[인더스트리뉴스 최용구 기자] = 세로 모듈로 설계된 태양광패널이 청소 로봇으로 인한 영향을 덜 받는다는 연구결과가 나왔다.
카타르 하마드빈칼리파알타니대학(Hamad Bin Khalifa University, HB) 환경에너지 연구소(Qatar Environment and Energy Research Institute, QEERI) 소속 연구진들은 청소 로봇이 생성하는 그림자가 PV 발전소의 성능 및 수율에 미치는 영향을 조사했다.
연구진은 청소 로봇이 패널의 표면을 움직일 때 생성되는 음영이 PV 발전소의 생산량을 감소시키는 정도를 파악했다. 이를 통해 모듈의 방향에 따라 그림자가 미치는 영향의 정도는 크게 달라지는 것을 확인했다.
실험은 카타르 도하의 QEERI 테스트 시설에서 맑은 날씨 조건하에 진행됐다. 연구팀은 경사각이 22℃인 다종류의 PV 어레이로 실험했다. PV의 성능과 수율을 파악하는 과정에선 △모듈 설계 △모듈 방향 △로봇 속도 등을 변수로 적용했다.
실험 결과, 가로 모듈에선 로봇이 지나갈 때 스트링 전류와 전력이 크게 감소했다. 다만 세로 모듈에선 큰 변화가 없었다. 로봇이 특정 위치에 정지하자 모듈의 ‘바이패스 다이오드’가 가열되기도 했다.
특히 인버터의 MPPT(Maximum Power Point Tracker) 알고리즘이 그림자에 대처하는 데 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 로봇의 이동에 따라 그림자가 움직이며 스트링 전압을 높이거나 낮췄기 때문이다. 이는 지속적인 MPPT 재설정을 유발했다. 연구진에 따르면 MPPT를 다시 설정하기까지 1분 가량이 소요됐다.
연구진은 PV magazine에 “한 번의 로봇 통과로 모듈이 생산하는 하루의 PV 에너지양이 약 0.16% 감소했다”면서, “하지만 세로 모듈을 사용하면 손실이 거의 제로에 가까웠다”고 설명했다.
또 “하프컷 패널(half-cut panels)보다 풀셀 모듈(full-cell modules)에서 전력 감소가 더 컸다”며, “로봇이 모듈에서 정지하면 바이패스 다이오드 가열이 발생하지만 로봇이 움직이는 동안엔 발생하지 않는다는 중요한 사실도 발견했다”고 말했다.
이번 연구결과는 솔라에너지(Solar Energy)에 '청소로봇의 움직이는 그림자가 PV 스트링에 미치는 영향(Effect of cleaning robot’s moving shadow on PV string)’이란 주제로 최근 게재됐다.
연구의 저자인 벤자민 피기스(Benjamin Figgis)는 “단일 축 추적기로 된 PV의 경우 세로 모듈 레이아웃을 통해 음영 손실을 최소화할 수 있다는 것이 밝혀졌다”고 강조했다.
