태양광 발전시스템 이해하기 [1]

태양광 발전으로 생산하는 전력은 전체 에너지 중 일부분에 그치고 있다. 태양광 에너지는 청정에너지이고 무한한 에너지이므로 우리는 지금과 같은 지구 온난화 이슈가 부각되고 있는 시점에서는 말할 나위가 없을 듯하다. 현재 지구는 지구 온난화 문제로 시름하고 있고, 미래 후손들을 위한 대책 마련이 시급하다고 할 수 있다. 우리 아이들이 걱정 없이 살 수 있고, 건강하게 살 수 있는 지구를 만들어주는 것이 현재 살고 있는 세대가 해야 할 의무하고 말할 수 있다.

 

지구 온난화 문제는 수십 년에 걸친 산업화가 진전되면서, 탄소배출로 인한 문제로, 특히, 전 세계적으로 증가추세인 인구밀도와 상관관계가 있고, 거기에 따른 일련의 소비재화, 동산, 부동산 등에서 야기되었다고 말할 수 있을 것이다.

 

 

 

일반적으로 태양광 시스템이란 태양광 자연 에너지를 이용하여 전기에너지로 변환시키는 장치이고, 더욱 자세하게는 태양에너지를 받아서 전기에너지로 변환시켜 주는 실리콘 태양전지셀이고 태양전지셀하나는 낮은 전력이므로 이를 직렬, 병렬 조합하여 더 높은 전력으로 구성한 것을 우리가 흔히 볼 수 있는 태양광 모듈이다. 이 또한 더 높은 전력으로 만들어주기 위해서는 상기 모듈을 직렬, 병렬 조합하여 구성한다. 여기서, 상기 모듈에서 생산되는 전력은 직류전력이므로 우리가 실생활에서 사용할 수 있는 전력으로 변화시켜주어야 하고, 사용자에게 전력을 전송하기 위해서는 교류전력으로 변환시켜주어야 한다. 직류전력을 교류전력으로 변환시켜 주는 것이 인버터라고 한다.

 

또한, 상기 모듈을 직렬, 병렬 조합하여 구성하는것을 모듈 어레이라고 하고 이렇게 상기 어레이 전압을 인버터 입력에 연결시켜 주면 인버터는 전력전송하기 위하여 내부에서 사용전압에 맞게 전력변환하고, 전력 전송하기 위한 동기화 작업을 진행하고, 사용 전압보다 더 높은 전압으로 생산해야 전력전송이 가능하므고, 예를 들면 사용전압이 220 볼트이면 약 5% 정도 높여서 230 ~ 240V로 생산하면 전력전송이 가능한 전압이 된다.

 

 

 

상기 인버터에서 생산된 교류전력은 더 멀리 보내기 위해서는 더 높은 전력으로 변환시켜주어야 하고, 이때 필요한 전력기기가 바로 변압기이다. 변압기를 통해 전력전송하는 것을 계통연계라고 한다. 상기 계통연계방식과 별도로 인버터에서 생산된 전력을 저장장치, 즉 축전지에 에너지를 저장시킨 후 저장된 에너지를 다시 전력전송할 수 도 있고, 자가 소비할 수도 있는데 이러한 시스템을 독립형 시스템이라고 한다.

 

계통연계형 특징은 태양전지에서 발생된 전력을 자가소비하고 남은 잉여전력을 송전가능하며, 일사량이 적거나 전력을 생산할 수 없는 밤에는 계통으로부터 역으로 전력을 공급 받을수 있다. 이때 송전전력과 수전전력을 계측하여야 하는데 양방향 계측가능한 기기가 양방향전력량계이다. 요즘에는 전자식으로 계측하다.

 

독립형 시스템 특징은 상용전력을 공급받지 못하는 섬같은 고립지역, 휴대용, 군사용, 통신 중계기, 가로등, 산간지역등에 사용되는 시스템이다. 이와 별개로 풍력발전, 디젤 발전등 다른 에너지원과 병렬로 구성하여 운영하는 하이브리드 방식이 있다.

 

2023.01.21 - [태양광] - 태양광 시스템 종류

태양광 시스템 종류

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