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태양광 정보

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제목 태양광발전시스템 설계
작성자 관리자 (ip:)
  • 평점 0점  
  • 작성일 2009-03-10 16:44:15
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  • 조회수 2098
 
태양광 발전시스템 구성요소

각 요소의 연결 사례
각 부분을 클릭하시면 상세한 내용을 보실수 있습니다.
 


 직류 제품 사용 경우 : 태양광 패널, 충전 콘트롤러, 배터리
   교류 제품 사용 시: 태양광판넬, 충전 콘트롤러, 배터리,인버터
   기본적으로 부하의 소비전력, 일일사용 시간, 사용빈도, 부조일수를 고려하여 각 구성
   요소들의 용량이 결정된다.
 


태양광 발전 시스템 설계

■ 사용자가 직접 기재한다.
(사용전기용품의 소비전력:  __ W ,  __ A ,  __ V ( 직류 or  교류 )

○ 사용 시간 :  __ 시간 / 일
○ 부조 일수 :  __ 일

 발전 시스템 구성에 필요한 요소는 다음과 같다.
  ● 태양광 판넬
  ● 콘트롤러
  ● 배터리
  ● 교류사용시 인버터


■ 사용량의 계산
  (계산방법, 손실률 같은 것은 사용제품의 종류와 환경에 따라 차이가 난다)


태양광판넬

○ ( 부하 소비 전력) __ W × ( 사용시간) __ 시간 = (일일 소비전력) __ Wh

○ (일일 소비 전력) __ Wh ÷ 3.3시간(일일 평균 일조시간) = (필요발전량) __ W

○ (필요발전량) __ W × (발전 손실)1.15 = (필요 태양광 패널 )__ W

● ( 일일소비전력에 필요한 태양광판넬) ⇒ __ W

○ (일일 소비전력에 필요한 판넬) __ W × ( 부조일수 ) __ 일 =__  W(일)

● (필요한 태양광판넬 합계) ⇒ __ W


배터리

● ( 일일 소비전력) __ Wh × (부조일수 ) __ 일 ÷ (배터리 손실) 0.8 ÷ 12V × (여분 고렬) 2= ( 필요 배터리 용량) __ Ah


충전 콘트롤러

● 태양광판넬의 시스템 전압과 발전 전류에 의해 결정된다.
  일반적으로 직류부하의 경우저전압차단 기능을 부가한 콘트롤러를 사용한다. 과방전으로
   부터의 배터리보호를 위해서이다.

 인버터

● 교류를 사용한는 경우에는 인버터를 연결하여 사용한다.
    이 경우 부하의 정격소비전력과 서지 전력을 충분히 고려하여 인버터이 용량을 결정한다.


    구성 요소의 용량 계산 사례
● 태양광판넬의 실제 발전량은?

패널 발전량

패널뒤면에 주로 표시되어 있다.

÷ 1.15

패널의 발전 손실율
실제 발전량
예)3000mA 12V 54W  ÷ 1.15 46.9W
    ÷ 1.15  

● 일일 실제 발전량
   한국의 평균 일조 시간을 약 3.3시간 /일 (계절, 지역,기후에 따라 많은 차이가 있음)
실질 발전량 × 3.3시간 일일 발전량
例)46.9W × 3.3시간 154.7Wh
  × 3.3시간  

● 배터리의 만충전에 필요한 시간은 ?
사용배터리 표시 용량 ÷ 일일 발전량 만충전시 필요한 시간
예) 204W ÷ 154.7Wh 1.3일
  ÷    

● 배터리에 저축된 전기는 실제로 얼마만큼 사용 가능한가?(배터리의 종류, 사용환경에
      따라 많은 차이가 있다.)
배터리 용량 × 배터리 손실 실제 배터리 용량
예) 12V 17A 204W × 0.8 163.2W
  × 0.8  

직류 부하 사용시
실제 배터리 용량 ÷ 사용 전기용품의 소비전력 사용 가능 시간
예) 163.2W ÷ 직류 14W  11.6시간
  ÷    

교류 부하 사용시
실제배터리 용량 ÷ 교류손실1.1 ÷ 전기제품소비전력 사용가능시간
例) 163.2W ÷ 1.1 ÷ 교류 14W 10.5시간
   ÷ 1.1 ÷    


상기의 계산 방법은 제품의 손실율과 사용 환경에 따라 많은 차이가 있음에 주의 필요.

태양광발전 시스템 설계시 요소 선택

● 태양광판넬
패널의 용량에 의해 발전량,충전량,충전시간(배터리가 이미 정해진 경우)이 결정된다.
사용하고 싶은 전기용품의 소비전력과 사용시간 등을 잘 고려하여 선택한다.
● 충전 콘트롤러
직류만 사용할지, 인버터를 이용하여 교류를 주로 사용할지, 아니면 병용할지 여부를 고려하여 결정한다. 콘트럴러에 의해 추가적인 부가기능이 추가되기 때문에 선택에 신중을 기해야 한다.
충전콘트롤러의 특징
○ 과충전을 방지하여 배터리를 최적의 상태에서 충전시켜 배터리의 과충전을 방지한다.
○ 태양광판넬에서 발생하는 전기를 최대한 손실없이 배터리에 저장시킨다.

○ (LVD)부하차단 기능이 추가된 경우 배터리를 과방전으로부터 보호한다.
● 배터리
사용하는 전기제품, 목적을 고려하여 최적의 용량과 종류를 선택한다.
자동차용 배터리
○ 심도가 낮고 내구성도 떨어지기 때문에 태양광발전시스템에는 부적절하다.
     장점으로서는 가격이 싸기 때문에 쉽게 구할 수가 있고 중고 제품인 경우에도 간단한 시
     스템 구성에는 사용할 수 가 있다는 것이다.
 무보수형  배터리
○ RV 와 선박용으로 널리 쓰이고 있다. 태양광발전에도 사용할 수 가 있다.
      이 배터리는 전해액의 보충을 최소로 하여 격자 셀의 전해액을 유지시켜 준다.
심방전 배터리
○ 태양광발전에 최적의 배터리이다. 심도가 깊기 때문에 표시용량의 대부분의 사용이
      가능하다.  다양한 용량과 사이즈, 스펙의 제품들이 출시 되어 있으므로 선택의 폭이
      비교적 넓다.

전기용품을 사용할 수 있는 시간은 사용하는 전기용품의 소비전력과 배터리의 용량에 의해
결정이 된다.
사용하는 전기제품의 사용시간,소비전력, 부조일수 등을 고려하여 전체의 시스템을 결정한다
시스템의 설계에 관해 상담을 원하시면 상기의 범위내에서 데이터를 기입한 자료와 함께
요청을 하시면 구체적인 제안을 해드릴 수 있습니다.

 간단한 시스템을 한번 만들어 볼까요?

     배터리를 사용하지 않는 간단하면서도 실용적인 이용방법입니다.
                    태양 ⇒ 태양광판넬 ⇒ 직류 12V 제품

 태양광판넬로부터 인출되어 있는 리드선을 패널의 용량범위내의 제품에 연결하면 햇빛이
 비치는 동안  제품이 동작하는 것을 확인 할 수 있습니다.
 사용제품으로서는 육안으로 확인 할 수 있는 냉각팬이나 (소형분수)펌프같은 것이 좋겠죠.
 주의해야 할점 은 전지판의 용량과 사용용품의 용량이 서로 부합이 되어야 한다. 만약 전지판
 용량이 부족하여 제품이 정상적으로 동작이 안되면 동일한 전압의 전지판을 병렬로
 연결하여 사용할 수가 있다.
 냉각팬은 컴용으로 혹은 소형전자제품의 전원부에 많이 부착되어 있기 때문에 쉽게 얻을수가
 있다. 펌프도 현재 시장에 실내 장식용 분수의 부품으로 많이 사용이 되고 있다.
 전지판의 경우 12V 형이 많으므로 자동차용품중에서 골라도 무난 할 것이다.
 해가 비치면 팬이 돌아가는 것을 체험하는 것은 남다른 즐거음이 될 수 있습니다.

○ 태양광발전시스템을 구성하는데 있어서 가장 큰 문제는 예산 문제이다. 하지만 사용자가
      의도하는 바를 충분히 반영하면서도 소규모의 시스템을 구성하는 것은 충분히 가능하
    다.  예를 들어 배터리도 중고 자동차배터리를  초기 실험용 혹은 체험용으로 사용하는
     데에는 아무런 문제가 없다.  

  태양광발전 시스템에 대하여
  의도하는 시스템에 대해 질문을 주시며는 최대한 성실한 답변을 해드리고저 합니다.
  태양광발전은 자연에너지을 이용하는 것이라 계절상 지역에 따라 사용환경에 따라 일률적
  일 수가 없습니다.  즉 설계자가 고민하고 풀어나갈 문제로서 통일적으로 적용할 수 있는
  정답은 없습니다. 그만큼 설계자의 의견이 많이 반영 될 수밖에 없습니다.
  쉬울 것 같으면서도 때로는 어렵게 느껴지는 것은 바로 이 때문입니다.
  아무쪼록 당차게 도전해보시고 오직 제작자만이 느낄수 있는 성공의 희열을 느껴보세요.

     태양광시스템에 관한 상기의 설명은 일반적인 정보이며 구체적인 것은 전문 서적을 참고
     하시기를 바랍니다. 
                                                   
                                                                           Copyright by    underSUN
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