오염 정도에 따른 단/다결정 태양광 모듈의 출력 특성 분석

미세먼지와 같은 오염 물질에 의한 영향이 커지면서, 태양광 모듈의 오염(Soiling)에 관한 연구의 필요성이 커지고 있다. 오염에 의한 모듈의 영향은 모듈 내 출력 불균일을 야기할 수 있다. 모듈에 오염이 발생하면 모듈 내 태양전지에 도달하는 빛의 양이 감소되어 전류가 감소하게 된다. 이 때, 오염이 모듈의 전체 면적에 발생하게 되면 모듈 전체의 출력 감소로 이어져 모듈 내 출력 불균일은 발생하지 않는다. 하지만, 모듈 내 국부적인 오염이 발생하면 오염이 발생한 태양전지만 출력이 감소하여 모듈 내 출력 불균일이 발생하게 된다. 출력 불균일에 의한 모듈의 손실 및 피해를 최소화하기 위해 바이패스 다이오드가 설치되어 동작하게 된다. 바이패스 다이오드의 동작은 결정질 태양전지의 종류에 따라 차이가 발생하게 된다. 그 이유는 잉곳의 성장 방법에 따라 결정성(단결정 또는 다결정)이 달라지며, 이로 인해 태양전지의 전기적 특성이 달라진다. 본 논문에서는 국부적 오염정도와 태양전지의 종류에 따른 바이패스 다이오드의 동작 특성을 비교분석하는 연구를 진행하였다. 실험 조건 및 방법은 다음과 같다. 단결정과 다결정 태양광 모듈에 투과 필름을 붙이고 필름의 투과율과 필름의 면적을 변화하여 모듈의 I-V 곡선을 측정하였다. 필름의 투과율은 5, 15, 25, 35, 40%로 변화하였으며, 필름의 면적은 태양전지 1개의 면적을 기준으로 하여 줄여나갔다. 측정된 I-V 곡선으로부터 필름의 투과율, 필름의 면적, 모듈의 종류에 따른 바이패스 다이오드의 동작 여부를 확인하였다.