• 전력전자학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.261-267
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• 2009

최대전력점 추적기는 태양광 발전시스템의 대표적인 기능이다. 최대 전력점을 추종하기 위해서는 태양전지의 전압과 전류의 측정을 필요로 한다. 만약 측정 신호에 노이즈가 포함되어 있으면 발생되는 전력이 감소되어 태양광 발전의 효율이 감소하게 된다. 노이즈가 포함된 신호에 확장 칼만 필터 이론을 적용하여 최적의 추정된 신호를 얻어 낼 수 있다. 칼만 필터는 랜덤 노이즈가 포함된 신호에서 최적의 신호를 얻어내는데 사용된다. 또한 칼만 필터의 적용결과로 인덕터 전류와 같은 측정하지 않는 신호도 센서리스 추정이 가능하다. 본 논문에서는 시스템 모델링 방법과 확장 칼만 필터 설계 방법이 소개된다. 실험 결과로서 제안된 제어기의 성능을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제57권6호
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• pp.994-1002
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• 2008

In this paper a novel tracking system is described, regarding the influence of shadow between array, aimed at improving the efficiency of PV tracking system. Comparing with a building site versus capacity power, domestic solar powers have a limited siting. Therefore, each array interferes with the shadow of other arrays. The loss by influence of those shadow can be compensated for by means of control algorithm of the tracking device. The paper suggests a method controlling an altitude for length which is received the shadow influence of PV array. By using an azimuth of current solar position and the length between arrays, the controller of tracking device is able to calculate the length between actual arrays and make a comparison of the shadow length at a specific time with the length between arrays. When the shadow length is longer than the length between arrays, the controller of tracking device can adjust a position by compensating error altitude of the length between arrays at an altitude of current solar position. In the paper, we develop the control algorithm able to minimize the loss caused by the influence of shadow on the PV tracking system, and compared this with conventional output system. The controller has been tested in the laboratory with proposed algorithm and shows excellent performance.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권2호
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• pp.666-674
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• 2016

In this paper, a high efficiency satellite electrical power supply system is proposed. The increased efficiency of the power supply system allows for downscaling of the solar array and battery weight, which are among the most important satellite design considerations. The satellite power supply system comprises two units, namely a generation unit and a storage unit. To increase the efficiency of the solar array, a maximum power point tracker (MPPT) is used in the power generation unit. In order to improve the MPPT performance, a novel algorithm is proposed on the basis of the hill climbing method. This method can track the main peak of the array power curve in satellites with long duration missions under unpredicted circumstances such as a part of the array being damaged or the presence of a shadow. A lithium-ion battery is utilized in the storage unit. An algorithm for calculating the optimal rate of battery charging is proposed where the battery is charged with the maximum possible efficiency considering the situation of the satellite. The proposed system is designed and manufactured. In addition, it is compared to the conventional power supply systems in similar satellites. Results show a 12% increase in the overall efficiency of the power supply system when compared to the conventional method.

• 전기학회논문지P
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• 제59권3호
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• pp.293-297
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• 2010

Next generation concentrating photovoltaic technologies could have a large-scale impact on world electricity production once they will become economically attractive and grid parity will be reached. Multi-junction solar cells will be characterised by a high value of the cell economical performance index if the cells were able to operate at high concentration level. Concentrating the sunlight by optical devices like lenses or mirrors reduces the area of expensive solar cells or modules, and, moreover, increases their efficiency. Accurate and reliable tracking is an important issue to maintain high the CPV system output power. Further, for high concentration CPV systems, the actual tracker cost is about 20% of the total CPV system cost. In this paper high-concentration is defined as systems using concentration ratios well above 100 times the one sun intensity and trackerlss CPV system studied. Using sphericalness lens and parallel MJ cell connection method were suggested and achieved experiment on a clear day in summer. Development of these high performance multi-junction CPV module promises to accelerate growth in photovoltaic power generation.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.258-263
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• 2011

본 논문에서는 추적식 태양광 발전 시스템을 위한 고품위 축전지 충방전 컨트롤러를 설계하였다. 제안하는 컨트롤러는 태양광 발전시스템에 일반적으로 사용하는 납산축전지(연축전지)뿐만 아니라 향후 개발되어 신 재생에너지 발전 시스템에 사용될 다양한 배터리를 충전하는데 적합하도록 미세 전류조절기능을 갖춘 새로운 기능을 갖는 컨트롤러이다. 사용자 편의성을 높이기 위하여 LCD 표시기의 기능을 보강하였으며 CAD를 이용한 최적설계를 통하여 대기 전력의 최소화를 구현하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.203-210
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• 2005

IMT2000과 같은 휴대용 무선통신 시스템을 위한 혼성마이크로 동력원에 대한 연구를 수행하였다. 혼성마이크로 동력원은 태양전지, 슈퍼커패시터, 리튬이온 전지로 이루어져 있다. 주기적인 펄스성 부하에 대응하기 위하여, 슈퍼 커패시터가 리튬이온 전지와 병렬로 연결되어 펄스전류를 흡수한다. 태양전지는 배터리에 전류를 공금하며, 최대전력점에서 동작하도록 제어된다. 펄스성 부하에도 적용될 수 있는 최대전력점 추적기법이 소개되며, 실험을 통해서 완벽한 추적성능을 입증하였다. 혼성마이크로 동력원들 간의 매칭을 위한 제어기 설계 기법이 제시되며, 실험을 통해 성능을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.672-680
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• 2017

태양광 발전 시스템은 태양광 패널이 부착되어 있는 구조물, 이를 지지하는 부분과 발전된 전력을 계통 또는 부하측에 공급하는 장치로 구성된다. 태양광 패널의 발전효율은 태양빛의 입사량에 영향을 받기 때문에 패널이 태양빛을 가장 많이 받을 수 있는 방향으로 패널 구조물을 설치한다. 그러나 태양은 계속 이동하기 때문에 고정식 보다는 태양을 향하여 패널이 회전하는 방식이 더욱 효율이 좋다. 태양광 패널 구조물은 야외에 설치되므로 풍하중, 적설하중 지진하중 등이 작용한다. 본 논문에서는 태양광 패널 구조물에 가장 영향이 큰 풍하중을 유한요소법을 사용하여 구하고 이를 적용하여 태양 추적식 발전 장치의 구조물을 설계하였다. 특히 패널간의 간격에 따른 풍하중을 구하고, 패널 구조물이 지면과 이루는 각도에 따른 풍하중의 변화도 구하였다. 패널간의 간격은 간격이 없을 경우, 간격이 40 mm, 80 mm일 경우 등 3가지 경우에 대하여 해석을 하였으며, 지면과의 각도는 30도, 45도, 60도 등에 대하여 해석을 하였다. 해석결과 풍하중은 패널간의 간격이 없을 경우가 가장 적게 나타났고, 지면과의 경사각이 클수록 커지는 것을 알 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.162-168
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• 2009

본 논문에서는 태양전지를 가지고 일정량의 태양광으로부터 최대 유효전력을 얻기 위해 고정식 태양광 발전시스템과 태양 위치추적기를 부착한 태양광 발전시스템에서 PV모듈의 각도 변화 및 어레이 간격에 따른 최적의 발전효율에 대한 연구 및 실험을 하였다. 먼저, PV 모듈의 다양한 각도를 가지고 실험한 결과 PV 모듈 경사각 30[$^{\circ}$]에서 측정한 결과 값이 경사각 20[$^{\circ}$] 및 40[$^{\circ}$]일 때보다 발전 효율이 $12{\sim}17$[%] 상승되었다. 그러므로 본 논문의 연구 결과에서는 태양광 발전시스템의 실용화 측면에서 PV 모듈의 경사각 30[$^{\circ}$] 설치를 하여 발전을 하는 것이 가장 좋은 변환 효율을 얻을 수 있었다. 하지만 태양전지를 지붕 및 옥상에 설치를 할 경우, 면적 활용이 좁고 겨울에 눈이 쌓이게 될 경우에는 경사각에 의해 빠르게 쓸려 내려갈 수 있도록 경사각을 35[$^{\circ}$]로 선정하는 것이 타당하다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.135-141
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• 2008

In this paper a novel tracking system is described, regarding the influence of shadow between array, aimed at improving the efficiency of PV tracking system. Comparing with a building site versus capacity power, domestic solar powers have a limited siting. Therefore, each array interferes with the shadow of other arrays. The loss by influence of those shadow can be compensated for by means of control algorithm of the tracking device. The paper suggests a method controlling an altitude for length which is received the shadow influence of PV array. By using an azimuth of current solar position and the length between arrays, the controller of tracking device is able to calculate the length between actual arrays and make a comparison of the shadow length at a specific time with the length between arrays. When the shadow length is longer than the length between arrays, the controller of tracking device can adjust a position by compensating error altitude of the length between arrays at an altitude of current solar position. In the paper, we develop the control algorithm able to minimize the loss caused by the influence of shadow on the PV tracking system, and compared this with conventional output system. The controller has been tested in the laboratory with proposed algorithm and shows excellent performance

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제40권5호
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• pp.23-34
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• 2020

Concentrator photovoltaic (CPV) system consists of high-quality complex optical elements, mechanical devices, and electronics components and can have the advantages of high integration and high-efficiency energy sources. III-V compound semiconductor cells have proven performance based on high reliability in the aerospace field, but have characteristics that require absolute support of the balance of systems (BOS) such as solar position trackers, receivers with heat sinks, and housing instruments. To determine the optimum parameters of secondary optical elements (SOEs) design for CPV systems, we designed three types of CPV modules, classified as non-SOEs type, reflective mirror type, and CPC lens type. We measured the I-V and P-V characteristics of the prototype CPV modules with the angle of inclination varying from 0° to 12° and with a 500-magnification Fresnel lens. The experimental results assumed misalignment of the solar position tracker or module design of pinpoint accuracy. As a result, at the 0° tilt angle, the CPC lens produced lower power due to the quartz transmittance ratio compared to that by other SOEs. However, for tilt angles greater than 3°, the CPC lens type module achieved high efficiency and stability. This study is expected to help design high-performance CPV systems.