• 제목/요약/키워드: Solar module

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효율적인 태양광 모듈 배치를 위한 데이터 분석 및 스마트폰 충전 시스템 개발 (Developed of Smart Phone Charge System and Data Analysis for Efficient Solar Module Arrangement)

  • 장원창;전민호;이명의
    • 한국항행학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.86-92
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    • 2016
  • 최근 사람이 다수 붐비는 지역에 스마트 폰이나, 태블릿 등을 바로 충전할 수 있는 태양광 모듈이 설치되어 서비스를 제공하고 있다. 하지만 설치비용이 높아 이용인원이 적은 지역에 설치 할 경우 비용측면에서 부담이 되며, 협소한 지역에는 설치가 어려운 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 국가에서 제공하는 데이터와, 실제 환경에서 수집한 데이터를 이용하여 각 지역에 해당 서비스를 제공받는 사람에 대한 정보를 분석 한 후 대기시간 및 태양광 충전시간을 고려하여 환경에 맞는 최적의 전력을 수집 및 제공하는 시스템을 제안하였다. 실험결과 수집전력이 충전전력량보다 상회하여 충전이 지연되지 않았으며, 약 95분경에 스마트 폰의 전력을 모두 충전할 수 있음을 확인하였으며, 버스 대기시간인 10분에서 20분 사이에 스마트 폰이 한 대일 경우 약 50%가량을 충전할 수 있으며, 여러 대일 경우 약 20%가량을 충전할 수 있음을 확인하였다.

작동유체가 양방향성 태양열 열다이오드의 열성능 변화에 미치는 영향 분석 (Effect of Working Fluids on the Thermal Behavior of a Bi-directional Solar Thermal Diode)

  • 고영주;이헌주;천원기;;임상훈
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.9-17
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    • 2008
  • An experimental investigation has been carried out to study the effects of different working fluids on the behavior and thermal performance of a hi-directional thermodiode. The thermodiode was made up of two rectangular loops mounted between a collector plate and a radiator plate. Rotatable joints between the horizontal and inclined segments of the loops enable easy alteration of the direction of heat transfer. The loops and the tank were filled with a working fluid for effective heat transfer when the thermodiode was forwarded biased. Six different working fluids were tested with thermal conductivity values ranging from 0.1 to $0.56W/m-^{\circ}C$, thermal expansion coefficient values ranging from $1.8\;{\times}10^{-4}$ to $1.3\;{\times}\;10^{-3}\;K^{-1}$, and kinematic viscosity values ranging from $0.65\;{\times}\;10^{-6}$ to $100\;{\times}\;10^{-6}\;m^2/s$. Especially, mixtures of $Al_2O_3$ (30nm Particle) in deionized water have been tested for the volumetric ratios of 0.01, 0.02, 0.03, 0.1, 0.2%. Each experiment was carried out after the loop was filled with a working fluid for effective heat transfer and the thermodiode was forwarded biased. The solar thermodiode was heated by a radiant heater consisting of 20 halogen lamps that generated a heat flux of about $1000\;W/m^2$ on the collector surface. Results are given in terms of temperature development in different parts of the loop as heat is delivered from its hot end to the surrounding atmosphere by the radiator made of copper plates.

영농형 태양광 구조물 활용 고부가가치 작물의 이상기후 영향 분석 (Investigation on the Effect of Abnormal Climate in High Value Added Crops Utilizing Agrophotovoltaic Structures)

  • 김우람;남재우;김근호;김덕성;임철현
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제9권2호
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    • pp.45-50
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    • 2021
  • Agrovoltaic system is a concept that combines agriculture and photovoltaic (PV) system by applying a PV system to the upper part of farmland. In this study, we developed a folding drive system for an agrophotovoltaic (agroPV) module (150 Wp/4×9 cell) exclusively for pear farming with 10 kW capacity. The system was installed in 2018, and the growth characteristics and quantity of pears under the agroPV folding system have been investigated for 2 years. We found that thare is no differences of the characteristics of pears grown under the agroPV system compared to the pears grown without the system (control) except the percutaneous color L of pear. However, the weight and sugar content of the pear grown under the agroPV system were decreased by 4.5% and 1.3°Bx compared to that of the control, respectively. We assume that this is mainly due to the influenced of the delay in flowering as upper PV module block some of sunlight. However, interestingly, when we deleyed the pear harvesting by 2 weeks, the weight of pears increased by 8.5% and they became nearly the sample as the control pears harvested 2 week earlier. In addition, we also found that the agroPV modules decrease the fall rate of pear when the typoon struck, also it mitigates cold damage by 38% during April by protecting from frost. In conclusion, it can be said that the agroPV system help to protect target crops from the environmental conditions and the quality of the crops are similar to the that of control.

태양위치 추적 장치를 이용한 집광형 태양광 발전시스템 (The Concentrating Photovoltaic System using a Solar Tracker)

  • 유영태;나승권
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.377-385
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    • 2017
  • 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.

고온고습 시험을 통한 태양전지의 장기 신뢰성에 관한 연구 (Study on the Long-term Reliability of Solar Cell by High Temperature & Humidity Test)

  • 강민수;전유재;김도석;신영의
    • 에너지공학
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    • 제21권3호
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    • pp.243-248
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    • 2012
  • 본 연구는 고온고습 시험을 통하여 Cell 레벨에서의 표면관찰 및 효율저하를 분석하였다. 고온고습 시험조건은 KS C IEC-61215에서 제시한 PV 모듈하의 조건을 이용하여 온도 $85^{\circ}C$, 습도 85%, 1000hr 동안 수행하였다. EL(Electroluminescence)촬영을 통하여 Cell 표면의 이상 유 무를 분석한 결과, 시간이 경과함에 따라, 부분적으로 표면이 손상되어 변색되는 것을 확인하였다. 고온고습 시험 전 단결정 Cell 및 다결정 Cell의 효율은 각각 17.7%, 15.5%였으며, 1000hr 수행 후 15.6%, 14.0%로 각각 11.9%와 9.3%의 감소율을 보였다. 또한, 경년 시 나타나는 전기적 특성을 분석하기 위하여 FF(Fill Factor)값을 분석한 결과, 고온고습 시험 후 단결정 Cell은 78.7%에서 75.0%로 4.7%, 다결정 Cell은 78.1%에서 76.7%로 1.8%의 감소율을 보였다. 태양전지 실리콘의 원자배열 및 순도에 따라 효율 변화에 영향을 받아 단결정 Cell이 다결정 Cell보다 효율저하가 크게 나타났다고 판단된다. 또한, FF감소율보다 효율 감소율이 크게 저하된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 Cell의 외부환경적 요인에 의한 표면 손상이 p-n접합층 접촉저항과 경년 시 나타나는 FF 감소율보다 크게 영향을 준 것으로 판단된다.

결정질 실리콘 태양전지 모듈의 종류에 따른 동작 조건별 특성 비교에 관한 연구 (Output characteristics of different type of si pv modules based on working condition)

  • 박지홍;강기환;안형근;유권종;한득영
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.252-256
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    • 2008
  • Photovoltaic (PV) modules output changes noticeable with variations in temperature and irradiance. In general it is has been shown that a $1^{\circ}C$ increase in temperature results in a 0.5% drop in output. In this paper, seven PV module types are analyzed for variation in temperature and irradiance, and the resulting output characteristics examined. The 7 modules types utilized are as follows; 3 poly crystalline modules, 2 single crystalline modules, 1 back contact single crystalline module and 1 HIT module. 3 groups of experiments are then conducted on the modules; tests with varying irradiance values, tests with module temperature varying under $25^{\circ}C$ and tests with module temperature varying over $25^{\circ}C$. The experiments results show that as temperature rises the follow is observed; Pmax decreases by 0.6%, Voc decreases by about 0.4%, and Isc increasing by between 0.03%${\sim}$0.08%. In addition, an irradiance decrease of 100 w/m2 translates into a 10% drop in Pmax.

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건물외피용 태양광발전 BIPV 모듈 개발 연구 (Development of Building Integrated PV(BIPV) module for the replacement of commercial building envelope materials)

  • 윤종호;김종일;이길송;유권종
    • KIEAE Journal
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    • 제4권3호
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    • pp.113-119
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    • 2004
  • As Building Integrated Photovoltaic(BIPV) system replaces the conventional building finishing materials with PV modules, two function of electricity generation and building envelope can be expected. Therefore BIPV can be a good alternative technology for the 21 century environment-friendly buildings. The objective of this paper is to develope BIPV modules for a commercial buildings of which structure is mainly light-weight, curtain wall system. Two types of module are developed for a opaque part and a transparent part of building envelope. Current technology level and market status of Korea determines the configuration of developed BIPV modules. Architectural considerations for the integration of PV module to building envelope such as building structure, construction type, safety, regulation, maintenance etc. have been carefully reflected from the early stage of BIPV module design. Especially the survey result of current building envelope materials determines the size of unit BIPV modules and a unique cladding method for PV module installation is developed. Trial product of BIPV modules and cladding hardwares are manufactured and sample construction details for a demonstration building are proposed.

애니메이션 모듈 개발 및 적용을 통한 학생들의 과학과 관련된 태도변화 -중학교 과학과 '태양계의 운동' 단원을 중심으로- (Changes in Students'Science-Related Attitudes Through the Development and Application of Animation Module - With Focus on'Movement of the Solar System Unit in Middle School Science -)

  • 조규성;이광호;박경수
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.304-314
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    • 2005
  • The present study aims to develop animation module-based teaching-learning materials for a unit of middle school 3rd grade science, which contains the movement of the solar system, through the utilization of various forms of multimedia elements. The developed materials consist of 12 in total flash animation modules covering ‘movement of the Earth,’ ‘movement of the Moon,’ movement of the Planets,‘ etc. To analyze the student responses to the science classes to which the developed animation modules were to be applied, the researcher selected for subjects two third-grade classes that were made up of 60 students and later divided for an experimental group and a control group in a middle school located in Jeonju. The experimental group was treated with the animation module-based lessons developed in the present study while the control group was taught in the traditional teacher-centered ways. Tests for the science-related attitudes of the two groups were administered and the results showed that the mean score of the experimental group was significantly higher than the mean score of the control group (p<0.05) in the categories of ‘interest’ and ‘scientific attitude’. It was thus believed that the animation module-based teaching has a positive effect on the categories of ‘interest’ and ‘scientific attitude’. To assess the qualitative dimension of the developed materials, the researcher subjected them to the utilization of the 30 local science teachers and afterwards a survey was done with the 8 crucial items taken from the WBI evaluation test developed by Multimedia Education Support Center in 1998. The result was broadly positive in terms of lesson design and from a technological point of view.

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스마트 비디오 디바이스를 위한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템 (An Energy Harvesting and Profiling System for Smart Video Devices)

  • 강두식;김준식;박건우;이명진
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.99-106
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    • 2017
  • 본 논문에서는 배터리 외에 별도의 전력원이 없거나 전력이 부족한 사물인터넷 환경에서 스마트 비디오 디바이스에 에너지 공급을 위한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템을 설계한다. 에너지 하비스팅 모듈은 태양전지판에서 하비스팅 된 태양광 에너지를 스마트 비디오 디바이스에 전달하고, 에너지 프로파일링 모듈은 디바이스 내부 배터리 유출 전류와 전압, 프로세스 소비 에너지를 측정하고 이를 이용하여 에너지 하비스팅 모듈로부터 디바이스 내부로 유입된 에너지와 디바이스 내부 소비 에너지를 계산한다. 실제 환경에서 측정한 하비스팅 된 에너지를 기상청이 제공하는 지역 일사량으로부터 계산한 에너지와의 비교를 통해 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템의 적합성을 검증한다. 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템은 지속 가능한 스마트 비디오 디바이스나 사물인터넷용 센서 설계에 활용될 수 있다.

레이저 가공에 의한 비정질 실리콘 박막 태양전지 모듈 제조 (Laser patterning process for a-Si:H single junction module fabrication)

  • 이해석;어영주;이헌민;이돈희
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.281-284
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    • 2007
  • Recently, we have developed p-i-n a-Si:H single junction thin film solar cells with RF (13.56MHz) plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system, and also successfully fabricated the mini modules ($>300cm^2$), using the laser patterning technique to form an integrated series connection. The efficiency of a mini module was 7.4% ($Area=305cm^2$, Isc=0.25A, Voc=14.74V, FF=62%). To fabricate large area modules, it is important to optimise the integrated series connection, without damaging the cell. We have newly installed the laser patterning equipment that consists of two different lasers, $SHG-YVO_4$ (${\lambda}=0.532{\mu}m$) and YAG (${\lambda}=1.064{\mu}m$). The mini-modules are formed through several scribed lines such as pattern-l (front TCO), pattern-2 (PV layers) and pattern-3 (BR/back contact). However, in the case of pattern-3, a high-energy part of laser shot damaged the textured surface of the front TCO, so that the resistance between the each cells decreases due to an incomplete isolation. In this study, the re-deposition of SnOx from the front TCO, Zn (BR layer) and Al (back contact) on the sidewalls of pattern-3 scribed lines was observed. Moreover, re-crystallization of a-Si:H layers due to thermal damage by laser patterning was evaluated. These cause an increase of a leakage current, result in a low efficiency of module. To optimize a-Si:H single junction thin film modules, a laser beam profile was changed, and its effect on isolation of scribed lines is discussed in this paper.

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