초록 ▼

1. 최종목표
기존 UPS의 대체품인 전원 품질의 보상장치에 적용하기 위한 대용량/친환경 전력저장장치인 수퍼커패시터의 효율적인 운전을 위한 충/방전 제어알고리즘을 개발한 후 이를 제품에 적용하기 위한 양방향성 DC/DC컨버터의 충/방전 제어시스템 개발에 그 목표를 둔다. 특히 충전 시는 정전류원에 의한 Buck converter를 그리고 방전 시는 high voltage 에 의한 Booster converter를 개발하여 적용한다.
2. 개발내용 및 결과
수퍼커패시터의 특성 파라미터를 산출(내부 ESR, EPR. E

1. 최종목표
기존 UPS의 대체품인 전원 품질의 보상장치에 적용하기 위한 대용량/친환경 전력저장장치인 수퍼커패시터의 효율적인 운전을 위한 충/방전 제어알고리즘을 개발한 후 이를 제품에 적용하기 위한 양방향성 DC/DC컨버터의 충/방전 제어시스템 개발에 그 목표를 둔다. 특히 충전 시는 정전류원에 의한 Buck converter를 그리고 방전 시는 high voltage 에 의한 Booster converter를 개발하여 적용한다.
2. 개발내용 및 결과
수퍼커패시터의 특성 파라미터를 산출(내부 ESR, EPR. ESC 등)하기 위하여 이론과 실험을 통하여 에너지 설계기법 개발한다. 그리고 수퍼커패시터의 최적제어과 운전기법을 위하여 에너지 설계기법으로 산출한 파라미터를 이용한 에너지이용 극대화 기법을 개발한다. 최종적으로 상품으로 개발하기 위하여 고효율 DC/DC 컨버터의 설계 및 구현(회로설계 및 시작품제작)을 하였다.
3. 사업성과
? 기술적 성과
? 대용량/친환경 에너지 저장장치의 고효율 제어기술 확보.
? 수퍼커패시터의 파라미터 산출 및 최적 에너지 설계기법 확보.
? DC/DC Conversion에 의한 전력변환회로 기술 확보.
? 스위칭 및 보호회로의 장착에 의한 신뢰성 기술 확보.
? 주변 전력기기와의 연계기술 확보.
? 경제적 성과
? 친환경 및 고품질?저가격의 수퍼커패시터가 가격과 신뢰성 측면에서 경쟁력이 있어 차세대의 에너지 저장장치로 개발하였다.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
? UPS등 주문형 전력기기의 모듈화 구축에 의한 상품화가 가능하다.
? 신재생에너지분야의 전력변환장치 모듈화 구축에 의한 상품화가 가능하다.
? 제한적 부하적용 범위에 사용되어 왔던 UPS 뿐만 아니라 순시전압강하 보상장치(DVR)에도 수퍼커패시터를 적극 적용하여 사업의 다양화를 기하였다.
4. 향후추진계획
- 시스템은 각종 전력저장시스템이나 분산형 전원시스템에 활용이 가능하고 그 시장성 또한 매우 확대될 것으로 보임으로 시스템의 신뢰도를 더욱 향상 시켜 접목 시킬 것이며, 시스템의 적용범위를 더욱 확대시켜 가도록 하겠다.
- 판매 · 수출 등 사업화 가능하며, UPS 시스템을 위시하여 순시전력 보상기 및 능동형 전력 ？터에 적용할 수 있는 주문형 전력기기의 모듈화를 구축하여 상품으로 개발함으로서 참여기업에서 판로를 기 확보하고 있는 UPS 시장의 marketing이 수월할 것으로 판단되며, 아울러 참여기업에서 신재생에너지 및 분산전원의 전력변환장치 모듈화를 구축함으로서 UPS 시스템의 차세대 장치 개발이 수월해 질 것으로 보이므로, 충/방전 제어시스템의 개발에 중점을 두고 부가가치의 향상을 도모하겠다.
- 더 많은 외국 사례의 검토를 통해 국내에는 아직 도입되지 않은 신기술을 충/방전 제어시스템의 접목시킴으로써 제어기법의 다각화 및 긴급 상황대처 능력 또한 지금보다 더욱 향상시킬 수 있는 제어 기법의 연구를 지속적으로 진행할 것이다.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• I. 총괄현황...1
• II. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...4
• 최종보고요약서(초록)...5
• 목차...7
• 제 1 장 서론...9
• 제 1 절 개발기술의 개요...9
• 1-1. 개발기술의 중요성(필요성)...9
• 1-2. 연구개발의 배경...9
• 제 2 절 국내외 관련기술의 현황...10
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 파급효과 및 활용방안...11
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...12
• 제 1 절 기술개발 추진전략...12
• 제 2 절 기술개발 추진일정...13
• 제 3 장 EDLC 축전시스템...14
• 제 1 절 2차전지(납축전지)의 문제점 분석...14
• 제 2 절 커패시터의 문제점 분석...15
• 제 3 절 EDLC 시스템...16
• 제 4 절 EDLC의 고성능 제어알고리즘...23
• 4-1. 전력저장장치에서의 EDLC 회로구성...23
• 4-2. EDLC의 충방전 제어회로...23
• 4-3. EDLC의 고효율 운전을 위한 직병렬절체회로...26
• 4-4. EDLC의 직렬접속 문제점 분석...29
• 제 4 장 시스템 설계...31
• 제 1 절 EDLC의 에너지설계...31
• 제 2 절 전력저장시스템...31
• 2-1. 양방향성 DC/DC 컨버터의 동작...31
• 2-2. DSP 제어보드 설계...37
• 2-3. IGBT 드라이버의 설계...48
• 제 5 장 시작품 제작과 실험...54
• 제 1 절 전체시스템의 구성...54
• 제 2 절 실험 결과 및 고찰...58
• 제 6 장 사업성과...65
• 제 1 절 기술적 성과...65
• 제 2 절 경제적 성과...66
• 제 7 장 결론...67
• 제 1 절 기술 개발 결과...67
• 제 2 절 향후 계획...68
• 참고문헌...69