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태양광 발전시스템에 대한 연구 전자공학과 졸업논문,캡스톤 설계
| 자료번호 | p1568779 | ||
|---|---|---|---|
| 수정일 | 2023.08.13 | 등록일 | 2021.12.06 |
| 페이지수 | 37Page | 파일형식 |  한글(hwp) |
| 판매자 | sk***** | 가격 | 10,000원 |
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소개글
전자공학과 졸업논문입니다.
캡스톤 설계 및 학사 졸업논문으로 활용 하시면 되겠습니다.
캡스톤 설계 및 학사 졸업논문으로 활용 하시면 되겠습니다.
목차
Ⅰ. 서론 .......................................................................................... 2
1.1 연구배경 및 목적...................................................................... 4
1.2 연구내용 ............................................................................... 5
1.3 논문의 구성 ............................................................................ 5
Ⅱ. 본론
2.1 태양광의 시장동향 .......................................................................... 6
2.1.1 해외 태양광 시장 동향 .......................................................... 6
2.1.2 국내 태양광 시장 동향 .......................................................... 7
2.2 태양광 발전 .................................................................................. 8
2.2.1 태양광 발전의 구조 ............................................................... 8
2.2.2 태양광 발전의 원리 ............................................................... 9
2.2.3 광전효과.............................................................................. 10
2.2.4 태양전지 종류...................................................................... 11
2.3 태양광 전력변환장치 ..................................................................... 12
2.3.1 boost converter ................................................................. 12
가. 컨버터 구성 및 동작원리 ......................................................... 12
나. Boost 컨버터의 출력전압과 듀티비의 관계 .................................. 14
2.3.2 인버터 ............................................................................... 16
가. 전압원, 전류원 인버터 ......................................................... 16
나. 단상 하프 브리지 인버터의 기능과 동작원리 .......................... 17
다. 단상 풀 브리지 인버터의 기능과 동작원리 ............................. 19
라. 3상 인버터의 기능과 동작원리 ............................................. 22
2.4 MPPT 제어 방법 ........................................................................ 27
2.4.1 최대전력점 제어 .................................................................. 27
2.4.2 일정 전압 제어법 ............................................................... 29
2.5 Simulation ................................................................................ 30
2.5.1 Boost 컨버터-인버터 회로도 ............................................... 31
2.5.2 비교기를 통한 회로도 및 파형 ............................................. 32
2.5.3 R-L부하에 걸리는 전류 ........................................................ 33
2.5.4 Boost 컨버터-인버터 출력파형 ............................................. 33 Ⅲ. 결론 ......................................................................................... 33
참고문헌 ........................................................................................ 34
1.1 연구배경 및 목적...................................................................... 4
1.2 연구내용 ............................................................................... 5
1.3 논문의 구성 ............................................................................ 5
Ⅱ. 본론
2.1 태양광의 시장동향 .......................................................................... 6
2.1.1 해외 태양광 시장 동향 .......................................................... 6
2.1.2 국내 태양광 시장 동향 .......................................................... 7
2.2 태양광 발전 .................................................................................. 8
2.2.1 태양광 발전의 구조 ............................................................... 8
2.2.2 태양광 발전의 원리 ............................................................... 9
2.2.3 광전효과.............................................................................. 10
2.2.4 태양전지 종류...................................................................... 11
2.3 태양광 전력변환장치 ..................................................................... 12
2.3.1 boost converter ................................................................. 12
가. 컨버터 구성 및 동작원리 ......................................................... 12
나. Boost 컨버터의 출력전압과 듀티비의 관계 .................................. 14
2.3.2 인버터 ............................................................................... 16
가. 전압원, 전류원 인버터 ......................................................... 16
나. 단상 하프 브리지 인버터의 기능과 동작원리 .......................... 17
다. 단상 풀 브리지 인버터의 기능과 동작원리 ............................. 19
라. 3상 인버터의 기능과 동작원리 ............................................. 22
2.4 MPPT 제어 방법 ........................................................................ 27
2.4.1 최대전력점 제어 .................................................................. 27
2.4.2 일정 전압 제어법 ............................................................... 29
2.5 Simulation ................................................................................ 30
2.5.1 Boost 컨버터-인버터 회로도 ............................................... 31
2.5.2 비교기를 통한 회로도 및 파형 ............................................. 32
2.5.3 R-L부하에 걸리는 전류 ........................................................ 33
2.5.4 Boost 컨버터-인버터 출력파형 ............................................. 33 Ⅲ. 결론 ......................................................................................... 33
참고문헌 ........................................................................................ 34
본문내용
태양광 발전시스템에 대한 연구 전자공학과 졸업논문,캡스톤 설계
세계 각국은 화석연료 고갈, 에너지 자립도 제고 및 기후변화에 대응하기 위한 수단 중 하나로 재생에너지 보급을 확대하고 있으며 태양광은 이들 중 가장 유력한 대안으로 인식되고 있다. 그러나 태양광 발전은 기술적 성숙도가 부족하고, 전력 시장에 대한 불확실성으로 인한 투자 부진 등으로 인하여 기술의 확산이 더딘 상황이다. 하지만 최근 들어, 태양광 발전 시스템은 무한한 에너지와 상대적으로 저렴한 설치비용의 장점이 있어 차세대 대체 에너지로 성장하고 있다. [1]
또한 지난 10년간 유렵지역을 시작으로 다수의 국가들이 신재생에너지 보급목표를 세우고, 목표 달성을 위해 태양광 기술의 개발, 산업육성 및 보급촉진에 대한 적극적인 정책적 지원을 펼친 결과, 태양광 발전은 비약적인 성장을 하였다. [2] 이러한 태양광 발전 시스템은 크게 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지와 태양전지로부터 발생되는 전력을 계통으로 전달하는 전력 변환장치(PCS: Power Conditioning System)로 분류할 수 있다. 이중 전력 변환 장치는 손실을 최소화 하고 발전량을 극대화하는 방향으로 발전해 왔다.[1]
우리나라는 1970년대 석유 파동을 겪으면서 에지 안보 문제와 화석연료의 사용으로 인한 환경파괴 문제 등으로 인하여 신재생 에지의 개발 이용에 관심을 기울이고 있다. 현 시점에서 태양광 발전은 환경문제와 에너지 문제 두 가지를 동시에 해결할 수 있는 최고의 선택이다.[3]
장점은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있고 유지와 보수를 하는 비용도 크게 들어가지 않아 경제적이며, 노동을 필요로 하지 않아서 설치한 용량에 따라 무인화가 가능하다.
단점은 초기 투자비와 발전 단가가 높은 점, 햇빛이 낮에만 비추고 흐린 날씨에는 발전량이 떨어지는 시간적 제약, 지역별로 다른 일사량이 있으며 그늘이 지거나 눈이 많이 오는 곳에는 효율이 떨어지는 공간적 제약이라는 단점이 있다. 하지만 태양광 발전 시스템은 우리에게 단점보다 장점이 훨씬 많은 제품이다. 내구성이 좋고 영구적이며 안전하면서 긴 설비 수명을 자랑하고 일반적으로 태양 전지의 수명을 보면 25년에서 30년 이상까지 사용할 수 있다.[4]
본 논문에서는 누진세로 인해 태양광 발전의 움직임이 가속화 될 전망 속에서 전력을 생산하고 이 생산된 전력의 기술을 사용하는 계통 연계에 대해 알아보고자 한다.
세계 각국은 화석연료 고갈, 에너지 자립도 제고 및 기후변화에 대응하기 위한 수단 중 하나로 재생에너지 보급을 확대하고 있으며 태양광은 이들 중 가장 유력한 대안으로 인식되고 있다. 그러나 태양광 발전은 기술적 성숙도가 부족하고, 전력 시장에 대한 불확실성으로 인한 투자 부진 등으로 인하여 기술의 확산이 더딘 상황이다. 하지만 최근 들어, 태양광 발전 시스템은 무한한 에너지와 상대적으로 저렴한 설치비용의 장점이 있어 차세대 대체 에너지로 성장하고 있다. [1]
또한 지난 10년간 유렵지역을 시작으로 다수의 국가들이 신재생에너지 보급목표를 세우고, 목표 달성을 위해 태양광 기술의 개발, 산업육성 및 보급촉진에 대한 적극적인 정책적 지원을 펼친 결과, 태양광 발전은 비약적인 성장을 하였다. [2] 이러한 태양광 발전 시스템은 크게 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지와 태양전지로부터 발생되는 전력을 계통으로 전달하는 전력 변환장치(PCS: Power Conditioning System)로 분류할 수 있다. 이중 전력 변환 장치는 손실을 최소화 하고 발전량을 극대화하는 방향으로 발전해 왔다.[1]
우리나라는 1970년대 석유 파동을 겪으면서 에지 안보 문제와 화석연료의 사용으로 인한 환경파괴 문제 등으로 인하여 신재생 에지의 개발 이용에 관심을 기울이고 있다. 현 시점에서 태양광 발전은 환경문제와 에너지 문제 두 가지를 동시에 해결할 수 있는 최고의 선택이다.[3]
장점은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있고 유지와 보수를 하는 비용도 크게 들어가지 않아 경제적이며, 노동을 필요로 하지 않아서 설치한 용량에 따라 무인화가 가능하다.
단점은 초기 투자비와 발전 단가가 높은 점, 햇빛이 낮에만 비추고 흐린 날씨에는 발전량이 떨어지는 시간적 제약, 지역별로 다른 일사량이 있으며 그늘이 지거나 눈이 많이 오는 곳에는 효율이 떨어지는 공간적 제약이라는 단점이 있다. 하지만 태양광 발전 시스템은 우리에게 단점보다 장점이 훨씬 많은 제품이다. 내구성이 좋고 영구적이며 안전하면서 긴 설비 수명을 자랑하고 일반적으로 태양 전지의 수명을 보면 25년에서 30년 이상까지 사용할 수 있다.[4]
본 논문에서는 누진세로 인해 태양광 발전의 움직임이 가속화 될 전망 속에서 전력을 생산하고 이 생산된 전력의 기술을 사용하는 계통 연계에 대해 알아보고자 한다.
참고문헌
[1] 신종현 “태양광 마이크로 인버터의 Power Decoupling을 위한 양방향 벅-부스트 컨버터 제어기 설계”, 숭실대학교 석사학위 논문
[2] 2011년 기준, 총118개 국가가 재생에너지 보급목표를 세움(REN 21, 2012), 전 세계 태양광 시장에서 유럽이 차지하는 비중은 2004년 33%에서 빠른 속도로 상승하여 2010년 75%를 정점으로 2011, 2012년에는
각각 74%, 69%였음(EPIA, 2013)
[3] “독립형 태양 발 시스템을 한 양방향 소트 스위칭 DC-DC컨버터에 한 연구” 2009年 8月
[4] [online] :http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3343347&cid=58167
[5] 태양광 발전- 인천대학교 안전공학과
- https://safety.inu.ac.kr/common/downLoad.do?siteId=safety&fileSeq=258890
[6] 부스트 컨버터 – 세미나 자료(한양대학교 전자시스템공학과 응용전자회로 성계 연구실)
- http://apeclab.hanyang.ac.kr/home/board/view.php?pid=board&num=69
[7] 인버터의 원리와 구성
- www.kemco.or.kr/up_load/blog/동력_인버터_2_원리와%20구성.hwp
[8] 태양광발전시스의 효율분석에 따른 최적화 시스템 구현 서남대학교 – 원종운
[9] 노의철,점규범,최남섭,“전력전자공학”,문운당 태양광산업 및 모듈가격 전망과 대내
외 대응전략연구 [기본연구보고서13-21]
- https://en.wikipedia.org/wiki/DC-to-DC_converter
[10] 전력전자공학 – 노의철, 정규범, 최남섭 공저 출판사 ‘문운당’
[11]태양전지 작동원리와 광전효과|과외전문가
- https://m.blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=ye_rak
[12] 태양광 발전을 위한 MPPT 비교분석 - 이교범
[13]독립형 태양광 발전용 최대 출력점 추종알고리즘에 관한 연구 - 허창수
[2] 2011년 기준, 총118개 국가가 재생에너지 보급목표를 세움(REN 21, 2012), 전 세계 태양광 시장에서 유럽이 차지하는 비중은 2004년 33%에서 빠른 속도로 상승하여 2010년 75%를 정점으로 2011, 2012년에는
각각 74%, 69%였음(EPIA, 2013)
[3] “독립형 태양 발 시스템을 한 양방향 소트 스위칭 DC-DC컨버터에 한 연구” 2009年 8月
[4] [online] :http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3343347&cid=58167
[5] 태양광 발전- 인천대학교 안전공학과
- https://safety.inu.ac.kr/common/downLoad.do?siteId=safety&fileSeq=258890
[6] 부스트 컨버터 – 세미나 자료(한양대학교 전자시스템공학과 응용전자회로 성계 연구실)
- http://apeclab.hanyang.ac.kr/home/board/view.php?pid=board&num=69
[7] 인버터의 원리와 구성
- www.kemco.or.kr/up_load/blog/동력_인버터_2_원리와%20구성.hwp
[8] 태양광발전시스의 효율분석에 따른 최적화 시스템 구현 서남대학교 – 원종운
[9] 노의철,점규범,최남섭,“전력전자공학”,문운당 태양광산업 및 모듈가격 전망과 대내
외 대응전략연구 [기본연구보고서13-21]
- https://en.wikipedia.org/wiki/DC-to-DC_converter
[10] 전력전자공학 – 노의철, 정규범, 최남섭 공저 출판사 ‘문운당’
[11]태양전지 작동원리와 광전효과|과외전문가
- https://m.blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=ye_rak
[12] 태양광 발전을 위한 MPPT 비교분석 - 이교범
[13]독립형 태양광 발전용 최대 출력점 추종알고리즘에 관한 연구 - 허창수
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