Evaluation of Power Generation Performance for Bifacial Si Photovoltaic Modules installed on Different Artificial Grass Floors

†

To whom corresponding should be addressed.

Tel : +82-53-810-3852, E-mail: [email protected]

and Tel : +82-54-460-0394, E-mail: [email protected]

https://doi.org/10.5855/ENERGY.2018.27.3.001

인조잔디 바닥종류에 따른 양면수광형 실리콘 태양광 모듈의 발전성능 평가

유영균*․서영주*․박도현*․김민수*․장호준**․권영훈**․황보철**․김우경* ^† ․장성호*** ^†

*영남대학교 화학공학부, **코오롱글로텍, ***LG전자 (2018년 8월 2일 접수, 2018년 9월 4일 수정, 2018년 9월 7일 채택)

Evaluation of Power Generation Performance for Bifacial Si Photovoltaic Modules installed on Different Artificial Grass Floors

Younggyun Yoo*․Yeongju Seo*․Dohyun Park*․Minsu Kim*․Hojun Jang**

Young Hoon Kwon**․Chul Hwangbo**․Woo Kyoung Kim*

^†

․Sungho Chang***

^†

*School of Chemical Engineering, Yeungnam University, **Kolon Glotech, ***LG Electronics (Received 2 August 2018, Revised 4 September 2018, Accepted 7 September 2018)

요 약

본 연구에서는 양면수광형 태양광 발전시스템의 바닥면 적용을 목적으로 개발된 고반사율 인조잔디를 적용하여 태양광 모듈의 발전성능 옥외실증평가를 실시하였다. 사용된 모듈은 60셀 규격의 단면수광형 모듈과 2종의 양면수 광형 모듈이며, 양면수광형 모듈들은 각각 split-type과 일반 box-type의 정션박스가 부착된 모델이다. 평가결과 양면모듈의 split-type 정션박스가 일반 box-type 정션박스 대비 후면출력개선에 크게 도움이 되었고, 이는 energy yield 향상으로 이어졌다. 양면수광형 모듈은 단면모듈 대비 일반 시멘트 바닥면에서는 평균적으로 28-29%, 인조 잔디 바닥면에서는 29-33% 정도의 발전량 향상 (bifacial gain)을 보였다. 인조잔디의 경우 반사율을 높힌 시편의 경우 반사율(Albedo)이 0.18로 기존의 단모 및 장모의 반사율 0.14-0.15 보다 우수한 것으로 평가되었고, 이는 bifacial gain의 기존 29-30% 수준에서 33%로의 개선을 달성하였다.

주요어 : 단면수광형, 양면수광형, 태양전지, 태양광모듈, 반사율

Abstract - In this study, the outdoor evaluation test was performed to characterize the highly-reflective artificial grass to be used for bifacial photovoltaic (PV) power generation system. The 60-cell n-type Si monofacial and bifacial PV modules were employed, where two types of bifacial modules were equipped with split-type and box-type junction boxes, respectively. The results showed that the split-type junction box improved the rear-side power production and thus energy yield of bifacial module compared to the box-type junction box causing the shadow effect. Highly-reflective artificial grass achieved relatively high albedo of 0.18, and excellent bifacial gain of 33%, compared to conventional artificial grass with an albedo of 0.14-0.15, and bifacial gain of 29-30%.

Key words : Monofacial, Bifacial, Solarcell, Module, Albedo

ID A-Mono A-Bifi B-Bifi

Type

Monofacial PV module

(Company A)

Bifacial PV module (Company

A)

Bifacial PV module (Company

B) Cell size

(inch) 6 6 6

Cell count

(ea) 60 60 60

Cell type n-type n-type n-type Busbar type 3-busbar 4-busbar Multi-wire Junction box Box type Split type Box type

Nominal

power (W) 275 290 305

Module size 1640×990×

40

1664×998×

32

1686×1016

×40

Table 1. Specifications of photovoltaic (PV) modules used

in this study

1. 서 론

지구온난화를 포함한 기후변화문제와 전력 소비량 증가에 따른 에너지 자립화 이슈가 맞물려 전 세계적 으로 태양광발전을 포함한 신재생에너지에 대한 요구 가 점점 증가하고 있다. 이에 따라, 태양광 시장은 최근 몇 년 사이에 급속도로 성장하여, 연간 세계 태양광 모 듈 설치량이 2015년 50 GW, 2016년 75 GW 및 2017 년 98 GW에 도달했다.[1] 태양광발전 산업의 주된 시 장은 단결정 및 다결정 실리콘 태양전지이며, 셀 단위 의 최고효율은 각각 26.1% 와 22.3%로 이론적 최대 효율에 근접하여 추가로 효율을 상승시키기는 기술적 으로 어려움이 있다.[2]

셀 단위에서의 효율개선도 중요하지만, 실제로 모듈 단위에서의 출력향상이 실질적으로 유용한데, 이를 위 해 전면뿐만 아니라 후면에서도 빛을 흡수하여 전기를 생산하는 양면수광형(bifacial) 태양광 모듈이 많은 관심 을 받고 있다.[3, 4] 태양광 기술 국제로드맵 (Interna- tional Technology Roadmap for Photovoltaic: ITRPV) 에 따르면 2017년 기준 각각 약 5%와 2%인 양면수광 형 셀 및 모듈의 시장 점유율은 향후 지속적으로 증가 하여, 2028년까지 양면수광형 셀과 투명 백시트를 적 용한 양면수광형 태양광 모듈의 시장점유율이 각각 약 40% 및 35% 이상으로 성장할 것으로 전망하였다.[5]

양면수광형 태양광 모듈의 기본 원리는 전면의 직사 광을 흡수할 뿐만 아니라, 바닥면 혹은 옆면에서의 반 사에 의해 후면에서도 빛을 흡수하여 발전을 하는 것 이다. 이를 위해, 셀 단위에서는 기존의 불투명한 후면 전계 (Back Surface Field: BSF) 후면전극 대신 빛이 투과될 수 있는 그리드형태의 후면전극이 요구된다. 또 한, 모듈 제조 시에는 불투명한 백시트 (back sheet) 대 신 투명한 백시트나 유리 백커버를 적용하여야 한다.

후면으로 들어오는 빛의 양은 바닥면 종류 및 특성에 따라 결정되는 반사율 (Albedo)에 크게 영향을 받으 며, 양면모듈 사용 시 이 반사율에 따라 기존 단면모듈 대비 최대 50%의 추가 발전량을 기대할 수 있다.[6]

위와 같은 이유로, 양면수광형 태양광 모듈은 설치 높이, 각도 및 방향과 바닥의 재질 등 주위 환경에 많 은 영향을 받게 된다. 본 연구팀의 이전 논문에서는 시 멘트 바닥을 기준으로, 바닥면의 색깔을 녹색과 흰색 으로 변경하고, 시멘트 대신 인조잔디를 적용하여 단 면 대비 양면수광형 모듈의 발전 출력 증가율 (bifacial gain)을 평가하여 보고하였는데, 회색 시멘트와 흰색 페인트 바닥에서 약 20% 이상의 발전출력이 향상됨을 보고하였다.[7]

본 연구에서는 양면수광형 태양광 발전시스템의 바 닥면 적용을 목적으로 개발된 고반사율 인조잔디와 일 반잔디를 태양광 모듈 옥외실증 설비를 이용하여 평가 하였다.

2. 실 험

2-1. 단면수광형(monofacial) 및 양면수광형 (bifa- cial) 태양광 모듈

본 연구에서 사용한 3종의 태양광 모듈은 모두 결정 질 실리콘 태양전지 60개를 직렬연결한 60셀 모듈이며, 각각 국외 A사의 단면 및 양면 수광형 모듈, 그리고 국 내 B사 양면수광형 모듈이다.

국외 A사 단면모듈은 6인치 단면수광형 n-type 단결 정실리콘 태양전지에 3개의 버스바(busbar) 및 불투명 한 흰색 백시트를 적용한 정격출력 275W급 모듈이다. A 사의 양면모듈은 6인치 양면수광형 n-type 단결정실리 콘 셀에 4개의 버스바와 흰색 백시트 대신 투명한 저철 분 반강성(low-iron, semi-tempered) 유리 커버를 적용 한 전면 기준 정격출력 290W급 태양광 모듈이다. 국내 B 사의 양면모듈은 6인치 양면수광형 n-type 실리콘 셀에 멀티와이어 버스바(Multi-wire busbar) 및 투명 백시트 를 적용한 전면 기준 정격출력 305W급 태양광 모듈이다.

사용된 모듈에 대한 사양은 Table 1에, 양면모듈에 사

용된 후면 정션박스(Junction box)는 Fig. 1에 나타내

었다.

ID Grass-1 Grass-2 Grass-3 Material Polyethylene Polyethylene Polyethylene Thickness

(mm) 20 55 55

Back side

Polypro- pylene

fabric

Polypro- pylene

fabric

Polypro- pylene

fabric Density

(ea/m²) 330,000 54,000 54,000

Test period

Feb. 26∼Mar. 3 2018 (6 days)

Feb. 16∼25 2018 (10 days)

Feb. 9∼13 2018 (5 days)

Table 2. Specifications of artificial grass used in this study

(a) (b)

(c) (d)

Fig. 1. Rear-side images and junction boxes of bifacial

modules used in this study: (a), (b) A-Bifi module and (c), (d) B-Bifi module

(a) (b)

(c)

Fig. 2. Artificial grass used in this study: (a) Grass-1,

(b) Grass-2, and (c) Grass-3

2-2. 바닥설치용 인조잔디

본 실험에서는 국내 K사에서 개발한 태양광 반사율 이 다른 3종의 폴리에틸렌 인조잔디를 적용하여, 후면 태양광 발전량을 평가하였다. 첫 번째 인조잔디는 보 통의 인조잔디로 두께는 낮추고 식모밀도(density)는 높인 형태의 인공지 구조의 단모로 구성되었다. 두 번 째는 통상적인 인조잔디 구조로 녹시율 ¹⁾ 향상에 중점 을 맞춘 장모의 잔디이다. 세 번째는 통상적인 인조잔 디에 반사율 향상을 위한 특수 첨가제를 추가한 원사 와의 혼합을 통하여 반사효율 향상과 인조잔디의 고유 한 녹시율 향상을 구현한 잔디이다. 인조잔디들에 대 한 상세한 사양은 Table 2 및 Fig. 2에 요약하였다.

단면수광형 태양광 모듈(A-Mono)은 바닥의 조건에 관계가 없어 콘크리트 바닥면에서 실증평가를 진행하 며 양면수광형 태양광 모듈(A-Bifi, B-Bifi)들은 3가지 인조잔디를 활용하여 광반사율 변화에 따른 발전성능 을 비교 평가하였다.

2-3. 옥외 실증평가 설비

바닥면 조건 및 일사량에 따른 태양광 모듈들의 실 제 발전량을 평가하기 위하여, 영남대학교 내 건물 4 층 옥상면 (북위 35.828963°, 동경 128.74526°)에 알 루미늄 프레임을 이용하여 모듈 거치대를 두 세트 설 치하였다.

각 모듈 거치대는 1,000 mm × 1,640 mm 규격의 60셀 모듈 네 개를 정남향 경사각 30도로 설치할 수 있게 구성되었다.(Fig. 3) 본 실증평가 모니터링 시스 템에는 Maximum Power Point Tracking(MPPT) 알고

리즘이 내장되어 있고, 각 채널은 최대 500 W 범위 내에서 주기적으로 최대출력 및 I-V sweep을 실시간 감시 및 저장한다.

본 연구에 활용된 옥외 실증평가 시스템에 대한 상 세한 설명은 본 연구팀의 기존 논문에 기술하였다.[7]

1) 일정 지점에 서 있는 사람의 시계 내에서 식물의 잎이 점하고 있는 비율 (index of greenness)

(a) System setup

(b) Grass-1

(c) Grass-2

(d) Grass-3

Fig. 3. Power monitoring system for monofacial and

bifacial PV modules with different artificial grass floors: (a) two-set system overview, (b) system with Grass-1, (c) system with Grass-2, and (d) system with Grass-3

Module Vmp

(V) Voc

(V) Imp

(A) Isc

(A) FF (-)

Pmax

(W) Eff.

(%)

A-

Mono front 30.8 38.7 8.85 9.21 0.77 272.3 16.6

A- Bifi

front 32.2 39.2 8.81 9.15 0.79 283.5 17.3

rear 32.6 38.9 7.57 8.12 0.78 246.6 15.0

B- Bifi

front 33.0 40.6 9.24 9.74 0.72 305.3 20.9

rear 36.5 40.3 4.47 7.14 0.57 163.3 11.2

Table 3. Front and rear side current-voltage characteristics

of three modules used in this study

3. 결과 및 고찰

3-1. 단면 및 양면 태양광 모듈의 전류-전압 특성분석 본 연구에 사용된 태양광 모듈에 대한 기초평가를 위해 각 모듈의 전기적 특성을 비교 평가하였다. 단면 모듈 (A-Mono)의 전면 및 양면모듈(A-Bifi, B-Bifi)의 전․후면에 대한 전류-전압(current-voltage) 특성을 표 준 태양광조건 (25℃, 100 mW/cm

²

)에서 솔라시뮬레 이터 (SPI sun-simulator 4,600 SLP)를 이용하여 평가 하였다. 양면모듈의 전․후면 특성을 정확하게 평가하 기 위하여, 측정 시 시뮬레이터에서 나오는 빛이 반사 되어 반대면(뒷면)에 흡수되는 것을 방지하기 위하여 측정하는 양면수광형 모듈의 뒷면은 검은색 판으로 가 린 후 측정하였다.[8] 즉, 양면모듈의 전면 측정 시에 는 후면을 가리고, 후면 측정 시에는 전면을 가린 후 전기적 특성을 평가하였다. 각 모듈의 전류-전압 특성 곡선은 Fig. 4(a)에 비교하였고, 특성곡선으로부터 계 산된 최대전압(V

mp

), 개방전압(V

oc

), 최대전류(I

mp

), 단 락전류(I

sc

), fill factor(FF), 최대출력(P

max

) 및 광전환 효율(Eff.) 결과를 아래 Table 3에 정리하였다.

Table 3의 결과에 따르면, 본 연구팀에서 측정한 모 듈의 출력은 Table 1의 정격출력(nominal power) 대 비 2% 오차범위 내에서 유사한 것으로 확인되었고, 전반적인 전류, 전압 및 출력 등 전면특성면에서 국내 B사의 양면모듈(B-Bifi)이 국외 A사의 양면모듈보다 우수한 것으로 확인되었다. 하지만, 양면수광형 모듈 에서 중요한 전면출력 대비 후면출력비율을 비교해보 면, A-Bifi 모듈의 경우 약 87.0% (후면출력/전면출력

= 246.6/283.5)인 반면, B-Bifi 모듈의 경우는 53.5%

(163.3/305.3)로 상대적으로 후면출력이 부족하다. 이

Fig. 4. Current-voltage characteristics of (a) front

side of three modules used in this study, and (b) rear side of A-Bifi and B-Bifi modules.

러한 후면출력 차이는 모듈 후면에 설치되는 정션박스 의 모양 및 설치위치에 크게 영향을 받는 것으로 알려 져 있다.[7, 9] 또한, 두 양면모듈 모두 전면대비 후면 의 단락전류(I

SC

) 값이 낮게 측정되었는데 (예: A-Bifi:

9.15A → 8.12A, B-Bifi:　9.74A → 7.14A), 이는 후 면특성 측정 시 모듈프레임에 의해 그림자가 생성되어 빛 흡수를 차단하기 때문인 것으로 알려져 있다.[7, 10, 11]

Fig. 4(b)에 비교한 A-Bifi 및 B-Bifi 모듈의 후면 전류-전압 특성곡선을 비교해 보면, B-Bifi 모듈의 특 성곡선이 valley 형태의 이상감소현상을 보이는데, 이 는 Fig. 1(d)에서 보듯이 121.6 mm × 121.3 mm 크기 의 정션박스에 의한 가림현상에 기인한다고 판단된다.

A-Bifi 모듈의 경우에는 Fig. 1(b)에서 보듯이 캡슐모 양의 split형 정션박스를 적용하여 직접적으로 셀을 가 리지 않는 구조로 되어 있어서, 후면 전류-전압 곡선에 영향을 주지 않았으며, 이는 향후 후면발전량에도 영 향을 줄 것으로 판단된다.

3-2. 인조잔디 종류에 따른 단면 및 양면 수광형 모듈 발전성능 비교

Fig. 3에 나타낸 바와 같이, 2열 옥외실증평가 설비 에서 앞 열에는 시멘트 바닥면(reference)을 유지하고, 뒷 열에는 3종의 인조잔디를 기간에 따라 변경 및 설 치하여 옥외 실증평가를 실시하였다. 본 실험에서 사 용된 모듈들의 정격출력이 서로 다르므로, 평가결과의 합리적인 해석을 위해 출력량은 정격출력으로 정규화 (normalization)하여 Wp당 발전량으로 생산된 에너지 (energy yield)를 산출하여, 비교 평가하였다.

3종의 인조잔디 바닥면에 대한 발전량 측정 실험은 약 5∼10일 기간 동안 연속적으로 1분 주기로 모니터 링한 결과를 활용하였으며, 각 바닥조건별 맑은 날 기 준 대표적 일간 일사량 및 발전출력 변화를 Fig. 5에서 나타내었다. 바닥면의 조건에 무관하게, 평균적으로 일사량과 발전출력은 하루 중 12:40-12:50 사이에 최 고값을 가지며, 양면수광형 모듈 (A-Bifi 및 B-Bifi)들 이 단면수광형 모듈 (A-Mono) 대비 확연히 높은 출력 을 보임을 알 수 있다. 본 실험에 사용된 양면수광형 모듈 중에서는 A-Bifi가 B-Bifi 보다 다소 높은 출력 을 보이는 것으로 확인되었다. A-Bifi 모듈의 전면 정 격출력(290W)이 B-Bifi 모듈의 정격출력(305W) 보다 다소 낮음에도 불구하고, 발전출력이 높은 이유는 후 면의 정션박스 모양 및 위치의 차이에 기인한다고 판 단된다. 즉, 캡슐타입의 split 정션박스를 적용한 A-Bifi 모듈이 빛을 가리는 box 타입 정션박스를 적용한 B-Bifi 보다 후면 발전량이 많아, bifacial gain이 우수 하기 때문인 것으로 설명될 수 있다.

3종 인조잔디 각각의 실험기간 동안 전면 및 후면 일사량계를 바닥면으로부터 수직으로 1.5 m 위의 프 레임에 각각 설치하여 전면에서 입사되는 일사량과 후 면으로 반사 및 분산되어 입사하는 일사량을 측정하였 고, 각 실험기간에 대해 전면 및 후면 일사량의 하루평 균값 비로부터 인조잔디 종류별 반사율을 유추하였 다.(Table 4) 단, 일사량이 너무 낮을 경우 반사율이 비정상적으로 계산될 수 있어서, 일사량이 4 kWh/m

²

이하인 데이터는 통계에 포함시키지 않았다.[7] 통상 적인 단모(Grass-1) 및 장모(Grass-2) 대비, 반사율을 향상시킨 Grass-3 시편의 경우 반사율이 약 0.18로 기 존 0.14-0.15 (Grass 1, 2) 대비 약 20% 정도 향상되 었다.

인조잔디 종류에 따른 전체 실험기간별 각 모듈의 energy yield (일평균출력/정격출력) 변화를 Fig. 6에 비교하였다. Fig. 6에서 보듯이 전반적으로 전면일사 량의 변화에 비례하여 energy yield가 변화하는 것으 로 확인되며, 인조잔디 종류에 상관없이 발전성능은 A-Bifi, B-Bifi 및 A-mono 모듈 순으로 우수하였다.

앞에서 언급한 바와 같이 정격출력이 상대적으로 낮은

A-Bifi 모듈이 정격출력이 높은 B-Bifi 모듈보다 평균

Grass-1 Grass-2 Grass-3

Front irradiance [kWh/m²]

6.51 (±0.99)

5.52 (±0.97)

5.92 (±0.65)

Rear irradiance [kWh/m²]

0.92 (±0.13)

0.82 (±0.11)

1.06 (±0.09)

Albedo (Rear Irr./Front

Irr.)

0.14 (±0.01)

0.15 (±0.01)

0.18 (±0.01)

Table 4. Estimation of Albedo based on the daily average

front and rear irradiance for different artificial grass types

Fig. 5. Representative daily power production and

plane of array (POA) irradiance of monofacial and bifacial PV modules with different grass conditions: (a) Grass-1, (b) Grass-2, and (c) Grass-3

energy yield 가 높은 것은 캡슐모양의 split-type 정션 박스를 적용함으로써 box-type의 정션박스(B-Bifi)에 서 나타나는 그림자효과를 제거하였기 때문으로 판단 된다. 또한, 동일한 인조잔디 조건에서 날짜별로 출력 량이 다른 것은 날씨변화에 따라 일사량이 달라졌기 때문이다.

Fig. 6의 결과로부터 인조잔디 종류 및 사용한 모듈 종류별로 일평균 energy yield 및 bifacial gain을 계산 한 결과를 Table 5에 정리하였다. Bifacial gain은 단 면모듈의 발전량 대비 양면모듈의 발전량 증가비율로 정의되므로, A-Mono와 A-Bifi 모듈에 대해서만 유추 하였다. 인조잔디의 경우 albedo 실험값이 0.14-0.15 로 유사한 Grass-1 및 Grass-2의 경우 bifacial gain이 30.6%

와 29.1%로 유사했으며, 반사율이 0.18로 가장 우수한 Grass-3의 경우 bifacial gain이 33.2%로 상대적으로 우수한 것으로 확인되었다. 또한, 동일기간에 reference 로 함께 실험된 시멘트 바닥과 인조잔디를 비교하면, A-Bifi 모듈의 bifacial gain이 전반적으로 시멘트 바닥 보다는 인조잔디 바닥에서 최대 15% 정도 더 우수한 것으로 평가되었다. 시험기간별 시멘트바닥에서의 A-Bifi 모듈의 평균 energy yield가 4.97(±1.30) - 5.82(±1.28) kWh/kW

p

범위에서 변동하며, bifacial gain도 27.9 - 29.1%로 차이가 나는 것으로부터 일기변화에 따른 일 사량 차이가 bifacial gain에 영향을 준다는 사실을 확 인할 수 있다. 또한, 주목할 만한 점은 인조잔디 바닥 에서는 전체적으로 A-Bifi 모듈이 B-Bifi 보다 우수한 energy yield를 보였으나, 시멘트 바닥에서는 모듈 간의 차이가 크지 않은 것으로 확인되었다.

앞서 설명한 바와 같이 일사량의 변화가 모듈의 en-

ergy yield 및 bifacial gain에 영향을 줄 수 있는데, 이

를 확인하기 위해 전체 실험결과에 대해 전면일사량에

Fig. 7. Evaluation of (a) energy yield and (b)

bifacial gain vs. front irradiance for A-Mono and A-Bifi modules, and (c) energy yield vs.

front irradiance for B-Bifi module installed with different floor conditions

Fig. 6. Comparison of energy yield of monofacial

and bifacial PV modules with different grass conditions: (a) Grass-1, (b) Grass-2, and (c) Grass-3

Test Floor conditions

A-Mono [kWh/kWp]

A-Bifi [kWh/kWp]

B-Bifi [kWh/kWp]

A-Bifi Gain[%]

1

Grass-1

4.45 (±1.85)

5.81 (±2.40)

5.42 (±2.26)

30.6 (±1.27)

Cement 5.69

(±2.32)

5.80 (±2.36)

27.9 (±0.93)

2

Grass-2

3.85 (±1.05)

4.97 (±1.38)

4.58 (±1.27)

29.1 (±0.73)

Cement 4.97

(±1.30)

4.98 (±1.30)

29.1 (±1.45)

3

Grass-3

4.52 (±1.03)

6.02 (±1.35)

5.47 (±1.24)

33.2 (±1.29)

Cement 5.82

(±1.28)

5.79 (±1.29)

28.8 (±1.80)

Table 5. Daily average energy yield of monofacial and

bifacial PV modules and corresponding bifacial gain with different grass conditions

따른 energy yield의 변화를 A사 및 B사 모듈에 대해 각각 Fig. 7에 비교하였다. 전체적으로 모듈의 종류에 무관하게 전면일사량에 선형적으로 energy yield가 증 가하는 것으로 확인되며, Fig. 7(a)에서 보듯이 A-Bifi 모듈의 경우, 반사율이 우수한 Grass-3 시편의 경우 다 른 인조잔디 및 시멘트 바닥보다 우수함을 알 수 있다.

Fig. 7(b)에 나타낸 바와 같이, bifacial gain의 경우 세 종류의 인조잔디 바닥에 대해서 전면일사량이 증가 함에 따라 점진적으로 증가하였으나, 시멘트 바닥에서 는 전면일사량의 영향을 상대적으로 적게 받는 것으로 확인되었다. Fig. 7(c)에 나타낸 B-Bifi 모듈의 energy yield도 전면일사량에 대해 선형성을 보이나, 인조잔디 반사율과의 상관관계는 높지 않은 것으로 확인되어, 이에 대한 추가 연구도 필요할 것으로 판단된다.

4. 결 론

국외 A사 단면 (A-Mono), 양면 (A-Bifi) 태양광 모 듈 및 국내 B사 (B-Bifi) 양면 태양광 모듈을 이용하여 옥외실증 평가한 결과, A사 양면수광형 (A-Bifi) 태양 광 모듈이 단면수광형 (A-Mono) 태양광 모듈 대비 일 반 시멘트 바닥면에서는 평균적으로 28-29%, 인조잔 디 바닥에서는 29-33% 정도의 bifacial gain을 보였다.

인조잔디의 경우 반사율을 높힌 Grass-3 시편의 경우

반사율이 0.18로 기존의 단모 및 장모의 반사율 0.14-0.15 보다 우수한 것으로 평가되었고, 이는 bifacial gain의 29-30% (Grass-1 , 2) 수준에서 33%(Grass-3)로의 개선 을 달성하였다. Split-type 정션박스를 장착한 A사의 양면모듈이 일반 box-type 정션박스를 적용한 B사 양 면 모듈대비 후면출력 및 energy yield 측면에서 유리 한 것으로 확인되어, 향후 양면수광형 모듈 설계 시 고 려되어야 할 것이다.

5. 부 록

본 연구는 산업통상자원부(MOTIE)와 한국에너지기술 평가원(KETEP) 지원 연구과제(No. 20163010012310) 및 산업통상지원부와 한국산업기술진흥원 지원 유레카 국제공동기술개발사업(N0002097)의 지원을 받아 수행 된 연구결과입니다.

References

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