태양광발전은 환경 친화적인 에너지원 개발과 미래 에너지원의 다원화 요구를 충족시키는 신. 재생 에너지 기술이며. 특히 건물일체화 태양광 발전 시스템(Building Integrated Photovoltaic System : 이하 BIPV)은 태양광 발전을 건물의 구성요소로 이용함으로써 재료비용 및 건설비용의 절감효과를가져와 주였다. 이러한 ...
태양광발전은 환경 친화적인 에너지원 개발과 미래 에너지원의 다원화 요구를 충족시키는 신. 재생 에너지 기술이며. 특히 건물일체화 태양광 발전 시스템(Building Integrated Photovoltaic System : 이하 BIPV)은 태양광 발전을 건물의 구성요소로 이용함으로써 재료비용 및 건설비용의 절감효과를가져와 주였다. 이러한 BIPV시스템에 대한 연구는 유럽 및 미국, 일본 등지에서 오래전부터 활발하게 진행되어 왔다.PV시스템을 건물에 적용할 때는 기후 요인과 향, 그리고 대지의 특성과 관련된 환경적 요소, 도시계획, 건축법, 미적인 관점뿐만 아니라 구조 및 엔지니어링 등을 고려해야한다. 특히 최대효율을 얻기 위한 태양광발전시스템은최대의 일사량을 필요로 하므로 최적의 경사각 30°와 정남향을 유지하여야한다. 그러나 여러 가지 제약 조건으로 인하여 모든 건축물이 태양광시스템을 30°의 경사각과 정남향으로 설치 할 수는 없는 문제점이 있다.본 논문에서는 경사각과 방위각을 변화시키면서 최대효율을 낼 수 있는 범위를 확인하고 현재 서울특별시과학전시관에 설치된 50kW 태양광발전시스템의 출력데이터와 비교분석하여 BIPV 시스템의 최적설계를 위한 태양전지어레이의 경사각과 방위각에 대한 파라미터를 연구하였다. 태양전지 어레이설치 경사각이 5° ~ 50°사이에서 최적의 경사각을 나타내는 30°와 비교 했을 때 발전효율이 95% 이하를 넘지 않았으며 또 최적의 방향인 정남향과 비교 했을 때에도 정남향 기준으로 동서 30° 이내에서 발전효율이 95%를 벋어나지 않음을 볼 수 있었다. 또한 25°의 경사각과 10°의 방위각으로 설치 운영 중에 있는 서울특별시과학전시관의 50KW태양광발전시스템의 DATA 분석결과가 시뮬레이션 결과와 같음을 알 수 있었다. 따라서, 건물의 미적인 관점 등을 충분히 고려하는 동시에 최대의 전력을 생산해내는 PV시스템 고유의 목정을 달성할 수 있는 최적의 BIPV시스템 설계가 가능하다는 것을 알수 있었다.
태양광발전은 환경 친화적인 에너지원 개발과 미래 에너지원의 다원화 요구를 충족시키는 신. 재생 에너지 기술이며. 특히 건물일체화 태양광 발전 시스템(Building Integrated Photovoltaic System : 이하 BIPV)은 태양광 발전을 건물의 구성요소로 이용함으로써 재료비용 및 건설비용의 절감효과를가져와 주였다. 이러한 BIPV시스템에 대한 연구는 유럽 및 미국, 일본 등지에서 오래전부터 활발하게 진행되어 왔다.PV시스템을 건물에 적용할 때는 기후 요인과 향, 그리고 대지의 특성과 관련된 환경적 요소, 도시계획, 건축법, 미적인 관점뿐만 아니라 구조 및 엔지니어링 등을 고려해야한다. 특히 최대효율을 얻기 위한 태양광발전시스템은최대의 일사량을 필요로 하므로 최적의 경사각 30°와 정남향을 유지하여야한다. 그러나 여러 가지 제약 조건으로 인하여 모든 건축물이 태양광시스템을 30°의 경사각과 정남향으로 설치 할 수는 없는 문제점이 있다.본 논문에서는 경사각과 방위각을 변화시키면서 최대효율을 낼 수 있는 범위를 확인하고 현재 서울특별시과학전시관에 설치된 50kW 태양광발전시스템의 출력데이터와 비교분석하여 BIPV 시스템의 최적설계를 위한 태양전지어레이의 경사각과 방위각에 대한 파라미터를 연구하였다. 태양전지 어레이설치 경사각이 5° ~ 50°사이에서 최적의 경사각을 나타내는 30°와 비교 했을 때 발전효율이 95% 이하를 넘지 않았으며 또 최적의 방향인 정남향과 비교 했을 때에도 정남향 기준으로 동서 30° 이내에서 발전효율이 95%를 벋어나지 않음을 볼 수 있었다. 또한 25°의 경사각과 10°의 방위각으로 설치 운영 중에 있는 서울특별시과학전시관의 50KW태양광발전시스템의 DATA 분석결과가 시뮬레이션 결과와 같음을 알 수 있었다. 따라서, 건물의 미적인 관점 등을 충분히 고려하는 동시에 최대의 전력을 생산해내는 PV시스템 고유의 목정을 달성할 수 있는 최적의 BIPV시스템 설계가 가능하다는 것을 알수 있었다.
Thephotovoltaicsystem using theundepleting pollution-freesolarenergy musthave various advantages atthis time when new orrecycling energy technologies are keenly required to developenvironmental-friendly energy sources and diversify future energysourcesin ordertosolvetheproblemssuch asglobalenvironme...
Thephotovoltaicsystem using theundepleting pollution-freesolarenergy musthave various advantages atthis time when new orrecycling energy technologies are keenly required to developenvironmental-friendly energy sources and diversify future energysourcesin ordertosolvetheproblemssuch asglobalenvironmentalcontaminationanddepletingfossilenergy.Since long ago, many advanced nations including Europeannations,theUnited Statesand Japan havebeen researching into thesolar energy systems, particularly the BIPV (Building IntegratedPhotovoltaic System) reputed for such advantages as use of thebuilding asa component,alternativeforexisting building materials,saved material and construction costs, higher aesthetic value ofbuilding,andthelike.Whenapplyingaphotovoltaicsystem toabuilding,itisnecessaryto take into consideration such aspects as weatherconditions andfacing,siteconditionsand related environmentalelements,city plan,building code, aesthetic considerations, structure and engineeringelements.In particular,since a mostefficientphotovoltaic systemmay require a maximum sunshine,itis essentialto maintain theoptimalslope of 30°and due south in addition to technicalandaesthetic considerations. However, the problem is that everybuildingcannotaffordtomaintainsuchconditions.With such conceptions in mind, this study was aimed atdetermining the scope of maximum efficiency for the BIPV byvarying slopes and azimuth angles through simulation andthereupon,compared theresultsofsimulation with theoutputdatafrom a50kW BIPV installed and operated atSeoulMetropolitanCityScience Exhibition to suggest some slope and azimuth angleparametersforanoptimalconstructionoftheBIPV.
Thephotovoltaicsystem using theundepleting pollution-freesolarenergy musthave various advantages atthis time when new orrecycling energy technologies are keenly required to developenvironmental-friendly energy sources and diversify future energysourcesin ordertosolvetheproblemssuch asglobalenvironmentalcontaminationanddepletingfossilenergy.Since long ago, many advanced nations including Europeannations,theUnited Statesand Japan havebeen researching into thesolar energy systems, particularly the BIPV (Building IntegratedPhotovoltaic System) reputed for such advantages as use of thebuilding asa component,alternativeforexisting building materials,saved material and construction costs, higher aesthetic value ofbuilding,andthelike.Whenapplyingaphotovoltaicsystem toabuilding,itisnecessaryto take into consideration such aspects as weatherconditions andfacing,siteconditionsand related environmentalelements,city plan,building code, aesthetic considerations, structure and engineeringelements.In particular,since a mostefficientphotovoltaic systemmay require a maximum sunshine,itis essentialto maintain theoptimalslope of 30°and due south in addition to technicalandaesthetic considerations. However, the problem is that everybuildingcannotaffordtomaintainsuchconditions.With such conceptions in mind, this study was aimed atdetermining the scope of maximum efficiency for the BIPV byvarying slopes and azimuth angles through simulation andthereupon,compared theresultsofsimulation with theoutputdatafrom a50kW BIPV installed and operated atSeoulMetropolitanCityScience Exhibition to suggest some slope and azimuth angleparametersforanoptimalconstructionoftheBIPV.
주제어
#PV 시스템 BIPV 시스템 BIPV 시스템의 최적설계 경사각에 따른 발전효율 방위각에 따른 발전효율
학위논문 정보
저자
박을수
학위수여기관
연세대학교 공학대학원
학위구분
국내석사
학과
전기공학전공
지도교수
황금찬
발행연도
2006
총페이지
vi, 52장
키워드
PV 시스템 BIPV 시스템 BIPV 시스템의 최적설계 경사각에 따른 발전효율 방위각에 따른 발전효율
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