표제지
목차
약어목록 11
ABSTRACT(초록) 12
Ⅰ. 서론 15
1.1. 연구 배경 15
1.2. 연구 내용 17
1.3. 논문의 구성 18
Ⅱ. 관련연구 및 동향 19
2.1. 태양광 발전 시스템 19
2.1.1. 계통 연계형 21
2.1.2. 계통 독립형 21
2.1.3. 하이브리드 발전 시스템 22
2.2. EMS 23
2.2.1. EMS 구조 24
2.2.2. EMS의 에너지 효율 관리 배경과 향후 전망 28
2.2.3. EMS의 종류 29
2.3. PCS 37
2.3.1. PCS의 운용 방식 37
2.3.2. PCS의 전력회로 비교 38
2.3.3. PCS의 구성과 보호 기능 41
2.4. 사물 인터넷 49
2.4.1. 사물인터넷의 작동 방식 51
2.4.2. IoT 네트워크 활용 53
2.5. 컨테이너 56
2.5.1. 컨테이너의 종류 56
Ⅲ. 하이브리드 발전 시스템을 적용한 스마트 컨테이너 설계 59
3.1. 스마트 컨테이너 설계 및 제작 60
3.1.1. 스마트 컨테이너 60
3.1.2. 스마트 컨테이너 공조 및 조명제어 시스템 62
3.1.3. 스마트 컨테이너 모니터링 시스템 65
3.2. 스마트 컨테이너 에너지 관리 시스템 67
3.3. 스마트 컨테이너 지능형 CCTV 모니터링 시스템 77
Ⅳ. 스마트 컨테이너의 환경 및 전력 모니터링 시스템 개발 80
4.1. 스마트 컨테이너 모니터링 시스템 개발 80
4.1.1. 스마트 컨테이너 하드웨어 및 소프트웨어 구성 80
4.1.2. 스마트 컨테이너 환경 모니터링 시스템 84
4.2. 스마트 컨테이너 EMS 프로그램 개발 87
4.3. 스마트 컨테이너 안드로이드 어플리케이션 개발 95
Ⅴ. 고찰 및 성능평가 105
Ⅵ. 결론 및 향후 연구 112
참고문헌 114
국문요약 122
표 2-1. EMS의 주요 기능 27
표 2-2. 빌딩 관리 시스템의 종류 32
표 2-3. PCS 구성방식과 특징 41
표 2-4. 3kW PCS의 구성 42
표 3-1. 디젤발전기 사양 70
표 3-2. 리튬이온과 리튬 인산철 전압과 용량 비교 71
표 3-3. 리튬이온과 리튬 인산철의 충·방전 사용횟수와 안전성 71
표 3-4. BMS 사양 72
표 3-5. 하이브리드 PCS 사양 75
표 3-6. 스마트 컨테이너 EMS 사양 77
표 4-1. 스마트 컨테이너의 프로그램 및 앱 H/W, S/W 개발 환경 87
표 4-2. EMS 웹 모니터링 시스템 페이지 구성 88
표 5-1. 스마트 컨테이너 설비 기기의 소비전력 107
그림 2-1. 태양광 발전 시스템 구조 19
그림 2-2. 태양광 전기 생성 과정 20
그림 2-3. 계통 연계형 시스템 구성도 21
그림 2-4. 계통 독립형 시스템 구성도 22
그림 2-5. 하이브리드 발전 시스템 구성도 23
그림 2-6. ESS의 에너지 경영 구성도 24
그림 2-7. BEMS 시스템 구성 32
그림 2-8. HEMS 시스템 구성 35
그림 2-9. FEMS 시스템 구성 36
그림 2-10. 저주파변압기형 PCS의 구성도 39
그림 2-11. 고주파변압기형 PCS의 구성도 39
그림 2-12. 무변압기형 PCS의 구성도 40
그림 2-13. 일사량과 온도의 변화에 따른 태양전지의 특성 45
그림 2-14. MPPT를 위한 P&O 방법 46
그림 2-15. MPPT를 위한 IncCond 방법 47
그림 2-16. IoT 구성도 49
그림 2-17. IoT의 4가지 주요 단계 52
그림 3-1. 하이브리드 발전 시스템을 적용한 스마트 컨테이너 59
그림 3-2. 스마트 컨테이너 외형 설계 60
그림 3-3. 제작된 다목적 스마트 컨테이너 61
그림 3-4. 스마트 컨테이너 공조 및 조명제어 시스템 구성도 62
그림 3-5. 환풍기, 에어컨 및 조명 공조시스템 64
그림 3-6. 스마트 컨테이너 공조 및 조명제어 시스템 64
그림 3-7. 스마트 컨테이너 환경 모니터링 시스템 구성도 66
그림 3-8. 스마트 컨테이너 환경 모니터링 센서 모듈 67
그림 3-9. 스마트 컨테이너 시스템 구성도 68
그림 3-10. 태양광 패널, 디젤 발전기 69
그림 3-11. BMS 배터리 모듈 구성도 73
그림 3-12. 하이브리드 PCS 구성도 75
그림 3-13. 스마트 컨테이너 내에 설치된 BMS, 하이브리드 PCS, EMS 76
그림 3-14. 스마트 컨테이너 지능형 CCTV 시스템구성도 78
그림 3-15. 스마트 컨테이너 내부에 설치된 지능형 CCTV 78
그림 3-16. 스마트 컨테이너 지능형 CCTV 시스템 촬영 영상 79
그림 4-1. 스마트 컨테이너 하드웨어 시스템 구성도 81
그림 4-2. 스마트 컨테이너 소프트웨어 구성도 83
그림 4-3. 스마트 컨테이너 EMS 구성도 84
그림 4-4. EMS 통합 테스트 베드 86
그림 4-5. 스마트 컨테이너 시스템 소프트웨어 메인화면 89
그림 4-6. 스마트 컨테이너 시스템 소프트웨어의 에너지 사용량 화면 90
그림 4-7. 스마트 컨테이너 시스템 소프트웨어 BMS 제어 화면 91
그림 4-8. 소프트웨어 BMS DIALOG 개발화면 92
그림 4-9. 스마트 컨테이너 시스템 소프트웨어 제어·센서 화면 93
그림 4-10. ⓐ 소프트웨어 개발 "충전 중" 소스 화면 94
그림 4-10. ⓑ 소프트웨어 개발 "방전 중" 소스 화면 94
그림 4-11. 스마트 컨테이너 시스템 소프트웨어 CCTV 화면 95
그림 4-12. 스마트폰 어플리케이션 홈화면, MENU 화면 98
그림 4-13. 스마트폰 어플리케이션 UI Design Code 99
그림 4-14. 스마트폰 어플리케이션 통신용 JAVA CLASS 99
그림 4-15. 안드로이드 어플리케이션 UI JAVA CLASS 및 통신 Interface Code 100
그림 4-16. Network Security 설정 Code 101
그림 4-17. 스마트폰 어플리케이션 에너지 사용량 화면, BMS 정보 102
그림 4-18. 스마트폰 어플리케이션 Cell 전압 정보 화면, 충·방전 제어 설정 화면 103
그림 4-19. 스마트폰 어플리케이션 제어·센서 화면, 통신상태 화면 104
그림 5-1. 태양광/BMS의 시간에 따른 에너지 출력량의 변화 비교 105
그림 5-2. 맑은 날, 흐린 날, 비오는 날의 태양광 발전량 비교 106
그림 5-3. 태양광발전 시작 충전 및 방전 데이터 108
그림 5-4. 비오는 날의 태양광, BMS, 디젤 발전의 시간에 따른 전력 변동 상황 비교 109
그림 5-5. 태양광, 계통 연계형, 스마트 컨테이너 충·방전 비교 110
그림 5-6. 태양광, 계통 연계형, 스마트 컨테이너의 비용 비교 111