첫 번째 포인트: 실험실에서의 "만점" VS 실제 세계에서의 "성능"
보드 라벨에 "1kW(1킬로와트)"가 표시되어 있으며 학명은 "공칭 전력"입니다.
이 번호는 어떻게 얻었나요? 이는 공식적으로 "표준 테스트 조건"(STC)으로 알려진 매우 이상적인 실험실 조건에서 측정되었습니다.
완벽한 광도: 평방 미터당 1,000와트의 햇빛-은 여름 적도 정오에 머리 바로 위에 비치는 태양만큼 강합니다.
정확한 온도: 패널의 온도는 25도(만지면 따뜻함)로 꾸준히 유지되어야 합니다.
이상적인 스펙트럼: 햇빛의 스펙트럼 구성도 특정 표준과 일치해야 합니다.
생각해 보세요.-실생활에서 이러한 '만점' 환경이 얼마나 자주 발생할까요?
일출과 일몰 시에는 태양의 각도가 낮고 강도도 낮습니다. 흐리거나 흐리거나 날이 흐리면 햇빛의 양이 대부분 차단됩니다. 맑은 날에도 태양의 각도는 지속적으로 변하므로 패널이 수직이 아닐 수도 있지만 날씨가 가장 좋은 날에도 패널을 완벽하게 수직으로 유지하는 것은 매우 어렵습니다.
이는 바람이 없는 이상적인 트랙에서 최고의 성능을 발휘하는 운동선수가 바람, 비, 나쁜 노면과 경쟁해야 하므로 성능이 달라지는 것과 유사합니다.
결과적으로 패널의 실제 출력 전력이 1kW인 경우는 거의 없습니다.
두 번째 포인트: 일조량이 가장 많은 시간
이것이 태양광 발전을 이해하기 위한 핵심 개념이다.
조건이 좋은지 여부에 관계없이 태양은 하루 24시간 동안 최대 강도로 빛나지 않으며 매일 일출부터 일몰까지 간헐적으로 햇빛의 강도를 얻습니다.
이것이 우리가 "피크 일조 시간"이라는 개념을 사용하는 이유입니다.
기본적으로 이는 낮 동안 받은 총 태양 에너지를 몇 시간 동안 햇빛을 받는 것과 동일한 태양 에너지로 변환합니다(예: STC 기준 1000와트/m²).
예를 들어, 특정 날짜에 특정 위치에서 햇빛 에너지는 4시간 동안 태양이 가득 찬 것과 같습니다. 그것은 4 피크 일조 시간입니다.
따라서 그날 1kW- 라벨이 붙은 패널의 이론적 발전량은 다음과 같습니다.
1kW × 4시간=4킬로와트-시간(4kWh)
이는 패널이 4시간 동안만 작동한다는 의미가 아니라, 사용 가능한 햇빛의 변화가 최대 전력으로 4시간 작동하는 것과 동일하다는 의미입니다.
세 번째 요점: 시스템 손실이 존재합니다.
위에서 계산한 4kWh는 이론적인 수치입니다. 집에 있는 계량기에 도달할 때까지 전기는 몇 개의 "검문소"를 더 통과했으며 각 검문소에는 약간의 손실이 발생했습니다.
라인 손실: 전기가 패널에서 전선을 통해 인버터로, 마지막으로 계량기로 이동했습니다. 전선에는 저항이 있기 때문에 열로 인해 에너지가 손실됩니다. 와이어가 길고 얇을수록 품질이 낮을수록 손실이 더 커집니다.
인버터 손실: 패널은 DC 전기를 생산하지만 우리 집은 AC를 사용합니다. 이 변환은 인버터에 의해 수행됩니다. 최고의 인버터라도 효율이 100%는 아닙니다.{3}}대부분은 약 97%~98%입니다. 이는 변환 시 에너지의 2%~3%가 손실된다는 의미입니다.
온도 손실: 패널은 직사광선 아래서 뜨거워집니다. 패널 온도는 고온에서 햇빛 아래에서 섭씨 60 - 70도에 도달합니다. 패널을 구성하는 반도체 재료의 효율성은 온도가 증가함에 따라 감소합니다.-온도가 증가하면 출력도 낮아집니다.-이는 논쟁의 여지가 없는 기본 물리 법칙입니다.-따라서 패널의 정격 출력(공칭 전력)은 주변 온도 섭씨 25도에서만 고려해야 합니다. 매우 더운 날(예: 더운 여름날)에는 패널 출력이 정격 출력의 80 -90%만큼 낮을 수 있습니다.
먼지 및 그림자: 태양광 패널 및/또는 인버터 전체 스트링의 출력은 지붕, 나무 및 기타 구조물과 같은 물체를 덮고 있는 먼지 및 그림자에 의해 심각한 영향을 받을 수 있습니다. 최대 출력을 보장하려면 태양광 패널을 정기적으로 청소하고 유지 관리해야 합니다.
기타 사소한 손실: 커넥터 접촉 불량, 인버터 대기 전력 소비 등이 포함됩니다.
결합된 요인은 생산되는 실제 전력량을 5%에서 15% 이상 감소시킵니다. 결과적으로 이론적으로 생산되는 4.0kWh는 시스템 설계 및 설치에 따라 가정용 계량기에 3.6~3.8kWh로만 반영될 수 있습니다. 시스템이 제대로 설계되지 않거나 부적절하게 설치되면 위에 나열된 것보다 더 큰 손실이 발생합니다!
태양광 패널은 극도로 따뜻한 온도에 노출되면 효율이 떨어질 수 있지만 일반적으로 여름철에 복사 에너지나 햇빛에 추가로 노출되면 열과 관련된 이러한 손실이 상당 부분 완화됩니다. 따라서 가을/겨울 기간의 더 낮은 온도는 일반적으로 태양광 패널의 효율성을 향상시키지만 일일 태양 복사 수준이 낮기 때문에(특히 낮이 짧고 태양 각도가 낮기 때문에) 훨씬 적은 에너지를 생산합니다.
국가별 차이점:미국은 다양한 지역 기후를 가지고 있습니다. 북서부 지역은 가장 높은 햇빛 시간을 포함하여 최고의 태양광 발전 자원을 제공하는 반면, 강수량이 가장 많은 남부 지역은 최고 햇빛 시간이 거의 없음을 발견합니다.
