▒▒ 태양광발전의 기본구성 (어떠한 기기가 필요한가?) ▒▒
태양발전만으로 주택용 전원을 완전 카바하려면, 태양전지 설치에만 수천만원을 투자해야 한다.
그러나 태양광 시스템은 대단히 간단하기 때문에 예산이 허용하는 한도내에서 쉽게 시작할 수 있다. 태양전지판넬을 이용한 발전은 판넬만 추가함으로서 간단하게 출력을 증가시킬 수 있는 등 유연성이 뛰어나다.
태양전지에 의해 만들어지는 전기는 직류전원으로, 전압은 12V가 기본이다. 따라서 태양전지를 이용하는 방법은 12V직류를 그대로 사용하든지, 220V교류로 변화하여 가정용전원과 같은 환경으로 사용하는 방법이 있다.
▒▒ 1)12V전원으로 사용
태양광발전으로부터 얻어진 전원을 12V전원으로 사용하는 것은 가장 쉽고도 경제적인 방법이다. 태양전지에 직접 12V전용 펌프에 연결하면, 어항이나 분수장치등에 이용가능하다.
12V시스템을 주야로 사용하기 위해서는 태양전지외에 기본적으로 충전콘트롤러, 배터리가 필요하다. 이 시스템에 12V전용 형광등, 전등을 연결하면 차고나 창고, 별장의 조명등에 응용할 수 있다. 또한, 차량용 12V기기(테레비젼, 통신기기, 냉난방기기, 조명기)를 이용할 수 있다.
▒▒ 2)220V전원으로 사용
태양광발전시스템을 220V시스템으로 사용하기 위해서는 인버터가 추가로 필요하다. 인버터란 12V직류전류를 입력하여 220V의 교류전류(유사사인파, 사인파)로 변환시켜주는 장치다. 220V시스템을 구성하면, 일반가정용의 전기기기를 그대로 사용할 수 있게 된다.
소규모시스템(예를 들어 50W태양전지 1장)으로도 형광등,비디오, TV.PC 등의 전원을 일정시간 동안 이용할 수 있으며,
대규모의 전원(50W 태양전지 20-60장: 1KW-3KW)를 구성하면, 주택용 독립전원으로 부족함이 없다. 주택용의 태양전지시스템을 일반 전력회사의 송전선과 계통연계하여 전력회사에 잉여전력을 팔 수도 있다. (주택용 태양전지시스템은 정부가 50%의 자금지원)
▒▒ 3. 태양전지시스템 출력계산법
태양전지시스템 설계시 가장 중요한 것은 어떤 기기를 몇시간 정도 이용할 것인가를 명확히 파악해야 한다. 이를 기초로 태양전지와 주변기기의 종류와 규모를결정한다. 예를 들어 다음과 같은 표를 완성하므로서, 필요한 태양전지의 출력, 배터리용량을 결정할 수 있다.
1단계: 시스템의 전력수요계산 :
기기(Volt)×와트(V×A)×사용시간/일×사용일수/주÷7 = 평균w×Hour/일
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1) 태양전지시스템에서 사용할 기기 리스트 작성
2) 각 기기의 와트/1일사용시간/주간사용일수를 기록하여 1일의 필요한 전력량(Watts Hour/일수) 계산
( 이때 220V기기의 경우는 12V에서 220V로의 변환손실계수 1.1을 곱한다.
예를 들어 60W의 220V 전등을 2개, 매일 3시간 사용할 경우는,
2x60x 1.1x3x7÷7=396W Hour/일이 된다.)
* 권장사항 : 11~15와트급 초절전 조명기구 사용 (조명밝기=60와트급과 동일)
3) 각 기기별 전력량 계산값을 합하여 1일의 평균사용전력량 Watts Hour/일 합계을 계산하고, 이것에 배터리 손실계수 1.25를 곱하여 보정후의 Watts Hour/일 합계(&)을 구한다.
1일전력사용량( W Hour/일) x 배터리손실계수(1.25)= 실제 필요한 1일 전력량
2단계: 필요한 태양전지출력 계산
평균사용전력량을 태양광 일조시간으로 나누면, 태양전지의 최저필요 와트수가 구해진다.
태양의 일조시간은 지역, 계절에 따라 다르지만. 여기서는 평균적으로 한국의 일조시간 3.3시간/일을 사용한다.
태양전지의 최저 필요와트수(*)에 태양전지출력보정계수(열, 표면오염에 이한 출력저하의 보정) 1.15를 곱해서 순수한 태양전지출력합계를 구한다. 이 태양전지출력합계를 1장당의 태양전지 와트수(통상 40-60W)로 나누므로서 필요한 태양전지 판넬매수를 계산할 수 있다.
3단계 : 필요한 배터리용량 계산
태양전지에 의해 발생시킨 전력을 주야간으로 사용하기 위해서는 전기를 저장해두는 배터리가 필요하다. 어느정도 용량의 배터리가 필요한지를 계산해보자.
앞에서 얻어진 1일평균 전력량을 배터리전압(통상12V)로 나누어, 1일당의 전류부하(Ah/일)을 구한다. 얻어진 전류부하에 우천등으로 충전할 수 없는 일수/주를 곱한다. 통상 3~4일을 상정해 두면 충분하다. 이렇게 하면 배터리축전용량을 계산할 수 있다. 통상 연축전지는 용량의 80%이상의 방전을 계속하면 전지의 수명이 짧아지기 때문에, 방전심도는 80%까지로 한다. 여기서 축전용량를 0.8로 나누면 필요한 배터리용량합계를 계산할 수 있다.
이상과 같이 각 시스템에 대한 필요전력량, 태양전지판넬수, 배터리용량을 계산하여, 사용형태에 따라 최적의 태양전지시스템을 디자인할 수 있게 된다.
더 상세하고 다양한 자료는
에너지관리공단 홈페이지(www.kemco.or.kr)를 참고하십시요.
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출처 :태양은 다시 떠오르고..... 원문보기▶ 글쓴이 : 해바라기
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