The economic growth and highly industrialized society have increased the demand for electricity power. As a result, concerns were focused on the energy resource scarcity and global warming. That is why the photovoltaic generation system to address these concerns has been in the spotlight recently. I...
The economic growth and highly industrialized society have increased the demand for electricity power. As a result, concerns were focused on the energy resource scarcity and global warming. That is why the photovoltaic generation system to address these concerns has been in the spotlight recently. In this thesis, a utility interactive photovoltaic generation system was operated experimentally for the purpose of promoting the spread of the photovoltaic generation system in the future. Also, the effect of the type of array structure has on the performance of the photovoltaic generation system was evaluated quantitatively and by analyzing the comprehensive operating characteristics, the following results were obtained. In the demo system operated for a year, the average irradiation was measured to be 455,076 $[W/m^2]$ and the maximum irradiation to be 626,622 $[W/m^2]$ in May, up 171,546 $[W/m^2]$ or 38[%] compared with the average irradiation. The minimum irradiation was observed to be 294,022$[W/m^2]$ in December, down 161,054 $[W/m^2]$ or 35[%] compared with the average irradiation. The generation power in situation where there is plenty of irradiation was more than the average one, and the generation power in the fixed system amounted to 32[%], the single-axis tracker to 37[%], and the dual-axis tracker to 39[%]. The generation power in situation where there is little irradiation was less than the average one, and the generation power in the dual-axis tracker amounted to 41[%], the single-axis tracker to 40[%], and the fixed system to 36[%].
The economic growth and highly industrialized society have increased the demand for electricity power. As a result, concerns were focused on the energy resource scarcity and global warming. That is why the photovoltaic generation system to address these concerns has been in the spotlight recently. In this thesis, a utility interactive photovoltaic generation system was operated experimentally for the purpose of promoting the spread of the photovoltaic generation system in the future. Also, the effect of the type of array structure has on the performance of the photovoltaic generation system was evaluated quantitatively and by analyzing the comprehensive operating characteristics, the following results were obtained. In the demo system operated for a year, the average irradiation was measured to be 455,076 $[W/m^2]$ and the maximum irradiation to be 626,622 $[W/m^2]$ in May, up 171,546 $[W/m^2]$ or 38[%] compared with the average irradiation. The minimum irradiation was observed to be 294,022$[W/m^2]$ in December, down 161,054 $[W/m^2]$ or 35[%] compared with the average irradiation. The generation power in situation where there is plenty of irradiation was more than the average one, and the generation power in the fixed system amounted to 32[%], the single-axis tracker to 37[%], and the dual-axis tracker to 39[%]. The generation power in situation where there is little irradiation was less than the average one, and the generation power in the dual-axis tracker amounted to 41[%], the single-axis tracker to 40[%], and the fixed system to 36[%].
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 1년 동안 실증운전을 통한 종합적인 운전특성 데이터, 태양전지 어레이 출력의 전압 전류, 교류 전력 및 전력량, 일사량 및 모듈의 온도, 외기온도 등 분석기간 동안 수집된 운전 데이터를 이용하여 태양이 태양전지 모듈에 입사되는 각과 발전량 즉 태양전지 어레이 형태와 발전량과의 상관관계를 정량적으로 규명하여 태양광 발전시스템의 설계 및 시공의 최적화가 이루어질 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 1년간 계통 연계형태양광 발전시스템을 실증 운전하여 외부조건 이 태양광 발전시스템의 성능에 미치는 영향을 정량적으로 평가 제시하였으며 종합적인운전특성욜 분석하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
제안 방법
본 연구에서 일사량의 단위가 [W/m2] 이므로 설치된 태양광 발전의 설치 면적에 대한 일사량과 태양광 발전의 1[m2]의 단위로 환산하여 당 태양광 발전에 받는 일사량으로 생산되는 발전량을 비교해야 하나 일사량과 태양광 발전의 상관관계만을 비교.분석하였으며 교류전력과 일사량 온도의 상관관계를 비교하기 위해서 l[Wp] 단위로 환산하여 곡선을 비교하였다.
태양광 발전의 상관관계만을 비교.분석하였으며 교류전력과 일사량 온도의 상관관계를 비교하기 위해서 l[Wp] 단위로 환산하여 곡선을 비교하였다.
태양광 발전시스템의 실증시험을 위한 운전 특성 분석을 위해서 태양전지 어레이는 태양전지 모듈 (SHARP NE-Q7E3E, 167[W], 34.6[V], 4.83[A], 12.8[知) 24개를 연결하여 구성하였으며 INVERTER 는 FRONIUS IG -30, 2500[W] INDOOR TYPE 2대를 연결하여 5[kW]로 구성하여 설치하였다.
태양전지 어레이의 구성형태는 고정식의 경우 경사각이 남향 31[]이고 일축 추적식은 태양전지 어레이가 동에서 서로 태양을 추적하도록 하였으며 양축 추적식은 태양의 위치를 동서남북 모든 방위에서 추적이 가능하도록 프로그램 추적 방식으로 설계하였고 모니터링 결과는 1년을 기준으로 분석하였다.
대상 데이터
모니터링 기간 동안의 기후조건 확인을 위해 기상청 (www.kma.go.kr) 자료를 사용하였으며 이때의 일조시간 등은 전라남도를 기준으로 하였고 외기온도, 일조량, 출력전압 및 전류값은 모니터링 결과를 기준으로 하였다.
성능/효과
1년간 실증운전을 통해 측정돤 평균 일사량온 455, 076 [W/m2], 최대일사량흔 5월로서 626, 622 [W/m2], 평균 일사량보다 171, 546 [W/m2], 38[%]가 더 많은 량으로측정되었으며 최저 일사량은 평균 일사량보다 161, (B4 [W/m2], 3成%〕가 적은 294,022[W/m2]량으로 측정된 12 월이 가장 낮은 것으로 관측되었다.
그림 1은 전남 지역에서 1년간 실증운전을 통해 측정된 일사량으로서 평균 일사량은 455, 076 [W/m2]로 측정되었다, 최대일사량은 5월로서 626, 622 [W/m2], 평균 일사량보다 171, 546 [W/m2], 38[%]가 더 많은 량으로 측정되었으며, 최저 일사량은 평균 일사량보다 161, 054 [W/m2], 35[%]가 적은 294, 022[W/m2]량으로 측정된 12 월이 가장 낮은 것으로 관측되었다.
상기에서 보는 바와 같이 일사량이 많은 경우 발전량은 평균발전량 보다 고정식(32[%]), 단축 추적식(37[%]), 양축 추적식(39[%]) 순서로 더 많았으며, 일사량이 적은 경우 발전량은 평균 발전량보다 양축 추적식(41[%]), 단축 추적식(40[%]), 고정식(36〔%])의 순서로 작아지는 것을 알 수 있었다.
이상에서는 고정식과 단축추적식의 교류전력이 거의 유사함을 알 수 있다.
후속연구
원자력이 위주로 수급체계가 바뀌고 있다. 따라서 에너지원의 수입의존도와 석유의존도는 더욱 심화되고 있으며 이러한 추세는 앞으로도 계속될 전망이고 최근 친환경적이고 지속 가능한 자원개발을 위한 그린라운드와 기후 협약 등의 발효로 지구온난화 문제 에너지 사용규제와 에너지 효율 기준 설정 둥 국제적으로 규제가 강화되고 있으므로 에너지 부존자원이 빈약한 우리나라에서의 에너지 기술개발은 제2의 생산기술로서 세계에너지 환경 변화시 우리 경제에 미치는 충격을 최소화할 수 있는 대웅능력을 갖추어야한다.
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