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[기술기고] 태양광 발전지 성능에 관하여…
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[기술기고] 태양광 발전지 성능에 관하여…

기사입력 2020-11-06 14:15:02
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[산업일보]
일반적인 시각으로 본다면, 태양광 발전 지대가 유지 보수 관련해서 다른 재생에너지에 비해 골머리를 덜 썩힌다고 생각할 수 있다.

“태양광은 비교적 저렴하고 교체하기 용이하다”, “회전용 부품이 없다”, “해는 언제나 뜰 것이다”라고 생각하기 쉽상이다. 하지만, 비효율적인 유지 보수 운영은 태양광 지대의 운영 & 보수 비용의 25%를 차지한다. 이는 최신식의 예측성 유지 보수 솔루션을 시행하면 작동 중지가 줄어들고 생산 손실이 없기에 비효율성을 많이 줄일 수 있다.

이렇게 유지 보수에 집중된 포커스에도 불구하고 태양광 에너지 생산 손실의 주요 요인은 작동 중지가 아닌, 저하된 성능의 문제다.

태양광 에너지 지대의 전력 생산과 장기적인 수익을 위해서는 작은 문제들을 최대한 빠르게 파악하는 것이 중요하다. 전지판에 셀 하나가 손상이 간다면 kWh당 몇 백원에 불과하지만, 모듈의 수명 내에서 계산을 한다면 천만원을 훌쩍 넘는다. 그렇기에 태양광 패널이 전력을 기준치보다 적게 생산하는 것을 감지하기 위해 성능에 대한 관찰과 분석이 항상 필요하다.

그렇다면 왜 관찰의 대상인 몇몇 태양광 패널의 스트링은 문제를 일으키는 것일까?

그 이유는 상당히 다양하다. 러시아와 카자흐스탄에서 주로 발생하는 눈사태가 있고, 발전 지대 담당자들이 감지하기 더 어려운 커넥터 손상, 인버터 문제, 스트링의 변환에서 찾을 수 있다.

첫 문제부터 짚고 넘어가자면, 태양광 패널의 스트링은 가능한 태양에너지를 전부 흡수하고 전환할 수 있도록 올바르게 설치해야 한다. 각 태양광 발전 지대는 위도에 의한 최적의 방위가 있다. 태양전지모듈이 최적의 각도가 아닐 시, 경사각도 및 방향의 손실을 볼 수 있다. 이는 최대 4%까지 다다른다.

태양광 발전 지대가 효율적이고 최적화된 설치를 끝마쳤다면, 흡수량을 가로막는 다른 요인들을 확인할 필요가 있다. 대체적으로 눈이나 먼지, 잔해 (흙), 그리고 새의 분비물일 확률이 있다. 흙만 따져도 지리적 위치에 따라서 2%에서 25%까지 손실을 일으킬 수 있다.

전력 손실의 여지는 그 다음 단계에서도 나타난다. 태양광 발전 지대에서 생산한 직류가 인버터를 통해 교류로 전환되는 중에 일어나는데 이런 손실은 불일치 손실, 배선 손실, LID 현상, 연결 문제로 인한 것이다.

사실 인버터인버터 역시 태양광 발전 지대의 성능 저하에 일조한다. 직류의 양이 인버터가 변환할 수 있는 양을 뛰어넘는다면, 인버터가 비효율적으로 작동하기 시작한다.

다행히도, 지금은 태양광 발전 지대는 효율적으로 설계되어 데이터를 수집하기 위한 다량의 센서를 지니고 있다. 이 데이터는 소프트웨어 프로그램을 활용하여 시스템 성능 시뮬레이션을 진행하고 전력 생산을 극대화할 수 있는 측면이 있다.

그러나, 현존하는 해결방안들은 수동적인 정보를 보여줄 뿐인데, 현실에서는 능동적으로 대처할 필요성이 있으며 데이터는 그에 맞게 수집해야한다. 이런 접근법이 우리가 태양광 발전 지대의 성과 지표를 계산할 때 쓰는 방식이다. 이러한 알고리즘이 발전 지대의 성능 저하 원인을 근본적으로 파악하고 전 세계의 태양광 발전 지대의 운영자들이 최대의 효율로 깨끗한 에너지를 생산할 수 있도록 돕는다.

by Dana Sultanova_Marketing Manager ANNEA.ai GmbH
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