태양광발전시스템의 원리   태양광발전시스템의 장·단점   태양광발전시스템의 구성
    태양전지           모듈              PCS

  태양광발전은 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸어주는 발전방식이다.
  이러한 태양광발전의 핵심은 일반적으로 pn접합구조를 가진 태양전지(solar cell)로서 외부로부터
  광자(photon)가 태양전지의 내부로 흡수되면 광자가 지닌 에너지에 의해 태양전지 내부에서 전자
  (electron)와 정공(hole)의 쌍(e-h pair)이 생성된다. 생성된 전자-정공 쌍은 pn접합에서 발생한
  전기장에 의해 전자는 n형 반도체로 이동하고 정공은 p형 반도체로 이동해서 각각의 표면에 있는 전극에서
  수집된다. 각각의 전극에서 수집된 전하(charge)는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는
  전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 된다.
  - 태양전지는 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜주는 가장 작은 단위의 소자
  - 상업적으로는 실리콘을 이용한 태양전지가 주로 사용되고 있으며 사용목적에 따라 화합물 반도체를
   이용한 태양전지도 실용화되고 있음
  - 특수한 소재 및 구조를 가지는 태양전지에 대한 연구도 진행 중임
  - 태양전지의 최소단위를 셀이라고 한다. 실제로 태양전지를 셀 그대로 사용하는 일은 거의 없다.
   그 이유는 2가지로, 하나는 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로 매우 작고, 실제 사용할 수는 수V에서
   수십혹은 수백 V이상이 되고, 따라서 셀을 몇 개나 몇 십개 직렬로 연결하지 않으면 안된다.
   또 하나의 이유는 야외에서 사용할 경우, 여러 가지 혹독한 환경에 처해지기 때문에, 접속된 다수의 셀을
   혹독한 환경에서 보호할 필요가 있다. 이와 같은 이유에서 복수의 셀을 패키지로 한 것을 모듈이라 말하고
   있다. 또, 이 모듈을 복수개로 이어서 용도에 맞게 한 것을 어레이라 칭하고 있다. 일반적으로 셀이 벌크
   형을 나타낼 경우에는 그것의 상하를 동등한 방법으로 커버하여 보호하면서 모듈화 하지만, 박막의 경우
   에는 태양전지 셀이 무언가의 기판 위에 밀착하고 있기 때문에, 그 기판을 포함한 모듈이 형성된다.
   모듈의 구성 부재는 일반적으로 셀, 표면재, 충진재, Back sheet, Seal재, 프레임재의 6점으로 구성된다.
   표면재는 대부분의 경우가 백판 강화유리가 이용되고 있으며, 일부 아크릴, 폴리카보네이트, 불소수지
   등의 합성수지가 이용되고 있는 예가 있지만, 대부분은 우주용 혹은 민생용으로 한정되어 있다.
   그것은 전력용에서는 수십년의 신뢰성을 요구하기 때문에 그것을 만족하는 것은 현재로는 유리로 압축되
   어 있기 때문일 것이다. 충진재로서는 실리콘 수지, PVB, EVA가 이용되지만, 처음 태양전지를 제조하면
   서는 실리콘수지가 최초로 사용되었으나, 충진하는데 기포방지와 셀의 상하로 움직이는 균일성을 유지하
   는 데에 시간이 걸리기 때문에 PVB, EVA가 이용되게 되었다. 그러나 PVB도 재료적으로 흡습성이 있기
   때문에 최근에는 EVA가 많이 이용되고 있다. 하지만, EVA도 자외선 열화가 있다는것 때문에 재검토되고
   있다. Back sheet의 재료는 PVF가 대부분이지만, 그밖에 폴리에스테르, 아크릴 등도 사용되고 있다.
   PVF의 내습성을 높이기 위해 PVF에 알루미늄호일을 씌우거나, 폴리에스테르를 씌우거나 한 샌드위치
   구조를 취하고 있다. Back sheet 재료에 유리를 이용한 것으로 더블 그라스타입이다.
   더블 그라스 타입은 다소 오래된 타입이라고 생각할 수 있지만, 현재에도 유럽을 위주로 일부 미국에서도
   사용되고 있다. Seal재는 리드의 출입부나 모듈의 단면부를 Seal로 하기 위해 이용된다.
   재료로서는 실리콘 시란트, 폴리우레탄, 폴리 설파이드, 부틸고무 등이 있지만, 신뢰성 면에서 부틸고무가
   자주 사용되고 있다. 패널재는 통상 표면 산화한 알루미늄이 사용되지만, 민생용 등에서는 고무를 사용하
   고 있는 예도 있다.
  - 태양광발전용 전력변환장치(이하에서는 PCS라고 칭한다)는 태양전지 어레이로부터 발생된 직류전력을
   상용주파수,전압의 교류로 변환하여 전력계통에 연계함과 동시에 시스템의 직류, 교류측의 전기적인
   감시·보호를 하며, 태양전지 본체를 제외한 주변장치 중에서 신뢰성 향상과 가격 저감에 중요한 부분이다.

  - 태양광발전시스템에서는 인버터 부분에 절연트랜스를 사용하여 태양전지 측의 직류전력과 계통연계측
   의 교류전력과의 혼촉을 방지하는 구성이 사용되고 있다. 절연트랜스의 목적은 태양광발전시스템으로
   부터 전력계통에 직류성분이 유출되는 것을 방지하는 것과 상용계통으로부터 태양광발전시스템에
   이상전위가 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

  - 태양광발전시스템의 전력계통과의 절연방식에는 상용주파수 절연방식과 고주파 절연방식의
   2종류가 있다. 상용주파수 절연방식은 인버터의 교류출력부에 60Hz의 상용주파수 절연트랜스를 접속하
   는 것이며, 기술적으로 안정된 실적이 있는 회로로서 많은 인버터에 사용되고 있다.