[논문]계통연계형 태양광발전시스템의 손실 산출방법

소정훈; 임현묵; 황혜미; 정영석; 고석환; 주영철

doi:10.7836/kses.2013.33.5.018

[국내논문] 계통연계형 태양광발전시스템의 손실 산출방법
Loss Calculation Method of Grid-Connected Photovoltaic System 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.33 no.5, 2013년, pp.18 - 23

소정훈 (한국에너지기술연구원) , 임현묵 ((주)삼영) , 황혜미 (한국에너지기술연구원) , 정영석 (한국에너지기술연구원) , 고석환 (한국에너지기술연구원) , 주영철 (한국에너지기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presents a simple but valid loss calculation method of grid-connected photovoltaic system based on normalized yield model. The proposed method can be represented as a quantitative value for five losses and performance of grid-connected photovoltaic system with three years monitored data. These results will indicate that it is useful to investigate various loss factors causing the performance obstruction, enhance the lifetime yield for changing meteorological conditions, and determine the optimal design and performance improvement of grid-connected photovoltaic system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

본 논문에서는 2008년부터 2010년까지 2kW급 계통연계형 PV시스템에서 수집된 분별 운전 데이터로부터 등가 가동시간을 이용하여 주변환경 변화에 따른 성능 및 손실을 정량적인 값으로 산출할 수 있는 방법을 제시하였고 그 산출결과에 대해서 종합적으로 고찰하였다.
본 논문에서는 등가 가동시간을 이용한 손실 산출방법을 제시하여 수집된 분별 운전데이터로부터 PV시스템에서 발생되는 손실을 정량적인 값으로 산출하였고 그 결과에 대해서 종합적으로 고찰하였다. 본 논문에서 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

(1)PV시스템의 성능과 손실과의 상관관계로 부터 등가 가동시간을 이용한 정규화 손실 산출모델을 사용하여 PV시스템에서 발생되는 손실을 산출할 수 있는 간단하지만 유효성을 가진 손실 산출방법을 제시하였다.
(2)2008부터 2010년까지 2kW급 계통연계형 PV시스템에서 수집된 분별 운전데이터로 부터 산출모델을 사용하여 발생된 손실을 정량적인 값으로 산출하였고 그 결과에 대해서 종합적으로 비교 분석하였다.
2kW급 계통연계형 PV시스템에서 2008년 부터 2010년까지 수집된 운전데이터를 사용하여 PV시스템의 손실 산출방법의 유효성을 확인하였다.
4) 2008년부터 2010년까지 수집된 운전데이터로부터 손실 산출모델을 사용하여 성능 및 손실을 정량적인 값으로 산출하였다.
계통연계형 PCS의 정격출력은 3kW, 정격조건에서 92%이상의 변환효율을 가진다. PV시스템에 발생되는 손실을 산출하기 위해서 감시계측시스템을 구축 운영하여 PV시스템의 전기적 입출력 및 일사강도, 온도및 풍속 등을 포함한 기상정보를 2초 간격으로 측정하여 1분 간격의 운전데이터를 수집 저장한다.⁴⁾2008년부터 2010년까지 수집된 운전데이터로부터 손실 산출모델을 사용하여 성능 및 손실을 정량적인 값으로 산출하였다.

대상 데이터

PV시스템은 대전지역 (위도 36.2°, 경도 127.22°)에 설치되었고 PV어레이의 설치 경사각은 15º, 설치 방위각 0°(정남향)인 지붕일체형 구조로 설계 구성되었다.
제시한 PV시스템의 손실 산출방법의 유효성을 확인하기 위해서 설치 운전중인 2kW급 계통연계형 PV시스템에서 수집된 운전데이터를 적용하였다. Fig.

성능/효과

1) PV시스템은 사용목적에 따라 수십W에서 수십MW의 설치용량을 가진 다양한 시스템으로 설치적용이 가능하다.²⁾³⁾⁴⁾
4)5) 따라서 실제 옥외에서의 PV시스템에서 발생하는 주요 손실들을 정량적인 값으로 산출하여 제시된다면 운전시에 발생되는 다양한 문제점들을 사전에 파악할 수 있어 PV구성기기의 및 PV 시스템의 성능향상 뿐만 아니라 체계적이고 효율적인 유지관리기술이 확립할 수 있어 장기간 성능과 품질 보증과 함께 수명이 다할때 까지 항상 최대성능을 유지할 수 있다.

후속연구

(3)제시한 손실 산출방법은 정량적인 평가분석과 함께 PV시스템의 고장 혹은 이상에 따른 발생 원인을 파악할 수 있으므로 향 후 PV시스템의 손실저감 및 최적화를 위한 설계 및 고장 검출 진단도구로의 응용이 가능할 것이다.
이와 같이 주변 환경의 변화에 대해서 PV시스템에서 발생되는 손실을 정량적인 값으로 산출할 수 있는 방법이 제시된다면 PV시스템의 고장 혹은 이상 등에 의해 발생하는 성능저하의 원인을 신속하게 판단하여 이에 따른 에너지손실 개선할 수 있다. 또한 PV시스템이 수명이 다할 때 까지 항상 최대성능을 유지할 수 있는 장기간의 성능과 품질보증 체계를 확립할 수 있고 PV시스템의 이용보급과 기술개발에 중요한 문제가 될 수 있는 PV모듈 및 PCS의 성능향상에서부터 최적선정, 설치환경 및 설계구성에 따른 다양한 PV시스템의 성능기준, 최적설계 그리고 유지관리기술을 확립 할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PV시스템에서 발생되는 손실은 무엇의 손실이 포함되는가?	1는 입력에너지인 일사강도로부터 교류전력으로 변환하는 과정에서 PV시스템의 성능과 손실과의 상관관계를 보여준다. PV시스템에서 발생되는 손실에는 PV어레이의 그늘, 오염, 먼지, 입사각 변동, 적설, 온도상승 효율감소, 직류회로, 부정합 및 PCS(Power conditioningsystem)등의 손실이 포함된다. 4)5)
	본 연구에서 등가 가동시간을 이용한 손실 산출방법을 제시하여 수집된 분별 운전데이터로부터 PV시스템에서 발생되는 손실을 정량적인 값으로 산출하였고 그 결과는 무엇인가?	(1)PV시스템의 성능과 손실과의 상관관계로 부터 등가 가동시간을 이용한 정규화 손실 산출모델을 사용하여 PV시스템에서 발생되는 손실을 산출할 수 있는 간단하지만 유효성을 가진 손실 산출방법을 제시하였다. (2)2008부터 2010년까지 2kW급 계통연계형 PV시스템에서 수집된 분별 운전데이터로 부터 산출모델을 사용하여 발생된 손실을 정량적인 값으로 산출하였고 그 결과에 대해서 종합적으로 비교 분석하였다. (3)제시한 손실 산출방법은 정량적인 평가분석과 함께 PV시스템의 고장 혹은 이상에 따른 발생 원인을 파악할 수 있으므로 향 후 PV시스템의 손실저감 및 최적화를 위한 설계 및 고장 검출 진단도구로의 응용이 가능할 것이다.
	PV시스템의 장단점은 무엇인가?	PV시스템은 다른 재생에너지원과 비교해서 내구수명이 길어서 유지점검이 거의 필요 없다고 하지만, 실제 PV어레이에 발생하는 그늘, 오염·열화, PCS의 고장, 성능저하 및 설계 시공 등의 고장 혹은 이상으로 실제 옥외에서의 PV시스템은 초기 설계시 기대했던 발전성능이 나오지 않는 경우가 발생한다. 4)5)따라서 실제 옥외에서의 PV시스템에서 발생하는 주요 손실들을 정량적인 값으로 산출하여 제시 된다면 운전시에 발생되는 다양한 문제점들을 사전에 파악할 수 있어 PV구성기기의 및 PV 시스템의 성능향상 뿐만 아니라 체계적이고 효율적인 유지관리기술이 확립할 수 있어 장기간 성능과 품질 보증과 함께 수명이 다할때 까지 항상 최대성능을 유지할 수 있다.

참고문헌 (5)

Korea Energy Management corporation, New & Renewable Energy Dissemination Statistics 2011, 2012.
Pearsall NM., Scholz H., Zdanowicz, Reise C., PV System Assessment in Performance-Towards Maximum System Output, European Photovoltaic Solar Energy Conference, pp. 2574-2579, 2006.
Pearsall NM., Atanasiu B., Zdanowicz T.. Progress on the Modernisation of the European PV System Monitoring Guidelines, European Photovoltaic Solar Energy Conference, pp. 3208-3216, 2008.
So JH., Lee BS., Yu JS., Hwang HM., Yu GW., Performance Estimation Method of Grid-Connected Photovoltaic System, Journal of The Korean Solar Energy Society, Vol. 20, No. 6, pp. 509-516, 2010.
Ueda Y., KurokawaK., Kitamura K., Yokota M., Akanuma K., Sugihara H., Performance Analysis of Various System Configurations on Grid-Connected Residential PV Systems. Solar Energy Materials& Solar Cells, Vol. 93No. 6-7, pp. 945-949, 2009.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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