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제안 방법
- Roll-to-Roll Lamination 공정으로 고열전도도 backsheet를 제작하여 고온지역에 적용하기 위한 장기 신뢰성 특성을 분석하여 보았다. 장기신뢰성 특성으로 PCT 72시간까지 측정한 결과 연신율 및 인장강도의 보존율은 각각 70% 이상 유지하였다.
- 완성된 4-cell 모듈은 heating chamber에서 써모커플을 연결하여 시간에 따른 온도변화를 측정하여 방열성능을 검증하여 보았다. 동시에 소형모듈의 총발전량(Pmax)의 변화량은 simulator를 이용하여 측정하였다. Fig.
- Cell side는 폴리에틸렌면, air side는 white PET면 쪽으로 하여 사용하였다. 또한 각 층마다 우레탄계열 접착제를 사용하였다. 만들어진 backsheet의 단면 구조는 Fig.
- 모듈의 발전량 및 발전효율을 검증하기 위하여 4 cell 구조의 소형 태양광모듈을 제작하여 발전량을 측정하여 보았다. 그 결과 일반 백시트를 사용한 모듈대비 방열성 백시트를 적용한 모듈의 발전량은 2.
- 환경내후성평가를 하기위해 사용한 항온항습시험장비로는 Coretech社 HQ-DAC100 모델을 사용하였으며 온도 121 ℃, 습도 100 %에서 24 h, 48 h, 72 h 동안 내후성 실험을 했다. 발전효율 실험은 24일간 모니터링된 누적 발전량을 측정하였다. 측정 장소는 한국건설생활환경시험연구 원옥외실증시험센터에서 이루어졌다.
- 하지만 이러한 방법은 PV 모듈 설치에 있어 추가적인 시공 시간 등 여러 가지 비용이 발생하게 된다. 본 논문은 backsheet에 열전도성을 부여하기위해 고열전도도 특성을 갖는 MgO 마스터배치를 이용하여 backsheet를 제작하였다. 인장 강도, 연신율, 보존율, 반사율 및 색차를 측정하였으며 고열전도도 특성을 갖는 MgO 마스터배치로 제작한 방열 backsheet를 태양광 모듈에 적용하여 발전효율 특성을 고찰하였다.
- 본 연구에서 고열전도도 특성을 갖는 backsheet에서 방열 특성을 갖기 위해 3 μm의 입도를 갖는 MgO를 사용하여 마스터배 치를 만들었으며 마스터배치에 백색을 부여하기 위해 MgO와 TiO를 3:1 비율로 배합된 마스터배치를 사용하였다.
- 따라서 MgO 입도 크기가 크면 고르게 분산이 어려우며 입도가 작으면 전체 비표면적이 높아 입자상호간의 aggregation이 발생할 수있다. 분산도의 최적화를 위하여 분산입자의 크기와 압출 온도, 압력 등의 변수를 변경하여 최적조건을 평가하였다. Fig.
- 열전도 폴리에틸렌필름과 내가수분해성 투명 일반 PET 125 μm, white PET 70 μm와 같이 Roll to Roll 공정으로 라미네이션 하여 3 layer backsheet를 제작하였다.
- 미니모듈의 라미네이팅 공정은 145 ℃의 온도에서 2 step을 이용하여 진행하였다. 완성된 4-cell 모듈은 heating chamber에서 써모커플을 연결하여 시간에 따른 온도변화를 측정하여 방열성능을 검증하여 보았다. 동시에 소형모듈의 총발전량(Pmax)의 변화량은 simulator를 이용하여 측정하였다.
- 본 논문은 backsheet에 열전도성을 부여하기위해 고열전도도 특성을 갖는 MgO 마스터배치를 이용하여 backsheet를 제작하였다. 인장 강도, 연신율, 보존율, 반사율 및 색차를 측정하였으며 고열전도도 특성을 갖는 MgO 마스터배치로 제작한 방열 backsheet를 태양광 모듈에 적용하여 발전효율 특성을 고찰하였다.
- 제조된 고열전도도 backsheet의 발전량을 알아보기 위해 소형 4 cell을 이용한 모듈을 제작한 후 발전량 (Pmax)을 측정하였다. 미니모듈의 라미네이팅 공정은 145 ℃의 온도에서 2 step을 이용하여 진행하였다.
- 폴리에틸렌 수지와 마스터배치를 7:3 비율로 배합하였으며 이때 블로운 압출방식(blown extrusion)을 이용하여 MgO 함량 20 %인 고열전도를 갖는 폴리에틸렌 필름 100 μm를 만들었다.
대상 데이터
- 발전효율 실험은 24일간 모니터링된 누적 발전량을 측정하였다. 측정 장소는 한국건설생활환경시험연구 원옥외실증시험센터에서 이루어졌다. 열전도도 측정은 Netzch社 의 모델 LFA447인 Nanoflash를 사용하여 열전도도를 측정하였으며 방향은 수직방향으로 측정하였다.
이론/모형
- Fig. 1과 같이 만들어진 고열전도도 특성을 갖는 back sheet 를 인장강도와 연신율, 내후성 보존율을 ASTM D 882 규격을 통해 측정을 하였고, 사용 장비는 Testone社의 TO-100-IC모델로 측정하였다. 반사율 및 색차 확인을 위해 사용한 장비는 Konica 社 CM-3600D 장비를 사용하였으며 측정 조건은 D65와 ASTM E313-73 방법으로 측정하였다.
- 반사율 및 색차 확인을 위해 사용한 장비는 Konica 社 CM-3600D 장비를 사용하였으며 측정 조건은 D65와 ASTM E313-73 방법으로 측정하였다. MgO의 분산성과 제작된 고열전도도 backsheet의 구조를 알아보기 위해 주사전자현미경 장비로 Jeol社 JSM-7500F 모델을 사용했다. 환경내후성평가를 하기위해 사용한 항온항습시험장비로는 Coretech社 HQ-DAC100 모델을 사용하였으며 온도 121 ℃, 습도 100 %에서 24 h, 48 h, 72 h 동안 내후성 실험을 했다.
- 1과 같이 만들어진 고열전도도 특성을 갖는 back sheet 를 인장강도와 연신율, 내후성 보존율을 ASTM D 882 규격을 통해 측정을 하였고, 사용 장비는 Testone社의 TO-100-IC모델로 측정하였다. 반사율 및 색차 확인을 위해 사용한 장비는 Konica 社 CM-3600D 장비를 사용하였으며 측정 조건은 D65와 ASTM E313-73 방법으로 측정하였다. MgO의 분산성과 제작된 고열전도도 backsheet의 구조를 알아보기 위해 주사전자현미경 장비로 Jeol社 JSM-7500F 모델을 사용했다.
- 측정 장소는 한국건설생활환경시험연구 원옥외실증시험센터에서 이루어졌다. 열전도도 측정은 Netzch社 의 모델 LFA447인 Nanoflash를 사용하여 열전도도를 측정하였으며 방향은 수직방향으로 측정하였다.
- 또한 Guarded Hot Plate법은 중앙에 주열판이 있고 양쪽에 시료를 넣어 열을 중앙에서 상하로 전달하는 방법을 사용하며 Heat Flow Meter법과는 다른 상하로 전달하는 열을 계산하여 보정시료 없이 열전도도를 직접 측정하는 방법이다. 이 연구에서는 Heat Flow Meter법을 사용하여 열전도도를 측정하였다[9][10].
- MgO의 분산성과 제작된 고열전도도 backsheet의 구조를 알아보기 위해 주사전자현미경 장비로 Jeol社 JSM-7500F 모델을 사용했다. 환경내후성평가를 하기위해 사용한 항온항습시험장비로는 Coretech社 HQ-DAC100 모델을 사용하였으며 온도 121 ℃, 습도 100 %에서 24 h, 48 h, 72 h 동안 내후성 실험을 했다. 발전효율 실험은 24일간 모니터링된 누적 발전량을 측정하였다.
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