높은 온도는 태양전지판은 특히 더운 곳에서는 제대로 작동하지 않습니다. 고온은 물리적, 전기적 변화로 인해 PV 모듈 성능을 저하시킵니다. PERC, TOPCon, IBC, HJT와 같은 태양광 모듈은 뜨거워지면 효율이 떨어집니다. 온도 계수는 효율이 얼마나 떨어지는지를 보여줍니다. 대부분의 모듈에서 이 수치는 -0.24~-0.34%/°C 사이입니다. 더운 기후에서는 태양광 패널이 65~70°C까지 뜨거워질 수 있습니다. 이로 인해 그들이 만드는 에너지가 크게 떨어집니다.
태양광 패널의 효율은 더워지면 감소합니다. 이는 즉시 생성되는 전력량과 1년에 걸쳐 생성되는 전력량 모두에 영향을 미칩니다.
| 모듈 유형 | 온도 계수(%/°C) | 40°C 상승 시 예상 전력 손실 |
|---|---|---|
| 퍼크 | -0.34 | 약 13.6% 손실 |
| TOPCon | -0.32 | 약 12.8% 손실 |
| IBC | -0.29 | 약 11.6% 손실 |
| HJT | -0.24 | 약 9.6% 손실 |
태양광 패널 효율에 대한 온도
온도가 높으면 태양전지판의 성능이 저하됩니다. 이는 열이 모듈 내부의 사물을 변화시키기 때문에 발생합니다. 이러한 변경으로 인해 패널의 전력 소비가 줄어듭니다.
다양한 태양광 패널 유형은 다양한 속도로 전력을 잃습니다. HJT 및 CIGS와 같은 일부 패널은 더위 속에서도 더 잘 작동합니다. 그들은 외부가 더울 때 더 많은 에너지를 유지합니다.
패널을 올바른 방법으로 설치하면 시원함을 유지하는 데 도움이 됩니다. 패널을 올리면 그 아래로 공기가 이동할 수 있습니다. 냉각 재료를 사용하면 패널이 더 잘 작동하는 데에도 도움이 됩니다.
태양광 패널의 재료는 매우 중요합니다. 캡슐화재 및 코팅과 같은 물질은 패널이 열을 처리하는 데 도움이 됩니다. 이러한 재료는 또한 패널이 뜨거운 장소에서 더 오래 지속되도록 도와줍니다.
냉각 시스템과 스마트 기술은 패널이 더 잘 작동하는 데 도움이 될 수 있습니다. 태양광 패널을 최대 15% 더 효율적으로 만들 수 있습니다. 이는 따뜻한 곳에서 태양 에너지를 더 유용하고 저렴하게 만듭니다.
태양광 패널은 광기전 효과를 이용해 전기를 생산합니다. 햇빛은 태양전지에 닿아 전자를 이동시킵니다. 이 움직임은 전류를 생성합니다. 밴드갭은 전자를 자유롭게 하는 데 필요한 에너지입니다. PV 모듈마다 밴드갭이 다릅니다. 밴드갭은 햇빛이 전기로 얼마나 잘 변하는지를 변화시킵니다.
뜨거워지면 밴드갭이 작아진다. 이는 전자가 이동하는 데 더 적은 에너지가 필요함을 의미합니다. 그러나 더 많은 전자가 수집되기 전에 재결합할 수 있습니다. 모듈이 얼마나 잘 냉각되는지는 최상의 밴드갭에 영향을 미칩니다. 모듈이 빠르게 냉각되지 않으면 효율성이 더욱 떨어집니다. CIGSe 태양전지의 경우 밴드갭을 제어하면 전압과 효율이 향상됩니다. 이는 모듈을 냉각시키는 것이 PV 성능에 중요한 이유를 보여줍니다.
참고: 열은 모듈 내부에서 전자가 작동하는 방식을 변경합니다. 이는 원자 수준에서 시작하여 효율성에 영향을 미칩니다.
온도는 태양광 모듈의 전압과 전류를 변경합니다. 날씨가 더워지면 개방전압(VOC)이 낮아집니다. 이는 더 많은 전하 캐리어가 셀 내부에 있기 때문에 발생합니다. 전자는 더 쉽게 뒤로 이동할 수 있습니다. 실리콘 태양전지판의 경우 전압은 섭씨 1도당 약 2.2밀리볼트씩 떨어집니다.
단락 전류(ISC)는 열에 따라 약간 증가합니다. 온도가 높을수록 전자의 이동이 더 쉬워집니다. 그래서 전류가 조금 더 흐르게 됩니다. 그러나 전압 강하는 전류 이득보다 훨씬 큽니다. 이는 모듈의 전력과 효율성이 뜨거워질수록 감소한다는 것을 의미합니다.
온도가 높을수록 개방 회로 전압이 떨어집니다.
전자가 더 쉽게 움직이기 때문에 단락 전류가 약간 증가합니다.
전압 강하가 전류 이득보다 크기 때문에 효율이 떨어집니다.
모듈 내부의 저항 변화에 따라 출력도 변경됩니다.
테스트 결과 이러한 일이 발생하는 것으로 나타났습니다. 패널이 가열되면 전압이 떨어지고 전류가 약간 상승하여 전체 출력이 감소합니다. 그렇기 때문에 온도는 태양광 시스템 설계자에게 큰 걱정거리입니다.
열은 세포 내부에서 전자와 정공이 더 많이 재결합하도록 만듭니다. 접점에 도달하기 전에 재결합하면 모듈에서 전기가 손실됩니다. 온도가 높을수록 이러한 재결합이 더 자주 발생합니다. 이는 전류를 낮추고 패널의 효율성을 떨어뜨립니다.
모듈의 온도에 따라 재결합되는 전자 수가 달라집니다.
재료에 결함이 많을수록
열은 모듈 내부의 저항을 증가시켜 전류 흐름을 더 어렵게 만듭니다.
재조합과 저항이 많을수록 효율과 출력이 낮아집니다.
연구에 따르면 온도가 높을수록 세포의 저항이 증가하는 것으로 나타났습니다. 이로 인해 전기가 모듈을 통해 이동하는 것이 더 어려워집니다. 그래서 성능은 더욱 떨어집니다. 재결합과 저항 모두 더운 날씨로 인해 큰 전력 손실이 발생할 수 있음을 의미합니다.
요약하면 온도는 밴드갭, 전압, 전류, 재결합 및 저항을 변경하여 PV 모듈에 영향을 미칩니다. 이 모든 것들이 함께 작용하여 날씨가 더워지면 효율성이 낮아집니다.
태양광 패널은 STC라고 불리는 표준 테스트 조건에서 등급을 받습니다. STC는 완벽한 실험실 설정을 사용합니다. 셀 온도는 25°C로 설정됩니다. 햇빛은 1000W/m²로 매우 강합니다. 하지만 실제 생활은 실험실과 다릅니다. 외부에서는 태양광 패널이 더 뜨거워지고 햇빛은 약해집니다. 바람과 기단 또한 패널의 작동 성능�
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|---|---|---|
| 방사조도 | 1000W/m² (이상적인 햇빛 강도) | 800W/m² (더 낮고 더 일반적인 햇빛) |
| 온도 | 25°C(77°F)의 셀 온도 | 주변 온도 20°C(68°F); 셀 온도 ~45°C |
| 공기 질량 | 1.5(표준화된 대기 경로 길이) | 지정되지 않음, 위치에 따라 다름 |
| 풍속 | 고려되지 않음 | 1m/s(냉각 및 온도에 영향) |
표는 STC가 완벽한 세상과 같다는 것을 보여줍니다. 실제 생활에서 태양광 모듈의 온도는 약 45°C에 도달하는 경우가 많습니다. 또한 실험실보다 햇빛을 덜 받습니다. 이러한 변화는 태양광 패널의 효율성을 떨어뜨립니다. 실제 생활에서 패널은 일반적으로 STC 등급의 70~80%만 제공합니다. 엔지니어는 이 숫자를 사용하여 시스템이 실험실 외부에서 얼마나 많은 전력을 생산할 것인지 추측합니다.
다른 것들도 당신이 얻는 힘의 양을 낮춥니다. 다음 표에는 실제 태양광 시스템의 일반적인 손실이 나열되어 있습니다.
| 손실 계수 | 일반적인 손실 범위/영향 |
|---|---|
| 온도 영향 | 모듈 온도가 상승하면 효율이 감소합니다(예: 5-10% 감소). |
| 배선 및 전도 | 케이블 및 연결에서 에너지 손실(1-3%) |
| 인버터 효율 | DC에서 AC로의 변환 손실(95-98% 효율) |
| 오염 및 음영 | 먼지, 오물, 눈, 그늘로 인한 출력 감소(2-5%) |
| 모듈 저하 | 연간 효율성 손실은 연간 약 0.5%입니다. |
태양광 패널은 외부보다 실험실에서 더 잘 작동합니다. 성과 비율(PR)은 실제 출력과 완벽한 출력을 비교합니다. PR 수치는 66%에서 88%로 증가합니다. 이는 열, 전선, 노후화 등 많은 요인으로 인해 태양광 패널 효율이 낮아진다는 것을 의미합니다.
온도 계수는 온도가 25°C보다 높아질 때 태양광 모듈의 전력이 얼마나 떨어지는지 알려줍니다. 이 숫자는 데이터시트에서 찾을 수 있습니다. 각 섭씨 온도에 대한 백분율로 표시됩니다. 엔지니어는 온도 계수를 사용하여 패널이 가열될 때 전력이 얼마나 손실되는지 파악합니다.
온도 계수는 중요한 사항에 영향을 미칩니다.
개방 회로 전압(VOC)
단락 전류(ISC)
최대 전력점(Pmpp)
예를 들어 모듈의 온도 계수가 -0.3%/°C인 경우 25°C를 초과할 때마다 0.3%의 전력이 손실됩니다. 기술자는 패널이 뜨거워짐에 따라 전압, 전류 또는 전력이 어떻게 변하는지 관찰하여 이를 확인합니다. 온도 계수는 사람들이 시스템을 설계하고 추울 때 고전압으로 인한 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.
태양광 패널 효율은 온도 계수에 따라 달라집니다. 숫자가 작을수록 더운 날씨에 전력 손실이 적다는 것을 의미합니다. HJT와 같은 일부 모듈은 더 나은 온도 계수를 갖습니다. 매우 더운 장소에 적합합니다.
태양광 모듈은 뜨거워지면 전력이 손실됩니다. 엔지니어들은 수학을 사용하여 손실된 양을 추측합니다. 셀 온도에 대한 공식 중 하나는 다음과 같습니다:
Tcell = Tmb + (1 / U) * (Alpha * Ginc * (1 - Effic))
Tcell: 셀 온도
Tamb: 주변 온도
U : 열손실계수(W/m²·K)
알파: 흡수 계수(보통 0.9)
아연: 들어오는 햇빛(조도)
Effic: 태양광 패널 효율
공기가 35°C이고 햇빛이 800W/m⊃2이고 패널 효율이 20%인 경우 셀은 55°C보다 뜨거워질 수 있습니다. 셀 온도가 높을수록 더 많은 전력이 손실됩니다. 온도 계수가 -0.3%/°C인 경우 25°C 이상에서 30°C 상승하면 전력이 9% 감소합니다.
과학자들은 수년간 옥상 태양광을 연구해 왔습니다. 그들은 열 손실이 전체 손실의 큰 부분을 차지한다는 것을 발견했습니다. 이를 어레이 캡처 손실이라고 합니다. 시간이 지남에 따라 패널은 매년 약 0.5%의 효율성을 잃습니다. 먼지, 그늘, 배선 손실은 상황을 더욱 악화시킵니다.
팁: 항상 온도 계수를 확인하고 실제 데이터를 사용하여 손실을 예측하십시오.
더운 날씨에는 태양광 패널의 전력이 손실됩니다. 이러한 손실을 측정함으로써 설계자는 더 많은 전력을 공급하기 위해 최상의 패널과 설치 방법을 선택할 수 있습니다.
태양광 패널은 햇빛으로부터 전기를 만들기 위해 다양한 재료를 사용합니다. 결정질 실리콘 모듈은 일반적인 조건에서 잘 작동합니다. 단결정 실리콘 모듈은 최대 26.7% 효율에 도달할 수 있습니다. 다결정 모듈은 24.4% 효율에 도달할 수 있습니다. CIGS와 같은 박막 모듈은 효율이 낮습니다. 하지만 더운 곳에서는 더 잘 지내요. CIGS 모듈은 뜨거워지면 효율성이 떨어집니다. 온도 계수는 -0.36%/°C에 불과합니다. 결정질 실리콘 모듈은 더 높은 온도 계수를 갖습니다. 이는 뜨거울 때 더 많은 전력을 잃는다는 것을 의미합니다. 박막 모듈은 빛이 적거나 그늘이 있을 때에도 더 잘 작동합니다.
| 모듈 유형 | 효율성 범위(%) | 온도 계수(%/°C) | 온도 민감도 및 효율성 손실 요약 |
|---|---|---|---|
| 단결정 c-Si | 15 - 20 | -0.446 | 효율성은 높지만 온도가 높아질수록 더 많은 전력을 잃습니다. |
| 다결정 c-Si | 13 - 16 | -0.387 | 중간 효율성 및 열 민감도 중간 |
| CIGS박막 | 10 - 14.5(일반) | -0.36 | 효율성은 낮지만 열의 영향을 덜 받고, 뜨겁고 어두운 조명에서 더 잘 작동합니다. |
박막 모듈은 뜨겁고 변화하는 빛에서도 계속 잘 작동합니다. 결정질 실리콘 모듈은 피크 효율이 더 높지만 뜨거워지면 더 많은 전력을 손실합니다.
태양광 기술은 계속해서 발전하고 있습니다. HJT 모듈은 실험실에서 최대 26.56%의 효율성을 달성합니다. 더워도 좋은 성능을 유지합니다. 온도 계수는 약 -0.25%/°C입니다. 따라서 뜨거워지면 전력이 덜 손실됩니다. TOPCon 모듈은 효율성이 높으며 가격이 너무 비싸지 않습니다. 온도 계수는 -0.32%/°C에 가깝습니다. IBC 모듈은 후면 접촉 설계를 사용합니다. 이는 음영을 줄이는 데 도움이 되고 22~24%의 효율성을 제공합니다. 온도 계수는 약 -0.29%/°C입니다. PERC 모듈은 많이 사용되지만 열로 인해 효율성이 더 떨어집니다.
| 기술 | 온도 계수(%/°C) | 예상 전력 손실(25°C ~ 65°C) | 효율성 특성 및 애플리케이션 상황 |
|---|---|---|---|
| HJT | 약 -0.243% | 약 9.72% | 최고의 온도 안정성; 24% 이상의 효율성; 낮은 저하; 뜨겁고 햇볕이 잘 드는 장소 및 건물 사용에 적합합니다. |
| TOPCon | -0.32% 정도 | 약 12.8% | 매체 온도 계수; 효율성 한계는 약 28.7%입니다. 좋은 가격; 따뜻한 곳에서는 잘 작동합니다. |
| IBC | -0.29% 정도 | 약 11.6% | 고효율(22-24%); 좋아 보인다; 음영이 적습니다. 멋진 건물에 좋습니다. |
| 퍼크 | 더 높은 온도 감도 | 다른 것보다 높은 전력 손실 | 많이 사용하지만 열에 더 많은 전력을 잃습니다. 고온에서는 효율이 더 떨어집니다. |
태양광 모듈은 실험실 밖에서는 다르게 작동합니다. 더운 곳에서는 결정질 실리콘 모듈이 열로 인해 연간 에너지의 8~9%를 손실합니다. 박막 모듈의 손실은 약 5%에 불과합니다. CIGS 모듈은 10~50°C 사이에서 더 나은 성능 비율을 유지합니다. 먼지, 습도, 바람과 같은 요소도 PV 모듈의 작동 정도를 변화시킵니다. 먼지와 습기로 인해 최대 30%의 전력 손실이 발생할 수 있습니다. 하이브리드 PV-열 시스템과 같은 냉각 방법은 패널이 더운 곳에서 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다. 더운 기후에서
| 의 태양광 기술 | 열 손실 | 성능 비율/뜨거운 기후에서의 효과 |
|---|---|---|
| 단결정 실리콘(mono-c-Si) | 연간 에너지 손실 8% | CIGS보다 성능 비율이 낮습니다. 뜨거워지면 더 많은 힘을 잃습니다. |
| 다결정 실리콘(multi-c-Si) | 연간 에너지 손실 9% | mono-c-Si와 유사한 손실; 열이 나면 성능이 저하됩니다 |
| 박막 기술 | 연간 에너지 손실 5% | 열을 더 잘 처리합니다. 힘이 덜 빠진다 |
| 비정질 실리콘(a-Si) | 해당 없음 | 열 어닐링으로 인해 따뜻한 계절에 더 잘 작동합니다. |
| 구리 인듐 갈륨 셀레나이드(CIGS) | 해당 없음 | 10~50°C 사이에서 결정질 실리콘 PV보다 높은 성능 비율 |
PV 모듈 성능은 유형, 날씨 및 설치 방법에 따라 달라집니다. 올바른 태양광 모듈을 선택하면 특히 더운 곳에서 더 많은 에너지를 얻고 비용을 절약하는 데 도움이 됩니다.
이미지 출처: 펙셀
캡슐화 재료는 태양전지를 열과 물로부터 안전하게 보호합니다. 또한 충격과 압력으로부터 보호합니다. 캡슐화제 유형에 따라 모듈이 열을 얼마나 잘 처리하는지가 달라집니다. 또한 모듈이 지속되는 기간에도 영향을 미칩니다.
EVA는 뜨거워지면 금속이나 실리콘보다 더 잘 자란다. 이로 인해 가열 및 냉각 중에 모듈 내부에 응력이 발생합니다.
스트레스는 모듈 내부에 균열이나 부품 파손을 일으킬 수 있습니다.
올바른 밀봉재를 선택하면 손상 가능성이 낮아집니다. 모듈이 강하게 유지되도록 도와줍니다.
캡슐화재의 늘어나거나 수축되는 정도는 레이어가 서로 달라붙는 방식에 영향을 미칩니다. 이는 모듈의 견고성을 변경합니다.
EVA에 SiC, BN, ZnO 등을 추가하면 열이 더 빨리 빠져나가는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 SiC를 30% 혼합하면 열효율이 70.02%에 도달합니다. 셀이 더 시원하게 유지되었기 때문에 전기 효율은 16.94%까지 올라갔습니다.
이러한 첨가제로 인해 열 흐름이 개선되면 전력이 7% 이상 증가할 수 있습니다.
팁: 좋은 캡슐화 재료와 특수 첨가제를 사용하면 PV 모듈이 시원한 상태를 유지하고 더운 곳에서 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다.
모듈의 전선과 경로가 어떻게 구성되어 있는지는 열과 전기를 제어하는 데 도움이 됩니다. 과학자들은 백시트에 흑연과 알루미늄 필름을 사용하면 결정질 실리콘 모듈이 냉각된다는 사실을 발견했습니다. 이러한 냉각을 통해 전압 및 전력 변환이 향상됩니다. 프레임과 백시트의 좋은 열 경로는 열을 셀에서 멀리 이동시킵니다. 금속과 함께 상변화 물질을 추가하면 모듈이 더욱 냉각됩니다. 온도는 최대 21.9K까지 떨어질 수 있습니다. 전기 효율은 9%까지 올라갈 수 있습니다. 전도성 경로의 스마트한 설계는 열로 인한 손실을 줄이고 PV 시스템 출력을 높입니다.
높은 열로 인해 모듈이 노화되고 더 빨리 파손됩니다. 시간이 지남에 따라 열, 햇빛 및 물은 녹, 균열 및 약한 재료를 유발합니다. LID(광 유도 열화) 및 PID(전위 유도 열화)는 일반적인 문제입니다. LID는 햇빛이 실리콘 셀의 화학 물질을 변화시킬 때 발생합니다. 이로 인해 조기 전력 손실이 발생합니다. PID는 높은 전압 차이로 인해 발생합니다. 누설 전류가 발생하고 전력 강하가 커집니다. 캡슐화 층은 노란색으로 변하거나 갈라지거나 달라붙지 않을 수 있습니다. 이렇게 하면 빛이 덜 통과하게 됩니다. 백시트는 열과 물에 의해 분해될 수 있습니다. 이로 인해 습기가 유입되어 누출이 발생합니다. 작은 균열과 금속선이 느슨해지면 효율성도 낮아집니다. 유리-유리 모듈 및 UV 방지 백시트와 같은 강력한 재료와 우수한 디자인을 사용하면 이러한 문제를 늦출 수 있습니다.
| 메커니즘 | 설명 및 원인 영향 | PV 모듈 및 열화율에 대한 |
|---|---|---|
| 잠재적 유발 성능 저하(PID) | 높은 전압은 이온을 이동시키고 경로를 만듭니다. 유리의 나트륨 이온은 이러한 일이 발생하는 데 도움이 됩니다. | 최대 30% 효율성 손실; 연간 전력 손실 ~2.02%. |
| 광유도 열화(LID) | 햇빛은 실리콘 셀의 산화 속도를 높입니다. | 최대 10%의 효율성 손실이 발생합니다. 대부분 첫 해에 발생합니다. |
| 캡슐화 노화 | 자외선과 열에 의해 황변, 갈라짐, 끈적임 감소 등이 발생합니다. | 빛이 덜 들어옵니다. 시간이 지남에 따라 효율성이 떨어집니다. |
| 백시트 저하 | 열과 물은 파손 및 벗겨� | 더 많은 수분과 녹; 조기 실패. |
| 세포 분해 | 작은 균열과 금속선이 열로 인해 느슨해집니다. | 전력 손실 및 효율성 저하. |
| 핫스팟 형성 | 셀 문제나 먼지로 인해 일부 지점이 너무 뜨거워집니다. | 더 많은 피해와 효율성 손실. |
| 기계적 응력 | 늘어나거나 줄어들면 균열이 발생합니다. | 솔더 조인트와 셀이 파손됩니다. |
| 오염/먼지 축적 | 먼지는 빛을 차단하고 핫스팟을 만듭니다. | g/m⊃2당 1.27%의 전력 손실; 먼지. |
참고: 높은 열은 화학적 변화를 가속화하고 재료에 스트레스를 가해 이러한 모든 문제를 더욱 악화시킵니다. 좋은 재료와 스마트한 디자인을 선택하면 어려운 장소에서도 모듈이 더 오래 지속되는 데 도움이 됩니다.
주변 온도와 햇빛은 모두 태양광 패널의 작동 방식에 영향을 미칩니다. 25°C보다 더 뜨거워지면 패널은 각 온도당 약 0.3%~0.5%의 효율성을 잃습니다. 매우 뜨거운 장소에서는 패널이 60°C까지 뜨거워질 수 있습니다. 이로 인해 정격에 비해 전력의 10~15%가 손실될 수 있습니다. 햇빛이 강한 추운 장소는 패널의 작동을 향상시켜 효율성을 5~7% 향상시킵니다. 더 많은 햇빛은 열로 인해 일부가 손실되더라도 총 에너지가 더 많다는 것을 의미합니다. 패널은 일반적으로 공기보다 20~40°C 더 뜨겁기 때문에 현지 날씨가 중요합니다. 바람은 패널을 식히는 데 도움이 됩니다. 1m/s 정도의 작은 바람만으로도 패널 온도를 5~11°C 낮출 수 있습니다. 아래 표는 이러한 요소가 태양광 패널의 작동 성능을 어떻게 변화시키는지 보여줍니다.
| 요인/조건이 | PV 효율/출력에 미치는 영향 | 설명/예 |
|---|---|---|
| 온도 상승(>25°C) | 1°C 상승당 효율성 손실 0.3~0.5% | 패널 온도가 60°C에 도달하면 정격 효율에 비해 전력 출력이 10~15% 감소할 수 있습니다. |
| 매우 추운 조건(0°C) | 정격 출력보다 5-7% 효율 향상 | 복사조도가 높은 추운 기후로 효율성이 향상됩니다. |
| 높은 태양 복사 조도 | 온도 손실에도 불구하고 총 에너지 출력 증가 | 뜨겁고 화창한 날은 시원하고 흐린 날보다 더 많은 에너지를 생산합니다. |
| 풍속 | 냉각 효과는 1m/s에서 패널 온도를 5~11°C 감소시킵니다. | 냉각으로 효율성 향상 |
열대 지역에서는 높은 습도와 열로 인해 효율이 최대 28.7%까지 떨어질 수 있습니다. 패널을 점검하고 청소하는 것은 종종 패널의 원활한 작동을 유지하는 데 도움이 됩니다.
패널을 시원하게 유지하려면 공기 흐름이 매우 중요합니다. 공기가 패널 양쪽으로 이동하면 열이 더 빨리 제거됩니다. 패널을 지붕 위로 올리면 공기가 아래로 흘러 더 시원해질 수 있습니다. 지붕의 색상도 중요합니다. 패널 아래의 어두운 지붕은 때때로 패널이 없는 경우보다 시원하게 유지될 수 있습니다. 가볍거나 반짝이는 지붕은 패널 주변의 공기를 더 따
팁: 패널을 올리고 그 아래로 공기가 흐르도록 하면 패널을 시원하게 유지하고 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다.
계절과 거주 지역에 따라 패널의 작동 정도가 달라집니다. 더운 곳에서는 25°C 이상 온도가 올라갈 때마다 패널의 효율이 약 0.4% 감소합니다. 당신이 지구상에 있는 위치는 태양의 각도와 태양이 빛나는 시간을 변경하므로 적도에서 더 먼 곳은 일년 내내 더 큰 변화를 갖습니다. 열대 지역은 햇빛을 차단하고 패널에 물이 쌓일 수 있는 구름과 습도로 인해 추가적인 문제를 안고 있습니다. 패널을 자주 청소하지 않으면 사막의 먼지로 인해 효율성이 저하될 수도 있습니다. 서늘한 곳은 햇빛이 적더라도 효율이 더 좋은 경우가 많습니다. 모든 장소는 일년 내내 가장 많은 에너지를 얻기 위해 자체적인 설계 및 청소 계획이 필요합니다.
더운 곳은 적절한 냉각과 청소가 필요합니다.
서늘한 곳은 열로 인해 효율성이 떨어집니다.
열대 지역은 습도와 구름을 처리해야 합니다.
사막지역은 먼지를 통제해야 합니다.
태양광 패널이 얼마나 잘 작동하는지는 온도를 변화시키는 많은 요인에 따라 달라지므로 각 장소에 적합한 설정을 선택하는 것이 매우 중요합니다.
연간 생산량은 태양광 시스템이 1년 동안 생산하는 전기의 양을 의미합니다. 더운 날씨로 인해 패널의 효율성이 떨어지므로 에너지 소비가 줄어듭니다. 더운 곳에서 효율이 10~15% 감소하면 총 에너지도 감소합니다. 이 감소는 균등화 전기 비용(LCOE)을 변경합니다. LCOE는 시스템 수명 동안 1단위의 전기를 생산하는 데 드는 평균 가격입니다. 패널의 효율성이 떨어지면 킬로와트시당 비용이 더 많이 듭니다. 더운 지역에서는 태양광 시스템의 LCOE가 더 높은 경우가 많습니다. 이는 패널의 성능이 저하되고 더 많은 청소나 냉각이 필요하기 때문입니다.
시스템을 어떻게 설계하느냐에 따라 비용 절감 효과가 달라집니다. 엔지니어들은 패널을 더 시원하게 유지하기 위해 특수 재료와 냉각 기술을 사용합니다. 예를 들어, 상변화물질(PCM)은 패널을 최대 34°C까지 냉각시킬 수 있습니다. 쿨러 패널이 더 잘 작동하므로 더 빨리 돈을 돌려받을 수 있습니다. PCM과 함께 물을 사용하면 패널 효율성을 최대 13.7% 높일 수 있습니다. 먼지는 효율성을 거의 12%까지 낮출 수 있습니다. 먼지를 제거하면 에너지가 높게 유지되고 시스템의 가치가 높아집니다. 아래 표는 설계 선택이 성능과 비용을 어떻게 변화시키는지 보여줍니다.
| 시스템 설계 측면 | 성능에 미치는 영향 | 경제적 영향 |
|---|---|---|
| PCM 통합 | 패널을 더 시원하게 만들고 효율성을 높입니다. | 더 빠른 투자 회수, 더 나은 투자 |
| 냉각 전략(물 + PCM) | 더 높은 효율성, 더 나은 열 제어 | 더 많은 에너지, 더 높은 수익 |
| 먼지 완화 | 패널이 잘 작동하도록 유지 | 높은 출력을 유지하고 가치를 더합니다. |
| PCM 유형 선택 | 시스템에 가장 적합한 냉각 | 비용 및 디자인 변경 |
일부 태양광 시스템은 효율이 37%에 도달할 수 있지만 비용이 더 많이 들고 강한 햇빛이 필요합니다. 고정 틸트 시스템은 더 저렴하고 다양한 장소에서 작동합니다. 엔지니어들은 각 지역의 일조량과 예산에 가장 적합한 시스템을 선택합니다.
태양광 패널은 열, 먼지 및 노후화로 인해 시간이 지남에 따라 효율성이 떨어집니다. 대부분의 패널은 매년 약 0.5%의 효율성을 잃습니다. 더운 곳에서는 이런 일이 더 빨리 일어날 수 있고 나중에 더 많은 비용이 들 수 있습니다. 패널의 성능이 저하되면 에너지 소비와 비용 절감이 줄어듭니다. 소유자는 투자 회수 및 비용 절감을 고려할 때 이러한 손실에 대한 계획을 세워야 합니다. 튼튼한 소재와 스마트한 디자인을 사용하면 손상을 늦추고 돈을 보호할 수 있습니다.
좋은 디자인과 정기적인 관리는 혹독한 기후에서도 태양광 패널이 더 오래 지속되고 비용을 절약하는 데 도움이 됩니다.
엔지니어들은 태양광 패널을 시원하게 유지하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 그들은 패널 주위로 공기가 이동하도록 하는 것과 같은 수동적 냉각을 선택합니다. 방열판은 더 많은 에너지를 사용하지 않고도 추가 열을 제거하는 데 도움이 됩니다. 패널을 올리고 그 아래에 공간을 남겨두면 공기가 흐르고 냉각됩니다. 패널이 태양을 향하는 방식을 변경하고 기울이면 열이 축적되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 또한 패널이 더 많은 햇빛을 받는 데 도움이 됩니다. 일부 설정에서는 파라핀 젤리와 같은 상 변화 물질을 사용하여 열을 흡수했다가 나중에 내보냅니다. 이러한 방법은 온도를 제어하고 패널이 제대로 작동하도록 유지하는 데 도움이 됩니다.
올바른 재료를 선택하면 패널을 더 시원하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 빛나는 코팅과 밝은 색상의 지붕은 열을 많이 흡수하지 않습니다. 서브 밴드갭 반사율이 높은 패널은 사용할 수 없는 햇빛을 반사합니다. 이렇게 하면 더 시원하게 유지됩니다. 방사율이 높은 재료는 열을 더 빨리 방출합니다. 이러한 요령은 패널이 더 오래 지속되고 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다.
태양광 패널에서는 냉각이 매우 중요합니다. 상변화 물질과 같은 수동 냉각을 사용하면 패널이 약 9% 더 많은 전력을 제공할 수 있습니다. 능동 냉각은 패널을 냉각하기 위해 물이나 공기를 사용하지만 비용이 더 많이 들고 설정이 더 어렵습니다. 하이브리드 시스템은 더 나은 결과를 위해 열전 냉각기와 상변화 물질을 혼합합니다. 일부 하이브리드 쿨러는 패널 온도를 40°C 이상 낮출 수 있습니다. 또한 패널 작동 성능을 최대 15% 향상시킬 수도 있습니다. 이러한 아이디어는 패널이 뜨거운 장소에서 시원함을 유지하는 데 도움이 됩니다.
스마트 코팅은 패널이 더 많은 빛을 흡수하고 먼지를 방지하는 데 도움이 됩니다. 일부 코팅은 스스로 청소되어 반사를 멈춥니다. 이중층 상변화 소재는 열을 흡수하고 방출하여 패널 온도를 일정하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 실시간 모니터링은 인공 지능을 사용하여 패널 작동 방식을 관찰하고 변경합니다. 이러한 도구는 날씨가 변하는 경우에도 패널이 계속 전력을 공급하도록 도와줍니다.
| 솔루션 유형 | 이점 | 예시 영향 |
|---|---|---|
| 하이브리드 나노 코팅 | 반사를 줄이고 먼지를 막습니다. | 더 많은 광자가 사용됨 |
| AI 모니터링 | 날씨 변화에 따라 설정 변경 | 더 많은 에너지를 얻습니다 |
| PCM 레이어 | 열을 흡수하고 방출하여 패널을 시원하게 유지 | 더위에 의한 피해가 적다 |
일부 태양광 패널 유형은 뜨거울 때 더 잘 작동합니다. HJT 모듈은 에너지 손실이 적고 열대 및 건조한 장소에서 더 많은 전력을 생산합니다. CIGS 셀은 매우 따뜻할 때도 잘 작동합니다. CdTe 모듈은 더운 날씨에 실리콘 모듈보다 최대 6% 더 많은 에너지를 생산할 수 있습니다. 최고의 기술을 선택하면 패널이 더운 곳에서 더 잘 작동하고 더 오래 지속되는 데 도움이 됩니다.
과학자들은 태양광 패널에 열을 공급하는 새로운 방법을 찾고 있습니다. 그들은 더운 날씨에 패널을 더 강하게 만들기 위해 특수 재료를 사용합니다. 일부 과학자들은 작은 MOF를 페로브스카이트 태양전지에 넣었습니다. 이러한 MOF는 셀에 더 유연한 모양과 더 큰 표면을 제공합니다. 이는 햇빛과 열로 인한 손상을 막는 데 도움이 됩니다. CIGS 태양전지에서는 매우 얇은 Al2O3 층이 전지를 보호합니다. 이 층의 두께는 10나노미터에 불과합니다. 물을 차단하고 전기 문제를 방지합니다. 이 때문에 셀은 오랫동안 뜨겁고 습한 곳에 놓아도 약 80%의 전력을 유지합니다. 나노유체와 파라핀 기반 나노물질은 패널 냉각에 도움이 됩니다. 그들은 패널에서 열을 멀리 이동시킵니다. 카본블랙 나노유체와 나노입자를 함유한 상변화 물질은 온도를 일정하게 유지합니다. 이러한 신소재와 나노기술은 태양광 패널이 더 오래 지속되고 뜨거울 때 더 잘 작동하도록 돕습니다.
스마트 코팅과 인공 지능은 태양광 패널이 열을 처리하는 데 도움이 됩니다. 아래 표는 이러한 도구가 어떻게 도움이 되는지 보여줍니다.
| 메커니즘 | 설명 | 고온에서 PV 효율에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 하이브리드 나노 코팅 | 반사율을 낮추고 UV/IR 광선을 더 많이 사용하며 먼지를 차단합니다. | 더 많은 빛을 사용하고 먼지로 인한 전력 손실이 적습니다. |
| 상변화 물질(PCM) | 패널 온도를 일정하게 유지하기 위해 열을 받아들이고 내보내십시오. | 열로 인한 손상 감소, 패널 수명 연장 |
| AI 기반 적응 시스템 | 기계 학습을 사용하여 설정을 변경하고 태양을 따라가세요 | 더워도 더 많은 전력 생산 |
스마트 코팅은 패널이 더 많은 빛을 흡수하고 깨끗하게 유지되도록 도와줍니다. PCM은 낮 동안 추가 열을 저장했다가 식으면 내보냅니다. 이렇게 하면 패널이 너무 뜨거워지는 것을 방지할 수 있습니다. AI 시스템은 날씨를 관찰하고 패널 작동 방식을 변경합니다. 이는 패널이 매우 뜨거울 때에도 더 많은 에너지를 생산하는 데 도움이 됩니다.
하이브리드 및 고급 시스템은 열과 싸우고 더 나은 작업을 수행하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 하이브리드 태양광 시스템은 태양광 패널과 지열 열 펌프를 혼합합니다. 또한 각 기후에 맞는 특수 부품을 사용합니다. 엔지니어는 수집기, 열 교환기 및 저장 탱크에 적합한 크기를 선택합니다. 이는 난방과 전기 수요의 균형을 맞추는 데 도움이 됩니다. 이러한 시스템의 상변화 물질은 열을 저장하고 패널 냉각을 돕습니다. 이렇게 하면 패널이 너무 뜨거워지는 것을 방지할 수 있습니다. 제어 시스템은 에너지를 관리하고 그리드 전기의 필요성을 낮춥니다. 더운 곳에서는 도움이 됩니다. 하이브리드 광전지-열(PVT) 시스템은 전기와 열을 모두 생산합니다. 이 시스템은 냉각을 사용하여 가장 더운 정오에도 패널이 제대로 작동하도록 유지합니다. 에어로겔과 같은 고급 단열재와 기계 학습을 사용한 스마트 제어 기능은 이러한 시스템이 더 오래 지속되고 더 잘 작동하도록 돕습니다. 하이브리드 설계는 온실 가스 배출을 줄이고 더운 곳에서 태양 에너지를 더욱 안정적으로 만듭니다.
태양광 패널은 더워지면 제대로 작동하지 않습니다. 각 패널 유형은 고유한 방식으로 열에 반응합니다. 온도 계수는 뜨거울 때 전력이 얼마나 손실되는지 알려줍니다. 사람들은 패널을 설치하는 좋은 방법을 선택하고 올바른 재료를 사용하여 패널의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
최상의 결과를 얻으려면 태양광 시스템을 설치하기 전에 전문가에게 도움을 요청하는 것이 현명합니다. 이는 거주 지역에 상관없이 패널이 제대로 작동하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
온도 계수는 온도가 25°C보다 높아질 때 태양광 패널이 얼마나 많은 전력을 손실하는지 알려줍니다. 계수가 낮으면 더운 날씨에도 패널의 전력이 많이 손실되지 않습니다.
온도가 높으면 태양광 패널이 더 빨리 노화됩니다. 균열과 노란색 반점이 발생할 수 있습니다. 재료가 더 빨리 분해됩니다. 이는 패널의 효율성을 떨어뜨리고 지속 시간을 단축시킵니다.
HJT 및 CIGS 모듈은 더운 곳에서 가장 잘 작동합니다. 온도 계수가 더 낮습니다. 이는 뜨거울 때 전력 손실이 적다는 것을 의미합니다. 이 패널은 따뜻한 지역에서 효율성을 더 높게 유지합니다.
예. 상변화 물질이나 수냉식과 같은 냉각 시스템은 패널을 더 시원하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 이러한 시스템을 사용하면 매우 더운 날씨에 패널의 효율성을 최대 15% 더 높일 수 있습니다.
먼지는 햇빛을 차단하고 일부 장소를 더 뜨겁게 만듭니다. 이로 인해 패널의 온도가 상승하고 더 많은 전력 손실이 발생합니다. 패널을 자주 청소하면 패널을 더 시원하게 유지하고 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다.
