태양의 PV 시스템 구성 요소 101

간단히 말해서 태양광 발전은 태양 에너지를 소비 가능한 전기로 변환하는 방법입니다. 그러나 그보다 더 복잡합니다. 시스템은 각각 특정 역할을 하는 여러 부분으로 구성됩니다. 태양 에너지를 수집, 운송하고 이후에 전기로 변환합니다. 태양 에너지를 시스템으로 완전히 이해하려면 관련된 모든 주요 구성 요소의 기능을 이해하는 것이 필수적입니다.

태양광 발전 시스템(PV 시스템)은 태양광을 전기로 변환하기 위해 광전지를 사용합니다. 신뢰할 수 있는 녹색 에너지 솔루션은 태양광 패널이라고도 하는 광전지를 사용하여 얻을 수 있습니다.

태양열 PV 시스템은 오염을 배출하지 않기 때문에 보다 친환경적인 환경에 기여하고자 하는 모든 사람에게 지속 가능하고 유지 관리가 적은 탁월한 옵션입니다. 수많은 장점으로 인해 매력적인 옵션이기도 합니다.

이 기사에서는 태양열에 대해 더 많이 알게 될 것입니다. PV 시스템 구성 요소와 그 장점.

태양광은 어떻게 PV 시스템 작업?

태양광 전지에 의해 수집된 태양 에너지는 태양광 전지에 의해 직류(DC) 전기로 변환됩니다. 낮 동안 햇빛은 태양광 발전 시스템 전체에 반사되어 전기장이 흐르게 하는 전기장을 생성합니다.

그런 다음 AC 전력은 인버터에 의해 생성되며, 인버터는 DC 전기를 가져와 이를 교류(AC)로 변환합니다. 가정에서는 AC 전원을 사용하여 전기 제품에 전원을 공급하며, 이를 AC 부하라고 합니다.

태양계의 주요 구성 요소

우리는 아래에 다양한 태양 전지 패널 부품 및 구성 요소를 나열했습니다.

태양 전지 패널

태양광 기술은 1954년에 처음 제조되었으며 그 이후로 빠르게 확장되고 있습니다. 광전지 패널로도 알려진 태양 전지 패널은 많은 개별 태양 전지로 구성됩니다. 일반적으로 태양 전지가 많을수록 태양 전지판의 성능이 더 높아집니다.

태양 전지판의 주요 측면 중 하나는 햇빛을 포착하여 전기로 변환한다는 것입니다. 다양한 응용 분야(난방 시스템, 가로등, 기계 설치, 카메라, 간판, 전화 충전 및 전기를 사용하는 기타 여러 장치)에 사용할 수 있습니다. 밤 동안 태양 전지판에서 생성된 에너지는 특수 태양 전지에 저장되거나 편리한 시간에 그리드에 직접 공급됩니다.

태양 전지판의 종류

다음을 포함한 다양한 태양 전지 패널을 광전지 시스템에 쉽게 사용할 수 있습니다.

단결정 태양 전지판

단결정 패널에서 결정은 패널 전체에 균일하게 분포됩니다. 그들은 갈륨 비소, 비정질 실리콘, 구리 인듐 갈륨 셀레나이드, 게르마늄, 카드뮴 텔루라이드 및 유기 폴리머와 같은 다양한 재료로 제조할 수 있습니다.

단결정 태양 전지판은 현재까지 가장 높은 효율 등급을 가지며 다른 유형의 패널보다 저조도 조건에서 더 나은 성능을 보입니다. 더욱이, 그 효율은 나이가 들어감에 따라 더 천천히 감소합니다. 단결정 태양 전지판은 실리콘 잉곳으로 만들어지며 제조 비용이 엄청나게 비쌉니다. 처음에는 단결정 패널이 가장 비용이 많이 듭니다. 그러나 장기적으로 에너지 절약을 통해 가치가 있을 수 있습니다.

다결정 태양 전지판

그늘의 수준에 따라 변하는 다결정 실리콘 태양 전지판에는 독특한 얼룩덜룩한 파란색이 있습니다. 이 패널에 사용된 실리콘은 균질하지 않기 때문에 실리콘의 결정 구조는 패널의 다른 부분에서 다를 수 있습니다. 따라서 다결정 태양광 패널은 단결정 패널보다 효율이 낮습니다.

더 높은 온도 계수로 인해 다결정 태양 전지 패널은 단결정 태양 전지 패널보다 높은 작동 온도에서 덜 효과적입니다. 변환 효율이 떨어지기 때문에 지정된 전력을 생산하기 위해 더 많은 패널이 필요합니다.

다결정 실리콘 태양광 패널은 균질하지 않기 때문에 구매 비용이 적게 들고 많은 고객들이 선호합니다.

비정질 박막 태양 전지판

박막형 태양광 패널은 단결정이나 다결정 물질에 비해 효율이 낮고 수명도 짧습니다. 제조 방법이 간단하기 때문에 결정질 패널보다 비용이 훨씬 저렴합니다. 결정질 태양 전지판과 달리 박막 태양 전지판은 성형이 가능하지만 결정질 태양 전지판은 구부러지면 금이 갈 수 있습니다.

주거용 태양광 발전 시스템에 박막 패널을 사용하는 것은 효율성이 낮기 때문에 권장되지 않습니다. 박막 패널은 결정질 패널과 동일한 양의 전기를 생산하기 위해 더 많은 공간(따라서 더 많은 패널)이 필요합니다. 따라서 유틸리티 회사는 주택 소유자보다 이러한 태양 전지 패널을 더 일반적으로 사용합니다.

태양 광 인버터

태양 에너지 시스템의 유형에 관계없이 인버터는 중요한 구성 요소입니다. 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하여 TV, 냉장고, 전자레인지와 같은 상업용 및 가전제품과 대규모 산업용으로 에너지를 공급하는 등 주거용, 상업용, 산업용으로 다양하게 활용되고 있습니다. 장비. 인버터는 태양광 발전에 중요한 역할을 합니다. PV 환경 친화적 인 시스템.

태양광 인버터의 종류

스트링 인버터

그들의 전력 시스템은 그리드에 직접 연결되어 있으며 배터리 백업 시스템이 거의 없습니다. 이 유형의 인버터는 비즈니스 및 가정용으로 가장 많이 사용됩니다. 이 제품의 설계 수명은 25년이며 보증 기간은 일반적으로 XNUMX년입니다.

계통 연계형 인버터

계통연계형 인버터는 입력에 해당하는 위상과 주파수를 일치시켜 태양에너지를 전기에너지로 변환한다. 인버터는 계통에 연결되어 있으므로 안전상의 이유로 자동으로 종료될 수도 있습니다.

중앙 인버터

매우 효율적이지만 변동 관리 및 균형 조정과 같은 고유한 그리드와 같은 기능과 호환됩니다. 이러한 유형의 태양광 인버터는 일반적으로 매우 크며 자체 저장 공간, 배기 시스템 등이 있습니다. 대부분의 용량은 400KW 이상입니다.

마이크로 인버터

스트링 인버터와 비교할 때 일반적으로 더 작고 덜 강력하며 용량은 200와트에서 350와트 사이입니다. 그들은 스트링 인버터보다 비싸지 만 부분적으로 음영 처리 된 영역에서 더 큰 효율을 보입니다. 각 패널은 특정 패널의 뒷면에 장착되므로 DC에서 AC로의 변환은 해당 패널에서만 발생합니다.

독립형 인버터

독립형 인버터 또는 독립형 인버터는 작동하기 위해 태양광 패널과 동기화할 필요가 없기 때문에 독립형 인버터라고도 합니다. 그들은 광전지 에너지를 전기로 변환하여 에너지를 얻습니다. 이 유형의 태양광 인버터는 일반적으로 사람들이 전력망에서 완전히 벗어나 살기를 선호하는 외딴 지역에 설치됩니다.

배터리 기반 인버터 또는 하이브리드 태양광 인버터

이 유형의 태양광 인버터는 태양광이 충분하지 않거나 전력 소비가 높을 때 계통과 동기화하면서 계통에서 독립할 수 있도록 하여 계통 연계형 인버터와 독립형 인버터를 혼합한 것과 같습니다. 배터리는 DC 커플링으로 알려진 기술을 사용하여 인버터와 상호 연결됩니다.

더 많은 태양광 부품 및 부품

DC 차단 스위치

DC 전기 흐름을 완료하거나 중단하는 커넥터를 DC 차단이라고 합니다. 태양열 PV 시스템에는 태양광 패널과 전력 인버터 사이에 위치한 DC 차단기가 포함되며, 이는 귀하(또는 소방서)가 태양광 발전을 차단하려는 경우 쉽게 버릴 수 있습니다. DC 절연기 스위치 PV 시스템은 설치, 유지 보수 및 수리 중에 태양 전지 패널을 수동으로 분리합니다.

신속한 종료 장치

NEC(National Electrical Code)에 따라 태양광 패널 시스템에는 신속한 종료 기능이 있어야 합니다. 간단히 말해서 옥상 태양광 패널 시스템의 전원을 빠르게 차단할 수 있습니다.

소방관의 안전을 보장하기 위해 NFPA(National Fire Protection Association)는 NEC에 신속한 종료 요구 사항을 포함했습니다. 집에 불이 났을 때 빠른 셧다운 기능이 유용하지 않다고 생각한다면 소방관은 화재가 발생했을 때 지붕 위로 올라가야 하는 경우 신속하게 시스템의 전원을 차단할 수 있습니다.

태양광 인버터를 끄는 간단한 작업이 항상 이를 달성할 수 있는 것은 아닙니다. 일부 시스템은 인버터가 꺼진 경우에도 전선과 회로에 전원이 공급된 상태로 유지하여 지붕이나 다락방에서 작업하는 소방관을 더 큰 충격 위험에 빠뜨릴 수 있습니다. 태양광 시스템은 전압을 빠르게 낮출 수 있는 급속 차단 장치를 사용하여 XNUMX분 이내에 신속하게 차단할 수 있습니다.

서지 보호 장치

번개에 의해 직간접적으로 발생하는 것과 같은 전기 서지 및 스파이크는 서지 보호 장치(SPD)로 보호할 수 있습니다. 완전히 별도의 장치로 사용하거나 전기 장비의 일부로 사용할 수 있습니다. 태양 에너지는 태양광 발전 시스템(PV)을 통해 전류로 변환될 수 있습니다. SPD를 설치하면 설비 손상을 방지할 수 있으며 높은 유지 보수 비용과 생산 중단으로 인한 손실을 피할 수 있습니다.

DC 퓨즈 홀더

태양열 DC 퓨즈는 주로 시스템 배선이 과열되어 화재가 발생하지 않도록 보호하는 데 사용됩니다. 두 번째 기능은 단락 시 장치에 불이 붙거나 심각한 손상을 입는 것을 방지하는 것입니다.

충전 컨트롤러

배터리 충전 컨트롤러는 배터리가 과충전되지 않도록 태양 전지판에서 나오는 DC를 조절합니다. 충전 컨트롤러를 사용하여 배터리가 완전히 충전되었는지 확인하고 전류 흐름을 차단하여 배터리의 영구적인 손상을 방지할 수 있습니다.

일반적으로 충전 컨트롤러는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)와 PWM(Pulse Width Modulation)으로 구분됩니다.

PWM은 표준 유형이며 크기에 따라 범위가 4A에서 60A이므로 소규모 배터리 뱅크 및 태양광 시스템에 이상적입니다. 또는 MPPT 충전 컨트롤러는 일반적으로 최대 160볼트 DC의 고전압을 사용하는 태양광 시스템에 더 적합합니다.

모든 태양 전지판에 태양열 배터리 뱅크가 있는 것은 아니기 때문에 태양광 발전 시스템에 충전 컨트롤러를 항상 포함할 필요는 없습니다. 따라서 배터리 뱅크가 있는 경우에만 충전 컨트롤러를 사용해야 합니다. 또한 귀하의 PV 어레이가 2 배터리 amp-hours당 약 50와트를 출력하므로 충전 컨트롤러가 필요하지 않을 수 있습니다.

결합기 상자

결합기 상자는 대부분의 태양열 전기 시스템에서 종종 간과되지만 중요한 역할을 합니다. 결합기 상자는 여러 태양 전지판을 동시에 연결할 수 있는 전기 인클로저입니다. 12볼트 시스템에 대해 12개의 XNUMX볼트 패널을 함께 배선하는 경우 해당 출력을 결합기 상자의 터미널에 직접 연결합니다.

시스템의 다음 구성 요소인 충전 컨트롤러를 연결하려면 결합기 상자에서 두 개의 전선(도관 내)만 연결하면 됩니다. 또한 일련의 퓨즈 또는 차단기가 포함됩니다. 상자는 일반적으로 실외용으로 평가되며 태양광 패널 또는 어레이 바로 옆에 배치해야 합니다.

태양광 시스템의 장점

• 고 신뢰성

태양광 발전 시스템은 혹독한 기상 조건의 영향을 받지만 여전히 매우 안정적입니다. 태양광 어레이를 사용하면 중요한 전원 공급 장치가 중단 없이 지속적으로 작동할 수 있습니다.

• 강한 지속성

태양 전지판은 일반적으로 25년 이상의 보증이 적용되며 대부분은 수년간 작동 상태를 유지합니다.

• 청정 에너지원

PV 세포는 가장 중요한 이점인 청정하고 녹색 에너지를 제공합니다. 패널이 대기 중으로 이산화탄소와 같은 유해한 온실 가스를 방출할 염려가 없습니다.

• 무료 원료

원재료를 구매할 필요가 없다는 점도 장점! 태양 전지는 태양에 의존하여 전기를 생산하며, 이는 주변에서 풍부하게 이용 가능합니다. 태양 에너지를 선택하는 것은 탁월한 선택입니다. 시스템에는 초기 투자가 필요합니다. 그러나 그것은 자유롭고 자연스럽고 오랫동안 풍부합니다. 생성된 에너지를 한 번 사용하면 PV 셀을 사용하면 결국 전기 비용을 절약할 수 있습니다.

• 낮은 유지 보수 비용

태양광 발전 시스템은 기존 연료 시스템에 비해 간헐적인 검사 및 수리 작업만 필요합니다.

• 연료 소비 제로

연료가 필요한 기존 시스템과 달리 태양광 시스템은 조달, 저장 또는 운송 비용이 필요하지 않습니다.

• 소음 공해가 작다

최소한의 기계적 움직임에도 불구하고 태양광 시스템은 조용히 작동할 수 있습니다.

• 태양광 감독

PV 시스템은 에너지 효율성을 개선하기 위해 일부 모듈을 추가해야 할 수도 있습니다.

• 간편한 설치

주거용 태양 전지판은 생활 방식을 방해하지 않고 지상이나 지붕에 설치할 수 있습니다.

• 강력한 보안

태양광 시스템은 환경뿐만 아니라 사용자에게도 안전합니다. 그들은 자연 재해 또는 기계적 재해가 발생할 경우 집을 보호하는 수정 사항이 있습니다.

• 강한 독립

많은 주거 지역은 독립적인 에너지 생산 및 유틸리티로부터의 독립성 때문에 이 새로운 기술을 채택하고 있습니다.

주요 테이크 아웃

가정에 태양광 발전 시스템을 설치하면 일상 생활의 질이 향상되고 발전이 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다. 이 기사가 태양열 구성 요소에 대한 충분한 정보를 제공했기를 바랍니다. PV 시스템.

그러나 집에 적합한 태양광 시스템을 선택하는 것은 어려울 수 있습니다. 태양광 투자를 고려할 때 많은 요소를 고려해야 합니다. 태양광 발전 시스템은 특정 애플리케이션에 필요한 전력량을 기반으로 설계되었습니다. 전력 요구 사항, 저장 용량 및 그리드 연결에 따라 필요한 패널 수가 달라집니다. 올바른 결정을 내리려면 옵션과 사용 가능한 공급업체를 철저히 검토해야 합니다.