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#0 Boost converter + MPPT algorithm [Simulation]

1. Design parameter 매트랩의 시뮬링크의 PV의 입력 전압을 29V로 세팅하고 5개의 string이 병렬로 그리고 한개의 module로 직렬 연결되게 설정하였다. 병렬연결이기에 전압은 일정하지만 최대 전력점에서 전류는 7.35*5로 36.75A로 출력된다. 그때의 정격 전력을 제곱 미터당 1kw로 설정하고 원하는 출력 전압을 100V, 저항을 10옴으로 세팅하였다. 그리고 boost converter의 계산식을 통해 출력 전압 전류를 구하고 인덕터와 커패시터를 구하여 디자인 회로도에 사용하였다. 2. P&O algorithm (1) Algorithm 앞에서 설명한 P&O알고리즘을 matlab function block에 코드화 하였다. (2) Simulink design 그렇게 P&O기법을..

Project/#4 PV 2023.09.26

[논문리뷰] Single Stage Autonomous Solar Water Pumping System Using PMSM Drive

0. 원문 https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1049/iet-rpg.2018.6205 1. 해석 (0). Abstract This article presents a single stage standalone solar photovoltaic (SPV) array fed water pumping system using a permanent magnet synchronous motor (PMSM). 이 논문은 영구 자석 동기 모터 (PMSM)를 사용한 단일 단계 독립형 태양 광전지 (SPV) 어레이 공급 워터 펌프 시스템을 제시합니다. PMSM The vital contribu- tion of this work includes: 1) deve..

Non-inverting Buck-Boost Converter[비반전형 승압형 벅부스트 컨버터]

1. 기본 회로 출력 전압이 입력 전압과 동일한 전압을 가지는 것이 큰 특징인 비반전형 벅-부스트 컨버터의 기본 회로이다. 다른 컨버터와는 다르게 fet switch가 2개 사용된것이 큰 특징이다. Inverting Buck-Boost converter와는 다르게 출력으로 연결되는 다이오드가 정방향으로 연결이 되어있다. 2. Switch On On 상태 동작일 때 2개의 스위치가 한번에 켜져 두개의 다이오드가 역 바이어스가 되기 때문에 회로에서 아무런 동작을 하지 않는다. 입력 전압이 모두 인덕터에 걸리게 되고 인덕터는 전류가 흐르면 그 전류를 자기장의 형태로 충전하게 된다. 인덕터 양단 전압과 인덕터를 통해 흐르는 전류를 각각 V_L과 i_L로 표현할 수 있다. SMPS는 매우 높은 스위칭 주파수로 동..

[논문해석] Stacked switched capacitor energy buffer architecture

1. 논문원문 2. 논문해석 0. Abstract 이 논문은 전해 커패시터가 한상 사용되는 에너지 버퍼링 응용 분야, 특히 단상 교류와 직류 사이의 버퍼링에 대한 것입니다. 이러한 커패시터는 필름 및 세라믹 커패시터와 비교하여 높은 에너지 밀도를 가지지만 수명이 제한되고 신뢰성이 주요 관심사입니다. 이 논문은 전해 커패시터 없이도 비교 가능한 유효한 에너지 밀도를 달성하면서 이러한 제한을 극복하는 쌓인 스위칭 커패시터(SSC) 에너지 버퍼 아키텍처와 그 일부 토폴로지를 제시합니다. 아키텍처 접근 방식과 함께 설계 및 제어 기술도 소개됩니다. 320 V 직류 버스에 맞추어 설계된 필름 커패시터를 사용한 프로토타입 SSC 에너지 버퍼가 구축되었으며, 135 W의 부하를 지원할 수 있도록 설계되었습니다. 이 ..

[논문해석] Analysis and Optimization of Switched-Capacitor DCDC Converters

1. 논문원문 2. 논문해석 (0) Abstract 이 분석 방법은 스위치드 캐패시터 (SC) DC-DC 컨버터의 정상 상태 성능을 평가하여 완전히 결정합니다. 이 분석 방법은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증되었습니다. 개발된 간단한 수식은 총 캐패시턴스 또는 총 에너지 저장 한계와 같은 제약 조건을 충족시키기 위해 캐패시터 크기를 최적화하고, 총 스위치 전도도 또는 총 스위치 전압-암페어 (V-A) 제품에 대한 제약 조건에 따라 스위치 크기를 최적화하는 것을 허용합니다. 이러한 최적화를 통해 여러 스위치드 캐패시터 토폴로지를 비교하고, 다양한 응용 설정에서 스위치드 캐패시터 컨버터와 전통적인 자기 기반 DC-DC 컨버터 회로를 비교할 수 있습니다. 중요한 점은 (전도 손실을 기준으로) 사다리식 컨버터의 ..

Flying capacitor[플라잉 커패시터]

1. 정의 플라잉 커패시터는 전기 자동차(EV) 인버터, 배터리 관리 시스템(BMS), 재생 에너지 시스템 및 기타 전력 전자 장치와 같은 애플리케이션에서 일반적으로 사용되는 다단계 인버터에 사용되는 커패시터 유형이다. 플라잉 커패시터의 주요 기능은 원하는 전압 레벨을 생성하기 위해 직렬 및 병렬로 연결된 여러 커패시터를 사용하여 인버터의 서로 다른 레벨 간에 에너지를 저장하고 전송하는 것이다. 2. 특징 고효율 및 고전력 밀도 인버터에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 소위 "플라잉" 커패시터 멀티레벨 인버터가 많은 전력 전자 시스템의 강력한 선택으로 부상하고 있다. 이러한 커패시터는 연결된 반도체 스위칭 구조 및 상태에 따라 다른 전위로 "부동"할 수 있으므로 제조 공차, 온도 변화 및 기타 요인으로 ..

DC-link capacitor[평활회로?]

1. 정의 DC 링크 커패시터는 일반적으로 순간 전력, 전압 및 주파수가 서로 다른 입력 소스와 출력 로드 사이의 중간 버퍼로 전력 변환기에 사용된다. 전기 자동차 애플리케이션에서 DC 링크 캐패시터는 인버터, 모터 컨트롤러 및 배터리 시스템의 인덕턴스 효과를 상쇄하는 데 도움이 된다. 또한 전압 스파이크, 서지 및 EMI(전자파 간섭)로부터 EV하위 시스템을 보호하는 필터 역할도 한다. 2. 평활회로 dc-link capacitor의 역할이 평활회로라고도 한다고 한다... 2022.08.02 - [Study/Electric Circuit Analysis] - 평활회로(AC->DC) 평활회로(AC->DC) *평활회로 교류(AC)를 직류(DC)로 바꾸는 여러 과정 가운데 맥류를 완전한 직류로 바꾸어주는 전..

태양전지의 종류 '다결정', '단결정', '박막'

1. 태양전지의 종류 태양전지란 광전효과를 통해 태양에너지(빛)를 전기에너지로 변환할 수 있는 장치를 말한다. 즉, 태양광발전 시스템의 가장 핵심적인 부품이라고 할 수 있다. 태양전지의 기본 단위는 '셀'(Cell)이며, 이 셀 여러 장을 직렬로 연결하여 패널 형태로 제작한 것을 '모듈'이라고 한다. 태양전지의 분류 방법은 두 가지가 있다. 첫 번째는 소재에 따라 분류하는 방식이고, 두 번째는 흡수층의 형태에 따라 분류하는 방식이다. 크게 '결정질 실리콘 태양전지', '박막 태양전지'로 나누어 부를 수 있다. 이는 태양전지의 종류를 소재보다는 흡수층 형태에 따라 나눈 결과이다. 여기서 결정질 실리콘 태양전지는 다결정 태양전지와 단결정 태양전지로 나뉘게 된다. 2. 전지 분류 (1) 다결정 태양전지(Pol..

[논문해석] Differential Power Processing for Increased Energy Production and Reliability of Photovoltaic Systems

1. 논문 원문 2. 논문 분석(0) Abstract요약—태양광 (PV) 시스템에서의 전통적인 에너지 변환 구조는 종종 변환 효율과 전력 생산 사이의 절충을 강요받습니다. 이 논문은 각 PV 요소가 최대 출력 점 (MPP)에서 동작하면서 생산된 총 전력의 일부만 처리하는 에너지 변환 접근 방식을 소개합니다. 이는 일련의 직렬 연결된 PV 요소의 MPP 전류의 불일치만 제공함으로써 달성됩니다. 차등 전력 처리는 전체 변환 효율을 높이고 부분 그림자, 손상, 제조 허용치 등으로 인해 발생하는 MPP 불일치와 관련된 문제를 극복합니다. 차등 전력 처리 구조는 몬테카를로 시뮬레이션과 함께 분석되고 비교됩니다. 차등 컨버터의 지역 제어는 분산 보호 및 모니터링을 가능하게 합니다. 신뢰성 분석은 전체 시스템 신뢰성..

태양광 전력설비 효율 향상 Differential Power Processing(DPP)

0. Article 1. 정의 태양광 발전은 태양광을 전기에너지로 바꾸어 주는 태양광(Photovoltaic ; PV) 패널을 사용한다. 태양광 패널은 일사량, 표면 온도와 같은 주변 환경으로 인해 P-V의 관계가 비선형 곡선 형태를 갖는 특성이 있다. 태양전지로 구성된 PV패널은 주로 저전압 직류전기를 발전하기 때문에 일반적으로 직렬구조로 연결되어 구성된다. 이는 직렬로 연결되어있기 때문에 주 회로로 나오는 전류량은 같아야 한다. 만약 PV 패널에 그늘짐 현상이 발생하여 P-V특성이 변화할 때도 직류 전류가 같아야하기 때문에 모든 PV 패널이 그늘짐을 받는 패널의 전류에 맞춰진다. 이러한 이유로 PV 패널에 대하여 직렬 연결시 모든 PV 패널이 최대전력을 생산할 수 없게 되는 문제점이 있다. 이러한 문..

[논문해석] Cascaded DC–DC Converter Connection of Photovoltaic Modules

1. 논문 원문+ 참고 논문 2. 논문 분석(0) AbstractNew residential scale photovoltaic (PV) arrays are commonly connected to the grid by a single dc–ac inverter con- nected to a series string of pv panels, or many small dc–ac inverters which connect one or two panels directly to the ac grid. This paper proposes an alternative topology of nonisolated per-panel dc–dc converters connected in series to create a hig..

MPPT 알고리즘 [태양광 제어 시스템]

1. 정의 최대 전력점 추종(MPPT)이란 태양광 일조량, 기온, 부하 등의 조건이 변화할 때 PV 시스템이 PV 패널의 최대 전력점 근접에서 작동하도록 태양광 어레이가 받는 임피던스를 계속적으로 조정하기 위해 태양광(PV) 인버터에 구현된 알고리즘이다. 태양전지의 전류-전압 특성 곡선은 위의 두 그림에서 알 수 있듯이 비선형적이며 온도나 일사강도에 따라 출력이 변동된다. 다른 신재생 에너지원에 비해 태양광 발전은 발전량이 적기 때문에 최대 전력점을 추종하는 기술이 필요하다. 이 기술을 최대전력추종, 즉 MPPT라고 한다. 2. 목적 태양광 인버터를 개발하는 엔지니어는 MPPT 알고리즘을 구현하여 PV 시스템에서 생성된 전력을 최대화한다. 알고리즘이 전압을 제어하여, 아래 제시된 것처럼 시스템이 전력전압..

Bypass diode[바이패스 다이오드]

1. 정의 Bypass diode는 고전압 직렬 어레이에 사용될 때 동일한 태양 전지판 내에서 완전히 작동하는 전지로부터 부분적으로 음영 처리 된 PV 전지를 보호하기 위해 태양 광 발전 (PV) 시스템에 사용된다. 2. 태양 전지의 특징 광전지는 표면에 닿는 빛을 전력으로 직접 변환하는 반도체 광 다이오드의 일종이다. 태양 광 시스템은 태양 광 패널을 어레이 형태로 연결하여 직사광선에 노출시켜 전기를 생성한다. 그러면 정상 작동 중에 PV 시스템의 모든 태양 전지판이 모두 동일한 태양 전지판의 일부를 구성하는 것과 동일한 태양 조건을 경험할 것이라고 생각한다. 그러나 PV 시스템의 발전 성능과 신뢰성은 환경, 온도, 습도, 위치 및 태양 복사 정도와 같은 외부 요인의 영향을받을 수 있으며 이는 모두 전..

Grid란?

1. 정의 : 에너지 산업에서의 그리드란 발전소부터 송배전 과정을 거쳐 전력이 공급되는 체계적인 '전력망'을 의미한다. 2. 종류 (1) Grid parity[그리드패리티] : 신재생에너지 발전단가와 기존의 화석 에너지 발전 단가가 같아지는 균형점을 의미한다. (2) Smartgrid[스마트그리드] : 기존의 전력망에 정보통신기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 실시간으로 정보를 교환하는 방식으로 에너지 효율을 높이는 차세대 전력망을 의미한다. 기존 전력망의 수직적인 구조와는 달리 스마트 그리드에서는 수평적인 구조로 에너지 공급자와 소비자가 정보를 공유하며 에너지 효율을 높이는 차세대 전력망이다. (3) Microgrid[마이크로그리드] : 소규모 지역에서 전력을 자급자족할 수 있는 작은 단위의 스마트..

Solar inverter[태양광 인버터]

1. 정의 인버터는 모듈에서 생산된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 전력변환 장치를 의미한다. 태양광 인버터는 태양전지 패널에서 발생한 가변 직류(DC)를 전력 주파수 교류 직류(AC)로 변환하는 장치이다. 태양광 인버터라고 말하는 제품의 공식 명칭은 “계통연계형 태양광 인버터”인데, 나누어서 생각하면 인버터라는 전력변환 장치에 “태양광”에 대한 기능과 “*계통연계”에 대한 기능이 추가된 것으로 생각할 수 있다. ‘태양광’이라는 수식어가 의미하는 것은 태양광 모듈의 출력 특성이 선형적이지 않음을 의미한다. 예를 들어, 선형이라면 전압이 작을 때는 전류가 작고, 전압이 클 때에는 전류가 커야 하는데 아래 그림과 같이 태양광 모듈은 전압이 가장 클 때 전류가 ‘0’이고, 전류가 가장 클 때 전압이 ‘0’인..