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인조잔디 바닥종류에 따른 양면수광형 실리콘 태양광 모듈의 발전성능 평가
Evaluation of Power Generation Performance for Bifacial Si Photovoltaic Modules installed on Different Artificial Grass Floors 원문보기

에너지공학 = Journal of energy engineering, v.27 no.3, 2018년, pp.1 - 9  

유영균 (영남대학교 화학공학부) ,  서영주 (영남대학교 화학공학부) ,  박도현 (영남대학교 화학공학부) ,  김민수 (영남대학교 화학공학부) ,  장호준 (코오롱글로텍) ,  권영훈 (코오롱글로텍) ,  황보철 (코오롱글로텍) ,  김우경 (영남대학교 화학공학부) ,  장성호 (LG전자)

초록
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본 연구에서는 양면수광형 태양광 발전시스템의 바닥면 적용을 목적으로 개발된 고반사율 인조잔디를 적용하여 태양광 모듈의 발전성능 옥외실증평가를 실시하였다. 사용된 모듈은 60셀 규격의 단면수광형 모듈과 2종의 양면수광형 모듈이며, 양면수광형 모듈들은 각각 split-type과 일반 box-type의 정션박스가 부착된 모델이다. 평가결과 양면모듈의 split-type 정션박스가 일반 box-type 정션박스 대비 후면출력개선에 크게 도움이 되었고, 이는 energy yield 향상으로 이어졌다. 양면수광형 모듈은 단면모듈 대비 일반 시멘트 바닥면에서는 평균적으로 28-29%, 인조잔디 바닥면에서는 29-33% 정도의 발전량 향상 (bifacial gain)을 보였다. 인조잔디의 경우 반사율을 높힌 시편의 경우 반사율(Albedo)이 0.18로 기존의 단모 및 장모의 반사율 0.14-0.15 보다 우수한 것으로 평가되었고, 이는 bifacial gain의 기존 29-30% 수준에서 33%로의 개선을 달성하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the outdoor evaluation test was performed to characterize the highly-reflective artificial grass to be used for bifacial photovoltaic (PV) power generation system. The 60-cell n-type Si monofacial and bifacial PV modules were employed, where two types of bifacial modules were equipped...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 양면수광형 태양광 발전시스템의 바닥면 적용을 목적으로 개발된 고반사율 인조잔디와 일반잔디를 태양광 모듈 옥외실증 설비를 이용하여 평가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
양면수광형 태양광 모듈의 원리는 무엇인가? 양면수광형 태양광 모듈의 기본 원리는 전면의 직사광을 흡수할 뿐만 아니라, 바닥면 혹은 옆면에서의 반사에 의해 후면에서도 빛을 흡수하여 발전을 하는 것이다. 이를 위해, 셀 단위에서는 기존의 불투명한 후면전계 (Back Surface Field: BSF) 후면전극 대신 빛이 투과될 수 있는 그리드형태의 후면전극이 요구된다.
전 세계적으로 태양광발전을 포함한 신재생에너지에 대한 요구가 증가하는 이유는 무엇인가? 지구온난화를 포함한 기후변화문제와 전력 소비량 증가에 따른 에너지 자립화 이슈가 맞물려 전 세계적으로 태양광발전을 포함한 신재생에너지에 대한 요구가 점점 증가하고 있다. 이에 따라, 태양광 시장은 최근 몇 년 사이에 급속도로 성장하여, 연간 세계 태양광 모듈 설치량이 2015년 50 GW, 2016년 75 GW 및 2017년 98 GW에 도달했다.
양면수광형 태양광 모듈은 설치 높이, 각도 및 방향과 바닥의 재질 등 주위 환경에 많은 영향을 받는 이유는 무엇인가? 양면수광형 태양광 모듈의 기본 원리는 전면의 직사광을 흡수할 뿐만 아니라, 바닥면 혹은 옆면에서의 반사에 의해 후면에서도 빛을 흡수하여 발전을 하는 것이다. 이를 위해, 셀 단위에서는 기존의 불투명한 후면전계 (Back Surface Field: BSF) 후면전극 대신 빛이 투과될 수 있는 그리드형태의 후면전극이 요구된다. 또한, 모듈 제조 시에는 불투명한 백시트 (back sheet) 대신 투명한 백시트나 유리 백커버를 적용하여야 한다. 후면으로 들어오는 빛의 양은 바닥면 종류 및 특성에 따라 결정되는 반사율 (Albedo)에 크게 영향을 받으며, 양면모듈 사용 시 이 반사율에 따라 기존 단면모듈 대비 최대 50%의 추가 발전량을 기대할 수 있다.[6]
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참고문헌 (11)

  1. 2018, Snapshot of Global Photovoltaic Markets, International Energy Agency (IEA) PhotoVoltaic Power Systems (PVPS) Programme. 

  2. 2018, Best Research-Cell Efficiencies, https://www.nrel.gov/pv/assets/pdfs/pv-efficiencies-07-17-2018.pdf 

  3. S. Dittmann et al., 2017, Characterization of bifacial PV mini-modules using front- and doubleside illumination, 33rd European PV Solar Energy Conference. 

  4. R. Guerrero-Lemus, R. Vega, T. Kim, A. Kimm, L. E. Shephard, 2016, Bifacial solar photovoltaics-A technology review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 60, pp. 1533-1549. 

  5. 2018, International Techology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV), 9th Edition. 

  6. A. Cuevas et al., 1982, 50 Per cent more output power from an albedo-collecting flat panel using bifacial solar cells, Solar Energy, Vol. 29, No. 5, pp. 419-420 

  7. D. Park, M. Kim, W. So, S.-Y. Oh, H. Park, S. Jang, S.-H. Park, W.K. Kim, 2018, Evaluation of bifacial Si solar module with different albedo conditions, Current Photovoltaic Research, Vol. 6, No. 2, pp. 62-67. 

  8. J. E. Castillo-Aguilella, P. S. Hauser, 2016, Multi-variable bifacial photovoltaic module test results and best-fit annual bifacial energy yield model, IEEE Access, Vol. 4, pp. 498-506. 

  9. E.E. van Dyk, E.L. Meyer, 2004, Analysis of the effect of parasitic resistances on the performance of photovoltaic modules, Renewable Energy, Vol. 29, pp. 333-344. 

  10. R. Ramaprabha, B. L. Mathur, 2009, Impact of partial shading onsolar PV module containing series connected cells, International Journal of Recent Trends in Engineering, Vol. 2, No. 7, pp. 56-60. 

  11. M. Kim, S. Ji, S. Y. Oh, J. H. Jung, 2016, Prediction study of solar modules considering the shadow effect, Current Photovoltaic Research, Vol. 4, No. 2, pp. 80-86. 

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