• Journal of Power Electronics
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• 제19권6호
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• pp.1544-1553
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• 2019

The efficiency of photovoltaic generation systems depends on the maximum power point tracking (MPPT) technique. Among the various schemes presented in the literature, the incremental conductance (INC) method is one of the most frequently used due to its superb tracking ability under changes in insolation and temperature. Generally, conventional INC algorithms implement a simple duty-cycle updating rule that is mainly found on the polarity of the peak-power evaluation function. However, this fails to maximize the performance in both steady-state and transient conditions. In order to overcome this limitation, a novel regulated INC (r-INC) method is proposed in this paper. Like the compensators in automatic control systems, this method applies a digital compensator to evaluate the INC function and improve the capability of power tracking. Precise modeling of a new MPPT system is also presented in the optimized design process. A 120W boost peak power tracker is utilized to obtain comparative test results and to confirm the superiority of the proposed method over existing techniques.

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

• 통합자연과학논문집
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• 제15권3호
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• pp.99-110
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• 2022

Solar photovoltaic (PV) system shows a non-linear current (I) -voltage (V) characteristics, which depends on the surrounding environment factors, such as irradiance, temperature, and the wind. Solar PV system, with current (I) - voltage (V) and power (P) - Voltage (V) characteristics, specifies a unique operating point at where the possible maximum power point (MPP) is delivered. At the MPP, the PV array operates at maximum power efficiency. In order to continuously harvest maximum power at any point of time from solar PV modules, a good MPPT algorithms need to be employed. Currently, due to its simplicity and easy implementation, Perturb and Observe (P&O) algorithms are the most commonly used MPPT control method in the PV systems but it has a drawback at suddenly varying environment situations, due to constant step size. In this paper, to overcome the difficulties of the fast changing environment and suddenly changing the power of PV array due to constant step size in the P&O algorithm, least mean Square (LMS) methods is proposed together with P&O MPPT algorithm which is superior to traditional P&O MPPT. PV output power is predicted using LMS method to improve the tracking speed and deduce the possibility of misjudgment of increasing and decreasing the PV output. Simulation results shows that the proposed MPPT technique can track the MPP accurately as well as its dynamic response is very fast in response to the change of environmental parameters in comparison with the conventional P&O MPPT algorithm, and improves system performance.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.1-10
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• 2005

In this paper, 150W photovoltaic system using neural network tracker is proposed, the system designed as the normal line of the solar cell always runs parallel the ray of the sun. This design can minimize the cosine loss of the system output results of solar cell are sensitive to the change of weather and insolation condition don't react rapidly to parameter condition change such as system circumstance and deterioration. To achieve precise operation of photovoltaic tracker system using method of intelligent control, Neural Network is used in the design of the photovoltaic tracker system drive. The control performance of this system drive influenced by the environment parameter such as weather condition and motor parameter variations. we used synchronous motor in this tracker and the experimental results show that the fixing system shows 10,159[Wh] and tracking system shows 12,360[Wh] electricity.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권5호
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• pp.1643-1653
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• 2014

This paper presents the design and implementation of a wind-solar hybrid power system for LED street lighting and an isolated power system. The proposed system consists of photovoltaic modules, a wind generator, a storage system (battery), LED lighting, and the controller, which can manage the power and system operation. This controller has the functions of maximum power point tracking (MPPT) for the wind and solar power, effective charging/discharging for the storage system, LED dimming control for saving energy, and remote data logging for monitoring the performance and maintenance. The proposed system was analyzed in regard to the operation status of the hybrid input power and the battery voltage using a PSIM simulation. In addition, the characteristics of the proposed system's output were analyzed through experimental verification. A prototype was also developed which uses 300[W] of wind power, 200[W] of solar power, 60[W] LED lighting, and a 24[V]/80[Ah] battery. The control system principles and design scheme of the hardware and software are presented.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.989-996
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• 2011

태양의 집광 열유속을 이해하는 것은 태양에너지를 이용하는 시스템의 해석과 설계에 중요하다. 본 연구는 우수한 유연성과 확장성을 가진 몬테카를로 광선추적법에 기반하면서 태양주연감광과 반사판 표면 기울기 에러를 고려하는 알고리듬 개발과 이를 통한 태양 열유속 해석에 초점을 맞추고 있다. 검증을 위해 한국에너지기술연구원 태양로에서 측정된 열유속과 비교했을 때, 모델링 결과가 측정 에러 범위인 10% 이내에서 잘 일치하였다. 개발된 모델을 통해 태양로의 집광 성능을 2 mrad 의 추적 정밀도에 최대로 도달 가능한 집광비가 4400 sun 으로 평가하였다. 열유속의 측정 위치에 따른 변화와 수광각에 따른 분포를 통해 화학반응기나 보조집광기 설계에 필요한 상세한 정보를 제공하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4463-4468
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• 2014

태양광 모듈 효율의 증가를 위해 렌즈나 반사판 등을 이용한 집광 시스템 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 집광장치는 일반적으로 렌즈를 사용하거나 고집속비의 광학장치를 이용하여 태양광 추적형으로 설계하여 고집속화를 추구하고 있다. 그러나 집속비에 비례하여 열로 소산되는 에너지 밀도가 증가하므로, 고집속에 따른 태양전지 온도상승에 의한 태양전지 효율 저하를 방지하기 위해 집광장치의 냉각에 유의해야 한다. 본 논문에서는 이러한 여러 가지 제약 조건을 피하여, 저가격의 반사형 광학장치를 이용한 경제적인 저집광형 태양광 모듈 시스템을 연구 개발하였다. 일반모듈에 저집광장치를 사용하여 태양광 모듈의 발전효율을 증대 시키면서 집광으로 인해 발생하는 열을 냉각장치를 통해 방출하였다. 제안된 저집광형 냉각장치(MCS, Micro Cooling System)의 특징은 모세관력에 의한 자연 순환 방식으로서 외부 동력원이 불필요하며, 유체 상변환시의 잠열을 이용함으로써 고성능 냉각 구현이 가능하다. 117W 태양광 모듈에 반사판을 설치하고 냉각장치가 있는 모듈과 냉각장치가 없는 모듈을 비교 하였다. 냉각장치를 설치한 모듈에서의 발전량이 28% 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.828-834
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• 2013

본 논문에서는 태양광 집광 효율 향상을 위한 많은 연구 방법 중 하나로서 태양광을 효율적으로 집광할 수 있는 TMC(Tracker Motion Controller) 시스템 구성하여 발전효율의 향상성을 갖춘 집광형 태양광 발전시스템(CPV)과 실리콘을 이용한 PV 시스템으로 실험하였다. 태양추적 발전시스템에 사용되는 마이크로프로세서는 실시간으로 태양광의 고도와 위도 각을 계산한다. 또 한 센서로부터 값을 받아들이고, 태양의 현재 위치 값을 계산하여 모터를 제어하며 중앙제어 시스템과의 통신을 하기 때문에 적용 가능성에 대한 부담이 커지고 있다. 따라서 집광형 태양광 발전시스템에 적합한 프로그램 방식과 센서방식을 혼합한 하이브리드 방식의 알고리즘 통하여 ARM코어를 내장한 TMC에 구현하였으며, 구현된 TMC를 통하여 기존 PV시스템, CPV 시스템 대비하여 국내에서의 발전효율을 비교 분석하였다. 실험결과 기존의 센서방식을 이용한 집광형 태양광 발전 시스템에 GPS통신 값을 통해 프로그램 방식의 천문학 계산에 의하여 지평좌표계에서의 태양의 방위각과 고도각을 계산하는 하이브리드 태양위치추적 방식을 실험한 결과를 보면 맑고 일사량이 높은 날에는 큰 차이를 보이진 않았다. 그러나 흐리고 맑은 날 등 일사량이 없어 센서가 태양의 위치를 추적하지 못하고 멈춘 상태에서 일정 시간이 지난 후 태양이 센서의 사각지대에서 나타나면 센서의 오류가 생길 수 있는 기후변화에서는 오히려 센서방식보다 더 우수함을 확인할 수 있었다. 태양전지의 발전효율이 높아지고 생산발전 단가가 줄이는 부분에 대한 지속적인 연구, 더불어 기후의 변화에 따른 최적의 발전 능력을 가진 TMC를 적용한 고효율 집광형 시스템에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 기대된다.

• 전기학회논문지
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• 제59권12호
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• pp.2212-2217
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• 2010

Previous studies have been focused on the voltage of Bypass diode and Isc(Short Circuit Current) of the influenced solar cell. The Bypass diode starts working when it gets the reverse applied voltage. Previous studies have only concentrated on Isc of the influenced solar cell and Imp of PV module to explain the bypassing performance. PV module is usually working together with inverter having MPPT(Maximum Power Point Tracking) function for best performance. bypassing point is regulated by MPPT function of inverter. In this paper, simulation results of Bypass diode in PV module have been analyzed to represent the relationship of the bypassing point with the composition of PV module. From the results, the more cells are connected with each string, the earlier bypassing performance happens under the fixed number of strings. As diode groups increase or irradiation decreases, the bypassing performance starts fast.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.9-15
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• 2004

3kW grid connected PV(photovoltaic) systems have been constructed for evaluating and analyzing performance of PV system at FDTC(field demonstration test center) in Korea, PV systems installed in FDTC have been operating and monitored since November 2002. As climatic and irradiation conditions have been varied through long-term field test, data acquisition system has been constructed for measuring performance of PV system to observe the overall effect of environmental conditions on their operation characteristics. The performance of PV systems has been evaluated and analyzed for component perspective(PV array and power conditioning system) and global perspective(system efficiency, capacity factor, and electrical power energy) by field test. By the results, it is very important to develop optimal design technology of grid connected PV system.