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PVT 시스템에서 태양전지 덮개유리의 프레임 그림자가 태양광발전의 특성에 미치는 영향

전문가 제언: ○ 이 자료는 태양광발전/열 이용(PV/T, PhotoVoltaic/Thermal) 시스템 즉, 태양광발전(PV) 모듈과 태양열 집열판을 하나로 하여 전기와 열에너지를 동시에 생산하는 시스템의 태양광발전 특성을 소개하고 있다. PVT 시스템은 태양에너지를 전기로 전환시키고 그 과정에서 남는 열을 모아 열 순환 매체를 통해 끌어내어 이용하는 시스템이다.

○ 대부분의 PVT 시스템은 전기만을 이용하는 태양광발전과는 달리 열도 이용하기 때문에 열효율을 높일 수 있는 여러 가지 기술을 적용하고 있는데 그 중의 하나가 태양전지와 덮개유리(cover glass) 사이에 일정한 간격을 만들어 공기층을 두는 것이다. 이를 통해 태양열을 더 많이 모을 수 있고 열손실도 줄일 수 있다.

○ 덮개유리와 태양전지 사이의 간격을 유지하기 위해서는 프레임(frame)이 필요한데 이로 인해 태양전지에 그림자가 질 수 있다. 그림자는 태양전지의 광전변환효율을 떨어뜨려 태양광발전의 효율을 감소시킨다. 이 자료는 프레임 그림자로 인한 태양광발전의 효율 감소특성을 분석하고 있다. 태양전지 모듈의 배치방식에 따른 효율 변화도 분석하였는데 프레임 옆에 위치한 가장자리 태양전지 모듈은 병렬배치의 경우 최대 31.6%, 직렬배치는 최대 39.3% 감소한다고 보고하고 있다.

○ 우리나라에서는 정부의 적극적인 노력으로 2014년 말 현재 대체에너지 발전설비용량이 3,518MW로 증가하여 총 발전용량의 4%가 대체에너지발전이 총 발전량의 1.9%를 담당하고 있다. 그러나 대부분의 대체에너지전력은 폐기물에너지를 이용한 발전량이며 태양광발전이나 풍력발전 등의 다른 재생에너지에 의한 발전량은 미미한 수준이다.

○ 따라서 태양광발전/태양열 복합 이용시스템의 개발과 보급도 연구수준에 머물러 있다. 대체에너지 비율을 높이기 위해 태양광발전과 풍력발전 등의 개발에 노력하고 있지만 아직까지는 제도적인 인센티브가 부족하고 비용이 높아 어려운 실정이다. 제도적으로 인센티브를 확대할 수 있는 방안을 모색하고 또한 효율이 60-80%에 이르는 PVT 시스템 등의 기술 개발과 보급을 고려할 필요가 있다.

저자: Wang Yunyun, Pei Gang, Zhang Longcan
자료유형: 니즈학술정보