KR20180001832A - 태양전지스트링 pid 특성 시험방법 및 시험장치 - Google Patents

태양전지스트링 pid 특성 시험방법 및 시험장치 Download PDF

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Abstract

단시간에 효율적으로 태양전지스트링의 PID 특성을 시험할 수 있는 태양전지스트링 PID 특성 시험방법 및 시험장치가 제안된다. 본 발명에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법은 복수 개의 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링에서, 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 선택단계 및 시험대상모듈의 전류값을 측정하는 단계를 포함한다.

Description

태양전지스트링 PID 특성 시험방법 및 시험장치{TEST METHOD AND TEST DEVICE OF POTENTIAL INDUCED DEGRADATION OF SOLAR CELL STRING}
본 발명은 태양전지스트링 PID 특성 시험방법 및 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단시간에 효율적으로 태양전지스트링의 PID 특성을 시험할 수 있는 태양전지스트링 PID 특성 시험방법 및 시험장치에 관한 것이다.
최근 외부에 설치된 태양전지모듈에서 출력이 급격히 줄어드는 현상이 보고되고 있다. 이런 형태의 출력 감소는 모듈이 서로 직렬로 연결된 태양광발전 시스템에서 일어난다. 고 전압을 발생하는 시스템에서 기존의 열화현상으로 설명되지 않는 새로운 형태의 급격한 출력 저하를 고 전압 스트레스(high voltage stress) 또는 PID(Potential Induced Degradation)라고 한다.
태양전지모듈이 직렬로 연결될 경우, 태양광 시스템의 발전 전압은 태양전지모듈의 개수에 비례하게 된다. 한편, 태양전지모듈을 외부에 설치할 때 작업 안정성과 발전 과정에서의 사고 예방을 위하여 태양전지모듈의 프레임은 접지된다. 태양광 발전을 통해 발생한 전압은 태양전지에 유지되어 있고, 태양전지모듈의 외부를 지탱하고 있는 프레임은 접지가 되어 상대적 준위가 항상 그라운드 레벨로 고정이 되어 있기 때문에 태양전지와 프레임 간의 전위 차이가 발생한다.
결국 여러 개의 태양전지모듈이 직렬로 연결된 스트링(string)의 끝으로 갈수록 태양전지와 접지되어 있는 모듈 프레임 간의 전압 차는 점차 증가하게 되며, 마지막 모듈의 경우, 시스템 발전 전압만큼 전압 차가 벌어진다. 접지된 프레임과 태양전지 사이의 전위차는 PID를 발생시키는 가장 주요한 원인이며, PID는 태양광 발전시스템이 설치되어 있는 장소의 온도, 습도 등에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여 태양전지모듈에서 발생하는 PID(Potential Induced Degradation) 진행 과정을 설명한다.
도 1을 참조하면, 태양전지모듈들로 이루어진 태양광 발전 시스템이 설치된 장소의 온도 및 습도가 높아짐에 따라 봉지재(encapsulant)의 체적 저항이 낮아지고, 태양전지 셀과 프레임 간의 전위차가 발생한다. 또한, 유리에 수분이 부착되어 절연성이 저하되고, 유리의 성분인 Na+ 또는 K+ 등의 양이온이 분리되어 태양전지 셀 표면으로 이동하여 부착된다. 이 때, 봉지재의 체적 저항이 낮을수록 양이온 이동은 가속화된다. 이동된 양이온이 태양전지 셀 표면에 부착되면, 태양전지 셀 내부의 전자와 양이온 간의 재결합이 고착화되어 태양전지 셀 내부의 정공이 감소한다. 정공이 감소하면, 태양전지 셀 내부의 전자 이동이 줄어들게 되기 때문에, 태양광 발전량이 감소하게 된다. 이와 같이, 태양전지모듈이 설치된 장소의 온도와 습도에 따라, 태양전지모듈의 PID는 필연적으로 발생한다고 할 수 있다.
태양전지모듈에 PID현상이 발생하면, 이에 따라 태양전지모듈의 출력이 감소되는데, 태양전지스트링 내의 태양전지모듈 전체의 출력은 출력이 감소된 태양전지모듈의 출력값에 따르게 된다. 따라서, PID현상발생한 태양전지모듈이 하나라도 포함되면 태양전지스트링 및 태양전지어레이 전체의 출력값이 낮아지게 되어 가능한한 조속히 태양전지스트링 내에 PID현상이 발생한 태양전지모듈을 확인하여 교체할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 단시간에 효율적으로 태양전지스트링의 PID 특성을 시험할 수 있는 태양전지스트링 PID 특성 시험방법 및 시험장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법은 복수 개의 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링에서, 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 선택단계; 및 시험대상모듈의 전류값을 측정하는 단계;를 포함한다.
선택단계는 복수 개의 태양전지모듈 중 태양전지모듈의 커버유리의 양이온의 태양전지 셀로의 이동으로 인한 출력저하가 발생한 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하는 단계일 수 있다.
또는, 선택단계는 복수 개의 태양전지모듈 중 최저전압값을 갖는 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하는 단계일 수 있다.
또는, 선택단계는 태양전지스트링이 n개의 태양전지모듈을 포함하는 경우, 첫번째 태양전지모듈의 전압값인 제1전압값 및 n번째 태양전지모듈의 전압값인 제n전압값을 비교하여 더 작은 전압값을 갖는 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하는 단계일 수 있다.
전류값을 측정하는 단계는 시험대상모듈의 암전류(dark current)를 측정하여 수행될 수 있다. 여기서, 전류값을 측정하는 단계는 시험대상모듈에 시험대상모듈에 포함된 태양전지셀마다 0.15V 내지 0.25V의 전압을 인가하는 것일 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법은 시험대상모듈의 전류값이 증가하면, 시험대상모듈의 출력값 저하가 발생되었다 판단하고, 시험대상모듈을 PID현상 발생모듈로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이 때, 선택단계는 PID현상 발생모듈의 가장 인접한 태양전지모듈을 시험대상모듈로 다시 선택하는 단계일 수 있다.
전류값을 측정하는 단계는 시험대상모듈에 부착된 정션박스의 리본전극에 전압인가장치, 전류계 및 가변저항을 연결하여 전류값을 측정하는 단계일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수 개의 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링을 적어도 하나 포함하는 태양전지어레이의 PID특성 시험방법으로서, 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 제1단계; 시험대상모듈의 전류값을 측정하는 제2단계; 및 태양전지스트링마다 제1단계 및 제2단계를 반복하는 제3단계;를 포함하는 태양전지어레이 PID특성 시험방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 태양전지모듈에 전압을 인가하는 전압인가부; 전압의 인가에 따른 전류값을 산출하는 전류값산출부; 및 전류값산출부로부터 획득한 전류값의 변동여부에 따라 태양전지모듈의 출력값저하를 판단하는 태양전지모듈 특성판단부;를 포함하는 태양전지모듈 PID 특성 시험장치가 제공된다. 본 발명에 따른 태양전지모듈 PID 특성 시험장치는 태양전지모듈 특성판단부로부터 획득한 출력값저하여부 판단값을 사용자단말에 전송하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 복수 개의 태양전지모듈을 일렬로 포함하는 태양전지스트링에서, 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 시험대상모듈 선택부; 시험대상모듈에 전압을 인가하는 전압인가부; 전압의 인가에 따른 전류값을 산출하는 전류값산출부; 및 전류값산출부로부터 획득한 전류값의 변동여부에 따라 시험대상모듈의 출력값저하를 판단하는 태양전지모듈 특성판단부;를 포함하는 태양전지스트링 PID 특성 시험장치가 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법을 이용하면, PID 현상이 발생한 태양전지모듈을 선택하여 암상태에서 전압을 인가하고 전류값을 측정하여 PID 현상이 발생했는지 여부를 시험할 수 있어 간단한 방법으로 효율적으로 시험수행이 가능한 효과가 있다.
또한, 태양전지스트링 내의 전압값을 기준으로 하여 PID 현상이 발생한 모듈을 시험대상모듈로 선택하면, 태양전지스트링 내의 태양전지모듈 전체를 시험하지 않고도 PID 현상이 발생할 가능성이 높은 태양전지모듈을 선택하여 시험할 수 있어 단시간에 정확한 시험이 가능한 효과가 있다.
또한, 시험대상모듈의 암전류상태에서의 전류값을 측정하여 더욱 정확한 PID 현상발생여부 판단이 가능하고, 발전이 이루어지지 않는 밤이나 흐린 날 등 태양전지어레이가 동작하지 않는 시기에 태양전지스트링 PID 특성을 시험할 수 있어서 태양전지어레이의 발전에 불리한 영향을 미치지 않는 효과가 있다.
아울러, 판단값을 통신부를 통해 원거리의 사용자에 전송하여 사용자가 PID 현상 발생여부를 즉시 인지하여 해당 태양전지모듈의 교체가 신속히 이루어질 수 있어 태양전지스트링 및 태양전지어레이의 발전량감소를 최소화하고, 사용자가 태양전지스트링 PID 특성 시험을 위해 여러 번 태양전지어레이로 접근할 필요없이 원거리에서도 시험이 가능하여 사용자 편의성을 높인 효과가 있다.
도 1은 태양전지모듈에서 발생하는 PID(Potential Induced Degradation) 진행 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법의 설명에 제공되는 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법이 수행되는 태양전지스트링의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법에서 시간에 따라 측정된 시험대상모듈의 암전류값을 도시한 그래프(Dark I-V)이고, 도 5는 시험대상모듈의 광전류값을 도시한 그래프(Light I-V)이다.
도 6은 도 3의 태양전지스트링에서 어느 하나의 태양전지모듈의 배면도이고, 도 7은 도 6에서 정션박스를 도시한 도면이며, 도 8은 도 7의 정션박스에 노출된 태양전지모듈의 리본전극에 연결되어 전류값을 측정하기 위한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법에 따라 태양전지스트링 중 선택된 시험대상모듈의 시간에 따른 암전류값과 출력을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법이 수행되는 태양전지스트링의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지모듈 PID 특성 시험장치의 블럭도이다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험장치의 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법의 설명에 제공되는 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법이 수행되는 태양전지스트링의 모식도이다.
본 실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법은 복수 개의 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링에서, 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 선택단계(S110); 및 시험대상모듈의 전류값을 측정하는 단계(S120);를 포함한다.
시험대상모듈의 전류값을 측정한 후, 측정된 전류값에 변동이 있으면(S130: Y), 시험대상모듈을 PID현상발생모듈로 판단한다(S140). 측정된 전류값에 변동이 없으면(S130: N), 시험대상모듈에는 PID현상이 발생하지 않았다고 판단하고, 다시 시험방법이 시작된다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 태양전지어레이 PID 특성 시험방법을 설명한다.
도 3을 참조하면, 태양전지스트링(100)이 도시되어 있다. 태양전지스트링(100)은 태양전지모듈(110-1,...,110-10)이 직렬연결되어 구성된다. 이러한 태양전지스트링(100)이 복수개 연결되면, 태양전지어레이를 구성한다. 도 3의 태양전지스트링(100)은 태양전지모듈을 10개 포함하고 있다. 태양전지모듈(110-1,...,110-10)을 도 3을 기준으로 하여 좌측으로부터 제1태양전지모듈(110-1), 제2태양전지모듈(110-2), 제3태양전지모듈(110-3), 제4태양전지모듈(110-4), 제5태양전지모듈(110-5), 제6태양전지모듈(110-6), 제7태양전지모듈(110-7), 제8태양전지모듈(110-8), 제9태양전지모듈(110-9) 및 제10태양전지모듈(110-10)이라 하기로 한다.
태양전지 셀은 사용장소의 온도변화 및 높은 습도에 영향을 받아 봉지재의 체적 저항이 낮아지고, 태양전지 셀과 프레임 간의 전위차가 발생할 수 있다. 또한, 커버유리(Glass)에 수분이 부착되어 절연성이 저하되고, 유리 중의 나트륨 양이온(Na+) 및 칼륨 양이온(K+) 등의 양이온이 분리되어 태양전지 셀 표면으로 이동(drift)한다. 이동된 양이온이 태양전지 셀 표면에 부착되면, 태양전지 셀 내부의 전자와 양이온 간의 재결합이 고착화되어 태양전지 셀 내부의 정공이 감소한다. 정공이 감소하면, 태양전지 셀 내부의 전자 이동이 줄어들게 되기 때문에, 태양광 발전량이 감소하여 PID 특성의 일요인으로 작용하게 된다.
태양전지어레이 PID 특성 시험방법을 수행하기 위하여 먼저 태양전지어레이 PID 특성 시험방법이 적용될 시험대상모듈을 선택한다(S110). 시험대상모듈은 다양한 방식으로 선택될 수 있다. 특히, 시험대상모듈은 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 하여 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 태양전지 셀은 복수개 직렬연결되어 태양전지스트링(100)으로 구성된다. 태양전지스트링(100)은 태양전지모듈(110-1,...,110-10)이 직렬로 연결되어 있으므로 발전 전압이 태양전지모듈의 개수에 비례한다. 태양전지모듈(110-1,...,110-10)은 각각 모듈프레임(미도시)이 외부에 장착되어 있는데, 모듈프레임(미도시)은 접지된다. 발전을 통해 발생한 전압은 태양전지셀에 유지되어 있고, 태양전지모듈의 외부에 장착된 모듈프레임(미도시)은 접지가 되어 상대적 준위가 항상 그라운드 레벨로 고정이 된다. 따라서, 태양전지모듈과 모듈프레임(미도시) 간의 전위 차이가 발생한다.
결국 여러 개의 태양전지모듈이 직렬로 연결된 스트링(string)의 끝으로 갈수록 태양전지와 접지되어 있는 모듈 프레임 간의 전압 차는 점차 증가할 수 있으며, 마지막 모듈의 경우 전체 발전 전압만큼 전압 차가 벌어질 수 있다. 즉 태양전지스트링(100) 중 적어도 어느 하나의 태양전지모듈은 (-) 전압값을 갖고, 다른 적어도 어느 하나의 태양전지모듈은 (+)전압값을 갖게 될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1태양전지모듈(110-1)은 최대(-)전압값을 갖고, 제10태양전지모듈(110-10)은 최대(+)전압값을 갖는다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 태양전지어레이 PID 특성 시험방법에서는 시험대상모듈을 선택할 때, 복수 개의 태양전지모듈 중 태양전지모듈의 커버유리의 양이온의 태양전지 셀로의 이동으로 인한 출력저하가 발생한 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하거나, 또는 복수 개의 태양전지모듈 중 최저전압값을 갖는 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택할 수 있다. 이 경우, 본 실시예에서는 시험대상모듈로 제1태양전지모듈(110-1)이 선택될 수 있다.
이렇게 시험대상모듈로 최저전압값을 갖는 태양전지모듈을 선택할 수도 있으나, 이와 달리, n개의 태양전지모듈을 포함하는 경우, 첫번째 태양전지모듈의 전압값인 제1전압값 및 n번째 태양전지모듈의 전압값인 제n전압값을 비교하여 더 작은 전압값을 갖는 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택할 수도 있다. 즉, 도 3에서는 제1태양전지모듈(110-1)이 최저전압값을 갖고, 제10태양전지모듈(110-10)이 최대전압값을 갖는 것으로 도시하였으나, 이를 알 수 없는 경우에는 제1태양전지모듈(110-1)의 전압값과 제10태양전지모듈(110-10)의 전압값을 비교하여 작은 전압값을 갖는 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택할 수 있다. 통상 태양전지모듈이 일렬로 배치된 태양전지스트링(100)의 양 말단 모듈이 최대전압값과 최저전압값을 갖게되므로 이러한 방식으로 시험대상모듈을 선택할 수 있는 것이다.
시험대상모듈이 선택되면, 시험대상모듈의 전류값이 측정된다(S120). 전류값의 측정은 빛이 있는 상태에서 측정된 광전류(Light current)값과 빛이 없거나 빛에 의한 발전을 하지 못하는 상태에서 측정된 암전류(Dark current)값을 측정하여 수행될 수 있다. 전류값의 측정은 PID 현상 발생여부를 판단하기 위한 자료값이다. PID 현상은 태양전지스트링에서 육안으로 관찰되지 않으므로, 직접관찰방법을 이용될 수 없고, 출력이 감소될 때의 현상을 유추하여 판단된다.
더블(투)다이오드 모델(2 Diode Model)에서 I02 값이 포화전류밀도인데, D-IV 측정해서 얻은 I02값은 PID의 열화 현상과 관련된 태양전지의 PN접합 부분으로부터 표면으로 발생되는 누설전류를 측정한 값이다. 따라서, I02값이 누설전류를 측정한 값이므로 I02값이 시간이 지날수록 커지게 되면 PID현상이 발생한 것으로 판단될 수 있다. 관련 식은 다음과 같다.
[수학식 1]
Figure pat00001
식 중, I는 전류, V는 전압, n은 이상계수, Rs 는 직렬저항, Rp는 병렬저항, k는 볼츠만 상수 및 T는 온도(K)이다. 이러한 식을 통해, I02값을 산출하여 증감을 도시하면, PID 현상 발생여부를 판단할 수 있다.
그러나, 이렇게 PID 현상과 직접적으로 관련되는 태양전지의 누설전류와 관련된 I02값을 산출하는 방법은 전압전류값 측정 후 여러 변수와 연산하여야 하므로 복잡하다. 이와 달리, 본 실시예에서는 암상태에서 복수회의 전압인가 후 전류값의 변동으로부터 PID 현상 발생여부를 확인하여 보다 간단한 방법으로 정확한 PID 현상발생여부 확인이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법에서 시간에 따라 측정된 시험대상모듈의 암전류값을 도시한 그래프(Dark I-V)이고, 도 5는 시험대상모듈의 광전류값을 도시한 그래프(Light I-V)이다. 먼저, 광전류값을 측정하여 도시한 도 5의 그래프를 살펴보면, 발전을 하고 있는 상태에서 전류값을 측정하고 있기 때문에 기본적인 전류값이 측정되어 시간에 다른 변화량이 작다. 또한, 발전을 하고 있는 상태에서는 태양전지어레이 PID 특성 시험방법을 수행하기 위하여 전류값을 별도로 측정하여야 하므로 발전에 방해될 수 있다.
이와 달리 도 4의 암전류값을 도시한 그래프를 살펴보면, 도 5와 비교할 때, 시간 변화에 따라 최초 전류값과의 차이가 커서 PID현상이 발생되었는지 여부의 확인이 용이하다.
PID 현상 발생판단을 위한 전류값 측정은 태양전지모듈의 리본전극으로부터 측정될 수 있다. 도 6은 도 3의 태양전지스트링에서 어느 하나의 태양전지모듈의 배면도이고, 도 7은 도 6에서 정션박스를 도시한 도면이며, 도 8은 도 7의 정션박스에 노출된 태양전지모듈의 리본전극에 연결되어 전류값을 측정하기 위한 회로도이다.
도6에는 태양전지모듈(110-1)의 배면에 도시되어 있는데, 태양전지스트링(100)에 포함된 모든 태양전지모듈에는 통상 정션박스(112)가 부착되어 있다. 정션박스(112)에는 태양전지모듈(110-1)로부터 노출되는 음의 리본전극 및 양의 리본전극(113)이 포함된다. 전류값은 태양전지모듈(110-1)에 부착된 정션박스(112)의 리본전극(113)에 전압인가장치, 전류계 및 가변저항을 연결하여 측정될 수 있다(도 8).
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법에 따라 태양전지스트링 중 선택된 시험대상모듈의 시간에 따른 암전류값과 출력을 도시한 그래프이다. 도 9에서는 시험대상모듈의 암전류(dark current)가 도시되었다. 여기서, 전류값을 측정하는 단계는 시험대상모듈에 시험대상모듈에 포함된 태양전지셀마다 0.15V 내지 0.25V의 전압을 인가하고 측정될 수 있다. 또는 60셀 태양전지모듈의 경우 0.1V 내지 30V의 전압범위내에서 전압인가 후 암전류값을 얻을 수 있다. 도 9에서는 9V, 10V, 11V 및 12V를 인가하고, 암전류값을 측정한 결과가 나타나있다. 암전류값은 로그스케일로 도시되어 있으므로 암전류값의 증가에 따라 출력은 낮아지는 것을 알 수 있다. 시험대상모듈은 2개로, 각각 초기 암전류값과 시험방법 수행시의 암전류값 그리고, 태양전지모듈에 직접적으로 양이온을 투입하여 PID 현상발생을 가속화한 모듈의 암전류값을 각각 얻었다.
인가된 전압이 높을수록 출력값은 높았으나 PID 현상발생에 따른 출력값 변동값은 인가전압이 다른 경우에도 유사하였다. 다만, 인가전압이 클수록 로그스케일 암전류값이 크게 되어 출력저하를 확인하기 용이하다. 시험대상모듈1의 경우, 시험대상모듈 2의 경우보다 출력저하가 더 크게 나타나 시험대상모듈 1의 PID 현상 발생확률이 더 높음을 알 수 있고, 이는 가속시험결과 시험대상모듈 1의 출력이 현저하게 저하되어 시험대상모듈 1의 PID 현상 발생가능성이 더욱 높음을 확인할 수있다.
전류값측정시 온도도 함께 측정된다. 광전류값의 경우, 온도의 영향을 고려하여 결과값을 판단하여야 한다. 그러나, 암전류값의 경우, 광이 없는 상태에서 측정된 값이므로 온도를 별도로 측정하지 않고 모듈의 온도 또는 대기온도로 하여 판단가능하므로 암전류값을 측정하여 PID현상 발생여부를 판단하는 것이 더욱 유리하다.
전류값이 측정되면, 측정된 전류값을 기준으로 시험대상모듈의 전류값이 증가하면(암전류), 시험대상모듈의 출력값 저하가 발생되었다 판단한다. PID 현상발생이 확인된 태양전지모듈을 이용하여 출력값 저하의 임계값을 기준값으로 하여, 시험대상모듈을 PID현상 발생모듈로 판단할 수 있다(S140).
이 때, 시험대상모듈이 PID 현상 발생모듈로 판단되면, PID현상 발생모듈의 가장 인접한 태양전지모듈 또한 PID 현상 발생가능성이 높으므로 인접태양전지모듈을 시험대상모듈로 다시 선택할 수 있다. 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험방법이 수행되는 태양전지스트링의 모식도이다. 도 10에서 태양전지스트링(100) 중 제1태양전지모듈(110-1)이 시험대상모듈로 선택되고, 전류값이 측정되어 PID 현상 발생모듈로 판단되면, 인접한 제2태양전지모듈(110-2)이 시험대상모듈로 선택되고, 전류값이 측정된다. 제2태양전지모듈(110-2)이 PID 현상 발생모듈로 판단되면, 다시 인접한 제3태양전지모듈(110-3)이 시험대상모듈로 선택되고 전류값이 측정된다.
이러한 인접 태양전지를 시험대상모듈로 선택하는 단계는 인접태양전지모듈이 더이상 PID 현상이 발생하지 않을 때까지 반복될 수 있다. 즉 제3태양전지모듈(110-3)의 전류값이 측정되고 PID 현상이 발생되지 않았다고 판단되면, 인접태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하는 단계는 중지된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수 개의 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링을 적어도 하나 포함하는 태양전지어레이의 PID특성 시험방법으로서, 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 제1단계; 시험대상모듈의 전류값을 측정하는 제2단계; 및 태양전지스트링마다 제1단계 및 제2단계를 반복하는 제3단계;를 포함하는 태양전지어레이 PID특성 시험방법이 제공된다. 태양전지어레이는 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링을 복수개 포함한다. 따라서, 태양전지어레이의 PID 특성 시험방법은 태양전지 스트링마다 시험대상모듈을 선택하고 시험대상모듈의 전류값을 측정하고, 각각의 태양전지스트링마다 각 단계를 반복하여 태양전지어레이 전체의 PID 특성을 시험한다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지모듈 PID 특성 시험장치의 블럭도이다. 본 실시예에 따른 태양전지모듈 PID특성시험장치(200)는 시험대상모듈(110)에 전압을 인가하는 전압인가부(210); 전압의 인가에 따른 전류값을 산출하는 전류값산출부(220); 및 전류값산출부(220)로부터 획득한 전류값의 변동여부에 따라 태양전지모듈의 출력값저하를 판단하는 태양전지모듈 특성판단부(230);를 포함한다. 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 것과 동일한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예의 태양전지모듈 PID특성시험장치(200)는 태양전지모듈 특성판단부(230)로부터 획득한 출력값저하여부 판단값을 사용자단말에 전송하는 통신부(240)를 더 포함할 수 있다. 통신부(240)를 이용하여 사용자는 원거리에서도 PID 특성시험결과를 확인할 수 있다. 태양전지모듈 PID특성시험장치(200)의 전원은 태양전지스트링의 접속반으로부터 공급받을 수 있다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지스트링 PID 특성 시험장치의 블럭도이다. 본 실시예에 따른 태양전지어레이 PID 특성 시험장치(300)는 복수 개의 태양전지모듈을 일렬로 포함하는 태양전지스트링에서, 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 태양전지모듈 중 시험대상모듈(110-1)을 선택하는 시험대상모듈 선택부(340); 시험대상모듈(110-1)에 전압을 인가하는 전압인가부(310); 전압의 인가에 따른 전류값을 산출하는 전류값산출부(320); 및 전류값산출부(320)로부터 획득한 전류값의 변동여부에 따라 시험대상모듈(110-1)의 출력값저하를 판단하는 태양전지모듈 특성판단부(330);를 포함한다. 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 것과 동일한 설명은 생략하기로 한다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 태양전지스트링
110-1, 110-2, 110-3, 110-4, 110-5, 110-6, 110-7, 110-8, 110-9, 110-10 태양전지모듈
111 태양전지모듈 배면 112 정션박스
113 리본전극 120 전류값측정회로
200 태양전지모듈 PID특성시험장치 210, 310 전압인가부
220, 320 전류값산출부 230, 330 태양전지모듈 특성판단부
240 통신부 300 태양전지스트링PID특성시험장치
340 시험대상모듈 선택부

Claims (12)

  1. 복수 개의 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링에서, 상기 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 상기 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 선택단계; 및
    상기 시험대상모듈의 전류값을 측정하는 단계;를 포함하는 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 선택단계는,
    상기 복수 개의 태양전지모듈 중 최저전압값을 갖는 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하는 단계인 것인 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 선택단계는,
    상기 태양전지스트링이 n개의 태양전지모듈을 포함하는 경우,
    첫번째 태양전지모듈의 전압값인 제1전압값 및 n번째 태양전지모듈의 전압값인 제n전압값을 비교하여 더 작은 전압값을 갖는 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하는 단계인 것인 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류값을 측정하는 단계는,
    상기 시험대상모듈의 암전류(dark current)를 측정하여 수행되는 것인 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전류값을 측정하는 단계는,
    상기 시험대상모듈에 상기 시험대상모듈에 포함된 태양전지셀마다 0.15V 내지 0.25V의 전압을 인가하는 것인 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 시험대상모듈의 전류값이 증가하면, 상기 시험대상모듈의 출력값 저하가 발생되었다 판단하고, 상기 시험대상모듈을 PID현상 발생모듈로 판단하는 단계;를 더 포함하는 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 선택단계는,
    상기 PID현상 발생모듈의 가장 인접한 태양전지모듈을 시험대상모듈로 선택하는 단계인 것인 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류값을 측정하는 단계는,
    상기 시험대상모듈에 부착된 정션박스의 리본전극에 전압인가장치, 전류계 및 가변저항을 연결하여 전류값을 측정하는 단계인 것인 태양전지스트링 PID특성 시험방법.
  9. 복수 개의 태양전지모듈이 직렬연결된 태양전지스트링을 적어도 하나 포함하는 태양전지어레이의 PID특성 시험방법으로서,
    상기 태양전지스트링 중 어느 하나의 태양전지스트링에서의 태양전지모듈 중 상기 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 시험대상모듈을 선택하는 제1단계;
    상기 시험대상모듈의 전류값을 측정하는 제2단계; 및
    상기 태양전지스트링마다 상기 제1단계 및 상기 제2단계를 반복하는 제3단계;를 포함하는 태양전지어레이 PID특성 시험방법.
  10. 태양전지모듈에 전압을 인가하는 전압인가부;
    상기 전압의 인가에 따른 전류값을 산출하는 전류값산출부; 및
    상기 전류값산출부로부터 획득한 전류값의 변동여부에 따라 상기 태양전지모듈의 출력값저하를 판단하는 태양전지모듈 특성판단부;를 포함하는 태양전지모듈 PID 특성 시험장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 태양전지모듈 특성판단부로부터 획득한 출력값저하여부 판단값을 사용자단말에 전송하는 통신부;를 더 포함하는 태양전지모듈 PID 특성 시험장치.
  12. 복수 개의 태양전지모듈을 일렬로 포함하는 태양전지스트링에서, 상기 태양전지스트링 내에서의 전압값을 기준으로 상기 태양전지모듈 중 시험대상모듈을 선택하는 시험대상모듈 선택부;
    상기 시험대상모듈에 전압을 인가하는 전압인가부;
    상기 전압의 인가에 따른 전류값을 산출하는 전류값산출부; 및
    상기 전류값산출부로부터 획득한 전류값의 변동여부에 따라 상기 시험대상모듈의 출력값저하를 판단하는 태양전지모듈 특성판단부;를 포함하는 태양전지스트링 PID 특성 시험장치.
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