태양광 발전(photovoltaic, PV) 이란?
- 태양전지 모듈과 발생된 직류전압을 교류로 변환시키는 인버터 등의 전력변환장치로 구성된 시스템을 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜 전력을 생산하는 발전방식
- 계통연계형 발전시스템은 전력망과 연결되어 쓰고 남은 전기는 한전에 보내어 판매되는 시스템으로 지역의 주택, 빌딩, 대규모 발전소 등에 사용
- 독립형 발전시스템은 전력의 생산과 공급을 전력망에 의존하지 않고 생산된 전기를 자체적으로 해결하는 시스템으로 도서, 산간, 벽지, 가로등, 중계소, 인공위성 등 격리된 곳에 사용
시스템 구성기기
| 태양전지 | 태양의 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 장치 |
|---|---|
| 인버터(Inverter) | 생산된 직류(DC)전기를 교류(AC)전기로 바꿔주는 전력변환장치 |
| 접속반 | 전기의 접합, 역류방지, 합선이나 과전류 등을 차단시켜주는 장치 |
| 수/배전반 | 전력 계통의 감시, 제어, 보호 등 전력의 수급에 필요한 장치 |
| 모니터링 시스템 | 운전상태를 감시하고 고장 및 이상을 진단 |
시스템 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
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태양전지의 발전원리
태양전지는 반도체에 빛을 쏘이면 ‘광자’라는 빛의 입자가 금속 내 전자를 방출하게 되는 광전효과가 발생하여 자유전자와 자유정공이 +전극과 -전극이 형성되고 그 전극이 외부회로와 접속되어 있으면 전류가 흐르게 되어 전기가 발생
태양전지 구성
- N형 반도체 , P형 반도체 : 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시켜주는 역할
- 반사 방지막 : 태양광 반사를 막아 필요한 에너지는 흡수, 불필요한 빛은 반사하는 역할
- 전극 : P반도체와 N반도체에서 만들어낸 전기에너지를 이동시켜 주는 역할
- 1광흡수 : 외부의 태양 빛이 실리콘 내부로 흡수되는 과정
- 2전하생성 : 흡수된 빛에 의해 실리콘 내부에 전하가 생성
- 3전하분리 : 양공(+)은 p형 반도체, 전자(-)는 n형 반도체로 이동
- 4전하수집 : 앞면전극 및 뒷면전극 방향으로 이동한 전자와 양공은 실리콘과 전극의 계면장벽을 넘어 각각의 전극으로 수집
태양전지모듈의 설치 방향 및 경사각도
- 태양전지모듈은 태양광선과 90도의 각도일 때 가장 효율이 좋음
- 방향은 설치하고자 하는 위치에서 정남향 방향으로 설치
- 경사 각도는 수평면을 기준으로 하여 설치 위치의 위도 각도로 경사지게 설치(년 평균 기준)
| 계절별 경사 각도 | |
|---|---|
| 사계절 고정설치 | 설치장소의 위도 |
| 겨울(각도조절형) | 설치장소 위도 +15도 |
| 여름(각도조절형) | 설치장소 위도 -15도 |
태양광설비 시공절차
| 최적설계 |  |
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| 기초공사 |  |
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| 구조물 설치 |  |
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| 모듈 설치 |  |
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| 간선공사 |  |
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| 접속반, 인버터 모니터링 설치 |  |
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| 시운전 |  |
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