1과목 기획 1장 태양광발전 설비용량 조사_2 태양광발전 설비용량 산정(4)
2 태양광발전 설비용량 산정
2.4 태양광발전 모듈의 온도계수 특성 등
(1) 결정질 실리콘 태양전지의 특성
방사조도의 변화에 따라 전류가 급격히 변화하고, 모듈 표면온도 증감에 대해서는 전압이 변동함
온도가 상승함에 따라 출력은 약 -0.45[%/℃] 감소함
(2) 아몰퍼스(Amorphous) 실리콘 태양전지의 특성
결정질 실리콘 태양전지 모듈에 비하여 고전압, 저전류 특성을 지님
온도상승에 따른 출력감소율은 약 -0.25[%/℃]로 결정질 실리콘 태양전지에 비하여 적어 사막지방과 같은 고온지역에 사용시 효과적
(3) CIS/CIGS 태양전지의 특성
아몰퍼스 실리콘 태양전지에 비해 고전압, 저전류 특성을 지님
(4) 태양전지 종류별 분광감도 특성
태양전지는 입사하는 빛의 파장에 따라 발전출력 특성도 달라짐.
분광감도특성: 입사하는 단색파장에 대한 단락전류를 표시한 것을 말하며, 이특성은 태양전지 셀의 재료나 구조에 따라 다른 특성을 지닌다.
사람이 눈으로 빛을 인지하는 가시광선(380~760[nm]) 영역 범위 밖에서도 우리가 주로 사용하는 결정질 실리콘 태양전지는 발전이 됨
(5) 태양전지 모듈의 온도계수
- 모듈의 온도계수
태양전지의 표준 시험조건(STC)의 셀 기준도는 25[℃]
지역 및 계절적인 요인에 따라 셀의 표면온도가 상승하거나 하강하면 온도계수에 따라 출력 및 전압이 변화
일반적으로 태양전지 모듈의 셀 온도가 상승하면 출력과 전압은 감소
① 온도계수는 [%/℃], [W/℃], [V/℃], [A/℃]로 주어짐
② 출력과 전압의 온도계수는 부(-) 특성을 갖음
③ 전류의 온도계수는 정(+) 특성을 갖음
- 온도계수에 따른 출력 계산
① 온도계수로 [%/℃]가 주여진 경우
$$P_{max(온도)}=P_{max}\{1+\gamma (온도 - 25)\} [W]$$
$P_{max(온도)}$: 특정 온도에서의 출력[W]
$P_{max}$: 표준시험 조건에서의 출력[W]
$\gamma$: 출력 온도계수 [%/℃]
온도: 셀의 표면온도 [℃]
② 온도계수로 [W/℃]가 주여진 경우
$$P_{max(온도)}=P_{max} + \{\gamma (온도 - 25)\} [W]$$
$P_{max}$: 표준시험 조건에서의 출력[W]
$\gamma$: 출력 온도계수 [W/℃]
- 온도계수에 따른 전압 계산
① 온도계수로 [%/℃]가 주여진 경우
$$V_{(온도)} = V \{1 + \alpha (온도 - 25) \} [V]$$
$V_{(온도)}$: 특정 온도에서의 전압[V]
$V$: 표준시험 조건에서의 전압[V]
$\alpha$: 전압 온도계수[%/℃]
온도: 셀의 표면온도[℃]
② 온도계수로 [V/℃]가 주여진 경우
$$V_{(온도)} = V + \{ \alpha (온도 - 25) \} [V]$$
$V$: 표준시험 조건에서의 전압[V]
$\alpha$: 전압 온도계수[V/℃]
- 연간 전압 감소율에 따른 전압 계산
① n년 후 전압
$$ V^n = V(1+r)^n [V] $$
$V^n$: n년 후 모듈 전압[V]
$V$: 모듈 신품(출하 시)의 전압[V]
$r$: 연간 전압 감소율[%]
(6) 태양전지 모듈의 직병렬 수
- 모듈의 최대 직렬 수
$$모듈의 최대 직렬 수 = \frac{인버터의 최고(최대)입력전압}{최저온도일 때의 개방전압} (※ 소수점 이하 절사)$$
- 모듈의 최소 직렬 수
$$모듈의 최소 직렬 수 = \frac{인버터의 최소입력전압}{최고온도일 때의 출력(운전)전압} (※ 소수점 이하 절사)$$
- 모듈의 최대 병렬 수
$$모듈의 최대 병렬 수 = \frac{인버터의 입력전력 \times 1.05}{모듈 1매의 출력 \times 1스트링의 직렬 수} (※ 소수점 이하 절사)$$
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