태양광 발전

소개글

태양광 발전에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 태양광 발전의 정의

2. 태양광 발전의 구성 요소
(1)태양 전지
(2)전력조정 장치
(3)인버터
(4)축전지

3. 태양광 발전의 원리
[PN 원리에 의한 발전원리]

4. 태양광 발전 시스템의 종류
(1)독립형 태양광발전 시스템
(2)계통 연계형 태양광발전 시스템

5. 태양광 발전시스템(Photovoltanic:PV)
(1)태양광 발전 시스템의 응용분야
(2)건물 적용 태양광발전 시스템의 장점
(3)건물 적용 태양광발전 시스템의 단점
(4) 건물 적용 태양광 발전 시스템의 원리
(5) BIPV & PVIB
1)BIPV
2)PVIB
(6) BIPV & PVIB 적용 기법 및 사례
1)건물 상부외피 요소
2) 건물 입면 요소
3) 차양/채광 요소

6. 결론

본문내용

연계방식은 대용량발전소의 경우나 주택용 전원 등에 이용하는 시스템으로 계통선 연계형 인버터를 직접 태양전지와 연결하여 PV모듈로부터 발생된 인버터출력이 부하가 필요로 하는 전력보다 클 경우 그 잉여전력은 계통선으로 공급되며, PV모듈로부터 발생된 인버터출력이 부하가 필요로 하는 전력보다 적을 경우 부족한 전력은 계통선에서 공급된다. 또한 독립형 시스템에서와 같이 고가의 축적설비가 필요 없기 때문에 축전지의 충방전 손실이 없고 효율이 개선되는 장점을 가지고 있다. 그러나 계통연계형 시스템에서 PV모듈의 발생전력은 인버터를 지나 계통선과 직접 연결되어 있기 때문에 인버터 발생고조파와 유효전력과 무효전력의 동요는 직접 전력계통선에 영향을 미치게 된다. 계통선에는 많은 시스템들이 연결되어 있고 시스템의 발생전력과 수요전력이 균등상태에 있다면 계통선에서의 문제들은 찾기가 매우 어렵다. 그러므로 안전성에 관련된 기술적인 문제들이 나타나게 되며, 이러한 기술적인 문제점 해결을 위해 태양전지와 계통선 사이에 전기적인 절연이 필요하며, 시스템의 제어장치가 복잡해진다. 그러나 연계시스템은 보수가 없고 고가의 축적설비가 필요 없으며 시스템효율이 높기 때문에 주택용 PV시스템으로 사용하기 위한 가장 이상적인 시스템 형태라 할 수 있다.
5. 태양광 발전시스템(Photovoltanic:PV)
(1)태양광 발전 시스템의 응용분야
(2)건물 적용 태양광발전 시스템의 장점
- 점차 증가하고 있는 건물에서의 전력소비 지원가능
- 여름철 냉방부하 등으로 인한 전력 피크 완화에 도움
- 별도의 설치 부지가 필요 없어, 실제거주면적이 협소한 지형 조건에 적합
- 생산지와 소비지가 같음으로 송전 등으로 인한 전력 손실 최소화
- 태양전지를 건물 외장재로 사용함으로, 건설시 재료비용 절약
- 환경 친화적인 건물 의장 요소로서 건물의 가치 향상에 기여
(3)건물 적용 태양광발전 시스템의 단점
-지상용에 비해 고려해야할 사항들이 더 많음(온도, 음영, 미관 등)
- 향, 설치각도 등 제약이 따르는 경우가 있음
- 시공 시 어려움이 따르는 경우가 있음
(4) 건물 적용 태양광 발전 시스템의 원리
(5) BIPV & PVIB
1)BIPV
Building Integrated Photo Voltaic (BIPV)란 건물 계획 초기 단계부터 건물의 일부분으로서 설계되어, 건물에 일체화 시키는 방식을 말한다. 장점으로는 건물의 외장재로 사용되어 그에 상응하는 비용을 절감할 수 있고, 건물과의 조화가 잘 이루어짐으로 건물의 부가적인 가치를 향상시킬 수 있음. 단점으로는 온도 등 고려되어야 하는 부분이 있고, 신축 건물이나 기존 건물을 크게 개·보수 하는 경우에만 적용 가능함.
2)PVIB
Photo Voltaic In Building (PVIB)란 기존 건물 또는 신축 건물의 경우에는 본래 건물의 일부분으로서 계획되지 않았으나, 건물이 완전이 지어진 후에 건물에 태양광을 부착 또는 거취 시키는 방식을 말한다. 장점으로는 시공이 비교적 용이하고, 신축 및 기존 건물 어디에도 적용이 가능함. 단점으로는 가대 등 별도의 지지물이 필요하고, 건물과의 조화가 잘 이루어지지 않을 가능성이 있음.
(6) BIPV & PVIB 적용 기법 및 사례
1)건물 상부외피 요소
지붕 위에 태양광 발전 시스템을 설치하는 방법은 건물의 구조 및 재료에 관계없이 독립적으태양광 발전을 설치할 수 있고, 태양전지를 경사지게 설치하기 때문에 일사 획득이 용이 하므로 최대 발전 효율을 나타낼 수 있다. 또한 신축 건축물이든 기존 건물이든 어디에도 사용될 수 있는 장점을 갖고 있고, 특히, 신축 또는 개축시 Skylight방식으로 적용을 할 경우에는 자연채광을 통해 전기에너지 감소까지도 기대할 수 있다.
<건물 상부 외피로서의 적용 기법>
<건물 상부 외피로서의 BIPV 적용 사례>
<평지붕에서의 PVIB 적용 사례>
<경사지붕에서의 PVIB 적용 사례>
2) 건물 입면 요소
건물의 입면에 태양전지를 설치하는 경우에는 태양광을 수직으로 받게 되므로 비교적 효율이 떨어지나, 수직벽을 이용하기 때문에 건물 부지를 최대한도로 이용할 수 있고, 내부 공간도 기존건물과 같이 효율적으로 이용할 수 있는 방식이다. 또한 기존의 수직벽면에 미적인 파사드를 제공하기 위해 다양한 사이즈, 형태, 패턴과 색상의 태양전지모듈을 추가할 수 있으며, 태양전지모듈을 다양한 기능의 건물재료로써 적용할 수 있다.
<건물 입면 요소로서의 적용 기법>
<건물 입면 요소 BIPV 적용 사례>
<건물 입면 요소 PVIB 적용 사례>
3) 차양/채광 요소
채광을 위한 요소로서 적용할 경우, 전력발전 및 빛 조절 기능 이외에도 건물의 이미지를 향상시키는 디자인적인 요소로서 역할까지 기대할 수 있다. 적용 기법으로는 셀 자체에 아주 미세한 구멍을 만들어 빛이 투과할 수 있는 모듈을 제작하여 사용하는 방법과, 셀 사이에 일정한 간격을 두어 모듈을 제작하는 두 가지 방법이 사용된다. 최근 사무실이나 공공건물 등 큰 규모의 건물에 유리소재의 사용하는 예가 많아지고 있어 매우 유용하게 될 수 있는 기법이다. 그러나 이것은 전력 발전이라는 본래의 기능을 떨어뜨릴 수 있으므로, 유리 및 태양전지, 전기 특성을 잘 고려하여 디자인해야 한다. 또한 태양전지는 과도한 직사광선의 유입을 막고 재실자로 하여금 불쾌감을 유발하는 현휘 등을 방지하기 위해 사용되는 차양 요소로 사용되기도 한다.
<건물 차양/채광 요소로서의 적용 기법>
<건물 차양/채광 BIPV 적용 사례>
<건물 차양/채광 PVIB 적용 사례>
6. 결론
- 태양광발전 산업은 이미 21세기 신규 산업으로 부상하고 있고, 향후에도 급속한 성장을 이어 나갈 것이다.
- 최근의 여름철 전력 피크 문제 및 협소한 국토와 과밀한 인구 조건을 가지고 있는 국내 여건 상 건물에 태양광 발전을 적용하는 것은 매우 경쟁력이 있는 분야이다. 특히, 국내 건물의 경 우, 대부분이 남향을 향하고 있어 BIPV 보급 확산에 대한 많은 잠재량을 가지고 있다.
- 현재, 국내 태양광발전산업은 아직까지 미약한 상태이지만 향후 경쟁력 있는 산업으로 확대 될 것으로 기대된다.

키워드

태양광 발전,   태양전지,   인버터,   BIPV,   PVIB,   보조 전력장치,   보조 발전기