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신재생에너지발전기사 필기 정리 자료 1과목 – 태양광발전 기획
1️⃣ 태양광발전 설비용량 조사 (1.1)
🔹 음영(그늘) 분석
출제 포인트
- 음영은 연간 발전량을 크게 감소시킴 (5~10% 이상 영향)
- 직·간접 음영 모두 고려
- 직렬 연결된 모듈에서 일부 음영 → 전체 출력 급감
암기 키워드
- 직렬 연결 = 가장 약한 모듈이 전체를 결정
- 음영 → 출력 저하 + 핫스팟(hot spot) 위험
🔹 어레이 이격거리 (1.1.2)
중요 공식 (자주 출제)
- 그림자 이격거리:
d=L×sin(180∘−α−θ)sinθd = L \times \frac{\sin(180^\circ - \alpha - \theta)}{\sin \theta}
용어 정리
- LL : 모듈 길이
- α\alpha : 설치 경사각
- θ\theta : 태양 고도각
암기 포인트
- 겨울철(동지 기준) 그림자 고려 → 이격거리 최대
- 태양고도 낮을수록 그림자 길어짐
2️⃣ 태양광발전 설비용량 산정 (1.2)
🔹 태양광 모듈 선정 기준 (1.2.2)
반드시 외워야 할 5가지
- 효율
- Power Tolerance
- (+, −) 허용범위
- 신뢰성
- 설치성
- 인증(KC, IEC 등)
📌 시험 단골:
- “Power Tolerance가 (+)인 모듈이 유리하다”
🔹 인버터 선정 (1.2.3)
종합 확인 사항
- 입력전압 범위
- 출력 용량
- 시스템 확장 가능성
- 보호 기능
- 효율
MPPT 관련
- MPPT 多 → 음영 대응 유리
- 스트링 인버터 > 중앙형 인버터 (부분 음영 대응)
🔹 모듈 온도 계산 (1.2.4) ⭐
공식 출제 매우 빈번
Tc=Ta+NOCT−20800×ST_c = T_a + \frac{NOCT - 20}{800} \times S
- TcT_c: 모듈 온도
- TaT_a: 외기온도
- NOCTNOCT: 공칭 동작 온도
- SS: 일사량 (W/㎡)
📌 NOCT 조건
- 일사량: 800 W/㎡
- 외기온도: 20℃
- 풍속: 1 m/s
3️⃣ 태양광발전 시스템 구성요소 (1.3)
🔹 태양전지 기본식 (1.3.1)
- 출력:
P=V×IP = V \times I
- 개방전압 VocV_{oc}
- 단락전류 IscI_{sc}
- 최대출력점 PmaxP_{max}
📌 I–V 곡선 특징
- 온도 ↑ → 전압 ↓
- 일사량 ↑ → 전류 ↑
🔹 태양전지 종류 비교 ⭐⭐⭐
종류특징효율
| 단결정 | 고효율, 고가 | 15~18% |
| 다결정 | 보급형 | 13~15% |
| 박막 | 저효율, 저가 | 8~12% |
📌 시험 포인트
- 단결정 = 효율 최고
- 박막 = 저조도 특성 우수
4️⃣ 태양광 모듈 특성 (1.3.2)
🔹 STC (표준시험조건)
무조건 암기
- 일사량: 1,000 W/㎡
- AM: 1.5
- 셀 온도: 25℃
🔹 충진율(FF, Fill Factor)
FF=Vmp×ImpVoc×IscFF = \frac{V_{mp} \times I_{mp}}{V_{oc} \times I_{sc}}
- 모듈 성능 지표
- 값이 클수록 우수
🔹 온도·일사량 영향
- 온도 ↑ → 출력 ↓
- 일사량 ↑ → 출력 ↑
5️⃣ 인버터 및 계통연계 (1.3.3 ~ 1.3.4)
🔹 인버터 기능
- DC → AC 변환
- MPPT 수행
- 보호 기능 (과전압, 단락, 지락)
🔹 계통연계 인버터 보호
- 단독운전 방지 (Islanding)
- 주파수·전압 감시
6️⃣ 바이패스 다이오드 (1.3.5) ⭐
역할
- 음영 발생 시 전류 우회
- 핫스팟 방지
- 출력 손실 최소화
📌 시험 포인트
- 직렬 연결 모듈 필수
- 음영 발생 시 보호 소자
📌 시험 직전 “이것만은 외워라” 요약
🔥 필수 암기 공식
- 이격거리 공식
- 모듈 온도 계산식
- FF 공식
- STC 조건
- NOCT 조건
🔥 단골 개념
- 음영 → 출력 급감
- 단결정 vs 다결정 vs 박막 비교
- MPPT 역할
- 바이패스 다이오드 기능
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