9-13. 태양전지 발전 시스템 설계

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A l t e r n a t e E n e r g y L a b .

9-13. 태양전지 발전 시스템 설계

*” 태양광 발전 설계 및 효율적인 유지관리 방안”, ,이현화, 2010 세계 태양 에너지 엑스포 컨퍼런스

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설계 기획

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구 분 검 토 의 견

수 직 하 중

고정하중

• 태양광 모듈의 하중은 최대 0.15 임

• 지붕 마감재는 시공되지 않으나 태양광 모듈 설치용 잡철물 및 기타 추가 하중을 고려하여 주구조체 자중을 포함한 총 고정하중 0.45 을 적용함

활 하중 • 등분포활하중을 적용하지 않음

• 보 부재 중간에는 고정하중 외에 추가로 5 의 집중 활하중을 고려함

적설하중 • 최소 지상 적설하중 0.5 을 적용하고 태양광 몰들 경사면에서의 눈의 미끄러짐에 의한 저감은 안전 축 설계를 위하여 반영하지 않음

수 평 하 중

풍 하중 • 기본풍속 (VO) : 30m/sec • 노풍도 : B

• 중요도 계수 (IW) : 1.1 (중요도 특) • 가스트 영향계수(Gf) : 2.2

지진 하중

• 지역계수(A) : 0.11(지진구역 1) • 지반의 분류 : SD

• 내 진 등 급 : 특 • 반응수정계수 : 6.0 (철골모멘트골조)

• 중요도계수(IE): 1.50

적설 하중 • 최소 지상 적설하중 0.5을 적용하고 태양광 모듈 경사면에서의 눈의 미끄 러짐에 의한 저감은 안전축 설계를 위하여 반영하지 않음

구조물 설계

설계 하중

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9-14. 계통연계 기술 기준(총칙)

*”최적 태양강발전 설비 구축을 위한 선택 및 고려사항”,김응상, 2010세계 태양 에너지 엑스포 컨퍼런스

◆ 제정 목적

○ 전기사업자로서 분산형전원의 건전한 보급, 공중. 설비의 안전확보, 공급신뢰도 및 전력품질을 유지하기 위해 연계에 EKfms 기술기준 제정

◆ 적용 대상

○ 한전의 배전설비를 이용하는 자(발전사업자, 판매사업자, 구역전기)

○ 전력시장을 통하지 않고 한전과 전력을 거래하는자

◆ 제정 방향

○ 기준, 업무절차서, 해설서 등으로 특성화

○ 배전계통(특고압, 저압) 특성에 따라 기준의 전문화, 신개념 기준 반영

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*태양광발전의 계통 연계시 기술적 검토 사항

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연계구분 연계설비용량 전기방식

저압연계 일반선 20kW이하 220V

전용선 100kW미만 380V 특별고압

배전선

일반선 3,000kW이하

22.9KV 전용선 20,000kW이하

특별고압

송전선 20,000kW초과 154KV

*연계동량

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9-15. 태양전지발전 시스템 효율적인 관리 방안

손실요건 손실율(%) 추정전력치(kwh) 당사의 의견 비고

모듈 자체 손실 약 4.5 1.003 인증 및 검증 제품사용

모듈의 오염 약 2.5 977 환경 및 유지관리

모듈의 온도 상승 약 3.5 940 환경 및 설계 시 검토

모듈 배치시 그늘짐 약 2.0 919 설계 시 검토

미스메칭 및

dc 변환시 손실 약 3.5 882 실계 시 인버터 효율검토

최적운전점 불일치로

인한 손실 약 1.5 866 설계 시 검토

인버터 및 변전장치의 손

실 약 7.5 788 고효율 기기 채용

AC전압으로 변환 후

운전시의 손실 약 3.5 756 설계 시 검토

*설계 및 유지관리 상의 손실분석

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*일상 정검

구분 점검항목 점검요령

태양전지 어레이

육안 점검

유리 등 표면의 오염 및 파손 심한오염 및 파손이 없을 것

가대의 부식 및 녹 부식 및 녹이 없을 것

외부배선(접속케이블)의 손상 접속케이블에 손상이 없을 것

접속함 육안 점검

외합의 부식 및 파손 부식 및 파손이 없을것

외부배선(접속케이블)의 손상 접속케이블에 손상이 없을것

인버터 육안 점검

외함의 부식 및 파손 외함에 부식․녹이 없고, 충전부가 노출되어있 지 않을것

외부배선(접속 케이블)의 손상 인버터에 접속된 배선에 손상이 없을 것 환기확인(환기구멍, 환기필터) 환기구를 막고 있지 않을 것

환기필터가 막혀있지 않을 것

이상음, 악취, 발열 및 이상과열 운전시의 이상음, 이상한 진동, 악취 및 이상 한 과열이 없을 것

표시부의 이상표시 표시부에 이상코드 이상을 표시하는 램프의 점등, 점멸 등이 없을 것

발전상황 표시부의 발전상황에 이상이 없을것

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*정기 정검 1

설비 점검항목 점검요령

태양전지 어레이

육안

점검

접지선의 접속 및 접지단자의 풀림 접지선에 확실하게 접속되어 있을 것, 볼트의 풀림이 없을 것

접속함

육안 점검

외함의 부식 및 파손 부식 및 손상이 없을 것 외부배선의 손상 및 접속단자의 풀림 배선에 이상이 없을 것

볼트의 풀림이 없을 것 접지선의 손상 및 접지단자의 풀림 접지선에 이상이 없을 것

볼트의 풀림이 없을 것

측정 및 시험

절연저항

<태양전지-접지선>

0.2MΩ 이상 측정전압 DC 500V (각 회로마다 전부 측정)

<출력단자-접지간>

1MΩ 아성 측정전압 DC 500V

개방전압

규정의 전압일 것 극성이 올바를 것

(각 회로마다 전부 측정)

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*정기 정검 2

인버터 육안 점검

외함의 부식 및 파손 부식 및 파손이 없을 것

외부배선의 손상 및 접속단자의 풀림 배선에 이상이 없을 것 볼트의 풀림이 없을 것 접지선의 파손 및 접속단자의 풀림 접지선에 이상이 없을 것

볼트의 풀림이 없을 것 환기확인

(환기구멍, 환기필터)

환기구를 막고 있지 않을 것 환기필터가 막혀있지 않을 것

운전시의 이상음, 진동 및 악취의 유무 운 전 시 에 이 상 음 , 이 상 진 동 및 악 취가 없을 것

인버터

측정 및 시험

절연저항

(인버터 입출력단자-접지간) 1MΩ 이상 측정전압 DC 500V 표시부의 동작확인

(표시부 표시, 충전전력 등)

표시상황 및 발전상황에 이상이 없 을 것

투입저지 시한 타이머 (동작시험)

인버터가 정지하여 5분 후 자동 기 동할 것

육안

점검

태양광발전용 개폐기의 접속단자의 풀림 나사에 풀림이 없을 것

측정

^절연저항 1MΩ이상 측정전압 DC 500V

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*송변전

점검의 분류

제약조 건

문의 계폐

커버류의 분류

무정 전

회로 정전

모선 정전

차단 기 인출

점검 주기

일상순시점검

― ― ○ ― ― ― 매일

○ ― ○ ― ― ― 1회/월

정기점검

○ ○ ― ○ ― ○ 1회/6개

월

○ ○ ― ○ ○ ○ 1회/3년

일시점검 ○ ○ ― ○ ○ ○ ―

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9-16. 태양전지 기술 현황

<그림> 태양전지 기술 현황

*”태양전지 기술”,이정철, (에너지기술연구원). 2008.5.23

(17)

*”태양열 발전, 미래 태양에너지의 주축 될까”,성낙환, LG Business Insight(2009.9.16)

<그림> 태양광 발전과 주요 관련 기술의 개발 현황

(18)

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9-17. 태양전지 시장

World Market (Country : 2006)

Photon International March ’07

2006 2005

Output % Output %

Japan 922.2 36.4 824.3 45.4 Germany 507.6 20.0 343.5 18.9 China 383.4 15.1 150.7 8.3 Europe 207.5 8.2 167.8 9.2

USA 173.6 6.8 155.8 8.6

Taiwan 170.4 6.7 75 4.1

Asia 94.5 3.7 28.9 1.6

India 35.1 1.4 26.6 1.5

Austral

ia 33.4 1.3 35.3 1.9

Mideast / Africa

7.8 0.3 6.8 0.4

Others 2.5 0.1 1.8 0.1

Total 2538 19 B$ 1816.5 13.6 B$

Units MW, %

Japan

Germa ny China

Europ e USA Taiwa

n

Asia India Austr alia

Midea st/

Afric

a

(20)

<그림> 전세계 연도별 태양전지 생산량

*”태양광”,에너지관리공단 신재생에너지센터, 북스힐

(21)

<그림> 국가별 태양광 발전 보급 현황

(22)

(23)

*” 차세대 유기태양전지 기술 및 시장전망”,디스플레이뱅크

•유기 태양전지 시장 : 2016년 335Mil.$ 규모 예상

-이동용 응용기기(의류, 가방, 휴대폰 등) :172Mil.$, -BIPV 분야 : 93.5Mil.$, -Military분야 : 38.35Mil.$, -발전 시설 분야는 31.5Mil.$

<그림>유기 태양전지 시장 전망

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*”태양열 발전, 미래 태양에너지의 주축 될까”,성낙환, LG Business Insight(2009.9.16)

<그림> 태양열 발전 시장 전망

(25)

<그림>시장전망

(26)

*디스플레이뱅크