본 논문에서는 일사량과 온도의 조건에 따른 MSX 60 태양광 모듈의 출력을 예측하였다. MATLAB 모의실험을 통하여 온도, 직렬저항 및 일사량 변화를 고려한 2차원, 3차원I-V 곡선을 구하였으며, 단락전류(Isc) 3.8 A, 개방전압(Voc) 21 V, 최대전력(Pamx) 60W 등의 전기적 파라미터 등을 얻을 수 있었다. 한편, 예측한 결과와 실제 태양광 모듈을 비교하였을 때 모듈의 사양서와 예측 결과 값의 오차율 3 % 이내에 일치함을 보였다.
본 논문에서는 일사량과 온도의 조건에 따른 MSX 60 태양광 모듈의 출력을 예측하였다. MATLAB 모의실험을 통하여 온도, 직렬저항 및 일사량 변화를 고려한 2차원, 3차원 I-V 곡선을 구하였으며, 단락전류(Isc) 3.8 A, 개방전압(Voc) 21 V, 최대전력(Pamx) 60W 등의 전기적 파라미터 등을 얻을 수 있었다. 한편, 예측한 결과와 실제 태양광 모듈을 비교하였을 때 모듈의 사양서와 예측 결과 값의 오차율 3 % 이내에 일치함을 보였다.
In this paper, we have predicted and analyzed the MSX 60 photovoltaic module's output according to the temperature and solar radiation conditions by MATLAB program. 2 and 3-dimensional I-V curves of the PV module considered temperature, series resistance and solar radiation variation. are shown. Als...
In this paper, we have predicted and analyzed the MSX 60 photovoltaic module's output according to the temperature and solar radiation conditions by MATLAB program. 2 and 3-dimensional I-V curves of the PV module considered temperature, series resistance and solar radiation variation. are shown. Also, calculated PV's electrical parameters are Isc = 3.8 A, Voc = 21 V, Pmax = 60 W. Compared with the actual photovoltaic module's data, these simulated results agreed well with within the manufacturer's maximum error range 3%.
In this paper, we have predicted and analyzed the MSX 60 photovoltaic module's output according to the temperature and solar radiation conditions by MATLAB program. 2 and 3-dimensional I-V curves of the PV module considered temperature, series resistance and solar radiation variation. are shown. Also, calculated PV's electrical parameters are Isc = 3.8 A, Voc = 21 V, Pmax = 60 W. Compared with the actual photovoltaic module's data, these simulated results agreed well with within the manufacturer's maximum error range 3%.
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문제 정의
본 논문은 Sun-simulator의 측정 없이 일사량과 온도의 변화에 대한 태양광 모듈의 특성을 MATLAB 시뮬레이션을 이용하여 출력 예측 및 해석하였다.
그렇기 때문에 태양광발전 시스템을 연구하는데 있어서 태양전지의 특성을 가상구현 할 수 있는 장치는 필수적이라고 할 수 있다. 이에 본 논문은 임의의 일사량 및 온도 등의 조건에 따라 태양광 모듈의 출력특성을 MATLAB 시뮬레이션하여 제작사의 태양광 모듈의 파라미터와 비교 검토하고, 태양광 모듈 어레이를 시뮬레이션하여 일사량과 온도에 대한 최적인 출력전력도 시뮬레이션을 통하여 알아보고자 한다. 2장에서 태양광 모듈의 동작원리와 해석적 모델 및 관련 수식을 유도하고, 3장에서 60W급 MSX 60 모델의 태양광 모듈에 대한 MATLAB 모의실험을 실시하고 4장에서 결론을 내린다.
제안 방법
MATLAB 시뮬레이션은 60 W급 다결정 태양광 모듈 MSX 60의 파라미터 값을 사용하였고 시뮬레이션을 통해 각각의 변동 요소들에 의한 출력 변화를 살펴보았다.
성능/효과
그림 10은 그림 9의 최대 전력점을 3차원 시뮬레이션을 통해 구현한 그래프이다. 2차원 그래프의 결과와 마찬가지로 온도가 높아질수록 모듈의 출력 전압과 최대전력의 크기가 감소하는 것을 확인 할 수 있다.
MATLAB을 이용한 시뮬레이션의 정확도를 알아보기 위해 실제 60W급 다결정 태양광 모듈 MSX 60을 Sun-simulator로 측정하였으며, 이 결과 데이터를 MATLAB 시뮬레이션 결과와 비교 분석하여 3 % 미만의 오차를 갖는 출력 결과를 얻을 수 있었다.
최근 들어 화석연료의 고갈과 환경오염의 심각성 및 기존 전력설비의 노후 및 용량증대에 따른 문제점이 대두 되면서 신재생 에너지원의 개발 및 기존 전력설비와의 연계에 대한 필요성이 절실히 요구되고 있다.[1] 이러한 신재생 에너지원 중에 서도 태양광 발전은 가장 실용화에 가깝고 운전이 쉬우며, 유지 및 보수가 간단하고 발전규모 선택이 자유롭다는 여러 가지 장점을 가지고 있어 대체 에너지원으로 각광받고 있다.[2] 특히 21세기 들어 글로벌 인터넷과 무선 정보 통신 기기 산업의 발전에 따라 IT 정보사업화 사회로 가속화 되고 있다.
또한 2차원뿐만 아니라 3차원 시뮬레이션을 통해 좀 더 시각적으로 이해하기 쉽고, 더 많은 변수의 설정을 통해서 다양한 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로 본 논문의 MATLAB 시뮬레이션을 통하여 태양광 모듈의 출력 특성을 예측하고 분석할 수 있으며, 유용하게 사용될 것이라고 생각한다.
그림 8은 일사량을 250 W/m2에서 1000 W/m2까지 변화 시켜가며 모듈의 출력 특성을 시뮬레이션 한 결과이다. 일사량의 크기가 줄어들수록 모듈의 전류 값의 크기가 줄어드는 것을 시뮬레이션을 통해 확인 할 수 있었고 예측했던 바와 같은 결과를 보이고 있다.
후속연구
또한 2차원뿐만 아니라 3차원 시뮬레이션을 통해 좀 더 시각적으로 이해하기 쉽고, 더 많은 변수의 설정을 통해서 다양한 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로 본 논문의 MATLAB 시뮬레이션을 통하여 태양광 모듈의 출력 특성을 예측하고 분석할 수 있으며, 유용하게 사용될 것이라고 생각한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 논문에서 태양광 모듈의 특성을 MATLAB 시뮬레이션을 이용하여 출력 예측 및 해석한 결과는?
MATLAB을 이용한 시뮬레이션의 정확도를 알아보기 위해 실제 60W급 다결정 태양광 모듈 MSX 60을 Sun-simulator로 측정하였으며, 이 결과 데이터를 MATLAB 시뮬레이션 결과와 비교 분석하여 3 % 미만의 오차를 갖는 출력 결과를 얻을 수 있었다.
또한 2차원뿐만 아니라 3차원 시뮬레이션을 통해 좀 더 시각적으로 이해하기 쉽고, 더 많은 변수의 설정을 통해서 다양한 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로 본 논문의 MATLAB 시뮬레이션을 통하여 태양광 모듈의 출력 특성을 예측하고 분석할 수 있으며, 유용하게 사용될 것이라고 생각한다.
태양광 발전의 장점은?
최근 들어 화석연료의 고갈과 환경오염의 심각성 및 기존 전력설비의 노후 및 용량증대에 따른 문제점이 대두 되면서 신재생 에너지원의 개발 및 기존 전력설비와의 연계에 대한 필요성이 절실히 요구되고 있다.[1] 이러한 신재생 에너지원 중에 서도 태양광 발전은 가장 실용화에 가깝고 운전이 쉬우며, 유지 및 보수가 간단하고 발전규모 선택이 자유롭다는 여러 가지 장점을 가지고 있어 대체 에너지원으로 각광받고 있다.[2] 특히 21세기 들어 글로벌 인터넷과 무선 정보 통신 기기 산업의 발전에 따라 IT 정보사업화 사회로 가속화 되고 있다.
태양전지는 무엇이며, 어디에 사용되는가?
태양전지는 태양빛을 전기로 직접 변환시키는 전기발생 기술 장치로서, 간단하게는 시계, 계산기 등의 전원으로 이용되며 크게는 이동통신 기지국, 인공위성 등의 전기에너지원으로 사용된다. 그러나 태양광 발전 시스템을 연구하기 위해서는 태양광 발전 시스템을 설치할 넓은 장소와 재료비용이 많이 든다는 단점이 있다.
참고문헌 (8)
IEA-PVPS, "TRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS," 2008. 8
Future Generation Photovoltaic Technologies, ed. by R.D. McConnell, American Institute of Physics Conf. Proc. 404, Woodbury, NY, (1997)
Photovoltaics for the 21st Century II, Electroch emical Society Proc. Vol. 2001-10, Pennington, NJ (2001).
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