• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.47.1-47.1
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• 2010

태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환하는 소자로서, 무공해 신재생 에너지로 각광받고 있다. 이러한 태양전지의 상용화를 위하여 발전효율과 경제성을 높이기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 특히 도심형 건물의 외장재를 태양전지로 활용하는 건물통합형 태양광 발전 (BIPV : building integrated photovoltaics)등에 대한 연구가 활발하다. 따라서, 본 조사 연구에서는 태양전지 기판소재의 요구특성을 조사하고, BIPV용으로 적용 가능한 유연한 금속기판의 개발을 위한 기술적 방법을 제시하고자 하였다. 현재 태양전지의 기판은 비정질 혹은 결정질 실리콘 기판과 라임유리 기판이 주로 사용되고 있으며, 특수용도로 고가의 폴리이미드 고분자 필름이 사용되고 있다. 그러나 BIPV의 다양한 응용을 위해서는 저가의 유연한 기판이 절실히 요구되고 있다. 스테인레스 금속박판은 인성 및 강도가 우수하고, 유연하여 다양한 형태로 가공이 가능하며, 가격이 저렴하고, 다양한 표면개질기술이 적용될 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.60.1-60.1
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• 2010

공동주택에서 태양광발전(PV)을 통한 세대 전기에너지 이용은 모듈 설치 면적의 제약으로 인해 전 세대를 대상으로 활용하기에 현실적으로 어려움이 있다. 특히 남향이나 남동, 남서향으로 위치한 거실 창호를 활용하는 경우에도 결정질 실리콘(crystalline silicon) 태양전지 셀로 인한 실내 음영문제 등으로 건물통합형 태양광발전(BIPV) 시스템의 가시성을 확보하는데 한계가 있다. 따라서 이런 문제점을 극복하고자 투광형 비정질실리콘(amorphous silicon) 태양전지를 이용한 발코니창호/커튼월 BIPV 시스템을 구축하고, 테스트베드를 통한 적용성 평가 검증을 수행하였다. 테스트베드는 KCC 중앙연구소 1층 외부 측창에 결정질 BIPV 모듈(A2PEAK 사(社), 최대 출력 210 Wp, W 2,000 mm ${\times}$ H 1,066 mm)과 10% 및 30% 투광형 비정질 BIPV 모듈(Sharp 사(社) See Through type, 최대 출력 135 Wp/123 Wp, W 1,930 mm ${\times}$ H 1,180 mm)을 각각 설치(남서 $30^{\circ}$, 수직 $90^{\circ}$)하여, 2009년 5월에서 8월 사이 4개월에 걸친 모니터링을 통해 실제 발전량 데이터를 확보, 시스템에 대한 분석을 진행하였다. 분석 결과, 설치용량당 일평균 발전량은 결정질형이 1.46 kWh/kWp, 10% 투광형은 1.10 kWh/kWp, 30% 투광형은 0.73 kWh/kWp을 나타내었다. 10% 투광형과 30% 투광형의 모듈 성능 차이는 크지 않으나 발전량에 있어서는 큰 차이를 보였고, 10% 투광형의 설치용량당 일평균 발전량은 경정질형의 75.2% 수준으로 투광형 비정질실리콘 BIPV 시스템의 창호 적용 가능성을 확인하였다. 특히 세대 거실 창호를 통한 가시성 확보는 기존 결정질 BIPV 창호의 단점을 개선하였다. 건자재 일체화로 구축된 가시성확보 BIPV시스템 창호는 단위 세대별 적용이 쉽고, 공동주택에서 PV 시스템의 설치면적을 극대화시키므로 향후 Zero Energy 공동주택 구축에도 활용성이 클 것으로 기대된다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.15-20
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• 2008

Building-integrated photovoltaics(BIPV) are increasingly incorporated into new domestic and industrial buildings as a principal or ancillary source of electrical power, and are one of the fastest growing segments of the photovoltaic industry. This paper presents design, operational features analysis, and PCS(Power Conditioning System) of grid-connected 30kW BIPV set up on the library of Dongshin University. For a sustainable photovoltaics system in this area, the data of the BIPV system are collected and analyzed by monitoring system using LabView. PCS of the grid-connected BIPV system, also, is designed for optimal operation with characteristics suggested in this paper.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.173-181
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• 2011

본 논문에서는 건물통합형 태양광 발전 시스템의 전기적 열적 성능을 얻기 위해 하이브리드 PV/T 모듈을 제시한다. 건물 외벽에 부착하는 BIPV 시스템은 태양광 발전 시 온도상승으로 인하여 시스템의 효율이 떨어진다. 이러한 문제점의 해결과 BIPV 시스템의 효율을 향상시키기 위해 수냉방식을 적용시키고 발생된 열은 온수 시스템에 사용된다. 수냉 냉각방식은 전력손실과 물의 온도를 고려한 유량제어 알고리즘을 이용하고 실증연구를 통하여 제시한 하이브리드 PV/T 모듈의 전기적 열적 성능을 확인하여 본 논문의 타당성을 입증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.587-599
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• 2018

건물일체형 태양광 발전(BIPV) 시스템은 태양광 모듈을 건축부자재와 결합하여 설치함으로써 주거, 보관, 경제성 요소 등의 건축물 기능을 만족시키면서도 태양광 발전기능을 동시에 수행하기 위한 통합시스템이다. 시스템 통합으로 인해 얻게 되는 장점이 있지만, 태양광 발전기능을 극대화할 수 있는 설계가 필요하다. 선행연구로서 컴퓨터 시뮬레이션과 실증으로 여러 가지 설계요소들이 발전성능에 미치는 영향분석 결과들이 발표되었지만, 발전성능 분석의 부정확성, 설계요소 간의 관계분석의 미흡, 제한된 실증 범위 등이 문제점으로 남아 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 먼저 발전성능을 실증으로 평가할 수 있도록 목업 시험동을 설계 및 구축하고, 실증시스템 운영에서 획득한 데이터의 통계분석을 수행한 결과를 바탕으로 설계 방안을 연구한다. 구체적으로 주요 설계요소로서 모듈의 종류(c-Si, a-Si), 설치각도($90^{\circ}$, $75^{\circ}$, $30^{\circ}$, $15^{\circ}$, $3^{\circ}$), 설치방향(서향, 남서향, 남향, 남동향, 동향) 등을 선택하였다. 선택된 설계요소들의 발전성능에 대한 영향을 분석하기 위해, 1년간의 운영 데이터를 획득하여 통계적인 기법으로 데이터의 유효성을 검증하였으며, 또한 다양한 설계요소들 사이의 관계분석을 통하여 발전성능이 최적화되는 설계안을 제시하였다. 이 연구결과는 향후 BIPV 시스템의 적용성 여부에 대해 판단할 때, 그리고 BIPV 시스템을 설계할 때 설계요소들의 최적 선택에 대한 자료가 될 수 있다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.359-363
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• 2011

Building-integrated photovoltaics(BIPV)are increasingly incorporate into new domestic and industrial buildings as a proncipal or ancillary source of electrical power, and are on of the fastest growing segments of the photovoltaic industry. This paper presents operational features analysis and PCS(Power conversion System) factors of grid-connected 30kW BIPV on library of Dongshin University. The data consisted of insolation, Temperature, solar-cell performance and inverter performance are collected by IVIsion web monitoring system and analyzed. The analyzed data gave this paper effect elements of optimal operation.

• 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.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권2호
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• pp.116-126
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• 2011

최근 환경문제 해결 및 미래 성장동력 확보를 위해 전 산업 분야에 걸쳐 친환경 에너지의 활용이 지속적으로 이루어 지고 있다. 특히 설치장소의 제약이 없고 무한한 태양에너지를 활용한 태양광발전 산업에 관심이 집중되고 있으며, 건설산업에서도 건물통합형 태양광발전에 대한 연구와 사례적용이 활발히 이루어지고 있다. 하지만 최근 건축물의 초고층화는 시공단계에서의 에너지 소비를 크게 증가시키며, 이에 따라 시공단계에서의 친환경에너지 활용 방안에 관한 연구가 요구된다. 이에 본 연구에서는 초고층 거푸집 공사 전력공급을 위한 PV시스템(PVFS)을 제안하고 설계 및 적용타당성 분석을 수행함으로써, 건물시공 단계에서의 친환경 에너지 활용에 대한 가능성을 모색하였다. 사례연구를 통해 설계된 PVFS에 대한 설치면적 위치 확보 및 거푸집 허용하중 초과 여부, 공정영향, 경제성 검토를 수행하였으며, 그 결과 기술발전을 통한 경제성 문제가 해결된다면 가까운 미래에 현장 적용 가능성이 충분할 것으로 판단되었다. 본 연구결과는 시공현장에서의 친환경 에너지 적용 가능성을 제시함으로써 친환경에너지 접목을 통한 새로운 건축환경 구축에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권3호
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• pp.67-72
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• 2011

The aim of this study is to evaluate how much would the building energy consumption be saved by applying DSSC BIPV window which is possible to control the transmittance and express the color in the office building. For this, physical characteristics such as transmittance and reflectance, U-factor of DSSC areanalyzed and an annual energy consumption that is connected to dimming control is calculated when DSSC BIPV window is applied by alternate clear window system. As a result, It is possible to reduce the anannual energy consumption as much as4.1% by just change the clear double window system to DSSC BIPV double window system because the major factor to reduce energy consumption in the office that has much cooling load than other building is SHGC. When the thermal insulation properties of DSSC BIPV window with low-e coating and making triple window are improved, energy saving ratio is about 9%. Plus, energy saving ratio of 25~28% in lighting energy consumption is possible when the dimming control system with DSSC BIPV window is adopt.

• 교육시설 논문지
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• 제18권6호
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• pp.25-32
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• 2011

The building integrated photovoltaic(BIPV) system has a double advantage that it reduces costs for exterior materials and PV panels. It allows the construction of a low-energy building without the need for the additional installation space. At the construction planning stage, however, it requires sufficient evaluation on the efficiency and performance. This study was performed to promote the distribution of photovoltaic power generation system by estimating the potential photovoltaic power generation capacity of the BIPV system installed on the university lecture building and by evaluating the characteristics and performances of window, spandrel and combined attachment types via the simulation of generation capacity per unit area.