초록 ▼

1. 최종목표
(1) 다중 String방식에 의한 태양광발전용 전력변환장치 기술력 확보
(2) 태양전지 어레이의 최대동작을 위해 Local별 최대전력점 추종제어를 위한 컨버터 설계 기술력 확보
2. 개발내용 및 결과
본 개발과제를 통해서
(1)태양광발전시스템의 핵심기술요소인 전력변환장치에 다중 String 방식을 구현함으로써 최적의 용량산정이나 시스템의 안정성을 위한 구조설계 기술 등을 확보하였고, 이를 상품화에 적용하기 위한 기반기술을 구축하였다.
(2)전력변환장치에 다중 스트링장치 기술의 확보로

1. 최종목표
(1) 다중 String방식에 의한 태양광발전용 전력변환장치 기술력 확보
(2) 태양전지 어레이의 최대동작을 위해 Local별 최대전력점 추종제어를 위한 컨버터 설계 기술력 확보
2. 개발내용 및 결과
본 개발과제를 통해서
(1)태양광발전시스템의 핵심기술요소인 전력변환장치에 다중 String 방식을 구현함으로써 최적의 용량산정이나 시스템의 안정성을 위한 구조설계 기술 등을 확보하였고, 이를 상품화에 적용하기 위한 기반기술을 구축하였다.
(2)전력변환장치에 다중 스트링장치 기술의 확보로 다양한 사업진출 모색할 수 있어 참여 기업의 매출향상에 도움이 될 것으로 생각되며 태양광발전시스템에 대한 사전준비를 통해 시장의 흐름을 파악하고 응용장치 사업화할 수 있는 계기가 되었다. 또한 제품의 규격화를 통한 생산비 절감효과를 가져올 수 있으며, 구조설계를 방식의 설계기술과 재료의 유통경로를 확보하여 향후 상품화를 위한 생산공정에 반영함으로서, 생산비를 절감할 수 있는 기회가 되었다.
(3)개발된 전력변환장치를 기존의 설비를 통한 실증실험을 수행할 수 있고 이를 통해 제품의 안정성과 성능의 우수성을 확보할 수 있는 계기를 마련하였다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
(1)다중 스트링방식의 태양광설비기술은 스트링별 최대전력점 추종제어가 가능하여 태양광 발전시스템의 출력량을 개선하였으며 이를 위한 태양광발전시스템의 핵심기술요소인 전력변환장치에 다중 String 방식을 구현을 통한 기반구축를 할 수 있었다.
(2)일사량, 태양전지의 표면 온도 등에 의해 시시각각으로 변화하는 태양전지의 동작특성에 의한 인버터 입력전력 변동으로부터 일정전압 일정주파수의 고품질 전력을 상용 전원계통 연계상태에서 전원계통에 공급할 수 있다.
(3)태양광 어레이 구조설계 시 방위각, 그림자영향, 어레이간의 전압의 불균형에 따른 출력량 감소를 해결할 수 있는 방법을 제시하였다.
○ 경제적 성과
(1)태양광발전시스템관련 원천기술인 전력변환기술의 확보로 다양한 사업진출 모색할 수 있어 참여기업의 매출향상에 도움이 되고 태양광발전시스템의 고효율을 에너지변환장치에 대한 사전준비를 통해 시장의 흐름을 파악하고 시장에 진입하는 계기로 삼을 수 있다.
(2)에너지변환기술의 확보를 통한 응용장치 사업화할 수 있는 계기가 되어 향후 태양광발전시스템의 설계기술의 확보로 시스템설계 분야에 진출할 수 있는 기회를 확보하였다.
(3)제품의 규격화를 통한 생산비 절감효과를 가져올 수 있으며 시스템설계를 방식의 설계기술과 재료의 유통경로를 확보하여 향후 상품화를 위한 생산공정에 반영함으로서 생산비를 절감할 수 있는 기회가 되었다.
○ 활용성과 등
(1)실증실험을 거쳐 연구 개발된 시스템의 성능 및 안정성이 입증된 후에 계통연계형 태양광발전시스템의 규격의 표준화를 위한 시제품으로 활용할 수 있다.
(2)다중입력형 전력변환장치의 활용을 통한 시스템 효율상승을 통해 상품의 품질향상을 도모할 수 있어 기존의 타 제품과 차별성을 확보 할 수 있다.
(3)개별적인 부품의 상품화로 단기매출 확보하는 계기가 되도록 한다.
(4)다양한 응용장치 개발로 시장 선점 및 확보하는 계기로 만든다.
4. 향후추진계획
(1)개발된 다중입력형 전력변환장치를 이용한 어플리케이션을 발굴하여 적용가능성을 타진한다.
(2)개발된 다중입력형 전력변환장치를 지속적인 실증시험을 통해 예측된 설계기술의 타당성을 확보하고 이를 기반으로 한 상품화 전략을 수립한다.
(3)국내 적합한 다중입력형 전력변환장치를 확립하여 제어방식을 업그레이드한다

목차 Contents

• 1. 과제별 세부 집행내역...1
• I. 조성 금액...1
• II. 과제개발비 집행내역...1
• 개발결과의견서...3
• 최종보고요약서(초록)...4
• 목차...6
• 제 1 장 서론...8
• 제 1 절 연구개발의 목적...8
• 제 2 절 연구개발의 필요성...8
• 제 3 절 산업적 가치...9
• 제 2 장 태양광발전시스템...11
• 제 1 절 태양광발전시스템의 원리...11
• 가. 태양전지의 원리...11
• 나. 태양전지의 모델링...15
• 다. 태양전지의 직병렬연결...19
• 라. 태양전지의 전기적 특성...21
• 제 2 절 태양광발전시스템 종류...26
• 가. 독립형 태양광발전시스템...26
• 나. 계통연계형 태양광발전시스템...27
• 제 3 절 최대출력점 추적제어방식...29
• 가. 최대출력점추적방식...29
• 나. 전압, 전류검출을 위한 필터설계...32
• 제 3 장 태양광인버터 대응형 다중전압 변환장치...35
• 제 1 절 태양광발전시스템의 설계기술...35
• 제 2 절 계통연계형 인버터...36
• 가. 계통연계형 인버터의 기본동작...36
• 나. 절연 방식에 따른 계통연계형...38
• 다. 계통연계형 태양광인버터의 기능...40
• 제 3절 다중전압변환장치...42
• 가. 태양전지 스트링과 다중전압변환장치의 관계...42
• 나. 다중전압변환장치의 필요성...44
• 제 4 장 다중전압변환장치 인버터 제작...46
• 제 1 절 DC 컨버터 및 인버터 제작...46
• 제 2 절 실험결과...50
• 가. 다중전력변환장치의 구성 및 실험...50
• 나. 인버터 출력...56
• 제 5 장 사업의 성과...58
• 제 1 절 기술적 성과...58
• 제 2 절 경제적 성과...58
• 제 3 절 산업.경제적 파급효과...59
• 제 6 장 결 론...60
• 참고문헌...61