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태양광 발전 시스템 [독립형]

- 독립형 시스템은 상용 계통에 연결할 수 없는 산간, 도서 지역 및 별도의 자가 발전이 요구 되는 장소등에 사용되는 시스템으로 태양광 발전만으로 전력을 공급하는 시스템을 말합니다.
- 독립형 시스템은 태양광 모듈, 인버터, 축전지, 충전 조절기등으로 구성이 됩니다.
- 작동원리는 낮 시간에 발생하는 전력을 일부 필요한 곳에 활용을 하고 남은 전력을 베터리에 저장을 해두었다가 야간에 사용을 할 수 있도록 구성을 합니다.

※ 독립형 시스템은 일반적으로 베터리로 구성을 하여 사용을 합니다. 하지만, 용량이 최대 300KW까지만 구성을 할 수있기에 대형 전력을 베터리에 저장하기에는 어려움이 있습니다. 그렇기 때문에 독립형 발전을 대형 전력을 구성하기 위하여 현재 새롭게 개발이 되고 있는 것이 바로 ESS (에너지 저장 시스템)+EMS 입니다. 이것은 현재 삼성 SDI와 같은 곳에서 최대 34MW의 저장 장치가 개발(LG화학)이 되어 있습니다. 대용량이 필요한 경우에는 분산 발전이 필요합니다. (1$/watt) 독립형 태양전지에서는 아직까지는 저장 시스템의 개발이 필요한 사항입니다. 이러한 기술을 풀어가는 해법은 리튬 이온전지, 압축공기 시스템, 레독스 흐름 전지, 슈퍼 캐패시터를 활용하여 저장하는 방식을 활용중에 있습니다. 즉 태양전지는 현재로써는 계통형 타입으로 대용량의 전력을 생산 할 수 있는 사항 입니다.

- 현재 ESS 기술은 실증 단계 및 보급화 단계로써, 기술의 장벽이 있는 사업입니다.

 

 

 

태양광 발전 시스템 [계통 연계형]


- 계통 연계형 시스템은 태양광으로 발전한 전력을 상용계통과 연계하여 송,수전할 수 있는 시스템을 말합니다.
- 계통 연계형 시스템은 태양광 모듈, 계통 연계, 인버터, 송전 설비로 구성이 됩니다.
- 작동원리는 낮 시간에 발생되는 전력을 상용계통 전력라인에 연결을 하여 송,수전을 하여 잉여전력을 효율적으로 전력거래소와 거래를 하여 수익 창출을 할 수 있는 사업입니다.
(본 사업은 FIT나 RPS 사업을 연계하면 최대 장점을 활용 할 수 있습니다.)

 

 

 

용어 설명 : FIT 제도와 RPS 제도


  • FIT 제도는 발전차액지원제도의 줄임말입니다. 기준가격(미래창조 과학부 장관 고시 가격)과 전력 거래 가격(태양광으로 생산한 전력거래 가격)의 차액을 지원해주는 제도입니다. 작년까지는 본 제도는 시행되지 않았지만, 다시 부활이 되고 있는 사항입니다.
  • RPS 제도는 일정 규모 이상의 발전사업자에게 총 발전량 중 일정량 이상을 신재생에너지 전력으로 공급토록 의무화하는 제도입니다. 여기에서 공급해야 하는 의무자인 발전사업자는 한국수력원자력, 남동발전, 중부발전등 13개 발전회사인데, 이들의 공급량을 다른 태양광발전 사업자를 통해 대신할수 있습니다. 이때 REC이라는 공급 인증서를 통해 거래를 하게 됩니다.

 

 

 

용어 설명 : REC 및 SMP


- 태양광 발전을 설치해서 생산한 전기를 직접 사용하지 않고 판매하는 경우가 있습니다. 태양광으로 생산한 발전은 두 군데에 판매를 할 수 있습니다.

  1. SMP : 한국 전력에 판매하는 전기의 가격을 계통한계가격(SMP: system Marginal Price)이라고 할 수 있습니다. 즉 한전이 민간 발전 사업자(태양광 발전하는 사람들)에게 지급하는 구매 단가입니다.
  2. REC : 정부에서 의무적으로 신재생에너지를 생산하라고 정한 발전 사업자들이 있습니다. 이들은 REC이라고 불리는 공급 인증서로 판매하게 됩니다.
※ 즉 태양광 발전 전력을 거래하게되면 REC+SMP를 포함해서 거래가 됩니다.

 

 

 

태양광 발전 설치 장소에 따른 정부의 지원 정책


구분 공급인증서가중치 대상에너지 및 기준
설치유형 지목유형 용량기준
태양광
에너지
0.7 건축물등 기존 시설물을
이용하지 않는 경우
5개지목(전,다,과수원,목장용지,임야)
1.0 기타23개 지목 30kw 초과
1.2 30kw 이하
1.5  건축물 등 기존 시설물을 이용한 경우(지붕형 발전)
 수상 발전 시스템(바다, 강, 하천)
  • 태양광 발전 시스템을 구축을 할때 상기 데이터와 같이 정부의 지원 정책중 발전 차액이 가장 큰 것은 일반적인 대지보다는 공장 지붕이나, 수상 발전이 큰 장점이 있습니다.
  • 지붕형 발전 시스템은 가볍고, 설치가 용이한 태양전지가 적합하며, 저희가 제조하는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지는 최대의 장점이 있습니다.
  • 태양광 발전은 지붕형 태양광 발전이 최고입니다. 여러분들도 지붕을 활용하여 태양광 발전을 적극 추진을 권장합니다.

 

 

 

지붕형 태양광 발전 사업 (지붕 임대 사업과 지붕형 발전 사업의 메카)


앞서 설명한 태양광 발전 사업에 있어서 발전차액이 가장 큰것은 지붕형 발전 사업입니다. 지붕형 발전 사업은 다음과 같은 시스템으로 구성이 되어 이루어집니다.
  • 지붕형 태양광 발전은 사용되지 않는 공장 지붕을 임대 해줌으로써, 지붕 임대 사업을 할 수 있으며 지붕을 장기적으로 관리를 해줌으로써, 안정적인 지붕관리가 됩니다. 또한 태양광 발전 차액이 일반적인 임야보다는 크므로 수익성도 좋아 5~6년 정도면 Payback이 될수 있는 사업입니다.
  • 2015년부터 시행되는 탄소배출권 강화 정책에 대응하는 입장에서는 여러분들도 지붕형 태양광 발전에 많은 도전을 해볼 만한 가치성이 있습니다.

 

 

 

시스템 구성시 고려사항 : 인버터 구성에 따른 장단점

일반적으로 태양광 발전 설치시 가장 중요한 부분이 인버터를 잘 선정하고, 구성을 하는 것입니다. 그와 관련하여 인버터 구성하는 방법이 두개로 구분을 할 수 있습니다. 개인의 용도에 알맞게 인버터 시스템 구축시 고려를 하길 바랍니다.

 

1. 스티링 인버터 (string inverters)
  • 위의 그림과 같이 하나의 큰 용량의 인버터에 모듈이 직렬로 연결되는 것입니다.
  • 장점 : 마이크로 인버터로 설치하였을 때에 비교하여 보다 경제적으로 초기 투자를 절약할 수 있는 장점이 있습니다.
  • 단점 : 모듈의 출력이 전체 시스템 출력에 영향을 끼치게 되어 출력의 저하를 발생 할 수도 있습니다. 만약 태양전지 모듈이 9%를 가리는 그림자가 생겼을 때 전체 시스템 출력의 54%를 줄일 수 있습니다. 냉각팬을 함께 설치를 해야 하므로 팬에서 생기는 소음과 공간을 더 차지하는 것이 문제점이 됩니다.
  • 스트링 인버터는 태양광 시스템에 그림자가 생기지 않는 환경에서 설치하기에 적합합니다.

 

 

 

2. 마이크로 인버터 (micro inverters)
  • 위의 그림과 같이 모듈 하나 또는 두개에 작은 사이즈의 인버터를 연결하는 방식입니다. 예를 들자면 250W 모듈로 10KW의 시스템을 설치하는 경우 250W 인버터 40대 또는 500W 인버터 20대를 설치하는 것입니다.
  • 장점 : 스트링 인버터에 비고하여 전체 시스템 출력이 5 ~ 25% 증가하며, 열에 의한 손상을 입을 경우가 적고, 하나 또는 두 모듈에 문제가 있을때 전체적인 출력에 영향을 미치치 않도록 조절 할 수 있는 것이 장점입니다.
  • 단점 : 스트링 인버터로 설치할 때 보다 약 30% 정도 높은 초기 투자비용이 단점이 있습니다.
  • 그림자가 자주 생기는 곳에 태양광 시스템를 설치를 고려하신다면, 또는 열적인 부분이 있다면, 스트링 인버터보다 마이크로 인버터로 설치하는 것이 효율적인 발전이 가능합니다.
 
 
 
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