• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.25 no.4
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• pp.141-153
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• 2005

PV 태양광 발전은 PV 재료가 고가이므로 일반 전력비용에 비해 상대적으로 비용이 높아진다. 저가형 광학 집광기술과 PV를 통합하게 되면, 비용뿐만 아니라 설치면적 등에서 유리하게 되나, 집광기의 단점이 함께 추가되게 된다. 집광기는 작은 수광각과 송신광선을 갖고 있어 PV 모듈에 필요한 태양광, 광학손실의 손실정도를 최소화하기 위한 신중한 시스템 디자인과 2축형 트레킹 장치가 필요하다. 고정식 비집광 시스템보다 더 많은 에너지를 얻기 위해서는 광학시스템의 손실율을 줄이고, 고효율의 PV 모듈을 이용한 PV셀의 상호연결이 필요하다. 본 논문에서는 우선, 비이미지 프레넬 렌즈 집광기를 사용한 PV 시스템에 대하여 간단하게 설명한 후, 출력전력값을 이론적으로 예측하고 PV 효율과 시스템 성능을 제시하였다. 프레넬 렌즈 선형 집광기 통합 PV 시스템과 비집광 PV 모듈의 출력전력값과 시스템 비용을 비교하면, PV 전력비용을 줄일 수 있는 집광기의 이용이 유용한 것을 알 수 있다. 따라서, 집광형 PV 시스템은 미래의 에너지 이용에 매우 유리한 시스템이라 할 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.4
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• pp.318-325
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• 2015

Pico satellite has limited surface to install the solar cells due to its extremely limited size. Also, the sun incidence angle with respect to the solar panel continuously varies according to the attitude control strategy and its important parameter for the power generation. In this study, a concentrating photovoltaic system for pico satellite application has been proposed that can enhance the power generation efficiency in case of the unfavorable condition of the sun incidence angle with respect to the solar panel of the satellite using the fresnel lens. To prove the possibility of maximizing the power generation efficiency of the proposed concentrating power system, we have performed the power measurement test using a solar simulator and commercial fresnel lens. And on-orbit analysis of the power generation efficiency using the STK which is a commercial S/W has also been performed based on the test results.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.7
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• pp.622-627
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• 2014

A pico-class satellite has limitation to generate power from the solar cells due to its limited accommodation area to install the solar cells. The variation of incidence angle between solar panels and sunlight induced by the revolution and rotation of the satellite is one of the key parameters to determine the power generation. In this study, we proposed a concentrating photovoltaic system for pico-class satellite applications to enhance power generation when the ${\beta}$ angle between the sunlight and the solar panel is zero by effectively concentrating solar energy on solar panels. The feasibility of the conceptual idea has been demonstrated by power measurement test using solar simulator and commercial multi-array lens system.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.129-129
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• 2017

태양광 발전으로 생산된 전력으로 냉방기나 난방기를 직접 구동하는 경우에 냉방을 위해서는 7,8,9월 집광량이 많아야 하고, 난방을 위해서는 12,1,2월에 집광량이 많아야 한다. 하지만 일반적으로 사용되는 집광판은 평판형의 고정식이 대부분으로 필요에 따라서 집광량을 변동시키는 것이 불가능하다. 따라서 전력부하가 가장 큰 시기에 집량광이 가장 많아지도록 설치되어야 한다. 본 연구에서는 최적의 집광판 설치조건을 구명하기 위하여 집광판의 설치 각도에 따른 년중 일사량을 예측하기 위한 모델을 개발하고 계산된 일사량과 기상청에서 실측한 일사량을 비교하였다. 분석 대상은 대전(북위 36도 22분)으로 하였다. 년간 최대 일사량을 확보할 수 있는 집광판 설치각은 $36^{\circ}$로 분석되었다. 반면에 월별로 최대 일사량을 확보하기 위한 집광판 설치각도는 1월에 $57^{\circ}$, 2월에 $48^{\circ}$, 3월에 $36^{\circ}$, 4월에 $24^{\circ}$, 5월에 $15^{\circ}$, 6월에 $12^{\circ}$, 7월에 $15^{\circ}$, 8월에 $24^{\circ}$, 9월에 $36^{\circ}$, 10월에 $45^{\circ}$, 11월에 $57^{\circ}$, 12월에 $60^{\circ}$로 예측되었다. 한편 냉방부하가 많은 6.7.8.9월에 최대 일사량을 확보하기 위한 집광판 설치각도는 $21^{\circ}$로 예측되었다. 이상의 결과로 볼 때 태양광 발전을 위한 집광판은 전력부하와 용처에 따라 적정한 설치각도를 결정하는 것이 중요한 것으로 판단되었고, 본 연구에서 개발된 예측모델이 이러한 작업에 유효하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.272-272
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• 2010

최근 화합물반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지가 차세대 태양전지로서 주목을 받기 시작하였다. GaAs를 주축으로 하는 고신뢰성 고효율 태양전지는 높은 가격으로 인해 응용이 제한되어왔으나, 고집광 기술을 접목하여 태양전지 재료 사용을 수 백배 이상 줄이면서도 동시에 효율을 극도로 향상시킴으로써 차세대 태양전지로 활발히 개발되고 있다. GaAs 기판을 이용한 다중접합의 태양전지는 n-type GaAs 기판 위에 버퍼 층, GaInP back surface field 층, GaAs p-n 접합, AlInP 창층, GaAs p-n 접합의 터널접합층, 상부전지로서 GaInP p-n 접합, AlInP 창층 순서로 epi-taxial structure를 형성하고 전극과 무반사막을 구성한다. 이러한 태양전지의 효율을 결정하는 요인 중, 상부 전극은 전기적 및 광학적 손실을 일으키는 원인으로써 최소화되어야 한다. 그런데 이러한 이중접합 화합물 태양전지에 집광한 태양광을 조사할 경우, 태양광을 집광한 만큼 전류가 증가하게 되며 증가한 전류가 전극에 흐르면서 전기적 효율 손실을 유발하게 된다. 따라서, 집광형 화합물 반도체 태양전지의 전극에 의한 손실에 대한 연구가 선행되어 저항에서 손실되는 전력을 최소화하여야만 전기적 손실이 낮은 고집광 태양전지 개발이 가능하다. 본 논문에서는 먼저 전극 두께가 0.5${\mu}m$인 GaInP/GaAs 이중접합 태양전지 (효율 25.5% : AM1.5G)의 집광시 효율 변화에 대해서 연구하였다. 이후 이러한 효율 변화가 전극 구조의 최적화에 의해서 개선 될 수 있는지를 삼차원 모의실험을 통해서 확인하였다. 모의실험에는 Crosslight 사의 APSYS를 사용하였고, material parameter를 보정하여 실제 실험 결과에 근사 시킨 후 전극 구조에 대한 최적화를 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.605-606
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• 2012

The cost of a PV(Photovoltaic) installation are driving the market and the need for subsidized schemes, such as feed-in tariffs. Concentrated photovoltaic(CPV) is leading the development of future low cost renewable energy sources. CPV is offering high efficiency systems. This paper proposes technology and market for CPV.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.5
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• pp.430-436
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• 2014

The mission objective of STEP Cube Lab. (Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project) classified as a pico-class satellite is to verify the technical effectiveness of payloads such as variable emittance radiator, SMA washer, oscillating heat pipe and MEMS based solid propellant thruster researched at domestic universities. In addition, the MEMS concentrating photovoltaic power system and the non-explosive holding and separation mechanism with the advantages of high constraint force and low shock level will be developed as the primary payloads for on-orbit verification. In this study, the feasibility of the mission actualization has been confirmed by the preliminary system design.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.21 no.4
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• pp.377-385
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• 2017

The solar cell need the characteristic interpreting because the solar cell changes greatly according to the isolation, temperature and load in the photovoltaic development. Moreover, to get many energy in photovoltaic development need the position tracking of the sun according to the environment change. Also, The solar cells should be operated at the maximum power point. In this paper, I used microprocessor and sensor and designed to improve the efficiency of the photovoltaic system the photovoltaic position tracker device, and compared the normal photovoltaic system of fixed form with the photovoltaic system of solar position tracked form. Moreover, compared the catalogue of solar cell module and the simulation through a mathematics modelling with the solar cell's characteristic interpreting and composed an power conversion system with boost converter and voltage source inverter. Used the constant voltage control method for maximum power point tracking in boost converter control and, used the SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) control method in inverter control. The result was less then 5% when compared the catalogue of solar cell module and the simulation through a mathematics modelling. The boost rate of boost converter was similar to 167 % with the simulation.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.41 no.7
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• pp.481-491
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• 2014

The power production using renewable energy is more important because of a limited amount of fossil fuel and the problem of global warming. A concentrative photovoltaic system comes into the spotlight with high energy production, since the rate of power production using solar energy is proliferated. These systems, however, need to sophisticated tracking methods to give the high power production. In this paper, we propose a hierarchical tracking system using modular Bayesian networks and a naive Bayes classifier. The Bayesian networks can respond flexibly in uncertain situations and can be designed by domain knowledge even when the data are not enough. Bayesian network modules infer the weather states which are classified into nine classes. Then, naive Bayes classifier selects the most effective method considering inferred weather states and the system makes a decision using the rules. We collected real weather data for the experiments and the average accuracy of the proposed method is 93.9%. In addition, comparing the photovoltaic efficiency with the pinhole camera system results in improved performance of about 16.58%.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.2
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• pp.156-164
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• 2016

Qualification model(QM) of main payloads including concentrating photovoltaic system using fresnel lens, heating wire cutting type shockless holding and release mechanism, and MEMS-based solid propellant thruster have been developed for the STEP Cube Lab.(Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project), which is a pico-class satellite for verification of core space technologies. In this study, we have verified structural safety and functionality of the developed payloads under a qualification temperature range through the QM thermal vacuum test. Additionally, a reliability of thermal model of the payloads has been confirmed by performing a thermal correlation based on the thermal balance test results.