건물형 태양광 모듈의 설치각도를 고려한 최대출력 시험방법 = Test Method for Maximum Power Measurement Considering the Installation Angle of Building-integrated Photovoltaic Modules

국문 초록 (Abstract)

本 論文은 건물형 태양광 모듈의 설치각도를 고려한 최대출력 시험 방법을 연구하기 爲한 論文이다. 건물형 태양광 모듈은 기본적인 발전 소자의 역할과 건축자재 의 역할을 동시수행 하는 융복합 제품이다. 발전소 건설에 활용 가능한 국토 면적이 좁은 국내에서는 제로에너지건축물 제도와 맞물려 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 일정한 각 도의 범위 안에서 설치되는 일반 태양광 모듈과 다르게 건물형 태양광은 설치 위치에 따라 비교적 다양한 각도로 설치된다. 이 에 따라 기존의 수직 입사조건이 아닌 특정 설치각도의 태양광 모듈의 출력을 측정하기 위한 시험방법이 필요하게 되었다. 하 지만 현행 시험표준에선 태양광 모듈은 일반 태양광 모듈을 기 준으로 설계 된 표준시험조건(STC, Standard Test Condition) 을 이용한 최대출력측정만을 진행하고 있다. 비록 시중의 연간 발전량 시뮬레이터를 이용하면 일사량 및 일사각도의 변화에 따 른 총 출력량을 임의로 계산해 주지만 특정 각도에서의 최대출 력을 시험소를 통해 측정 하는 것은 어려운 실정이다. 태양광 모듈 시뮬레이터에서 모듈의 각도를 변경 할 수 있도록 장비를 개조하거나 별도의 지그를 구매해 측정 할 수 있으나 이는 시험 소 차원에서 많은 제원이 소모된다. 이에 본 논문은 태양광 시뮬레이터의 조사광량 변경을 통해 설 치각도에 따른 출력을 재현 할 수 있는 등가광량을 도출해 별도 의 설치각도 변경없이 출력측정을 진행 하는 시험방법을 연구하 였다. 본 논문을 통해 별도의 장비 개조 및 지그 설치 없이 특 정 각도의 태양광 모듈 출력을 측정하는 방법을 도출하였다. 이 를 통해 기존의 태양광 시뮬레이터를 이용한 건물형 태양광 모 듈의 설치각도 재현 시험을 산업계에서 범용적으로 적용 할 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• II. 태양광 발전 모듈의 특성 2
• 2.1 태양전지의 개요 2
• 2.2 태양전지의 등가회로 4
• 2.3 태양전지의 전압-전류 동작 특성 6
• 2.4 건물일체형 태양광 모듈 8
• III. 태양광 모듈의 최대출력 측정방법 9
• 3.1 태양광 모듈 표준시험조건 9
• 3.2 태양전지 출력과 람베르트의 코사인 법칙 12
• 3.3 IEC에 따른 태양광 모듈 최대출력 시험 설비 요건 13
• 3.4 IEC국제표준에 따른 태양광 모듈 출력 측정절차 14
• 3.5 시험표준을 위한 측정불확도의 정의 16
• IV. 실측실험을 통한 시험방법 도출 17
• 4.1 태양광모듈 출력측정 실험 전제 조건 수립 17
• 4.2 태양광모듈 설치각 별 출력측정 실험 수행 20
• 4.3 각도별 실측값 기반 등가 광량 예측 26
• 4.4 대표 등가 광량을 이용한 실측실험 27
• 4.5 최종 결과 확인 및 시험방법 수립 29
• Ⅴ. 결론 30