태양광 에너지 최대출력을 위한 준 연속 슬라이딩 모드 제어

Abstract

기존의 에너지 발전 시스템에 비해 태양광 발전 시스템은 에너지를 생산할 때 친환경적이라는 장점이 있다. 작동 시 조용하고, 수명이 길며, 입력 에너지 비용이 없는 태양 에너지를 사용한다는 측면에서 다양한 장점을 제공한다. 태양광 발전의 최대 출력 기술(Maximum Power Point Tracking, MPPT)은 전체적인 변환 효율을 높이기 위한 목적으로 셀 소재와 전력 변환(DC/DC 및/또는 DC/AC 컨버터) 기술의 두 가지 방식으로 개발 중에 있다. 태양 전지 재료의 발전에도 불구하고, 에너지 변환 효율은 여전히 낮고 시스템 비용은 매우 높아 태양광 발전에서 최대 출력 제어는 중요도가 높아지고 있다. 최대 출력 제어 기법에는 perturb and observation, adaptive perturb and observation, incremental conductance, sliding mode control, fuzzy logic control 등이 있다. 본 논문에서는 기존에 사용하고 있는 MPPT 알고리즘에 대한 비교 분석을 진행하며, 본 논문에서 사용한 MPPT 알고리즘에 대한 소개를 진행한다. 이후 sliding mode control 기법의 장점인 빠른 추종 및 간단한 비선형 제어 기법이라는 장점을 살리며, 단점인 Chattering을 완화하는 Quasi-continuous sliding mode control 기법을 통한 태양광 발전의 최대 출력 제어 기법을 소개한다. 본 논문에서는 Admittance based MPPT 알고리즘을 사용하였으며, 기존에 사용하는 sliding mode control 기법과 Quasi-continuous sliding mode control 기법의 차이를 비교한 결과 Quasi-continuous sliding mode control 기법의 경우에는 second order term과 saturation function에 의해 chattering이 감소함을 확인할 수 있다.