태양광모듈 수만개 1초만에 분석···현장형 장비 탄생

에너지연, 이동형 검사 진단 플랫폼 구축
다채널 어레이 전류-전압 측정 장치개발
"이동형으로 현장에서 신속하게 고장, 성능 검사"
한국에너지기술연구원 태양광연구실 연구팀이 태양광발전소 현장에 출동해 제품 성능과 고장을 검사할 수 있는 이동형 검사 진단 플랫폼과 다채널 어레이 검사장비를 개발했다. 사진은 차량에 구축된 플랫폼 장비로 테스트 하는 모습.<사진= 한국에너지기술연구원>한국에너지기술연구원 태양광연구실 연구팀이 태양광발전소 현장에 출동해 제품 성능과 고장을 검사할 수 있는 이동형 검사 진단 플랫폼과 다채널 어레이 검사장비를 개발했다. 사진은 차량에 구축된 플랫폼 장비로 테스트 하는 모습.<사진= 한국에너지기술연구원>

태양광 모듈 수만장의 고장 여부와 성능검사를 1초만에 알수 있는 장비가 개발됐다. 그동안 눈으로만 확인하면서 기후환경에 따라 발전 성능이 달라져도 제대로 발휘하는지 알기 어려웠다. 또 특정 모듈에 고장이 있더라도 발견하기 어려웠던게 사실이다. 이번 장비 개발로 태양광발전소 설비의 기대수명과 활용이 높아질 것으로 기대된다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남) 태양광연구실 연구팀이 태양광발전소 현장에 출동해 제품 고장이나 성능을 검사할 수 있는 이동형 검사 진단 플랫폼을 구축하고 '다채널 어레이 검사장비'를 개발하는데 성공했다.

에너지연이 개발한 이동형 검사진단 플랫폼은 검사 장비가 고정 탑재된 이동형 차량. 발전 성능 검사 장비, EL(Electro Luminance) 측정 장비, 열화상 드론, 고정밀 전력 분석계, 다채널 어레이(Array)테스터, 절연 성능 검사장비 등 현장에서 고장을 검출하고 성능을 검사할 수 있는 다양한 장비가 탑재돼 있다. 또 전자파 측정기와 빛 반사 측정기도 탑재돼 현장에서 전자파와 빛 공해 측정까지 가능하다. 연구팀이 개발한 장비는 플랫폼 내 장비 중 다채널 어레이 검사장비로 국내외에서 처음이다.

강기환 박사에 의하면 태양광발전시스템은 솔라 셀(전압이 약하고 잘깨짐) 여러개를 모아 모듈화 하고 발전 용량에 따라 18~24개의 어레이로 만든다. 설치 용량에 따라 적게는 수십 개, 많게는 수만 개의 태양광 모듈로 구성된다. 하지만 태양광 발전설비는 육안상으로 체크하며 모듈 황변과 조류 분변 정도만 확인됐다. 실제 고장난 모듈 선별이 어려워 발전 성능 저하, 열화 현상 등으로 분쟁이 많았다.

강 박사는 "연간 국내에서 설치되는 태양광 모듈은 2기가와트 규모다. 1킬로와트(kW) 설치 비용을 150만원으로 예상하면 연간 3조원의 예산이 투입되는 셈"이라면서 "우리가 개발한 장비로 태양광 모듈의 성능과 고장을 빠른 시간안에 확인, 태양광 발전설비의 효율을 높이고 수명을 늘릴 수 있을 것"이라며 연구 의의를 설명했다.

연구팀이 개발한 '다채널 어레이 검사장비'는 24개의 직류 어레이 성능을 측정하고 고장 여부를 1초안 진단할 수 있다. 또 플랫폼 장비를 통해 고장 원인을 5가지(설계 및 설치 불량, 설비 고장, 발전성능 및 손실, 주변 공해 측정, 애로기술 컨설팅)로 진단 할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

강 박사는 "그동안 검사는 하나의 어레이씩 전압, 전류만 체크해 전체 성능 등을 분석할 수 없었고 기후환경 변화를 반영하지 못했던게 사실"이라면서 "다채널 어레이 검사장비는 동시에 전류- 전압 테스터 화면을 통해 성능이 낮은 어레이와 모듈까지 확인할 수 있다"고 강조했다.

이어 그는 "태양광 설비의 전자파 문제로 분쟁도 많다. 플랫폼 장비를 이용해 전자파를 측정한 결과 모듈과 인버터 등 전체적으로 전자파는 우려하지 않아도 된다"고 밝혔다.
한국에너지기술연구원 연구팀이 자체 개발한 '다채널 어레이 검사장비'를 설명하고 있다. 장비 뒷면에 24개 어레이를 연결하고 동시에 성능과 고장을 검사한다.<사진= 길애경 기자> 한국에너지기술연구원 연구팀이 자체 개발한 '다채널 어레이 검사장비'를 설명하고 있다. 장비 뒷면에 24개 어레이를 연결하고 동시에 성능과 고장을 검사한다.<사진= 길애경 기자>

연구팀은 개발한 이동형 검사진단 플랫폼을 통해 강원, 군산 등 10개의 태양광설비를 대상으로 1년여간 시험운영하며 데이터 신뢰도도 높였다. '다채널 어레이 검사장비'는 현재 기술을 기업에 이전한 상태로 제품 생산에 박차를 가하고 있다.

강 박사는 "개발한 다채널 어레이 검사장비는 개발까지 3년이 걸렸다. 태양광발전소 설치 전문기업, 유지관리 전문기업, 에너지공단 태양광발전소 사후관리기업 등에서 활용 가능하다"면서 "공신력 있는 출연연이 태양광발전소 고장 검출과 성능 검사를 실시하며 태양광 발전 설비의 안정적 공급에 기여할 것으로 예상된다"고 말했다.

한편 이동형 검사진단 플랫폼 서비스는 에너지연 홈페이지에서 신청하면 된다. 서비스 비용은 용량에 따라 다르다.
 
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