신재생에너지발전설비(태양광)기사 2013년 9월 28일 시행한 태양광 이론 기출문제 정답 및 해설

[敎務處長]

           ▶신재생에너지발전설비(태양광)기사  2013년  9월 28 시행◀

2018년  3월 13일 문제 공개 자료

태양광발전 시스템 이론

1 어떤 태양전지 모듈의 특성 값이 다음 표와 같다.
일사강도 1000W/㎡, 분광분포가 AM 1.5, 모듈 표면온도가 50℃ 일 때, 이 모듈의출력은 약 얼마인가?

Voc : 44.90V        Isc : 8.55A
Vmpp : 36.40V    Impp : 8.11A

Voc 온도계수 : -0.4%/℃

① 266W          

② 280W
③ 295W          

④ 345W

정답①

정답해설

표준온도보다 높은 온도에서의 최대출력 max = ��max {1+(�� ×0)}[W]단, :최대출력(��max ) 온도계수, �� : STC 조건 온도 편차 max = ��= 36.40×8.11 = 295.2 이므로
max = 295.2{1+(-0.004×(50-25)} = 265.68≒266[W]

2 태양전지 모듈에 다른 태양전지회로나 축전지에서 전류가 돌아 들어가는 것을 방지
하기 위하여 설치하는 것은?
① 바이패스 다이오드      

② ZNR
③ SPD                        

④ 역류방지 다이오드

정답④

정답해설
역류방지 다이오드는 태양전지 모듈에 다른 태양전지회로나 축전지에서 전류가 돌아

들어가는 것을 방지하기 위하여 설치하는 소자로, 태양전지 어레이의 스트링별로 설치되며, 접속함 내에 설치하는 것이 일반적이다.

3 태양전지 모듈에 그림자가 생겼을 때 출력감소를 최소화 하는 대비책으로 설치하는
것은?
① 바이오패스 다이오드     

② 역류 다이오드
③ 제너 다이오드              

④ 발광 다이오드

정답①

정답해설
바이패스 다이오드는 태양전지 모듈에 그림자가 생겼을 때 출력감소를 최소화 하는 대비책으로 설치하는 것으로, 이것은 태양전지 모듈 후면에 있는 출력단자함에 설치된다.

4 다음 그림과 같이 축전지회로가 구성되어 있다.단자 A, B 사이에 나타나는 출력전압과 축전지 용량은?

① DC 48V, 200Ah     

② DC 48V, 600Ah
③ DC 12V, 200Ah      

④ DC 12V, 600Ah

정답②

정답해설
그림에서 12(V) 4개가 직렬구성이므로 12(V)×4개= 48(V)전류는 병렬3회로 200(Ah)이므로 3회로×200(A) = 600(Ah)5

5 태양광 전지에서 생산된 전력 125W가 인버터에 입력되어 인버터 출력이 100W가되면 인버터의 변화 효율은 몇 %인가?
① 45%             

② 64%
③ 80%             

④ 92%

정답③

정답해설
100÷125×100 = 80(%)

6 실리콘 태양전지와 비교해서 화합물 반도체 태양전지인 GaAs(갈륨비소)의 특징은?
① 모든 파장 영역에서 빛의 흡수율이 떨어진다.
② 접합 영역에서 전자와 정공의 재결합이 낮다.
③ 빛의 흡수가 뛰어나 후면에서 재결합이 거의 발생하지 않는다.
④ 접합 영역이나 표면에서의 재결합보다 내부에서의 재결합이 많이 발생한다.

정답③

정답해설
화합물 반도체 태양전지인 GaAs(갈륨비소)는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체의 대표적인 태양전지이다. 이것은 에너지 밴드갭이 1.4[eV]로서 단일 전지로는 최대효율을 낼 수 있는 최적의 밴드갭 특성을 가지며, 직접 천이형으로 우수한 광흡수율을 가지고 있다.

7 다음 설명은 인버터의 효율 중 어떤 효율에 관한 것인가?

태양광 모듈의 출력이 최대가 되는 최대전력점 (MPP : Maximum Power Point)을 찾는 기술에 대한 성능 지표이다.

① 정격 효율         

② 추적 효율
③ 유로 효율         

④ 변환 효율

정답②

정답해설

최대 전력점 추적 (Maximum Power Point Tracking, MPPT)은 태양광 발전 인버터에 사용되는 기법으로, 광전지 배열로부터 가능한 최대 전력을 얻기 위한 것이다. 태양광전지는 태양 복사, 온도, 전체 저항과 복잡한 관계를 가지고 있어 I-V 곡선이라고 부르는 비선형 출력 효율 특성을 가진다. MPPT 시스템의 목적은 전지의 산출을 측정하고 저항(부하)을 적용하여 어떠한 환경 조건 아래에서도 최대 전력을 얻는 것이다.

8 어떤 전지의 외부회로 저항은 5Ω이고 전류는 8A가 흐른다. 외부회로에 5Ω 대신에15Ω의 저항을 접속하면 4A로 떨어진다. 전지의 기전력은?
① 100V       

② 80V
③ 60V          

④ 40V

정답②

정답해설
외부저항 5(Ω)일 때 전류는 8(A)이므로 V = IR = 8×5 = 40(V)외부저항 15(Ω)일 때 전류는 4(A)이므로 V = IR = 4×15 = 60(V)

9 태양광발전시스템의 분류 중 섬, 낙도 등에 사용하는 방식은?
① 계통연계형        

② 독립형
③ 추적식              

④ 고정식

정답②

정답해설
독립형 태양광 발전 시스템은 도서지역, 산간벽지 등 계통전원 공급이 어려운 지역에
전력을 공급하기 위한 시스템으로 태양전지 모듈, 충전조절기, 인버터, 축전지, 발전기로 구성되어 있다. 또한 모니터링 시스템을 구축하면 원거리에서도 실시간으로 태양광발전량을 감시할 수 있다.

10 태양전지의 직류 출력을 상용주파수의 교류로 변환한 후 변압기에서 절연하는 방식은?
① 트랜스리스 방식        

② 고주파 변압기 절연방식
③ PAM 방식                

④ 상용주파 변압기 절연방식

정답④

정답해설
상용주파 변압기 절연방식은 태양전지의 직류 출력을 상용주파수의 교류로 변환한

후 변압기에서 절연하는 방식으로, 내뢰성과 노이즈 컷이 뛰어나다. 그러나 상용주파 변압기를 이용하기 때문에 중량이 무겁다.

11.태양광발전시스템이 계통과 연계 시 계통측에 정전이 발생한 경우 계통측으로 전력이 공급되는 것을 방지하는 인버터의 기능은?

①자동운전 정지기능

②최대전력 추종제어기능

③단독운전 방지기능

④자동전류 조정기능

12.저항 50Ω, 인덕턴스 200mH의 직렬회로에 주파수 50㎐의 교류를 접속하였다면, 이 회로의 역률(%)은?

    ①약 82.3

②약 72.3

③약 62.3

④약 52.3

13.태양광 인버터의 단독운전 방지 기능에서 능동적인 검출방식이 아닌 것은?

①전압위상 도약 검출 방식

②주파수 시프트 방식

③부하 변동 방식

④무효전력 변동 방식

14.뇌 서지 등의 피해로부터 PV시스템을 보호하기 위한 대책으로 적합하지 않는 것은?

①피뢰소자를 어레이 주회로 내에 분산시켜 설치함과 동시에 접속함에도 설치한다.

②뇌우의 발생지역에서는 직류전원 측에 내뢰 트랜스를 설치하여 보다 완전한 대책을 취한다.

③뇌우의 발생지역에서는 교류전원 측에 내뢰 트랜스를 설치하여 보다 완전한 대책을 취한다.

④저압 배전선으로부터 침입하는 뇌 서지에 대해서는 분전반에 피뢰소자를 설치한다.

15.태양전지 모듈(슈퍼 스트레이트 형)의 구조 등에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

①충진재로 봉한 태양전지 셀을 수광면의 프론트 커버와 뒷면 백커버 사이에 끼운 구조이다.

②프론트 커버는 90% 이상의 투과율과 높은 내충격력을 보유한 약 3㎜ 정도의 백판 열처리 유리를 사용한다.

③태양전지 셀 사이의 내부연결을 위하여 절연전선을 사용하여 접속한다.

④프레임은 알루마이트 내식처리를 한 알루미늄 표면에 아크릴 도장을 한 프레임재를 사용한다.

16.트랜스리스 방식의 인버터를 선정할 경우 특히 주의해야 할 점은?

①계통의 전압, 주파수, 상수특성 분석

②태양광 모듈의 출력특성 분석

③계통연계 보호장치

④출력측의 전압과 결선방식

17.태양광발전시스템의 특징이 아닌 것은?

①구름이 낀 날이나 비오는 날에는 발전이 불가능하다.

②발전량은 기상 조건의 영향을 받는다.

③빛을 전기로 직접 변환한다.

④분산형 시스템이다.

18.전체 태양광발전시스템의 성능에 영향을 미치는 인버터의 효율에 관한 설명으로 가장 옳은 것은?

①태양광 인버터의 효율은 중요하지 않다.

②변환 효율만이 시스템 성능에 영향을 미친다.

③추적 효율만이 시스템 성능에 영향을 미친다.

④변환 효율과 추적 효율을 같이 고려해야 한다.

19.지표면에서 태양을 올려 보는 각(angle of elevation)이 30℃인 경우에 AM(air mass) 값은?

①0

②1

③1.5

④2

20.태양전지 모듈에 입사된 빛 에너지가 변환되어 발생하는 전기적 출력을 특성곡선으로 나타낸 것은?

①전압-전류 특성

②전압-저항 특성

③전류-온도 특성

④전압-온도 특성

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