[보유장비] SM206-SOLAR

구매한 제품

이 제품은 SM206-SOLAR라는 태양광 일사량계(Solar Power Meter)이며, 태양광 발전소에서 간이 측정용으로 많이 사용하는 실리콘 포토다이오드 방식(Silicon Pyranometer)입니다.

이 제품의 구조

          태양광
      ☀ ☀ ☀ ☀ ☀
             │
             ▼
   ┌──────────────────┐
   │① 광학 필터        │
   │(가시광선 위주 통과)│
   └──────────────────┘
             │
             ▼
   ┌──────────────────┐
   │② 실리콘 포토다이오드│
   │(빛 → 전류 변환)    │
   └──────────────────┘
             │
             ▼
   ┌──────────────────┐
   │③ 증폭회로         │
   │(μA → mV)         │
   └──────────────────┘
             │
             ▼
   ┌──────────────────┐
   │④ A/D 변환         │
   └──────────────────┘
             │
             ▼
   LCD 표시
      W/m²

 

내부에는 무엇이 들어 있을까?

이 제품을 분해하면 대략 아래와 같은 구조입니다.

 ┌───────────────────┐
 │ 검은색 수광창      │
 ├───────────────────┤
 │ 광학필터           │
 ├───────────────────┤
 │ Silicon Photodiode│
 ├───────────────────┤
 │ OP Amp            │
 ├───────────────────┤
 │ MCU               │
 ├───────────────────┤
 │ LCD Driver        │
 ├───────────────────┤
 │ 9V Battery        │
 └───────────────────┘

 

생각보다 매우 단순합니다.

동작원리

① 태양광이 들어온다.

태양

↓↓↓↓↓↓↓↓

 

② 광학필터

센서가 민감한 파장만 통과시킵니다.

보통 400~1100nm 부근입니다.

이 범위는 실리콘 태양전지와 거의 같습니다.

③ 포토다이오드

빛이 들어오면

빛

↓

전자 발생

↓

전류 발생

 

이 전류는 매우 작습니다.

예를 들면

1000W/m²

↓

약 수십 μA

 

정도입니다.

④ 증폭

센서 전류는 너무 작으므로 OP-Amp가 증폭합니다.

15μA

↓

2V

 

⑤ A/D 변환

MCU가 전압을 읽어 보정식을 적용합니다.

예를 들어

2.13V

↓

986W/m²

 

로 계산합니다.

---

왜 W/m²가 표시될까?

실제로는 센서는 W/m²를 측정하는 것이 아닙니다. 측정하는 것은 전류 입니다.

빛

↓

전류

↓

전압

↓

CPU 계산

↓

W/m² 표시

 

즉 W/m²는 계산값입니다.

왜 태양광 패널과 비슷한 값을 측정할까?

실리콘 센서는 태양광 패널도 실리콘이기 때문입니다.

태양전지

↓

Silicon

↓

빛에 반응

 

SM206

↓

Silicon

↓

빛에 반응

 

그래서 태양전지와 응답특성이 비슷합니다.

정확도는?

이 제품은 보통 ±10% 정도의 정확도를 가집니다.

고급 Pyranometer는 ±2% 이하입니다. 따라서 발전소 성능을 간단히 확인하기에는 충분하지만 공식 성능시험이나 PR(Performance Ratio) 계산용으로는 한계가 있습니다.

전기안전관리자가 활용하는 방법

이 제품은 다음과 같은 점검에 매우 유용합니다.

• 발전량 저하 원인 분석: 일사량은 충분한데 출력이 낮으면 스트링, 퓨즈, 모듈 오염, 인버터 이상 등을 의심할 수 있습니다.
• 모듈 청소 전·후 비교: 같은 시간대에 일사량은 거의 동일한데 출력이 증가하면 청소 효과를 확인할 수 있습니다.
• 구름 영향 판단: 출력이 떨어졌을 때 일사량도 함께 감소했다면 자연스러운 현상인지 판단할 수 있습니다.
• 여러 발전소 비교: 같은 지역에서 일사량 대비 출력을 비교하여 이상 여부를 파악할 수 있습니다.

이 제품을 사용할 때의 주의사항

가장 중요한 점은 센서를 모듈과 같은 경사각과 같은 방향으로 측정하는 것입니다. 손으로 들고 측정하면 각도 오차 때문에 측정값이 수십 W/m² 이상 달라질 수 있습니다.

또한 다음 사항을 지키면 측정 신뢰도가 높아집니다.

• 센서 수광창은 항상 깨끗하게 유지합니다.
• 측정 시 몸이나 주변 구조물의 그림자가 센서에 생기지 않도록 합니다.
• 같은 장소에서는 항상 동일한 방향과 각도로 측정합니다.
• 맑은 날 정오 무렵에는 일반적으로 900~1,050 W/m² 정도가 측정되며, 800 W/m² 이상이면 태양광 발전량을 평가하기에 충분한 조건으로 볼 수 있습니다.

이 모델(SM206-SOLAR)은 가격 대비 성능이 괜찮은 편이라, 전기안전관리자가 현장에서 인버터 출력과 비교하여 이상 여부를 판단하는 용도로는 충분히 활용할 수 있는 장비입니다.