신재생에너지발전설비기능사(태양광) 실기 요점 정리 1

신재생에너지발전설비기능사는 태양광, 풍력, 수력, 연료전지의 신재생에너지발전설비시스템에 대한 숙련기능을 가지고 독립적인 신재생에너지 발전소 및 건축물과 시설 등을 시공, 운영, 유지 및 보수하는 직무입니다. 한국산업인력공단에서 시행하는 신재생에너지발전설비기능사(태양광) 실기 시험 내용 중 <태양광발전 기초이론>의 요점을 정리하여 올립니다. 자격증 도전에 도움되시면 좋겠습니다.

1. 신재생에너지의 종류

가. 신에너지의 종류-수소에너지, 연료전지, 석탄을 액화가스화한 에너지, 중질잔사유를 가스화한 에너지
나. 재생에너지의 종류-태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 폐기물에너지, 수열에너지

2. 태양광발전의 장점

가. 발전생산비용이 거의 들지 않는다.
나. 무소음, 무진동으로 환경오염을 일으키지 않는다.
다. 햇빛이 있는 곳이면 어느 곳이나 간단히 설치한다.
라. 수명이 20년 이상 길다.

3. 신재생에너지 중 해양에너지를 이용한 발전

가. 조류발전
나. 조력발전
다. 파력발전
라. 온도차 발전

4. (수소)연료전지

: 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 신재생에너지 기술

5. 광기전력 효과

: 태양전지에서 어떤 반도체의 종류에 빛을 조사하면 조사된 부분과 조사되지 않은 부분 사이에 전위차를 발생시키는 효과

6. 반도체

가. P형 반도체: 붕소(B), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al) 등 3가 원소를 첨가하며 이러한 불순물 원자를 억셉터라고 한다.
나. N형 반도체: 인(P), 비소(As), 안티모니(Sb) 등 5가 원소를 첨가하며 이러한 불순물 원자를 도너라고 한다.

7. 순방향(정방향) 바이어스

: 회로에서 P형 반도체에 (+)전압, N형 반도체에 (-)전압을 걸어주는 것

8. 실리콘계 태양전지의 발전원리

광흡수 -> 전하 생성 -> 전하 분리 -> 전하 수집 -> 전류 발생

9. 표준시험조건 기준

가. 일사 강도: 1,000W/m2
나. 온도: 25℃±2℃
다. 대기질량정수: AM1.5

10. 대기질량 정수값의 의미

가. AM0: 대기권 밖에서의(우주) 기준값
나. AM1: 적도에서의 기준값
다. AM1.5: 우리나라와 같은 중위도 지역의 기준값

11. 태양광발전시스템에서 태양을 추적하는 방법

가. 감지식 방식
나. 프로그램 추적방식
다. 혼합형 추적방식

12. 계통연계형 발전시스템에서 역송전 시스템의 기준

가. 역송전이 있는 시스템: 태양광발전용량이 부하설비 용량보다 큰 경우
나. 역송전이 없는 시스템: 태양광발전용량이 부하설비 용량보다 작은 경우

13. 독립형 태양광발전시스템에 꼭 필요한 장치

: 축전지(축전장치), 충·방전 제어장치

14. 모듈

: 태양전지의 최소단위인 셀을 내후성 패키지에 수십장 모아 일정한 틀에 고정하여 만든 것

15. 태양전지 어레이의 전기적 구성품

가. 역류방지 다이오드
나. 바이패스 다이오드
다. 서지보호장치
라. 직류차단기
마. 접속함

16. 역류방지 다이오드

: 태양광발전시스템에서 태양전지 어레이의 스트링별로 설치되며, 태양전지 모듈에 다른 태양전지 회로와 축전지의 전류가 유입되는 것을 방지하기 위해 설치하는 소자

17. 계통연계를 위해 인버터가 계통과 일치시켜야 하는 조건

가. 전압
나. 주파수
다. 위상각

18. 바이패스 다이오드

: 태양전지 모듈의 셀 일부분에 음영이 발생한 경우 전류 집중으로 열점이 발생하여 셀이 소손되는 것을 방지하기 위해 설치하는 소자

19. 충진율(F.F)

: 태양전지의 개방전압과 단락전류의 곱에 대한 최대 출력값의 비율

20. 스트링

: 태양전지 어레이에서 모듈의 개방전압을 기준하여 파워컨디셔너의 입력전압 범위 내에서 결정되는 모듈의 직렬회로 집합의 명칭

21. 계통연계형 인버터의 기능

가. 최대전력 추종제어기능
나. 자동운전 및 정지기능
다. 자동전압 조정기능
라. 단독운전 방지기능

22. 인버터

: 태양전지 모듈에서 생산되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 장치

23. 전력저장장치인 납축전지에 과충전이 될 경우 발생하는 현상

: 극에서 부식이 일어나고 가스가 발생하여 축전지의 수명이 단축된다.

24. 전력저장장치의 수명에 가장 큰 영향을 미치는 요인

가. 온도
나. 방전심도
다. 방전횟수

25. 태양전지 모듈의 출력에 영향을 미치는 요소

가. 빛의 강도
나. 태양전지의 표면온도

26. 태양전지 모듈의 입지별 설치유형에 따른 구분

가. 지상형
나. 건물형
다. 수상형

27. 건물의 지붕에 태양전지 모듈 시공 시 후면 환기가 없는 경우 10% 정도의 발전량 손실이 발생한다. 자연 통풍 시 지붕과 모듈과의 이격거리는?

: 10cm 이상

28. 태양광 인버터의 가장 중요한 역할

: 직류전력을 교류전력으로 변환한다.

29. 태양광 인버터의 단독운전 방지방식 중 수동적 방식

가. 전압위상 도약 검출방식
나. 제3차 고조파 전압급증 검출방식
다. 주파수 변화율 검출방식

30. 인버터 직류 검출기능

: 인버터는 반도체 스위치를 고주파로 스위칭 제어하고 있기 때문에 소자의 불균형 등에 따라 그 출력에는 약간의 직류분이 중첩되는데, 지나치게 큰 직류분은 승압용 변압기에 악영향을 미친다. 이를 방지하기 위해 고주파 절연방식이나 트랜스리스(무변압기) 절연방식에는 출력전류에 중첩되는 직류분이 정격교류 출력전류의 0.5% 이하일 것을 요구하고 있다.

31. 계통연계 보호장치 중 역송전이 있는 저압 연계시스템에서 설치되는 계전기

가. 과전압계전기
나. 부족전압계전기
다. 과주파수계전기
라. 부족주파수계전기

32. 태양광 인버터의 회로방식

가. 상용주파 절연방식
나. 고주파 절연방식
다. 트랜스리스(무변압기) 절연방식

33. 트랜스리스(무변압기) 방식

: 태양전지의 직류를 DC/DC 컨버터로 승압 후, DC/AC 인버터로 상용주파수의 교류로 변환하는 방식으로 2차 회로에 변압기를 사용하지 않는 방식이다. 이 방식은 소형, 경량으로 가격적인 측면에서 유리하고, 신뢰성도 우수하지만 상용전원과의 사이에는 비절연이며, 변압기 방식과 동일한 기능과 안전성을 보장하기 위해 다양한 제어 회로 및 감지 회로가 포함되어 있어 복잡하다는 단점이 있다.

34. 인버터에 사용되는 스위칭 소자

가. 트랜지스터
나. IGBT
다. MOSFET

35. 태양광발전용 인버터

: 인버터의 설치용량은 설계용량 이상이어야 하고 인버터에 연결된 모듈의 설치용량은 인버터 설치용량 105% 이내여야 한다. 단, 각 직렬군의 태양전지 개방전압은 인버터 입력전압 범위 내에 있어야 한다.

36. 태양광 인버터에서의 태양광설비의 운전 상태를 알기 위한 표시사항

가. 전압
나. 전류
다. 전력
라. 역률
마. 주파수
바. 최대출력량
사. 누적발전량

37. 모듈 인버터 방식(AC 모듈)

가. 부분 음영이 있는 곳에서도 높은 시스템 효율을 얻기 위해서 모듈마다 제각기 연결하는 방식으로 모든 모듈이 제각기 최대 출력점에서 작동하는 것으로 가장 유리하다.
나. 확장이 쉬운 장점이 있으나 설치비용이 고가이다.

38. 태양광발전시스템에서 역전류방지 다이오드를 설치하는 목적

가. 태양전지 어레이의 스트링별 전압 차이로 한쪽이 부하가 되는 것을 방지한다.
나. 축전지를 가진 독립형 태양광발전시스템에서 야간에 태양광발전이 정지된 상태에서 축전지 전력이 태양전지 모듈 쪽으로 흘러들어 소모되는 것을 방지한다.

39. 역류방지 다이오드의 설치 용량

: 역류방지 다이오드 용량은 모듈 단락전류 1.4배 이상, 개방전압의 1.2배 이상이어야 하며, 현장에서 확인할 수 있도록 표시하여야 한다.

40. 태양광발전시스템의 접속함 내부에 설치하는 기기

가. 태양전지 어레이 측 개폐기
나. 주개폐기
다. 서지보호장치
라. 역류방지 소자
마. 단자대

41. 서지보호장치

: 태양광발전시스템은 모듈을 비롯하여 파워컨디셔너 등 각종 전기·전자 설비들로 순간적인 과전압이나 전류에 매우 취약한 반도체들로 구성되어 있어서 낙뢰나 스위칭 개폐 등에 의해 발생되는 순간 과전압에 의해 여러 기기들이 순식간에 손상되는 것을 보호하기 위해 설치하는 소자

42. 접속함에 설치하는 서지보호장치의 설치 방법

가. 스트링마다 서지보호 소자를 설치한다.
나. 낙뢰 빈도가 높은 경우에는 주개폐기 측에도 설치한다.
다. 서지보호 소자의 접지 측 배선은 접지단자에서 최대한 짧게 배선한다.

43. 계통연계 시스템용 축전지의 용도

가. 방재 대응형
나. 부하 평준하 대응형

44. 낙뢰 대책

가. 태양전지 어레이는 면적이 넓고 차폐율이 없는 옥상에 설치되므로 낙뢰로 인한 피해가 빈번하기 때문에 직격뢰에 대한 보호는 피뢰침, 가공지선 등으로 실시하므로 낙뢰에 대한 대책은 일반적으로 유도뢰를 기준으로 피뢰 대책을 수립하고 있다.
나. 피뢰설비는 높이 20m 이상의 건물이나 구조물의 경우는 반드시 설치한다.

45. 피뢰대책용 부품

가. 어레스터
나. 서지업소버
다. 내뢰 트랜스

46. 피뢰 소자 중 하나인 어레스터를 선정하는 방법

가. 접속함에서는 최대 허용전압란 또는 정격전압란에 기재되어 있는 전압이 어레스터를 설치하려는 단자간의 최대 전압 이상에서 가까운 전압을 선정한다.
나. 전지선은 가능한 한 짧게 배선한다.
다. 어레스터는 회로에서 쉽게 탈착이 가능한 구조가 좋다.