일사량에 따른 태양전지의 출력 특성은 태양광에너지가 태양전지의 표면에 조사될 때 태양광에너지의 세기에 따라 태양전지의 출력 전압 및 전류가 변화하는데 일사량이 많으면 많을수록 태양전지의 출력 값이 커지고,작으면 작을수록 출력 값이 작아진다.
이러하듯이 일사량에 따른 태양전지의 출력 변화특성을 고려하면 최적의 발전성능을 도출해 내기 위해서는 태양전지의 표면에 최대한 많은 일사량이 조사되도록 해야 하 며,그러기 위해서는 태양전지 표면과 태양광에너지를 분출하는 태양과 항상 수직인 상태를 유지하도록 해야 한다.
태양전지 모듈의 특성을 측정하여 알아보고자 모듈을 18serialX6parallel로 회로를 구 성하였고 측정 가능한 모듈 크기는 1111*502*50[mm]이며,출력 특성 곡선에 대한 결 과 값을 도출하기 위하여 여러 가지 설정이 필요하다.
다음 Fig.9는 설계한 모듈에 관한 I-V특성곡선을 도출해 내기위한 SolarPro시뮬 레이션 툴의 파라미터 값을 설정하는 파라미터 설정화면이다.파라미터 설정 창에서 맨 윗부분에 보이듯 어레이별로 값을 각각 설정하였고,아래 ManualSetting을 클릭하 여 아래의 상세한 값 또한 수정하였다.
Fig.10Parametersettingscreenaboutcharacteristicscurve
설정된 인버터의 특성과 인버터의 감소율을 기반으로 발전된 전력량을 계산하고 그 래프 곡선과 발생된 데이터 수치를 보고서로 작성하여 나타낼 수 있는 프로그램을 사 용하였다.프로그램 내에서 파라미터 설정화면은 모듈에 대한 등가적 파라미터로 생성 되며 어닐효과를 고려하여 시뮬레이션 된다.오른쪽 상단부에서는 일사량을 나타내는 데 3D Cad와 연결하여 일사량을 체크해 주는 시스템이다.이 과정에서 제작에 사용되 는 모듈의 파라미터 값과 설치장소의 설정까지 초기에 입력되어 있는 기준 값으로 입 력되어 결과를 도출하므로 이상적인 데이터 값을 얻을 수 있다.Fig.10의 그래프 곡선 은 광주지역의 2015년 7월 중 7월 14일로 제안하여 시뮬레이션 툴을 동작하였고,이상 적인 I-V 출력 특성곡선의 기본값으로 비선형적인 특성곡선을 나타낸다.지역을 광주 로 설정하고,광주 지역의 해당하는 날짜의 날씨와,온도,일사량 등이 고려되어 발전 된 출력파형을 나타낸다.설정의 기본 값으로 특성곡선 결과 Voc는 399.73[V],Isc는 23.88[A]을 나타내며 Vpm은 319.62[V]를 Ipm은 22.09[A]로 최대 출력 값 Pmax는 출 력전압과 출력전류의 곱으로 계산되기 때문에 7060.41[W]값을 나타냄을 알 수 있다.
Fig.11BasicvalueofI-V outputcharacteristicscurve
다음의 Fig.11은 임의로 제안한 7월 14일의 맑았던 날씨에 대한 일일 발전량에 대한 그래프이다.Table7에서는 시간별로 PV시스템에 의한 일일 발전량에 대한 분석 결과를 표로 나타낸 것이다.결과적으로 모듈의 온도는 정오와 오후1시인 대낮에 가장 높은 것으로 나타나고 모듈의 온도와 비례하여 출력발전량 또한 대낮에 가장 많이 발전된 것으로 나타난다.
Fig.12Onedaypowerquantityaboutfineweather
No 시간 전류[A] 전압[V] 발전량[kWh] 온도[℃]
1 8:00 10.96 302.01 3310.03 49.2 2 9:00 14.59 295.06 4304.93 57.86 3 10:00 17.38 287.93 5004.22 64.68 4 11:00 19.07 283.63 5408.82 69.26 5 12:00 19.63 282.39 5543.32 71.52 6 13:00 19.2 282.46 5423.23 71.47 7 14:00 17.69 286.06 5060.4 68.37 8 15:00 15.18 290.85 4415.1 62.68 9 16:00 11.69 298.07 3484.44 54.32 10 17:00 7.7 301.75 2323.48 44.76 11 18:00 3.66 299.76 1097.12 35.18
Table7HourlypowerquantitybyPV system