태양광 발전 작동 원리 및 시스템 구성

태양광 발전은 태양전지를 이용해 태양광 에너지를 광기전 효과의 원리를 이용해 직접 전기 에너지로 변환하는 기술이다. 독립적으로 사용되거나 발전을 위해 그리드에 연결되어 사용되는 태양광 발전 시스템은 주로 태양광 패널(구성 요소), 컨트롤러 및 인버터의 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 주로 전자 부품으로 구성되지만 기계 부품은 포함되지 않습니다.

1. 태양광 발전의 작동원리

태양광 발전은 태양전지 부품에 의존하며, 반도체 소재의 전자적 특성을 활용합니다. 반도체 PN 접합에 햇빛이 비치면 PN 접합 장벽 영역에 강한 내장 정전기장이 생성되어 장벽이 형성됩니다. 해당 영역에 비평형 전자와 정공이 생성되거나 생성되는 비평형 전자와 정공 장벽 영역 외부에 있지만 내장된 정전기장의 작용으로 장벽 영역으로 확산되어 반대 방향으로 이동하여 장벽 영역을 떠납니다. 결과적으로, P영역의 전위는 증가하고 N영역의 전위는 감소함으로써 외부 회로에 전압과 전류가 발생하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시킨다.

2. 태양광 발전시스템의 구성

1. 태양전지 부품

태양전지는 실제 사용에 필요한 전압보다 훨씬 낮은 약 0.5V의 전압만 생성할 수 있습니다. 실제 응용 분야의 요구 사항을 충족하려면 태양 전지를 구성 요소에 연결해야 합니다. 태양광 모듈에는 전선으로 연결된 특정 수의 태양전지가 포함되어 있습니다. 예를 들어, 모듈 하나에 태양전지 셀이 36개 있는데, 이는 태양광 모듈이 약 17V의 전압을 생성할 수 있다는 뜻이다.

전선으로 연결된 태양전지에 밀봉된 물리적인 단위를 태양전지 모듈이라고 합니다. 부식 방지, 방풍, 우박 방지 및 비 방지 기능을 갖추고 있으며 다양한 분야 및 시스템에서 널리 사용됩니다. 응용 분야에서 더 높은 전압과 전류가 요구되고 단일 모듈이 요구 사항을 충족할 수 없는 경우 여러 모듈을 태양 전지 어레이로 결합하여 필요한 전압과 전류를 얻을 수 있습니다.

2. DC/AC 인버터

직류를 교류로 변환하는 장치. 태양전지는 DC 전력을 생산하고, 일반 부하는 AC 부하이므로 인버터는 필수입니다. 인버터는 작동 모드에 따라 독립적으로 작동하는 인버터와 계통 연결형 인버터로 나눌 수 있습니다. 독립형 인버터는 독립형 태양전지 발전 시스템에서 독립 부하에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 그리드 연결형 인버터는 그리드에서 작동하는 태양전지 발전 시스템에서 생성된 전력을 그리드에 공급하는 데 사용됩니다. 인버터는 출력 파형에 따라 구형파 인버터와 정현파 인버터로 구분됩니다.

3. 배전실 설계

계통연계형 발전시스템에는 배터리, 태양광 충방전 컨트롤러, 교류 및 직류 배전시스템이 없기 때문에 여건이 허락한다면 계통연계형 발전시스템의 인버터를 저전압 배전실에 배치할 수 있다. 그리드 연결 지점에서. 그렇지 않으면 별도의 저압 배전실 4~6㎡만 건설하면 충분하다.

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