본 논문에서는 DC 48V 전원 공급이 가능한 600W급 PV ESS( Energy Storage system)시스템에 대하여 제안한다. PV 입력부는 100V이하의 전압 입력에서 사용할 수 있도록 3레벨 부스트(Three level boost)컨버터로 구성하였다. 배터리는 양방향 DC/DC 컨버터를 사용하였고 DC48V부는 벅 컨버터로 구성하였다. 제안한 시스템의 검증하기 위하여 시뮬레이션과 600W PV ESS 시스템을 구성 실험을 진행하였다.
지구 온난화를 대비하여 PV(Photovoltaic)를 활용하여 생산된 전기를 산업현장이나 기타 다양한 분야에 활용되고 있다. 이러한 PV 시스템은 PV 어레이를 통하여 생산된 직류 전기를 인버터(inverter) 통하여 교류 전기로 전환하여 활용하고 있다. 더욱 현재에는 PV의 가격 하락으로 그 활용도가 높아 졌고 CO2 절감을 위해 정부차원에서 적극 장려하고 있다. 본 논문에서는 이러한 PV 기반의 발전 시스템을 모니터링하기 위하여 블루투스 모듈을 이용하여 데이터 브릿지를 설계하였다. 설계된 브릿지 모듈을 통하여 태양광 인버터에 대한 정보를 모니터링 할 수 있도록 하였으며, 주변 환경에 대한 환경 정보를 안드로이드 기반의 스마트폰에서 모니터링 하도록 하였다. 이러한 스마트폰 기반으로 스마트 그리드(smart grid) 시스템을 모니터링 할 수 있는 스마트한 모니터링 시스템을 제시하고자 한다.
옥외 조명 시스템의 응용으로 두 가지 태양광설비(PV) 조명방식에 저압나트륨 램프(low pressure sodium: LPS)와 무전극 램프(electrodeless lamp)를 부하로 한 조명설비 시스템을 설계·제작·설치하며, 전지 수명을 고려한 감시 목적으로 데이터 수집에 유효한 랩뷰(Labview) 프로그램을 사용하였다. 설치된 PV 시스템에서 태양전지 배열로부터 만들어진 전원 및 그것의 최대 출력에 비교된 에너지 손실을 실험하였고, PV 시스템 개체구성 요소들의 성능을 관찰하였으며, 설치된 PV 조명방식들의 성능을 분석한 후, 태양전지 배열 음량을 줄이는 가능성에 대한 태양광 조명설비 동작특성에 대해 고찰하였다.
국내에 설치될 강구조 스타디움에 향후 신재생에너지 중 하나인 태양광 발전을 위한 PV 시스템을 적용하는 것에 따른 강재 어레이에 관한 기초 연구로 해외의 사례를 토대로 구성되었다. 연구를 진행하기 위하여 1990년대 이후 PV 시스템이 적용된 강구조 스타디움 20건을 사례 분석 대상으로 선정하였다. 선정된 20건의 강구조 스타디움을 PV 모듈을 고정하기 위하여 설치된 레일 시스템에 따라 분류해 보았다. 그 결과 격자고정방식 중 선형모듈고정방식과 지붕 통합형이 전체의 28%에 해당되는 것으로 조사되었으며 그 뒤로 레일 고정형 17%, 세로 고정방식 중 모듈그룹 고정 11% 순으로 조사되었다. 또한 스타디움 내부에는 주로 격자 고정방식 중 선형모듈 고정방식과 지붕통합형이 적용되고 있었으며 스타디움 외부나 그 외 부분에서는 앵글 브라킷으로 PV 모듈이 고정되고 있는 것으로 조사되었다.
현재의 배전계통의 전압은 변전소에서 단방향 조류를 고려하여 LCD에 의한 전압조정방법으로 ULTC 변압기의 탭을 변환하여 공급전압을 적정범위 내에서 유지되도록 운전하고 있다. 그러나 현재의 배전계통 운용은 소용량에서 대규모 용량에 이르기까지 다양한 용량의 PV 시스템이 배전계통에 연계되어 운전되는 것을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 때문에 다수의 PV 시스템이 계통에 연계되어 양방향 조류가 발생하고 이로 인해 연계점의 전압변동이 발생하여도 이를 효과적으로 조정하지 못하여 계통의 전압이 적정범위 내에서 운용되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 다수 PV 시스템의 연계에 따른 양방향 조류의 발생을 고려하고 연계점의 전압변동에 따른 계통의 전압을 효과적으로 제어할 수 있도록 실시간 감시가 이루어지는 PV 시스템의 특징을 이용하고 기존의 LDC 전압조정방법을 개선하여 PV 시스템 연계 시에도 변전소에서 계통의 전압을 적정범위 내에서 조정할 수 있는 개선된 전압조정방법을 제안하였다.
기존의 태양광 시스템은 대체로 고정된 형태로 사용되었지만 태양광 시스템의 응용분야가 확장됨에 따라 전기자동차, 웨어러블 기기 등의 이동식 태양광 시스템 또한 많이 개발되고 있다. 이동식 태양광 시스템의 경우 불균일한 태양빛에 많이 노출되며, 이러한 불균일한 태양빛은 극심한 시스템 효율 저하를 야기한다. 본 연구에서는 이러한 시스템 효율 저하 문제를 해결하기 위해 differential power processing (DPP) 컨버터를 병렬로 적용한 photovoltaic (PV) 충전 가방을 제시하였다. DPP 컨버터는 PV 충전 가방이 불균일한 태양빛에 노출되어도, 각각의 태양전지가 고유의 최대 전력점에서 작동하도록 제어하는 역할을 한다. PV 충전 가방은 4개의 태양전지로 구성되어 있으며 충분한 태양빛 아래, 5 W의 출력전력을 가질 수 있다. PV 충전 가방은 하나의 front-end 컨버터와 4개의 DPP 컨버로 구성되었으며, P-SIM 시뮬레이션과 실험을 통해 front-end 컨버터와 DPP 컨버터의 정상 작동을 입증하였다. 또한 동일한 태양빛에 노출된 경우, 기존의 연결 방법 중 하나인 병렬 배열은 1.49 W의 출력 전력을 가진 반면, DPP 시스템은 4.35 W의 출력 전력을 가져 약 3배 높은 출력 전력을 확인하였다.
The present society have been polluted the earth environment by the rapid industrial growth. So, the meaning of sustainable development is doing more important. Therefore the technology skills of sustainable architecture techniques have been studied many-side of energy as like energy saving and substitutive energy. But, See the studies until now, there have been just one system either energy saving or substitutive energy. So, the paper studies about energy saving system with substitutive energy system(the double-skin facade system with PV modules) and presents the performance of system through the analysis of reduction of the energy load, the solar radiation on the slope angle of PV module, the blind effect in system.
PV(Photovoltaic)는 일사량 및 온도에 의해 얻을 수 있는 최대 전력이 변화하고, PV의 전압에 따라 출력 전력이 변화한다. 따라서 PV를 이용한 인버터는 최대 전력점에서 동작하게 하는 최대 전력점 추정(Maximum Power Point Tracking) 제어시스템이 필요하다. 본 논문에서는 인버터 제어에 필요한 여러가지 MPPT 기능 실험이 가능하게 하는 저가형 태양전지 시뮬레이터 시스템의 제어알고리즘을 제안한다. 이 시스템은 PV의 출력특성에 따른 출력값을 설정하고, 다양한 출력특성 변화의 실시간 변화가 가능하게 하는 새로운 알고리즘을 적용하였다. 이를 통해 PV가 설치되지 않은 곳에서 인버터의 MPPT 성능 시험이 가능하며, 실제 인버터에 구현된 P&O-MPPT와 연동하여 제안된 제어기법의 타당성을 검증하였다.
본 논문은 PV시스템과 조명제어 알고리즘을 이용해 건물에너지 감소 ICT 융복합 플랫폼 개발에 관한 연구내용을 보여준다. 개발 된 ICT 플랫폼은 비 주거 건물 환경에서 전력을 절감 할 수 있으며, 건물에너지 감소를 위해 조명부하 감소에 중점을 두었다. 본 연구는 이를 위해 LED 디밍 알고리즘을 설계 및 적용하고, ESS 및 PV와의 연계를 통하여 건물에너지 절감 시스템을 제안한다. 제안 된 시스템은 ICT 융합 플랫폼과 LED제어 알고리즘으로 구성 되어 있으며 ICT 플랫폼은 계통 및 ESS 전력 제어/관리 및 모니터링을 수행하고, LED제어 알고리즘을 통해 상황인지기반 조명부하감소를 수행한다. 본 논문에서 제안 된 시스템의 연계 신뢰성을 시뮬레이터 및 에뮬레이터를 통하여 성능 분석을 하였다.
In view of global environmental problems and resource exhaustion, we must develop new energy resources that are abundant and provide substitutes for fossil fuels. Renewable energies, such as solar, are ideal because they are clean, inexhaustible, and available everywhere in the world. Photovoltaic(PV) system, in general, are operated as a stand-alone, grid-tied, or hybrid system. Many of the stand-alone PV systems are installed. Although the pre-installation cost of PV system is high, it poorly has been operated due to the absence of optimal management standards. Therefore a study on the performance of PV system is important for the system design and maintenance. In this paper a photovoltaic lighting system was resigned according to load consumption. Then a PV lighting system which used electrodeless lamp as a load was installed. In order to investigate the system operating characteristics we've added a monitoring system to the PV lighting system. The monitoring system using the LabVIEW program regularly checks the operation of the PV lighting system and records the system data. According to the system data, the stability and availability of the PV lighting system were evaluated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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