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[국내논문] BIPV에서 Flexible PV의 각도 조절을 이용한 MPPT 추적 알고리즘 연구
A study on the MPPT tracking algorithm using angle control of flexible PV in BIPV 원문보기

디지털산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Society of Digital Industry and Information Management, v.13 no.3, 2017년, pp.27 - 33  

김재진 (강동대학교 신재생에너지과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper presents the MPPT tracking algorithm using angle control of flexible PV in BIPV. The proposed algorithm is based on MPPT tracking algorithm for curtain wall using flexible PV. It is an algorithm to find optimal power generation condition by controlling the angle of flexible PV using th...

주제어

#Flexible PV   #Curtain Wall   #MPPT Tracking   #Power Generation   #Angle  

AI 본문요약
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문제 정의

  • <그림 1>의 창호 구조에서 태양전지를 부착한 전면의 유리와 후면 유리와는 12～20㎜의 공기층이 존재한다. 공기층을 이용하여 휨이 가능한 태양전지의 각을 만들어 발전 효율을 비교하여 최적의 발전 효율을 갖는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)를 찾고자 한다.
  • 따라서 본 논문에서는 커튼월에 적용하는 박막형 태양전지의 휨을 이용하여 발전 효율을 비교함으로서 BIPV의 발전 효율을 향상시킬 수 있는 방향을 제시하고자 한다.
  • 본 논문에서는 PO 제어방법을 이용하여 휨이 가능한 태양전지의 커튼월에 적용할 경우 변경가능한 각도에 따른 최대전력점을 찾을 수 있는 MPPT 추적 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘을 적용 하기 위해 태양전지의 휨을 만들어야 한다.
  • 본 논문에서는 휨이 가능한 태양전지를 이용한 커튼 월의 발전 효율을 비교하였으며, 가장 좋은 발전량을 가진 휨 모양의 커튼 월에 대한 MPPT 추적 알고리즘을 제안하였다. 커튼 월을 적용한 건물의 방향과 높이, 주변 환경이 다르므로 경우에 따른 휨모양을 설정하여 발전량을 비료한 후 가장 높은 발전량을 가진 휨모양을 이용하여 MPPT를 추적하는 방법이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BIPV는 설치 방식에 따라 어떻게 분류되는가? BIPV는 설치 방식에 따라 벽면형과 지붕형, 아트 리움형, 발코니형, 루버형, 차양형, 파사드형 등이 있으며 국내에서는 대부분 지붕형과 파사드형 두 가지 종류가 일률적으로 사용되고 있다. 커튼월은 건물의 벽면을 이용하여 태양광 발전을 하는 방식으로 벽면을 이용한 설치 방식과 활용 예는 <표 1>에 나타내었 으며 커튼월의 창호 구조는 <그림 1>에 나타내었다.
PO 제어방법의 제어 원리는 무엇인가? PO 제어방법은 전압의 변화에 따라 전력의 변화를 측정하여 전력이 증가하는 방향으로 전압을 변화시켜 최대전력점을 추적하는 방법이다. PO MPPT의 제어 원리는 태양전지의 동작점을 규정하는 태양전지 출력단 전압 제어시에 전압을 일정한 폭으로 변동시킨 후 태양 전지 출력전력을 관측하고, 이를 이전 출력전력과 비교하여 출력이 증가하는 방향으로 전압을 상승 또는 하강시킴으로써 최대전력점을 추종하는 방식 이다[13]. PO 제어방법은 <표 2>와 <그림 2>에 나타내었다.
커튼월시스템은 무엇이며 어떻게 나누어져 있는가? CIGS(Copper Indium Gallium Selenide) 모듈은 휨이 가능한(Flexible) 태양전지(PV : Photovoltaic) 로서 커튼월(Curtain Wall)방식의 BIPV(Building Integrated Photovoltaic System) 모듈로 적용이 용이하며, 특히 커튼월의 건물입면에서 비 조망부분인 스팬드럴(spandrel)부위에 적용이 가능하다. 커튼월시스템은 건물의 하중을 받지 않는 비 내력벽으로 비전 부분과 스팬드럴 부분으로 나누어져 있다. 비전부위는 건물의 채광과 전망을 위해 창호 유리가 설치되는 부분으로 PV 적용 시 PV셀 간격 조정 및투광 형 PV 모듈을 적용하는 등 투과 및 조망이 가능하도록 고려되어야 한다[1].
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참고문헌 (14)

  1. 김상명, 김진희, 김준태, "환기 유무에 따른 CIGS BIPV 커튼월 유닛의 성능 비교 분석," 한국태양에너지학회 논문집, 제37권, 제2호, 2017. 

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  2. Beck, M. E., Wiedeman, S., Huntington, R., VanAlsburg, J., Kanto, E., Butcher, R., and Britt, J. S., "Advancements in Flexible CIGS Module Manufacturing," Conference Record of the Thirty-First IEEE, 2005, pp. 211-214. 

  3. Wiedeman, S., Beck, M. E., Butcher, R., Repins, I., Gomez, N., Joshi, B., and Britt, J. S., "CIGS Module Development on Flexible Substrates," Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE, 2002, pp. 575-578. 

  4. Malmstrom, J., Wennerberg, J., and Stolt, L., "A Study of the Influence of the Ga Content on the Long-term Stability of Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells," Thin Solid Films, Vol. 431, 2003, pp. 436-442. 

    상세보기

  5. Kang, J. G., Jang, H. H., Kim, J. H., and Kim, J. T., "The Characteristics on CIGS Thin Film PV Module for Curtain Wall Applications," Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 4, 2013, pp. 257-261. 

  6. 오현수, 김덕수, 윤혜경, "건물일체형태양광시스템을 활용한 건물입면 디자인 계획 연구," 대한건축학회 춘계학술대회논문집, 제36권, 제1호, 2016, pp. 175-178. 

  7. 고성능 신개념 창호시스템 http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogIdsbsim68&logNo130079206332 

  8. 지영혁, "태양전지 어레이의 부분음영 효과를 고려한 MPPT 기법에 관한 연구," 성균관대학교 대학원, 2008. 

  9. Massimo Valentini, Alin Raducu, Dezso Sara and Remus Teodorescu, "PV Inverter Test Setup for European Efficiency, Static and Dynamic MPPT Efficiency Evaluation," Optimization of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM 2008. 11th International Conference on 22-24 May 2008, pp. 433-438. 

  10. 류권종, 김기현, 정영석, 김영석, "MPPT 제어 알고리즘 고찰 및 효율시험 평가법," 전력전자학회 논문지, 제6권, 제2호, 2001, pp. 164-172. 

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  11. 유권종, 유병권, "태양광발전용 파워컨디셔너를 위한 국내 인증제도," 특집: 신재생에너지의 성능평가 및 인증시스템, 한국태양에너지학회지, 제4권, 제4호, 2005, pp. 10-21. 

  12. J. S. Choi, J. S. Ko, D. H. Chung, "Development of VPO MPPT of PV System Considering Shadow Influence," KIPE, Vol. 16, No. 5, 2011. 

  13. 고재섭, 정동화, "태양광 발전의 MPPT 성능 개선을 위한 변형된 PO 방법," Journal of KIIEE, Vol. 29, No. 12, 2015, pp. 40-46. 

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  14. 김재진, "글리치를 고려한 매핑가능클러스터 생성 방법을 이용한 저전력 알고리즘," 디지털산업정보학회지, 제12권, 제2호, 2016, pp. 7-14. 

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