• 한국항행학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.35-45
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• 2022

본 논문에서는 PV 시스템에서 태양광 발전 시스템의 완전한 동작을 위해 DC-DC 벅-부스트 컨버터와 MPPT (Maximum Power Point Tracking)제어 시스템에 대한 완전한 동작 시스템에 대해 모델링하고 시뮬레이션을 수행하여 양호한 동작을 확인하고자 한다. 이를 위해 이중층 커패시터(EDLC:Electric double-layer capacitors )를 사용한 순간전압강하 보상장치가 개발되어 적용되고 있다. 따라서 태양광 발전의 ESS(Energy Storage System)를 고려한 PCS(Power Conditioning System)를 제안하여 부하평준화를 통한 전력의 안정적인 공급을 확인한다. 본 논문에서는 순간전압강하 보상장치(DVR :Dynamic Voltage Restorer)에 사용되는 전기 이중층 커패시터에 비해 동일 사이즈 대비 에너지 밀도가 높은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)를 적용하는 연구를 하였고, 단상 3[kW] 계통 연계형 태양광 전력변환기를 제안하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권6호
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• pp.1433-1444
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• 2017

A family of non-isolated DC-DC three-port converters (TPCs) that allows for a more flexible power flow among a renewable energy source, an energy storage device and a current-reversible DC bus is introduced. Most of the reported non-isolated topologies in this area consider only a power consuming load. However, for applications such as hybrid-electric vehicle braking systems and DC microgrids, the load power generating capability should also be considered. The proposed three-port family consists of one unidirectional port and two bi-directional ports. Hence, they are well-suited for photovoltaic (PV)-battery-DC bus systems from the power flow viewpoint. Three-port converters are derived by combining different commonly known power converters in an integrated manner while considering the voltage polarity, voltage levels among the ports and the overall voltage conversion ratio. The derived converter topologies are able to allow for seven different modes of operation among the sources and load. A three-port converter which integrates a boost converter with a buck converter is used as a design example. Extensions of these topologies by combining the soft-switching technique with the proposed design example are also presented. Experiment results are given to verify the proposed three-port converter family and its analysis.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1280-1287
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• 2019

계통 연계 형 양방향 PCS 기술은 분산 형 신재생 에너지 스마트 그리드를 구현하기 위한 기술이며, 방대한 스마트 그리드 시스템 중 태양광 모듈로부터 수집된 전력 및 상용 계통전원을 이용하여 상시 전력을 충전하였다가 필요시 저장된 전력을 저압 계통 측으로 방출할 수 있도록 하는 하이브리드형 에너지 저장 장치이다. 이를 위해 MPPT 기능이 포함된 PV입력 전력변환기와 배터리 충·방전을 위한 양방향 전력변환기 및 DC Link 전압을 3상 380V AC 계통으로 출력하고 필요할 경우 계통전력을 AC/DC변환하여 양방향 DC/DC컨버터를 통해 배터리로 충전기능을 수행하는 인버터로 구성된 3개의 전력변환기 구조를 갖는 PCS를 설계 및 개발하였다. 현재 이 시스템을 정전 및 화재사고에 취약한 제주의 사이트에 적용하여 실증 및 운영하고 있다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.41-51
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• 2016

In the stratosphere, the air is stable and a photovoltaic (PV) system can produce more solar energy compared to in the atmosphere. If unmanned aerial vehicles (UAVs) fly in the stratosphere, the flight stability and efficiency of the mission are improved. On the other hand, the weakened lift force of the UAV due to the rarefied atmosphere can require more power for lift according to the weight and/or wing area of the UAV. To solve this problem, it is necessary to minimize the weight of the aircraft and improve the performance of the power system. A regenerative fuel cell (RFC) consisting of a fuel cell (FC) and water electrolysis (WE) combined PV power system has been investigated as a good alterative because of its higher specific energy. The WE system produces hydrogen and oxygen, providing extra energy beyond the energy generated by the PV system in the daytime, and then saves the gases in tanks. The FC system supplies the required power to the UAV at night, so the additional fuel supply to the UAV is not needed anymore. The specific energy of RFC systems is higher than that of Li-ion battery systems, so they have less weight than batteries that supply the same energy to the UAV. In this paper, for a stratospheric long-endurance hybrid UAV based on an RFC system, three major design factors (UAV weight, wing area and performance of WE) affecting the ability of long-term flight were determined and a simulation-based feasibility study was performed. The effects of the three design factors were analyzed as the flight time increased, and acceptable values of the factors for long endurance were found. As a result, the long-endurance of the target UAV was possible when the values were under 350 kg, above 150 m² and under 80 kWh/kg H₂.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.89-91
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• 2007

In this paper, a remote monitoring system of wind-photovoltaic hybrid generation system using mobile phone and internet has been developed. Many kinds of data can be acquired, analyzed and saved automatically by this system. The hybrid system is composed of 1[kW] PV with DC/DC converter, battery banks and 5[kW] wind power system with power inductor and AC/DC converter. In addition, wind monitoring sensors, voltage and current meters, current transformers and potential transformers are used as accessory instruments. All of these signals are fed into DAQ (Data Acquisition) board after converting the data which have been processed by many types of converters, dividing circuits and signal conditioning circuits. These data can not only be displayed on a computer, transmitted using the server program to remote computer and saved on a computer as a file day by day but also be sent as a CDMA message. The monitored-data can be downloaded, analyzed and saved from server program in real-time via mobile phone or internet at a remote place. All of the programs were designed with LabVIEW software.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.332-340
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• 2017

본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 다양한 신재생에너지 자원 기반 통합 에너지 공급 시스템을 설계 및 평가 한다. 본 연구에서는 에너지 공급 시스템의 주요 구성요소로써 태양광 모듈, 풍력터빈 및 화석연료 기반 발전장치 등 에너지 생산 기술을 비롯하여 배터리와 인버터 등의 전력 에너지 저장 및 변환 장치 등도 포함한다. 특히, 6개의 한국 대표 지역을 선별하여 각 지역의 에너지 요구량 및 실제 신재생 에너지 자원 데이터를 기반으로 최적의 독립 통합 에너지 공급 시스템을 설계하였으며, 총 소요비용, 단위에너지비용 및 생애주기 이산화탄소 배출 분석 등, 다양한 지표를 이용하여 시스템의 경제성 및 환경성을 분석한다. 특히 다목적최적화 기법을 이용하여 최소 비용과 최소 이산화탄소 배출 등 두 목적함수를 동시에 만족하는 파레토 솔루션을 규명함으로써 신재생 자원 기반 독립 에너지 공급 시스템 설계의 가능성 및 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 신재생에너지 자원이 좋은 지역일수록 시스템 구축 비용 증가에 따른 이산화탄소 절감 효과가 높은 것으로 나타났다. 또한, 신재생에너지 자원 기반 에너지 공급 시스템의 전력 단가는 현재 기존 단가보다 평균 0.35~0.46 $/kWh높게 나타났으며, 이산화탄소 배출량의 경우 기존 배출량보다 470~490 g$CO_2$/kWh정도의 저감효과를 보임을 분석하였다.