태양 광 발전은 광전지라는 장치 반도체에 의해 태양 복사로부터 직접 얻어지는 재생 가능 에너지 원으로부터 전기를 생산하는 전원입니다. 이러한 유형의 에너지는 주로 유통망을 통해 대규모로 전기를 생산하는 데 사용되지만, 무수한 응용 프로그램 및 자치 장치를 공급할뿐 아니라 전기 대지에서 산 쉼터 나 고립 된 주택을 공급할 수 있습니다. 재생 가능 에너지에 대한 수요 증가로 인해 태양 전지 및 광전지 설비의 제조는 최근 몇 년 동안 상당히 발전했다. 그들은 환경 론자 독일인과 Eurosolar 조직이 1 천만 태양 지붕을 만들기위한 자금을 확보 한 2000 년부터 대량 생산을 시작했습니다.

태양 광 에너지는 온실 가스 배출을 피하기 위해 운영 중에 어떠한 형태의 오염도 방출하지 않습니다. 태양 전지의 주요 단점은 태양 복사에 따라 생산량이 달라 지므로 셀이 태양에 수직으로 정렬되지 않으면 인시던트 에너지의 10-25 %가 손실된다는 것입니다. 결과적으로 태양 광 추적 장치의 사용은 네트워크 연결 설비에서 보급되어 에너지 생산을 극대화했습니다. 생산량은 또한 태양열, 구름 또는 먼지가 패널에 묻 으면 안되는 것과 같은 악천후 조건의 영향을받습니다. 이는 전기 공급을 보장하기 위해 화석 연료, 수력 에너지 또는 원자력 에너지의 연소를 기반으로하는 발전소와 같은 관리 가능한 다른 에너지 원으로이 에너지를 보충 할 필요가 있음을 의미합니다.

기술 발전, 정교함 및 규모의 경제 덕분에 최초의 상용 태양 전지가 건설되고 효율성이 높아지면서 태양 광 태양 에너지의 비용이 꾸준히 감소했습니다. 전기 발전의 평균 비용은 이미 일반 에너지 원 지리적 영역의 수가 증가하면서 네트워크 패리티에 도달했습니다. 현재 태양 광 설비에서 생산되는 전력 비용은 유럽, 중국, 인도, 남아프리카 및 미국에서 kWh 당 0.05-0.10 달러 사이입니다. 2015 년 아랍 에미리트 (0.0584 $ / kWh), 페루 (0.048 $ / kWh) 및 멕시코 (0.048 $ / kWh) 프로젝트에서 새로운 기록이 달성되었습니다. 2016 년 5 월 두바이의 태양 광 경매에서 0.03 $ / kWh의 가격에 도달했습니다.

광전지 태양 에너지의 응용

광전지 패널의 대규모 산업 생산은 1980 년대에 시작되었고 많은 용도로 강조 될 수 있습니다.

통신 및 신호
광전지 태양 에너지는 예를 들어 지방 방송국 전화, 라디오 및 텔레비전 안테나, 중계국 마이크로 웨이브 및 기타 전자 통신 링크에서 발견되는 것을 포함하여 통신 응용 분야에 이상적입니다. 이는 대부분의 통신 애플리케이션에서 축전지가 사용되고 전기 설비가 일반적으로 직류 (DC)로 수행되기 때문입니다. 언덕이 많고 산이 많은 지역에서는 파도가 울퉁불퉁 해지기 때문에 라디오 및 TV 신호가 간섭되거나 반사 될 수 있습니다. 이 지역에서는 저전력 송신기 (LPT)가 설치되어 지역 주민들 사이에서 신호를 수신하고 재전송합니다.

광전지는 도로, 철도 신호, 항공 보호용 비콘, 기상 관측소 또는 환경 및 품질 데이터에 대한 모니터링 시스템과 같은 비상 통신 시스템에 전원을 공급하는데도 사용됩니다. 물.

절연 장치
집적 회로의 에너지 소비를 줄이면 1970 년대 후반 Royal Solar, Sharp EL-8026 또는 Teal Photon과 같은 계산기에서 태양 전지를 전기로 사용할 수있게되었습니다.

또한 광전지 에너지를 사용하는 다른 고정 장치는 전기 네트워크 연결 또는 일회용 배터리 사용 비용이 엄청나게 비싼 곳에서 지난 수십 년 동안 사용량이 증가한 것으로 나타났습니다. 이러한 응용 프로그램에는 예를 들어 일광 램프, 수도 펌프, 주차 미터, 비상 전화, 쓰레기 압축기, 임시 또는 영구 트래픽로드 스테이션 또는 원격 모니터링 시스템 신호가 포함됩니다.

농촌 전기
적은 전력이 필요하고 네트워크에 대한 접근이 어려운 고립 된 환경에서 태양 광 패널은 수십 년 동안 경제적으로 실행 가능한 대안으로 사용됩니다. 이러한 가능성의 중요성을 이해하기 위해서는 세계 인구의 약 4 분의 1이 여전히 전력에 접근 할 수 없다는 점을 명심해야합니다.

개발 도상국에서는 대부분의 마을이 가장 가까운 전력망에서 수 킬로미터 떨어진 외딴 지역에 위치하고 있습니다. 결과적으로 광전지 에너지는 농촌 지역의 가정이나 의료 시설에 전력을 공급하기 위해 점차 통합되고 있습니다. 예를 들어, 인도의 원거리 지역에서는 시골 조명 프로그램이 등유 램프를 대체하기 위해 태양 에너지로 구동되는 LED 램프를 사용하여 조명을 제공했습니다. 태양열 램프의 가격은 몇 개월 동안 등유를 공급하는 비용과 거의 같습니다. 쿠바와 다른 라틴 아메리카 국가들은 기존 전력 공급에서 멀리 떨어진 곳에서 광전지 에너지를 공급하기 위해 노력하고 있습니다. 이들은 지역 주민들의 사회적 경제적 이익이 태양 광 패널을 설치하는 훌륭한 이유를 제공하는 분야입니다. 일반적으로 이러한 유형의 이니셔티브는 특정 인도주의 노력으로 이관되었습니다.

펌프 시스템
PV는 관개를위한 펌핑 설비, 시골과 가축의 식수, 또는 물의 담수화 설비를 공급하는 데에도 사용됩니다.

풍력에 의해 구동되는 태양 광 펌핑 시스템은 일반 전기 네트워크에 액세스 할 수 없거나 가격이 비싼 곳에서 매우 유용합니다. 비용은 일반적으로 운전 및 유지 보수 비용이 적기 때문에 더 싸며 내연 기관으로 구동되는 펌핑 시스템보다 환경 영향이 적습니다. 내연 기관의 경우에도 신뢰성이 낮습니다.

사용되는 펌프는 교류 (AC) 또는 직류 (DC) 중 하나 일 수 있습니다. 일반적으로 DC 모터는 최대 3kW의 소형 및 중형 어플리케이션에 사용되는 반면, 대형 어플리케이션의 경우 AC 모터는 인버터를 사용하여 태양 광 패널의 DC 전류를 변환시켜 인버터에 연결하여 사용합니다. 이를 통해 0.15 kW에서 55 kW 이상의 전력을 계측 할 수 있으며, 복잡한 관개 시스템이나 물 저장 장치를 공급하는 데 사용할 수 있습니다.

하이브리드 태양 광 디젤 시스템
광전지 태양 에너지 비용의 감소로 인해, 하이브리드 태양 광 디젤 시스템의 사용이 확대되고 있으며,이 에너지를 디젤 발전기와 결합하여 지속적이고 안정된 방식으로 전기를 생산합니다. 이러한 유형의 설치에는 일반적으로 배터리 및 특수 제어 시스템과 같은 보조 장비가 장착되어있어 시스템 전원의 안정성을 항상 유지합니다.

그것의 경제적 생존 능력 때문에 (디젤을 소비 지점으로 운송하는 것은 일반적으로 비용이 많이 든다) 많은 경우 오래된 발전기가 광전지로 대체되는 반면, 새로운 하이브리드 설비는 언제든지 태양 광 자원을 사용할 수 있도록 설계된다 발전기의 사용을 최소화함으로써 전력망에 연결되지 않은 원거리 공동체 및 시설에서 발전의 환경 영향을 감소시킬 수 있습니다. 예를 들어 광업 회사 인 사람은 대다수의 인구 센터와는 거리가 먼 야외에서 일반적으로 발견되는 작업입니다. 이 경우 광전지를 함께 사용하면 디젤 연료에 대한 의존도를 크게 줄여 에너지 비용을 최대 70 % 절감 할 수 있습니다.

이러한 유형의 시스템은 풍력과 같은 다른 재생 에너지 원과 함께 사용될 수도 있습니다.

운송 및 해상 항법
광전지는 운송에서 견인력을 제공하는 데 여전히 널리 사용되지는 않지만 선박 및 자동차에 보조 전원을 공급하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 일부 차량에는 더운 날에는 실내 온도를 제한하기 위해 태양 광 패널로 작동하는 에어컨이 장착되어 있으며, 다른 하이브리드 프로토 타입은 전원 그리드에 연결할 필요없이 배터리를 충전하는 데 사용됩니다. 태양 광 차량 및 보트와 항공기를 설계하고 제조하는 실용적인 능력이 태양 광 발전을위한 가장 실용적인 도로 수송으로 간주되고 있음이 충분히 입증되었습니다.

Solar Impulse는 광전지 태양 에너지에 의해 추진되는 비행기 개발 전용 프로젝트입니다. 이 프로토 타입은 하루 동안 날개를 덮는 태양 전지에 의해 추진 될 수 있으며 동시에 밤에 공기 중에 머물 수있는 배터리를 충전합니다.

태양 에너지는 또한 등대, 부표 및 해상 항법 표지, 레크리에이션 차량, 선박의 전기 축전지 충전 시스템 및 음극 보호 시스템에서 일반적으로 사용됩니다. 전기 자동차의 충전은 점차 중요 해지고 있습니다. 94

건물에 통합 된 태양 광
많은 태양 광 설비는 건물에 종종 배치됩니다. 일반적으로 기존 지붕 위에 있거나 채광창, 채광창 또는 정면과 같은 건물 자체의 요소에 통합되어 있습니다.

대안 적으로, 광전지 시스템은 물리적으로 건물과 별개로 위치 할 수 있지만, 전력을 공급하기 위해 그 전기 설비에 연결된다. 2010 년 독일이 운영 한 태양 광 9000 MW의 80 % 이상이 옥상에 설치되었습니다.

BIPV (Building Integrated Photovoltaics)는 새로운 가정용 및 산업용 건물, 예를 들어 교량과 같은 다른 건축 요소에도 주 또는 보조 전기 에너지 원으로 점차 통합되고 있습니다. 통합 된 광전지를 가진 지붕 타일도 이러한 유형의 통합에서 매우 일반적입니다.

2011 년에 발표 된 한 연구에 따르면 열 화상 카메라를 사용하면 패널과 지붕 사이에 공기가 순환 할 수있는 열린 틈이 있으면 태양 전지 패널을 사용할 수 있으며 낮 시간 동안 건물에 수동 냉각 효과를 제공하고 밤 동안 축적 된 열을 유지하십시오.

네트워크에 대한 광전지 연결
최근 몇 년 동안 더 발전된 광전지 태양 에너지의 주요 응용 분야 중 하나는 전력 공급을위한 그리드에 연결된 발전소와 일반적으로 저전력의 광전지 자체 소비 시스템뿐 아니라 전기 그리드에도 연결되어 있습니다.

광전지 시스템
광전지 시스템 또는 태양 광 발전 시스템은 광전지를 통해 사용 가능한 태양 광을 공급하도록 설계된 전력 시스템입니다. 그것은 햇빛을 흡수하여 직접 전기로 변환하는 태양 전지판, DC에서 AC로 전류를 변환하는 태양 광 인버터, 장착, 케이블 및 기타 전기 부속품을 포함하여 여러 구성 요소의 배열로 구성됩니다. PV 시스템은 수십 킬로와트의 용량을 갖춘 소형 옥상 장착형 또는 건물 일체형 시스템부터 수백 메가 와트 규모의 대규모 유틸리티 규모의 발전소까지 다양합니다. 오늘날 대부분의 태양 광 발전 시스템은 계통 연 결되어 있지만 독립형 시스템은 시장의 일부분만을 차지합니다.

옥상 및 건물 통합 시스템
광전지 어레이는 종종 건물과 결합되어 있습니다 : 건물에 통합되거나, 건물에 설치되거나,지면 근처에 장착됩니다. Rooftop PV 시스템은 기존 건물에 가장 자주 장착되며 대개 기존 지붕 구조물이나 기존 벽 위에 장착됩니다. 대안 적으로, 어레이는 건물과는 별도로 위치 할 수 있지만 건물에 전원을 공급하기 위해 케이블로 연결될 수 있습니다. 빌딩 통합형 태양 광 발전 (BIPV)은 새로운 국내 및 산업 건물의 지붕이나 벽에 주 전원 또는 부수적 인 전력 원으로 점차 통합되고 있습니다. 통합 PV 셀이있는 지붕 타일도 때로 사용됩니다. 공기가 순환 할 수있는 개방형 틈이 있으면 옥상에 설치된 태양 전지 패널은 낮 시간 동안 건물에 수동 냉각 효과를 제공 할 수 있으며 야간에 열을 축적 할 수 있습니다. 일반적으로 주거용 옥상 시스템은 약 5-10kW의 작은 용량을 가지고 있지만 상업용 옥상 시스템은 종종 수백 킬로와트에 이릅니다. 옥상 시스템은 지상 실용 규모의 발전소보다 훨씬 작지만 전세계에 설치된 대부분의 용량을 차지합니다.

집중 형 태양 전지
집광기 광전지 (CPV)는 태양 광 기술로서, 기존 평면 판 PV 시스템과 달리 렌즈 및 곡면 거울을 사용하여 작지만 매우 효율적인 MJ (multi-junction) 태양 전지에 햇빛을 집중시킵니다. 또한 CPV 시스템은 종종 효율성을 높이기 위해 태양 추적기 및 경우에 따라 냉각 시스템을 사용합니다. 지속적인 연구 및 개발은 유틸리티 규모 세그먼트 및 높은 일사량 영역에서 경쟁력을 빠르게 향상시키고 있습니다.

광전지 열 혼성 태양열 집열기
광전지 열 하이브리드 태양열 집열기 (PVT)는 태양 복사열을 열과 ​​전기 에너지로 변환하는 시스템입니다. 이 시스템은 햇빛을 전기로 변환하는 태양 광 전지와 태양열 집열기를 결합하여 잔여 에너지를 포착하고 PV 모듈의 폐열을 제거합니다. 전기와 열을 포착하면 이러한 장치가 높은 엑 서지를 가지므로 태양 광 또는 태양열 단독보다 전체 에너지 효율이 높아집니다.

발전소
많은 유틸리티 규모의 태양 광 발전소가 전세계에 건설되었습니다. 2015 년 현재 579 메가 와트 (MWAC)의 태양 광 발전소는 세계 최대의 태양 광 발전소이며 미국 태양 광 회사 인 First Solar에 의해 건설 된 550MWAC 규모의 Desert Sunlight Solar Farm과 Topaz Solar Farm이 뒤 따릅니다. 박막 PV 기술인 CdTe 모듈을 사용합니다. 3 개의 발전소는 모두 캘리포니아 사막에 위치해 있습니다. 전세계의 많은 태양 광 발전소가 농업과 통합되어 있으며 일부는 하늘을 가로 지르는 태양의 일일 경로를 따라 혁신적인 태양 추적 시스템을 사용하여 기존의 고정식 시스템보다 더 많은 전기를 생성합니다. 발전소 가동 중 연료 비용이나 배출량은 없다.

농촌 대 電
많은 마을이 전력망으로부터 5 킬로미터 이상 떨어져있는 개발 도상국에서는 태양 전지를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 인도의 원격 위치에서 농촌 조명 프로그램은 등유 램프를 대체하기 위해 태양 광 LED 조명을 제공하고 있습니다. 태양열 램프는 몇 개월 간 등유 공급 비용으로 판매되었습니다. 쿠바는 그리드 지역에 태양 광 발전을 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 더 복잡한 그리드 태양 에너지 사용은 3D 프린터를 포함합니다. RepRap 3D 프린터는 지속 가능한 개발을 위해 분산 된 제조를 가능하게하는 광전지 기술로 태양 광 발전되었습니다. 이들은 사회적 비용과 이익이 태양 광 발전에 대한 훌륭한 사례를 제공하는 영역입니다. 그러나 수익성의 부족은 그러한 노력을 인도 주의적 노력으로 이관했습니다. 그러나 1995 년에는 태양 광 발전 프로젝트가 부실한 경제, 기술 지원 부족, 북남 기술 이전의 전제 동기로 인해 어려움을 겪었습니다.

독립 실행 형 시스템
10 년 전까지 만해도 PV는 계산기와 참신 장치에 자주 사용되었습니다. 집적 회로 및 저전력 액정 디스플레이의 향상으로 인해 배터리 교체 사이에서 수년 동안 이러한 장치에 전력을 공급하여 PV 사용을 덜 일반적으로 할 수 있습니다. 반대로, 태양열로 작동하는 원격 고정 장치는 상당한 연결 비용으로 인해 계통 전력이 엄청나게 비싼 위치에서 최근에 사용이 증가하고 있습니다. 이러한 응용 프로그램에는 태양열 램프, 수도 펌프, 주차 미터기, 비상 전화, 휴지통 압축기, 임시 교통 표지판, 충전소, 원격 보호 기둥 및 신호가 포함됩니다.

부동 전지
2008 년 5 월 캘리포니아 주 오크 빌에있는 파 Niente 와이너리는 130 개의 폰툰에 994 개의 광전지 태양 전지판을 설치하고 와이너리의 관개 연못 위에 떠 다니는 세계 최초의 “플로트 솔라 틱 (floatovoltaic)”시스템을 개척했습니다. 부유 시스템은 약 477 kW의 피크 출력을 생성하며 연못에 인접한 셀 배열과 결합하면 와이너리의 전력 소비를 완전히 상쇄 할 수 있습니다. floatovoltaic 시스템의 주요 이점은 다른 목적으로 사용될 수있는 귀중한 토지를 희생 할 필요가 없다는 것입니다. 멀리 Niente 와이너리의 경우, 떠 다니는 시스템은 육지 기반 시스템에 필요한 에이커의 4 분의 3을 절약했습니다. 그 땅은 대신 농업에 사용될 수 있습니다. floatovoltaic 시스템의 또 다른 이점은 패널이 땅에있을 때보 다 낮은 온도로 유지되어 태양 에너지 변환 효율이 높아진다는 것입니다. 부유 패널은 또한 증발을 통해 손실되는 물의 양을 줄이고 조류의 성장을 억제합니다.

운송 중
PV는 전통적으로 우주에서 전력으로 사용되고 있습니다. PV는 운송 응용 분야에서 원동력을 제공하는 데 거의 사용되지 않지만 보트 및 자동차에 보조 전원을 공급하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 일부 자동차에는 뜨거운 날에는 실내 온도를 제한하기 위해 태양열 공기 조절 장치가 장착되어 있습니다. 자급 자족 형 태양 광 차량은 제한된 전력 및 유틸리티를 갖지만, 태양 광 충전식 전기 자동차는 운송을위한 태양 광 발전의 사용을 허용합니다. 태양열 자동차, 보트 및 비행기가 실용적이고 가능성이있는 것으로 입증되었습니다. 스위스 태양 광 항공기 인 Solar Impulse 2는 역사상 가장 긴 직항 노선을 달성했으며 2015 년에 지구상에서 최초로 태양 광을 이용한 공중 항행을 계획하고 있습니다.

통신 및 신호
태양 PV 전력은 지역 전화 교환기, 라디오 및 TV 방송, 전자 레인지 및 기타 전자 통신 링크와 같은 원격 통신 애플리케이션에 이상적입니다. 이것은 대부분의 통신 애플리케이션에서 축전지가 이미 사용되고 전기 시스템이 기본적으로 DC이기 때문입니다. 언덕이 많은 산악 지형에서는 라디오 나 TV 신호가 물결 치는 지형으로 인해 막히거나 반사되어 도달하지 못할 수 있습니다. 이 위치에서 저전력 송신기 (LPT)가 설치되어 지역 주민을위한 신호를 수신하고 재전송합니다.

우주선 응용 프로그램
우주선의 태양 전지판은 일반적으로 센서, 능동 가열 및 냉각 및 통신을 실행하는 유일한 전원입니다. 배터리는 태양 전지 패널이 그림자 상태 일 때 사용하기 위해이 에너지를 저장합니다. 일부에서는 전력이 우주선 추진 – 전기 추진에도 사용됩니다. 우주선은 1958 년 미국에서 발사 된 뱅가드 1 인공위성에 사용 된 실리콘 태양 전지를 시작으로 태양 광 발전의 초기 응용 프로그램 중 하나였습니다. 그 이후 태양 광 발전은 메신저 (MESSENGER) 탐사선에서부터 수성에 이르기까지 다양한 임무에 사용되고 있습니다. 목성에 대한 주노 (Juno) 탐사선과 마찬가지로 태양계에서 멀리 떨어져 있습니다. 우주에서 가장 큰 태양 에너지 시스템은 국제 우주 정거장의 전기 시스템입니다. 킬로그램 당 발생하는 전력을 증가시키기 위해 전형적인 우주선 태양 전지 패널은 갈륨 아세 나이드 (GaAs) 및 기타 반도체 재료로 만들어진 고비용, 고효율 및 밀집된 직사각형 멀티 접합 태양 전지를 사용합니다.

특수 전력 시스템
광전지는 또한 고온의 물체 및 이질 연소기와 같은 바람직한 복사 방사율을 갖는 에너지 변환 장치로 통합 될 수있다.

장점
지구 표면에 도달하는 122 광년의 PW는 인간에 의해 2005 년에 소비 된 평균 전력의 13 TW에 상응하는 것보다 거의 10,000 배 이상 많습니다. 이러한 풍요 로움은 태양 에너지가 세계의 주요 에너지 원이되기 훨씬 오래 걸리지 않을 것이라고 제안합니다. 또한 태양 에너지 발전은 재생 가능 에너지 중에서 가장 높은 전력 밀도 (전지구 평균 170W / m2)를 가지고 있습니다.

태양 에너지는 사용 중에 무공해이며 다른 에너지 원으로 대체 될 때 오염을 줄일 수 있습니다. 예를 들어 MIT는 석탄 화력 발전소 오염으로 미국에서 조기에 5 만 2 천명이 사망하고이 중 하나만 제외하면 석탄을 대체하기 위해 PV를 사용하지 못하는 것으로 추정됩니다. 생산 최종 폐기물 및 배출물은 기존 오염 통제를 사용하여 관리 할 수 ​​있습니다. 사용이 끝난 재활용 기술이 개발 중이며 생산자로부터의 재활용을 장려하는 정책이 만들어지고 있습니다.

PV 설치는 초기 설치 후 유지 보수 나 개입없이 100 년 이상 운영 될 수 있으므로 모든 태양 광 발전소를 건설하기위한 초기 자본 비용 이후 운영 비용은 기존 전력 기술에 비해 극도로 낮습니다.

계통 연계 형 태양 전기는 국지적으로 사용될 수있어 송전 / 배전 손실을 줄일 수있다 (미국의 송전 손실은 1995 년 약 7.2 %였다).

화석 연료 및 원자력 에너지와 비교하면 태양 전지의 개발에 투자 된 연구 자금은 거의 없으므로 개선의 여지가 상당합니다. 그럼에도 불구하고, 실험적인 고효율 태양 전지는 광전지 농축의 경우 이미 40 % 이상의 효율을 가지며 효율은 급격히 상승하고 있으며 대량 생산 비용은 급격히 감소하고 있습니다.

미국의 일부 주에서는 주택 소유자가 이동하고 구매자가 판매자보다 시스템에 더 적은 가치를 부여하면 가정에 설치된 시스템에 대한 투자의 상당 부분이 손실 될 수 있습니다. 버클리시는 태양 전지 패널에 대해 지불 할 주택과 함께 이전되는 세금 평가를 추가하여이 제한을 없애기위한 혁신적인 자금 조달 방법을 개발했습니다. 현재 PACE (Property Assessed Clean Energy)로 알려진 미국 30 개 주에서는이 솔루션을 복제했습니다.

적어도 캘리포니아에는 가정에 설치된 태양계의 존재가 실제로 가정의 가치를 높일 수 있다는 증거가 있습니다. Ernest Orlando에 의해 2011 년 4 월에 발표 된 논문에 따르면 Lawrence Berkeley 국립 연구소는 가정용 태양 광 에너지 시스템이 캘리포니아의 주택 판매 가격에 미치는 영향 분석 :

이 연구는 캘리포니아 주에있는 PV 시스템이있는 주택이 PV 시스템이없는 유사한 주택보다 프리미엄을 받고 판매되었다는 강력한 증거를 발견합니다. 보다 구체적으로, 평균 PV 프리미엄에 대한 추정치는 다양한 모델 사양 중 설치된 와트 (DC) 당 약 $ 3.9 ~ $ 6.4이며, 대부분의 모델은 와트 당 $ 5.5에 가깝습니다. 이 값은 상대적으로 새로운 3,100 와트 PV 시스템 (연구에서 PV 시스템의 평균 크기)에 대해 약 $ 17,000의 프리미엄에 해당합니다.
제한 사항

전기 네트워크에 대한 영향
옥상 광전지 시스템의 수준이 증가함에 따라 에너지 흐름은 양방향이됩니다. 소비보다 지역 발전이 더 많으면 전기가 그리드로 내보내집니다. 그러나 전기 네트워크는 전통적으로 2 방향 에너지 전달을 다루기 위해 고안되지 않았습니다. 따라서 일부 기술적 인 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 호주 퀸즈랜드에서는 2017 년 말 옥상 PV를 보유한 가구의 30 % 이상이 거주하고 있습니다. 유명한 캘리포니아 2020 오리 커브는 2015 년 이후 많은 지역 사회에서 매우 자주 나타납니다. 이러한 PV 가정에서 전기가 네트워크로 다시 흐를 때 과전압 문제가 발생할 수 있습니다. PV 인버터 역률, 전기 배전기 수준의 새로운 전압 및 에너지 제어 장비, 전력 전선 재조정, 수요 측 관리 등과 같은 과전압 문제를 해결할 수있는 솔루션이 있습니다. 이러한 솔루션.

전력 요금 관리 및 에너지 투자에 대한 시사점
고객 (사이트)이 서로 다른 특정 상황을 가지고 있기 때문에 전기 또는 에너지 수요 및 청구 관리에 은색 탄환이 없습니다. 편의성 / 편의성 요구 사항이 다르거 나 전기 요금 또는 사용 패턴이 다릅니다. 전기 요금에는 일일 접근 및 계량 료, 에너지 요금 (kWh, MWh 기준) 또는 최대 청구 료 (예 : 한 달에 최대 30 분 에너지 소비 가격)와 같은 몇 가지 요소가있을 수 있습니다. PV는 호주 및 독일과 같이 전력 가격이 합리적으로 높고 지속적으로 증가 할 때 에너지 요금을 줄이기위한 유망한 선택입니다. 그러나 피크 수요가있는 사이트의 경우, 주거 지역과 같이 늦은 오후부터 이른 저녁까지 피크 수요가 대부분 발생하는 경우 PV가 덜 매력적 일 수 있습니다. 전반적으로 에너지 투자는 경제적 인 결정이며 운영 개선, 에너지 효율성, 현장 발전 및 에너지 저장에 대한 시스템 평가를 기반으로 투자 결정을 내리는 것이 좋습니다.

환경 영향

생산
실리콘 기술 및 박막 기술의 환경 적 영향은 관련 화학 및 에너지 집약적 인 단계와 함께 반도체 제조의 전형적입니다. 실리콘 기술에서 고순도 실리콘 생산은 높은 에너지 소비와 2 차 물질의 양 때문에 결정적입니다. 1 kg의 초 고순도 실리콘의 경우, 19 kg의 2 차 물질이 생성됩니다. 초순수 실리콘은 주로 하청 업체에서 생산되므로 환경 측면에서 공급 업체를 선택하는 것이 모듈의 환경 성능에 결정적입니다.

박막 기술에서 공정 챔버를 청소하는 것은 중요한 문제입니다. 여기에 부분적으로 사용되는 삼 플루오르 화질 소 질소 및 황 헥사 플루오 라이드가 부분적으로 존재합니다. CdTe 기술과 같은 중금속의 사용은 수명주기 기준으로 짧은 에너지 회수 시간으로 논의됩니다.

조작
2011 년 바이에른 주 환경부 (Bavarian State Office of the Environment)는 CdTe 태양 전지 모듈이 화재 발생시 사람과 환경에 위험하지 않음을 확인했습니다.

작동 중 배출이 절대적으로 없으므로 광전지는 외부 비용이 매우 낮습니다. 석탄과 갈탄의 발전량이 약 6 ~ 8 ct / kWh 인 경우, 광전지 시스템 (2000 년)의 경우 약 1 ct / kWh에 불과합니다. 이것은 독일 항공 우주 센터 및 Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research의 전문가 의견의 결론입니다. 비교를 위해, 여기에 언급 된 태양열 발전소의 외부 비용 0.18 ct / kWh의 값을 언급해야합니다.

온실 가스 균형
CO 2e 배출에도 아무런 작동이 없다고하더라도, 태양 광 시스템은 CO 2e 생산, 운송 및 조립이 불가능합니다. 기술 및 위치에 따라 2013 년 태양 광 시스템의 CO2 배출량 산정 값은 평균 10.5 ~ 50g CO2 / kWh이며 평균은 35 ~ 45g CO2e / kWh입니다. 2015 년의 최근 연구에서 29.2g / kWh의 평균 값을 발견했습니다. 이러한 배출은 화석 연료의 연소에 의해 야기되며, 특히 태양 발전소의 생산 중에 발생한다. 지속 가능한 에너지 원으로의 전 지구 적 변화의 일환으로 재생 가능 에너지의 추가 확장으로 온실 가스 균형이 자동으로 향상됩니다. 또한 배출량 감소는 기술 학습 곡선에서 비롯됩니다. 역사적으로 배출량은 설치된 용량의 두 배당 14 % 감소했습니다 (2015 년 기준).

2007 년 Ruhr-University Bochum을 종합적으로 비교 한 결과, CO는 50-100 g / kWh의 광전지에서 2e 배출이었으며, 특히 사용 된 모듈과 위치는 결정적이었다. 이에 비해 석탄 화력 발전소는 750-1200 g / kWh, CCGT 가스 발전소는 400-550 g / kWh, 풍력 및 수력 발전은 10-40 g / kWh, 해상 풍력 발전은 10-30 g / kWh이었습니다. 핵 에너지 (최종 처분 없음), 아프리카의 태양열 에너지 10-14 g / kWh.

정력적인 할부 상환
광전지 회수 기간은 광전지 시스템이 수명주기 동안 필요한 동일한 양의 에너지를 전달한 기간입니다. 제조, 운송, 건설, 운영 및 해체 또는 재활용을위한

사용 된 위치 및 태양 광 기술에 따라 현재 (2013 년 기준) 0.75 ~ 3.5 년입니다. CdTe 모듈은 0.75-2.1 년에 최고 성능을 보였으 나 비정질 실리콘 모듈은 평균 1.8-3.5 년 높은 성능을 나타 냈습니다. 단층 및 다결정의 시스템과 CIS 기반의 식물은 약 1.5-2.7 세입니다. 이 연구의 수명은 결정 실리콘 셀을 기준으로 한 모듈의 경우 30 년, 박막 모듈의 경우 20-25 년으로 가정되었으며 인버터의 수명은 15 년으로 가정했습니다. 2020 년까지 남유럽 결정 실리콘 공장에서 0.5 년 이하의 에너지 회수 기간을 달성 할 수있는 것으로 간주됩니다.

독일에서 사용될 때 광전지 시스템을 생산하는 데 필요한 에너지는 약 2 년 내에 태양 전지에서 회수됩니다. 전형적인 독일 조사 조건 하에서 수확량은 적어도 10이며, 더 개선 될 가능성이 있습니다. 수명은 20 ~ 30 년으로 추산됩니다. 제조업체 측에서는 일반적으로 모듈에 25 년간 성능 보증이 제공됩니다. 태양 전지의 에너지 집약적 인 부분은 4-5 회 재사용 할 수 있습니다.

토지 소비
PV 시스템은 현존하는 지붕과 교통 지역에 주로 건설되며 추가적인 공간 요구 사항을 초래하지 않습니다. 태양열 공원 형태의 옥외 설비는 다른 한편으로는 추가 공간을 필요로하며, 이미 미리 오염 된 지역 등이 있습니다. (군사, 경제, 교통 또는 주거용) 변환 지역, 고속도로 및 철도 (110m 스트립) 지역, 상업 지역 또는 산업 지역 또는 봉인 된 지역 (예전의 매립지, 주차장 등)으로 지정된 지역 .)가 사용됩니다. 현재 독일에서 지원되지 않는 농경지에 태양 광 발전 시스템을 건립하면 사용 경쟁이 발생할 수 있습니다. 그러나 태양 공원은 같은 지역의 바이오 에너지 발전에 비해 훨씬 높은 에너지 생산량을 가지고 있다는 점을 고려해야합니다. 태양 공원은 에너지 작물과 같이 단위 면적 당 약 25 ~ 65 배의 전기를 공급합니다.

PV 모듈 재활용
지금까지 유럽의 결정질 광전지 모듈을위한 유일한 재활용 플랜트 (특수 파일럿 플랜트)는 작센주의 프라이 베르크 (Freiberg)에 있습니다. SolarWorld의 자회사 인 Sunicon GmbH (이전의 Solar Material)는 2008 년 평균 75 %의 모듈 재활용률을 달성했습니다. 연간 1200 톤. 2008 년 EU의 PV 모듈 낭비 량은 연간 3,500 톤입니다. 광범위한 자동화로 인해 용량이 약. 연간 20,000 톤이 계획됩니다.

재활용을위한 자발적이고 EU 차원의 전국적 시스템을 구축하기 위해 태양 광 산업은 2007 년에 PV PV라는 공동의 구상을 창안했습니다. 2012 년 1 월 24 일 이후 전반적인 불만족스러운 개발에 대한 반응으로 태양 전지 모듈은 전자 폐기물 지침에 대한 개정 대상이되었습니다. PV 산업의 경우, 개정안은 판매 된 태양 광 모듈의 85 %가 수집되어야하고 80 %가 재활용되어야한다고 규정하고 있습니다. 2014 년까지 모든 EU-27 회원국은이 규정을 국내법으로 변경해야합니다. 그 목적은 생산자가 재활용을위한 구조물을 제공 할 책임이 있도록하는 것입니다. 모듈을 다른 전기 제품과 분리하는 것이 좋습니다. 기존의 수거 및 재활용 구조도 확장 될 것입니다.