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태양광 발전 전력처리계통의 신뢰도 문제

전문가 제언: ○ 태양광 발전은 고갈되지 않는 태양에너지를 사용하므로 태양광이 가능한 지역은 어디든지 전력을 생산할 수 있고, 자연 에너지원을 사용하기 때문에 공해물질을 배출하지 않는 청정에너지원이다. 또한 연료의 수송과 발전설비의 유지 관리가 거의 없고 수명이 길고, 설비규모의 선택과 설치 공사가 쉬운 장점이 있다.

○ 그러나 태양에너지의 밀도와 태양광발전시스템의 변환효율이 낮아 넓은 설치면적이 필요하고, 발전단가가 상대적으로 높은 단점이 있다. 따라서 태양광 발전 기술의 궁극적인 실용화를 위해서는 기존 발전방식과 비교하여 경쟁력 있는 낮은 발전단가와 고효율의 신뢰성 있는 기술개발 및 대량보급이 선행되어야 한다.

– 이러한 태양광발전의 원리는 반도체 pn 접합의 태양전지(solar cell)에 광 에너지가 입사되면 전자-정공 쌍이 여기되고, 분리된 전자와 정공이 이동하여 n층과 p층을 음극과 양극으로 대전시켜 기전력이 발생하여 이를 외부 부하에 연결하여 전류가 흐르는 것이다. 이러한 태양전지는 필요에 따라 직렬 또는 병렬로 연결하여 내후성과 신뢰성을 가진 용기 내에 봉입함으로써 당위 용량의 태양전지 모듈로 제품화하고 있다.

○ 또한 PV(Photovoltaic) 시스템은 태양전지 모듈과 여러 모듈로 연결된 태양전지 어레이(array)와 안정된 전기 공급을 위한 전력제어장치, 발생된 에너지를 저장하는 배터리 및 직류전기를 교류로 바꾸어 주는 인버터(inverter) 등의 주변장치(balance of system)로 구성된다. 그러나 계통연계형 시스템은 전력저장용 배터리 대신에 상용전원과 연결하여 부하변동에 따라 계통선과 전력을 상호 교환할 수 있도록 구성된다.

○ 앞으로 PV 발전시스템의 응용에서 중요한 요소는 전력처리 시스템으로, 이것은 차세대 고효율 PV 전지에 의한 전력 부하나 그리드에 송전하는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 PV 전력시스템의 보급과 적용에 커다란 영향을 주는 시스템 신뢰도에 대해 보다 많은 연구가 필요하다.

저자: Giovanni Petrone, Giovanni Spagnuolo, Remus Teodorescu, Mummadi Veerachary, Massiomo Vitelli
자료유형: 학술정보