인율 약 7.2%와 초기 설비투자비용 684만원/kW에서 각각 손익분기점이 되면서 수익성이 있는 사업으로 전환되어 발전차액지원제도가 PV 시스템 도입에 훨씬 유리한 것으로 나타났다. 사회적 비용을 고려한 경우에는 보조금제도를 활용한 모든 시나리오는 배출권 수익과 환경편익을 모두 포함하여도 수익성이 없는 사업으로 나타났으나, 발전차액지원제도를 활용한 시나리오의 경우에는 배출권 수입을 제외하고도 할인율 7.2%와 초기비용 686만원/kW가 각각 손익분기점이 되면서 수익성이 있는 사업으로 전환되었다. 본 연구의 결과, 할인율이 7.2% 이하가 되든지 초기 설비투자비용이 정부 제시 기준 단가보다 4.9% 낮아진다면 발전차액지원제도 하에서도 공동주택의 태양광발전시스템이 경제성을 갖는 것으로 분석되었다. 우리나라의 높은 아파트 보급률과 PV 시스템 도입으로 발생하는 긍정적인 사회적 환경적 편익을 고려하면 공동주택의 태양광 시설 설치에 대해 발전차액지원제도를 확대 지원함으로써 화석연료의 사용을 절감하고, 온실가스 배출을 줄여서 에너지자급도 제고와 기후변화에 대한 대응을 통해 녹색성장에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제2권4호
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• pp.29-37
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• 2011

종래의 배전계통에 있어서의 전력조류는 변전소에서 선로말단을 향한 단 방향이었지만, 신에너지전원(분산전원)이 연계된 배전계통의 경우에는 그 출력용량의 여부에 따라 양방향의 전력조류가 발생할 가능성이 있어, 계통운용상 여러 가지의 문제점이 야기될 수 있다. 분산전원은 대규모전원의 보완적 역할과 배전선로 상의 국부적 부하 감당 역할을 부과하여 그의 적극적 활용을 꾀하기 위해서는, 분산전원으로부터 배전계통에 전력을 공급하는 역 조류의 기능을 허용할 수 있는 양방향 보호협조방식의 체제를 확립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 분산전원 연계에 따른 보호협조 기본 방안과 부하절체 운전에 따른 보호협조 방안, 변압기결선에 따른 보호협조 방안 등에 대한 알고리즘을 제시하였다. 또한, 이론적인 계산법(대칭좌표법)과 MATLAB/SIMULINK에 의하여 실 계통에서의 양방향 보호협조에 관련된 문제점을 분석하고, 해결방안을 제시하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.41-51
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• 2016

In the stratosphere, the air is stable and a photovoltaic (PV) system can produce more solar energy compared to in the atmosphere. If unmanned aerial vehicles (UAVs) fly in the stratosphere, the flight stability and efficiency of the mission are improved. On the other hand, the weakened lift force of the UAV due to the rarefied atmosphere can require more power for lift according to the weight and/or wing area of the UAV. To solve this problem, it is necessary to minimize the weight of the aircraft and improve the performance of the power system. A regenerative fuel cell (RFC) consisting of a fuel cell (FC) and water electrolysis (WE) combined PV power system has been investigated as a good alterative because of its higher specific energy. The WE system produces hydrogen and oxygen, providing extra energy beyond the energy generated by the PV system in the daytime, and then saves the gases in tanks. The FC system supplies the required power to the UAV at night, so the additional fuel supply to the UAV is not needed anymore. The specific energy of RFC systems is higher than that of Li-ion battery systems, so they have less weight than batteries that supply the same energy to the UAV. In this paper, for a stratospheric long-endurance hybrid UAV based on an RFC system, three major design factors (UAV weight, wing area and performance of WE) affecting the ability of long-term flight were determined and a simulation-based feasibility study was performed. The effects of the three design factors were analyzed as the flight time increased, and acceptable values of the factors for long endurance were found. As a result, the long-endurance of the target UAV was possible when the values were under 350 kg, above 150 m² and under 80 kWh/kg H₂.

• 에너지공학
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• 제25권2호
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• pp.94-100
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• 2016

에너지저장장치(ESS)는 전력수급 불균형 해소, 신재생에너지의 출력안정, 주파수 조정용 등 전력공급 안정성 향상 및 효율적 전기에너지사용 등에 기여하는 중요자원으로, 전세계적으로 '23년까지 '14년 설치용량의 약 30배가 증가한 55.9GWh의 보급이 전망되고 있다. 이와 같이 급증하는 세계시장에서 국내 ESS 업계의 경쟁력 확보를 위해서는 자국내 설치실적(Track Record) 확보가 필요한데, 우리나라는 주파수 조정용(FR용(用))과 그간 지속되어 왔던 전력수급 불균형 상황에 대비하기 위한 부하이동용 중심으로 ESS를 보급하여 왔다. 하지만, 주파수 조정용의 경우 통상적으로 화력발전소 정격용량의 약 5% 범위에서 설치효용이 발생하는 것으로 평가되고 있어, 화력발전이 비약적으로 증가하지 않는 한 국내 시장의 확장성이 부족하다고 할 수 있으며, 여유로운 예비력 확보정책에 따라 부하이동용에 대해서도 보급필요성이 저하되고 있는 바, 새로운 방식의 보급확대 대상이 필요하다고 할 수 있다. 유망한 신규보급대상은 간헐적 출력의 약점은 있으나, 신기후체제 대응과 산업육성을 위해 지속적으로 추진예정인 신재생에너지와의 연계설치를 통해 신재생에너지의 출력을 안정화 하고, 신재생에너지 발전량의 계통투입시기 조절을 통한 이산화탄소 저감효과를 기대할 수 있는 분야라고 할 수 있다. 본 연구에서는 향후 에너지정책의 최대 화두인 신기후체제 대응을 위한 온실가스 감축수단을 활용할 수 있도록, 태양광 연계형 ESS 충방전모드를 온실가스 저감효과를 고려토록 설계한 후, 투자유도를 위한 REC 가중치 산정방법에 대한 정책대안을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.534-548
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• 2021

서울 시내를 비롯한 국내 곳곳에 채굴이 종료된 다수의 폐채석장이 존재한다. 폐채석장은 낙석 등의 안전 문제와 공간 활용도 문제로 인해 항상 개발 대상 구역으로 거론되는데, 폐채석장 인근에 현재 국가적 지원을 받는 태양광 에너지 발전 가능성을 살펴보았다. 본 연구는 사당 IC 인근 폐채석장 부지를 대상으로, 사면에 직접 부착하는 방식과 낙석 방지 시설에 부착하는 방식 등 두 가지 상황에 대해 각각 분석했다. 관련 안전 기준 및 사례가 없어 지형 정보와 적절한 가정을 통해 사면에 직접 설치하는 태양광 패널에 대한 발전 잠재량을 추산했다. ArcGIS로 나타낸 DEM(Digital Elevation Model) 등 지형 고도 정보로부터 실제 폐채석장 절개면 부위의 표면적을 Python 프로그래밍을 통해 연산하여 설치 가능한 패널 용량과 각도를 계산하였다. 또, 낙석 방지 시설에 태양광 조사 방향으로 태양광을 설치하는 상황을 가정하여 가상의 방지벽에서의 발전 잠재량을 분석해보았다. 두 가지 방식의 발전량 도출은 모두 재생에너지 발전량 분석 프로그램 SAM(System Advisor Model)을 통해 진행되었다. 본 연구는 자원 생산이 끝난 폐채석장이 다시 한번 재생에너지 자원 생산지로 활용될 가능성을 보여준다.

• 에너지공학
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• 제22권4호
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• pp.327-332
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• 2013

일본 연구에서는 열충격 시험을 통한 태양전지의 파괴모드에 따른 전기적 특성을 분석하였다. 시편은 Photovoltaic Module을 만들기 전 3 line Ribbon을 Tabbing한 단결정 Solar Cell을 제작하였다. 열충격 시험 Test 1의 온도조건은 저온 $-40^{\circ}C$, 고온 $85^{\circ}C$, Test 2는 저온 $-40^{\circ}C$, 고온 $120^{\circ}C$에서 Ramping Time을 포함하여 각각 15분씩, 총 30분을 1사이클로 500사이클을 각각의 조건으로 수행하였다. 열충격 시험 후 Test 1에서는 4.0%의 효율 감소율과 1.5%의 Fill Factor 감소율을 확인하였으며, Test 2에서는 24.5%의 효율 감소율과 11.8%의 Fill Factor 감소율을 확인하였다. EL(Electroluminescence)촬영 및 단면을 분석한 결과, Test 1과 Test 2 시편 모두 Cell 표면 및 내부에서의 Crack이 발견되었다. 하지만, Test 2의 시험이 Test 1보다 가혹한 온도조건의 시험으로 인해 Test 1에서 나타나지 않았던, Cell 파괴를 Test 2에서 확인하였다. 결국, Test 1에서 효율의 직접적인 감소 원인은 Cell 내부에서의 Crack이며, Test 2에서는 Cell 내부에서의 Crack 및 Cell 파괴로 인한 Cell 자체의 성능저하로 효율이 크게 감소한다는 것을 본 실험을 통하여 규명하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권1호
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• pp.11-18
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• 2017

In order to maintain customer voltages within the allowable limit($220{\pm}13V$) as much as possible, tap operation strategy of SVR(Step Voltage Regulator) which is located in primary feeder, is widely used for voltage control in the utilities. However, SVR in nature has operation characteristic of the delay time ranging from 30 to 150 sec, and then the compensation of BESS (Battery Energy Storage System) during the delay time is being required because the customer voltages in distribution system may violate the allowable limit during the delay time of SVR. Furthermore, interconnection of PV(Photovoltaic) system could make a difficultly to keep customer voltage within the allowable limit. Therefore, this paper presents an optimal coordination operation algorithm between BESS and SVR based on a conventional LDC (Line Drop Compensation) method which is decided by stochastic approach. Through the modeling of SVR and BESS using the PSCAD/EMTDC, it is confirmed that customer voltages in distribution system can be maintained within the allowable limit.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권6호
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• pp.2138-2145
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• 2017

A hybrid system combining renewable technologies with diesel generators is a promising solution for rural electrification. Myanmar has many renewable energy resources, and many regions that cannot be supplied with electricity from the main grid. Therefore, in this study, we select a village in Myanmar, which is located far away from the substation, and evaluate the economic feasibility of a hybrid system for the village considering the specific local conditions and resource availability. We consider a hybrid system composed of a photovoltaic source, diesel generator, battery energy storage system, and converter. The load profiles of the household data from the village, and the solar radiation profiles are determined. The advantages of the hybrid system, in terms of cost, reliability, and environmental effects are analyzed through simulations using commercial software. The simulation results show that, for the selected village in Myanmar, a hybrid system with battery energy storage can reduce the cost and greenhouse gas emissions while maintaining reliability. We also obtain an optimized design in terms of the component size for the selected hybrid system with battery energy storage.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.23-30
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• 2003

본 논문에서는 계통과 원활히 동작할 수 있는 계통 연계형 태양광 발전시스템에 대한 특성을 해석하고 이론을 바탕으로 제작된 실 시스템을 적용$.$운용시 시스템의 운전특성 및 발전량을 비교 분석하였다. 그 결과로서 구조적인 문제점과 관리적인 문제점을 도출하고, 이러한 문제점에 대한 대책으로서 설치될 장소의 장기적인 일사량 측정 데이터수집을 동하여 최적의 일사량을 얻을 수 있는 지역설정과 최적의 설치형태를 설계함으로서 발전효율을 높일 수 있다. 또한, 운영시스템 및 모니터링 관리가 현행의 OS시스템으로서는 해결이 불가능한것을 전용의 OS개발과 데이터 백업 시스템을 구축함으로서 실 시스템 운용상의 문제점을 해결할 수 있었다.