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농업용 전동운반차의 PV (Photo Voltaic)모듈 탑재형 슈퍼커패시터의 무부하 대기전력에 관한 연구
분야 농학 > 농공학
저자 강언욱 ( Eon-uck Kang ) , 변재영 ( Jae-young Byun ) , 전연호 ( Yeon-ho Jeon ) , 정성원 ( Seong-won Chung ) , 최원식 ( Won-sik Choi )
발행기관 한국농업기계학회
간행물정보 한국농업기계학회 학술발표논문집 2017년, 제22권 제2호, 100(총1쪽)
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국문초록
최근 일반작물 생산 활동과 농작물의 운송효율을 위해 전동식 운반차의 활용이 증가하고 있다. 국내 대부분의 전동운반차는 효율성보다는 경제적 측면에서 칼슘축전지나 납축전지를 DC12V로 2개의 직렬구성을 통한 DC24V전원을 사용하고 있으며, 차륜의 차동기어의 Axle에 Brushed Motor모터를 장착하여 동력을 전달해서 사용하고 있다. 동력은 모터구동드라이브의 제어장치에 의해 정역제어 및 속도제어기능을 갖추고 DC모터의 shaft axle을 회전시켜 전동구동이 이루어진다. 본 연구에서는 이러한 전동운반차에 있어 차세대 핵심 에너지저장장치로 각광을 받고 있는 슈퍼커페시터를 대상으로 칼슘베터리 에너지 저장장치와 별도 분리 장착하여 두 저장장치를 선택적으로 활용할 수 있도록 하여 성능을 비교 분석을 할 수 있도록 BMS (Battery Management System)의 셀밸런싱부, 충전제어부, 전원전환부로 구성하였으며 두 에너지 저장장치를 선택할 수 있도록 전원전환부는 4PDT (4Pole2Throws) 스위칭 소자를 사용하여 적용시켰다. 일반적으로 많이 사용하고 있는 차량용 칼슘 배터리와 비교하여 에너지 저장에 따른 충 · 방전 기술을 비교분석하였으며 120 Watt 급 19.2 V 단결정 Solar Cell모듈(PV모듈X2)을 이용하여 슈퍼커패시터의 안정화 충전전압인 16.2 V를 만족할 수 있도록 설정하고, 충전이 이루어지도록 Constant Current/Constant Voltage슈퍼커패시터 충전장치를 개발하였다. 에너지 손실을 줄이기 위한 전동운반차의 무부하 대기전력(unload standby power)의 소모를 최소화 하도록 대기전력 절감 기술과 PV모듈에서 생산된 광 에너지를 슈퍼커패시터로 충전 할 수 있는 기술을 제시하고자 한다. 실험은 자연기상 일광조건의 부족으로 KSC사의 전원공급장치로 독립 제공전원을 인하하였다, 안정적인 충전 동작실험을 확인하기 위해 전원시스템과 WT-500장비로 실험환경을 구성하였다. Main 입력전압 DC24V를 입력하여 최대 상시전류 CC 전류설정 10A를 설정입력하고 완전방전(Full Discharge) 후 Zero Volt 에서 충전실험을 실시하였다. 본 개발 후 실험의 결과 완충되었을 때 각 셀별로 안정적으로 최대값에 만족함을 알 수 있었다. 오차의 범위는 ±0.03 V로서 충분하다고 판단된다. 개발된 슈퍼커패시터용 회로를 적용하여 신재생에너지 분야에서 상업화되지 않은 슈퍼커패시터 충전장치를 본 논문을 통해서 원리를 적용함으로서 효율적으로 사용할 수 있을 것이라 확신한다.
 
 
무보수배터리, 슈퍼커패시터, 완충전압, 비례제어, DutyRate
 
 
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