ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 439

Figure 1. Schematic diagram of BESS with PV. 
3. Experiment Apparatus and Method 
In order to analyze the operation schemes of the residential BESS connected with the veranda PV, 
an experiment was conducted in one household of a demonstration house (Zero‐carbon Green Home) 
at the Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, which is located in Goyang City. 
The experimental apparatus included a 2.016 kWh BESS prototype (48 V 42 AH LiFePO4 Battery, 1 kW 
PCS,  All‐in‐one  type,  efficiency  93%),  a  1.2  kW  veranda  PV  (300  W  module  4  series  connection, 
efficiency 18%, south facing, installation tilt angle 70°), and an electric fan (power consumption 260 W). 
The BESS capacity was estimated by considering the capacity of the veranda PV that can be installed 
in  individual  households  and  the  total  household  power  consumption.  For  data  collection,  a  PCS 
monitoring  software  (SolarPower)  was  used  for  the  PV,  battery,  and  load  side,  and  a  power  meter 
(Wattman Power Meter) and a power monitoring software (Wattman Viewer) were used for the grid 
s i d e .   T h e   i n c l i n e d   s o l a r   r a d i a t i o n   a n d   t e m p e r a t u r e   w e r e   c o l l e c t e d   u s i n g   a   

Figure 2. Photographs of the building and experiment apparatus. 
pyranometer (EKO MS‐602), a thermocouple (TC‐T), and a data logger (GRAPHTEC 260‐16CH). The 
items measured data are PV generation power, battery voltage and current, load power, grid power, 
solar radiation, PV module temperature, and outdoor temperature. The data sampling/recording time 
was 1 s/1 min (average 60 s). Figure 2 shows the apparatus used in the experiment. 
The  basic  settings  for  BESS  operation  were  set  to  battery  bulk  charge  voltage  58.4  V,  battery 
discharge cut‐off voltage 41 V, and battery re‐charge voltage 44 V. The experimental procedure was to 
set four operation modes for 3 days and connect the electric fan as a load at 13:00 on the first day of 
changing the operation mode.   
According to PV power supply priority and battery charge source, the operation mode of BESS 
was divided into four, as shown in Table 1. Mode 1 preferentially supplies PV power to the load and 
Optimal Operation Schemes of Residential Battery Energy Storage System with Veranda Photovoltaic System
for Apartment Houses in Korea
428