2013년 제2회 태양광기술 지식연구회 - 태양광 융합산업 창출 및 응용 -

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태양광 융합산업 창출 및 응용

청주대학교 태양광에너지공학과

김 광 호

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발표순서

3 (휴대용 태양광 충전기, 태양광 가로등, BIPV 태양광 시스템)

1. Introduction

2. 태양광산업 : 에너지 산업 vs. 융합 틈새 산업

3. 응용사례로 본 틈새 태양광 산업 분야

4. 태양광융합 가능 틈새산업 접근방법 및 고려사항

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태양광에 의한 전기생성

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태양광에 의한 전기생성 -Photovoltaics (PV)-

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태양광 에너지 저장장치

1. 화학적 저장 (Battery); 소규모~중대규모(수kW~수십MW)

CO2 / Heat 전기 물 수소 산소

2. 양수발전 (Pumped Hydro); 대규모(수백MW~수GW)

<2차 전지>

<Fuel Cell>

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3. 기계적 저장 (Flywheel) ; 소규모~중대규모(수kW~수십MW)

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응용사례로

본 틈새 태양광 산업 분야

태양광 충전기

1. 휴대폰 소형 충전기

2. 군용 휴대용 충전기

3. 기타 응용 사례

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• 정 의 : 반도체소자인 태양전지를 이용하여 태양에너지를

전기에너지로 변환시켜 이차전지를 충전하는 장치

• 구 성 : 발 전 부 - 태양전지

제 어 부 - DC/DC(직류/직류) 변환기

축 전 부 – 이차 전지

• 충전 방식 : PWM(Pulse Width Modulation) 방식 또는

연속 충전방식

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휴대폰 소형 충전기



Solio(UK) 

SquareTrade(USA)



Treehugger(Australia)

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KOREA

SAMSUNG

KOREA

LG

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KENYA,

SAFARICOM

CHINA,

HTW S116

독일 : SIEMENS

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군용 태양광 충전기

• 휴대하기 간편하게 소형화/경량화 필요함

→ 소형화 : 고효율 태양전지를 활용(최고 변환효율 22%)

→ 경량화 : 박막형(비정질 실리콘 , CIGS, CdTe) 또는

박형(150

_{μm) 태양전지가 필요함}

• 군용 전원 체계에 적합한 설계

• 야전 전투시 위장에 필요한 저반사 태양전지판

활용 필요

→ 금속물질 반사가 없는 태양전지 선택

→ 태양전지 판의 제조시에 저반사 필름 선택

• 야전에서 운반도중 충격에 의한 견고성 확보 필요

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기타

휴대용 조명등

비상점멸등 유 도 등

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비행선 우주선

Solar Car, Honda, ‘96

’04, Spirit Rover, 140W

선박

‘01, Helios, 42 kW(+PEM 8 kW)

기타

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태양광 가로등

1. 평판형 가로등

2. 폴(Pole)형 가로등

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분 류 평 판 형 폴 형

무게 중심 위치 상단(풍속부하에 취약) 하단(풍속부하에 안전) 디자인 (구조) 가분수형 이상함 직선형으로 아름다움 태양광 발전량 먼지나 오염물질에 취약 직선 모듈로 발전량 적음 조명 형태 LED, 형광등 LED, 형광등 등기구 형태 보안등, 정원등 가로등, 보안등, 전원등 보조 전원 형태 소형 풍력발전, 계통선 소형 풍력발전, 계통선

가로등(보안등) 특성 비교

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BIPV 모듈

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PV모듈: 전력생산

PV모듈: 디자인도구

PV모듈: 외장재

통합의 의미;

전체 중의 한 부분으로서,

또는 전체로서 시스템적

결합을 의미

건축물과 일체화

BIPV개요 및 적용기법

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기밀성능 결로방지 내구내화 성능 수밀성능 내풍성능 구조성능 단열성능 건물 외장마감, 그 자재화에 대한 필요충분 조건 BIPV 모듈의 성능 단열효과 전력발생 차양효과 디자인 풍우차단 소음차단

-BIPV의 다기능 복합기능; 외장 재로서의 PV모듈 요구조건

BIPV모듈의 통합기능

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지붕 마감 통합모듈

▶기존 마감재(기와)와의 결합

• 거치 대 불필요

• 고정장치 불필요

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일반유리

10

콘크리트

6~7

BIPV

4~7

Low-E 특수코팅

(적외선 반사코팅)

3~4

<

_<

건축 외장재별 태양열 차폐도

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PV의 건축 통합화 추이

-과거 : PV모듈의 부가적 설치 기능적 측면 강조

BIPV의 다기능 복합기능 추이

-현재 : 기존의 일반 표준모듈의 건축외피 적용 건축적 요소 미흡

-새로운 시도 : 건축기술 측면으로 개발된 외장 재로의 통합화 BIPV

-장기적 관점 : 에너지 창출 도구로서의 외피마감재와 디자인 접목

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LH 모델하우스, 1.1 kW

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디자인적 요소를 고려한 해외 사례(유럽)

Scheuten Solar - 위치 ; Gelsenkirchen, 독일 - 설치년도 ; 2007년 - 모듈 ; 1,164장 - 설치 규모 ; 250kw Jaume university - 위치 ; castellen, 스페인 - 설치년도 ; 2009년 - 모듈 ; 176 - 설칙규모 ; 36kw Bouygues Telecom - 위치 ; Paris, 프랑스 - 설치년도 ; 2010년 Heren Tower - 위치 ; London, 영국 - 설치년도 ; 2010년 - 모듈 ; 885장