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SoC 기반 보급형 MiC 스마트 태양광발전시스템 기술개발
Technology Development of Entry-Level MiC Smart Photovoltaic System based on SOC 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.20 no.3, 2020년, pp.129 - 134  

윤용호 (광주대학교 전기전자공학부)

초록
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최근 태양전지 모듈 내부에 습기 침투 및 EVA Sheet의 배부름 현상, 프레임 Seal이 녹아내리는 현상, 설치 후 1년 지난 모듈에서 발전성능이 저하되는 현상 등이 발생하고 있다. 국내에 5~7년 이전에 설치된 태양전지 모듈에서 백화현상 및 전극 부식 현상, 절연파괴 현상 등이 나타나기 시작하여 발전성능 저하로 이어지고, 장기 신뢰성 및 장수명 기술에 대한 커다란 문제점이 대두되고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해 태양전지 모듈의 내구성 확보 및 노화 진행을 모니터링할 수 있는 기능을 포함하는 마이크로 인버터 (MiCrco Inverter Converter, 이하 MiC) 개발 및 MiC에서 모니터링 데이터를 기반으로 태양전지 모듈의 노화를 판단할 수 있는 스마트 모니터링 프로그램이 제시되고 있다. 또한, 태양전지 모듈의 모니터링 기능을 강화한 MiC와 IT 융합을 통한 체계적 운영 관리를 통한 고효율 태양광 스마트 감시 시스템이 되기 위해서는 MiC 내의 SoC (System On Chip)는 태양전지 모듈에 대한 환경정보를 복합적으로 감지하고 필요시 통신 및 제어를 수행할 수 있는 기능들이 요구되고 있다. 이러한 요구사항들을 기반으로 본 논문에서는 SoC 기반 보급형 MIC 스마트 태양광발전시스템 기술개발을 목적으로 연구하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Moisture infiltration inside the solar cell module, filling of EVA sheet, melting of the frame seal, and deterioration of power generation performance in the module one year after installation are occurring. Whitening phenomenon, electrode corrosion phenomenon, and dielectric breakdown phenomenon ar...

주제어

#Smart Photovoltaic System   #SoC (System On Chip)   #MiCrco Inverter Converter (MiC)  

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 태양광발전시스템의 효율 향상/전력 손실의 최소화를 위해 발전효율 저하 및 전력 손실의 원인이 되는 음영, 온도, 모듈 불량, 자연재해 등의 환경적 요인과 모듈 간의 정합, MiC의 발전량과 같은 상황적  요인으로부터 각 모듈을 스마트 모니터링 시스템을 통하여 다음과 같은 기술을 연구한다.
  • 이러한 요구사항들을 기반으로 본 논문에서는 SoC 기반 보급형 MiC 스마트 태양광발전시스템 기술개발을 목적으로 연구하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
노화된 태양전지 모듈에 나타나는 문제점은? 최근 태양전지 모듈 내부에 습기 침투 및 EVA Sheet의 배부름 현상, 프레임 Seal이 녹아내리는 현상, 설치 후 1년 지난 모듈에서 발전성능이 저하되는 현상 등이 발생하고 있다. 국내에 5~7년 이전에 설치된 태양전지 모듈에서 백화현상 및 전극 부식 현상, 절연파괴 현상 등이 나타나기 시작하여 발전성능 저하로 이어지고, 장기 신뢰성 및 장수명 기술에 대한 커다란 문제점이 대두되고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해 태양전지 모듈의 내구성 확보 및 노화 진행을 모니터링할 수 있는 기능을 포함하는 마이크로 인버터 (MiCrco Inverter Converter, 이하 MiC) 개발 및 MiC에서 모니터링 데이터를 기반으로 태양전지 모듈의 노화를 판단할 수 있는 스마트 모니터링 프로그램이 제시되고 있다.
MIC 스마트 태양광발전시스템 개발의 기대 효과는? 본 연구를 통행 태양전지 모듈의 구성 재료와 공정기술, 모듈 설계기술 및 고효율 MiC 설계기술, 고장 감지 기술 및 무선 전송 기술 등을 총괄적으로 개발하여 최적화된 고효율 저가형 MiC를 장착한 통합시스템 개발하여 통합적인 시스템기술이 확보될 수 있을 것으로 전망한다. 또한, 태양광발전시스템에서 MiC와 무선통신을 사용하는 감시 방식을 통해서 운영상에서 발전 손실을 최소화함으로써 전체적인 시스템 효율을 극대화할 수 있는 기술로써 일반 모듈로 구성된 시스템에 비해 경쟁우위에 설 수 있을 것으로 사료된다.
기존 태양광발전시스템의 단점은? 태양광발전시스템의 에너지 효율 향상 및 원가 절감을 위해 국내의 민간/공공단체에서는 각 모듈 (Cell/PCS/ ESS) 단위의 발전효율 향상에 집중하고 있지만, 태양전지 모듈 단위로의 효율 향상에는 한계를 보이는 실정에 서 태양광에너지 사용에 있어 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 접근이 필요하다. 그러나 기존의 태양광발전시스템에서는 태양전지 모듈 (PV Module) Array (태양전지 모듈을 여러 개 직렬로 연결된 군)에서만 이상 유무를 검출하기 때문에 태양전지 모듈 고장 시 직접적으로 어떤 모듈이 고장이 발생하였는지 알 수가 없는 상황이다.
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참고문헌 (6)

  1. Remus Teodorescu. Marco Lisene, and Pedro Rodriguez "Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems," John Wiely & Sons. Ltd. 2011. DOI: http://doi.org/10.1002/9780470667057 

  2. Detailed Planning Report, "SoC-Based Entry-Level MIC Smart Photovoltaic System Development", Ministry of Knowledge Economy, 2012. 

  3. Y. H Yoon, "A Study on the Technical Standard of Micro-Inverter for Domestic Photovoltaic Power Generation", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (JIIBC), Vol. 19, No. 2, pp. 175-180, 2019. DOI: https://doi.org/10.7236/JIIBC.2019.19.2.175 

  4. J. H. So, Y. S. Jung, B. G. Yu, G. J. Yu, and J. Y. Choi, "The Loss Factor Analysis for PV System Optimization," Trans. of KIPE, Vol 11. No. 1. pp. 22-28, 2006. 

  5. Y. H Yoon, "Integrated Management System to Improve Photovoltaic Operation Efficiency", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (JIIBC), Vol. 19, No. 4, pp. 113-118, 2019. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2019.19.4.113 

  6. Y. J. Lee, S. Y. Kim, and S. K. Han, "A Study on the Energy Saving Capacity of Solar Power Generation System using Economic Evaluation", Trans. KIEE. Vol. 67P, No. 1, pp. 21-26, 2018. DOI: http://doi.org/10.5370/KIEEP.2018.67.1.021 

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