아래 글은 일반인이 이것저것 찾아 알아가며 적어간 것입니다. 전문가의 글이 아니므로 틀린 곳이 많습니다, 읽을 때 주의해주세요. 그리고 연작입니다. 편집하며 갱신하면서 글 순서가 조금 바뀌었을 수 있습니다.
측정장치
사용한 전력측정기는 다원디엔에스 B310 W2인데, 이 기계는 원래 태양광발전 측정은 하지 못하니 이 용도로 구입하진 말기를 바란다. 전압과 전류는 그런 대로 표시하고 데이터 전송도 하지만 전력과 전력량과 역률표시는 0이다. 이것말고 더 저렴하고 단순한 측정기들이 발전량측정이 되는 것 같다. (인터넷에 검색되는 모 회사에서 태양광발전패널 설치 관련글에는 서준전기의 저렴한 측정기 사진이 있고, 다른 사용기에는 국내에 팔리는 저렴한 중국산 모델이 보였다), 그 부분은 각자 확인하기 바란다. 어쨌든 B310은 전류와 전압은 나오니, 구분구적법을 썼다 치면 간단히 VA계산(하룻동안 발전량 대중)은 될 것인데, 누적 발전량은 그거 측정되는 전력측정기가 훨씬 편하다(애초에 이 기계는 컴퓨터가 내내 옆에서 전송받아야 한다. 시계열데이터를 기계가 저장하지 않는다). 그것도 그렇지만 이 측정기를 써서 정말 재미있는 것은 일중 전류 그래프, 곧 발전량 변화 그래프에 있다. (그렇긴 한데 프로그램에 버그가 있다. 이 측정기와 프로그램은 완성도가 높은 상품이 아니다. 완성도가 높았다면 더 비싸게 팔더라도 팔렸을 것을, 아쉬운 면이 보인다. 모든 기능을 다 쓰자면 적어도 취미가 정도의 열의는 필요하다. 컴맹 사장님 사모님은 좀 힘들 듯)
발전시간
4월 하순~5월초 기준의 어느 맑은 날.한국천문연구원 일출일몰시각을 보면,
5시반 정도에 해가 떠서 7시 정도에 진다고 한다. 실제로 발전은 일출-일몰시간에서 약간 늦고 빠르다. 그리고 입지조건 영향을 받는다. 건물이나 산이 가려 아침해가 늦게 비춘다면 발전은 늦게 시작한다. 마찬가지로 저녁해가 일찍 가린다면 일찍 끝난다.
이 건물 주변의 지형때문에 아침 햇볕은 조금 가려 손해보고, 건물 방향이 상식선에서 남향이지만 네이버 맵을 보면 발전패널이 정남향에서 약간 동쪽을 보기 때문에, 피크 발전시간대는 해가 정남에 오는 12시 반보다 조금 빠르다. 건물 방향때문인 지 오후는 강하진 않다. 대신 장애물이 없어서인지 그럭 저럭 시간은 채운다.
발전량
이 발전기는 300와트짜리. 역률 99% 인버터 변환효율 95%라면 단순계산으로 전압 214V면 1.33A정도가 전류 최고값이 되나? 실제로 이 건물에서 이 미니태양광발전기는 이 시기 전류 피크값이 0.83 A 정도로 측정되었다. 대충 214 V x 0.83 A = 177.6 VA 언저리가 최고 출력이다. 이 패널 스펙상 최고출력은 300와트지만. 6월 하지 출력이 궁금해졌다.출력(전류) 그래프를 보면, 부드럽게 올라갔다 내려가지는 않는다. 물론 전체로 보면 그렇지만, 각 데이터 자체는 조금 다르다. 그리고, 종종 꽤 긴 시간동안 쑥 들어갔다 올라오는 부분이 있는데, 구름이 해를 가릴 때인가? 잘 모르겠다.
여러 번 해보면 재면서 실수한 것도 알게 될 테고, 특성도 알게 되겠지.
이 미니태양광 발전기의 설비용량은 300W,
인버터 변환 등 전력생산과정을 감안한 실제 출력을 94%라고 가정하면 실출력은 282W.
이 미니태양광 발전기가
(이론) 가동률 100%라면 1년(365일)간 282 W x 365 day x 24 h/day = 2470 kWh.
(화력) 가동률 80%라면 1년에 1976 kWh.
(서울시 기준 하루 3.2시간) 가동률 13.3.. %라면 1년에 329 kWh. 1일 평균 0.9 kWh.
이 그래프에서 하루 생산량 그래프는 대충 이렇다.
세로축이 A다. 즉, 피크에서 0.83 정도. 아까 말한 214V x 0.83A = 177.6 VA 가 이거다.
이 그래프와 X축 사이를 칠하면 그것이 이날의 발전량이 되는 것이다.
* VA와 W표시 관계는, 나중에 다시 측정하며 인버터 패널에 표시되는 W와 측정기가 표시하는 VA를 비교해 확인할 것.
그리고, 어두워 발전하지 않을 때는 발전기가 전기를 먹는 것 같다. 0.057A 정도를 소비한다고 나오는데(212V x 0.057A = 12 VA. 12시간이라면 144 VA? 계산이 그렇지 실제 측정값 누적된 걸 보면 극히 미미한 것 같아서 무시해도 될 것 같다) 이 부분은 잘 모르겠다. 원래 발전량측정용이 아닌 데다 생활용품으로 나온 것들은 미소전류에선 오차가 커서 이 측정기가 맞는 지도 좀 더 확인해야 할 일이다.
발전출력 그래프가 이런 식이기 때문에, 계량기를 교체해 남는 전력을 한전에 팔거나 계량기가 반대로 도는 종류는 아닌 보통 가정용 베란다형 미니태양광(벽 콘센트에 플러그를 꽂는 것으로 설치 끝인 방식)은, 거주자에 따라 월간 전기요금 절감액이 월간 발전량에서 기대되는 것보다 조금 적을 수 있다. 피크때는 집에서 쓰고 남은 발전량은 전기요금에 상계되지 않으니까. (예외는 여름 낮 에어컨을 틀 때처럼 거주자가 있을 때)
앞으로 태양전지 발전효율이 더 높아지면 가정용 미니태양광도 500W짜리를 다는 시기가 올 텐데(몇 년 전 이 사업을 시작할 때는 210와트짜리 패널도 있었다는데 지금은 300W짜리를 달고 있다. 올해 서울시와 다른 자치단체 사업에서 시설용량대비 지원금 효과를 가장 많이 보는 용량은 300와트 내외지만, 서울시는 이미 와트당 가장 많은 보조금을 지원하는 단계를 500와트까지 확대했다), 정부와 지자체가 지금처럼 패널만 설치하고 콘센트에 플러그꽂고 끝낼 게 아니라, 전기요금상계되는 계량기로 교체하는 사업도 같이 하는 것이 좋겠다. 이건 한전이 원격검침 등 스마트그리드 사업할 때 계량기를 교체할 텐데 같이 하거나 요구사양에 넣으면 좋지 않을까. 계량기는 한 번 달면 몇 십 년을 사용하니 말이다.
그래도 전기요금 절감 효과는 있고, 정부 지원금을 받았기 때문에 자비부담금 기준으로는 손익분기점이 조금 길어지는 정도고 그 후로는 여전히 이익이지만.
(하지만, 에너지 관점에서는 숫자놀음인 면이 있다)
덧붙인다. 냉장고 월간소비전력은 냉장고에 붙은 딱지보다 실사용전력이 더 많다고 생각하면 된다. 10년 이상 오래된 냉장고라면 더욱.
그리고, 아파트 베란다형 미니태양광이라서 아래층에 그늘지지 않게 하려는 의도인 지는 모르겠지만, 겉으로 보기에 패널 경사각도가 많이 급하다(60도를 훌쩍 넘는 것 같다). 패널 경사가 급하면 겨울에 좋다긴 한데 그래도.. 또 사계절 고정각일 때는 설치 장소의 위도 정도가 좋다는 말도 검색되는데 그럼 거의 주택 처마 정도 경사각으로 설치해야 하겠지만 이건 그렇지 않다. 공동주택 베란다 설치형이라 가지는 이런 불리함도, 좋은 날씨와 기온일 때도 패널 사양을 최대로 활용한 발전출력을 내지 못하는 이유일 것 같다.
‘월 5,350원 절감’ 태양광 미니발전소, 6만6천가구 모집 - 서울시 2018.3
http://mediahub.seoul.go.kr/archives/1146358
이 링크 보도자료 사진에서도 알 수 있듯이, 최적 경사각도같은 건 무시해버리고 아주 건물벽에 붙여 놓거나, 거의 수직에 가깝게 달아놓았는데, 아파트 미니태양광은 건물벽에 붙인 건 잘 없지만 수직에 가까운, 매우 예리한 삼각형을 만들어놓은 게 대다수다. 그만큼 패널 설비용량을 손해보는, 발전효율이 낮은 디자인이다. 하지만 프레임을 다 짜서 만들어 와 달기만 하기 때문에, 안전하게 달려면 수요가에 선택지는 없다.
인버터 표시 화면.
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