취미로 하는 태양광 발전에 대하여,,,

취미로 하는 태양광 발전에 대하여

개인이 취미로 태양광 발전을 하는 방법에 대해서 이야기해보자
지금은 태양전지판이 효율도 좋아졌고, 가격도 많이 내렸다.
취미로 태양광 발전을 하는 두가지 방법은

 

지붕에 태양광 패널

독립형 발전
독립형 발전이란, 태양광으로부터 전지판으로 발전된 전기를 배터리에 저장해놨다가 필요할 때 배터리의 전기를 사용하는 방법으로, 주로 산간오지에 전기가 들어오지 않거나 이동형 푸드트럭과 같이 전기가 필요한 곳에서 주로 사용하는 방식이다.

요즘은 캠핑용 차량 지붕에 태양전지판을 달고 배터리에 충전해 두었다가 필요할때 사용하게 된다.
그럼 필요한 자재는 어떤것이 있을까?

1. 태양전지판
2. 충전 컨트롤러
3. 배터리

이 정도 필요하게 되는데 여기서 충전 컨트롤러가 필요한 이유는 태양전지에서 발전한 전압과 전류는 날씨 상태에 따라서 계속 변하게 될 것이고 이것을 바로 배터리에 충전을 한다면 과충전 또는 불규칙 충전 등으로 배터리에 손상이 가거나 충전 효율이 떨어지기 때문에 충전 컨트롤러가 반드시 필요하게 된다.
그리고 배터리도 많을수록 비용도 같이 상승한다.

태양전지판은 수명이 30년 동안 처음 효율의 70% 정도가 보증되어서 거의 반 영수적이라고 하는데, 배터리는 충전 방전을 많이 할수록 수명이 단축되어 사용기한은 사용 패턴마다 다르겠지만 대부분 5년 정도로 보고 있다.
납산 배터리의 경우 특정 전압 (약 9.6v) 이하로 떨어지면 배터리 수명이 바로 끝나기 때문에 배터리를 어느 정도 한계치를 두고 충전을 해줘야 한다.


계통연계 발전
이 계통연계 발전은, 태양광으로부터 광원을 받아서 태양전지판을 발전을 하게 되면 계통 인버터를 통해서 집 전기 콘센트에 연결을 하게 되면 집으로 들어오는 전기와 발전한 전기가 동기화를 하는 방식으로 구성된다.

즉, 집에서 사용하는 전기량과 발전량이 같다면 계량기는 움직이지 않게 되는 것이고, 오히려 발전량이 적다면, 그 차익만큼만 계량이가 돌아간다.

그런데 반대로 발전량이 사용량보다 많다면 어떻게 될까???
아날로그 계량기라면 거꾸로 돈다.. 
디지털 계량기라면 보통은 Error를 표시하고 역적산은 하지 않는다.
물론 한전과 계통연계 계약이 되어 있다면 계량이가 G-Type이 설치되거나 Advanced E-Type 계량이가 달려 있을 것이다.. 이 두 종류의 디지털 계량기는 역전송한 전기량도 별도로 계량하고 있기 때문에, 발전량이 많을수록 유리하다
그렇다면 작은 용량으로 계통연계 발전을 하려면 어떤 자재가 필요할까?

1. 태양전지판
2. 계통연계 인버터

이렇게 두 가지만 필요하다, 독립형 발전보다 비용이 적게 들고, 설치도 더 간단하다
각 지자체에서 아파트형 베란다 태양광 지원사업이 바로 이 게통연계 발전이다.
주로 가정에서 냉장고와 전기밥솥 등이 상시 전기를 소비하고 있는데, 이게 보통 500w 미안이다. 그래서 지자체 지원사업으로 태양광 패널을 설치한 가정은 냉장고나 밥솥의 전력 정도를 낮에 발전된 용량과 바꾸는 셈이다.

전지판의 효율적인 구성
예를 들어 태양전지판이 10장이 있다고 가정하고, 소규모로 내가 독립형이던 계통연계형이던 발전을 하려고 생각한다면, 이 전지판을 직렬로 연결하는 게 좋을까 ? 병렬로 연결하는게 좋을까 ?

내 개인적인 생각은 직렬로 연결하는게 좋다.. 그 이유는,,,
직렬연결 시 전선이 적게 들어가고, 전압이 높고 전류가 낮게 설계되기 때문에 전선의 굵기도 얇아도 된다.
병렬연결 시 전선이 많이 들어가고, 전류가 높고 전압이 낮게 설계되기 때문에 전선의 굵기가 굵어야 된다.
전선이 얼마 안 하는데 많이 들어가 봤자지 머,,, 이렇게 생각하시는 분도 있을 듯한데, 태양전지판끼리 연결하는 소켓이 MC4라는 방수형 소켓이 있다 이 소켓이 병렬로 연결할 때 많이 들어가고 전선도 6sq 전선을 사용하기 때문에 적은 비용이 아님..

단결정, 다결정
단결정 전지판은 효율은 좋은 대신에 그들이 지면 발전량이 급격히 떨어지는 단점이 있고,
다결정은 효율은 좋지 않지만 왼만한 그들이 져도 발전이 가능한 장점을 가지고 있다,


휘어지는 태양전지판
흔히 우리가 알고 있는 전지판은 아연(?) 프레임으로 구성된 전지판인데,,, 요즘 대중화된 전지판이 바로 Flexible solar 전지판이다
전지판이 어느 정도 휘어지거나 두루마리처럼 말린다.
주로 캠핑용 차량 지붕에 전지판을 시공할 때 이 flexible 전지판을 사용한다.. 물론 쉽게 구할 수 있다.


온도와 태양전지판
태양전지판은 햇볕을 받기 때문에 온도가 올라갈 수밖에 없는 구조이다.
태양광을 받아서 발전할 때 그 온도가 상당히 올라가게 되고 전지판 효율은 당연히 떨어지게 된다.
그래서 발전량은 한여름보다 오히려 봄이나 가을 또는 겨울에 발전 효율이 더 좋고 발전량도 많을 수 있다.
일부에서는 여름에 자동으로 스프링클러가 돌아서 태양전지판의 온도를 내려주는 장치도 설치하여 사용하는 경우도 많다,

계통연계 발전량 확인

환경오염
태양전지판은 친환경이다, 아무런 공해 없이 전기를 생산해 낼 수 있다. 그러나 이 태양전지판은 반도체이다, 반도체는 폐기될 때 썩지 않고 환경을 오염시킨다,
그리고 제조 과정에서 반도체 공장의 오염물질인 유기염소계 용제에 의해서 토양이 오염되거나 지하수의 오염이 발생할 수 있다
그래서 100% 친환경이라고 말하는 것은 아직까지는 현실적으로 힘들지 않을까?