Generation of electrical energy faces many problems today. Solar power converters were used to convert the electrical energy from the solar arrays to a stable and reliable power source. The object of this paper is to analyze and design DC-DC converters in a solar energy system to investigate the performance of the converters. A DC-DC converter can be commonly used to control the power flow from solar cell to load and to achieve maximum power point tracking(MPPT), DC-AC converter can also be used to modulate the DC power to AC power being applied on common utility load. A DC-DC converter is used to boost the solar cell voltage to constant 360(V) DC link and to ensure operation at the maximum power point tracking, If a wide input voltage range has to be covered a boost converter is required. In this paper, author described that simulation and experimental results of PV system contain solar modules, a DC-DC converter(boost type chopper), a DC-AC converter (3-phase inverter) and resistive loads.
도서 지역과 같은 환경에서 기존 상용 독립계통 디젤 발전기에서 소모되는 화석연료를 저감하기 위해 독립계통 용량의 40% 이상을 부담하는 태양광발전시스템의 개발이 필요하다. 이러한 개발을 위해 우선적으로 도서 지역에 설치된 독립계통의 안정성을 향상시키고 고품질의 전력을 부하에 공급해줄 수 있는 대용량 인버터 개발이 필요하다. 또한, 독립계통 태양광 발전시스템을 위한 EMS용 발전제어 시스템은 태양광 발전원 계통과 연계된 디젤 발전기의 병렬운전 전력제어시스템으로서 부하율과 태양광발전에 따른 디젤 발전기 출력을 제어하여 해당 부하에 전력을 안정적으로 공급하는 시스템이 필요하다. 이러한 독립계통형 태양광 발전시스템으로 인해 독립계통 지역에 대한 태양광 보급 확대 및 독립계통의 전력안정도를 증가시킬 수 있으며 독립계통의 유 무효 전력 제어에 따른 화석연료 사용 저감이 추가적으로 기대되며, PCS 사용률의 증가로 경제성 조기 확보를 기대할 수 있다.
산업의 급격한 발전은 화석에너지의 고갈을 야기하였고, 이러한 이유로 화석연료를 대체하기 위한 에너지로 태양광에너지가 각광받기 시작하였다. 하지만 기술발전에 있어 전체적인 연구방향 및 향후 연구 방향에 대한 논의가 부족하였다. 이에 보다 효과적인 기술개발을 위해 특허 데이터와 논문 데이터를 활용하여 태양광 에너지의 기술 동향을 파악하고 논의를 진행하였다. 분석방법으로는 토픽 모델링과 텍스트 마이닝을 활용하여 1997년도부터 2015년까지의 데이터를 토대로 기술 동향과 연구의 방향성에 대하여 분석한다. LDA알고리즘을 통하여 토픽을 선정하고, 선정된 기술 범주에 포함된 키워드의 증가량을 살펴보고, 태양광 기술의 발전방향에 대하여 분석하였다. 태양광 발전 기술에 대한 연구는 꾸준히 진행될 것으로 예상되며, 특히 고효율화 및 고성능화 기술에 대하여 집중적으로 연구가 이루어질 것으로 분석된다. 향후 연구로는 해외의 특허데이터와 다양한 논문데이터를 추가하여 연구를 진행할 수 있을 것이다.
In this paper a maximum power point tracking(MPPT) techniques for power of PV(photovoltaic) systems are presented using boost converter for a connected single phase inverter. On the basic principle of power generation for the PV module, algorithms for maximum power point tracking are described by utilizing a boost converter to adjust the output voltage of the PV module. Based on output power of a boost converter, single phase inverter uses predicted current control to control four IGBT's switch in full bridge. Furthermore a low cost control system for solar energy conversion using the DSP is developed, based on boost converter to adjust the output voltage of the PV module. The effectiveness of the proposed inverter system is confirmed experimentally and by means of simulation. Finally, experimental results confirm the superior performance of the proposed method.
Solar array simulator (SAS) is essential equipment in testing and evaluating the power processing performance of a power conditioning system. However, the nonlinearity in the current(I)-voltage(V) characteristic makes the control loop design of SAS a challenging task. Conventionally, only the inner loop is usually considered in the control design approach. However, this study proves that the reference generation loop also interacts with the inner loop and plays a key role in the overall performance of the SAS. In this paper, the performance of voltage-mode control and impedance control, which are two of the most popular architectures for the SAS system, are reviewed and compared by multi-loop analysis.
파리기후협정에 따른 온실가스 자발적 감축 의무 이행을 위해 세계적으로 석탄발전과 원자력발전의 비중을 줄이고 태양광 발전을 비롯한 재생에너지의 보급에 국가적 노력을 기울이고 있다. 우리나라도 법령을 도입하여 2040년까지 재생에너지의 발전비중을 30~35%까지 늘리고자 하고 있다. 또한 국외에서는 태양광 발전을 보도 및 도로에 적용하고자 하고 노력하고 있으나 국내의 경우 관련 연구가 전무한 실정이다. 따라서 태양광발전 도로를 개발하기 위한 선행연구로서 보도 및 광장에 적용가능한 태양광 발전 콘크리트 블록을 개발하였으며 이를 현장에 시공하여 적용성을 평가하였다. 실내실험결과 압축강도는 25.5~35.7MPa이 측정되었고 휨강도는 5.1~10.5MPa이 측정되어 국내 기준은 모두 만족하는 것으로 나타났으나 단위시멘트량이 많을수록 부순잔골재의 혼입에 따라 강도가 낮게 측정되었다. 흡수율은 최대 5.7%로 나타나 국내 기준인 7%이하를 만족하였으며 동결융해시험 결과 100싸이클 후 압축강도 감소율은 최대 6.3%로 나타나 양호한 수준으로 측정되었다. 시공 후 침하량을 측정결과 최대 2.498mm가 측정되었으며 전면적에 대해 불규칙한 침하가 발생하였는데 이는 시공시 모래층의 다짐이 불량하였거나 우수에 의한 모래 유출로 인한 것으로 판단된다. 초기발전량의 경우 일사량을 고려하면 적정량이 측정되었다. 태양광 패널과 콘크리트 블록의 유지관리 기법은 추후 연구를 통하여 보다 효율적으로 확립할 필요가 있다.
우리나라는 지속적인 경제성장으로 인해 도시의 활동시간이 야간으로 연장되면서 시민들의 야간활동이 늘어나고 있다. 따라서, 가로등 사용에 따른 에너지 소비량도 점점 늘어나고 있는 추세이다. 본 연구는 계통연계형 태양광시스템을 가로등에 적용하여 효율적으로 가로등의 전력소비를 대체하고 이윤을 창출하는 방안 분석을 위해 RETScreen model을 사용하였다. 에너지분석, 비용분석을 통해 계통연계형 태양광 가로등 시스템의 적용효과 및 타당성을 분석하였다. 분석 결과, 계통연계형 태양광 가로등 1주 당 총 전력생산량은 114 kWh, 계통연계형 태양광 가로등 시스템의 순 현재가치는 155,362원, 자기자본회수는 5.2년으로 약 6년 이후로는 수익을 창출할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 본 연구에서 제안한 계통연계형 태양광 발전시스템 적용 시 태양광 설비의 내구 연한으로 설정한 20년 뒤에는 401,935원의 수익을 창출할 수 있는 것으로 나타났다. 추가적으로 계통연계형 가로등 시스템의 경제성 평가 시 영향을 줄 수 있는 요인을 고려하고자 유지관리 비용, SMP 가격의 변동을 고려하여 민감도 분석을 실시하였다. 실시 결과, 유지관리 비용의 비율변화와 SMP 가격의 변동을 고려할 시 자본회수기간이 1~2년 정도 늘어나, 전반적으로 연구결과에는 큰 차이를 보이지 않았다. 경제성 분석에서 신재생에너지 공급인증서의 가격이 가장 큰 요인으로 작용하기 때문에, 신재생에너지공급인증서의 획득 및 안정적인 판매가 중요할 것으로 판단된다. 그러나 신재생에너지공급인증서를 획득할 경우, 서울형 발전차액지원 제도와 관련하여 이미 일부 기관이 서울시와 협정을 맺어 12년간 신재생에너지공급인증서 구매를 확정하도록 하여 안정적인 판매가 가능하다. 그렇기 때문에 이러한 사항들이 잘 반영된다면, 열악한 서울시의 태양환경에도 가로등을 통한 태양광 발전사업을 수행할 수 있을 것이라 생각된다.
In this study, we analyzed the maximum output power characteristics of crystalline silicon photovoltaic module by change of environmental effects. The electrical, optical and thermal property of PV modules were investigated during outdoor test period about 70 days. There was a fluctuation in maximum output power by change in transmittance caused by environment effects like rain, snow and dust. The effects of external environmental change were analyzed using climate data. Also local thermal temperature variation and transmittance imbalance on surface of PV module which might lead degradation of constituent material were detected using infrared camera. The further analysis is describe in the following paper.
Hirachi, K.;Matsumoto, K.;Ishitobi, M.;Ishibashi, M.;Nakaoka, M.
전력전자학회:학술대회논문집
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전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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pp.724-729
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1998
In general, a single-phase current-fed PWM inverter using IGBTs has some unique advantages for small scale distributed utility-interactive power supply system as compared with voltage-fed PWM inverter. In particular, this is more suitable and acceptable for a non-isolated type utility-interactive power conditioner, which is going to be widely used for residential solar photovoltaic (PV) power generation system in Japan. However, this current-fed PWM inverter has a significant disadvantage. The output current of this inverter includes large harmonic contents when the inductance of smoothing reactor in its DC side is not large enough to eliminate its current ripple components of this inverter. In order to overcome this problem, a new conceptual pulse area modulation scheme for this inverter is introduced in difference with conventional PWM strategy. This paper presents a new effective control implementation of this PV power conditioner which is able to reduce the harmonic component in the output current produced by the single-phase current-fed PWM inverter even when the ripple current in the smoothing DC reactor is relatively large. The operating principle of the proposed control strategy introdued for this inverter system is described, and its simulation results are evaluated and discussed herein.
In this paper proposed the solar tracking system to use direct fuzzy control order to increase an output of the PV (Photovoltaic) array. The solar tracking system operated two DC motors driving by signal of photo sensor. The control of dual axes is not an easy task due to nonlinear dynamics and unavailability of the parameters. Recently, artificial intelligent control of the fuzzy control, neural-network and genetic algorithm etc. have been studied. The fuzzy control made a nonlinear dynamics to well perform and had a robust and highly efficient characteristic about a parameter variable as well as a nonlinear characteristic. Hence the fuzzy control was used to perform the tracking system after comparing with error values of setting-up, nonlinear altitude and azimuth. In this paper designed a DFC(Direct Fuzzy Control)controller for improving output of PV array and evaluated comparison with efficient of conventional PI controller. The data which were obtained by experiment were able to show a validity of the proposed controller.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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