• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.36-44
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• 2009

본 논문에서는 PSA(position solar algorithm)을 이용하여 태양광 추적시스템의 발전 효율을 분석하였다. 태양의 위치 추적시스템은 자연환경 조건에 무관한 태양광 발전시스템에 매우 효과적으로 필요하다. 프로그램 방식의 태양광 추적시스템은 구름이나 대기 조건에 의해 일사량이 급하게 변할 경우에도 오동작 없이 정확하게 태양을 추적을 할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 더욱 정확하게 태양의 위치를 추적하기 위한 PSA 알고리즘을 제시하고, 제시한 알고리즘을 이용하여 태양광 발전시스템의 효율을 분석한다. 또한 적용된 알고리즘에 의해 제어된 고도각 및 방위각을 한국 천문연구원에서 제공된 데이터와 비교한다. 본 논문에서는 고도각 및 방위각 제어의 오차와 적용된 알고리즘의 발전효율을 분석하고 결과를 통하여 적용된 알고리즘의 타당성을 입증한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.640-644
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• 2009

현재 태양광 산업에서는 고정식 태양광 발전장치보다 발전 효율이 우수한 추적식 태양광 발전장치를 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 추적식 태양광 발전장치는 고정식에 대비하여 단위면적당 일사량을 최대로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 일조시간을 최대로 하여 태양전지의 발전효율을 극대화할 수 있다. 따라서 정밀하면서도 저렴한 태양위치 추적장치는 태양광 발전사업의 경제성을 높이고, 성능 대비 투자비용을 낮춰 태양광 발전설비의 보급을 촉진시켜줄 수 있는 중요한 기술이다. 본 연구는 태양위치를 감지하는데 센서를 사용하지 않고 천문학과 수학을 이용하여 정밀도 1분($0.016^{\circ}$)이내의 태양위치를 계산하는 알고리즘에 관한 것이다. 본 연구에서 제안하는 알고리즘은 장치의 제작비용을 낮추어 줄 뿐 아니라, 발전효율도 높여준다. 구현된 알고리즘을 적용시킨 추적식 태양광 발전장치를 운용 실측한 결과, 최대 30초($0.0038^{\circ}$)의 오차를 보여 추적식 발전장치의 경제성을 높일 수 있고, 시간복잡도(Time Complexity)와 공간복잡도(Spatial Complexity)가 낮아 실시간 태양 추적장치에 최적임을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.33-38
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• 2010

최근 태양광 발전시스템은 정부 에너지 정책에 의해서 널리 보급되고 있다. 여기에 광전지 전력생산의 효율을 높이기 위해서는 견실한 태양 추적식이 필요하다. 하지만 태양추적 식은 추적기술의 미비에 의해서 아직 널리 보급되지 못하고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 태양광전지의 최대전력추적을 위해서 태양광센서 및 신경회로망 제어알고리즘을 적용하였다. 태양추적 센서는 평판위에 한 개의 사각기둥과 동, 서, 남, 북 4개의 광센서로 구성된다. 태양추적 2축 제어는 두 개의 모터에 의해서 각각 동작되며, 모터의 제어 입력은 신경회로망 제어 알고리즘에 의해서 계산된다. 제안된 제어방식의 기능은 태양추적광 발전 실험에 의해서 확인하였으며, 본 논문의 태양추적방식은 고정식 보다 32[%]효율을 증가시켰다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.92.1-92.1
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• 2010

본 기술개발은 기존 태양추적기의 구조를 크게 변화시킬 수 있는 무선망 활용 태양추적기 개발에 관한 내용이다. 기존의 태양추적기는 태양광어레이에 스탠드얼론 시스템으로 부착되어 태양추적 및 관련 제어기능을 수행한다. 그러나 본 무선망활용 태양추적기는 PC와 태양광어레이가 지그비 무선망으로 연결되는 구조이다. 무선망을 활용함으로서 기존 태양추적기 대비 제어모듈의 역할이 매우 단순화되어 장치의 강건함, 내구성 및 경제성이 증가되는 효과가 있다. 무선망을 활용함으로서 태양광에레이 측은 무선데이터 송수신 기능과 모터제어 부분만 구현되어도 되며 나머지 기능들은 PC에서 처리해서 무선으로 태양광에레이 모듈에게 전달된다. 또한 고가의 센서 등도 PC에만 구현되고 필요한 데이터는 PC에서 처리하고 계산해서 무선으로 태양광어레이에게 전달하는 구조이다. 그리고 태양추적을 위한 정밀한 자동제어 알고리즘도 PC에서는 충분히 구현할 수 있으며 이를 수행한 후 필요 데이터를 태양광어레이 모듈에게 무선으로 전달한다. 본 기술개발 내용에 대한 시제품이 완성단계에 있으며 필드테스트 수행을 준비하고 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.89-99
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• 2008

본 논문은 태양광 발전 추적 시스템의 발전량을 증가시키기 위해 일사량 급변에 대한 추적 장치 기동 시 전력소모를 고려한 새로운 추적 알고리즘을 제시한다. 종래의 태양광 발전에 사용되는 센서방식의 추적시스템은 구름 및 안개 등 급변하는 기후환경에 의해 추적 장치의 오동작의 문제점으로 태양의 정확한 추적이 불가능하다. 또한 프로그램 방식의 경우에는 기후 환경의 외부 요인에 대응하지 못함으로서 추적 장치의 불필요한 동작으로 인한 에너지소비가 발생된다. 이러한 이유로 태양 추적 장치가 실시간으로 태양의 방위각 및 고도 각을 추정하는 경우에도 실제 태양광 발전량은 특정한 위치에 고정되어 있는 경우보다 발전량이 증가하지 못한다. 본 논문에서는 이러한 전력소모를 줄이기 위한 추적시스템의 새로운 제어 알고리즘을 제시한다. 또한 종래의 태양광 추적 방식과 제시한 방법의 효율을 분석하고, 실증연구를 통하여 제시한 알고리즘의 타당성을 입증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.291-298
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• 2020

본 연구는 입자 무리 최적화 (PSO; particle swarm optimization) 알고리즘을 이용하여 기존의 MPPT 알고리즘보다 신속하게 MPP를 추적할 수 있는 모델을 제안하였다. 제안 모델은 PSO 알고리즘에서 gbest 및 pbest의 가속 상수를 높게 설정하여 신속하게 MPP 지점을 추적하고 이로 인한 전력 불안정 문제점을 제거하였다. 또한, 일사량의 급격한 변화에 따른 태양광 패널의 전력 변화를 감지하여 알고리즘을 다시 실행하였다. 실험결과, 일사량이 691.5W/m2에 대해서 MPPT 시간이 0.03초와 전력이 131.65로서 기존의 P&O와 INC 알고리즘보다 높은 전력과 빠른 속도로 MPP를 추적하였으며, 일사량 변화에 따라 신속하게 MPP를 추적하였다. 제안 모델은 태양광 패널이 병렬로 연결되어 있는 태양광 발전소에서 부분적인 음영에 의해 전력량의 변화를 감지하였을 경우에도 적용할 수 있다. 본 연구는 MPPT 알고리즘을 개선하기 위해 MFO (moth flame optimization) 및 WOA (whale optimization algorithm)와 같은 최적화 알고리즘에 대한 비교 연구가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.2951-2957
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• 2010

태양광 산업에 있어서 PV추적 발전장치의 개발은 고정식 발전장치에 비하여 효율적이다. 추적식 발전장치는 단위면적당 태양의 일사량을 유지하고, 태양 전지의 효율을 최대화 한다. 따라서 정확하면서 저렴한 태양 위치 추적장치의 경제성을 개선하는 것과 투자 가격을 내리는 것이 중요하다. 본 연구는 태양위치를 감지하는데 센서를 사용하지 않고 천문학과 수학을 이용하여 1분($0.016^{\circ}$)이내의 태양의 위치 알고리즘에 관한 것이다. 이 논문에 제안된 알고리즘은 장치의 비용을 내리고 발전효율도 높여준다. 지금까지 알고리즘을 적용한 결과를 고려하면, 최대오차는 30초 ($0.008^{\circ}$)를 보인다. 그리고 이 알고리즘으로 적용한 태양광 발전시스템은 고정식 대비 평균 23W(약18%)의 이득을 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.489-490
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• 2019

본 연구에서는 태양광 벅 컨버터 제어기에 P&O 알고리즘을 이용하면서 MPPT 알고리즘의 추적 속도를 올리기 위한 최적 태양전지 전압 제어기 설계방법에 대해 제안한다. 제안된 제어기에서는 외부 루프의 MPPT 제어기의 수행 속도를 얼마나 빠르게 하는지에 대한 이론적인 방법을 제시하고 업데이트 주기를 0.1[sec] 이하로 줄이는 것을 목표로 전압제어기는 오버슈트가 업고, 빠른 상승시간을 갖도록 설계하여 MPPT 제어기의 추적 속도를 향상시키는 제어기법을 제안하고, 설계된 제어기 이득을 PSIM 시뮬레이션을 통해 제어기 성능을 검증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.577-578
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• 2011

본 연구는 태양광 시스템의 활용에 있어서 태양전지를 활용한 시스템의 구성은 태양에너지를 흡수하기 위하여 계절별 및 실시간으로 태양의 움직임을 추적 해 주는 시스템을 필요로 하며, 태양의 움직임에 따라 태양전지(태양열 판넬)의 방향을 안정적으로 제어하여 가장 효율이 높은 상태인 태양광과 수직으로 유지해 주는 시스템이 필요로 하고 있다. 본 논문은 계절 별 및 하루의 태양의 경로를 추적하여 태양광을 항상 수직으로 받을 수 있도록 집광판(광전변환:PV(Photovoltic))의 방향을 태양의 위치 좌표에 따라 정확한 위치로 제어하는 Fuzzy 알고리즘 기반의 2축 제어시스템을 설계하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.171-177
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• 2002

계통연계형 태양광 발전시스템은 계절별 전력수요의 변동이 많은 경우에 첨두전력 삭감의 한 방안으로 고려된다. 본 시스템의 발전효율을 증가시킬 수 있는 방법으로는 근본적으로 태양전지 자체의 변환효율을 증가시키는 방법과 제어관점에서 일사량과 태양전지 표면온도에 따라 시시각각 변하는 태양전지의 최대출력 점에 시스템의 동작점을 추종하게 하는 최대 전력점추적 (Maximum Power point Tracking, 이하 MPPT) 기법을 들 수 있고 발전 효율을 높이기 위하여 자주 사용되어 왔다. 초기 투자비용을 줄이기 위해 후에 등장한 직류초퍼를 사용하지 않고 MPPT 기능을 구현하는 태양광 발전시스템의 경우에 MPPT 알고리즘은 기존의 방법들을 사용하였고 직류초퍼를 사용하지 않은 태양광발전시스템에 적합한 MPPT 알고리즘의 연구는 없었다. 따라서 직류초퍼를 사용하지 않은 태양광 발전시스템에 적합한 MPPT 알고리즘의 연구가 요구되며 본 논문에서는 초퍼 없는 계통연계형 태양광발전 시스템을 대상으로 기존 MPPT 알고리즘의 문제점을 밝히고 이를 해결할 수 있는 새로운 MPPT 알고리즘을 연구하였다.