현장서 바로 태양광 패널 고장·성능 진단

한국에너지기술硏 태양광연구팀
'이동형 검사·진단 플랫폼' 개발
육안으로만 식별하던 고장·성능
계측 장비 활용해 정확히 밝혀

한국에너지기술연구원 태양광연구팀이 자체 개발한 '태양광발전소 이동형 검사 진단 플랫폼'을 탑재한 차량에서 태양광 모듈에 대한 고장 진단 여부를 테스트하고 있다. 에너지기술연 제공

지난 19일 대전 유성구 한국에너지기술연구원 제로에너지타운 앞. 주차돼 있던 2.5톤 화물탑차의 뒷문이 열리자 넓은 화물칸에 각종 계측 장비들이 빼곡이 자리하고 있었다. 엔지니어들이 족히 가로, 세로 2∼3m 크기에 달하는 태양광 모듈을 마치 제빵 오븐기와 같은 곳에 밀어 넣고, 계측장비를 작동시켰다.

그러자, 계측장비 디스플레이에 곡선 형태의 그래프가 여러 개 표시됐다. 엔지니어들은 측정된 값은 원래 입력된 태양광 모듈 초기값과 비교해 어떤 곳에 위치한 태양광 셀에 문제가 있는지를 파악했다.

정부의 태양광 정책 지원과 제품가격 하락 등의 영향으로 보급량이 꾸준히 늘면서 소규모부터 대규모 태양광발전소가 확대되고 있다. 하지만, 태양광 모듈 자체 불량이나 열화 현상에 의한 고장, 오염물질 축적 등으로 인한 발전 저하 현상을 육안 판독에 의존하고 있어 제대로 된 진단이 어려웠다.

이러한 가운데 한국에너지기술연구원은 태양광발전소 현장에서 태양광 모듈의 고장검출이나 시스템 성능을 정량적으로 진단할 수 있는 '이동형 검사·진단 플랫폼'을 개발, 산업체에 본격 보급하고 있어 주목받고 있다.

태양광 발전 설비는 설치 용량에 따라 작게는 수십 개부터 많게는 수만 개의 태양광 모듈로 구성된다. 특정 제품에 고장이 생겨도 발견하기 어렵고, 기후환경에 따라 발전 성능이 정상적으로 나오는 지 알기도 쉽지 않다.

이 플랫폼을 탑재한 차량 내부에는 태양광 모듈 발전 성능을 측정하기 위한 '솔라 시뮬레이터'를 비롯해 고장 여부를 분석하는 'EL(전계발광) 측정장비', '암전류-전압 장비', 직류 어레이 검사장비 등 8개 계측장비를 갖추고 있다.

특히 연구팀이 자체 개발한 '다채널 어레이 검사장비'는 24개 태양광 어레이(모듈을 18∼20개 가량 직렬로 연결한 것)의 성능 측정과 함께 고장 여부와 성능 저하 등을 높은 정확도로 측정할 수 있다. 관련 기술을 산업체에 이전, 제품으로 출시·보급되고 있다.

아울러 전자파 측정기와 반사 측정기를 탑재해 현장에서 태양광 모듈이 방출하는 전자파와 빛 공해 등도 측정, 민원 분쟁 해결에 활용할 수 있다.

연구팀은 지난 1년 동안 전국 10여 곳이 넘는 태양광발전소에서 성능 검사와 고장 검출을 실시해 장비의 신뢰성 검증을 마쳤다.

강기환 에너지기술연 책임연구원은 "진단 플랫폼은 태양광 발전설비 운영에 있어 다양한 기술적 애로사항을 '원 클릭 솔루션'으로 제공해 설비 보급 확산과 안정적 운영에 기여할 수 있다"며 "앞으로 태양광발전소 운영에 있어 성능 향상과 민원 분쟁 해결에 중요한 역할을 하고, 발전 설비의 기대 수명을 높이는 데 널리 쓰일 것"이라고 말했다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr