The government is implementing a policy to expand eco-friendly energy as a power source. However, the output of new and renewable energy is not constant. It is difficult to stably adjust the power supply to the power demand in the power system. Therefore, the government predicts day-ahead the amount of renewable energy generation to cope with the output volatility caused by the expansion of renewable energy. It is a system that pays a settlement amount if it transitions within a certain error rate the next day. In this paper, Machine Learning was used to study the prediction of power generation within the error rate.

기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생 산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설 치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구 조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파 랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요 소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부 유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

지구온난화 및 대기오염 등 환경문제에 대한 관심이 대두되면서 국제해사기구의 선박 대기오염물질 배출 규제 및 협약이 채택 되었으며, 최근 국내에서는 항만지역 등 대기질의 개선에 관한 특별법안이 제정되어 미세먼지 발생량을 줄이고자 다방면으로 노력하고 있다. 이러한 미세먼지 저감대책의 일환으로 노후화된 연안선박의 디젤엔진을 미세먼지 및 배출가스가 없는 배터리 전기추진시스템으로 전환하는 것에 대한 타당성 조사가 활발히 진행되고 있다. 배터리 전기추진시스템은 연료의 연소로 인한 배기가스의 발생이 없으며, 신재 생에너지원의 적용이 용이하므로 유럽이나 미국과 같은 선진국에서는 수년전부터 신재생에너지를 적용한 배터리 전기추진시스템이 적용 된 소형연안여객선이 운항 중이나 국내에서는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 국내 소형연안여객선을 대상선박으로 선정하여 태양광 발 전시스템이 연계된 배터리 전기추진선박의 적용 여부에 대해 시뮬레이션을 하였으며, 그에 따른 결과를 바탕으로 배터리 전기추진선박의 적용가능성을 확인하고자 한다.

본 연구는 충주댐 (청풍호)의 부유식 수상태양광 발전 시스템 (FPV)이 수질에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 충주댐 (청풍호) FPV는 수표면적 (97 km2)의 0.04% 를 차지 한다. FPV 설치 전후 호수 전체의 수질을 비교·분석하였다. 전체 호수의 DO, BOD, TOC 및 Chl-a는 설치 기간 후 유의한 수준 (p<0.05)에서 증가한 반면, 전기전도도는 감소하였다. 이는 동일한 비교 기간 동안 40% 증가한 강수량 으로 인해 영양염류 유입이 증가한 때문으로 판단된다. 또한 2017년 5월과 11월 FPV 중앙 직하부 (FPVC) 및 영향권 지점에서 수질 인자를 측정·비교하였다. 그 결과, FPVC와 영향권 지점의 수질 인자가 통계적으로 다르지 않았으며 (p>0.05), FPV 시설이 수질 저하를 유발하지 않음을 보여주었다. 2018년 9월부터 11월까지 5차례에 걸쳐 수온, 광도 및 식물 플랑크톤 군집도 수심별로 측정·분석하였다. 수온은 지점별로 다르지 않았으며, 광도는 FPVC에서 27~50%로 감소한 것으로 조사되었다. 대조구와 비교해보면 감소된 광도에도 불구하고 FPVC에서 조류의 출현종과 현존량이 유의미하게 다르지 않았다 (p>0.05). 그러나, 11월 초의 시료의 경우, FPVC에서 Aulacoseira 속에 속하는 부착 규조류가 우점하였으며 대조구보다 현존량이 상당히 높았다. 이는 FPV 시스템에 의한 일시적이고 국부적인 정체 수역 형성과 관계있을 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 수상태양광 설치에 관한 정책수립에 필요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 수상태양광 시설에 대한 장기적인 수질 모니터링과 수상태양광 시설에 의한 수리동역학적 연구, 수상태양광의 설치 면적과 수질과의 상관관계 연구 등이 필요하며 이를 통해 수상태양광 활용성을 극대화 시킬 수 있을 것으로 보인다.

The ultimate goal of this development is a hybrid solar energy storage device. It supplies stable power to the load due to the emergency generator that compensates for the power shortage due to solar power generation. We have developed a stand-alone photovoltaic power generation and energy storage system with a dual inverter that extends the performance life of the PV system. It solves the problem of shortening the lifespan of battery due to repetition of charge / discharge of PV system and supplies stable power to load due to emergency generator that compensates for power shortage due to solar power generation, and furthermore, A stand-alone photovoltaic power generation system having a dual inverter for extending the life span and a control method thereof. We have also developed an optimized energy solution that enables us to save and use the remaining surplus power in the ESS to save energy through efficiency, optimization and substantial energy savings.

국가 신재생에너지개발 장려정책으로 농업용저수지 내 수상태양광 발전시설 설치가 확대되고 있음에도 불구하고, 수상태양광 발전시설 설치가 수생태계에 미치는 영향을 판 단할 수 있는 장기적인 조사나 과학적 연구가 부족한 실정 이다(노 등, 2015). 일반적으로 수상 태양광 발전시설 설치 지역은 수온, 증발량 등의 물리적 환경변화가 국지적으로 발생하기 때문에(노 등, 2014; Melvin, 2015; Sahu, 2016), 미소생태계(microecosystem)가 형성되어 수생생물의 분포 및 군집특성의 변화로 이어진다. 따라서 수상태양광 설치지 역과 설치가 되지 않은 지역 간 어류군집 특성을 비교함으 로서 수상태양광 설치가 수생태계에 미치고 있는 영향을 간접적으로 유추할 수 있다. 특히, 수생태계의 영양단계 (trophic level)에서 상위단계에 해당하는 어류의 군집 특성 및 분포는 미소생태계의 형성유무와 형성된 미소생태계의 영양구조를 설명할 수 있는 근거가 된다. 수상태양광이 설치되어 있는 2개의 저수지는 실험군으로 하였고, 기후, 수상태양광 규모(전력생산량), 저수지 규모, 유역특성이 비슷한 인근의 저수지 1개소는 대조군으로 선 정하였다. 조사지점은 수상태양광 설치지역으로부터 일정 거리별(200~250m)로 6지점(수상태양광 발전시설 설치지 점을 기점으로 1~6번으로 지점번호 부여)을 선정하였으며, 지점별로 12절 자망(50m)을 설치한 후 24시간이 경과된 시점에서 어류를 채집하여 동정하였다. 장마기간 전·후로 총 2회의 어류조사를 실시하였으며, 현장조사 결과를 토대 로 종다양도를 산출하고 지점 간 유사도를 살펴보기 위해서 군집분석을 실시하였다. 현장 조사결과, 실험군인 A저수지는 총 8종 129개체가 채집되었으며, 블루길이 전체 개체수의 78.3%로 우점하였 다. 상대적으로 수변지역과 가까운 2번과 6번 지점이 각 5종, 7종으로 종수가 많았으며, 수상태양광 발전시설이 설 치된 지역과 가장 인접한 1번 지점에서는 타 조사지점에서 도 공통적으로 관찰되는 2종(백조어, 블루길)이 유사한 개 체수로 관찰되었다. 군집의 유사도 역시 1, 3번 지점과 4, 5번 지점, 그리고 2번, 6번 지점으로 그룹화되어, 수상태양 광 발전시설 설치지역으로부터 이격거리별로 종다양도 변 화는 없는 것으로 나타났다. 실험군인 B저수지는 총 3종만 이 관찰되어 어류 군집특성을 파악하기에 어려움이 있었다. 대조군인 C저수지는 총 11종 950개체가 채집되었으며, 치 리와 모래무지가 전체 종조성의 83.2%를 차지하였다. 출현 종수가 6~7종으로 조사지점별로 종조성이 유사하였으며, 군집분석 결과 역시 1, 3, 4번 지점과 2, 6번, 5번 지점으로 그룹화되어 특별한 경향성을 보이지 않았다. 본 연구결과로부터 수상태양광 발전시설 설치로 인한 물 리적 환경변화는 어류 군집특성의 변화를 유도할 만큼 크지 않다는 것을 알 수 있다. 실제 실험군에 설치된 수상태양광 발전시설은 수면과 접촉되지 않고 일정한 높이로 이격되어 있고, 태양광 패널을 지지하는 부력체 역시 수평적인 물순 환을 저해하지 않아 인근 수체와 연속적인 생태계로 볼 수 있다. 다만 본 연구의 조사방법이 수상태양광 발전시설 설 치지역과 그렇지 않은 지역의 어류군집 특성을 구분할 만큼 정밀도가 높지 않았다는 연구의 한계가 있을 수 있다. 따라 서 태양광 발전설비에 의한 수생태계 영향 규명을 위해서는 저수지 전체를 대상으로 수상태양광 발전시설 설치로 인한 에너지유입량, 1차 생산량 변화, 수생태계 영양구조 및 먹이 그물 변화 등에 대한 시스템적 연구가 함께 이루어져야 할 것으로 판단된다.

This study introduces the comparison of efficiency levels of photovoltaics systems by analyzing various installation systems of photovoltaics systems and optimization techniques and proposes a system using techniques In this study, the generation time and power generation of two types of photovoltaic power generation system were measured and compared. Comparing the monthly power generation time with the power generation amount, it is found that there are many fixed variable photovoltaic power generation systems with a large average daily power generation time of 0.8h and an average power generation capacity of 2,871kw from November to December. Total Fixed Variable Total Daily Power Generation Time 2.4h The power generation amount is 23,184kw, showing a large amount of electric power generation.

The limitations and problems of the rechargeable battery and short mileage per one electric charging have not been overcome at the electric vehicles. To solve these problems, the hybrid vehicle has been developed by securing the performance of automotive with the conventional internal combustion engine and the environmental benefit. Meanwhile, the electric UTV (utility terrain vehicle) which has this environmental benefit has been widely used for factories, parks, leisure and agricultural areas. In this study, the electric UTV was fabricated and attached the auxiliary power drive systems including the photovoltaic power generation system into this electric vehicle in order to make up the hybrid (motor + photovoltaic) vehicle system. As the range of the hybrid UTV would be extended over 20% than that of the existing golf cart per one electric charging through this successful development, the dynamic stiffness was improved through light-weight body design.

This study describes the result on PV system for evaluating the performance of small fishing boats. Photovoltaic system with 200 watts power generation facilities on the 3-ton fishing boat was carried. Load test was performed on the condition that the work lamps lit during night operations. As a result the performance can be used for more than two hours at 60 watt work lamps. The load test was performed on the condition that fishing vessels are on the cruising condition at sea. The solar power systems have been investigated as a power generation efficiency of about 36.55%. Additional tests show that the power generation efficiency is difficult to expect a maximum of 50% or more.Fuel consumption of fishing boats by installing a solar power system is reduced. Also the PV system is useful for the verification of their availability for fishing vessels as well as the satisfaction of the fishermen. The results for the durability of the photovoltaic device is acceptable, including a solar panel, controller and the performance exhibited no breakage in the harsh marine environment or failure so far. The installed PV system was confirmed that the durability with at least 2 years.

본 연구에서는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 수평면 일사량, 즉 최대 일사량이 각각 300, 400, 500, 600, 700, 800 및 900 W․m-2 정도인 날을 기준으로 최대 발전량과 시간의 경과에 따른 태양광발전시스템의 성능을 시험적으로 검토하였다. 태양광발전시스템의 순간 발생전력은 약 970 W정도로서 본 시험에 이용한 태양광발전시스템의 순간 효율은 97% 정도인 것을 알 수 있었다. 본 시스템의 경우, 수평면 일사량이 최소한 200 W․m-2 이상이 되어야 전력이 발생되는 것을 알 수 있었다. 수평면 일사량이 증가하면 최대 발생전력도 증가하였고, 이 때 최대효율은 각각 약 30, 78, 86 및 90% 정도였다. 그러나 일사량이 약 800 W․m-2정도가 되면 최대 발생전력은 오히려 700 W․m-2 보다 감소하는 경향이 있었다. 최대전력이 발생되는 효율도 순간 발생전력 97%정도보다 감소하였다. 그리고 일별 수평면 총일사량이 각각 3.24, 8.10, 10.90, 12.70, 14.33, 19.53 및 21.48 MJ․m-2정도 일 때, 총 발생전력량은 각각 0.03, 0.40, 3.60, 4.37, 4.71, 4.70 및 4.91 kWh정도로서 어느 일사량을 경계로 총 발생전력량은 조금 감소하거나 증가하였다. 어레이 배면온도가 전면온도보다 높게 나타나는 경향이 있지만, 일사량이 증가하면 어레이 배면온도도 증가하는 것으로 나타났다. 본 시스템의 경우, 아직까지 모듈의 성능저하는 없는 것으로 나타났다.

In this paper, we present the result of investigations pertaining to the development of links between unit modules of the floating type photovoltaic energy generation system made of Pultruded FRP. Since the FRP has an excellent corrosion-resistance and high specific strength and stiffness, the FRP material may be highly appreciated for the development of the floating type photovoltaic energy generation system. we discussed the development concepts of the link between unit module of floating type photovoltaic energy generation system made of PFRP, tire, and synthetic fiber, briefly. The floating type photovoltaic energy generation system linked between unit modules is installed successfully at sea site.

전기자동차의 상용화시대에 대비한 전기자동차 충전네트워크가 시급해지고 있다. 해외에서는 주차장에 PV시스템을 설치하여 얻어진 전력으로 전기자동차 충전을 할 수 있는 전기자동차 충전소가 설치되어지고 있다. 또한 우리나라에서도 충전인프라 구축방안 및 전기자동차 충전시설 지원기준 등을 설정하여 제시하고 있지만 해외처럼 PV시스템을 이용한 전기자동차 충전소의 사례가 국내에는 없으며, 일반전력을 이용한 전기자동차 충전소만 제시하고 있다. 따라서 본 논문에서는 국내의 전기자동차 충전네트워크 구축에 대비하여 국내 외 태양광 주차장과 해외 PV시스템 전기자동차 충전소의 사례를 조사하여 구조시스템, 구조 재료 등을 분석하여 비교 분석한 결과, 해외 PV시스템 전기자동차 충전소의 경우 캔틸레버 구조와 소규모 타입이 많이 설치되었다.

이 논문는 펄트루젼 FRP 부재를 이용하여 부유식 태양광발전 시스템을 개발하기 위한 연구의 결과이다. 이미 설치 된 부유식 태양광발전 시스템의 단위구조물에 추가적인 단위구조물의 연결을 위하여 연결부를 설계하여 유한요소 해석을 통한 검증을 실시하였으며, 실제 현장에 기존 단위구조물과 연결부를 포함한 단위구조물의 연결부를 성공적 으로 시공하였다. 또한 기존 설치 구조물의 현장계측을 통하여 변위와 변형률을 얻어 기존의 실험 결과와 비교하여 구조물이 충분히 안전함을 확인하고 이를 바탕으로의 부유식 태양광발전 시스템의 설계 변경을 실시하였다. 설계변 경된 구조물에 대한 유한요소해석을 실시하였고 이를 허용응력과 비교하여 안전성을 검증하였다. 이로써 더욱 효율 적인 구조물을 개발하였으며 구조물의 제작하였다. 설계 변경된 단위구조물의 제작을 위한 펄트루젼 FRP부재의 생 산하였으며, 부유식 태양광 에너지 발전시설 구조물을 조립하였다.

본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 우선 태양광발전시스템을 온실의 인접한 건물의 옥상에 설치하여 기상상태에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 최고, 평균 및 최저온도는 각각 0.4~34.1, -6.1~22.2 및 -14.1~16.7℃ 정도의 범위에 있었다. 그리고 일사량의 경우, 최대, 평균 및 최저값은 각각 28.8MJ·m-2, 14.9MJ·m-2 및 0.6MJ·m-2 정도였고, 전력은 일사량에 비례해서 증가하지 않고 약 750W 전후에서 거의 일정한 것을 알 수 있었다. 일일 최대, 평균 및 최소 소비전력량은 각각 약 5.2kWh, 2.5kWh및 0kWh정도였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다. 온풍기의 용량이 큰 경우, 어레이 면적이 현재의 약 3배인 약 21m2 정도이면 평균 전력량으로 충분할 것으로 판단되었다. 물론 어레이의 온도가 높아지는 한 여름철에는 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 현재까지 실험결과로 보면, 두 인자간에 상관계수가 0.84 정도로 상관관계가 높은 것으로 나타났다.

This study was carried out to evaluate the Life Cycle Cost(LCC) of four types of BIPV(Building Integrated Photovoltaic) systems -Glass plus Granite, Crystalline BIPV, Crystalline BIPV + Glass plus Granite and See through Amorphous BIPV -which were vertically installed to generate the same capacity(2kW) and the same area. Initial investment costs, cost savings and maintenance costs had been predicted during the period of analysing the LCC of four types of BIPV(Building Integrated Photovoltaic) systems installed for the purpose of evaluating the LCC. In case of cost savings, it had been analyzed by measuring the amount of electric power generated, reduction in lighting load and heat & cooling loads through simulation. From this analysis, it was predicted that the See-through amorphous BIPV offering cost saving advantages demonstrated the economical efficiency similar to the Glass plus Granite when it is backed by more than 20 years of durability.

As the Photovoltaic system market increases, various technologies are emerging to improve system operation efficiency. Such additional systems of the power generation system are generally referred to as ‘Balance of System’, for example a panel cooling, a panel cleaning and a panel angle adjusting apparatus. In this paper, we discuss an algorithm to calculate the target temperature of cooling in response to changes in the installation environment conditions of the power generation system so that the efficiency improvement rate target set by the user can be achieved with respect to the control method of the cooling water injection system among various panel cooling apparatuses. In order to calculate the target temperature of cooling, the output enhancement coefficient is calculated experimentally based on the temperature change according to the solar radiation condition of the PV panel, and the required reduction temperature of each irradiation condition is calculated considering the efficiency improvement rate. In addition, the efficiency improvement ratio is calculated considering the installation condition of the general power generation system without a separate control group. The thermal performance coefficient of the PV panel test body for calculating the expected temperature of the PV panel is calculated experimentally. The target temperature of cooling is calculated as the sum of the expected temperature of the PV panel and the required reduction temperature, and the injection system that tracks the target temperature by cooling water injection is constructed and compared with the power generation improvement rate and the user setting efficiency improvement rate.