경사각을 고려한 고집광 태양광모듈 효율에 관한 연구

Abstract

기존의 태양전지는 주로 태양광이 태양전지 면적만큼 조사된 광량만으로 발전을 하였으나 태양광 시스템이 기술적 발전을 하면서 최근에는 렌즈를 이용하여 태양전지의 면적은 작게 하고 조사되는 광량은 수백 배로 하는 집광형 태양전지가 개발되고 있다. 실리콘 태양 전지에 집광하는 경우는 5∼30배 정도의 저집광을 하면 열에 취약한 실리콘 소자를 집광 열에 의한 열화로부터 보호할 수 있다. III-V 화합물반도체 소자의 경우는 열에 의한 열화가 상대적으로 적으므로 200∼1,000배 정도의 고집광 태양전지에 유리하다. 또한 III-V 화합물반도체를 다양한 조성으로 적층하여 다중접합 태양전지를 만들면 태양광 스펙트럼의 넓은 영역을 흡수할 수 있어서 효율이 높아진다. 이를 집광형 발전 시스템이라 한다. 태양에너지는 에너지 밀도가 저밀도이며 출력특성이 일사량과 온도 등의 자연조건에 좌우되기 때문에 이를 위한 적절한 설계에 관한 연구가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 일반 태양광 시스템에서 집광, 고집광 시스템으로 전환하는 추세에 맞춰 더욱 효율적인 태양광에너지를 얻기 위해 그에 맞는 경사각을 고려한 설계 시스템을 제시하였다.