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태양광 발전

태양광 발전

  • 태양광 발전은 태양의 빛 에너지를 광전효과에 의해 전기를 생산하는 발전 방법으로서, 여러 개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용합니다.
  • 태양광 발전시스템은 태양전지(Solar Cell)로 구성된 모듈(Module)과 축전지 및 전력 변환 장치로 구성됩니다.
  • 태양광발전의 장점은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 간편합니다.
  • 무한정의 태양 에너지원을 사용하는 점 등으로 미래의 대체 에너지원으로 각광 받고 있습니다.

태양광 발전 원리 개요

  • 태양전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 정공이 발생합니다.
  • 발생 된 전하들은 N극, P극으로 이동하는 현상에서 전위차가 발생하게 됩니다.
  • 이때 부하를 연결하면 전류가 흐르게 되는 원리를 이용합니다.
모듈
  • 태양의 빛 에너지를 전기로 변환하는 장치
  • 제품수명 및 성능보장 : 25년
    - 12년간 90%
    - 25년간 80%
인버터
  • 직류(DC)를 교류(AC)로 변환장치
    • - 태양광 모듈에서 생산된 전기를 한전판매
    • - 가정에서 사용할 수 있는 교류로 변환하는 설비
구조물
  • 모듈이 빛 에너지를 받을 수 있는 최적화 상태로 유지할 수 있게 구조물 시설
    - 고정형, 가변형, 추적형

태양광 발전 계통도

태양광 발전 설비 종류

계통연계형 시스템

  • 태양광으로 발전 된 직류 전기 에너지를 인버터에 공급하여 사용 전력으로 변환시켜 안정 된 전원을 수요자에게 공급하는 시스템
  • 계통과 연계가 가능하여 야간이나 태양광 발전 전력이 부족 할 경우 계통 전압을 유입하여 사용하게 하고 잉여전력이 발생할 경우 계통전원으로 역 전송하도록 하는 방식

독립형 시스템

  • 야간이나 태양광이 적을 때 전력을 공급하기 위한 축전 설비를 갖추고 있어, 태양광 발전이 가능한 기간 동안 축전지에 전력용 전력을 저장하였다가 사용하는 방식
  • 태양광이 적은 날이 장기화되거나 시스템 고장 등의 문제 시 보조용으로 디젤 발전기 및 풍력 발전기를 갖춘 복합 발전 시스템으로 활용 가능

주택형 시스템

  • 건물 외피에 전자판을 이용하는 건물 일체형 태양광 모듈을 건축물 외장재로 사용하는 태양광 발전 시스템
  • BIPV(Building Integrated Photovoltaic System)는 창호나 벽면, 발코니 등 건물 외관에 태양광 모듈을 장착하여 자체적으로 전기를 생산하는 방식으로, 건축물에 바로 활용 가능

태양광 발전 흐름도

태양광 발전 흐름도

고정식

  • 과학적 구조검토를 통한 다양한 규격
  • 용접 없이 전체 볼트체결방식으로 현장
  • 설치 및 유지보수 용이
  • 전체 용융아연도금으로 외관이 수려하며 내구성이 뛰어남

가변 고정형

  • 가변각도의 다양한 설계 가능
  • 가변기능이 용이함으로 소비자 요구에 따라 가변횟수를 조절 할 수 있음
  • 견고한 시스템으로 강한 바람에도 흔들림이 적어 안정적임

단축형

  • 견고한 구조로 힘이 넘치는 Actuate 사용
  • 경사각도 조절 용이, 양 축과 같은 효과
  • 소량의 모터 사용, 소모전력 감소 및 유지관리의 편리성 강화
  • 백트래킹 및 실시간 추적기능으로 전력 생산을 최대화
  • 원격제어 시스템으로 웹 제어를 통한 무인발전소 운영 시스템

지붕형

  • 전체적인 볼트체결방식과 모듈 고정 브라켓을 사용하여 현장설치 용이
  • 단순하고 완벽한 설계 및 제작에 의한 시공의 신속성
  • 호환성과 조립이 용이하여 다양한 크기의 모듈 부착 가능
  • C형강 구조로 인한 표준화 경량화 실현
  • 지붕 형태 별 다양한 형틀화 구조로 일체성과 안정성 강화

수상형

  • 수면 위에 계류장치로 고정 된 부유체에 태양광 모듈을 고정한 구조
  • 넓은 수면은 음영 간섭이 적고, 낮은 주변온도와 바람이 많아 태양광발전에 유리한 환경
  • 반대로 강한 바람, 파랑, 습기 등에 항상 노출 된 조건이므로 이에 대응하는 설계·시공 진행
  • 입지여건에 따라 초기 건설비 상승과 관련 개발 인허가가 불가능할 수 있으므로 신중한 입지 선정 고려

프레임형

알루미늄 프로파일 또는 FRP H빔을 조립하고, 하부에 부력재를 연결하는 구조
  • 프레임형 타입은 주로 댐, 만 등 수심이 깊고 수위변화(40m)가 크며 풍속이 강하고 유속이 빠른 곳에 적용
  • 최적 모듈 경사각을 적용하여 부력일체형 대비 발전효율이 다소 높음.

부력일체형

성형이 용이한 PE재질로 부력통과 모듈을 지지하는 부유체를 일체화 한 구조
  • 부력 일체형 타입은 저수지, 연못, 등 수위변화 및 유속, 풍속이 약한 곳에 적용
  • 발전이용률은 3~3.5% 떨어지지만 신속하고 편리하게 쉽게 시공이 가능하고 건설비는 프레임형에 비해 15~20% 정도 낮음.
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