태양광 고온가스가열 장치를 위하여 후레넬렌즈면적 $0.5m^2$을 갖는 소형태양집열 및 추적시스템과 고급의 소형 밀폐형 유동층 태양광 수열기를 개발하였다. 개발된 태양광 수열기는 개방형 유동층의 단점인 SiC입자의 유출과 열사이폰효과를 개선하였다. 공기의 최대 도달온도는 1140K이며, 최대 열효율은 64%얻어졌다. 본 연구에서 개발한 태양광수열기는 기존의 평판이나 관형의 고체표면을 갖는 태양 집열기와 비교할 때 아주 고온에서 효율 좋게 작동된다.
본 연구에서는 태양광 발전시스템의 각 부분별로 환경적 요소와 상황적 요소로부터 정보 데이터 수집 및 분석, 제어, 평가, 진단, 모니터링 등을 위해 기 활용되고 있는 통신기술 등 IT 융합 기술을 적용하여 이를 DB화하여 표준적인 가이드라인 및 서비스 기준과 상용화가 가능한 비즈니스 모델 개발을 개발하고, 태양광 발전설비 최적 운영관리 서비스 요소 및 시스템 개발을 통해 다양한 인버터 종류의 데이터를 통합할 수 있는 시스템과 태양광 발전설비 최적 운영관리 서비스 프로그램을 구현하였다.
현재 에너지 시장은 신흥 개발 도상국의 화석 에너지 사용량 급등 등의 요인으로 인해 고유가 시대가 지속될 것으로 전망되고 있다. 또한 화석 에너지 사용으로 지구 온난화가 지속되고 있으며, 이에 온실가스 배출을 규제하기 위한 유엔기후변화협약 및 환경변화 문제 해결을 위한 사회적인 합의가 이뤄지고 있다. 그러므로 다양한 신재생 에너지원의 연구 개발 및 사용이 가속화되고 있으며, 그중 기술적으로 가장 근접한 것이 태양광 발전이다. 본 논문은 당사에서 개발하는 50kW 태양광 PCS의 운전 상태를 감시하고, 필요 요소를 제어하며, 취득된 데이터를 eRTU 등의 상위 시스템에 개방된 프로토콜로 통신을 통해 올려주는 태양광 PCS HMI Unit에 대해 논하였다.
실리콘 태양전지는 현재 태양광 시장의 90% 이상을 차지하고 있으며 향후에도 기술 개발을 통해 태양광 시장을 주도하는 기술로 예상되고 있다. 실리콘 태양전지의 가격 경쟁력 확보를 위해 새로운 기술이 개발되고 있는 상황에서 효율 한계를 극복하기 위한 탠덤 태양전지 연구가 주목 받고 있다. 실리콘 기반 탠덤 태양전지의 여러 후보 물질 중 페로브스카이트는 공정의 용이성뿐 아니라 물질의 특성이 탠덤 태양전지 소재로써 적합하여 최근 주요하게 연구되고 있다. 본 논문 에서는 페로브스카이트 실리콘 탠덤 태양전지의 연구 동향에 대해 살펴보고자 한다.
태양광 모듈의 효율 증가를 위한 고효율태양전지개발, 광투과율향상, 모듈의 대형화 등 많은 연구개발이 이루어지고 있다. 이중 우리는 태양광 모듈의 후면 sheet인 Back sheet의 특성 및 온도 변화에 따른 모듈의 전기적 출력 특성 변화에 대한 연구를 실시하였다. Back sheet의 두께, 재질, 색상 등 종류는 다양하다. 여기서는 백시트의 색상을 중점으로 White, Blue, Black 3가지와 Glass까지 총 4가지 종류를 가지고 반사율을 측정하고, 모듈화 했을 때 출력을 비교하였다. 그리고 온도별로 효율값을 측정하여 백시트의 색상 종류에 따라서 어떠한 차이가 있는지 비교하였다.
태양전지는 요구전력의 필요에 따라 직 병렬로 연결하여 태양전지 모듈(solar cell module)로 제품화한다. 태양전지가 실제로 전자제품에 연결해서 사용하기 위해서는 주변장치(BOS, Balance of System)가 사용된다. 또한 일사량의 강도에 따라 불균일한 직류전기가 발생되므로, 태양광발전시스템은 모듈을 직 병렬로 연결한 태양전지 어레이(solar cell array)와 안정된 전기공급을 위한 전력조정기(power conditioning system, 이하 PCS)가 필요하다. 또한 직류가 아닌 교류를 필요로 하는 응용제품에는 직 교류변환장치 인버터(inverter)를 필요로 한다. 본 과제는 전시를 위한 연구개발 목적보다는 태양광 시스템 보급 양산기술에 중심을 두어 태양광 산업경제를 활성화 하고자한다. 따라서 본 과제는 기존에 연구개발과 특수목적 시장 중심인 초고효율 태양전지 개발보다 경제적인 기여도와 파급효과가 크다.
태양광 발전 시스템 분야는 유가 폭등과 신재생에너지에대한 인식변화, 발전차액 지원제도와 함께 국내 시장에 급속도로 보급이 이뤄지고 있으며 그 활용분야 또한 기존의 주택 시장을 넘어 발전사업, 타 분야와의 연계성을 가지며 활발한 연구 및 시장 확대가 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 태양광 발전 시스템과 기존 조명 시스템을 대체해 나가며 기하급수적인 보급을 보이고 있는 LED를 접목한 승강장 개발에 관한 논문이다. 태양광/LED 시스템을 적용한 승강장은 독자적인 운영이 가능하고 기존 승강장이 갖지 못했던 조명 및 광고 기능을 제공함으로써 태양광 발전과 LED 조명에 대한 저변 확대와 관련 기술 응용에 큰 기여를 할 것이라 사료된다.
최근 유기물과 무기물의 복합된 구조를 가지는 페로브스카이트 소재를 광흡수층으로 사용한 태양전지가 연구적으로 큰 관심을 받고 있다. 이러한 유무기 하이브리드형 페로브스카이트 소재는 기존의 광흡수 소재들에서는 발견되지 않던 독특한 광전기적인 특성과 이에 기인하는 고 광전변환효율 그리고 저렴한 박막제조 공정 등으로 인해 기존 차세대 태양전지의 한계에 돌파구를 제시하고 있다. 본 글에서는 이러한 고효율, 고안정성 페로브스카이트 태양전지 구현을 위해 사용되는 전하수송소재의 종류와 개발동향에 대해서 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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