• 제목/요약/키워드: 건물일체형 태양광발전

검색결과 74건 처리시간 0.027초

적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구

  • 명승엽
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
    • /
    • pp.27-27
    • /
    • 2010
  • 최근에 고유가와 지구온난화로 인하여 에너지가 향후 인류의 50년을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있어서 지구의 모든 에너지의 근원인 태양광을 이용하는 태양광 발전은 무한한 청정 에너지로 각광받고 있다. 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지는 풍력, 수소연료전지, 조력, 바이오에탄올 등의 신재생에너지 기술 중에서 상품성은 가장 뛰어나지만 발전단가가 가장 높은 것이 단점이다. 태양광 발전단가를 줄여서 기존의 화석에너지를 이용한 발전단가와 견줄 수 있는 그리드 패러티(grid parity)를 달성하려면 태양전지 모듈의 고효율화와 동시에 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 현재 태양광 모듈 시장의 90%는 효율이 12-16% 정도로 높은 단결정(single crystalline or monocrystalline) 실리콘이나 다결정(polycrystalline or multicrystalline) 실리콘 등의 벌크(bulk)형 결정질 실리콘 모듈이 차지하고 있으나 원재료인 실리콘 웨이퍼의 제조단가의 50%를 차지하고 있어서 저가화가 어렵다. 반면, 원료가스를 분해하여 대면적 기판에 증착하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지의 경우는 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 박막 실리콘 모듈은 매우 적은 실리콘 원재료를 소비한다. 단결정이나 다결정 실리콘 웨이퍼의 두께가 $180-250\;{\mu}m$ 정도인 것에 비해서 박막 실리콘의 두께는 $0.3-3\;{\mu}m$ 수준이다. 더불어, 유리, 플라스틱 등의 저가 기판에 저온 대면적 증착이 가능하여 저가양산화에 유리하다. 박막 실리콘 모듈은 벌크형 실리콘 모듈(-0.5%/K) 대비 낮은 온도계수[비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H)의 경우 -0.2%/K]와 빛의 세기가 약한 산란광에서도 동작하여 평균발전시간이 증가하므로 외부환경에서 우수한 발전성능을 보이고 있다. 태양전지 모듈은 상온에서의 안정화 효율을 기준으로 가격이 책정되어($/$W_p$) 판매되기 때문에 벌크형 실리콘 모듈에 비해서 박막 실리콘 모듈은 가격대 성능비가 우수하다. 따라서 박막 실리콘 모듈은 벌크형 결정 실리콘 모듈의 대안으로 떠오르고 있으며, 레이저 기술을 이용하여 수려한 투광형 건물일체형(building integrated photovoltaic; BIPV) 모듈을 제작할 수 있는 장점도 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기존의 양산화된 단일접합 비정질 실리콘 태양광 모듈은 효율이 6-7%로 낮아서 설치면적 및 설치 모듈의 증가가 성장의 걸림돌이 되고 있다. 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 도모하기 위해서 적층형 탄뎀셀로 양산 트렌드가 변화하고 있다. 이에 적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구에 대해서 논의한다.

  • PDF

건물일체형 태양광발전시스템(BIPV)의 설치조건에 따른 발전특성 연구 (Power Performance Characteristics of Transparent Thin-film BIPV Module depending on an Installation Angle)

  • 안영섭;송종화;김석기;이성진;윤종호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
    • /
    • pp.386-389
    • /
    • 2008
  • This study has analysed power output characteristics of transparent thin-film PV module depending on incidence angle and azimuth. The simulation results was evaluated power outputs of transparent thin-film PV module depending on incidence angle and azimuth after calibrating the experimental and computed data. As a result, the best power output performance of transparent thin-film PV module was obtained at slope of $30^{\circ}$ to the south, producing the annual power output of 977kWh/kWp. The annual power output data demonstrated that the PV module with a slope of $30^{\circ}$ could produce a 68 % higher power output than that with a slope of $90^{\circ}$, with respect to the inclined slope of the module. Furthermore, the PV module facing south showed a 22 % higher power output than that facing to the east in terms of the angle of the azimuth.

  • PDF

동절기 기후 요소와 수직면 건물일체형 태양광발전시스템 발전량의 상관관계 분석 (Comparative Analysis of the Change Tendency between Climatic Elements and Electricity Generation of Building Integrated Photo Voltaic in Winter)

  • 박강현;김수민
    • 설비공학논문집
    • /
    • 제24권8호
    • /
    • pp.599-604
    • /
    • 2012
  • Most air pollution and smog are a result of the burning of fossil fuels. The use of fossil fuels also causes acid rain and global warming. So the need for solar energy utilization is increased. It is essentially important to make efforts to reduce usage of fossil energy resources. In this study, we analyzed the correlation between climatic elements(Cloud cover, Duration of sunshine, Temperature) and the photovoltaic power generation. Cloud cover of the correlation coefficient was 0.87. And duration of sunshine of the correlation coefficient was 0.93. The order of the correlation coefficient was duration of sunshine, cloud cover, temperature. To accurately analyze of the degree of correlation for the photovoltaic power generation, additional research about climatic elements that show a high correlation is needed.

공동주택의 태양광발전 시스템 적용을 위한 설계방법에 관한 연구 (A Study on the Design Methods of PV System for Apartment Building Application)

  • 이소미;이용호
    • 신재생에너지
    • /
    • 제4권4호
    • /
    • pp.10-16
    • /
    • 2008
  • Nowaday, The Sustainable Development about global environment is the most important subject. In urban environment, a variety of the nature energy utilization such as the solar energy are the most efficient solution to solve this issue. One of these efficient solutions, a photovoltaic system using sunlight has been introduced to the building with an advantage such as cost-effective, safe for using and good for environment friendly in light with energy utilization. Recently, many of the apartment housings are built in domestic country. The apartment buildings have been constructed since early of 1970's. now apartment is taking over 50% out of entire housing in korea. The apartment housing applying to a photovoltaic system has been extensively studied in the foreign country but our county runs short. So, It was necessary to technical development of PV application which is suitable in Korean house culture. The objective of this study is to develop the building integrated PV application method for apartment building.

  • PDF

후면 유리 종류에 따른 투과형 태양광발전모듈의 열 및 광 특성 분석 (Analysis of Thermal and Optical Characteristic of Semi-transparent Module according to Various Types of the Backside Glass)

  • 박경은;강기환;김현일;김경수;유권종;김준태
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
    • /
    • pp.263-268
    • /
    • 2008
  • Building Integrated PV(BIPV) is one of the best fascinating PV application technologies. To apply PV module in building, various factors should be reflected such as installation position, shading, temperature, and so on. Especially a temperature should be considered, for it affects both electrical efficiency of a PV module and heating/cooling load in a building. This study investigates a semitransparent PV module that is designed as finished material for windows. Therefore it needs to considerate about the optical characteristics of the transparent module. It reports the effect of thermal and optical characteristics of the PV module on generation performance. The study was performed by measuring sun spectrum and luminance through the PV modules and by monitoring the temperature and experiment. The results showed that 1 degree temperature rise reduced about 0.48% of output power.

  • PDF

수치표면모형 기반의 방음벽일체형 태양광 시스템 설치 적지분석 (Digital Surface Model based Proper Installation Site Analysis for Soundproof Wall Integrated Phtovoltaic System)

  • 윤준희
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제21권3호
    • /
    • pp.556-563
    • /
    • 2020
  • 대부분의 건물일체형 태양광 발전 시스템(BIPVS; Building Integrated Photovoltaic System)은 건물의 옥상이나 벽면에 설치된다. 따라서 BIVPS의 설치 위치 선정 시 고려해야할 가장 중요한 요소는 주변 건물에 의한 그림자 영향이다. 그러나 지면 위에 있는 방음벽에 태양광 시스템을 설치할 경우, 그림자는 주변 건물은 물론 가로수에 의해서도 생성된다. 따라서 방음벽 일체형 태양광 발전 시스템(SIPVS; Soundproof wall Integrated Photovoltaic System)의 설치 적합지를 선정하기 위해서는 BIPVS의 경우와 다른 데이터 모델 및 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 수치표면모형 기반의 방음벽 일체형 태양광 시스템의 설치 적지 분석을 다룬다. 첫째, 설치 후보지(태양광 패널)의 연간 태양 입사각과 고도각을 계산한다. 둘째, 설치 후보지의 시간대 별 그림자 생성 여부를 수치표면모형을 이용하여 결정한다. 셋째, 그림자가 생성되지 않은 시간대의 태양 입사각을 이용하여 일사량을 계산한다. 일사량의 연간 누적 비교를 통하여 일사량이 충분한 곳을 SIPVS의 설치 적합지로 결정할 수 있다. 제안된 알고리즘은 시작품 형태로 구현(Java Program)되었다. 실험 결과, 총 아홉 곳의 후보지에 대한 설치 적합도의 순서를 결정할 수 있었다. 제안된 알고리즘은 건물의 낮은 위치에 설치할 BIPVS의 적정 설치위치 및 기대 전력 생산량의 계산에도 활용될 수 있을 것이다.

건물용 태양광발전 시스템 성능 및 경제성 평가 프로그램 개발 연구 (Software Development on Power and Economic Analysis of Photovoltaic System for Building Application)

  • 윤종호;신우철;박재완
    • 한국태양에너지학회 논문집
    • /
    • 제28권1호
    • /
    • pp.1-8
    • /
    • 2008
  • The aim of this study is to develop the photovoltaic simulation program, called SimPV, which can Predict hourly based power generation of various PV modules and conduct an intensive economic analysis with Korean situation. To establish the reliability of the PV simulation results, we adopt the PV calculation algorithm of TRNSYS program of which verification has already well approved. Extensive database for hourly weather data of Korean 16 cities, engineering data for PV system and building load profiles are established. Case study on the 2.5kW roof integrated PV system and economic analysis are presented with the developed program.

후면 환기조건에 따른 건물외피용 태양광발전(BIPV) 모듈의 열적 영향에 관한 실험연구 (Experimental Study on the Thermal Effect of BIPV Modules Depending on the Ventilation Type of PV Module Backside)

  • 윤종호;김재웅
    • 한국태양에너지학회 논문집
    • /
    • 제26권1호
    • /
    • pp.81-89
    • /
    • 2006
  • Building integrated photovoltaic (BIPV) system operates as a multi-functional building construction material. They not only produce electricity, but also are building integral components such as facade, roof, window and shading device. On the other hands lots of architectural considerations should be reflected such as Installation position, shading, temperature effect and so on. As PV modules function like building envelope in BIPV, combined thermal and PV performance should be simultaneously evaluated This study is on the combined thermal and PV performance evaluation of BIPV modules. The purpose of this study is to investigate a temperature effect of PV module depending on the ventilation type of PV module backside. Test cell experiment was performed to identify the thermal and power effect of PV modules. Measurement results on the correlation of temperature and power generation were obtained. Those results can be utilized for the development of optimal BIPV installation details in the very early design stage.