병실 냉.난방을 위한 초퍼와 PWM 전압형 인버터를 이용한 계통 연계형 태양광 발전시스템에 관한 연구

Abstract

태양전지는 일사량, 온도와 부하에 의해 크게 변동하기 때문에 가능한 한 많은 에너지를 얻기 위해서는 태양전지의 출력을 항상 최대로 제어할 필요가 있다. 태양전지의 출력은 직류이므로 교류부하에 적용하기 위해서는 전력변환장치 중 인버터가 필수적이며 단위 역률을 갖는 정현파 전류 및 전압을 부하계통에 공급해 주어야 한다. 본 논문에서는 태양광 발전시스템을 승압 쵸퍼와 단상 PWM(Pulse Width Modultion) 전압형 인버터로 구성하였고, 안정된 변조를 위해서 동기신호와 제어신호를 원칩 마이크로프로세서에 의해서 처리하였다. 전력비교에 따라 시비율을 변화시키지만 태양전지는 전형적인 수하특성을 갖고 있어, 일사량과 온도변화에 관계없이 항상 최대 출력 점을 추적하도록 승압초퍼를 제어하였다. 단상 PWM 전압형 인버터는 태양전지가 연속 발전할 수 없는 단점을 보완하기 위해 일반 상용전원과 연계함으로써 약 $10{\sim}20%$ 전력절감효과를 얻을 수 있는 에너지절약 전원복합형 전력변환장치로 구성되어 있다. 단상 PWM 전압형 인버터와 위상동기를 위해서 계통전압을 검출하여 계통전압과 인버터 출력을 동상 운전하므로 잉여전력을 계통과 연계할 수 있게 하여 고 역률과 저고조파 출력을 유지 하므로써 부하와 계통에 전력이 안정하게 공급될 수 있도록 제어하였다. 【The solar cells should be operated at the maximum power point because its output characteristics were greatly fluctuated on the variation of insolation, temperature and load. It is necessary to install an inverter among electric power converts by means of the output power of solar cell is DC. The inverter is operated supply a sinusoidal current and voltage to the load and the interactive utility line. In this paper, the proposes a photovoltaic system is designed with a step up chopper and single phase PWM voltage source inverter. Synchronous signal and control signal was processed by one-chip microprocessor for stable modulation. The step up chopper is operated in continuous mode by adjusting the duty ratio so that the photovoltaic system tracks the maximum power point of solar cell without any influence on the variation of insolation and temperature for solar cell has typical dropping character. The single phase PWM voltage source inverter is consists of complex type of electric power converter to compensate for the defect, that is, solar cell cannot be develop continuously by connecting with the source of electric power for ordinary using. It can be cause the efect of saving electric power, from 10 to 20%. The single phase PWM voltage source inverter operates in situation, that its output voltage is in same phase with the utility voltage. The inverter are supplies an ac power with high factor and low level of harmonics to the load and the utility power system.】