• 전기전자학회논문지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.121-127
• /
• 2001

Actual system apparatuses are necessary in order to verify the efficiency and stability of photovoltaic(PV) generation systems considering the size of solar panel, the sort of converter type, and the load conditions and so on. Moreover, it is hardly possible to compare a certain MPPT control scheme with others under the exactly same weather and load conditions as well. For the purpose of solving above mentioned difficulties in a laboratory basis, a transient simulation of PV generation system using real field weather conditions is indispensable. A straightforward simulation scheme with cost effective hardware structures under real weather conditions is proposed in this paper using EMTDC type of transient analysis simulators. Firstly, a solar cell has been modeled with VI characteristic equations, and then the real field data of weather conditions are interfaced to the EMTDC through Fortran program interface method. As a result, the stability and the efficiency analysis of PV generation systems according to various hardware structures and MPPT controls are easily possible under the exactly same weather conditions.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제15권4호
• /
• pp.920-928
• /
• 2015

Transformerless solar inverters have a higher efficiency than those with an isolation link. However, they suffer from a leakage current issue. This paper proposes a family of single phase six-switch transformerless inverter topologies with an ac bypass circuit to solve the leakage current problem. These circuits embed two unidirectional freewheeling current units into the midpoint of a full bridge inverter, to obtain a freewheeling current path, which separates the solar panel from the grid in the freewheeling state. The freewheeling current path contains significantly fewer devices and poor performance body diodes are not involved, leading to a higher efficiency. Meanwhile, it is not necessary to add a voltage balancing control method when compared with the half bridge inverter. Simulation and experiments are provided to validate the proposed topologies.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제62권5호
• /
• pp.63-72
• /
• 2020

Solar-sharing, which is an agricultural photovoltaic system installing solar panels on the upper part of crop growing field, has especially drawn attention. Because paddy fields for cultivating crops are large flat areas, there have been various attempts to utilize solar energy for solar photovoltaic as well as growth of crops in agriculture. Solar-sharing was first proposed in Japan, and has been actively studied for optimization and practical uses. The domestic climate differs from the climate conditions in which the solar-sharing has been widely studied, therefore, it is required to develop the solar-sharing technology suitable for the domestic climate. In this study, a simulation model was developed to analyze the change of solar radiation resulted from the solar-sharing installation. Monthly solar illumination intensity and the change of illumination intensity according to the various conditions of solar panel installation were simulated. The results of monthly illumination analysis differed by altitude of the sun, which was related to season. In addition, it was analyzed that the monthly illumination decreased by up to 42% due to solar-sharing. Accordingly, it is recommended that solar-sharing should be installed as a way to maximize the efficiency of solar photovoltaic system while minimizing the decrease in solar radiation reaching the crops.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제9권4호
• /
• pp.1269-1276
• /
• 2014

The main objective of this paper is to design DC-DC MPPT circuit using chaotic pulse width modulation to track maximum power from solar PV module for space application. The direct control method of tracking is used to extract maximum power. The nominal duty cycle of the main switch of DC-DC SEPIC converter is adjusted so that the solar panel output impedance is equal to the input resistance of the SEPIC converter which results better spectral performance in the tracked voltages when compared to conventional PWM control. The conversion efficiency of the proposed MPPT system is increased when CPWM is used as a control scheme

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.310-316
• /
• 2021

기존의 인공위성은 다기능·높은 성능을 가진 대형위성을 국가 단위에서 운용하는 것이 일반적이었으나 최근의 전기·전자 및 광학 기술의 경량 소형화 발전에 따라 점차 소형위성이 주목받고 있다. 크기와 무게가 감소됨에 따라 적은 비용으로 개발 및 발사가 가능하여 위성 개발에 진입장벽이 낮아지고 있으나, 인공위성의 전력공급에 필수적인 태양전지 패널의 경우 태양광에 효율적으로 노출되기 위해 넓은 표면적이 필요하여 소형화 및 경량화가 제한적이다. 우주용 태양전지는 우주선과 태양열, 온도와 같은 다양한 우주환경을 고려하여 제작되어야하고, 부피를 최적화하기 위해 전개 매커니즘을 적용하며 경량화 및 고효율화를 위하여 태양전지 셀의 구조적 재료적인 연구개발이 필요하다. 현재 태양전지 패널로 개발되어 운용되고 있는 제품들은 고효율화를 위하여 주로 InGaP/GaAs/Ge 소재의 3중구조를 적용하고 있다. 최근에는 초고효율 다층구조 태양전지를 위하여 4중접합 이상의 구조가 연구되고 있으며, 나아가 소재적으로 경량화에 유리한 유연박막 태양전지, 유기 및 유무기 하이브리드 태양전지 등이 차세대 소형위성용 태양전지로 주목받고 있다.

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

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.227-233
• /
• 2014

Information presented in this study is intended to inform candidates as they prepare to design and structure the floatovoltaics solar power system. A developed floatovoltaics solar power generation results from the combination of PV plant technology and PV floating technology. This floating-based PV system is a new concept for PV development. The PV floating technology opens new opportunities to give value to unused areas so far while preserving valuable land for more adapted activities. Therefore the land-use conflicts are avoided and the environmental impact is minimized. Therefore the technology offers an interesting opportunity to regions facing on drought during summer time without any negative impact to the eco-system. This study describe the basic components of a floatovoltaics solar power system. A typical system consist of floating system and solar modules, a control device, rechargeable batteries, a load or device and the associated electrical connections. The floating system is specifically designed to keep all metallic components above water leaving only 100% recyclable, closed cell foam filled HDPE plastic floats in contact with the water. As the first case that can maximize the power generation efficiency of PV internationally, it is expected that this study will be utilized as a primary guide for future development of floating type PV system.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제37권4호
• /
• pp.35-47
• /
• 2017

Energy efficiency solutions are being pursued as a sustainable approach to reducing energy consumption and related gas emissions across various sectors of the economy. Vacuum Insulation Panel (VIP) is an energy efficient advanced insulation system that facilitates slim but high-performance insulation, based on a porous core material evacuated and encapsulated in a barrier envelope. Although VIP has been applied in buildings for over a decade, it wasn't until recently that efforts have been initiated to propose and adopt a global standard on characterization and testing of VIP. One of the issues regarding VIP is its durability and aging due to pressure and moisture dependent increase of the initial low thermal conductivity with time; more so in building applications. In this paper, the aging of commercially available VIP was investigated experimentally; thermal conductivity was tested in accordance with ISO 8302 standard (guarded hot box method) and long-term durability was estimated based on a non-linear pressure-humidity dependent equation based on study of IEA/ECBCS Annex 39, with the aim of assessing durability of VIP for use in buildings. The center-of-panel thermal conductivity after 25 years based on initial 90% fractile with a confidence level of 90 % for the thermal conductivity (${\lambda}90/90$) ranged from 0.00726-0.00814 (W/m K) for silica core VIP. Significant differences between manufacturer-provided data and measurements of thermal conductivity and internal pressure were observed.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.74-82
• /
• 2019

4차 산업혁명을 통해 지능형 연결 사회를 기반으로 한 스마트 시티가 형성되고 있다. 스마트 시티에서 태양 에너지를 비롯한 신재생 에너지의 사용이 증가하고 있으나, 신재생 에너지의 모니터링 및 관리의 어려움으로 인한 시스템 수요가 증가하고 있다. 또한 환경 및 물리적 요인에 대한 데이터를 수집하고 모니터링하기 위한 무선 센서네트워크 기반 IoT 기술이 접목되고 있으나, 실시간 측정을 위한 안정적인 전원 공급이 필수적인 상황이다. 이에 본 논문에서는 LoRaWan을 비롯한 IoT 기술 기반의 스마트 시티에 적용할 수 있는 효율적인 태양 에너지 기반 전력 관리 기법에 대하여 제안하였으며, 이를 기반으로 태양광 패널 시스템의 오동작 방지 및 모니터링을 수행할 수 있다. 제안한 기술을 통해 태양광 패널 시스템에서 생성된 전력을 최대로 출력하여 각 그리드에 분배할 수 있으며, Simulink 기반 시스템 모델링과 실시간 에뮬레이션을 기반으로 효율성을 입증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.199-204
• /
• 2020

국내에서 사용 중인 실리콘 태양전지판의 경우 제작 사양이 -0.5에서 0.05℃ 한계에서 최대출력을 낼 수 있도록 설계되어있어 온도 1℃ 상승 시 0.45~0.55%의 출력이 감소한다. 결과적으로 태양광발전은 태양전지(CELL)의 특성상 태양광모듈의 표면 온도상승에 따라 출력이 떨어지게 된다. 출력 저하는 태양광발전의 효율을 떨어뜨리며 효율이 떨어지면 최종적으로 태양광발전의 발전량에 따른 전력판매 수익이 감소하는 결과를 낳는다. 따라서 본 논문에서는 온도검출 센서를 통해 설정된 온도 이상으로 식별 시 태양광모듈 하부(또는 주변)에 냉각 공기를 분사시키는 방식을 연구방안으로 제안한다. 추가로 손실된 태양에너지를 활용하여 발전량을 증가시키며 냉각 공기를 통한 냉각기능을 적용함으로써 발전량을 더욱 증대시킬 수 있도록 하였다.