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기술번호
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KST2014066914
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자료제공기관
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미래기술마당
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기술공급기관
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한양대학교 에리카캠퍼스
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기술명
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저가격, 저전력 태양광 발전 시스템의 새로운 최대 전력점 추종제어방식
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기술개요
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샘플/홀드 회로를 이용한 최대 전력점 추종제어 회로가 제공된다. 최대 전력점 추종제어 회로는 태양전지 어레이, 샘플/홀드 회로, 비례적분 제어기, 벅 컨버터 및 더블 폴 스위치를 포함한다. 이러한 최대 전력점 추종제어 회로는 간단히 설계된 샘플/홀드 회로를 이용하여 높은 효율 및 추종 정확도를 얻을 수 있으며, 이러한 샘플/홀드 회로는 타이머, 제1 멀티바이브레이터, 제2 멀티바이브레이터 및 홀드 커패시터를 포함한다.
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개발상태
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연구실환경 테스트
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기술의 우수성
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VMPPT(Voltage based MPPT)는 기존의 제어법과는 달리 최대전력점을 계산하기 위한 MCU가 필요없는 아날로그 제어를 한다. 또한, 측정된 비선형적인 PV커브의 근사치를 사용하며, MPPT구현을 위한 센서가 필요없다. Comparator와 Error Amplifier로 구성이 되므로 회로가 복잡하지 않으며, 손실 또한 감소하게 된다. 따라서 저가격, 저전력 시스템에 용이하게 구성된다.
제시된 S&H 회로를 적용하게 되면 태양광 발전시스템에서 전력손실이 줄어들며, 회로의 간소화로 유지 및 보수에 용이하다. 주변 상황의 변화나 넓은 범위에서 높은 정확성과 효율을 가질 수 있다. 따라서 저전력 및 저가격의 시스템에 적용하는데 이점을 가지게 된다.
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응용분야
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1) 신재생에너지 : 태양광 인버터 시스템, 융/복합형 태양광 인버터시스템, 풍력 발전 시스템
2) 최근 태양광 인버터와 BESS를 동시에 요구하는 사용자가 증가함으로써 태양광 인버터에 충, 방전이 가능한 양방향 DC/DC 컨버터를 포함하여 BESS 시스템을 포함한 융, 복합형 태양광 인버터 시스템을 설계 가능하다.
3) 태양광 발전 시스템과 에너지 저장 장치의 조합은 시장 요구 대응성도 중요하지만 심야의 잉여 전력, 태양광의 과 발전시의 잉여 전력을 저장하여 공통 태양광 인버터를 활용하여 전기를 생산할 수 있다는 점에서 좋은 사업화 모델이 되고 있다.
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시장규모 및 동향
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1) 현대 사회에서 사용되고 있는 대다수의 에너지는 전기에너지이다. 현재는 전기에너지의 생산을 화력발전, 원자력발전에 의존하고 있으나, 환경오염 및 발전소 건설장소의 확보 등의 어려움으로 인하여 미국, 독일, 중국 등 각 국 정부의 정책적 지원을 바탕으로 태양광, 풍력 등의 청청에너지원을 이용하여 전기에너지를 생산하려는 노력이 많이 이루어지고 있다.
2) 특히 무한의 청청자원인 태양광은 무한정, 무공해의 태양에너지를 이용하므로 연료비가 불필요하고 대기오염이나 폐기물의 발생이 없으며, 필요한 장소에서 필요한 양만 발전할 수 있고 유지 보수가 용이하며 발전하는데 무인화가 가능하다.
3) 발전시스템의 내구성도 길어 20년 이상 사용 할 수 있다. 태양광을 이용한 태양광 발전은 설치위치가 발전 장소에 구애받지 않아 대지보다 지붕에 약 2배가량 설치되고 있으며, 설치용량은 점점 증가되고 있다.
4) 현재, 태양광 발전소용 인버터의 경우에는 해외제품이 주류를 이루고 있으며, 그중 일부만이 국산화로 진해오디고 있는 초기 단계이다.
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희망거래유형
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사업화적용실적
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도입시고려사항
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