1장. 태양전지 모듈
신재생에너지발전설비기사(태양광) 실기 개념서 · 1부. 주요장치의 원리와 구성 · 절 7개
이 장에서 배우는 것
1-1. 빛이 전기가 되는 원리와 변환효율이 100%가 안 되는 이유
태양전지는 성질이 다른 두 반도체를 붙인 것이다. 실리콘(4가)에 인(5가)을 섞으면 자유전자가 남는 N형, 붕소(3가)를 섞으면 전자가 빈 자리(정공)가 많은 P형이 된다. 두 층을 붙인 경계(PN 접합)에서는 전자와 정공이 서로…
1-2. 태양전지 종류와 특성
종류는 무엇으로 빛을 받는 층을 만드느냐로 나뉜다. 실리콘 덩어리를 얇게 잘라 만드는 결정계, 유리·필름 위에 얇게 입히는 박막계, 실리콘 대신 여러 원소의 화합물을 쓰는 화합물계, 유기물을 쓰는 유기계다. 결정이 고를수록 전자가…
1-3. STC·NOCT·셀(모듈) 온도
모듈 출력은 햇빛 세기와 온도에 따라 계속 바뀐다. 그래서 제품끼리 비교하려면 같은 조건에서 잰 값이어야 하고, 그 약속이 표준시험조건(STC)이다. 모듈 명판의 Pmax·Voc·Isc 는 모두 STC 값이다.
1-4. V-I 특성곡선과 FF·변환효율 계산
V-I 특성곡선은 태양전지에 걸리는 전압을 0 에서 Voc 까지 바꿀 때 흐르는 전류를 그린 곡선이다. 전압 0(단락)에서 전류가 가장 크고(Isc), 전압을 올려도 한동안 전류가 거의 그대로이다가 어느 지점(무릎)을 지나면 급히…
1-5. 온도계수로 전압변화율 계산
왜 이 식인가. 반도체는 온도가 오르면 빛이 아니라 열만으로 생기는 전자-정공이 늘어나 접합 양단의 전압이 떨어진다. 그래서 태양전지의 전압 온도계수(β)는 음수다. 사양서는 β 를 STC(25°C)에서 1°C 벗어날 때 변하는…
1-6. 직병렬 어레이 구성과 두 다이오드·핫스팟
결정질 셀 하나의 개방전압은 약 0.6 V 라 혼자서는 쓸 수 없다. 그래서 단위를 네 단계로 쌓는다.
1-7. 모듈 취급 주의
먼저 이해할 것. 주의사항은 모듈의 세 가지 성질에서 나온다. 첫째, 모듈은 빛만 받으면 바로 전압이 생기는, 스위치로 끌 수 없는 전원이다(1-1). 그래서 결선 중에는 빛을 가려 감전·아크를 막는다. 둘째, 강화유리와 셀은…