신재생에너지발전설비기능사(태양광) 필기시험 3회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 신재생에너지발전설비기능사(태양광) 

필기시험 3회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

실전테스트를 하는 것을 권해 드립니다.


실전테스트를 바로 하실 분은 

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1. 태양광 발전 시스템의 원리 및 구성


1.1. 태양전지 제조 공정 순서

다결정 실리콘 태양전지는 다음의 순서로 제조됩니다.

  • 실리콘 입자 -> 잉곳 -> 웨이퍼 슬라이스 -> 셀 -> 태양전지 모듈


1.2. 구성 단위

태양전지 발전 시스템의 최소 단위는 **셀(Cell)**입니다.

  • 셀(Cell): 태양광을 직접 전기로 변환하는 최소 단위

  • 모듈(Module): 여러 개의 셀을 직렬/병렬로 연결하여 제작한 단위

  • 어레이(Array): 여러 개의 모듈을 직렬(스트링) 또는 병렬로 결합한 발전 단위


1.3. 발전 원리 및 효율

  • 원리: 태양전지는 빛에너지를 흡수하여 전기를 발생시키는 광기전 효과의 원리를 이용합니다.

  • 모듈 설치: 그림자의 영향을 받지 않는 정남향 설치가 발전량이 가장 우수합니다.

  • 표준 시험 조건 (STC):

    • 입사 조도: 1,000 W/m2

    • 온도: 25도C

    • 대기 질량 정수: AM1.5

  • 발전 효율 비교: 일반적으로 **수력 발전(약 80%)**이 화력 발전(약 40%)보다 효율이 높습니다.


1.4. 변환 효율 계산 공식

모듈의 에너지 변환 효율은 다음과 같이 계산됩니다.

  • 변환 효율(%) = (모듈 출력(W) / (일사량(W/m2) X 모듈의 면적(m2))) X 100



2. 인버터 및 계통 연계 기술


2.1. 인버터의 주요 기능

계통연계형 인버터의 핵심 기능은 직류를 교류로 변환하는 기능이며, 이외에도 다음과 같은 기능이 있습니다.

  • 최대 전력 추종 제어 기능 (MPPT)

  • 자동 전압 조정 기능

  • 직류 지락 검출 기능


2.2. 인버터 운전 방식

  • 모듈 인버터 방식: 태양광 발전시스템의 확장이 유리하고 효율이 높음.

  • 단독 운전: 배전계통의 일부가 전원과 분리된 상태에서 신재생 발전기에 의해서만 가압되는 상태.

  • 단독 운전 방지 (능동적 방식): 주파수 시프트, 유효전력 변동, 무효전력 변동, 부하 변동 방식 등. (전압위상 도약 검출 방식은 수동적 방식입니다.)


2.3. 계통 연계 기준 및 구성 순서

  • 직류 전류 유입 제한: 최대 정격 출력전류의 **0.5%**를 초과 금지.

  • 계통 전압 변동률: ± 4% 이상 변동되지 않도록 연계.

  • 특고압 계통연계 순서: 인버터 -> 저압반 -> 변압기 -> 고압반 -> MOF(계기용 변성기) -> LBS(부하개폐기)


2.4. 회로수 계산

  • 직렬 회로 용량 = 모듈 최대 출력 X 직렬 개수

  • 병렬 회로 수 = 전체 출력 / 직렬 회로 용량


2.5. 변압기 권선 및 전압 관계

변압기에서 전압과 권선 수는 비례합니다.

  • V1 / V2 = N1 / N2

(예시: 120V / 12V = 400회 / N2 → N2 = 40회)



3. 안전 및 시공 기준


3.1. 전선 및 접속 기준

  • 전선 굵기: 모든 전선은 공칭 단면적 2.5 mm2 이상 사용.

  • 전선 접속 세기: 전선의 세기를 20% 이상 감소시키지 않아야 함.


3.2. 보호 장치

  • 낙뢰 보호: **어레스터(Arrester)**는 낙뢰에 의한 충격성 과전압을 저감시키는 장치.

  • 피뢰기 조건: 상용주파 방전 개시 전압은 높을 것 (정상 운전 시 동작 방지).

  • 역류 방지 다이오드: 태양광이 없을 때 축전지로부터 태양전지를 보호.

  • 바이패스 다이오드 역내압: 대상 스트링 공칭 최대 출력 동작 전압의 1.5배 이상.


3.3. 접지 및 절연

  • 인버터 외함 접지: 감전 보호를 위한 보호 접지.

  • 접속함 보호 등급 (소형, 3회로 이하): 실외 설치 시 IP54 이상.

  • 저압 전로 절연저항: 사용 전압 500V 이하인 경우 1.0 M옴 이상.

  • 누설 전류 측정 시: 정전 곤란 시 1 mA 이하 유지.

  • 감전 방지 대책: 작업 전 접지선으로 접지 (작업 전 제거 금지). 모듈 표면 차광, 절연 장갑/공구 사용.


3.4. 기타 설비 기준

  • 옥내 전로 대지 전압: 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내 전로의 대지 전압은 300V 이하.

  • 방화 구획 관통부 처리 목적: 화열 제한, 연기 확산 방지, 인명 안전 대피. (전선 절연 강도 향상과는 무관)



4. 시스템 점검 및 관리


4.1. 점검 계획 및 종류

  • 점검 계획 고려 사항 (모두 포함): 설비의 사용 기간, 설비의 중요도, 환경 조건, 고장 이력, 부하 상태.

  • 일상 점검: 육안 점검만 실시. 이상 발견 시 문을 열고 확인.

  • 인버터 일상 점검: 통풍구 막힘, 외함 부식/파손, 외부 배선 손상 여부 등 육안 점검. (용량에 따라 연 2~6회 실시)


4.2. 정기 검사 및 측정

  • 정기 검사 시기: 태양광·전기설비 계통은 4년 이내.

  • 태양광 전지 검사 항목: 규격 확인, 외관 검사, 절연저항, 접지저항. (절연내력은 해당하지 않음)

  • 어레이 개방 전압 측정: 직류 전압계로 측정.

  • 점검 서류 기록: 점검 연월일, 점검 결과, 점검자 성명. (점검 비용은 기록하지 않음)


4.3. 계측 및 모니터링

  • 시스템 상태 파악 계측기: 전류계, 전압계, 전력량계.

  • 데이터 전송 장치: 검출된 데이터를 먼 거리에 전송할 때 신호 변환기 사용.

  • 모니터링 프로그램 기능: 데이터 수집, 분석, 저장, 통계. (데이터 예측 기능은 주 기능이 아님)



5. 신재생에너지 법규 및 용어

  • REC (Renewable Energy Certificates): 신재생에너지 공급 인증서.

  • 신재생에너지 범위:

    • 신에너지: 수소, 연료전지, 석탄액화/가스화 에너지 등.

    • 재생에너지: 태양, 풍력, 수력, 해양, 지열, 바이오, 폐기물 에너지 등.

    • 석유 에너지 설비는 신재생에너지 설비가 아님.

  • 통계 전문 기관: 신재생에너지센터.

  • 송전 선로: 발전소와 변전소 간을 연결하는 전선로.







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