쏠라모듈 선택방법및 설치요령 에 대하여 안내합니다.
야외활동시 최대 고민인 캠핑카 에너지 관리와 공급
자가발전 시스템인 쏠라모듈에 대하여 설명합니다.
일조량이 풍부한 우리나라 현실에 부합하는 신재생에너지인 솔라모듈,
공방에서 소정의 자재비를 청구하여 설치의뢰 가능합니다.
다음과 같은 순서로 설명을 하겠습니다.
I 태양광 발전에 필요한 기본적인 부품들
II 사용용도와 사용량에 따른 용량 선택
III 제품 구입 요령 및 설치 요령
I 태양광 발전에 필요한 기본적인 설비
A. 기본 개념
1. 이해를 돕기 위한 그림
2. 필요한 장치(Equipment)들과 순서
필요한 장치는 최소한 5가지가 있습니다.
태양광 판넬, 컨트롤러,충전기, 밧데리, 인버터
태양광 판넬 ->충전기또는 컨트롤러(충전제어부) -> 밧데리 ->
컨트롤러(부하제어부) -> 인버터 -> 일반 전기
B. 각부 설명
1. 태양광 판넬(Photovoltaic module)
태양광선을 전기에너지로 바꿔주는 장치입니다.
전선을 이용하여 전기 에너지로 변환된 것을 컨트롤러를 거쳐 밧데리로 보내줍니다.
쏠라 쎌(Solar Cell), 쏠라 모듈(Solar Module), Solar 판넬, 등이 다 비슷한 표현입니다.
다음 그림을 참고하세요.
2. 태양광 발전 컨트롤러및 한전충전기 콘트롤판넬
컨트롤러는 크게 세가지 역할을 합니다.
첫번째, 태양광에서 발전된 전기 에너지가 밧데리에 안전하게 충전되도록 도와줍니다.
다시 말해서 밧데리가 과충전되지 않도록(즉 넘치지 않도록) 제어해 줍니다.
두번째, 밧데리에 저장된 전기를 나중에 사용할 때에 과방전이 되지 않도록 도와줍니다.
밧데리에 축전된 전기가 완전히 없어질 때까지 다 쓰면 밧데리에 손상이 가기 때문에 제어를 해줍니다.
세번째, 각종 상황을 알려줍니다.
외부에 설치되어 있는 태양광 판넬에서 유입되고 있는 전기 에너지의 현재 1)전압(Volt),
2)전류(Ampere)량을 알려줍니다. 쉽게말해서 충전되고 있는 전기량을 표시해 줍니다.
쏠라 충전량 체크는
발전효율(출력손실보존계수)를 감안하여 필요한 태양전지모듈의 용량을 결정한다.
필요한 태양전지모듈(W) = 1일 필요한 발전량 × 1.2(출력손실보존계수)
만약 220V의 전기제품을 적용시킬 경우 DC-AC 인버터 효율에 따라 인버터 손실보전계수(1.2~1.25)를 곱해주십시오.
2).배터리의 선정방법
필요한 배터리용량(Ah) = 1일 소비전력(Whr) ÷ 배터리전압(통상12V) × 부조일수
× 1.25(배터리방전손실보정계수)
─. 부조일수란?
"하루 종일 태양이 비치지 않는 날의 수" 를 뜻하며 태양광발전에서는
태양빛이 거의 없는 아주 흐린 날이나 비오는 날은 태양전지모듈에서
전기가 거의 생산되지 않습니다. 이 날자를 부조일수라고 부르며 배터
리 선정시에 이것을 참조하여 계산합니다.
일반적으로 3일에서 7일 정도로 계산합니다.
그리고 현재 3)밧데리의 전압(V), 4)밧데리의 잔량(쓰고 남은 양), 5)부하(Load)
즉, 쓰고 있는 전기량등을 표시해 줍니다.
3. 밧데리
밧데리는 판넬에서 흘러들어오는 전기를 저장하는 축전 장치입니다.
저장을 해 놓았다가 햇빛이 없는 동안(햇빛이 있는 동안도 가능) 사용을 할수 있습니다.
밧데리에는 몇 종류가 있는데요.
두가지만 말씀드리겠습니다.
SLI 밧데리와 산업용 밧데리입니다.
SLI 밧데리는 일반적으로 차량에 사용되는 밧데리로서 두가지 특징이 있습니다.
순간적으로 많은 양의 전기를 사용하는 용도(차량 시동 등)에 알맞게 만들어졌다는 특징과
밧데리 용량에 있어서 5%~10% 이하로 방전되지 않고 항상 거의 만충전 된 상태를
유지해 주어야 하는 특징입니다. 자동차에는 적당하지만 태양광 발전에는 적당하지 않습니다.
산업용밧데리의 특징은 한번 충전한후 밧데리의 용량의 80%정도까지 방전(사용)이 가능합니다.
즉, 밧데리 잔량이 20% 남을때까지 사용해도 괜찮다는 뜻입니다.
태양광 발전 시스템에서는 낮동안 천천히 충전을 하고, 태양광선이 없어서 발전이
안 되는 시간동안에 전기를 사용해야 하는데
사용하다보면 소비전력이 어느정도냐에 따라
하루에 밧데리 용량의 80%정도까지 방전될수도 있습니다.
제품도 우수해야하지만 관리자 또한 관리를 잘해야 효과적입니다.
4. 인버터
a. 인버터의 역할
인버터는 밧데리(12V/24V)의 DC 전기를 가정용 AC 전기(100V~240V)로 바꿔주는 장치입니다.
b. 인버터의 종류
종류에 여러가지 구분이 있겠으나, 간단히 말해서
1)정현파(sine wave) 인버터와 2)일반 계단파(혹은 사방파)(square wave) 인버터가 있습니다.
일반 인버터의 문제는 파장이 계단식이어서 정밀기기나 음향기기를 사용하기에는 무리가 있습니다.
다음 그림에서 파란색이 '싸인파'이고 주황색은 '계단파'입니다
c. 인버터의 용량 선택
사용하고자 하는 기기의 소비전력과 기동전력이 어느 정도냐에 따라
인버터의 용량을 다르게 선택해야 합니다.
전등 20W(Watt)짜리 5개를 사용해야 한다면 용량이 100W 이상되는 인버터를 사용해야겠죠~?
추가로 컴퓨터 본체 300와트짜리 1대와 모니터 50와트짜리 1대를 사용한다면
다음과 같이 계산하면 되겠죠?
(전등 20W*5개) + (컴퓨터 본체=300W*1대 & 모니터=50W*1대) = 450W
최소한 450W 이상의 정격출력 용량을 낼수 있는 인버터를 구입하면 되겠죠.
그런데, 한가지 더 고려할 것이 있습니다.
모터 종류는 처음 시작할때 즉 기동시의 순간 소비 전력이 엄청나가 많이 들어갑니다.
왜냐하면 ,
처음 시작할때의 순간(보통 0.1초내외)소비전력이 훨씬 높기 때문입니다.
그러므로 인버터에 대하여 고려해야할 것을 정리하자면 다음과 같습니다.
1) 어떤 파장의 인버터를 사용할 것인가?
2) 사용하고자 하는 전기제품의 a)정격소비전력과 b)기동소비전력
3) 인버터의 a)정격 출력과 b)최대 기동 출력(Surge Power)
II 사용용도와 사용량에 따른 용량 선택
B. 기타 내용
100W 판넬을 4개 연결해서 400W로 만들수 있습니다.
솔라하나로충전기 3번은 40A로 4장까지 충전가능합니다.
보통 12볼트와 24볼트 두가지가 있습니다.
컨트롤러는 태양광 판넬의 용량에 따라 몇 Amps(암페어)짜리를 구입할지 결정해야 합니다.
밧데리는 사용하고자 하는 전기제품들의 평균소비전력의 합계에 맞게 구입해야 합니다.
인버터는 정격출력이 사용할 전기제품들의 총 소비전력의 합계보다 용량이 큰것을 선택해야 합니다.
그리고 순간기동출력(surge power)은 사용할 전기제품들중 써지 파워가 가장 높은 것보다
높은 것을 구입해야 겠죠..
C. 이제부터는 실제적인 계산 방법입니다.
계산 방식
계산방식이해가 매우 중요합니다. 곱하기 *, 나누기 /, 더하기 +, 빼기 - 만 알면 됩니다.
법례 : W=와트, A=암페어, V=볼트
기본 공식 : W/A = V, A*V=W, W/V = A
계산 수식 : 밧데리 용량 * 인버터 효율 * 밧데리 가용율 / 소비전력 = 사용가능시간
(참고사항)
밧데리 용량 (V * A = W)
인버터 효율 (80%) (요즘의 인버터들은 효율이 매우 높습니다. 90%이상됩니다만 넉넉하게 계산합니다.)
밧데리 최소 잔류량 (30%) (딥 싸이클 밧데리의 경우 20%정도이지만 넉넉히 계산합니다.)
밧데리 가용율 (70%) (밧데리의 70%까지만 방전이 가능하고 더 방전되면 손상우려有)
용량이 (DC 12V * 100A)인 밧데리로 (20W등*5개=100W)의 조명을 켠다면 몇 시간 사용할 수 있을까요?
(밧데리 용량12V * 100A = 1200W) * (80%=0.8=인버터 효율) *
(70%=0.7=밧데리 가용율) / (100W=조명 소비 전력) = (6.72) = 6시간 + (72 * 0.6 = 43분) 정답은 6시간 43분
쏠라 하나로충전기 배선도
