[전기,전자] 개방전압이 동작전압보다 더 높은이유, 개방전압 동작전압 차이

동작전압보다 개방전압이 더 높은이유

안녕하세요. 태양광 윤대리입니다.

태양광 현장에서 많이 쓰이는 동작전압과 개방전압입니다.

두 전압의 차이는 무엇인지 궁금해서 한 번 알아보았습니다. 

 

목차

1, MPPT에 의한 전압 차

2. 에너지 밴드를 통한 전압 차

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1.MPPT에 의한 전압차

 

인버터를 가동할 땐, MPPT라는 것이 있습니다.

아래 링크에 잘 설명 되어있으니, 읽어보시는 것도 좋을 것 같습니다 ㅎㅎ

[인버터] 태양광 인버터 MPPT 원리, MPPT란 무엇인가?

 

개방회로 상태에서는 모듈이 전기를 전압의 형태로 보유하고 있습니다. 전류는 없죠.

이때의 전압을 Voc, 개방전압 이라고 합니다.

반대로, 폐회로를 구성하여 부하에 전기를 공급하고 있을 때에는, 모듈이 전기를 전압과 전류의 형태로 공급합니다.

이때의 전압을 Vmpp, 동작전압 이라고 합니다.

전기를 100% 전압의 형태로 가지고 있을 때의 전압과, 전기를 전압과 전류의 형태로 나누어 공급할 때의 전압.

둘 중 무엇이 더 클까요?

당연히 온전히 전압의 형태일 때가 더 높을 것입니다.

 

 

 

 

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2. 에너지 밴드를 통한 전압 차

 

모듈을 동작시킬 경우에는, 지속적인 전자와 정공의 방출로 기존 전압을 유지합니다.

이 때 측정되는 전압은 동작전압(Vmpp)입니다.

모듈 동작을 정지 시킬 경우, 전자와 정공이 축적되어 n층의 페르미 준위가 p층에 비하여 올라가게되고,

양측의 페르미 준위 사이에 높은 전위차가 발생합니다.

이 때  부하가 연결되지 않아 흐르는 전류가 없을 때, 이를 개방전압(Voc)이라 합니다.

 

​아래 그림으로 이해를 돕겠습니다.

① P-N Junction을 형성하고 직후의 모습입니다.

p형 반도체와 n형반도체가 서로 만나 공핍층을 형성한 직후의 모습입니다. 아직까진 전자와 전공이 많이 쌓이지 않았죠.

 

② 아래 그림은, 광전효과에 의해 공핍층이 사라진 상태입니다.

공핍층이 사라지면서, p형반도체는 다량의 양공을 가지면서 (+)극을 띄고, n형반도체는 다량의 자유전자를 가지면서 (-)극을 띄게 됩니다.

부하가 없기 때문에, 자유전자가 흐르지 못합니다.

따라서 전하가 쏠려있는 상태를 유지하기 때문에 높은 전위차가 발생합니다.

*전기실무에서 전류가 흐르지 못하는 상태일 때, 그 전류는 전압상태로 남아 있는다라고 합니다. 그건 DC이든 AC이든 모든 경우에 허용됩니다.

 

③ 설비가 가동하기 시작하면서, 모여있던 전하가 흐르게 됩니다. 자연스럽게 전위차는 낮아집니다.

​

 

내용을 좀 더 정확하게 이해하기 위해서는, 태양전지 원리와 에너지 준위에 대해서 공부하면 좋을 것 같습니다.

└알아보기) 에너지 준위, 페르미 준위란? Click!

[셀,모듈] PN접합, 에너지 준위에 대해서

 

 

 

 

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이상으로 블로그 마치도록 하겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다.

[셀,모듈] 태양전지 셀에 대해서

[전기,전자] PN접합, 에너지 준위에 대해서

[셀,모듈] 태양광 모듈 전기 생산 원리는? 태양전지 셀 광전효과

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