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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노대석
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한국기술교육대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2016
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화석에너지 고갈과 환경 문제로 인하여, 재생 가능하고 온실가스를 유발하지 않는 대체에너지 개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있으며, 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원인 신재생에너지에 대한 기술 경쟁이 심화되고 있다. 또한 2020년 만료 예정인 교토의정서 체제를 대체하는 파리협정으로 인하여, 향후 신재생에너지에 대한 관심은 더욱 높아질 것으로 예상되며, 특히 발전원가가 급격히 감소되고 있는 태양광전원의 설치가 급증할 것으로 전망된다.
그러나 태양광전원은 태양에너지를 이용하므로 주변 환경에 따라서 출력이 크게 좌우되는데, 예를 들어 구름 또는 건물로 인하여 일부 모듈에만 음영이 발생하여도, 태양광전원 전체적인 운용효율이 상당히 저하될 수 있다.
즉, 기존 태양광전원 제어방식에서는 모듈이 직렬로 연결된 스트링이 3상계통연계형 인버터에 연결되어 있으므로, 일부 모듈에 음영이 발생할 경우 스트링의 전압이 계통연계형 인버터의 동작전압 미만으로 되어, 해당 스트링이 인버터에서 탈락되는 문제점이 발생될 수 있다.
따라서, 기존 태양광전원 제어방식의 문제점을 해결하기 위해서, 본 논문에서는 각각의 스트링마다 DC-DC 전압 레귤레이터를 이용하여, 음영에 의해 해당 스트링의 전압이 저하되더라도, DC-DC 전압 레귤레이터의 정전압 제어로 인해 태양광전원의 운용효율을 향상시키는 새로운 태양광 전원 제어방식을 제안하였다.
또한, 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여, 정전압 제어및 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어기능을 가지는 DC-DC 전압 레귤레이터와 위상동기루프(PLL, Phase-Locked Loop) 제어 기반의 3상 계통연계형 인버터의 모델링을 수행하였다. 이 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 부분적으로 음영이 발생하는 모듈을 가진 스트 링이 인버터에서 탈락하는 현상을 개선함으로써 태양광전원의 운용효율이 향상됨을 확인하였다. 또한, 본 논문에서는 모델링과 동일하게 태양광 스트링, DC-DC 전압 레귤레이터, 3상 계통연계형 인버터에 대한 하드웨어 장비를 구현하여, 제안된 태양광전원 제어방식에 대한 신뢰성을 검증하였다.
그러나 태양광전원은 태양에너지를 이용하므로 주변 환경에 따라서 출력이 크게 좌우되는데, 예를 들어 구름 또는 건물로 인하여 일부 모듈에만 음영이 발생하여도, 태양광전원 전체적인 운용효율이 상당히 저하될 수 있다.
즉, 기존 태양광전원 제어방식에서는 모듈이 직렬로 연결된 스트링이 3상계통연계형 인버터에 연결되어 있으므로, 일부 모듈에 음영이 발생할 경우 스트링의 전압이 계통연계형 인버터의 동작전압 미만으로 되어, 해당 스트링이 인버터에서 탈락되는 문제점이 발생될 수 있다.
따라서, 기존 태양광전원 제어방식의 문제점을 해결하기 위해서, 본 논문에서는 각각의 스트링마다 DC-DC 전압 레귤레이터를 이용하여, 음영에 의해 해당 스트링의 전압이 저하되더라도, DC-DC 전압 레귤레이터의 정전압 제어로 인해 태양광전원의 운용효율을 향상시키는 새로운 태양광 전원 제어방식을 제안하였다.
또한, 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여, 정전압 제어및 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어기능을 가지는 DC-DC 전압 레귤레이터와 위상동기루프(PLL, Phase-Locked Loop) 제어 기반의 3상 계통연계형 인버터의 모델링을 수행하였다. 이 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 부분적으로 음영이 발생하는 모듈을 가진 스트 링이 인버터에서 탈락하는 현상을 개선함으로써 태양광전원의 운용효율이 향상됨을 확인하였다. 또한, 본 논문에서는 모델링과 동일하게 태양광 스트링, DC-DC 전압 레귤레이터, 3상 계통연계형 인버터에 대한 하드웨어 장비를 구현하여, 제안된 태양광전원 제어방식에 대한 신뢰성을 검증하였다.
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