태양광 발전은 태양전지를 이용하여 무한정 무공해의 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환 시키는 기술이다. 태양광 발전은 대기오염이나 소음이 없고, 에너지원의 고갈 위험이 없으며, 태양의 빛이 닿는 곳이면 어디서든지 발전이 가능하고, 연료 공급 없이 20년 동안사용 이 가능한 ...
태양광 발전은 태양전지를 이용하여 무한정 무공해의 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환 시키는 기술이다. 태양광 발전은 대기오염이나 소음이 없고, 에너지원의 고갈 위험이 없으며, 태양의 빛이 닿는 곳이면 어디서든지 발전이 가능하고, 연료 공급 없이 20년 동안사용 이 가능한 대체 에너지 자원으로 각광을 받고 있다. 하지만 태양전지의 효율성 문제와 추적형 발전시스템의 고가인 점과 추적 장치의 내구성 문제 등이 추적형 태양광 시스템의 일반 보급이 꺼려지고 있다.
이 때문에 대부분 고정식의 태양광 발전 시스템이 사용되고 있는 실정이다. 이에 본 논문은 양축형 시스템이 아닌 단축형 발전시템으로 고도각과 방위각을 각각 시각에 따라 이동시켰을 경우 고정식에 대한 효율성을 비교 하고자 하였다.
연구의 결과는 다음과 같다.
측정 데이터의 분석결과는 다음과 같다. 일반적으로 하루 중 태양의 고도가 가장 높은 정오부근에서 고도각 추적방식과 방위각 추적방식 두 방식의 태양의 고도가 낮아지는 시점부터는 발전량의 차이가 있음을 알 수 있고, 날씨가 흐린 날보다 맑은 날에 이동방식의 발전량의 상승이 많은 것으로 분석되었다. 고도각 추적방식과 방위각 추적방식에서 태양과 태양전지 모듈의 각도범위의 차이에 의해서 발전량이 하강함을 보였고, 흐린 날에는 각도차이가 많은 영향을 주지 않는 것으로 분석되었다.
또한, 실험의 결과와 시뮬레이션의 결과가 동일하게 모듈의 각도가 90°고정 상태 보다는 33°의 고정상태의 효율과, 방위각 추적보다는 고도각의 추적방식의 효율이, 단축 추적방식 보다는 고도와 방위각을 함께 변화시켰을 때 효율이 좋은 것으로 분석되었다. 또한 태양의 궤도에 맞게 추적하는 일반 방식보다는 반사경의 부착으로 태양의 입사각을 조절한 집광방식의 효율이 좋은 것으로 분석되었다.
이에 본 논문은 향후 추적형 태양광 발전 시스템에 보다 효과적인 시스템 구축에 있어 기초 자료가 되리라 사료 된다. 이를 위해서 앞으로 고효율의 구동식 모터와 경제적 시스템의 구축등의 연구가 필요할 것이다.
국내의 경우 일반적으로 1개의 회적축을 중심으로 시스템을 구동하는 단축 구동형 제어 방식을 채택하여 태양위치 변화에 따른 고도각 또는 시간각만을 추적하고 실정이다. 이로 인해 시간에 따라 변화하는 태양의 방위각을 고려되지 있지 않아 정확한 태양 추적이 어려운 단점을 지고 있고 이를 해결하는 것도 연구 되어야 할 것이다.
태양광 발전은 태양전지를 이용하여 무한정 무공해의 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환 시키는 기술이다. 태양광 발전은 대기오염이나 소음이 없고, 에너지원의 고갈 위험이 없으며, 태양의 빛이 닿는 곳이면 어디서든지 발전이 가능하고, 연료 공급 없이 20년 동안사용 이 가능한 대체 에너지 자원으로 각광을 받고 있다. 하지만 태양전지의 효율성 문제와 추적형 발전시스템의 고가인 점과 추적 장치의 내구성 문제 등이 추적형 태양광 시스템의 일반 보급이 꺼려지고 있다.
이 때문에 대부분 고정식의 태양광 발전 시스템이 사용되고 있는 실정이다. 이에 본 논문은 양축형 시스템이 아닌 단축형 발전시템으로 고도각과 방위각을 각각 시각에 따라 이동시켰을 경우 고정식에 대한 효율성을 비교 하고자 하였다.
연구의 결과는 다음과 같다.
측정 데이터의 분석결과는 다음과 같다. 일반적으로 하루 중 태양의 고도가 가장 높은 정오부근에서 고도각 추적방식과 방위각 추적방식 두 방식의 태양의 고도가 낮아지는 시점부터는 발전량의 차이가 있음을 알 수 있고, 날씨가 흐린 날보다 맑은 날에 이동방식의 발전량의 상승이 많은 것으로 분석되었다. 고도각 추적방식과 방위각 추적방식에서 태양과 태양전지 모듈의 각도범위의 차이에 의해서 발전량이 하강함을 보였고, 흐린 날에는 각도차이가 많은 영향을 주지 않는 것으로 분석되었다.
또한, 실험의 결과와 시뮬레이션의 결과가 동일하게 모듈의 각도가 90°고정 상태 보다는 33°의 고정상태의 효율과, 방위각 추적보다는 고도각의 추적방식의 효율이, 단축 추적방식 보다는 고도와 방위각을 함께 변화시켰을 때 효율이 좋은 것으로 분석되었다. 또한 태양의 궤도에 맞게 추적하는 일반 방식보다는 반사경의 부착으로 태양의 입사각을 조절한 집광방식의 효율이 좋은 것으로 분석되었다.
이에 본 논문은 향후 추적형 태양광 발전 시스템에 보다 효과적인 시스템 구축에 있어 기초 자료가 되리라 사료 된다. 이를 위해서 앞으로 고효율의 구동식 모터와 경제적 시스템의 구축등의 연구가 필요할 것이다.
국내의 경우 일반적으로 1개의 회적축을 중심으로 시스템을 구동하는 단축 구동형 제어 방식을 채택하여 태양위치 변화에 따른 고도각 또는 시간각만을 추적하고 실정이다. 이로 인해 시간에 따라 변화하는 태양의 방위각을 고려되지 있지 않아 정확한 태양 추적이 어려운 단점을 지고 있고 이를 해결하는 것도 연구 되어야 할 것이다.
The photovoltaic is one of the most important sustainable technologies appliable to architectures. The power performance mainly depends on the installation conditions of them. This study aims to evaluate the power performance of photovoltaic system by the installation conditions, the tracking method...
The photovoltaic is one of the most important sustainable technologies appliable to architectures. The power performance mainly depends on the installation conditions of them. This study aims to evaluate the power performance of photovoltaic system by the installation conditions, the tracking methods and reflecting mirrors. For the study, the Solar Pro computer simulations have been conducted on installation angles, solar azimuth and solar altitude. Also, the field mock-up tests are performed to of its application to verify the simulation results.
Both the results of the experiment and the simulation have proved that the efficiency of 90-degree fixed angle method was higher than that of 30-degree fixed angle, the efficiency of altitude tracking was better than that of azimuth tracking method, and changing both the altitude and the azimuth together is more efficient rather than the shortened tracing way. In addition, the light-concentrating method in which the incidence angle of the sun is controlled by an adhered reflector has been analyzed to have better efficiency than the general method of tracing according to the orbit of the sun. Therefore, this thesis is expected to offer the basic data to set a more effective tracing-type of photovoltaic power generation system in the future. For this, more researches are to be conducted hereafter on a high efficiency drive motor and the establishment of an economic system.
The photovoltaic is one of the most important sustainable technologies appliable to architectures. The power performance mainly depends on the installation conditions of them. This study aims to evaluate the power performance of photovoltaic system by the installation conditions, the tracking methods and reflecting mirrors. For the study, the Solar Pro computer simulations have been conducted on installation angles, solar azimuth and solar altitude. Also, the field mock-up tests are performed to of its application to verify the simulation results.
Both the results of the experiment and the simulation have proved that the efficiency of 90-degree fixed angle method was higher than that of 30-degree fixed angle, the efficiency of altitude tracking was better than that of azimuth tracking method, and changing both the altitude and the azimuth together is more efficient rather than the shortened tracing way. In addition, the light-concentrating method in which the incidence angle of the sun is controlled by an adhered reflector has been analyzed to have better efficiency than the general method of tracing according to the orbit of the sun. Therefore, this thesis is expected to offer the basic data to set a more effective tracing-type of photovoltaic power generation system in the future. For this, more researches are to be conducted hereafter on a high efficiency drive motor and the establishment of an economic system.
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