[논문]태양광 발전시스템에서 모듈 설치 각도와 어레이 간격의 비교 연구

최동진

doi:10.5207/jieie.2009.23.1.162

태양광 발전시스템에서 모듈 설치 각도와 어레이 간격의 비교 연구
Comparison Researches for Installation of the Module Angles and Array Spacing on Photovoltaic Power System 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.23 no.1, 2009년, pp.162 - 168

최동진 (경원대학교 공대 전기.소방공학부)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 태양전지를 가지고 일정량의 태양광으로부터 최대 유효전력을 얻기 위해 고정식 태양광 발전시스템과 태양 위치추적기를 부착한 태양광 발전시스템에서 PV모듈의 각도 변화 및 어레이 간격에 따른 최적의 발전효율에 대한 연구 및 실험을 하였다. 먼저, PV 모듈의 다양한 각도를 가지고 실험한 결과 PV 모듈 경사각 30[$^{\circ}$]에서 측정한 결과 값이 경사각 20[$^{\circ}$] 및 40[$^{\circ}$]일 때보다 발전 효율이 $12{\sim}17$[%] 상승되었다. 그러므로 본 논문의 연구 결과에서는 태양광 발전시스템의 실용화 측면에서 PV 모듈의 경사각 30[$^{\circ}$] 설치를 하여 발전을 하는 것이 가장 좋은 변환 효율을 얻을 수 있었다. 하지만 태양전지를 지붕 및 옥상에 설치를 할 경우, 면적 활용이 좁고 겨울에 눈이 쌓이게 될 경우에는 경사각에 의해 빠르게 쓸려 내려갈 수 있도록 경사각을 35[$^{\circ}$]로 선정하는 것이 타당하다.

Abstract ▼ AI-Helper

This thesis is based on the research and experiment of the optimal efficiency generation of electric power. The research and experiment were conducted to search the optimal generation of electric power from a specific amount of solar energy from Photovoltaic Power System with a solar position tracker were used. The changes in the array angles and spacing of the PV Module were also taken into account as well. Here are the findings and the conclusions. First of all, based on experiment using the various anglers, the efficiency generation of electric power increased to a maximum of approximately $12{\sim}17$[%] more at the PV module inclination angle of 30[$^{\circ}$] than at the inclination angles of 20[$^{\circ}$] and 40[$^{\circ}$]. As a result, we have found that installing the PV module inclination at the angle of 30[$^{\circ}$] brought about the most efficient conversion effect of the Photovoltaic Power System. But, when the solar cell is installed on a roof or rooftop where snow builds up, it is the most appropriate to install the solar energy at an 35[$^{\circ}$] angle so that snow slides down and not build up on the module.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이에 본 논문에서는 근래에 급속히 보급되고 있는 태양광 발전 시스템에서 국내에서는 심도 깊게 연구되고 있지 않은 부분으로 제한된 면적의 모듈을 가지고 최대한의 효율 증대를 얻을 수 있도록 어레이 간의 간격 및 경사각에 대한 최종 획득 전력량의 비교 분석을 통한 적용 가능성을 검토하여, 국내 기상 조건에 적합한 최적 적용 기법을 제안한다.

제안 방법

또한, 이 실험의 가장 중요한 요소인 경사각도 각각 20[°], 30[°], 40[이의 조건으로 발전량을 측정하였다. 발전량 측정은 AMETEK POWER INSTRUMENTS MERIDIAN 3000 회사(미국 제조)의 전력 분석기를 이용하여 측정하였다.
발전량 측정은 AMETEK POWER INSTRUMENTS MERIDIAN 3000 회사(미국 제조)의 전력 분석기를 이용하여 측정하였다.
실제의 태양전지의 공칭효율의 측정에는 미리 자연 태양 방사광 스펙트럼을 모의한 솔라 시뮬레이터를 이용하여 그 출력 (power)을 설정하여 측정한다[3].
실험에서는 추적식 태양전지를 이용하여, 고정식 태양전지의 발전량 측정 실험과 같은 조건으로 쾌청한 날씨를 선정, 발전량을 측정하여 그림 3.5와 같이 시간 평균 발전량 그래프를 구하였다.
실험을 위해서 PV 모듈의 각도(20[°], 3T], 40[°]) 에 따른 발전량을 2개월간 3회에 걸쳐 측정하여 평균값의 데이터를 가지고 비교 분석한 것이다.
이 장치를 가지고 경사각도 변화에 따른 값을 측정하기 위해 태양전지를 수동 조정하여 정남향 방향을 보게 하였으며, 위치 센서를 움직이지 못하게 프로그램을 조정하여 고정시켰다.
추적식 태양전지는 고정식 태양전지와 동일한 72개의 셀의 구성으로 설치하였고, 자동으로 태양의 위치, 날짜, 시간 등의 변수를 체크하여 태양광이 PV 모듈에 수직으로 입사하게 하여 최대 발전 효율을 얻었다.

대상 데이터

본 실험에서의 고정식 태양전지는 정남향 방향으로 하고, 경사각도를 수동 조정하여 최대의 발전 효율을 얻을 수 있는 경사각 30[이로 고정 설치하였다.
옥상이다. 사용한 장비는 ELETTRONICA VENETA & INEL SPA(ITALY)회사(이태리 제조)의 수입품으로 PV 모듈로서 각각 72개의 셀로 구성되어 있다.
연구의 측정 장소는 경원대학교 창의관 옥상이다. 사용한 장비는 ELETTRONICA VENETA & INEL SPA(ITALY)회사(이태리 제조)의 수입품으로 PV 모듈로서 각각 72개의 셀로 구성되어 있다.

성능/효과

(a) 각각의 시간 간격들에 대한 평균 발전량을 비교한 결과 PV 모듈 경사각 30[이에서 측정한 결과 값이 경사각 20口, 경사각 40円보다 최대 5~10[%] 높은 효율을 얻을 수 있었다.
(b) 오전 안개 및 구름 등으로 인해 발전량 저하를 가져올 수 있으며, 특히 가장 좋은 발전량이 들어오는 12~15시 부분에 비 또는 눈이 내릴 경우 그날 하루 평균 발전량에 막대한 영향을 줄 수 있다.
또, 고정식과 추적식의 두 방식을 가지고 실험한 결과 고정식 태양광 발전시스템 보다 추적식 태양광발전시스템으로 발전하는 방법이 변환효율을 M~ 40[%J 개선할 수 있음을 확인하였다.
반고정식 태양전지 시스템은 고정식과 추적식의 중간 정도로서 추적식 태양전지 보다는 발전효율이 좋지 못하지만, 고정식 태양전지 발전효율의 약 20[%]정도의 높은 평균 발전량을 보인다.
본 연구에서는 PV 모듈의 다양한 각도를 가지고 실험하여, 경사각S)[이에서 측정한 결과 값이 경사각 20[°] 및 40口일 때보다 발전 효율이 12~17[%] 상승되므로 실용화 측면에서 PV 모듈의 경사각을 30[이로 설치를 하여 발전을 하는 것이 가장 좋은 변환 효율을 얻을 수 있었다. 그러나 태양전지를 지붕 및 옥상에 설치를 할 경우 면적 활용이 좁고, 겨울에 눈이 쌓이게 될 경우에는, 경사각에 의해 빠르게 쓸려 내려갈 수 있도록 경사각을 35[이로 선정하는 것이 타당하다고 사료된다.
추적식 태양전지의 발전 효율이 고정식 태양전지의 발전 효율보다 40~45[%]이상 향상시켜 보다 많은 전력을 생산할 수 있었다.

후속연구

그러므로 실용화 '측면에서 태양전지의 변환효율의 향상과 제품의 자동화에 따라 PV 모듈의 저가화가 이루어진다면 소형화된 추적식 태양광 발전시스템으로도 설치면적 및 대형화된 고정식 태양광 발전시스템의 발전효율을 얻을 수 있을 것이다. 따라서 작은 공간에 저렴한 추적식 태양광 발전시스템의 상용화가 이루어질 수 있을 것이다.
따라서 작은 공간에 저렴한 추적식 태양광 발전시스템의 상용화가 이루어질 수 있을 것이다.
또한, 상기의 결과로 부터 가상되는 방법으로, PV 모듈 방향을 정남향으로만 설치하지 말고, 하루에 3~4회 이동하는 반고정 시스템을 도입하게 된다면 더욱 좋은 발전 효율을 얻을 수 있을 것이다.

참고문헌 (7)

Daco.I.R.E "Actual conditions & prospect of Photovoltaic Power" pp. 56-58 2008
"Photovoltaic Power Generating System" Photovoltaic Power Association Ohmsa pp. 113-114 2006
Hamagawa yorizo "Photovoltaic Power Generating" CMC pp.15-24 2004
Kyung-Hai Kim, Jun-Sin Lee "Introduction to Solar Cell Production" Dooyangsa pp. 146-162 2008
KEPA "Electrical equipment, Energy of New & regenerative" Gidari pp. 108-113 2006
Sun-Hyung Lee "The Plan & Design of Photovoltaic Power System" Gidari pp. 119-120 2008
"The utilize technique of Solar Energy" Japan Solar Energy pp. 26～32 2007

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

태양광 발전시스템에서 모듈 설치 각도와 어레이 간격의 비교 연구
Comparison Researches for Installation of the Module Angles and Array Spacing on Photovoltaic Power System 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

태양광 발전시스템에서 모듈 설치 각도와 어레이 간격의 비교 연구 Comparison Researches for Installation of the Module Angles and Array Spacing on Photovoltaic Power System 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

태양광 발전시스템에서 모듈 설치 각도와 어레이 간격의 비교 연구
Comparison Researches for Installation of the Module Angles and Array Spacing on Photovoltaic Power System 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper