독립형 태양광 발전시스템 설계 및 원격 진단에 대한 연구 = A Study on the Design and Remote Diagnosis of Stand-alone Photovoltaic Power System

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The photovoltaic system is not constant in power generation depending on the time or the surrounding environment. If an over-current occurs during the power generation due to an unexpected environment, or a short-circuit state occurs, the photovoltaic panel, Damage to the solar panel can significantly reduce the efficiency of the entire power plant or stop power generation. In order to cope with this situation, it is necessary to provide a system capable of managing and determining the abnormality of the photovoltaic power generation system, and further, a comprehensive monitoring system capable of monitoring the generated power is needed.
In a typical grid-connected photovoltaic power generation system, monitoring of the inverter is monitored using a local PC or web monitoring. In a large-scale power generation system, it is possible to monitor the system, but in an independent type solar power generation system in which a small-scale power generation is performed, monitoring is not performed due to an inefficient structure relative to investment costs.
In this paper, we design a small stand-alone photovoltaic power generation system that can be used for mountainous areas and camping, and study and implement a system that can easily monitor power generation, voltage current, temperature and humidity. The small stand-alone solar power generation system tracks the maximum power point of the solar power to raise the efficiency of energy production. The monitoring system is easily accessible by the user through the low-power network communication Bluetooth, It is expected to contribute to the market creation of power generation system.

국문 초록 (Abstract)

태양광 발전시스템(photovoltaic system)은 시간이나 주위 환경에 따라 발전량이 일정하지 않고, 예상하지 못한 주변 환경으로 인하여, 발전 중에 과전류가 발생하거나 쇼트상태가 되면 태양광 발전 모듈인 태양광 패널(Solar panels)이 파괴될 수 있고, 태양광 패널의 손상이 전체 발전시설의 효율을 현저히 떨어뜨리거나 발전이 중단된다. 이러한 경우에 대비하여 태양광 발전시스템의 이상 유무를 관리하고 판단할 수 있는 시스템이 필요하게 되었으며, 나아가서는 생산된 전력을 모니터링 할 수 있는 종합적인 모니터링 시스템을 필요로 하고 있다[1].
일반적인 계통 연계형(On-grid solar) 태양광 발전 시스템에서는 인버터에 대한 모니터링은 로컬PC나 웹 모니터링 등을 이용하여 모니터링을 하고 있다. 대규모 발전단지의 시스템에서는 해당 시스템으로 모니터링이 가능하지만 소규모로 발전이 이루어지는 독립형(Off-grid solar) 태양광 발전시스템에서는 투자비용 대비 비효율적인 구조로 인하여 모니터링이 이루어지지 않고 있다.
본 논문에서는 도서산간지역이나 캠핑 등에 활용되는 소형 독립형 태양광 발전 시스템을 설계하고 발전량, 전압전류, 온도 및 습도 등에 대하여 손쉽게 모니터링 할 수 있는 시스템을 연구하여 구현하였다. 소형 독립형 태양광 발전시스템은 태양광의 최대 전력점을 추적하여 에너지 생산의 효율성을 높였고, 모니터링 시스템은 근거리 저 전력망 통신인 블루투스를 통해 사용자가 쉽게 접근 가능하여 이용의 편리성을 제공함으로써 소형 독립형 태양광 발전시스템의 시장 창출에 기여할 것으로 기대 된다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차 ⅰ
• 표 목 차 ⅱ
• 그림목차 ⅲ
• 국문초록 ⅳ
• 1. 서론 1
• 2. 시스템 개요 3
• 가. 태양광 발전시스템 개요 3
• 나. 원격 진단 시스템 개요 7
• 3. 시스템 설계 10
• 가. 태양광 발전시스템 설계 10
• 나. 원격 진단 시스템 설계 17
• 4. 실험 및 분석 26
• 5. 결론 34
• 참고 문헌 35
• 영문초록 37
• 감사의 글 39