태양광발전기초 [공부하기 6]태양전지 기본단위 셀(Cell), 폴리실리콘 계열의 단결정 및 다결정으로 구분, 태양전지 셀의 전압과 전류 알아보기

[트라이]

1. 솔라셀의 전압과 전류

  태양전지의 가장 기본단위는 셀(Cell)입니다.

  결정질실리콘 태양전지 셀은 단결정과 다결정셀로 나누고 또 크기에 따라 5인치셀과 6인치셀로 나눌 수 있습니다.

  아래 도표는 A셀 제조회사의 5인치 단결정질 셀과 6인치 다결정질 셀의 사양서 입니다.

그럼 위의 사양서를 참고하여 셀 1개에서 생산할 수 있는 최대전압과 최대전류를 알아보겠습니다.

사양서 제일 왼쪽의 등급은 품질의 등급을 가르키며 효율이 높을수록 좋은 품질의 셀입니다.

최대전압(Vmp)은 단결정질 셀이나 다결정셀 모두 0.49V~0.53V 입니다.

최대전류(Imp)는 5인치셀이 1장당 4.5A~4.59A 정도 나오고, 6인치셀은 1장당 6.9A~7.9A 정도 나옵니다.

출력으로 계산하면 5인치 셀은 2.5W 정도 6인치셀이 4W 정도 나옵니다.

물론 효율이 아주 우수한 셀은 더 높게 나오겠지만, 여기서는 현재 일반적으로 생산되고 있는 효율 16%~17%의 A사 셀을 기준으로 하였습니다.

실험은 국제표준시험조건 (STC)로 실시한 결과 입니다.

국제표준시험조건(STC : Standard Test Condition)이란 :

입사조도(Incidence Irradiance) : 1000W/m

태양전지 온도                         :  25˚c

대기질량(AM)                         : 1.5의 상태를 규정지어 세계적으로 태양전지 시험표준조건으로 채택하고 있습니다.

2. 솔라모듈의 전압과 전류

  셀을 여러장 직렬연결시키면 전압이 셀 숫자의 배수로 증가되며 또 병렬연결시키면 전류가 배가 됩니다.

  이런 원리를 이용하여 필요한 전압과 전류를 가진 모듈을 만들 수 있습니다.

  예를들어 80W (18V x 4.5A) 모듈을 만들려면 5인치 단결정 셀 (V=0.5V ,I=4.5A)을 36장 직렬 연결시키면 됩니다.(0.5V x 36셀 = 18V 4.5A)

  태양전지 모듈의 성능은 전압과 전류 그리고 변환효율로 전기적 성능을 평가 할 수 있습니다.

  가. 전압 - 전류 측정방법

  전압 - 전류의 간이 측정방법은 아래 그림과 같이 태양전지의 표면 전극과 반대편 이면 전극에 부하(전압원)회로를 연결시키고, 이 회로에

  전압계와 전류계를 설치하고, 태양전지 표면에 유사 태양광을 비추어서 전압과 전류를 측정하면 됩니다.

  유사태양광으로는 일반적으로 크세논(Xenon)램프가 사용되며 통상 0.1W/Cm(1000W/m)의 조건으로 실험하면 됩니다.

  온도조건은 25˚C로 맞추어 주십시오.

  나. 전압-전류 특성 그래프(I - V 곡선표)보는법

  태양전지의 전압-전류 특성 그래프의 모양은 일반적으로 아래 그림과 같이 통상 사각형의 모양입니다.

  전압이 제로(0)일때의 전류를 단락전류(Short-Circuit Current : Isc)라 부르고 태양전지에 전류가 흐르지 않을때의 전압을

  개방전압(Open-Circuit Volt : Voc)라고 합니다.

  태양전지에서 나오는 전력은 전류와 전압을 곱하여 얻을 수 있으며 그림과 같이 최대전류(Max. Power Currnt : Imp)와

  최대전압(Max. Power Volt : Vmp)이 만나는 최적의 동작점에서 발생한 전력이 태양전지의 최대출력(Max. power)값이 됩니다.

  이모듈의 최대출력값은 최대전압 x 최대전류 이므로 17.6V x 4.55 = 80.08W 인것입니다.

출처 : 솔라센터

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