[학위논문]운용환경을 고려한 태양광전원의 운용효율향상 방안 및 경제성평가에 관한 연구 A Study on Operation Efficiency Improvement Methods and Economic Evaluations for PV System Considering Operation Environment원문보기
최근, 국내에서는 미세먼지와 같은 기후변화 문제로 인하여, 안전하고 친환경적인 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라, 신재생에너지전원에 대 한 사회적 요구가 지속적으로 증가되고 있다. 따라서, 2030년까지 신재생 에너지전원의 비중을 전체 에너지전원의 20[%]까지 확대하는 재생에너지 3020 정책이 적극적으로 추진되고 있으며, 정부의 지원 하에 지자체와 발 전사업자들을 중심으로 대규모 태양광전원의 설치가 큰 폭으로 증가되고 있다. 그러나, 태양광전원은 설치된 주변 환경에 따라 출력이 크게 변동되 며, 태양광전원의 운용자가 예측하지 못한 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 주변 환경에 따라 다양한 ...
최근, 국내에서는 미세먼지와 같은 기후변화 문제로 인하여, 안전하고 친환경적인 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라, 신재생에너지전원에 대 한 사회적 요구가 지속적으로 증가되고 있다. 따라서, 2030년까지 신재생 에너지전원의 비중을 전체 에너지전원의 20[%]까지 확대하는 재생에너지 3020 정책이 적극적으로 추진되고 있으며, 정부의 지원 하에 지자체와 발 전사업자들을 중심으로 대규모 태양광전원의 설치가 큰 폭으로 증가되고 있다. 그러나, 태양광전원은 설치된 주변 환경에 따라 출력이 크게 변동되 며, 태양광전원의 운용자가 예측하지 못한 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 주변 환경에 따라 다양한 열화현상이 발생하여, 태양광모듈의 전기적인 성능과 수명이 크게 감소할 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 주변 환경을 고려한 태양광전원의 운용효율향상 방안 및 경제성평가가 요 구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 운용환경을 고려한 태양광전원의 운용효율향상 방안과 태양광모듈의 성능저하율을 고려한 경제성평가 알고리즘을 제안한 다. 먼저, 태양광스트링에 음영이 발생한 경우, 감소된 전압에 의해 태양 광전원이 인버터에서 탈락되는 것을 방지하기 위하여, 태양광스트링에 리 튬이온전지를 직렬로 연결한 태양광전원 운용효율향상장치의 제어알고리 즘을 제안하고, 전력전자 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하 여 태양광스트링, 리튬이온전지, 계통연계형 인버터로 구성된 태양광전원 의 운용효율향상장치의 모델링을 제시한다. 한편, 열화현상이 발생한 태양 광모듈을 교체하는 경우에 대하여, 태양광모듈의 성능저하율을 고려한 경제성평가 모델링 및 알고리즘을 제안한다. 즉, 태양광 발전사업자가 태양 광모듈을 폐기하여 새로운 모듈로 교체하는 경우에 대하여, 태양광모듈의 성능저하율에 따라 폐기 및 교체 판별 여부와 최적 교체시기를 판단하는 경제성평가 알고리즘을 제시한다.
최근, 국내에서는 미세먼지와 같은 기후변화 문제로 인하여, 안전하고 친환경적인 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라, 신재생에너지전원에 대 한 사회적 요구가 지속적으로 증가되고 있다. 따라서, 2030년까지 신재생 에너지전원의 비중을 전체 에너지전원의 20[%]까지 확대하는 재생에너지 3020 정책이 적극적으로 추진되고 있으며, 정부의 지원 하에 지자체와 발 전사업자들을 중심으로 대규모 태양광전원의 설치가 큰 폭으로 증가되고 있다. 그러나, 태양광전원은 설치된 주변 환경에 따라 출력이 크게 변동되 며, 태양광전원의 운용자가 예측하지 못한 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 주변 환경에 따라 다양한 열화현상이 발생하여, 태양광모듈의 전기적인 성능과 수명이 크게 감소할 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 주변 환경을 고려한 태양광전원의 운용효율향상 방안 및 경제성평가가 요 구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 운용환경을 고려한 태양광전원의 운용효율향상 방안과 태양광모듈의 성능저하율을 고려한 경제성평가 알고리즘을 제안한 다. 먼저, 태양광스트링에 음영이 발생한 경우, 감소된 전압에 의해 태양 광전원이 인버터에서 탈락되는 것을 방지하기 위하여, 태양광스트링에 리 튬이온전지를 직렬로 연결한 태양광전원 운용효율향상장치의 제어알고리 즘을 제안하고, 전력전자 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하 여 태양광스트링, 리튬이온전지, 계통연계형 인버터로 구성된 태양광전원 의 운용효율향상장치의 모델링을 제시한다. 한편, 열화현상이 발생한 태양 광모듈을 교체하는 경우에 대하여, 태양광모듈의 성능저하율을 고려한 경제성평가 모델링 및 알고리즘을 제안한다. 즉, 태양광 발전사업자가 태양 광모듈을 폐기하여 새로운 모듈로 교체하는 경우에 대하여, 태양광모듈의 성능저하율에 따라 폐기 및 교체 판별 여부와 최적 교체시기를 판단하는 경제성평가 알고리즘을 제시한다.
Recently, installation of renewable energy including PV systems in distribution systems has been energetically increased to cope with climate change and energy shortage according to government's policy of renewable energy 3020. However, electrical performance and lifespan of PV modul...
Recently, installation of renewable energy including PV systems in distribution systems has been energetically increased to cope with climate change and energy shortage according to government's policy of renewable energy 3020. However, electrical performance and lifespan of PV modules installed at outdoors can be greatly decreased due to various deterioration phenomenon depending on ambient environmental factors. In order to overcome these problems, replacing degraded PV modules with new ones are increased before lifespan guaranteed by makers of PV modules. In addition, the entire operation efficiency of PV systems may be decreased considerably even if only some of the PV modules are in the shade. In other words, the existing control method at which strings with modules in series are connected to an inverter may be these problems, this paper propose an operation efficiency improvement device of a PV system using a Li-ion battery, which can compensate for the voltage of each string in the PV system when it is partially shaded. In addition, this paper presents the modeling of the operation efficiency improvement device, including PV strings, Li-ion battery and a 3-Phase grid inverter based on the PSIM S/W. Also, this paper proposes disposal diagnosis algorithm to evaluate time interval of optimal replacement for PV modules according to performance degradation rate of the PV modules. In addition, this paper performs modeling of economic evaluation which is composed of cost and benefit of PV systems. From the simulation results, it was confirmed that the proposed control method can improve the operating efficiency of PV systems by compensating for the string voltage with partial shade. Also, proposed modeling and algorithm to specifically consider performance degradation rate, it is confirmed that replacement approach has best B/C ratio in 10th year with 3[%] degradation rate and the disposal diagnosis algorithm of PV modules are useful and practical tools for economic evaluation to replacement of PV modules.
Recently, installation of renewable energy including PV systems in distribution systems has been energetically increased to cope with climate change and energy shortage according to government's policy of renewable energy 3020. However, electrical performance and lifespan of PV modules installed at outdoors can be greatly decreased due to various deterioration phenomenon depending on ambient environmental factors. In order to overcome these problems, replacing degraded PV modules with new ones are increased before lifespan guaranteed by makers of PV modules. In addition, the entire operation efficiency of PV systems may be decreased considerably even if only some of the PV modules are in the shade. In other words, the existing control method at which strings with modules in series are connected to an inverter may be these problems, this paper propose an operation efficiency improvement device of a PV system using a Li-ion battery, which can compensate for the voltage of each string in the PV system when it is partially shaded. In addition, this paper presents the modeling of the operation efficiency improvement device, including PV strings, Li-ion battery and a 3-Phase grid inverter based on the PSIM S/W. Also, this paper proposes disposal diagnosis algorithm to evaluate time interval of optimal replacement for PV modules according to performance degradation rate of the PV modules. In addition, this paper performs modeling of economic evaluation which is composed of cost and benefit of PV systems. From the simulation results, it was confirmed that the proposed control method can improve the operating efficiency of PV systems by compensating for the string voltage with partial shade. Also, proposed modeling and algorithm to specifically consider performance degradation rate, it is confirmed that replacement approach has best B/C ratio in 10th year with 3[%] degradation rate and the disposal diagnosis algorithm of PV modules are useful and practical tools for economic evaluation to replacement of PV modules.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.