태양광 에너지 수집 기술은 오랫동안 재생 에너지 및 오프그리드 방식의 전기 생산을 위한 주요 기술로 인식되고 있습니다. 이를 이용하면 화석 연료를 소비하거나 강에 댐을 건설하거나 움직이는 설비를 만들지 않아도 전기를 생산할 수 있습니다. 태양광 에너지 기술은 고체 상태의 광전지 셀과 빛의 광자 간 반응을 이용해서 전자의 흐름을 만들고, 그 결과 태양 에너지를 사용 가능한 전기 에너지로 변환합니다.
태양광 에너지 수집 기술의 종류
에너지 수집 기술에는 태양광 온수 시스템과 용융염으로 증기 터빈을 돌리는 집광형 태양광 발전소와 같은 여러 종류가 있습니다. 그 중에서도 태양열 패널은 주거용, 상업용 및 산업용 전력 생산 기술에서 가장 일반적으로 사용되는 전기 생산 방법입니다.
기존의 태양열 패널 에너지 수집 기술에서 가장 중요한 핵심 요소 4가지가 무엇인지 살펴보겠습니다.
1. 광전지 셀: 모든 마법이 시작되는 곳
태양광 에너지 수집 기술에서 가장 중요한 핵심 요소라는 점에 있어서는 논쟁의 여지가 있지만, 태양열 패널 의 광전지 셀이 바로 태양의 빛이 전기로 변환되는 지점입니다. 광전지 셀은 넓은 면적으로 태양광 에너지를 흡수할 수 있도록 큰 반도체 웨이퍼가 여러 개 결합된 형태로 구성됩니다. 이러한 반도체는 결합된 형태로 태양열 패널의 출력 회로를 구성하는 작은 배선망에 연결됩니다.
2. 태양열 패널 커넥터와 전도체: 안전하고 성공적인 에너지 흐름
커넥터와 전도체는 안전하고 효율적인 방식으로 전기를 수집하고 사용 지점으로 에너지를 전달하기 위한 핵심적인 태양열 패널 부속입니다. 태양열 패널은 항상 실외에 설치되기 때문에 자연에 존재하는 습기, 자외선, 바람, 우박 등의 기상 조건에도 단락이 발생하거나, 연결이 끊어지거나, 노화되지 않는 강력한 커넥터 구현 기술이 필요합니다.
태양열 패널을 태양광 수집 설비의 다른 부분과 결합하는 광전지 커넥터 에는 종종 IP67 이상의 등급이 적용됩니다. 따라서 극한의 날씨 조건에서도 성능이 저하되지 않도록 보장합니다. 이러한 커넥터는 또한 대규모 상업용 PV 시스템의 경우 수천 볼트까지 도달할 수 있는 높은 DC 전압을 안전하게 전달할 수 있습니다.
3. 인버터: 태양광 에너지 시스템의 중추
PV의 물리적 특성에 따라 광전지 태양광 에너지 수집 시스템은 기본적으로 DC 전류를 생산합니다. 하지만 AC 전류가 더 효율적이기 때문에 전 세계 에너지 분배 시스템은 에너지 전달을 위해 AC 전류를 사용합니다. 따라서 기존 전력망과 함께 PV 태양열 패널을 사용하기 위해서는 태양광 에너지 시스템의 DC 전류를 AC 전류로 변환해야 합니다.
이를 위해 인버터가 사용됩니다. 인버터가 없으면 패널에서 얻은 에너지를 다른 곳으로 옮길 수 없습니다. 인버터는 저항기, 커패시터, 트랜지스터, 인덕터 및 변환기 와 같은 여러 요소들로 구성됩니다. 대부분의 태양광 인버터 기술은 주거용 및 상업용 설비를 위한 다양한 전압 구성에 따라 많은 오프그리드 및 그리드 귀속 방식의 태양광 아키텍처를 지원할 수 있으며, 효율적인 에너지 수집 및 분배를 위해 에너지 저장 장치를 충전시킬 수 있는 인버터도 있습니다.
4. 태양광 에너지 보관 및 배터리: 온그리드 또는 오프그리드 방식 모두 지원
거의 모든 에너지 소비 장치에서 전력 사용은 간헐적으로 이뤄집니다. 제조 설비에서 사용되는 에너지의 대부분은 업무 일과를 시작할 때 기계 장치를 가동하는 데 사용됩니다. 가정 주택에서 사용되는 에너지의 대부분은 저녁 시간 중에 사용됩니다. 하지만 태양광 에너지는 이러한 에너지 소비 패턴에 비해 훨씬 더 일관적으로 생산됩니다.
태양광 에너지 수집은 야간에 거의 이뤄지지 않고, 주간에만 거의 일정하게 이뤄집니다. 즉, 에너지 수요가 낮은 시간에 에너지가 수집되기 때문에, 이렇게 수집된 에너지를 보관해둘 필요가 있습니다. 이러한 여분의 에너지를 저장하기 위해 현재 사용되는 두 가지 방법이 바로 온그리드 및 오프그리드 방식입니다. 온그리드 설정은 지역 설비 회사의 시스템과 연결됩니다. 오프그리드 방식의 에너지 저장은 배터리네트워크 사용과 같은 여러 방법으로 얻을 수 있는 독립형 전력 시스템입니다. 그리드 저장을 위해서는 새로 수집된 전기 에너지를 그리드 인프라로 보내서 에너지 공급자에게 전기를 판매하고, 설비 업체의 다양한 전력 저장 기술을 활용하는 방식이 사용됩니다.
태양광 에너지의 장점
태양광 에너지는 탄소 발자국이 낮으며, 지속적으로 효율이 높아짐에 따라 전기 발전 방식으로 널리 채택되고 있습니다. 용량이 계속 증가함에 따라 효율을 최적화하고 거의 모든 부문에 사용할 수 있도록 사용 범위를 보장할 수 있는 태양광 에너지 구성품의 혁신 기술이 필요할 것입니다.