PV 시스템에서 태양전지 표면의 소일링(soiling)에 따른 출력 손실

전문가 제언

○ PV 시스템의 최적 수율은 입사 일사량과 태양전지의 온도에 좌우되지만 외부환경도 영향을 미치는 요인 중 하나이다. 이 자료는 특히 태양전지 표면의 소일링(soiling, 눈, 흙, 먼지, 나뭇잎, 꽃가루, 새의 배설물 등이 쌓이는 현상)에 따른 출력 감소, 성능 효과 등을 검토하고 있다.

 

○ 소일링으로 PV 시스템의 전기적 특성(전압, 전류 등)이 변하는 것은 오염으로 인한 음영 때문이다. 음영에는 스모그 등과 같이 공기 중의 오염물질로 인해 입사하는 햇빛의 강도가 감소하거나 방해를 받는 부드러운 음영(soft shading)과 흙, 눈, 고체먼지, 새 배설물 등이 축적되어 햇빛이 차단되는 강한 음영(hard shading)의 2가지 유형이 있다.

 

○ 일반적으로 부드러운 음영은 PV 모듈의 전압은 영향을 받지 전류만 감소하지만 강한 음영의 경우는 PV 모듈의 일부 셀이 음영되는지 또는 모든 셀이 음영되는지에 따라 결과가 달라진다. 일부 셀이 음영되면 음영되지 않은 셀이 전류를 발생시키고 음영된 셀이 저항 역할을 하면서 가열되기 때문에 PV 모듈을 손상시키는 지점(hot spot)이 될 수 있다. 모든 셀이 음영되면 햇빛이 차단되어 모듈의 출력이 중단된다.

 

○ 예를 들면 사막지역의 PV 시스템은 먼지 등의 소일링과 모래폭풍 때문에 3개월 내에 출력이 25%, 1년 내에 35% 감소하는 것으로 연구되고 있다. 따라서 PV 시스템의 소일링은 태양에너지 이용 분야에서 대단히 중요한 과제가 되고 있으며 특히 태양전지의 성능과 수명은 외부환경에 의해 결정되므로 사용지역의 환경적 특성에 따라 적합한 PV 모듈과 재료를 사용하는 것이 중요하다.

 

○ 우리나라도 중국의 황사, 산업 오염물질 등의 소일링 때문에 PV 시스템의 출력이 영향을 받고 있어 에너지기술연구원, 전자부품연구원 등을 중심으로 이에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히 우리나라 PV 산업의 수출지역에는 중동, 아프리카, 미국, 동남아시아 등과 같이 태양에너지 개발 잠재력이 크지만 외부환경의 영향도 큰 지역이 대부분이므로 소일링의 특성과 청소방법, 모니터링과 발전량 예측 등의 기술을 접목하여 PV 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 방안이 필요하다.

 

저자

Mohammad Reza Maghami, Hashim Hizam, Chandima Gomes, Mohd Amran Radzi,Mohammad Ismael Rezadad, Shahrooz Hajighorbani

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

59()

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

에너지

페이지

1307~1316

분석자

김*철

분석물

• PV 시스템에서 태양전지 표면의 소일링(soiling)에 따른 출력 손실.pdf [536,438 byte]

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