2020-09-30
org.kosen.entty.User@17d5808f
전성준(jjsung283)
- 3
안녕하세요 태양광패널의 효율관련 질문드립니다.
Q1. 제가 알기로 일정시간이 지나게되면 패널의 효율이 떨어지는 것으로 알고있습니다
원인이 무엇인지, 재료자체적인 문제인지 외부의 문제도 포함된건지 문의드립니다.
이를 방지하기 위한 방안 ex코팅 등? 은 현재 기술로 나와있는게 있는지 궁금합니다.
Q2. 태양광패널을 설치한 지역이 오히려 평균기온이 올라가는 것으로 알고있습니다(미국사례).
환경적 측면에서 그럼에도 불구하고 태양광을 추진하는 이유가 궁금합니다.
추천인 akdvka34
Q1. 제가 알기로 일정시간이 지나게되면 패널의 효율이 떨어지는 것으로 알고있습니다
원인이 무엇인지, 재료자체적인 문제인지 외부의 문제도 포함된건지 문의드립니다.
이를 방지하기 위한 방안 ex코팅 등? 은 현재 기술로 나와있는게 있는지 궁금합니다.
Q2. 태양광패널을 설치한 지역이 오히려 평균기온이 올라가는 것으로 알고있습니다(미국사례).
환경적 측면에서 그럼에도 불구하고 태양광을 추진하는 이유가 궁금합니다.
추천인 akdvka34
- 태양광
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 3
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답변
신동협님의 답변
2020-10-04- 2
안녕하세요? 제가 알고 있는 지식 범위 내에서 답변을 드렸습니다.
1. 태양광 패널은 현재 25년 이상을 보증을 하는데, 매년 효율은 일정 퍼센트로 감소하게 됩니다.
이는 패널이 외기 즉 비바람 등에 노출되어 전극 부식 등 문제점으로 이어지기 때문입니다. 이런 전극 산화 즉 접촉 저항의 증가는 태양광 패널의 효율을 감소시키게 됩니다. 물론 태양전지를 둘러싸고 있는 봉지재를 여러겹 적층하면 감소율이 줄어들겠지만 가격이 상승하기 때문에 가격과 감소율을 고려하여 봉지재를 사용하고 있습니다. 그리고 봉지재 기술도 매년 조금씩 발전하여 이런 문제점도 조금씩 해결되고 있습니다.
2. 태양광 패널은 빛을 흡수하게 됩니다. 흡수된 빛의 상당 부분은 전기를 생산하고 나머지는 열로 배출되게 됩니다. 이로 인해 주변 온도가 소폭 상승할 수도 있습니다. 하지만 온도 상승은 주변의 환경을 크게 훼손시킬 정도는 아닌 것으로 알고 있습니다. 즉 이런 불편한 점도 있지만 태양광 발전의 장점이 더 크기 때문에 설치되고 있습니다. 화력발전소에서도 발전을 하기 위해서 열이 발생되고 CO2도 발생됩니다. 하지만 득이 많으면 설치하는 것도 같은 이치라고 생각합니다. -
답변
오원욱님의 답변
2020-10-05- 2
Q1. 제가 알기로 일정시간이 지나게되면 패널의 효율이 떨어지는 것으로 알고있습니다
원인이 무엇인지, 재료자체적인 문제인지 외부의 문제도 포함된건지 문의드립니다.
이를 방지하기 위한 방안 ex코팅 등? 은 현재 기술로 나와있는게 있는지 궁금합니다.
답변 : 통상 태양광 모듈은 효율보다는 출력으로 비교합니다. 같은 개념이나 태양전지는 효율, 태양광 모듈은 출력 기준이며, 출력이 떨어지는 현상은 열화(Degradation)와 고장(Failure)으로 분류가 가능합니다. 열화는 물리, 화학적으로 시간이 지남에 따라 기능이 저하되는 현상으로 대략 모듈당 연간 0.8% 이내 열화율을 보여 25년 20% 이내 열화를 보이는 것은 정상입니다.
고장의 경우 기능 저하보다 심각하게 출력 손실이 발생하는 현상으로 봅니다.
열화는 재료 자체적인 문제(EVA의 성능 저하 등)와 환경적인 요인에 의해 발생될 수 있습니다.
고장의 경우 시공, 제품, 운영 및 유지관리 측면에서 다양하게 발생할 수 있습니다.
열화와 고장을 방지하기 위해서는 고내구성, 신뢰성 제품과 공정이 필요하겠고, 시공과 운영 및 유지관리를 전문화하는 방법과 정기점검을 통해서 육안검사, 측정검사 등을 시행하여 사전에 방지가 가능합니다. 코팅은 특수한 경우입니다. 초기 태양과 유리 표면에 AR(반사방지) 코팅이 되어 있는데, 이 코팅의 내구성은 25년이 아니므로 먼저 열화가 발생할 수 있고, 재코팅하는 방법이 있으나, 현재까지 실용적이지 않습니다.
Q2. 태양광패널을 설치한 지역이 오히려 평균기온이 올라가는 것으로 알고있습니다(미국사례).
환경적 측면에서 그럼에도 불구하고 태양광을 추진하는 이유가 궁금합니다.
답변 : 필드에 설치된 태양광 모듈의 대부분(90% 이상)은 결정질 실리콘 태양광 모듈이고, 실리콘의 특성이 indirect band gap이라 여기(excitation)될 때 포논산란에 의해 열이 방출됩니다. 그래서 일반적으로 맑은 날 주변 온도가 30도 정도이면 모듈온도는 20-30도 이상 높게 측정됩니다. 겨울철 영하의 날씨에도 모듈은 영상을 보이기도 합니다. 모듈온도 상승으로 주변의 온도가 약간 높을 수 있으나, 전체 평균기온 상승에 영향을 줄정도라고 생각되지 않습니다. 환경적 측면에서 태양에너지는 무한하고 모듈만 설치하면 수십년간 별 문제없이(인버터의 교체가 필요) 사용이 가능합니다. 최근 태양광 모듈의 기술 발달로 30-40년 써도 80% 이상의 출력이 나오지 않을까 생각됩니다. -
답변
정연학님의 답변
2020-10-16- 1
1. 효율저하
-외부 환경에 의한 효율성 저하 문제 발생
(일사량의 변동, 적운 및 적설, 오염 및 노화, 온도 변화에 의한 효율 변동, 그늘 발생 시 손실 원재 및 자재 공급, 표준 상태일 때 태양 전지 모듈의 효율, 직병렬 접속의 불균형, 직류 회로 손실, 인버터 및 발전 장치 손실, 축전지충방전에 의한 손실, 최대 출력 차이의 손실 등)
통상적으로 태양광발전은 온도가 1℃ 올라감에 따라 효율이 0.5%씩 감소한다
2. 부작용
-실제로 기온 상승이 크지 않다고 봅니다.
화석연료와 달리 무한한 에너지원이라는 장점이 있지만, 발전효율은 낮고, 수명이 20면 정도인데. 수명이 다하고 버려진 태양광 패널에서 납과 카드뮴, 인듐, 구리, 육불화에탄 등 다양한 중금속이 검출된다고 하니 이에 대한 처리가 필요합니다.