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이상 고온으로 태양광 발전은 어느 정도 손해를 보는가?

작성자
김헤세
작성일
2020-04-10 13:29
조회
111
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things_12.gif?v=2 이상 고온으로 태양광 발전은 어느 정도 손해를 보는가?

[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것 입니다.]

출처 - https://mega-hatsu.com/column/1595/

태양 전지는 온도가 올라가면 효율이 떨어지는 것으로 알려져 있기 때문에,

이상 고온으로 혹시나 손해가 발생하는 것은 아닌지 걱정을 하게됩니다.

그러므로 이번 포스팅에서는 이상 고온이 모듈에 끼치는 영향을 살펴보고자 합니다.

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우선 일반적으로 태양광 패널은 온도 상승에 따라 

효율이 0.3-0.5 % /℃ 정도의 비율로 내려가는 것으로 알려져 있습니다. 

이 비율은 태양 전지의 종류에 따라 다르지만,

같은 종류라도 메이커나 로트에 따라 상당한 차이가 생깁니다.

CIS 태양 전지는 온도 의존성이 작은 것으로 알려져 있습니다만, 

그래도 0.3 %/℃ 정도의 비율로 효율이 떨어집니다. 

즉 CIS는 실리콘 태양 전지의 온도 계수가 적은 것과 같은 정도로, 

그다지 변하지는 않습니다. 

여기에서는 대표적인 값으로 0.4 %/℃ 정도의 비율로 효율이 떨어지는것으로 알려져 있습니다.

정확히 말하면 온도 상승에 대해 효율이 낮아 지므로 온도 계수는 마이너스가됩니다.

 

연습 문제로 100W의 출력을 내고 있는

태양 전지의 온도가 10도 정도 올라 갔을 때를 생각해 봅시다.


10도 오르는 것으로

  0.4 % × 10 ℃ = 4 %

  즉 4 % 출력이 떨어질 수 있습니다. 100W의 4 %라고 하면

   100W × 0.04 = 4 W

  즉 4W 내리게됩니다. 따라서

  100W - 4W = 96W

출력은 96W로 내려갈 것입니다.


다음은 패널의 온도가 얼마나 상승할지 생각합니다.

태양광 패널은 빛을 않고 아무것도하지 않으면 온도와 동일한 온도이지만

강렬한 햇빛이 닿으면 온도보다 30 ℃ 정도 상승합니다. 

온도 상승 폭은 기온이 높을 때 낮은 때도 별로 바뀌지 않습니다.

겨울철 기온이 10 ℃ 정도라면 패널은 40 ℃ 정도

여름철에 기온이 30 ℃ 정도라면 패널은 60 ℃ 정도가 됩니다. 

아무튼, 빛의 강도는 태양의 기울기도 영향을 주기 때문에 

패널 온도의 변화는 기온의 변화와 연동한다고 생각해도 좋을 것입니다.

 

평년보다 2-3 ℃ 높다고 하면, 태양 전지 패널의 온도도 평균 2-3 ℃ 정도 높아집니다.

넉넉하게 보아도 4 ℃ 정도일까요. 패널 온도가 4 ℃ 높아진다고하면


  0.4 % × 4 ℃ = 1.6 %


이상 고온 패널의 출력 저하에 미치는 영향은 1.6 %,

약 1-2 % 정도일까요.

즉 여름 1개월 정도 사이의 출력이 1-2 % 낮아졌다고 할 수 있습니다.

이정도라면 연간 발전량에 미치는 영향은 거의 없다고 할 수 있습니다.

 

그런데 일년 중 가장 발전량이 많은 달은 5월입니다.

이 설명에 "여름에는 온도가 높아지므로 5월 정도의 것이 발전량은 많아진다"고 말하는 사람이 있습니다만,

이것은 올바르지 않습니다.

물론 여름에는 온도가 상승하기 때문에 효율은 떨어지지만, 

5월과 8월의 기온 차이는 10 ~ 15 ℃ 정도에서 

열에 의한 효율 저하는 5 % 가량으로, 그렇게 크지는 않습니다. 

그보다 5월은 8월보다 훨씬 일사량이 많기 때문에, 

그 결과 5월의 발전량이 많아집니다.

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