KCL, 태양광발전 시스템 성능 현장시험평가 및 모니터링 실시

	▲ 지난 9월 경기도 일산 킨텍스에서 열린 ‘2016 세계 태양에너지 엑스포’에서 전시된 KCL의 ‘태양광발전 이동측정 시스템’ 모습

이 시스템은 Class AAA·LED 솔라시뮬레이터를 이용한 발전량 및 효율 측정 등의 현장시험평가를 한다. EL 측정을 통한 모듈 손상 및 PID 현상 원인 분석과 절연저항·내전압시험 등 전기 안전성 평가, 발전효율 감소 현상 시험, 태양광 어레이 전류-전압 특성 현장 측정 등도 한다. 이 시스템의 현장 모니터링 기능은 태양광 모듈 발전량 모니터링과 일사량·풍량·온도 등 현장기상관측 등이다.

태양광 시험평가 항목
이 시스템은 육안검사와 최대출력결정, 절연내성 시험, 전기장 발광(EL : Electro Luminesc ence) 측정, 발전효율 저하현상(PID : Potential Induced Degradation) 시험, 전류-전압 특성 측정, 정상동작시 모듈온도 측정 등의 항목을 평가한다.

태양광 모듈 표준 성능 시험 항목은 육안검사와 최대전력 결정, 절연시험, 온도계수 측정, NOCT 특정, STC와 NOCT에서의 특성, 낮은 방사 조도 특성, 옥외폭로 시험, 과열점 내구성 시험, 자외선 시험, 온도 사이클 시험, 결로-동결 시험, 고온 고습 시험, 단자 강도 시험, 습윤 누설 전류 시험, 기계적 하중 시험, 바이패스다이오드열시험, 광조사 시험 등이다.

태양광 모듈 안전성능 시험은 온도 사이클 시험과 습도 동결 시험, 고온 고습 시험, 바이패스다이오드열시험, 열점내구성 시험, 절단 취약성 시험, 접지 연속성 시험, 충격전압 시험, 절연 내성 시험, 습윤 누설 전류 시험, 단자강도 시험, 내열 시험, 육안 검사, 내화 시험, 자외선 시험, 역전류 과부하 시험, 모듈 손상 시험, 기계적 하중 시험, 부분방전 시험, 전선관 휨 시험, 단자함 덮게 시험 등이 있다.

BIPV 태양광 모듈 성능·안전시험 평가에는 최대 출력 결정(결정형, 박막, 양면형 BIPV 등)과 바이패스다아이오드열시험, 열점내구성 시험, 내열시험, 역전류과부하 시험, 자외선 시험, 온도사이클 시험, 단자강도 시험, 충격전압 시험, 고온고습 시험, 기계적 하중 시험, 절단취약성 시험 등이 속한다.

BIPV 커튼월 시스템 실대형 평가 항목은 기밀·수밀 시험과 내풍압 시험, 층간변위 시험, 열순환 시험 등이고, BIPV 건자재특성 평가 항목에는 단열시험과 기밀·수밀·내풍압 시험 등이 있다.

	▲ ‘태양광발전 이동측정 시스템’ 모습

주요 장비 사양
현장측정용 솔라 시뮬레이터의 광원은 LED 램프 사용이고, 등급은 CLASS AAA(IEC 60904)이며, 조사면적은 2,000mm×1,000mm이다. LED 연속 조사 광원으로 광원조사시간은 50~2,000ms이고, C-Si·DSC·OPV·CIGS 등이 가능하다.

PID·EL·적외선 영상 취득 장비는 EL 측정장치의 경우 이미지 외곡보상과 영역추출 등을 할 수 있다. 인가전압은 0~200V, 인가전류는 0~10A, 픽셀 해상도는 8M 픽셀로, C-Si·DSC·OPV·CIGS 등이 가능하다. 적외선 카메라의 IR 해상도는 320×240 픽셀이다.

	▲ ‘태양광발전 이동측정 시스템’ 내부 모습

현장 태양광 어레이 진단 평가 및 모니터링에서 절연저항 측정 장치는 DC 전압으로 0.05~6kV(10mA)이고, 0.01MΩ~9.99GΩ의 절연저항을 갖는다. I-V 측정 장치의 최대측정 범위는 300V와 15A, 500W다. 옥외노출 모니터링 시스템은 누적발전량·누적일사량을 측정하고 기상관측 및 환경 모니터링이 가능하다.

시험 의뢰 절차
시험 의뢰를 희망하는 자는 KCL 담당자에게 문의해 시험분석 신청서를 작성해야 한다. 현장 평가 시험항목 결정과 견적서, 방문 일정 등을 조율한 뒤 태양광발전 시스템에 대한 성능을 현장평가 받고 모니터링 과정을 거쳐야 한다. KCL은 시험 의뢰자에게 시험 성적서를 발행하는 등 분석결과를 내놓는다.

태양광발전소 사업자와 시공사 간 갈등
태양광발전소 사업자들이 시공사에 발전소 공사 견적을 받으면 시공사는 모듈 성능과 일 발전량, 누계 발전량 등을 계산해 발전소를 짓는다. 발전소가 완공되면 발전소 사업자들은 발전소를 가동하는데 계산된 발전량이 나오지 않는 경우가 빈번한 상황이다. KCL은 모듈에서 문제점이 발생할 가능성이 크다는 점을 언급, 수입 모듈 제품이 인증을 제대로 받지 않은 경우가 많다는 점을 지적했다.

발전소 사업자가 시공사에 항의하고, 시공사는 날씨 때문에 발전량이 나오지 못한다고 서로 다투는 경우가 많은 상황도 전했다. KCL은 또 시공업자들이 태양광에 대한 전문 지식이 없어 각 모듈에 대한 정확한 용량을 인지하지 못해 잘못 공사한다는 점을 강조했다. 간이 측정장비로 발전소 상황을 검사하는 것에 한계가 있다는 점도 문제점으로 들었다. 때문에 발전량을 충분히 내지 못하는 모듈을 교체하기 위해 재빠른 현장 확인이 필요하다는 주장이다.

KCL 이상문 건물에너지기술센터장은 “불량 모듈이 속해 있는 라인은 발전을 낼 수 없다”며, “발전소는 목표 발전량을 내지 못해 발전소 사업자가 최종 피해자가 된다”고 말했다. 발전소 사업자가 잘돼야 태양광발전 이룰 수 있어 KCL은 이 시스템을 효과적으로 운영하기 위해 발전소 사업자들이 경제적 부담을 적게 가질 수 있는 시스템을 운영할 방침이다.

발전소를 전반적으로 관리할 수 있는 시스템을 구축해 원스톱 서비스를 제공하는 것도 검토하고 있다. KCL은 발전소 사업자가 이득을 얻어야 태양광 시장이 발전할 수 있다고 강조했다.

이 센터장은 “앞으로 시공보다는 유지관리가 더 중요하다”며, “‘태양광발전 이동측정 시스템’이 효과적으로 운영될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.
이어 “태양광발전이 각종 규제가 심해 성장하는 게 쉽지 않다”며 “기존에 지어진 발전소 시설이라도 유지관리만 잘한다면 태양광시장이 충분히 커질 수 있다”고 덧붙였다.

SOLAR TODAY 백 승 재 기자(st@infothe.com)

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