[업무일지] 현장에서 스트링 전압차이가 발생했던 이유 / 온도 영향

현장에서 스트링 전압차이가 발생했던 이유 / 온도 영향

23년 10월 17일 전주 ***사 에 설치한 발전소입니다.

전수검사 날, 모듈 6EA 불량이 발견 되었었고, 오늘 그 불량품을 교체하는 작업을 하려 현장에 왔습니다.

모듈 불량은 하나의 스트링에서 발견되었습니다. 아마 제작 과정에서 발생한 문제로 판단되네요.

 

 

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현장에 도착해서 바로 인버터 가동을 멈춘 후, 패널 전압을 측정해 보았습니다.

▽ 이상이 있는 패널이 포함된 스트링 전압 (오전 9 : 50 / 16직렬 / 567V)

 

 

▽ 정상적인 스트링 전압(오전 09 : 50 / 16직렬 / 635V)

 

 

▽ 모듈 명판에서 확인되는 개방전압은 41.3V

이론대로라면 41.3V x 16직렬 = 660.8V 가 맞지만,

온도에 의한 전압강하로 94%~96%의 효율을 나타냅니다.

 

 

비교) (음영구간에 보관해 둔 스페어 제품을) 막 꺼내서 햇빛에 노출시킨 뒤 찍은 모듈 전압 사진

실제 개방전압과 차이가 없습니다.

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뭐, 그렇게 측정을 끝내고, 교체까지 마무리한 후, 스트링 전압을 찍어보았습니다. (촬영시각 13시 00분)

모듈 교체진행한 스트링

정상 스트링

 

정상스트링은 635V 에서 626V로 9V가 떨어졌습니다. (약 1.5% 감소)

모듈교체 스트링은 604V가 측정되었습니다.

 

Q1) 정상스트링의 전압은 왜 이전보다 떨어졌나요?

오늘 블로그를 작성한 이유기도 합니다.

이상합니다. 분명 스트링 수는 16직렬로 동일한데 말이죠.

 

이유는  '온도'입니다.

모듈의 온도가 증가하면 전압은 감소합니다.

그 기준은 25도이며, 모듈 온도가 1도씩 증가할 때마다 모듈효율은 0.5%가 떨어집니다.

따라서, 오전 9시 50분 측정값과 오후 13시 측정값을 비교해보면 효율이 1.5%차이가 발생했기 때문에,

약 3도 정도의 온도 차이가 발생했음을 추측할 수 있습니다.

 

Q2) 모듈교체 스트링의 전압은 왜 이렇게 낮은가요? 교체를 했다면 정상스트링보다 오히려 더 높아야하지 않나요?

이유는 마찬가지로 '온도' 인데요.

정상스트링보다도 더 떨어지는데에는 다른 이유가 있어야겠죠?

그 이유는, 발전하지 않은 모듈의 온도가 정상적으로 발전 중인 모듈보다 더 빠르게 상승하기 때문입니다.

그 이유는 '엔트로피'라고 할 수 있습니다. PV = nRT (활동량이 증가하면 온도가 증가함)

 

광전효과로 인해 공핍층이 제거된 모듈은 전위차를 띄게됩니다.

여기서 일반적인 모듈은 전위차를 이용하여 부하로 전기가 흐르게 됩니다.

그러면서 공핍층이 형성되고, 제거되는 현상을 반복하게 되죠.

하지만, 부하와 연결되지 않은 모듈은 전위를 형성한 상태로 유지됩니다. 공핍층은 계속해서 제거된 상태로 말이죠.

더 이상, 빛에너지를 공핍층을 분리하는데 사용하지 않는 것을 의미합니다.

태양의 빛에너지는 오로지 열에너지로 변환되어 모듈의 온도를 상승시키는데 작용됩니다.

그렇기 때문에, 부하가 없는 모듈의 온도가 더 높은 것입니다.

온도가 높아 효율이 떨어지게 된 것이죠.

635V에서 604V로 떨어졌다고 가정한다면, 5%정도 감소되었다고 예상할 수 있습니다.

 

 이해가 되셨나요?

'관련글' 공유드리고 마치겠습니다.

[셀,모듈] 태양광 모듈과 온도와의 관계

[셀,모듈] 태양광 모듈과 온도와의 관계

 

 

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감사합니다.

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