고속이동차 탑재 태양전지 패널
자동적으로 최대 전력 이끌어내는 제어시스템 개발
東京電氣大學 공학부의 吉田俊哉 강사는 솔라카용 등 고속이동하는 태양전지 패널에서 최대전력을 끌어내는 동작점을 자동적으로 이끌어내는 제어 시스템을 개발했다. 가옥용 태양전지와는 다른 동작 특성으로, 회로에 콘덴서가 들어간 듯한 작동을 하기 때문에 그것을 예측하여 소거하는 전기 내부 모듈을 사용했다. 태양이 구름에 가려도 약 1밀리초만에 동작점의 변화에 대응할 수 있다. 솔라카 등 이동체용 태양전지 패널의 고효율화를 기대할 수 있을 것 같다.
태양전지 패널에 의한 발전에서 가장 높은 전력을 발생시키기 위해서는 최적의 출력전압, 전력을 나타내는 동작점을 찾을 필요가 있다. 이들 전기특성은 일사량이나 패널 온도에 의존하거나 가옥 등에 설치할 경우는 변화가 완만하므로 대응하기 쉽다. 정특성(靜特性)의 곡선에 기초하여 매초 1회의 빈도로 조정하여 제어할 수 있다.
그러나 고속이동체의 경우는 구름의 변화도 빈번하게 바뀌는 등 동특성(動特性)이 되어 곡선이 변화하기 때문에 이것을 이용할 수 없다.
이 경우, 태양전지 패널의 회로에는 콘덴서가 삽입된 듯한 작동을 하기 때문에, 吉田강사는 전압원, 내부저항, 콘덴서로 된 등가회로를 설정. 이로써 내부저항에 흐르는 전류를 추정하여 적합한 동작점을 찾았다.
그 결과, 탐사속도가 늦든 빠르든 약 1밀리초 늦어지는 정도로 최적점을 추적할 수 있다는 것을 시뮬레이션으로 확인했다. 통상의 시스템에서는 100밀리초 정도에만 대응할 수 있었다. 구조는 간단하므로 곧 응용할 수 있어 솔라카 등의 발전을 최대효율로 유지할 수 있게 된다. 앞으로 실제 태양전지로 시도해 볼 계획이다.
(편집부)
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