태양광발전시스템이 갖고 있는 전기적 출력특성이 일사량과 온도의 변화에 따라 크게 변화되므로 동일조건에서의 재현 또는 재실험이 불가능한 단점으로 실험적 분석에 대한 어려운 문제점을 갖고 있다. 태양광발전시스템의 실증적인 연구를 위하여 기후조건의 변화에도 실제 태양전지의 출력특성을 나타낼 수 있는 가상구현 시스템이 필요한데 이를 구현하기위한 기존의 이론적 모델은 온도와 일사량이 동시에 변화할 때 나타내지 못하는 약점이 있어 이론 보완하는 모델 연구가 우선적으로 필요하다. 따라서 본 논문에서는 태양전지 특성을 가상구현 할 수 있는 새로운 수학적 모델을 제안하였고 연구자가 원하는 특정조건이나 임의의 일사량과 온도에 대한 태양전지 특성을 가상구현 할 수 있음을 이론적 검토 및 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 또한 새로운 모델을 검증하기 위하여 태양전지 제조사의 데이터를 바탕으로 가상구현 태양전지 시스템을 실험해 비교해본 결과 최대전력점과 개방전압사이에서 5[%] 미만의 오차를 보여 태양전지 가상구현 시스템에 적용 타당성을 보였다.
In this paper, a remote monitoring system of wind-photovoltaic hybrid generation system using mobile phone and internet has been developed. Many kinds of data can be acquired, analyzed and saved automatically by this system. The hybrid system is composed of 1[kW] PV with DC/DC converter, battery banks and 5[kW] wind power system with power inductor and AC/DC converter. In addition, wind monitoring sensors, voltage and current meters, current transformers and potential transformers are used as accessory instruments. All of these signals are fed into DAQ (Data Acquisition) board after converting the data which have been processed by many types of converters, dividing circuits and signal conditioning circuits. These data can not only be displayed on a computer, transmitted using the server program to remote computer and saved on a computer as a file day by day but also be sent as a CDMA message. The monitored-data can be downloaded, analyzed and saved from server program in real-time via mobile phone or internet at a remote place. All of the programs were designed with LabVIEW software.
Recently, In the production line of batteries, charge and discharge tests are essential to verify battery characteristics. In this case, the battery charging uses a unidirectional AC/DC converter capable of output voltage and current control, and the discharge uses a resistive load. Since this method consumes energy during discharge, it must be replaced with a bi-directional AC/DC converter system capable of charging and discharging. Although it is difficult to replace the connected inverter part of the bi-directional AC/DC converter system due to the high cost, the spread of the solar-connected inverter rapidly increases as the current solar supply business is activated, and thereby the solar-connected type Inverter prices are plunging. If it can be used as a power converter for battery discharge without program modification of the solar-powered inverter, it will have competition. In this paper, propose a new battery discharge system using a combination of a photovoltaic DC/DC simulator and photovoltaic PCS using a battery to be used as a power converter for battery discharge without program modification of a low-cost photovoltaic inverter. In addition, propose an optimal solar characteristic curve for the stable operation of PCS. The validity of the proposed system was verified using a 500[W] class solar DC/DC simulator and a solar PCS prototype.
최근 정부의 녹색성장 정책에 의해 배전계통에 태양광, 풍력발전 등과 같은 분산전원의 보급률이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. 이러한 분산전원의 설치가 급증함에 따라 기존 배전계통의 조류흐름은 단방향(One-direction)에서 양방향(Bi-direction)으로 변화되고 고장전류의 증 감이 발생하는 등, 다양한 변화가 생겨 배전계통의 운용상에 여러 가지 문제점들이 발생할 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 분산전원의 배전계통 연계에 따른 보호기기의 정정 및 양방향 보호협조검토가 가능한 보호협조 평가알고리즘을 제안하고, 그 알고리즘을 바탕으로 양방향 보호협조 평가시스템을 제작하였다. 또한 평가시스템을 이용하여 배전계통을 모델링하고 분산전원 연계 시 보호기기들 사이의 보호협조를 검토하여, 분산전원이 연계된 경우 배전계통에 발생할 수 있는 기술적인 문제점들을 분석하여 그 방안을 제시하였다.
Beside several advantages, the PV power generation as a clean energy source, is still below the supply level due to high power generation cost. Therefore, the interest in fabricating low-cost thin film solar cells is increasing continuously. $Cu_2O$, a low cost photovoltaic material, has a wide direct band gap of ~2.1 eV has along with the high theoretical energy conversion efficiency of about 20%. On the other hand, it has other benefits such as earth-abundance, low cost, non-toxic, high carrier mobility ($100cm^2/Vs$). In spite of these various advantages, the efficiency of $Cu_2O$ based solar cells is still significantly lower than the theoretical limit as reported in several literatures. One of the reasons behind the low efficiency of $Cu_2O$ solar cells can be the formation of CuO layer due to atmospheric surface oxidation of $Cu_2O$ absorber layer. In this work, atomic layer deposition method was used to remove the CuO layer that formed on $Cu_2O$ surface. First, $Cu_2O$ absorber layer was deposited by electrodeposition. On top of it buffer (ZnO) and TCO (AZO) layers were deposited by atomic layer deposition and rf-magnetron sputtering respectively. We fabricated the cells with a change in the deposition temperature of buffer layer ranging between $80^{\circ}C$ to $140^{\circ}C$. Finally, we compared the performance of fabricated solar cells, and studied the influence of buffer layer deposition temperature on $Cu_2O$ based solar cells by J-V and XPS measurements.
In this study, we fabricated light-weight solar module for various applications such as building integrated photovoltaics (BIPV), vehicles, trains, etc. Ethylene tetra fluoro ethylene (ETFE) film was applied as a material to replace the cover glass, which occupies more than 65% of the weight of the PV module. Glass fiber reinforced plastic (GRP) was applied to the ones with a low durability by replacing the cover glass to ETFE. Moreover, to achieve a high solar power conversion in this study, we applied a shingled design to weight reduced solar modules. The shingled module with GRP shows 183.7 W of solar-to-power conversion, and the output reduction rate after weight load test was 1.14%.
As the material aging of nuclear power plants has been progressing in domestic and overseas, crack growth becomes one of the most important issues. In this respect, the crack growth assessment has been considered an essential part of structural integrity. The crack growth assessment for nuclear power plants has been generally performed based on ASME B&PV Code, Sec. XI but the idealization of crack shape and the conservative solutions of stress intensity factor (SIF) are used. Although finite element analysis (FEA) based on iterative crack growth analysis is considered as an alternative method to simulate crack growth, there are yet no guidelines to model the crack-tip spider-web mesh for such analysis. In this study, effects of various meshing factors on FE SIF calculation are systematically examined. Based on FEA results, proper criteria for spider-web mesh in crack-tip are suggested. The validation of SIF calculation method through mapping initial stress field is investigated to consider initial residual stress on crack growth. The iterative crack-tip modeling program to simulate crack growth is developed using the proposed criteria for spider-web mesh design. The SIF results from the developed program are validated by comparing with those from technical reports of other institutes.
Expanding the supply of BIPV is crucial to strengthening the competitiveness of the photovoltaic industry and achieving Nationally Determined Contributions through the zero-energy building mandatory policy. BIPV is a technology that integrates into the building envelope to generate electricity and provide functions as a building material. It is suitable for domestic environments with many high-rise buildings due to the narrow land area and urbanization. To expand the supply of BIPV, economics, safety, and aesthetics must be ensured. In this study, a color BIPV module with a color PET film applied as a front material was manufactured for aesthetic and economic feasibility. The relationship between power output and transmittance according to color was analyzed. By analyzing the power output of the module and the transmittance of the film, the wavelength band (transmittance reduction band) that has the greatest effect on efficiency was analyzed regarding the color of the film. The red film showed the narrowest transmittance reduction band and the lowest degree of decrease in transmittance, making it ideal for minimizing the efficiency decrease rate compared to existing ones.
Yousuf, Hasnain;Khokhar, Muhammad Quddamah;Zahid, Muhammad Aleem;Kim, Jaeun;Kim, Youngkuk;Cho, Eun-Chel;Cho, Young Hyun;Yi, Junsin
Current Photovoltaic Research
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제8권3호
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pp.67-78
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2020
A novel energy production system which has fascinated a wide consideration because of its several benefits that are called floating photovoltaic technology (FPVT). The FPVT system that helps to minimize the evaporation of water as well as an increase in energy production. For the research purposes, both electrical and mechanical structure requires studying of these systems for the development of FPVT power plants. From different points of views, numerous researches have been directed on FPVT systems that have evaluated these systems. The present research article give a logical investigation and up to date review that shows the different features and components of FPVT systems as an energy production system is offered. This articles reviewing the FPVT that gets the attention of the scientists who have the investigational stage and involuntary inspection of FPVT systems in addition to influence of implementing these systems on the water surface. Also, a comprehensive comparison has been constructed that shows the cons and pros of various types of solar systems that could be installed in various locations. In this review, it has been found that solar energy on the roof of a dwelling house generally has a power of 5 to 20 kW, while the inhabitants of commercial buildings generally have a power of 100 kW or more. The average power capacity of a floating solar panel is 11% more of the average capacity of a solar panel installed on the ground. Studies show that 40% of the water in open reservoirs is lost through evaporation. By covering only 30% of the water surface, evaporation can be reduced by 49%. The global solar panel market exceeds 100 GW and the capacity of 104 GW will bring the annual growth rate to 6%. In 2018, the world's total photovoltaic capacity reached 512 GW, an increase of 27% compared to the total capacity and about 55% of the renewable resources newly created that come from photovoltaic systems. It has been also predicted by this review that in 2025 the Solar technology including the FPVT system will increase by 7.38% that is 485.4 GW more of today installed power worldwide.
후쿠시마 사태 이후 형성된 원전에 대한 부정적인 여론은 몇몇 국가에서 '탈원전'이라는 정책으로 표출됐다. 한국도 문재인 정부가 들어서면서 원전의 비중을 단계적으로 낮추는 에너지 정책 전환 계획을 발표했다. 이로써 기후변화와 에너지 안보라는 두 가지 문제를 동시에 해결할 주요 에너지원으로 꼽혔던 원전 사용에 제한이 발생했다. 이 연구는 원전의 단계적 폐쇄를 주요 내용으로 하는 에너지 정책 전환 이행과 기후변화체제라는 상황 속에서 2016년부터 2030년까지 한국의 최적전력구성비를 찾는 것이 목적이다. 최적전력구성비는 시간당 전력수요와 INDC를 최소비용으로 만족하는 구성비를 의미한다. 이 연구에서는 선형계획법을 통해 에너지 정책 전환을 이행하는 시나리오와 원전을 2017년 수준으로 유지하는 시나리오로 나누어 비용을 비교분석했다. 그 결과 두 시나리오 모두 풍력은 2018년부터 꾸준히 증가하는 반면 태양광은 2021년부터 경제성을 갖춰 발전량이 대폭 늘어났다. 한편 총 비용은 에너지 전환 시나리오가 약 56조원으로 원전 유지 시나리오에 비해 약 5.5조원 더 비싼 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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