태양광 패널/태양광 모듈

작동 원리

태양광이 반도체 재료로 만들어진 태양전지 패널에 조사되면, 광자 에너지가 반도체 내 전자에 전달되어 전자가 자유 전자로 이동합니다. 이를 통해 전류가 형성되며, 광전효과를 통해 태양에너지가 직접 전기 에너지로 변환됩니다.

분류 및 특징

1. 단결정 실리콘 태양전지 패널

   • 실리콘 재료 순도가 높고 제조 공정이 복잡하여 비용이 높음

   • 효율이 높음 (일반적으로 15%~24% 또는 그 이상)

   • 수명이 길고 안정성이 우수함

2. 다결정 실리콘 태양전지 패널

   • 여러 개의 작은 단결정 실리콘 입자로 구성되어 단결정 대비 비용이 낮음

   • 효율은 일반적으로 12%~15%로 광전 변환 효율이 다소 낮지만, 가성비가 좋아 시장에서 널리 사용됨

3. 비정질 실리콘 태양전지 패널

   • 제조 공정이 간단하고 비용이 낮으며, 대면적 박막 전지 제작 가능

   • 광전 변환 효율이 상대적으로 낮음 (일반적으로 6%~10%)

   • 안정성이 떨어지고 환경 영향이 큼

모듈 구성

수십 개의 태양전지 셀, 접속 박스 및 프레임으로 조합됩니다. 여러 개의 단일 전지를 직렬 및 병렬로 연결하고 밀봉하여 독립적인 직류 전력 출력이 가능한 발전 유닛을 형성합니다. 프레임 및 봉지 재료(예: 무광 텍스처 강화 유리, PET 백시트, EVA 등)도 포함됩니다.

구조 공정

1. 하프 커팅(Half-Cut) 기술

   • 하나의 셀을 두 개로 절단한 후 재조립하여 저항 손실을 줄이고 모듈 효율 및 신뢰성을 향상시킴

2. 셰이딩(Shingled) 기술

   • 하나의 셀을 5~6개의 긴 스트립으로 절단한 후, 전도성 접착제로 여러 개의 작은 셀 가장자리를 겹쳐 조립함

   • 모듈의 패키징 밀도와 출력을 향상시킴

3. 유연 모듈 기술

   • 경량 모듈이라고도 하며, 휘어질 수 있어 곡면 지붕 등에 적합함

   • 셰이딩 기술 기반으로 유리 패널 대신 유연 패널을 사용하거나 박막 전지를 사용하여 제작함

제품 사양 (예: 540W 단결정 셰이딩 모듈)

• 작동 전압: 40V

• 작동 전류: 13.77A

• 단락 전류: 14.43A

• 출력 허용 오차: -3%~+3%

• 풍하중 저항: 2400Pa

• 적설 하중 저항: 5400Pa

• 사용 온도 범위: -40℃~85℃

적용 시나리오

• 지붕 또는 건물 표면에 설치 가능하며, 창문, 스카이라이트 또는 차양 장치의 일부로 건물 일체형 태양광 시스템(BIPV)을 구성할 수 있음

• 독립형 발전 시스템으로서 외딴 지역의 가정이나 기지국 등에 전력을 공급하는 데 널리 사용됨

• 계통 연계형 발전 시스템(상업용, 주택용 등)에도 적용되어 전력 비용 절감 및 전통 에너지 의존도 감소에 기여함