태양광 시스템 및 기술 전망 2018. 09. 12.

태양광 모듈 및 시스템의 이해

태양광 모듈은 인버터 및 전자식 계량기 등과 함께 시스템으로 구성되어 주로 전력 계통에 연결되어 사용 됨 태양광 시스템 소개 태양광 모듈은 인버터 및 전자식 계량기 등과 함께 시스템으로 구성되어 주로 전력 계통에 연결되어 사용 됨

태양광 시스템 소개 ② ① ③ ③

태양광 ? 태양열? 태양광은 태양전지를 이용해 빛을 전기 에너지로 변환 (Photovoltaic) 태양열은 집열기에 열을 모아 물을 끓여 온수  전기에너지로 변환(Solar Thermal)

태양광 산업 소개 태양광 셀/모듈 제조부분은 전체 value chain 상의 downstream 쪽에 가까움 최근에는 태양광 산업의 공급 과잉에 따른 cost 절감, 기술 혁신 활동이 주를 이룸

Solar Cell 태양광 발전은 반도체로 만들어진 태양전지에 빛 에너지가 투입되면 전자의 이동이 일어나서 전류가 흐르고 전기가 발생하는 원리를 이용하는 것이다. ※ 광전 효과(Photoelectric Effect): 물질에 일정한 전자기파(가시광선/자외선)을 쪼이면 에너지를 흡수한 물질에서 전자가 방출되는 현상

Solar Cell Step 1: 광 흡수에 의한 전자 정공 쌍 생성  Semiconductor Step 2: Carrier 의 이동 및 분리  p-n junction Step 3: Carrier 의 수집  전극 형성

Solar Cell 발전 시 일사량 및 온도 조건에 따라 출력 전류/전압 특성이 변화함

광 변환 효율이 양산품질에서 20% 를 넘어가고 있으며 계속 증가하는 추세임 Solar Cell 광 변환 효율이 양산품질에서 20% 를 넘어가고 있으며 계속 증가하는 추세임

Solar Module 0.6V X 10A X 60 = ?? (EVA sheet) 배수 설치 시공 투과율, 빛의 산란 효과 극대화 (EVA sheet) Cell을 충격,습기에서 보호, 투과,접착 Cell로의 습기 침입 방지, 전극 보호 Cable, Bypass diode

기술 발전에 따라 동일 size에서 최대 출력이 증가하고 있음 Solar Module 기술 발전에 따라 동일 size에서 최대 출력이 증가하고 있음

세계 최초 MWB(Multi Wire Bus bar)모듈 양산 (300~340W) Solar Module 세계 최초 MWB(Multi Wire Bus bar)모듈 양산 (300~340W)

PV Array 의 전압/전류 조건 및 AC 부하측 상태에 따라 사양이 결정 됨 Solar System PV Array 의 전압/전류 조건 및 AC 부하측 상태에 따라 사양이 결정 됨

PV PCS(Power Conditioning System): 태양 전지에서 출력되는 전력 변환 장치 Solar System PV PCS(Power Conditioning System): 태양 전지에서 출력되는 전력 변환 장치

Solar system은 PV 모듈 출력 조건에 따라 분류 가능함 중앙 집중형 스트링 형 모듈 단위 발전 형 구조 장점 발전 단가가 저렴함 스트링 단위 확장이 가능 PV 모듈의 MPPT 가능 모듈간 확장이 가능 단점 각 PV array의 MPPT 어려움 고장 시 수리 전 까지 발전 손실 큼 확장이 어려움 각 PV array의 MPPT 가능 PV 모듈간의 불일치 제어가 어려움 발전 단가가 비쌈 사용처 Utility 발전소 상업용 가정용

베란다 태양광에 최적화 되어있는 마이크로 인버터 개발 Solar System 베란다 태양광에 최적화 되어있는 마이크로 인버터 개발 항목 사양 정격 입력 전력 340W 동작 전압 범위(MPPT) 24~52V 최대 입력 전류 12A 정격 출력 전력 320W 출력 전압 220(±10%) EURO 효율 95.2% 대기전력 100W ↓ 동작 온도 -40 ~ 65℃ 무게 1.1kg 냉각 방식 자연냉각 보호 등급 IP65 관련 규격 KS C 8560 http://news.hankyung.com/article/201806184130g

기술 전망

Solar Cell 및 모듈은 고효율 화 및 저가격화 기술이 요구됨 Solar Cell / Module Solar Cell 및 모듈은 고효율 화 및 저가격화 기술이 요구됨

신재생 에너지의 발전단가는 지속적으로 감소할 것으로 예상됨 Solar System 신재생 에너지의 발전단가는 지속적으로 감소할 것으로 예상됨

Solar System 미래의 Solar system은 ESS(Energy Storage System) 및 EMS(Energy Management System) 와 연결하여 에너지 사용, 저장, 관리를 통합하는 기술이 요구 될 것으로 예상됨(진행 중)

Solar System 태양광시스템과 ESS 연계 시장은 2016년 1GW 시장에서 2024년 14GW시장으로 크게 성장할것으로 전망하고 있고, 투자 규모도 231억달러에 달할 것으로 예상됨

기술 동향 행  사  명 2018 세계 태양에너지 엑스포 (EXPO Solar / PV Korea) (INTERNATIONAL SOLAR ENERGY EXPO & CONFERENCE) 일        시 2018년 6월 14일(목)~16일(토) 전시시간 10:00 ~ 17:00 장        소 KINTEX 제1전시장 5홀 공동주관 서울에너지 공사, 충청북도, 한국건설생활환경시험연구원, 충남창조경제혁신센터, 녹색에너지연구원, 한국태양에너지학회, 한국태양광발전학회 , 월간 솔라투데이 탄소제로, 인더스트리 뉴스

기술 동향 Half- Cut Bi-Facial module Half- Cut module Mini PV 용module

기술 동향 Tracking System 자가 발전 가로등 Car roof

ESS + EMS (String + Inverter) ESS + EMS (Power Optimizer) 기술 동향 ESS + EMS (String + Inverter) Micro Inverter ESS + EMS (Power Optimizer)

결론 태양광 시스템은 Cell, Module, PCS(인버터) 등으로 구성되어 있음 태양광 발전은 반도체로 만들어진 태양전지에 빛 에너지가 투입되면 전자의 이동이 일어나서 전류가 흐르고 전기가 발생하는 원리를 이용함 Solar Cell 하나당 약 0.5 ~ 0.6V의 전압이 생성되며 최대 일사량 조건에서 8~10A전류 공급이 가능함(6 inch) Solar 모듈은 Cell을 직렬 또는 병렬 연결하여 원하는 출력을 생성할 수 있도록 조합할 수 있음 시스템 구성은 PV Array 의 전압/전류 조건 및 AC 부하 측 상태에 따라 사양이 결정 되며 향후 ESS 및 EMS와 연계된 시스템 구성이 주를 이룰 것 으로 예상 됨 전세계적으로 친환경 에너지 정책이 주가 됨에 따라 태양광 등 신재생 에너지의 수요는 지속 증가 할 것으로 예상되며 Solar는 고효율 저가격 화 및 시스템 고도화 를 위한 기술 발전이 요구됨