위스콘신 전역에 태양광 발전소가 건설되고 있습니다. 집에 어떻게 전력을 공급하나요?

위스콘신 시골 풍경의 변화를 놓치기가 점점 더 어려워지고 있습니다.

끝없는 농작물 바다와 붉은 헛간 사이에는 위스콘신의 수천 가구에 전력을 공급할 에너지를 생산하는 반짝이는 패널이 줄지어 늘어서 있습니다.

위스콘신 최초의 대규모 태양광 시스템이 Manitowoc 카운티에서 가동된 2020년 이후 5개의 대규모 태양광 발전소가 가동되었습니다. 이들이 생산하는 전기는 모두 합쳐 약 130,000가구에 전력을 공급할 수 있습니다. 현재 건설 중인 또 다른 13개가 가동될 예정인 내년 말까지 그 숫자는 3배 이상 늘어날 것입니다.

주 공공서비스위원회(Public Service Commission)가 제안했거나 이미 승인한 태양열 어레이를 포함하여 유틸리티 규모의 태양 에너지는 상대적으로 가까운 미래에 미국 인구조사국이 추정하는 280만 가구 중 거의 1/3에 전력을 공급할 수 있을 것입니다. 위스콘신. 여기에는 주거용 옥상부터 지역 태양광 발전 단지에 이르기까지 소규모 시설의 폭발적인 증가는 포함되지 않습니다.

태양열 발전소가 점점 더 보편화되고 있지만 태양 에너지를 가정용 전기로 변환하는 방법은 이해하기 어려울 수 있습니다. 작동 방식을 단계별로 살펴보겠습니다.

2,700만도에서 타오르는 태양은 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 더운 여름날 피부나 아스팔트 도로에서도 느낄 수 있습니다.

빛으로 도착하는 에너지는 그 자체로는 전하를 갖지 않는 작은 에너지 묶음인 광자로 구성됩니다. 그러나 특정 물질은 빛에 부딪혀 전자를 방출하는 반응을 겪는데, 이를 광전지라고 합니다.

태양광 패널에서 해당 물질은 양극과 음극이 있는 실리콘 기반 웨이퍼의 상호 연결된 배열입니다. 그러면 전자가 흐르게 되어 전류가 생성됩니다.

각 패널에 있는 셀 수는 크기와 양쪽에 셀이 있는지 여부에 따라 달라질 수 있습니다. 양면 또는 양면 패널은 지면에서 반사되는 빛 에너지를 포착할 수 있습니다.

태양광 패널에서 생산되는 전기는 배터리에서 얻는 전기와 동일한 유형의 전기인 직류 전기입니다. 그러나 그것은 우리의 집, 학교, 직장에 힘을 실어주는 것이 아닙니다. 이는 전류가 우리 가정에 전달되는 교류 또는 AC 전력이 되기 전에 여러 가지 변형을 거쳐야 함을 의미합니다.

태양광 패널의 행은 스트링 케이블로 연결됩니다. 이 와이어는 태양광 패널의 행 길이만큼 연결된 후 결합기 상자에 공급되며, 여기에서 전력이 수집되어 다음 단계인 인버터로 전송됩니다.

Alliant Energy의 세대 엔지니어링 관리자인 Steve Greidanus는 트리 비교를 사용합니다. 그는 각 패널이 태양 에너지를 모으는 나뭇잎과 같다고 말했습니다. 끈 케이블은 가지가 나무의 에너지를 수집하는 방식과 유사하게 각 패널에서 생성된 전력을 하나로 묶습니다.

미국 에너지부가 "태양 에너지 시스템에서 가장 중요한 장비 중 하나"라고 부르는 장치인 인버터에 오신 것을 환영합니다.

이곳은 현재 결합된 전기가 우리가 가정에서 사용하는 전기 유형인 교류로 변환되는 곳입니다.

대규모 태양광 발전소에서는 여러 개의 인버터를 사용하여 스트링 케이블에서 전력을 수집하고 이를 저전압 AC 전류로 변환한 다음 지하 케이블을 통해 다음 단계로 전송하여 모든 전력이 결합됩니다.

전력 공급원의 조합은 전력망에 연결되기 전 현장의 마지막 단계인 변전소에서 발생합니다.

또한 인버터에서 흐르는 AC 전력이 변압기에 의해 태양열 발전소를 전력망에 연결하는 인근 송전선의 전력과 일치하도록 더 높은 전압으로 승압되는 곳이기도 합니다.

이는 인버터가 배터리 전력을 전기 계량기를 통과하는 전력과 일치하는 AC 전류로 변환하는 옥상 태양광 어레이에서 발생하는 것과 비교하면 추가 단계입니다.

일부 태양광 프로젝트는 기존 변전소에 연결될 수 있지만 대규모 개발에는 일반적으로 새로운 변전소 건설이 필요하다고 Madison 소재 OneEnergy Renewables의 개발 부사장 Eric Udelhofen이 말했습니다.