• 한국태양광발전학회지
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• 제6권2호
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• pp.15-24
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• 2020

영농형 태양광 발전은 농업과 태양광 발전 시스템의 동시 상생이 가능한 기술로 현재와 같은 농업 환경 및 생태계 개선 그리고 에너지 전환의 시대에 대처해야 하는 훌륭한 대안이다. 한국형 영농형 태양광 발전 시스템 개발 및 보급을 위한 국내 첫 연구개발 사업인 농림축산식품부(농림식품기술기획평가원 첨단생산기술개발사업)의 "한국형 태양광 이모작(농업&태양광 발전 병행) 스마트 영농 시스템 개발(과제번호: 1545015977)"과제를 통해 총 60kW급 규모의 5개소 실증단지(10kW급 3개소 신규 개발 및 구축)를 활용한 최적 시스템 개발, 6품종(벼 2품종, 감자, 배추, 마늘, 양파 및 배) 표준재배기술 도출 등을 수행하였다. 기존 태양광 발전용 모듈(72cell) 대비 half-size(36cell) 모듈 개발, 작물 별 최적 구조물(차광률 30% 미만 적용) 도출, 대상 작물 감수율 20% 미만 달성 및 표준재배기술개발을 수행하였다. 추후 장기간 동안 영농형 태양광 구조물의 경제성 확보, 시공성 개선 그리고 다양한 작물 대상 표준재배기술 최적화 등의 실증연구가 필요하다. 마지막으로 영농형 태양광 발전 시스템의 확산 및 보급을 위해 국가적 지원과 농민들의 적극적인 참여 없이는 불가능 하다. 그리고 본 개발 기술은 농업인을 위한 기술로 범국민적인 수용성 개선 또한 수반되어야 한다. 특히, 정부는 영농형 태양광 발전 시스템이 대한민국의 식량안보와 에너지안보를 확보를 위해 농업진흥지역에 대한 최대 20년까지 타용도 일시전용이 가능하도록 농지법 개정으로 화답 할 때이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.653-656
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• 2009

본 논문에서는 태양전지-LED 시스템을 설계하여 부하 발전 배터리 용량을 산정하고, 상용 예비전력을 도입한 독립형 태양광발전시스템을 구현하였다. 또한, LED 조명부하에 대한 휘도 시뮬레이션 및 균일성 검사를 거친 후, 이를 태양광발전시스템과 함께 설치하였다. 태양전지-LED 시스템에 대하여 설계, 설치 및 운영에 관한 현장 시험을 통해 시스템의 신뢰성과 성능 및 제반 문제점을 확인하고, 태양광 에너지를 이용한 LED 표식장치의 다양한 응용을 위한 기초적 근거를 마련하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.27-27
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• 2010

최근에 고유가와 지구온난화로 인하여 에너지가 향후 인류의 50년을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있어서 지구의 모든 에너지의 근원인 태양광을 이용하는 태양광 발전은 무한한 청정 에너지로 각광받고 있다. 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지는 풍력, 수소연료전지, 조력, 바이오에탄올 등의 신재생에너지 기술 중에서 상품성은 가장 뛰어나지만 발전단가가 가장 높은 것이 단점이다. 태양광 발전단가를 줄여서 기존의 화석에너지를 이용한 발전단가와 견줄 수 있는 그리드 패러티(grid parity)를 달성하려면 태양전지 모듈의 고효율화와 동시에 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 현재 태양광 모듈 시장의 90%는 효율이 12-16% 정도로 높은 단결정(single crystalline or monocrystalline) 실리콘이나 다결정(polycrystalline or multicrystalline) 실리콘 등의 벌크(bulk)형 결정질 실리콘 모듈이 차지하고 있으나 원재료인 실리콘 웨이퍼의 제조단가의 50%를 차지하고 있어서 저가화가 어렵다. 반면, 원료가스를 분해하여 대면적 기판에 증착하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지의 경우는 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 박막 실리콘 모듈은 매우 적은 실리콘 원재료를 소비한다. 단결정이나 다결정 실리콘 웨이퍼의 두께가 $180-250\;{\mu}m$ 정도인 것에 비해서 박막 실리콘의 두께는 $0.3-3\;{\mu}m$ 수준이다. 더불어, 유리, 플라스틱 등의 저가 기판에 저온 대면적 증착이 가능하여 저가양산화에 유리하다. 박막 실리콘 모듈은 벌크형 실리콘 모듈(-0.5%/K) 대비 낮은 온도계수[비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H)의 경우 -0.2%/K]와 빛의 세기가 약한 산란광에서도 동작하여 평균발전시간이 증가하므로 외부환경에서 우수한 발전성능을 보이고 있다. 태양전지 모듈은 상온에서의 안정화 효율을 기준으로 가격이 책정되어($/$W_p$) 판매되기 때문에 벌크형 실리콘 모듈에 비해서 박막 실리콘 모듈은 가격대 성능비가 우수하다. 따라서 박막 실리콘 모듈은 벌크형 결정 실리콘 모듈의 대안으로 떠오르고 있으며, 레이저 기술을 이용하여 수려한 투광형 건물일체형(building integrated photovoltaic; BIPV) 모듈을 제작할 수 있는 장점도 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기존의 양산화된 단일접합 비정질 실리콘 태양광 모듈은 효율이 6-7%로 낮아서 설치면적 및 설치 모듈의 증가가 성장의 걸림돌이 되고 있다. 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 도모하기 위해서 적층형 탄뎀셀로 양산 트렌드가 변화하고 있다. 이에 적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구에 대해서 논의한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.257-257
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• 2009

2008년 8월 국가에너지위원회는 제1차 국가에너지기본계획을 공표했다. 이 계획에 따르면 정부는 온실가스 저감, 에너지 안보 강화, 신성장 동력 육성 등을 위해 신 재생에너지의 비중을 2007년 2.4%에서 2030년 11%까지 높일 것이다. 이런 목표가 달성되려면 풍력, 태양광, 해양에너지, 바이오매스 등 재생가능 에너지 원별로 보급이 크게 확대되어야 한다. 2030년이면 태양광 발전 설비용량은 지금 보다 약 10배 증가한 3,504MW, 풍력발전은 설비용량은 지금 보다 약 12배 증가한 7,301MW에 이를 전망이다. 그러나 이런 보급 목표를 달성하기까지 여러 가지 장애와 난관이 존재한다. 극복해야 할 문제 중 하나가 재생가능 에너지 설비의 입지를 둘러싼 갈등 현상이다. 국내에선 태양광 발전소가 산지에 다수 들어서면서 산림 훼손 논란을 불러 일으키고 일부 지역에선 태양광 발전소 가동이 동 식물 피해를 유발한다는 민원까지 등장하면서 계획이 취소되거나 변경되는 사례가 발생하고 있다. 풍력 발전도 계획이나 시공 과정에서 환경영향을 둘러싼 갈등이 불거지면서 공사가 중단되거나 계획이 보류된 사례가 발생하고 있다. 현재의 제도와 여건에선 이런 갈등이 더욱 심화 증폭되어 중 장기적으로 신 재생에너지 보급 목표의 달성이 불투명해질 수 있다. 이 논문에선 국내 태양광 발전과 풍력 발전 시설의 입지와 운영 과정에서 발생한 갈등 사례를 분석하고 갈등 완화와 해소를 위한 정책적 시사점을 도출하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.75.1-75.1
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• 2011

화석연료의 고갈과 온실가스 배출의 증가로 지속 가능한 친환경 에너지 생산이 요구되는 가운데, 태양광 발전은 이러한 조건을 만족시키는 에너지 생산 방안으로 주목받고 있다. 태양광 발전은 태양 직사광을 이용한 발전 방법 때문에 실외에 설치되어야 하며 이에 따라 외부의 충격이나 오염물질로부터 태양전지 패널을 보호하기 위한 보호층이 필수적이다. 그러나 보호층에 의한 입사광의 반사 및 먼지나 황사에 의한 보호층의 오염 등은 태양전지의 발전 효율을 감소시키는 요인으로 작용하여 이에 대한 대응이 필요하다. 본 연구에서는 PET 필름에 나노 임프린트 리소그래피 및 핫 엠보싱 공정을 이용하여 moth-eye 반사방지 패턴을 형성함으로써 보호층에서의 입사광 반사를 억제하였다. 또한, 이러한 반사방지 패턴에 초소수성 자기조립단분자막을 코팅하여 표면 에너지를 낮춤으로써 먼지 및 황사에 의해 오염되었을 경우에도 빗물에 의해 오염 물질이 쉽게 씻겨 내릴 수 있는 자정기능을 부여하였다. 이러한 반사방지를 통한 입사광 투과량의 향상 및 초소수성 표면에 의한 자정작용에 의하여 태양전지의 발전 효율이 증가되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1406-1407
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• 2011

태양광발전은 태양의 복사에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 시스템으로 가동부분이나 열기관이 없어 수명이 길고 운전과 유지보수가 용이하며 모듈로 구성되기 때문에 수요나 지형에 맞게 설계할 수 있다. 이러한 특성으로 인해 태양광 발전은 차세대 성장 에너지원으로 각광 받고 있으며, 최근 문제되고 있는 지구환경문제 해결에도 부합할 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 또한 계통 연계형 태양광 발전시스템의 확대 보급시 태양광 발전시스템의 출력특성에 의한 기존 전력계통의 피크전력을 감소시키는 효과도 기대할 수 있다. 국내 태양광발전은 정부 지원정책에 힘입어 지속적으로 보급이 확대되고 있으며, 2009년도 기준으로 약 400 MWp 이상의 설비가 전력시장에 진입하여 상업 운전중에 있다. 태양광발전시스템은 육상에 설치하는 것이 주류를 이루고 있었으나 태양광 입지조건에 적합한 부지를 확보하는 것이 쉽지않기 때문에 최근에는 건물옥상이나 벽에 설치하는 사례가 증가되고 있다. 본 논문에서는 한전전력연구원(대전시 유성구 문지동)의 건물옥상에 설치되어 운전하고 있는 9.52kW급 BIPV 형식의 태양광발전시스템을 대상으로 2010년도 1년간의 운전특성에 대하여 분석 평가하고 이를 통해 BIPV시스템의 운전에 대한 기초자료를 제시하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2135-2137
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• 2001

지구에 공급되는 태양열은 지구상의 모든 인간이 필요로 하는 총 에너지량의 10,000배 이상으로 매우 풍부할 뿐만 아니라 무공해 에너지원으로 매우 좋은 조건을 갖추고 있는데 비해 실제 이용은 태양광 발전장치와 온수 난방에 한정되어 있다. 특히 우리나라는 일사량이 풍부하고 인구밀집 거주지역이 많아 태양에너지 이용이 적절한 것으로 분석된 바 있으며, 환경오염문제가 심각하게 대두되고 있는 상황에서 에너지와 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 태양 에너지에 대한 기술개발 및 보급이 반드시 필요하다고 판단된다. 본 연구는 태양광을 집광하여 건물 내에 분배하는 장치를 개발하여 건물 전체 전기에너지 소비량의 약1/3을 차지하고 있는 조명용 전기에너지를 절약함으로써 에너지 절약은 물론 환경오염을 줄이는데 그 목적을 두고 있다.

• 한국태양광발전학회지
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• 제4권2호
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• pp.62-70
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• 2018

대한민국 정부는 '재생에너지 3020 계획'에 따라 2030년까지 재생에너지 발전 비중을 20%까지 확대하겠다는 방침을 세웠다. 목표 달성을 위한 태양광발전은 30.8GW을 신규설비로 확보해야 하지만 신재생에너지를 설치할 수 있는 공간은 한정되어 있어 추가적인 공간이 문제가 된다. $297km^2$의 건물 부지를 소관하고 있는 군(軍)은 공공기관 중 가장 넓은 부지를 보유한 단일 기관이다. 이러한 군 유휴공간을 활용한 민간투자방식의 태양광 발전사업 경제적 타당성을 연구하였다. 본 연구에서는 경제적 효과를 RETScreen을 통해 분석하였고, 그 결과 내부수익률(IRR) 10.7%로 경제적 타당성이 입증되어 민간투자의 사업성을 확인하였다. SWOT분석 결과에 따르면 군 태양광 BOT사업은 전력 모니터링 및 유지보수 등 사업 전 과정에서 보안 요소가 발생하지만, 강한 규제의 산지 및 임야의 대안으로 표준화된 군사시설이, 한 번의 설계로, 유휴공간에 대량 설치가 가능한, 모듈화의 이점을 가지고 있었다.

• 한국태양광발전학회지
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• 제4권1호
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• pp.35-41
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• 2018

기후환경 변화에 대한 대응과 친환경에너지로의 전환으로 우리나라는 새로운 재생에너지 정책을 추진하고 있다. 2030년에 재생에너지 비중을 20%까지 확대한다는 정책목표를 달성하기 위해서는 지속적이면서도 경제성을 갖출 수 있는 대형 태양광 발전소의 건설이 필요하나 현재의 제도와 가격구조로는 투자유치의 한계가 있다. 용량요금제는 기존의 석탄, 가스 발전소 사업의 안정성과 수익성을 보장하여 큰 규모의 투자를 유치하기 위하여 시행되었던 만큼, 투자 규모가 큰 대형 태양광 발전소의 투자유치를 위해서도 적용이 필요하다. 이는 태양광 발전이 기존 석탄, 석유 발전시장으로부터 독립된 전원으로의 위치를 찾고 투자유치, 규모의 경제 실현, 수익성 상승, 재투자의 선순환 구조를 만드는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.240-240
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• 2009

최근 10년간 우리나라의 에너지 소비는 매년 10[%]라는 세계 최고의 증가율을 기록하고 있으며 온실가스배출량 증가율 역시 세계 1 위를 기록하고 있다. 세계기후협약 이행이 늦추어지고는 있지만 머지않아 우리도 여기에 참여하지 않을 수 없는 형편이어서 대체에너지 개발의 필요성은 더욱 절실하게 요구되고 있는 실정이다. 11개 분야의 신 재생 어|너지 중에서 최근 가장 많은 관심을 갖고 있는 태양광 발전은 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술로서 광을 조사시 광전효과에 의해 전기를 발생하는 원리를 이용한 발전방식이다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 구성장치에 의해 넓은 부지가 필요하며 햇빛의 방향에 따라 또는 태양전지에 입사하는 일사량의 정도에 따라 많은 발전전력에 차이가 있으므로 태양광 발전의 경우 발전단가가 높고 효율이 낮기 때문에 일사량에 따른 전력을 측정하여 효율적인 발전에 필요한 조건을 알아 보기위해 2007년 1년간의 실증운전을 통한 일사량과 전력발생량을 비교 분석하였으며 또한 햇빛의 일사량은 시간대별, 일별, 월별, 년별로 각각 달리 측정되므로 각각의 일사량에 따른 전력패턴을 분석하여 태양광 발전에 필요한 일사량과 전력과의 상관관계를 연구하였다.