• 제목/요약/키워드: Photovoltaic (PV) System

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EV용 이동형 전원공급장치의 구현 및 경제성 평가에 관한 연구 (Implementation and Economic Evaluation of Movable Power Supply Device for Electric Vehicle)

  • 최성문;한병길;이후동;김미영;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.77-86
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    • 2020
  • 기존의 고정형 EV(electric vehicle) 충전기는 이용률이 증가하게 되면 충전 인프라 설비 부족으로 인해 사용자의 충전 대기시간이 길어지는 불편함이 발생할 수 있고, EV 충전기를 증설하는 경우, 배전선로(지중) 증설비용 및 선로의 전압강하로 인한 전력품질 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점을 해결하고, EV 충전기 부족으로 인한 불편함을 해결할 수 있는 EV용 이동형 전원공급장치(movable power supply device, MPSD)를 제안한다. 제안한 MPSD는 태양광전원부, 에너지저장부, EV용 충전기부, 감시제어부로 구성되고, 사용자의 환경요소에 따라 MPSD를 유연하게 이용할 수 있도록 3가지 운용모드로 나눌 수 있다. 또한, 경제성 평가 모델링을 비용요소와 편익요소로 구분한다. 여기서, MPSD의 비용요소로는 태양광전원부, 에너지저장부, EV 충전기부, 감시제어부의 설비비용과 기존의 EV 충전기 설비비용, 배전선로 증설비용, 기존의 EV 충전기 운용비용등의 편익요소로 구성되며, 이를 바탕으로 현재 가치 환산법을 사용하여 경제성을 평가한 결과, MPSD가 기존의 고정형 EV 충전기보다 유리함을 알 수 있었고, 설치지점의 거리에 따라 편익이 크게 좌우함을 확인하였다.

실측데이터를 이용한 저에너지주택의 에너지성능평가 (Energy Performance Evaluation of Low Energy Houses using Metering Data)

  • 백남춘;김성범;오병칠;윤종호;신우철
    • 설비공학논문집
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    • 제27권7호
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    • pp.369-374
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    • 2015
  • This study analyzed analyzes the energy performance of six houses in Daejeon completed which were built in 2011. Observed The observed houses, which were all designed and constructed inof the same size and structure, are were highly insulated with triple Low-E coating windows; the insulation level of the walls is was $0.13W/m^2K$ and that of the roof is was $0.10W/m^2K$. As electric houses, all of the energy supplied to the houses, including for cooking, is was supplied by electricity. A and 3~4 kWp of photovoltaic system and a 3~5 kW of ground source heat pump (GSHP) were installed in each house tofor providing provide space heating/and cooling and hot water are installed. We constructed a Web-based remote monitoring system in order to understand energy consumption and the dynamic behavior of the energy system. T, and the results of our metering data analysis of 2013 are as follows. First, the annual residential energy consumption is was 4,400 kWh (${\sigma}=1,209$) and GSHP energy consumption is was 5,182 kWh (${\sigma}=1,164$). Second, residential energy consumption ranked highest in average energy usage, with at 45% of the total, followed by heating with at 30%, hot water supply with at 17% and cooling with at 6%. Third, the average energy independence rate is was 51.8%, the GFA (Gross gross floor area) criteria average energy consumption unit is was $48.7kWh/m^2yr$ (${\sigma}=10.1$), and the net energy consumption unit (except the energy yield of the PV systems) is was $24.7kWh/m^2yr$ (${\sigma}=8.8$).

확률론적 방법론을 이용한 마이크로그리드(MG)의 에너지 저장장치(ESS) 최소 필요용량 및 투자시점 결정방법 (A Study on the Method to Evaluate Minimum Capacity of Energy Storage System(ESS) for Micro Grid(MG) Design)

  • 이재걸;신정훈;남수철;백승묵
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권8호
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    • pp.40-47
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    • 2010
  • Micro Grid(MG)는 새로운 개념의 전력시스템으로 Smart Grid 기술의 일환으로 관심을 받고 있다. 기본적인 MG의 개념은 신/재생에너지를 포함한 분산전원의 도입 및 효율적인 계통운영이지만 여기에는 전력공급의 신뢰성과 경제성이 배제될 수 없는 요소임은 확실하다. MG라는 새로운 계통의 개념을 도입하는데 있어서 기존 전력계통(Utility Grid)과의 간섭, 신뢰도 및 전력품질의 문제들이 해결해야 하는 숙제로 떠오르고 있는데 이에 대한 대안 중 하나가 에너지저장기술이다. 그러나 본 기술은 아직까지는 초기투자비 및 운영유지비가 매우 높은 수준이기 때문에 MG의 설계에 있어서 신뢰도와 경제성을 함께 고려한 Energy Storage System(ESS)의 설치방법이 필요로 된다. 이에 본 논문에서는 공급신뢰도기준을 충족할 수 있는 ESS의 최소필요용량 및 적정투자시점을 결정하는 확률론적 방법을 제안하고 이에 대한 사례연구를 수행하였다.

분산전원이 연계된 배전계통에 보호협조기기 평가시스템의 최적운용에 관한 연구 (A study on Optimal Operation of Protection Coordination Devices Evaluation System in Distribution System with Distributed Sources)

  • 지성호;송방운;김병기;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.2971-2978
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    • 2013
  • 최근 배전계통은 정부의 녹색성장 정책으로 태양광, 풍력발전 등과 같은 분산전원의 보급률이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. 이러한 분산전원의 연계로 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 보호협조 검토가 가능한 보호협조 평가알고리즘과 실제의 사고전류 값을 이용한 개선된 T-C곡선 알고리즘을 제안하고, 이 알고리즘을 바탕으로 양방향 보호협조 평가시스템을 개선하였다. 또한 평가시스템을 이용하여 배전계통을 모델링하고, 분산전원 연계 시 보호기기들 간의 보호협조를 검토하여, 분산전원이 연계된 경우 배전계통에 발생할 수 있는 기술적인 문제점들을 분석하여 그 방안을 제시하였다.

Impacts of green technologies in distribution power network

  • Suwanapingkarl, Pasist;Singhasathein, Arnon;Phanthuna, Nattaphong;Boonthienthong, Manat;Srivallop, Kwanchanok;Ketken, Wannipa
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제3권1호
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    • pp.90-100
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    • 2015
  • Green technologies such as renewable energy resources, Electric Vehicles and Plug-in Hybrid Electric Vehicles (EVs/PHEVs), electric locomotives, etc. are continually increasing at the existing power network especially distribution levels, which are Medium Voltage (MV) and Low Voltage (LV). It can be noted that the increasing level of green technologies is driven by the reduction emission policies of carbon dioxide ($CO_2$). The green technologies can affect the quality of power, and hence its impacts of are analysed. In practical, the environment such as wind, solar irradiation, temperature etc. are uncontrollable, and therefore the output power of renewable energy in that area can be varied. Moreover, the technology of the EVs/PHEVs is still developed in order to improve the performance of supply and driving systems. This means that these developed can cause harmonic distortion as the control system is mostly used power electronics. Therefore, this paper aims to analyse the voltage variation and harmonic distortion in distribution power network in urban area in Europe due to the combination between wind turbine, hydro turbine, photovoltaic (PV) system and EVs/PHEVs. More realistic penetration levels of SSDGs and EVs/PHEVs as forecasted for 2020 is used to analyse. The dynamic load demands are also taken into account. In order to ensure the accurate of simulation results, the practical parameters of distribution system are used and the international standards such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) standards are also complied. The suggestion solutions are also presented. The MATLAB/Simulink software is chosen as it can support complicate modelling and analysis.

태양광 추진 항공기의 초기 사이징을 위한 에너지 균형 및 구속조건 연구 (Energy Balance and Constraints for the Initial Sizing of a Solar Powered Aircraft)

  • 황호연;남태우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.523-535
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    • 2012
  • 태양광 추진 항공기는 감시, 지구 모니터링, 통신 등에 대기 오염 없이 그리고 가까운 장래에 인공위성과의 가격 경쟁력까지 갖추게 될 수 있어 미래의 고고도 장기체공 임무수행을 위해 더욱더 그 중요성이 증대되고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 태양광 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 다양한 동력 시스템 구성품들이 태양광 추진 장기 체공 항공기의 사이징에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 에너지 균형 및 구속조건 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 동력 생성과 연료전지의 재생 에너지 저장을 위한 광전지 모듈을 동력 시스템 구성품으로 고려하였다. 또한 본 연구 결과를 검증하기 위해 고고도 무인기에 이 새로운 사이징 기법을 적용하여 결과를 제시하였다.

태양광 발전 시스템의 발전량 및 이용률 변화 (Change of Amount of Power and Utilization Rate for Photo-Voltaic System)

  • 황미용;이순형;최용성
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제36권4호
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    • pp.403-407
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    • 2023
  • In this paper, in order to investigate the efficiency of solar power generation system operation, we have studied operation cases such as generation amount, utilization rate, and generation time, and the following conclusions were obtained. The amount of power generation in 2017 was 1,311.48 MWh, and the amount of power generation in 2018 was 1,226.03 MWh. In 2021, 1,184.28 MWh was generated, and 90.30% compared to 2017, and the amount of power generation decreased by 1.94% every year. The deterioration of photovoltaic modules could be seen as one cause of the decrease in power generation. 1,977.74 MWh was generated in the spring, and 1,621.77 MWh was generated in the summer. In addition, 1,478.87 MWh was generated in the fall, and 1,110.55 MWh was generated in the winter, showing a lot of power generation in the order of spring, summer, fall, and winter. From 2017 to 2022, the seasonal utilization rate, daily power generation time, and daily power generation were investigated, and it could be seen that the spring utilization rate varies from 19.29% to 16.99%. It could be seen that the daily generation time in winter decreased from 2.67 hours to 2.13 hours, and in spring it generated longer than spring from 4.63 hours to 4.08 hours. In addition, the daily power generation in winter also decreased from 2.67 MWh to 2.13 MWh, and in spring it decreased from 4.63 MWh to 4.08 MWh, but it could be seen that it is more than in winter.

산업단지 내 CHP Hybrid System 최적화 모델에 관한 연구 (Optimization Process Models of Gas Combined Cycle CHP Using Renewable Energy Hybrid System in Industrial Complex)

  • 오광민;김래현
    • 에너지공학
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    • 제28권3호
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    • pp.65-79
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    • 2019
  • 본 연구는 산업단지 내 Gas Combined Cycle CHP와 연계 가능한 신재생에너지원을 조합하여 최적의 설비용량을 산정하고자 하였다. 특히 2013~2016년도 에너지사용계획 협의 대상 산업단지 중 집단에너지 공급대상 지역지정 연료사용량 요건은 연간 3.8만 TOE로 미달되지만, 열밀도가 $92.6Gcal/km^2{\cdot}h$로 높은 세종첨단일반산업단지를 연구 대상으로 하였다. 그리고 신재생에너지 Hybrid System 경제성 분석 프로그램인 HOMER Pro를 이용하여 연료전지와 태양광발전을 연계한 FC-PV Hybrid CHP System의 최적화 운영 모델에 대해 분석하였다. 또 CHP의 주 공급 에너지원인 열에너지에 있어, 열수요량 뿐만 아니라 우점 업종에 대한 열수요 패턴을 분석하여 연구의 신뢰도를 높이고자 하였으며, 경제성 분석을 추가하여 상대적 편익을 비교하고자 하였다. 연구 결과, 신규 조성 중인 세종첨단일반산업단지의 전체 간접열 수요는 연간 378,282 Gcal이며, 이중 제지업종이 연간 293,754 Gcal인 약 77.7%를 우점하고 있었다. 산업단지 전체 간접열 수요에 대해 단일 Combined Cycle CHP의 최적 설비용량은 30,000 kW로, 이때 열생산은 CHP가 275,707 Gcal, 72.8 %를 분담하고, 첨두부하보일러 PLB가 103,240 Gcal, 27.2 %를 분담하는 것으로 분석되었다. 그리고 CHP와 연료전지, 태양광 조합에서는 최적 설비용량이 각 30,000 kW, 5,000 kW, 1,980 kW이며, 이때 열생산은 Combined Cycle CHP가 275,940 Gcal, 72.8%, 연료전지가 12,390 Gcal, 3.3%, PLB가 90,620 Gcal, 23.9%를 분담하였다. 여기서 CHP 용량이 감소하지 않은 것은, CHP 용량 감소에 따른 부족한 열 생산량에 대해 PLB의 과다한 운전이 요구되는 경제적이지 못한 대안이 도출되었기 때문이었다. 한편 우점 업종인 제지업종의 간접열 수요에 대해서는 Combined Cycle CHP, 연료전지, 태양광 조합의 최적 설비용량은 25,000 kW, 5,000 kW, 2,000 kW로, 이때 열생산은 CHP 225,053 Gcal, 76.5%, 연료전지 11,215 Gcal, 3.8%, PLB가 58,012 Gcal, 19.7%를 분담하는 것으로 분석되었다. 그러나, 현행 전력시장 및 가스시장에서의 경제성 분석결과는 모두 투자비 회수가 불가능한 것으로 확인 되었다. 다만, 우점 업종인 제지 업종만을 대상으로 CHP와 연료전지, 태양광을 조합한 CHP Hybrid System이 단일 CHP System에 대해 연간 약 93억원의 경영여건을 개선시킬 수 있음을 확인하였다.

음영지역 발생으로 인한 태양광 발전손실 최소화를 위한 모듈부착형 전력보상기술에 관한 연구 (A Study on Module-based Power Compensation Technology for Minimizing Solar Power Loss due to Shaded Area)

  • 김영백;송법성
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.539-546
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    • 2018
  • 최근 태양광발전시장이 급격히 증가하면서 태양전지 모듈 출력 최소화를 위한 연구에 관심이 집중되고 있다. 태양광 발전에서 부정합이 발생하면 옵티마이저의 역할이 중요하다. 기존의 시스템에서는 중앙 집중형 인버터 방식과 직렬형 마이크로인버터방식을 주로 사용되고 있다. 본 논문에서는 기존의 시스템 구성방식과 부정합으로 인한 발전효율 손실 문제를 분석하였다. 또한 음영으로 인한 부정합이 발생하게 되면 이를 개선할 수 있는 모듈 부착형 전력보상방식을 제안하였다. 제안한 모듈 부착형 옵티마이저를 구현하여 기존의 운영방식과 비교, 분석한 결과 제안한 운영방식의 효율이 크게 향상됨을 확인하였다.

분산전원이 연계된 배전계통에서 보호협조기기의 운용특성에 관한 연구 (Operating Characteristics of Protection Coordination Devices in Distribution System interconnected with Distributed Generation)

  • 김소희;지성호;김선영;노대석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.35-45
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    • 2011
  • 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.