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ETFE 필름을 적용한 태양광 모듈의 전기적 출력 및 신뢰성에 관한 연구
Electrical Output and Reliability of Photovoltaic Module Using Ethylene Tetrafluoroethylene Film 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.40 no.4, 2020년, pp.13 - 22  

신우균 (한국에너지기술연구원 신재생에너지 연구소 태양광연구단) ,  임종록 (한국에너지기술연구원 신재생에너지 연구소 태양광연구단) ,  고석환 (한국에너지기술연구원 신재생에너지 연구소 태양광연구단) ,  강기환 (한국에너지기술연구원 신재생에너지 연구소 태양광연구단) ,  주영철 (한국에너지기술연구원 신재생에너지 연구소 태양광연구단) ,  황혜미 (한국에너지기술연구원 신재생에너지 연구소 태양광연구단)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the supply of photovoltaic (PV) increases worldwide, the cumulative installations in 2018 were 7.9 and 560 GW in Korea and the world, respectively. Typically, when the ground on commercial PV modules is installed, the area is limited; hence, new designs of PV modules are required to install addit...

주제어

#결정질 태양광 모듈   #경량화 태양광 모듈   #ETFE 필름   #전기적 출력   #신뢰성  

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 논문에서는 다양한 필름 계열 소재 중 ETFE (Ethylene Tetrafluoroethylene) 필름의 태양광 모듈 전면 소재로서의 적용 가능성 여부를 확인하기 위한 필름의 신뢰성 평가 실험 및 소재특성 분석을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전 세계 누적 태양광 설치 량은 얼마인가? 9 GW로 전 세계에서 10번째로 태양광이 많이 설치되었다. 국내뿐만 아니라 전 세계 누적 태양광 설치 량도 2018년 말 약 560 GW가 설치되었다1). 하지만 지상에 설치되는 태양광은 면적에 한계가 있어 건물, 수상, 영농 등 다양한 형태의 태양광 시스템이 개발 및 설치되고 있다.
저철분 강화 유리가 건물, 영농, 수상 등 다른 형태의 태양광 시스템에 적용되기 어려운 이유는 무엇인가? 일반적으로 지상에 설치되는 태양광 모듈은 전면에 저철분 강화 유리를 사용하여 제작된다. 저철분 강화 유리는 모듈의 전면 재료가 가져야하는 높은 투과율 및 신뢰성을 가지고 있지만 무게가 무겁다는 단점이 있어 건물, 영농, 수상 등 다른 형태의 태양광 시스템에 널리 적용되기에는 어려움이 있다. 태양광 모듈의 무게가 줄어들면 기존에 설치가 불가능한 지붕에도 설치가 가능하여 태양광의 설치와 보급이 확대될 것으로 예측되므로 태양광 모듈의 경량화는 반드시 필요하다2).
태양광 모듈의 투과율이 낮을 때 출력 또한 낮은 이유는 무엇인가? 태양광 모듈의 전면 재료는 투과율이 높을수록 모듈의 전기적 출력이 높아지게 된다. 투과율이 낮을 경우에는 빛을 대부분 흡수하기 때문에 광 생성 전류가 낮아지게 되는 것이다. 또한 태양광 모듈의 수명인 약 20년 동안의 정상적인 발전을 위해서는 옥외의 급변하는 온도(여름철과 겨울철), 높은 자외선 및 습도 등을 견뎌내야 한다.
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참고문헌 (16)

  1. PVPS, I. (2018). Snapshot of global photovoltaic markets. Report IEA PVPS T1-33, 2018. 

  2. https://solarpowermanagement.net/article/106810/Glass_free_lightweight_solar_module 

  3. Kaltenbrunner, M., White, M. S., Glowacki, E. D., Sekitani, T., Someya, T., Sariciftci, N. S., and Bauer, S., Ultrathin and Lightweight Organic Solar Cells with High Flexibility. Nature Communications, Vol. 3, No. 1, pp. 1-7, 2012. 

  4. Housser, G., Halbe, A., Sharpe, K., Haldar, P., and Babineau, F., Lightweight, Zero-Penetration, Pre-Formed Support Molds Adapted for Rigid Thin-Film Solar Modules. In 2015 IEEE 42nd Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), pp. 1-4, IEEE, 2015. 

  5. Vygranenko, Y., Khosropour, A., Yang, R., Sazonov, A., Kosarev, A., Abramov, A., and Terukov, E., "Lightweight Amorphous Silicon Photovoltaic Modules on Flexible Plastic Substrate." Canadian Journal of Physics, Vol. 92, No. 7/8, pp. 871-874, 2014. 

    상세보기 crossref

  6. Izu, M., Ovshinsky, H. C., Whelan, K., Fatalski, L., Ovshinsky, S. R., Glatfelter, T., and Guha, S., Lightweight flexible rooftop PV module. In Proceedings of 1994 IEEE 1st World Conference on Photovoltaic Energy Conversion-WCPEC (A Joint Conference of PVSC, PVSEC and PSEC), Vol. 1, pp. 990-993. IEEE, 1994. 

  7. Halbe, A., Novak, J., Sharpe, K., Housser, G., and Haldars, P., Evaluation of Mounting Mechanisms for the Installation of Lightweight PV Systems on Commercial Rooftops. In 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), pp. 3539-3542, IEEE, 2014. 

  8. Honeker, C., Fuller, E., Watts, A., Booth, D., Flaherty, B., and Mao, E., Reducing Installed Costs of Residential Solar by the use of Adhesive Mounted Lightweight Solar Modules. In 2016 IEEE 43rd Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), pp. 3135-3140, IEEE, 2016. 

  9. Martins, A. C., Chapuis, V., Virtuani, A., and Ballif, C., Robust Glass-Free Lightweight Photovoltaic Modules With Improved Resistance to Mechanical Loads and Impact. IEEE Journal of Photovoltaics, Vol. 9, No. 1, pp. 245-251, 2018. 

  10. Martins, A. C., Chapuis, V., Virtuani, A., Li, H. Y., Perret-Aebi, L. E., and Ballif, C., Thermo-Mechanical Stability of Lightweight Glass-Free Photovoltaic Modules Based on a Composite Substrate. Solar Energy Materials and Solar Cells, Vol. 187, pp. 82-90, 2018. 

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  11. Holton, E., Halbe, A., Garney, A., Whitbeck, J., Sharpe, K., Metacarpa, D., and Haldar, P., Cost and Market Analysis of Integrative Lightweight PV Systems for Low-Slope Commercial Rooftops. In 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), pp. 2740-2742, IEEE, 2014. 

  12. Metacarpa, D., Fobare , D., Garney, A., Yan, F., Dwyer, D., Holton, E., and Haldar, P., "Reduced Balance of System Costs using Lightweight Photovoltaics Integrated with Roofing Material Membranes." 2015 IEEE 42nd Photovoltaic Specialist Conference (PVSC). IEEE, 2015. 

  13. Cremers, J. and Marx, H., Comparative Study of a New Ir-Absorbing Film to Improve Solar Shading and Thermal Comfort for ETFE structures. Procedia Engineering, Vol. 155, pp. 113-120, 2016. 

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  14. Menendez, A., Martinez, A., Santos, A., Ruiz, B., Moritz, K., Klein, I., and Gomez, D., A Multifunctional ETFE Module for Sustainable Facade Lighting: Design, Manufacturing and Monitoring. Energy and Buildings, Vol. 161, pp. 10-21, 2018. 

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  15. Kang, G. H. and Kim, G. H., "Photovoltaic Module", Sungandang. 

  16. Lim, J. R., Shin, W. G., Yoon, H. S., Kim, Y. S., Ju, Y. C., Ko, S. W., Kang, G. H., and Hwang, H. M., A Study on the Output and Reliability Characteristics of Ultra Barrier Film PV Module. Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 39, No. 5, pp. 1-10, 2019. 

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