• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권6호
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• pp.120-126
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• 2012

BIPV is applied to buildings in various forms. However, there are some aspects of consideration in applying PV systems in buildings, such as attaching methods, PV electrical efficiency, appearance and so on. BIPV can be installed on curtain wall spandrel as finishing material, which may combine with insulation. The thermal characteristic of spandrel with BIPV has rarely been studied; the temperature of air space between PV module and insulation layer affects both the electrical behavior of PV module and the energy load in a building. This paper aims to analyse the temperature variation of the layers in BIPV spandrels. In this paper, the temperature of layers, including the air space and PV module, was measured for three different type of BIPV applications on spandrel. The results show that the temperature of air layer for the spandrel with G/G(2) type BIPV module on October was the highest among other months.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.578-589
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• 2018

건물일체형 태양광 발전(BIPV) 시스템은 건축물에 태양광 발전시스템이 통합되어 건축물 기능과 태양광 발전 기능을 동시에 수행하는 대표적인 통합시스템이다. BIPV 시스템은 건축물 외피의 기능을 수행하면서 동시에 태양광 발전기능을 수행할 수 있다는 장점이 있지만, 건축물 설계 프로세스의 개념설계 단계에서부터 태양광 발전기능이 통합되어야 하고, 동시에 전력발전을 극대화할 수 있는 태양광 발전시스템의 설계가 필요하다. 이러한 요구사항에 대한 선행연구로서, 건축설계모델기반 BIPV 설계 프로세스에 관한 연구와 태양광 전력발전 성능 향상을 위한 모델기반 컴퓨터 시뮬레이션 결과들이 발표되었다. 그러나, BIPV 시스템의 요구사항이 명확하게 식별되어 체계적으로 반영되지 못하였고, 또한 시스템의 전력발전설계가 개념설계 단계에서부터 반영될 수 있도록 요구사항에 대한 시스템 아키텍쳐, 구조 및 거동이 정의되지 못하였으며, 그리고 BIPV 시스템의 전력발전 설계를 검증할 수 있는 모델이 제시되지 못하였다. 이러한 문제 들을 해결하기 위하여 본 연구에서는 BIPV 시스템의 요구사항을 체계적으로 모델링 하고 이를 기반으로 체계적인 전력발전 설계 방법을 연구하기 위하여 시스템 모델링 표준 언어인 SysML을 사용하여 전체시스템 관점에서 통합적이고 일관적인 설계 방법을 제시하였다. 구체적으로, 먼저 대상시스템(BIPV)에 대한 관련 표준, 사용자 및 설계자 등을 포함하는 이해당사자 들로부터의 요구사항을 식별하였다. 그리고 나서 domain model을 기반으로 BIPV 시스템 수준의 설계요구사항을 도출하였으며, 시스템 요구사항을 바탕으로 대상시스템의 SysML기반 기능 및 물리 아키텍쳐를 생성하였다. 또한 SysML 구조 모델과 거동 모델에 대한 설계를 구체화 하여 시스템의 구성 요소들 사이의 역할과 관계를 정의하였다. 마지막으로, 시뮬레이션이 가능한 SysML 모델(Parametric diagram)을 통하여 BIPV 시스템의 전력발전 성능을 평가하였다. 본 연구에서의 SysML 시스템 모델에 향후 건축물에 적용해야 하는 조건들을 반영하여 시스템 모델을 보강한다면 BIPV 시스템에서 전력발전을 통합적으로 연구할 수 있는 기회가 될 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.13-19
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• 2013

건물기능과 디자인을 개선하는 건물일체형 태양전지의 발전 가능성이 높게 평가되고 있다. 현재는 투명 염료감응형 태양전지가 유력한 건물일체형 태양전지 기술로서 개발되고 있는데 박막 공정 기술에 기초하는 Si계 투명 박막 태양전지가 새로운 대안으로서 조명받고 있다. Si계 투명 박막 태양전지에 선택적 투과막을 적용하면 가시광선은 태양전지를 투과하고 적외선은 광 흡수층으로 재반사되기 때문에 변환효율이 향상된다. 본 연구에서는 여러 종류의 박막 증착 기술 중에서 경제성이 높은 스퍼터링 방식을 이용하여 Al-Ti계 산화물 박막을 형성하고 조성에 따른 선택적 투과 특성 변화를 관찰하였다. Al-Ti계 산화물 박막의 투과율 및 반사율은 조성에 따라 크게 변화하였으며 25 nm 두께의 AlTiO 박막에서 선택적 투과 특성이 관찰되었다. 이러한 Al-Ti계 산화물 박막의 광학적 특성을 Si계 박막 태양전지에 응용하면 투명 태양전지 구현 및 변환효율 향상이 가능해 지리라 판단된다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제37권2호
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• pp.35-45
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• 2017

The types of installation of the photovoltaic system applied to domestic residential buildings are classified as follows: Mounted modules with air circulation, semi-integrated modules with air duct behind, integrated modules with fully insulated back. In order to study generation characteristics of PV system, we verified the validity of interpretation program based on long-term measurement data of demonstration house installed in BAPV form and also analyzed the generation characteristics and performance of each installation type. The results are as follows. First, the RMSE of amount of generation and simulation according to annual daily insolation of demonstration system located in Daejeon was 0.98kWh and the range of relative error of monthly power generation was -5.8 to 3.1. Second, the average annual PR of mounted modules was 82%, semi-integrated modules 76.1% and integrated modules 71.9%. This differences were attributed to temperature loss. Third, the range of operating temperature of annual hourly photovoltaic modules was -6.5 to $61.0^{\circ}C$ for mounted modules, $-6.0{\sim}73.9^{\circ}C$ for semi-integrated modules and -5.5 to $88.9^{\circ}C$ for integrated modules. The temperature loss of each installation type was -14.0 to 16.1%, -13.8 to 21.9%, and -13.6 to 28.5%, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.49-52
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• 2009

Practical building integrated photovoltaic system built by Kolon E&C has been monitored and evaluated with respect to power generation, which was installed in Deokpyeong Eco Service Area in Deokpyeong, Gyeonggi, Korea. The amorphous silicon transparent PV module in this BIPV system has 44Wp in power output per unit module and 10% of transmittance with the unit dimension with $980mm{\times}950mm$. The BIPV system was applied as the skylight in the main entrance of the building. This study provided the database for the practical application of the transparent thin-film PV module for BIPV system through 11 month monitoring as well as various statistical analyses such as monthly power output and insolation. Average monthly power output of the system was 52.9kWh/kWp/month which is a 60% of power output of the previously reported data obtained under $30^{\circ}$of an inclined PV module facing south(azimuth=0). This lower power output can be explained by the installation condition of the building facing east, west and south, which was resulted from the influence of azimuth.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.1-7
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• 2014

The current downturn of BIPV sector has an enormous potential to rebound and expand into the PV sector for construction market in the foreseeable future. Solar technology has already gained a significant market due to lack of natural resources in the Korean domestic market. Given the technical infrastructure of state-of-the-art fusion technology, the competitiveness of software-driven BIPV market in the world can be ver attractive and have the potential to develop as a key national technology. To do this, from the viewpoint of complexity, technical R&D, national political aspect, social aspect, economic aspect and institutional support systems need to be parallelly formulated. A dedicated BIPV sector has not yet been established, especially policy and institutional framework have very crucial impact on the establishment of BIPV sector.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.29-29
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• 2010

건물일체형 태양전지 (BIPV; building integrated photovoltaics)나 야외 태양광 발전 차양 등의 태양광 발전에는 기존의 유리 기판 태양전지보다 가볍고 유연한 flexible 박막 태양전지가 설치하고 운영하는데 적합하다. 이러한 flexible 박막 태양전지는 자동차나 휴대기기의 전원이나 배터리의 충전기기로도 쓰이며 그 수요가 증가 추세에 있다. 특히, flexible Cu(In, Ga)$Se_2$(CIGS) 박막 태양전지는 기존의 flexible 실리콘 박막 태양전지보다 효율이 높아서 앞으로 성장 잠재력이 매우 높다. 세계적으로도 많은 기업이 상용화를 추진하고 있으며, 2007년부터 시장에 진입하고 있다. 그러나 현재의 flexible CIGS 박막 태양전지는 유리 기판 CIGS 박막 태양전지보다 효율이 낮고 패키지를 유리에서 플라스틱으로 대체하기 때문에 수명이 짧다. 또한, 아직도 완전한 양산 체제로 전환이 이루어지지 않았기 때문에 해결해야 할 문제점이 많이 있다. Flexible 기판으로는 스테인리스 스틸이나 폴리머 기판이 사용되는데, 유리 기판에 비해 저가 태양전지를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 roll-to-roll 공정을 적용할 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 특히, 금속 유연기판을 사용할 경우, 유리 기판에 비해 상대적으로 고온 공정이 가능한 장점이 있다. 그러나, 금속 기판을 사용할 경우 해결해야 할 두 가지 이슈가 있다. 첫째, CIGS 흡수층 형성에 도움을 주는 Na의 공급 문제이다. 유리 기판의 경우 기판에 포함되어 있는 Na이 확산을 통해 공급되지만, 금속 기판의 경우 별도의 Na 공급 방법을 고려해야 한다. 둘째, 불순물 확산 방지막 및 전기 절연층으로 사용되는 유전체 박막의 문제이다. 현재 다양한 금속 산화물 유전체 박막을 사용한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 flexible CIGS 박막 태양전지의 기술적 이슈 및 현재 연구 현황을 살펴보고, 스테인리스 스틸 기판을 이용한 CIGS 박막 태양전지에서 유전체 확산 방지막에 따른 특성을 비교하고자 한다. 스테인리스 스틸 기판의 불순물로부터의 확산을 방지하기 위하여 두 종류(intrinsic ZnO와 SiOx)의 유전체 박막을 각각 Na가 도핑된 Mo층과 스테인리스 스틸 기판 사이에 삽입하여 소자를 제작하였다. 확산 방지막이 없는 경우, SiOx층을 사용한 경우, 그리고 intrinsic ZnO 층을 사용한 경우에, 효율은 각각 7.47, 11.64, and 13.95%로 나타났다. 셀의 크기는 $0.47\;cm^2$이고, 반사방지막은 사용하지 않았다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.91-98
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• 2007

Perimeter zone is one of the weakest area in buildings and it makes an increase of heating and cooling loads, in addition to condensation or discomfort with cold-draft to residents in winter. Because of this, it needs to be reinforced by active systems. However, they use fossil fuel, and ultimately greenhouse effect is urged. Thus, we proposed BIPV system functioned as solar collector which can substitute active system. As an fundamental stage, heat balance equation in steady-state by Fortran was used not only, in winter for pre-heating effect and electric power capacity during the day, but also in summer, for the latter during the day and sky radiation effect during the night. Especially, we should have considered shading on PV by IES Suncast, since even a little bit of it makes the efficiency too low for the PV modules to work. As a result, in summer day, the PV panel should be tiled in 70 degrees to gain the most electric power. Moreover, we could verify that this model makes higher temperature and heat flux under 0.02 m/s. On the other hand, the PV had the high efficiency with high velocity because of cooling effect behind the PV. Therefore, we should regard the air current distribution later on.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권7호
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• pp.35-42
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• 2018

Semi-transparent Photovoltaics (STPV) works as an exterior material replacing windows as well as functioning as a electricity generator. As a result, it also affects the building's heating, cooling and lighting loads. In this study, we used the concept of Net Electricity Benefit(NEB) to conduct a parametric analysis of building energy impact of STPV. The NEB of STPV is from $-1kWh/m^2$ to $6kWh/m^2$. Since NEB represents the amount of energy increase or decrease when STPV is applied compared to the standard window, a value of 0 or less means that the demand for building energy can be increased rather than applying a general window having high thermal performance and high visible light transmittance value. Therefore, it is necessary to perform a comprehensive performance evaluation considering both the performance evaluation based on the existing power generation performance and the influence on the building energy.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.275-280
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• 2008

Photovoltaic(PV) permit the on-site production of electricity without concern for fuel supply or environmental adverse effects. The electrical power is produced without noise and little depletion of resources. So BIPV(Building-Integrated Photovoltaic) system have been increased around the world. Hereby the relative installation costs of the system will be relatively low compared to traditional installations of PV in high-rise buildings. This paper examined possibility of BIPV system of cold facade type and analyzed of performance of BIPV system of cold facade type. The system is influenced by conditions such as irradiation, module temperature, shade and architectural component etc. If this BIPV system of 1.1kW is possible the natural ventilation in the summer case, the temperature of PV module decrease and then the efficiency of PV system increase generally. By the results, the annual averaged PR of BIPV system of cold facade type is about 73.1%.