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태양광발전시스템의 효율향상을 위한 최적설계에 관한 연구
A Study on Optimal Design of Photovoltaic System for Efficiency Progress 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.13 no.2, 2009년, pp.175 - 180  

최영문 (남부대학교 디지털경영정보학과) ,  임중열 (남부대학교 디지털경영정보학과)

초록
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본 논문에서는 3[kW]급 태양광 발전시스템의 환경 조건 및 시스템 파라미터들을 고려하여 태양광어레이와 태양광인버터를 시뮬레이션 하고 태양광어레이의 설치에 따른 최적 조건과 성능을 분석을 하여 태양광 발전시스템의 최적 설계를 구현할 수 있도록 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper compare the operation characteristic and optimal design of Photovoltaic system by computer simulation. The operation characteristic of Photovoltaic system are evaluated and analyzed considering system parameters of specifications, installations, inclination, azimuth and surrounding condit...

주제어

#Photovoltaic   #inclination   #azimuth   #optimal design   #utility interactive  

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 3[kW]급 태양광 발전시스템의 환경 조건 및 시스템 파라미터들을 고려하여 제조사 제공 파라미터와 시뮬레이션 예측치, 실제 시스템의 운전을 통한 성능치를 비교하여 예측치의 타당성을 입증하고, 태양광어레이의 설치에 따른 최적 조건과 성능을 시뮬레이션을 통해 미리 예측함으로써 태양광 발전시스템의 최적 설계를 구현할 수 있도록 한다.
  • 본 논문에서는 태양광발전시스템이 광주전남지역에서 최대발전량을 확보할 수 있도록 최적설계에 대하여 비교 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양광발전시스템의 발전량에 큰 영향을 미치는 설계 파라미터의 변화에 대하여 운전특성을 분석하여 최대 발전량을 확보할 수 있는 방안을 산출하였다, 이에 대한 결과는? (1) 태양광발전시스템은 계절별로 태양의 고도의 변화 때문에 발전량에 변동함을 확인하였다. (2) 태양광발전시스템의 최대발전량은 태양의 입사각과 태양광어레이가 수직으로 위치하였을 때 발생함을 확인하였다. (3) 방위각에 의한 발전량 감소보다 경사각에 따른 발전량 손실이 더욱 큼을 알 수 있다. (3) 광주전남지역에서 최대 발전량을 확보하기 위한 경사각은 하절기 15°, 동절기 45°이고 방위각은 정남향임을 확인하였다. 결과적으로, 태양광발전시스템의 최대발전량을 확보하기 위해서는 계절에 따라 경사각을 변경할 수 있는 경사/방위각 추적 시스템이 가장 적합하지만 유지 보수에 대한 추가적인 지출이 발생한다. 따라서, 투자 대비 최대의 발전량을 확보하기 위해서는 방위각은 고정하고 경사각을 가변할 수 있는 시스템이 효율적인 것으로 판단된다. 향후 다양한 태양광모듈에 대한 데이터베이스를 확보하여 동일한 조건하에서 최대 발전량을 확보 할 수 있는 방안에 대하여 연구할 예정으로 보다 효율적인 성능개선을 도출하고자 한다.
태양광발전시스템의 발전량은 어떤 방법을 통해 산출할 수 있는가? 태양광발전시스템의 발전량은 파라미터 분석법과 정격변환효율에 의한 방법, 전압·전류특성식에 의한 방법을 통하여 산출할 수 있다4)5). 본 논문에서는 위의 3가지 방법 중 정확성이 좋은 전압·전류에 의한 비선형 방정식 Newton-Raphson법을 적용하였다.
기존의 대규모 중앙집중형 전원의 장단점은? 특히, 화석에너지 고갈과 지구환경 문제가 거론 되고 있는 최근의 에너지를 둘러싼 심각한 상황을 고려할 때 기존의 대규모 중앙집중형 전원과 연계하여 운전 할 수 있는 태양광발전설비와 같은 분산형전원의 도입이 절실하다1)2). 기존의 대규모 중앙집중형 전원은 여름철과 같은 첨두전력부하에 대응이 어렵고 송배전설비에 대한 투자비가 과다하지만 분산형전원은 첨두전력부하에 대응이 유연하고 송배전설비비가 저감되는 장점을 가지고 있다. 태양광발전시스템 시장이 활발해 지면서 태양광발전시스템의 발전성능을 향상시키기 위한 연구는 시스템 분야와 설치 분야에서 활발하게 진행되고 있다3)4).
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참고문헌 (5)

  1. R. Chenni, M. Makhlouf, T. Kerbache and A. Bouzidura, "A detailed modeling method of phtovolatic cells, energy, Vol. 32, pp.1724-1730, 2007 

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  2. IEA PVPS, Trends in Photovoltaic applications, IEA, Report IEA-PVPS, 2006 

  3. Takashi Oozeki and Toshiyau Izawa, "The evaluation method of PV systems", Thechnicla Digest of the International PVSEC-12, pp.741-742, 2001 

  4. Werner knaupp, " Evaluation of PV module design at irregular operation conditions", 26th PVSC, pp.1213-1216, 1997 

  5. W. Desoto, S.A. Klein and W.A. Beckman, "Improvement and validation of a model for photovolataic array performance, Solar Energy, Vol.80, pp.78-88, 2006 

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