The integration of PV modules into building facades or roof could raise their temperature that results in the reduction of PV system's electrical power generation. Hot air can be extracted from the space between PV modules and building envelope, and used for heating in buildings. The extraction of hot air from the space will enhance the performance of BIPV systems. The solar collector utilizing these two aspects is called PV/T(photovoltaic/thermal) solar collector. This research is about the development of solar roof system with PV/T collector to apply into buildings. A test cell experiment was performed with the PVT roof installed: It found that the hot air supply from the PVT air collector contributed to increase the heating efficiency by 2 times and the electrical efficiency by about 8%.
최근 태양전지 모듈 내부에 습기 침투 및 EVA Sheet의 배부름 현상, 프레임 Seal이 녹아내리는 현상, 설치 후 1년 지난 모듈에서 발전성능이 저하되는 현상 등이 발생하고 있다. 국내에 5~7년 이전에 설치된 태양전지 모듈에서 백화현상 및 전극 부식 현상, 절연파괴 현상 등이 나타나기 시작하여 발전성능 저하로 이어지고, 장기 신뢰성 및 장수명 기술에 대한 커다란 문제점이 대두되고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해 태양전지 모듈의 내구성 확보 및 노화 진행을 모니터링할 수 있는 기능을 포함하는 마이크로 인버터 (MiCrco Inverter Converter, 이하 MiC) 개발 및 MiC에서 모니터링 데이터를 기반으로 태양전지 모듈의 노화를 판단할 수 있는 스마트 모니터링 프로그램이 제시되고 있다. 또한, 태양전지 모듈의 모니터링 기능을 강화한 MiC와 IT 융합을 통한 체계적 운영 관리를 통한 고효율 태양광 스마트 감시 시스템이 되기 위해서는 MiC 내의 SoC (System On Chip)는 태양전지 모듈에 대한 환경정보를 복합적으로 감지하고 필요시 통신 및 제어를 수행할 수 있는 기능들이 요구되고 있다. 이러한 요구사항들을 기반으로 본 논문에서는 SoC 기반 보급형 MIC 스마트 태양광발전시스템 기술개발을 목적으로 연구하고자 한다.
태양광 발전에 있어서 태양전지는 일사량, 온도와 부하에 의해 크게 변동하기 때문에 태양전지에 대한 특성 해석이 필요하다. 또한 태양광 발전에 있어서 가능한 많은 에너지를 얻기 위해서는 환경변화에 따른 태양의 위치추적이 필요하며 태양전지의 출력을 항상 최대로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광 위치추적 장치를 설계하여 고정방식의 태양광 발전과 위치 추적 방식의 태양광 발전에 대하여 비교해 보았으며, 태양전지에 대한 특성 해석과 수학적 모델링을 통한 시뮬레이션을 행하여 태양전지 특성 사양과 비교해 보았다. 또한 전력변환 시스템을 Boost 컨버터와 전압형 인버터로 구성하여 각각에 대하여 실험하였으며, Boost 컨버터 제어에서 최대 전력점 추적을 위해 일정전압 제어법을 사용하였으며 인버터의 제어에서는 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) 제어법을 사용하여 실험해 보았다. 그 결과 태양전지 수학적 모델링 한 것의 시뮬레이션 결과와 태양전지 특성 사양과 비교하였을 때 5%이하의 오차를 보였으며. Boost 컨버터의 승압율은 167%로 시뮬레이션 한 것과 근사적으로 나타났고, 인버터는 시뮬레이션 한 것과 근사적 파형을 얻었으나 손실이 큰 것으로 나타났다.
The metallization is the key to determining cell costs, call performance, and cell and system reliabiltiy. The Burled Contact Solar Cell (BCSC) was specifical1y desinged to be compatible tilth low cost, mass production techniques and avoid the conventional metallization problem. By using electroless plating trchniqeu, we performed this metallization inexpensively and reliabley, This paper presents the details of the optimization procedure of metallization schemes on laser grooved cell surface Commercially available Ni ,Cu, and Ag plating solutions were applied for the cell metallization. The application of those solutions on the buried contact front metalization has resulted in an cell efficiency of 18.5% The cell parameters are an open circuit voltage of 651 mV, short circuit current density of 38.6 mA/$\textrm{cm}^2$, and fill factor of 73.5%.
Since the residential load is an AC load and the output of solar cell is DC power, the photovoltaic system needs the DC/AC converter to utilize solar cell. In case of driving to interact with utility line, in order to operate at unity power factor, converter must provide the sinusoidal wave current and voltage with same phase of utility line. Since output of solar cell is greatly fluctuated by insolation, it is necessary that the operation of solar cell output in the range of the vicinity of maximum power point. In this paper, DC/AC converter is three phase PWM converter with smoothing reactor. And then, feed-forward control used to obtain a superior characteristic for current control and digital PLL circuit used to detect the phase of utility line.
U. Gangopadhyay;Kim, Kyung-Hae;S.K. Dhungel;D. Mangalaraj;Park, J.H.;J. Yi
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제4권5호
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pp.10-14
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2003
A low-cost, large area, random, maskless texturing scheme independent of crystal orientation is expected to have significant impact on terrestrial photovoltaic technology. We investigated silicon surface microstructures formed by reactive ion etching (R IE) in Multi-Hollow cathode system. Desirable texturing effect has been achieved when radio-frequency (rf) power of about 20 Watt per one hollow cathode glow is applied for our RF Multi -Hollow cathode system. The black silicon etched surface shows almost zero reflectance in the visible region as well as in near IR region. The etched silicon surface is covered by columnar microstructures with diameters from 50 to 100 nm and depth of about 500 nm. We have successfully achieved 11.7 % efficiency of mono-crystalline silicon solar cell and 10.2 % for multi-crystalline silicon solar cell.
본 연구에서는 기존에 연구된 Solar Cell 보다 구조 및 제작이 단순한 $Al/Al_2O_3/Si$(100) Solar cell을 제작하여 평가하였다. 기판으로는 p-type Si(100), 0.5~2 ${\Omega}{\cdot}cm$을 사용하여 chemical cleaning 후 ALD(Atom Layer Deposition)법으로 Al2O3 터널링 절연막을 증착하였으며, 박막의 두께를 1~10 nm로 변화시켜 MIS 커패시터의 터널링 효과를 평가하였다. MIS 커패시터의 전기적 특성평가를 위해 누설전류 밀도-전계 특성은 pA meter/DC Voltage source를 사용하였고, 커패시턴스-전압특성, D-factor 특성은 precision LCR meter를 사용하였다. $Al/Al_2O_3/Si$(100) Solar cell의 특성평가를 위해 300~1100nm 파장영역에 따른 양자 효율을 평가하기 위해 Quantum Efficiency system (QE)을 사용하였고, Stanard Test Conditions 100 $mW/cm^2$, AM1.5, $25^{\circ}C$ 조건의 Voc, Isc, Jsc, FF (Fill Factor) 및 Efficiency(%)를 평가하기 위해 Solar simulator를 이용하였다.
Spacecraft requires sufficient power in orbit to perform its mission. So as to comply with system requirements, the sufficient power should be made by a solar cell array by photovoltaic power conversion. A life time of space program depends on its mission considering parts reliability and parts grade. Based on the mission life time, power equipment might be designed to meet specifications. In outer space, solar cell array might generate the dc power by photovoltaic conversion effects and GaInP/GaAs/Ge solar cells are used in this study. Space programs that require more than five years should select parts for high reliability applications. Therefore, reliability analysis for high reliability applications should be performed to check its fulfilment of the requirements. This program should also require more five years for its mission and we performed its analysis using parts count method (PCM) for its reliability. Finally, we performed reliability analysis and obtained quantitative figures found out 99.9%. In this study, we presented the reliability analysis of the 300 W GaInP/GaAs/Ge solar cell array.
본 논문에서는 다중센서를 사용한 솔라셀 장비의 상황인지 시스템을 설계하여 산업현장에서 발생할 수 있는 다양한 산업재해를 예방하고 대처하기 위한 시스템을 제안한다. 솔라셀 장비의 주변 및 주요 위치에 다중 센서를 설치하고, 이러한 장치로부터 주변상황과 솔라셀 장비에 대한 데이터를 획득하여 로컬메모리에 저장 후 서버에 전송한다. 저장된 데이터는 상황인지 알고리즘에 의하여 상황을 인지하고 인지된 결과에 따라 판단한다. 관리자는 상황인지 알고리즘을 통해 판단 된 결과에 따라 실시간으로 생산현장과 장비들에 대한 상태를 모니터링 할 수 있는 환경을 갖게 된다. 오늘날 유비쿼터스 환경에 놓인 산업현장의 상황인지 시스템은 실시간 점검을 통해 산업재해에 대처하기 위한 적절한 정보를 제공하는 서비스가 될 것이다.
This paper proposes a shadowing compensation method for the solar modules of grid-connected photovoltaic generation systems. The shadowing compensator (SC) implemented by the proposed shadowing compensation method is used only for the solar modules that can be shaded by predictable sources of shading. The proposed SC can simplify both the power circuit and the control circuit as well as improve power efficiency and utilizes a voltage equalizer configured by a modified multi-winding fly-back converter. The proposed SC harvests energy from the entire solar cell array to compensate for the shaded sub-modules of the solar cell array, producing near-identical voltages of all shaded and un-shaded sub-modules in the solar cell array. This setup prevents the formation of multiple peaks in the P-V curve under shaded conditions. Hardware prototypes are developed for the SCs implemented by the conventional and modified multi-winding fly-back converters, and their performance is verified through testing. The experimental results show that both SCs can overcome the multiple peaks in the P-V curve. The proposed SC is superior to the SC implemented by the conventional multi-winding fly-back converter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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