• 제목/요약/키워드: Photovoltaic Generating System

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플러스에너지하우스 설계 및 에너지 성능 평가 (Design and Energy Performance Evaluation of Plus Energy House)

  • 김민휘;임희원;신우철;김효중;김현기;김종규
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제38권2호
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    • pp.55-66
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    • 2018
  • South Korea aims to shift the 20 percent of electricity supplement from the fossil fuel including the nuclear to renewable energy systems by 2030. In order to realize this agenda in the buildings, the plus energy house is necessary to increase the renewable energy supplement beyond the zero energy house. This paper suggested KePSH (KIER Energy-Plus Solar House) and energy performance of house and renewable energy systems was investigated. The KePSH has the target of generating 40% surplus energy than the conventional house energy consumption. The plus energy house is the house that generates surplus energy from the renewable energy sources than that consumes. In order to minimize the cooling and heating load of the house, the shape design and passive parameters design were conducted. Based on the experimental data of the plug load in the typical house, the total energy consumption of the house was estimated. This paper also suggested renewable energy sources integrated HVAC system using air-source heat pump system. Two cases of renewable energy system integration methods were suggested, and energy performance of the cases was investigated using TRNSYS 17 program. The results showed that the BIPV (building integrated photovoltaic) system (i.e., CASE 1) and BIPV and BIST system (i.e., CASE 2) shows 42% and 29% of plus energy rate, respectivey. Also, CASE 1 can generate 59% more surplus energy compared with the CASE 2 under the same installation area.

태양광 발전시스템의 계절별 일사량과 전력량 분석 (Analysis of Irradiation and Power per Each Seasons of Photovoltaic Systems)

  • 김석곤;황준원;이영;최용성;이경섭
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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    • pp.43-45
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    • 2009
  • In case of favourable irradiation conditions, the ratio of irradiation to the total irradiation went up and then the irradiation increased in the area with high angle of inclination. The study showed that on a clear day with the irradiation of more than 80$[W/m^2]$, the pattern of alternating current power change in the fixed system was similar with that in the single-axis tracker. On the contrary, in case of unfavourable irradiation conditions, the ratio of diffuse irradiation to the total irradiation went up and then the horizontal irradiation increased. In the demo system, the fixed system, the single-axis tracker and the dual-axis tracker all had low generation power and similar generation pattern with each other. The study showed the generation power varied with the irradiation in the fixed system, while in the single-axis tracker and the dual-axis tracker, the amount of the generation Power variation was much more than the irradiation variation. The demo system was operated from 11:00 AM to 2:00 PM for generating power, during which time, 46[%] to 56[%] of the total generation power was produced. In this study, the generation power was increased by 147[%] in the fixed system, by 136[%] in the single-axis tracker, and by 164[%] in the dual-axis tracker, and the pattern of generation power was similar with the generation power variation in the situation where the irradiation increased by 140[%] in the spring with plenty of insolation. The alternating current power was more sensitive to variation of the irradiation than to that of the surface temperature of a module. The variation of the irradiation had a more positive effect on the generation power than the type of array.

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SOG렌즈를 적용한 집광형 태양전지모듈 특성 (A Characteristics of the Applied SOG Lens for the CPV Module)

  • 정병호;이강연;박주훈;문은아;이상현;김대곤
    • 전기학회논문지P
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    • 제61권2호
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    • pp.97-102
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    • 2012
  • CPV system in the desert areas or areas near the equator, as is suitable for high-temperature region. As compared to silicon solar cells, CPV system have a high proportion of a BOS (balance of system). Solar cells because of its low proportion when designing a module technology is applied in a variety of ways. Applied to the CPV system is classified into two kinds of optical technology. One of those using fresnel lens uses refraction of light energy. The other is a mirror reflection of the structure using sprays. Both of these two ways to condense the sun to collect solar cell is a form of light. And goals by using a small solar cell materials is to produce more energy. In this paper, suitable for a domestic environment, with the aim CPV Manufacturing Technology, built on a variety of modular process technology to the development of a prototype performance analysis was carried out. In particular, silicone coated on the glass by the method of implementation of the Fresnel lens SOG(Silicon on glass) by applying the lens to absorb the solar spectrum was broad. In addition to, for the analyze to characteristics of the CPV module, developed CPV module performance and generating characteristics studied. These related technology through research and development of high-performance multi-junction solar cells, modules, development of concentrating solar power systems to facilitate the growth of the market is considered to be.

수상 태양광 발전 부유체에 대한 풍하중과 파랑하중을 통한 전산 해석과 설계적 방법의 비교 연구 (Comparative Study of Effect of Wind and Wave Load on Floating PV: Computational Simulation and Design Method)

  • 이규한;최지웅;서지현;하호진
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권11호
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    • pp.9-17
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    • 2019
  • Interest in renewable energy is rapidly growing around the world. One of the most popular renewable energy sources is solar power, and photovoltaic (PV) systems are the most representative route for generating solar energy. However, with the growing adoption of solar power systems, the demand for land on which to install these systems has increased, which has caused environmental degradation. Recently, floating PV systems have been designed to utilize idle water surface areas of dams, rivers, and oceans. Because floating PV systems will be exposed to harsh environmental stresses, the safety of such systems should be secured before installation. In this study, the structural robustness of a floating PV system was analyzed by conducting numerical simulation to investigate whether the system can withstand harsh environmental stresses, such as wind and wave loads. Additionally, conventional wind and wave load predictions based on the design method and the simulation results were compared. The comparison revealed that the design method overestimated wind and wave loads. The total drag of the PV system was significantly overestimated by the conventional design criteria, which would increase the cost of the mooring system. The simulation offers additional advantages in terms of identifying the robustness of the floating PV system because it considers real-world environmental factors.

태양광 추적장치 연구 (Research of the PV Tracking System)

  • 서명환;김윤식;홍진우;이희준;박상구;김선형
    • 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.

온실설비 작동용 태양광발전시스템의 발전 성능 분석 (Power Generating Performance of Photovoltaic Power System for Greenhouse Equipment Operation)

  • 윤용철;배용한;유영선;이성현;서원명
    • 생물환경조절학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.177-184
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    • 2009
  • 본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 우선 태양광발전시스템을 온실의 인접한 건물의 옥상에 설치하여 기상상태에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 최고, 평균 및 최저온도는 각각 $0.4{\sim}34.1,\;-6.1{\sim}22.2$$-14.1{\sim}16.7^{\circ}C$ 정도의 범위에 있었다. 그리고 일사량의 경우, 최대, 평균 및 최저값은 각각 $28.8MJ{\cdot}m^{-2}$, $14.9MJ{\cdot}m^{-2}$$0.6MJ{\cdot}m^{-2}$ 정도였고, 전력은 일사량에 비례해서 증가하지 않고 약 750W 전후에서 거의 일정한 것을 알 수 있었다. 일일 최대, 평균 및 최소 소비전력량은 각각 약 5.2kWh, 2.5kWh및 0kWh정도였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다. 온풍기의 용량이 큰 경우, 어레이 면적이 현재의 약 3배인 약 $21m^2$ 정도이면 평균 전력량으로 충분할 것으로 판단되었다. 물론 어레이의 온도가 높아지는 한 여름철에는 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 현재까지 실험결과로 보면, 두 인자간에 상관계수가 0.84 정도로 상관관계가 높은 것으로 나타났다.

폐채석장 부지 활용을 위한 유휴 공간의 태양광 발전 잠재량 분석 (Analysis of Photovoltaic Potential of Unused Space to Utilize Abandoned Stone Quarry)

  • 김한진;구지윤;박형동
    • 터널과지하공간
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    • 제31권6호
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    • pp.534-548
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    • 2021
  • 서울 시내를 비롯한 국내 곳곳에 채굴이 종료된 다수의 폐채석장이 존재한다. 폐채석장은 낙석 등의 안전 문제와 공간 활용도 문제로 인해 항상 개발 대상 구역으로 거론되는데, 폐채석장 인근에 현재 국가적 지원을 받는 태양광 에너지 발전 가능성을 살펴보았다. 본 연구는 사당 IC 인근 폐채석장 부지를 대상으로, 사면에 직접 부착하는 방식과 낙석 방지 시설에 부착하는 방식 등 두 가지 상황에 대해 각각 분석했다. 관련 안전 기준 및 사례가 없어 지형 정보와 적절한 가정을 통해 사면에 직접 설치하는 태양광 패널에 대한 발전 잠재량을 추산했다. ArcGIS로 나타낸 DEM(Digital Elevation Model) 등 지형 고도 정보로부터 실제 폐채석장 절개면 부위의 표면적을 Python 프로그래밍을 통해 연산하여 설치 가능한 패널 용량과 각도를 계산하였다. 또, 낙석 방지 시설에 태양광 조사 방향으로 태양광을 설치하는 상황을 가정하여 가상의 방지벽에서의 발전 잠재량을 분석해보았다. 두 가지 방식의 발전량 도출은 모두 재생에너지 발전량 분석 프로그램 SAM(System Advisor Model)을 통해 진행되었다. 본 연구는 자원 생산이 끝난 폐채석장이 다시 한번 재생에너지 자원 생산지로 활용될 가능성을 보여준다.