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되돌아보는 에너지기술 30
30년이 넘는 시간 동안 KIER가 걸어온 길, 꿈을 실현해온 빛나는 연구성과를 소개합니다.
한국에너지기술연구원  newsletter 2008-11호
세상을 움직이는 힘 에너지기술
저탄소 녹색성장을 선도하는 그린에너지기술 중심 연구기관
여름철 발전전력을 책임지는 태양광발전시스템 에어컨 기술
          
향후 본 연구는 태양광발전기술과 전력전자기술을 조합한 종합적인 기술로서 냉방부하에 의한 최대수요전력 증가에 대한 대응책인 부하평준화 기법으로 활용할 수 있으며, 또한 세계적인 추세인 태양광발전시스템의 계통연계에 적용하는 계통연계기술 개발에도 적극 활용될 수 있다.
태양광발전시스템 에어컨 기술
에어컨 전원으로서의 태양전지 적용
여름철의 최대 수요전력은 매년 증가추세를 보이고 있으며, 특히 에어컨과 같은 냉방기기의 보급 확대로 여름철 일일온도가 가장 높게 나타나는 12~15시 사이에 일제히 냉방기기가 가동되면서 위험수위의 첨두치부하가 발생하고 있다.
이러한 가운데 태양광에 의한 일일 일사량도 11~15시에 최대일사량을 나타내, 일사량에 의한 태양전지 발전전력도 최대가 되므로 KIER는 여름철 냉방부하에 의한 과부하 대응전략의 일환으로 에어컨 전원으로 태양전지를 적용함으로써 전력 Peakcut및 부하평준화에 기여하게 되었다.
태양전지 에어컨용 PWM 컨버터 기술
KIER는 1992년에 태양전지 에어컨용 PWM컨버터 기술연구에 착수하였다. 태양전지 최대출력제어기능과 전력흐름을태양전지에서 에어컨에만 공급하는 일방향성 PWM 쵸퍼와 태양전지에서 발전된 전력을 에어컨에 공급하고 남는 잉여전력을 전력계통에도 공급하는 양방향성 PWM 컨버터로 분류하여 연구개발을 추진하였다. 태양전지 에어컨의 운전 결과 35~55%의 전력 Peak-cut 효과를 거두게 되었고, 일반 화력발전소에서 발생하는 NOx, SOx, CO2의 35~50% 삭감효과로 지구환경문제 해결에도 기여하였다. 생산성 향상 측면에서는 가전제품의 응용분야 개척으로 새로운 시장 창출의 가능성이 기대되었으며, 첨두부하용 에너지 절감에 따른 수입대체효과도 기대되었다. 이 기술은 가정용 에어컨으로서의 활용 및 사무실용 중대형 에어컨에도 적용이 가능한 것으로 평가되었다. 범례
1. 맑은날의 운전결과
2. 흐린날의 운전결과
다양한 계통연계기술에 적용 기대
향후 본 연구는 태양광발전기술과 전력전자기술을 조합한 종합적인 기술로서 냉방부하에 의한 최대수요전력 증가에 대한 대응책인 부하평준화 기법으로 활용 할 수 있으며, 또한 세계적인 추세인 태양광발전시스템의 계통연계에 적용하는 계통 연계기술 개발에도 적극 활용될 수 있다.
한편 이 연구로 개발된 제어용 DSP(Digital Signal Processor)보드는 전력변환장치의 제어계로서 범용적으로 활용할 수가 있어 전력변환장치의 디지털화를 통한 제어 신뢰성 확보와 더불어 새로운 제어기법 개발에도 상당한 기여를 하고 있다.
현재 본 기술은 3kW급 계통연계형 인버터에 적용하고 있으며, 본 과제에서 파생된 기술들은 관련 분야의 기술향상에 상당한 공헌을 하고 있다.
문의 : 한국에너지기술연구원 대외협력실 / TEL. 042-860-3032
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