옥상 태양 광 발전소 또는 옥상 PV 시스템은 주거용 또는 상업용 건물 또는 구조물의 옥상에 전기를 생성하는 태양 전지판이 장착 된 광전지 시스템입니다. 이러한 시스템의 다양한 구성 요소에는 태양 광 모듈, 마운팅 시스템, 케이블, 태양 광 인버터 및 기타 전기 부속품이 포함됩니다.
옥상에 설치된 시스템은 용량이 메가 와트 범위 인 지상 장착 태양 광 발전소에 비해 작습니다. 주거용 건물의 옥상 PV 시스템은 일반적으로 약 5 ~ 20 킬로와트 (kW)의 용량을 제공하는 반면, 상업용 건물에 설치된 태양 광 시스템은 종종 100 킬로와트 이상에 이릅니다.
설치
도시 환경은 많은 양의 빈 옥상 공간을 제공하며 본질적으로 잠재적 인 토지 이용 및 환경 문제를 피할 수 있습니다. 옥상의 일사량 예측은 다각적 인 과정입니다. 옥상의 일사 값은 다음과 같은 영향을받습니다.
시간
위도
기상 조건
지붕 사면
지붕면
인접한 건물 및 식물에서 음영 처리
Lidar 및 orthophotos의 사용을 포함하여 잠재적 태양 PV 지붕 시스템을 계산하는 다양한 방법이 있습니다. 정교한 모델은 지자체 수준의 PV 배치를 위해 넓은 영역에서 음영 손실을 결정할 수도 있습니다.
병입 식 관세 메커니즘
그리드에 연결된 옥상 태양 광 발전소에서, 생성 된 전기는 때로는 그리드의 다른 곳에서 사용하기 위해 서비스 전기 유틸리티에 판매 될 수 있습니다. 이 배열은 설치 프로그램의 투자에 대한 투자 비용을 제공합니다. 전 세계의 많은 소비자가 수익 창출로 인해이 메커니즘으로 전환하고 있습니다. 공공 유틸리티위원회는 대개 유틸리티가이 전기에 대해 지불하는 요금을 설정합니다. 이는 소매 요금 또는 더 낮은 도매 가격 일 수있어 태양열 회수 및 설치 수요에 큰 영향을 미칩니다.
일반적으로 알려져있는 FIT는 전세계 태양 광 산업의 확장을 이끌었습니다. 이러한 형태의 보조금을 통해 수천 개의 일자리가 창출되었습니다. 그러나 FIT가 제거되면 버블 효과가 발생할 수 있습니다. 또한 지역화 된 생산 및 임베디드 세대를위한 능력을 향상시켜 전력선을 통한 전송 손실을 줄였습니다.
하이브리드 시스템
옥상 태양 광 발전소 (그리드 또는 오프 그리드)는 디젤 발전기, 풍력 터빈, 배터리 등과 같은 다른 전력 구성 요소와 함께 사용될 수 있습니다. 이러한 태양 광 하이브리드 전력 시스템은 지속적인 전력 원을 제공 할 수 있습니다.
장점
설치자는 공공 전력망에 태양열 전기를 공급할 권리가 있으며 따라서 현재 전기 요금의 추가 비용을 보전하기 위해 태양 전기의 이점을 반영하여 생성 된 kWh 당 합리적인 프리미엄 요금을받습니다.
단점
태양 광 발전소에서 10 %의 공헌을 포함하는 전력 시스템은 DC / AC 회로의 동기기를 사용하여 문제가되는 기존 시스템 (전문 용어)보다 2.5 %의 부하 주파수 제어 (LFC) 용량을 필요로합니다 PV 시스템의 1996 년 PV 발전의 손익분기 비용은 기여 수준이 10 % 미만인 경우 상대적으로 높았다. PV 발전의 비율이 높을수록 손익분기 점은 더 낮지 만 경제 및 LFC 고려 사항은 전체 전력 시스템에 대한 PV 기여에 대해 약 10 %의 상한선을 부과합니다.
기술적 과제
다량의 옥상 PV 시스템을 전력 계통에 통합하는 데는 기술적 인 어려움이 있습니다. 예 :
역전 류
전력망은 배전 수준에서 양방향 전력 흐름을 위해 설계되지 않았습니다. 분배 피더는 대개 대규모 중앙 집중식 발전기에서 분배 피더 끝에있는 고객 부하로 장거리로 전송되는 편 방향 전원 흐름을위한 방사형 시스템으로 설계됩니다. 현재 옥상에 현지화되고 분산 된 태양 광 발전을 통해 역류로 인해 전력이 변전소 및 변압기로 흐르게되어 심각한 문제가 발생합니다. 이는 보호 조정 및 전압 조정기에 악영향을 미친다.
램프 속도
간헐적 인 구름으로 인한 PV 시스템의 발전의 급격한 변동은 분배 피더에서 바람직하지 않은 수준의 전압 가변성을 초래합니다. 옥상 PV의 침투력이 높을 때,이 전압 변동성은 부하 및 발전의 과도적인 불균형으로 인해 계통의 안정성을 감소시키고 전원 제어에 의해 대응되지 않으면 전압 및 주파수가 설정된 제한을 초과하게 만듭니다. 즉, 중앙 집중식 발전기는 PV 시스템의 변동성에 맞게 충분히 빠르게 상승 할 수 없으므로 근처 시스템에서 주파수 불일치가 발생합니다. 이것은 정전으로 이어질 수 있습니다. 이것은 간단한 로컬 화 된 옥상 PV 시스템이 얼마나 큰 전력망에 영향을 줄 수 있는지에 대한 예입니다. 이 문제는 넓은 지역에 태양 전지 패널을 배치하고 저장 장치를 추가함으로써 부분적으로 완화되었습니다.
비용
주거 태양 광 시스템 가격 (2013 년)
| 국가 | 비용 ($ / W) |
|---|---|
| 호주 | 1.8 |
| 중국 | 1.5 |
| 프랑스 | 4.1 |
| 독일 | 2.4 |
| 이탈리아 | 2.8 |
| 일본 | 4.2 |
| 영국 | 2.8 |
| 미국 | 4.9 |
| 2013 년 주거용 태양 광 시스템 용 | |
상업용 태양 광 시스템 가격 (2013 년)
| 국가 | 비용 ($ / W) |
|---|---|
| 호주 | 1.7 |
| 중국 | 1.4 |
| 프랑스 | 2.7 |
| 독일 | 1.8 |
| 이탈리아 | 1.9 |
| 일본 | 3.6 |
| 영국 | 2.4 |
| 미국 | 4.5 |
| 2013 년 상용 PV 시스템 | |
2000 년대 중반, 태양 광 회사는리스 및 전력 구매 계약과 같은 고객을 위해 다양한 자금 조달 계획을 사용했습니다. 고객은 수년간 태양 광 패널에 대해 비용을 지불하고 순 미터링 프로그램의 크레딧으로 지불하는 데 도움을받을 수 있습니다. 2017 년 5 월 현재 옥상 태양 광 시스템의 설치 비용은 평균 2 만 달러입니다. 과거에는 더 비쌌습니다.
Utility Dive는 “대부분의 사람들에게 다른 법안과 우선 순위에 더하여 태양계를 추가하는 것은 사치”며 “미국 인구의 부유 한 부분을 둘러싸고있는 옥상 태양 광 기업”이라고 썼다.
태양 전지판을 사용하는 대부분의 가구는 “상위 중산층”입니다. 태양 고객을위한 평균 가구 봉급은 약 10 만 달러입니다.
그러나 “저소득층의 놀라운 금액”고객이 소득 및 태양계 구매에 관한 연구에 나타났습니다. 연구 결과에 따르면 GTM 연구진은 4 개 태양 광 시장에 저소득층에 100,000 개 이상의 시설이 설치되어 있다고 추정했다.
미국 태양열 인센티브를 분석 한 CEA (Consumer Energy Alliance)에서 2018 년 6 월에 발표 한 보고서에 따르면 연방, 주 및 지방 인센티브와 PV 시스템 설치 비용의 감소로 인해 옥상 태양열의 사용량이 증가했습니다 전국에 걸쳐. Daily Energy Insider에 따르면 “2016 년 주거용 태양 광 발전 용량은 전년 대비 20 % 증가했으며 주거용 태양 광 설치 비용의 평균 설치 비용은 1 분기에 21 % 하락한 2.84 달러였습니다. 2017 년 대 2015 년 1 분기. ” 사실 옥상 태양 광 발전 시스템을 설치하기위한 총 정부 인센티브는 실제로 그렇게하는 비용을 초과했다.
미래 전망
인도 정부의 Jawaharlal Nehru National Solar Mission은 2022 년까지 최대 100 기가 와트의 결합 용량을 갖춘 옥상 광전지 시스템을 포함하여 전력망에 연결된 태양 광 태양 광 시스템을 설치할 계획입니다.