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태양광 발전의 효율 향상을 위한 자동추적 제어 알고리즘 개발
Development of Automatic Tracking Control Algorithm for Efficiency Improvement of PV Generation 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.59 no.10, 2010년, pp.1823 - 1831  

최정식 (순천대 공대 전기공학과) ,  고재섭 (순천대 공대 전기공학과) ,  정동화 (순천대 공대 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes an automatic tracking control algorithm for efficiency improvement of photovoltaic generation. Increasing the power of PV systems should improve the efficiency of solar cells or the power condition system. The normal alignment of the PV module always have to run perpendicular to ...

주제어

#PV system   #Tracking control algorithm   #Program-sensor method   #Efficiency   #Insolation  

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

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 센서방식과 프로그램 방식의 단점을 보완하기 위해 자동추적 제어 알고리즘을 제시한다. 제시한 자동추적 제어 알고리즘은 센서방식과 프로그램 방식을 혼합한 것으로 일사량 조건에 대하여 더욱 우수한 추적방식을 자동으로 선택하여 운전한다.
  • 프로그램에 의한 추적방식은 일사량이 낮은 경우에도 추적장치의 운전으로 인해 불필요한 소비전력이 발생하고, 센서방식의 경우 광센서의 미세한 오차로 인하여 추적장치의 오동작이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 하이브리드 방식의 자동추적 제어 알고리즘을 제시한다. 그림 8은 광센서 추적 방식과 프로그램 추적 방식의 단점을 보완하고 발전효율 향상을 위해서 일사량에 따라서 광센서 추적 방식과 프로그램 추적 방식을 자동으로 변경하여 제어 할 수 있는 태양광 자동 추적 제어 알고리즘을 나타낸다.
  • 제시한 자동추적 제어 알고리즘은 센서방식과 프로그램 방식을 혼합한 것으로 일사량 조건에 대하여 더욱 우수한 추적방식을 자동으로 선택하여 운전한다. 또한 일사량이 매우 낮은 경우나 강우 및 강설 등의 환경변화에 능동적으로 대처할 수 있는 제어 알고리즘을 제시한다. 제시한 알고리즘을 태양광 발전 시스템에 적용하여 발전량 및 효율을 분석하고, 이러한 실증실험을 통하여 본 논문의 타당성을 입증한다.
  • 본 논문에서는 태양광 발전의 효율을 향상시키기 위해 자동 추적제어 제어 알고리즘을 제시한다. 태양광 자동 추적제어 알고리즘은 태양의 일사량이 설정 값 이상일 경우에는 광센서 추적 방식 및 프로그램 방식으로 동작하며, 설정 값 보다 작을 경우에는 환경모드로 동작하여 저 일사량에서 불필요한 전력소모를 줄이게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고효율 광전지의 출력을 위한 위치제어 시스템의 구성은 어떻게 되는가? 따라서 태양이 항상 수직방향을 이루면서 태양전지 모듈에 입사되게 하는 방법으로 태양광 발전 시스템의 발전 효율을 향상시키기 위해서는 매우 정확하게 태양을 추적하기 위한 시스템이 제일 중요하다고 볼 수 있다. 이와 같은 고효율 광전지의 출력을 위한 위치제어 시스템의 구성은 센서부, 추적기구, 제어알고리즘, 구동부로 나눌 수 있다.
태양광발전 기술 중 결정질 규소 모듈의 단점은 무엇인가? 그러나 다른 발전방식에 비하여 발전단가가 비교적 높고, 지표면에 조사되는 태양광 발전에너지는 단위 면적당 출력이 적어 이를 활용하기 위해서는 넓은 면적이 소요되는 저밀도 에너지원으로서 전력용으로 사용하기 위해서는 넓은 면적의 태양전지 모듈과 설치장소가 필요하며 기상조건 특히 일사조건에 절대적인 영향을 받는다[3-6].
태양광 발전 시스템의 출력효율을 높이기 위해 사용되고 있는 방법은 무엇인가? 태양광 발전 시스템의 출력효율을 높이기 위하여 일반적으로 태양전지 셀(sell)자체의 효율을 높이거나 태양광 발전 제어용 전력변환 시스템의 변환효율 및 MPPT(Maximum Power Tracking) 제어를 하여 효율을 높이는 방법과 태양이 항상 법선을 이루면서 태양전지 모듈에 입사하게 되는 추적식 방법 등을 이용하고 있다[7,8].
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참고문헌 (13)

  1. 산업자원부, "2005년 신재생 에너지 백서", 신재생에너지센터, 국회 신재생에너지 정책연구회, 2006. 

  2. 한국 과학기술정보 연구원, "신재생에너지 개발현황과 최신동향", 2007. 

  3. E. A. barber, H. A. Ingley, C. A. Morrison, " A solar powered tracking device for driving concentrating collectors", Alternative Energy Source, Vol. 1, pp. 527-539, 1997. 

  4. B. P. Edwards, "Computer based sun following system", Solar Energy, Vol. 21, pp. 491-496, 1998. 

  5. P. L. Swart, J. D. Van Wyk, "Source tracking and power flow control of terrestrial photovoltaic panels for concentrated sunlight", 12th IEEE Photovoltaic Specialist Conference, Vol. 1, pp. 700-795, 1998. 

  6. P. O. Carden, "Steering A Field of Mirrors Using a Shared Computer-based Controller", Solar Energy, Vol. 20, pp. 351-356, 1998. 

  7. H. J. Noh, D. Y. LEE, D. S. Hyun, "An improved MPPT converter with current compensation method for small scaled PV-applications", IEEE IES, Vol.2, pp. 1113-1118, 2002. 

  8. R. Andoubi, A. Mami, G. Dauphin, M. Annabi, "Bond graph modelling and dynamic study of a photovoltaic system using MPPT buck-boost converter", IEEE ICS, Vol. 3, pp. 200-205, 2002. 

  9. BLANCO-MURIEL. MANUEL, et. al., "COMPUTING THE SOLAR VECTOR", Solar Energy Vol. 70, No. 5, pp. 431-441, 2001. 

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  10. L. Reda, A, Andreas, "Solar Position Algorithm for Solar Radiation Applications, Solar Energy", Vol. 76, No. 5, pp. 577-589, 2004. 

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  11. Ali Al-Mohamad "Efficiency improvements of photo-voltaic panels using a Sun-tracking system" Applied Energy, 79, 345？354, 2004. 

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  12. P.Roth, A. Georgiev, H. Boudinov, "Design and construction of a system for sun-tracking", Renewable Energy, 29 393-402, 2004. 

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  13. P.Roth, A. Georgiev, H. Boudinov, "Cheap two axis sun follow device", Energy Conversion and Management 46, 1179-119 ,2005 . 

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