13년 1회차

이 회로의 역률은 약 $62.3\%$이다.

유도리액턴스는 $X_L = 2\pi f L = 2\pi \times 50 \times 0.2 \approx 62.8\ \Omega$이다.

임피던스는 $Z=\sqrt{R^2+X_L^2}=\sqrt{50^2+62.8^2}\approx 80.3\ \Omega$이므로, 역률은 $\cos\theta=\dfrac{R}{Z}=\dfrac{50}{80.3}\approx 0.623$이 되어 약 62.3%로 계산된다.

인버터의 변환효율은 입력 대비 출력의 비율로 계산하며, $\dfrac{100}{125}\times100=80\%$가 된다.

즉 태양전지에서 생산된 125W 가운데 100W만 교류로 변환되어 출력되었으므로, 손실분을 제외한 나머지가 변환효율로 계산된 것이다.

GaAs(갈륨비소)는 직접천이형 반도체로 빛의 흡수계수가 매우 커서, 표면 부근의 얇은 층에서 대부분의 빛이 흡수되고 후면에서의 재결합이 거의 발생하지 않는다는 특징을 갖는다.

• 모든 파장 영역에서 흡수율이 떨어진다는 설명은 흡수계수가 큰 GaAs의 특성과 정반대이다.
• 접합 영역에서의 재결합 특성을 내세운 설명이나, 내부에서의 재결합이 더 많다는 설명도 표면 부근 흡수라는 GaAs의 실제 거동과 맞지 않는다.

트랜스리스(변압기 없는) 방식 인버터는 절연변압기가 없어 계통과 직접 연결되므로, 출력측의 전압과 결선방식이 연계할 계통과 정확히 일치하는지를 특히 주의해서 선정해야 한다.

절연변압기가 없으면 전압 변환이나 절연 분리를 인버터가 대신하지 못하므로, 결선방식(단상·3상 등)이나 전압 레벨의 부정합이 곧바로 계통연계 문제로 이어질 수 있기 때문이다.

태양전지 모듈의 전기적 출력 특성은 전압-전류(I-V) 특성곡선으로 나타낸다.

이 곡선을 통해 개방전압, 단락전류, 최대출력점 등 모듈의 주요 성능지표를 확인할 수 있다.

계통측 정전 시 태양광 인버터가 계통측으로 전력을 계속 공급하는 것을 막는 기능은 단독운전 방지기능이다.

이는 정전 복구 작업자의 감전 등 안전사고를 예방하기 위한 필수 보호기능으로, 자동운전 정지기능이나 최대전력 추종제어기능과는 목적이 다르다.

뇌서지 대책으로 교류전원측에 내뢰 트랜스를 설치하는 것은 적절하지만, 직류전원측에 내뢰 트랜스를 설치하는 방식은 일반적인 뇌서지 보호대책으로 적합하지 않다.

직류측 서지 보호는 주로 피뢰소자(SPD)를 어레이 주회로와 접속함에 분산 설치하는 방식으로 이루어지며, 내뢰 트랜스는 교류 계통 인입측에 적용하는 대책이기 때문이다.

태양의 고도각이 $30^\circ$일 때 대기질량정수는 $AM=\dfrac{1}{\sin(\text{고도각})}=\dfrac{1}{\sin30^\circ}=\dfrac{1}{0.5}=2$가 된다.

고도각이 낮을수록 태양광이 대기를 통과하는 거리가 길어져 AM 값이 커진다.

슈퍼 스트레이트형 태양전지 모듈에서 셀 사이의 내부연결은 절연전선이 아니라 얇은 금속 리본(인터커넥터)으로 접속하므로, 절연전선을 사용한다는 설명은 옳지 않다.

• 충진재로 봉한 셀을 프론트 커버와 백커버 사이에 끼운 구조라는 설명은 실제 모듈 구성과 일치한다.
• 고투과율 백판 열처리(강화) 유리 프론트 커버와 알루마이트 처리 알루미늄 프레임에 관한 설명도 실제 모듈 구조와 부합한다.

단독운전 방지기능 중 전압위상 도약 검출 방식은 수동적(패시브) 검출방식에 해당하며, 능동적 검출방식으로는 분류되지 않는다.

• 주파수 시프트 방식은 인버터가 능동적으로 주파수를 미세하게 변화시켜 검출하는 능동적 방식이다.
• 부하 변동 방식과 무효전력 변동 방식도 인버터 출력을 의도적으로 변동시켜 검출하는 능동적 방식이다.

그림의 축전지는 12 V·200 Ah 축전지 4개를 직렬로 묶은 스트링 3조를 A-B 단자에 병렬 접속한 구성이므로, 단자 전압은 DC 48 V, 축전지 용량은 600 Ah가 된다.

직렬은 전압이 더해지고 용량은 그대로이므로 한 스트링의 전압은 $12 \times 4 = 48\,\mathrm{V}$, 용량은 200 Ah이다.

병렬은 전압이 그대로이고 용량이 더해지므로 세 스트링을 병렬로 하면 전압은 48 V로 유지되고 용량은 $200 \times 3 = 600\,\mathrm{Ah}$가 된다.

전압을 12 V로 본 답은 직렬 4개를 반영하지 않은 것이고, 용량을 200 Ah로 본 답은 병렬 3조를 반영하지 않은 것이다.

다른 태양전지 회로나 축전지에서 전류가 역으로 흘러 들어오는 것을 막기 위해 설치하는 소자는 역류 방지 다이오드이다.

이는 그늘로 출력이 낮아진 셀을 우회시키는 바이패스 다이오드와는 설치 목적과 위치가 다르며, ZNR·SPD는 서지 보호용 소자로 목적이 다르다.

태양광발전시스템 전체 성능은 인버터의 변환효율과 추적효율(MPPT 추종효율)을 함께 고려해야 정확히 평가할 수 있다.

변환효율만 또는 추적효율만으로는 실제 발전량에 영향을 미치는 손실 요소를 모두 반영하지 못하기 때문이다.

모듈 일부에 그림자가 생겼을 때 출력 감소를 최소화하기 위해 설치하는 것은 바이패스 다이오드이다.

그늘진 셀을 우회하는 전류 경로를 만들어 핫스팟 발생과 전체 스트링 출력 저하를 줄여준다.

이 전지의 기전력은 $80\ \mathrm{V}$이다.

외부저항 $5\Omega$에서 전류 $8A$, 외부저항 $15\Omega$에서 전류 $4A$가 흐르므로 $E=I(R+r)$ 식을 세우면 $8(5+r)=4(15+r)$이 성립한다.

이를 풀면 내부저항 $r=5\ \Omega$이 되고, 기전력은 $E=8\times(5+5)=80\ \mathrm{V}$로 계산된다.

최대 전력점(MPP)을 얼마나 정확히 찾아 그 점에서 운전하는지를 나타내는 지표는 추적 효율이다. MPPT 제어의 성능을 평가하는 값으로, 실제 어레이에서 뽑아낸 전력을 그 순간 가능한 최대 전력으로 나눈 비율이다.

인버터의 종합적인 성능은 추적 효율과 변환 효율의 곱으로 표현되며, 앞쪽은 직류 측에서 최대 전력을 얼마나 잘 끌어내는가, 뒤쪽은 그 직류를 교류로 얼마나 손실 없이 바꾸는가를 뜻한다.

• 변환 효율: 인버터 입력 직류전력에 대한 출력 교류전력의 비로, MPP를 찾는 능력과는 무관하다.
• 유로 효율: 여러 부하율 구간의 효율에 유럽 기준 가중치를 부여해 평균한 값으로, 실사용 조건의 종합 효율 지표다.
• 정격 효율: 정격 출력 조건 한 점에서 측정한 효율이므로 탐색 성능을 나타내지 않는다.

표준상태(25 ℃) 최대출력을 구한 뒤 25 ℃ 초과분만큼 온도계수로 감소시키면 약 266 W가 된다.

먼저 표준상태 출력은 최대출력점 전압과 전류의 곱이다.
$P_{\max}=V_{mpp}\times I_{mpp}=36.40\times 8.11=295.2\,\mathrm{W}$

표면온도가 50 ℃이므로 기준온도보다 $50-25=25\,^\circ\mathrm{C}$ 높고, 온도계수 $-0.4\,\%/^\circ\mathrm{C}$를 적용하면 출력은 10 % 감소한다.
$P=295.2\times\{1+(-0.004)\times 25\}=295.2\times 0.9=265.7\,\mathrm{W}$

약 295 W는 온도 보정을 하지 않은 표준상태 출력 그 자체이고, 280 W와 345 W는 위 두 단계(최대출력점 곱셈 → 25 ℃ 초과분에 대한 10 % 감소)를 그대로 밟으면 나오지 않는 값이므로 조건에 맞지 않는다.

섬, 낙도와 같이 상용 전력계통이 닿지 않는 지역에 주로 사용하는 태양광발전시스템 방식은 독립형이다.

계통연계형과 달리 축전지 등을 이용해 자체적으로 전력을 저장·공급하는 구조이기 때문이다. 추적식·고정식은 어레이 지지방식에 따른 구분이어서 분류 기준 자체가 다르다.

태양전지의 직류 출력을 상용주파수 교류로 변환한 뒤 상용주파 변압기를 통해 절연하는 방식을 상용주파 변압기 절연방식이라 한다.

• 트랜스리스 방식은 변압기 자체가 없는 방식이다.
• 고주파 변압기 절연방식은 고주파 변압기를 사용해 소형·경량화한 방식으로 절연에 쓰이는 주파수 대역이 다르다.

태양광발전시스템은 구름이 끼거나 비가 오는 날에도 산란광에 의한 일사가 있는 한 발전이 가능하므로, 발전이 불가능하다는 설명은 옳지 않다.

다만 기상 조건에 따라 발전량이 크게 좌우되는 것은 사실이며, 빛을 전기로 직접 변환하는 분산형 시스템이라는 점은 태양광발전의 일반적 특징이다.

태양광발전시스템은 전력계통 유무 및 타 에너지원과의 결합 여부에 따라 독립형, 계통연계형, 하이브리드형으로 구분되며, 열병합은 태양광발전시스템의 분류에 해당하지 않는다.

열병합은 열과 전기를 동시에 생산하는 별개의 발전 방식이다.

이 조건에서 앞면 어레이의 그림자 길이는 $1.5\ \mathrm{m}$이다.

그림자 길이는 어레이 높이를 태양입사각(고도각)의 탄젠트값으로 나누어 구하며, $L=\dfrac{h}{\tan\theta}=\dfrac{1.5}{\tan45^\circ}=\dfrac{1.5}{1}=1.5\ \mathrm{m}$로 계산된다.

입사각이 $45^\circ$인 경우 탄젠트값이 1이 되어 그림자 길이가 어레이 높이와 같아지는 경우에 해당한다.

동지 정오의 태양 남중고도를 기준으로 그림자가 뒤 어레이에 닿지 않도록 계산하면 최소 이격거리는 약 5 m가 된다.

먼저 동지 남중고도를 구한다.
$\alpha = 90^\circ - \text{위도} - 23.5^\circ = 90^\circ - 35.5^\circ - 23.5^\circ = 31^\circ$

이격거리는 어레이의 수평 투영 길이와 어레이 높이가 만드는 그림자 길이의 합이다.
$d = L\left(\cos\theta + \dfrac{\sin\theta}{\tan\alpha}\right) = 3\left(\cos 30^\circ + \dfrac{\sin 30^\circ}{\tan 31^\circ}\right)$
$d = 3\,(0.866 + 0.832) = 3 \times 1.698 = 5.09\,\mathrm{m}$

약 3 m는 어레이 길이나 수평 투영분($L\cos\theta = 2.6\,\mathrm{m}$)만 보고 그림자분을 빠뜨린 값이고, 4 m와 6 m는 남중고도를 동지(31°)가 아닌 다른 값으로 잡았을 때 나오는 값이어서 위 조건과 맞지 않는다.

발전설비 용량이 3000kW 미만인 태양광발전 사업허가 신청 시에는 전력계통의 조류 계산서는 제출서류에 포함되지 않는다.

조류계산서는 계통에 미치는 영향이 상대적으로 큰 대용량 설비에 요구되는 서류이며, 사업계획서·송전관계 일람도 및 발전원가 명세서·기술인력 확보계획서 등은 소규모 설비에서도 공통으로 요구되는 서류이다.

태양광발전시스템에서 계통으로 유입되는 고조파전류는 종합 $5\%$를 초과해서는 안 된다.

이는 계통연계 시 전력품질을 확보하기 위한 기준으로, 인버터 출력파형이 이 기준을 초과하면 계통에 악영향을 줄 수 있어 규정으로 제한된다.

태양전지 어레이의 이격거리 산출에는 구조물 형상, 어레이의 남북방향 길이, 설치 위치의 위도 등이 설계요소로 반영된다.

반면 부재의 강도나 판 두께는 구조물 자체의 강도·안전성을 검토하는 구조설계 요소로, 그림자에 의한 이격거리 산출과는 직접적인 관련이 없다.

변환효율은 어레이가 받은 태양에너지 대비 내놓은 전력의 비이므로 $\eta = \dfrac{P_{AS}}{G_S \times A}\times 100\,(\%)$ 가 옳다.

분모의 $G_S \times A$는 경사면 일사량(kW/m²)에 어레이 면적(m²)을 곱한 값이므로 어레이 수광면에 입사하는 전력(kW)이 되고, 분자의 $P_{AS}$는 어레이 출력전력(kW)이라 단위가 서로 약분되어 무차원의 백분율이 나온다.

• 일사량을 분자에, 출력을 분모에 둔 형태: 비가 뒤집혀 효율이 아니라 그 역수가 되며 값이 100 %를 크게 넘는다.
• 수평면 일사량 $G_H$를 분모에 쓴 형태: 경사 설치된 어레이가 실제로 받는 것은 경사면 일사량이므로 기준면이 맞지 않는다.
• 면적 A를 출력 쪽(분자)에 곱한 형태: 면적은 입사에너지를 만드는 인자이므로 분모의 일사량과 함께 있어야 한다.

태양광발전 통합 모니터링 시스템은 전력변환장치 감시제어 장치(AIS), 태양광모듈 계측 메인장치(SCS), 자동기상 관측 장치(AWS) 등으로 구성된다.

제시된 항목 중 자동고장전류 계산장치(ACS)는 통합 모니터링 시스템의 구성요소로 규정되어 있지 않다.

교류출력전류 변형률(왜율) 시험은 계통에 연결되는 인버터의 출력 파형 품질을 확인하기 위한 항목으로, 독립형 태양광 인버터의 시험항목에는 해당하지 않는다.

독립형 인버터는 계통과 접속하지 않으므로 계통 전력품질을 다루는 항목 대신 다음과 같은 시험이 요구된다.

• 효율시험 — 입력 대비 출력의 변환 성능을 확인한다.
• 출력측 단락시험 — 출력 단락 시 보호동작의 건전성을 확인한다.
• 절연저항 시험 — 충전부와 외함 사이의 절연 성능을 확인한다.

태양광발전시스템의 계통연계 보호계전기로는 일반적으로 과전압 계전기(OVR), 부족전압 계전기(UVR), 부족주파수 계전기(UFR), 과주파수 계전기(OFR)가 기본으로 사용된다.

역전력 계전기(RPR)는 역송전을 허용하지 않는 자가용 설비 등에서 계통으로의 역조류를 차단하기 위한 계전기로, 계통연계 운전 중 송·수전 시 시스템 보호를 위한 기본 보호계전기 구성에는 포함되지 않는다.

어레이 레이아웃 배치 검토에는 설치예정지의 면적·굴곡 상태, 동지 날의 그림자 거리, 사용 예정 모듈·인버터의 카탈로그 자료 등이 필요하다.

어레이 가대의 구조계산서는 구조물의 강도·안전성을 검증하는 구조설계 단계의 자료로, 배치(레이아웃) 검토에 필요한 자료와는 성격이 다르다.

태양광발전 어레이 설계 시에는 방위각, 경사각, 음영 등 태양광을 최대한 받을 수 있는 조건을 고려한다.

반면 부하의 종류는 인버터 용량 산정 등 시스템 전체 설계와 관련된 요소로, 어레이 자체의 설계 고려사항과는 거리가 있다.

설계도서란 공사계약에서 발주자가 제시한 도면과 그 시공기준을 정한 시방서류 전체, 즉 설계도면·표준시방서·특기시방서·현장설명서 및 현장설명에 대한 질문회답서 등을 총칭하는 것이다.

단순히 도면만을 의미하는 것도, 시공 중의 지시사항을 문장·수치로 표현한 시방서만을 의미하는 것도 아니며, 계약과 시공 전반에 관한 문서들을 포괄하는 개념이다.

주택용 태양광발전시스템의 설계 표준절차는 어레이의 설치·설계 → 태양전지 모듈 선정 → 어레이 발전량 산출 → 기기 선정 순으로 진행된다.

• 먼저 설치면의 방위각·경사각과 설치 가능 면적 등 어레이 설치 조건을 정한다.
• 정해진 설치 조건에 맞는 태양전지 모듈을 선정한다.
• 선정한 모듈과 설치 조건을 바탕으로 어레이의 발전량을 산출한다.
• 산출된 발전량에 맞추어 인버터 등 기기를 선정한다.

즉 설치 조건이 정해져야 모듈을 고를 수 있고, 모듈이 정해져야 발전량 산출과 기기 선정이 가능하다는 순서 논리가 핵심이다.

경제성 분석에서 할인율은 순현재가치나 내부수익률 등을 계산할 때 사용하는 전제 변수이지, 그 자체가 사업의 경제성을 판정하는 평가지표는 아니다.

태양광발전사업의 경제성 분석은 보통 순현가(NPV), 비용편익비(B/C비), 내부수익률(IRR)과 같은 지표를 산출해 투자 타당성을 판단하며, 이때 할인율은 지표 계산에 입력되는 값일 뿐 평가 결과물이 아니다.

햇빛이 지표면에 수직으로 들어오므로 실제로 빛을 받는 넓이는 태양전지판의 수평 투영 면적이며, 그 결과 2시간 생산 전력량은 1500√3 Wh가 된다.

그림의 태양전지판은 가로 5 m × 세로 2 m로 면적이 10 m²이고, 지면과 30° 기울어져 있다. 수직 입사광이 실제로 통과하는 단면은
$A = 5 \times 2 \times \cos 30^\circ = 10 \times \dfrac{\sqrt{3}}{2} = 5\sqrt{3}\,\mathrm{m^2}$

여기에 일사강도 1000 W/m²와 변환효율 15 %를 적용하면 발전 출력은
$P = 5\sqrt{3}\times 1000 \times 0.15 = 750\sqrt{3}\,\mathrm{W}$
2시간 동안이므로
$W = 750\sqrt{3}\times 2 = 1500\sqrt{3}\,\mathrm{Wh}$

3000 Wh는 경사를 무시하고 10 m² 전부가 수직으로 빛을 받는다고 본 값($10\times1000\times0.15\times2$)이고, 1500 Wh는 거기서 2시간을 곱하지 않은 값이다. 1000√3 Wh는 코사인 보정 계수를 잘못 잡았을 때 나오는 값이다.

어레이의 발전전력은 부지면적×일사량×모듈효율로 구한다.

$P = 1000\,\mathrm{m^2} \times 500\,\mathrm{W/m^2} \times 0.15 = 75000\,\mathrm{W} = 75\,\mathrm{kW}$

따라서 이 조건에서 생산되는 전력은 75kW이다.

축척 1/200 도면에서는 실제 길이가 1/200로 축소되어 표시된다.

$5\,\mathrm{m} = 5000\,\mathrm{mm},\quad 5000\,\mathrm{mm} \times \dfrac{1}{200} = 25\,\mathrm{mm}$

따라서 도면상 길이는 25mm이다.

상세도는 구조물이나 시설물을 실제로 공사·제작할 수 있도록 치수와 재질, 결합 방법 등을 구체적으로 표현한 도면이다.

• 시방서는 도면으로 표현하기 어려운 시공 방법, 품질 기준 등을 문장으로 규정한 문서이다.
• 간트도표는 공정의 진행 일정을 막대 형태로 나타낸 공정관리 도구이다.
• 내역서는 공사비 항목별 수량과 금액을 정리한 문서이다.

변전소는 발전소에서 생산된 전력을 변성(승압·강압)하고 계통을 연계·배분하는 설비이며, 전력을 직접 발생시키거나 계통의 주파수를 변환하는 기능은 하지 않는다.

전력의 발생과 주파수 변환은 발전소의 기능이므로, 이를 변전소의 설치 목적으로 설명한 것은 옳지 않다.

케이블 트레이는 케이블이 노출된 상태로 부설되는 방식이어서 외부 충격이나 화재 등 재해에 상대적으로 취약하며, 재해를 거의 받지 않는다는 설명은 옳지 않다.

대신 케이블이 노출되어 있어 방열특성이 우수하고 허용전류를 크게 잡을 수 있으며, 향후 회로를 추가할 때 증설 대응력이 크다는 점이 케이블 트레이의 실제 장점이다.

태양전지에서 인버터까지의 직류 전로(어레이 주회로)는 출력전압 크기에 따라 접지 종별이 달라지므로, 무조건 특별 제3종 접지공사를 한다고 단정한 설명은 옳지 않다.

출력전압이 400V 미만인 경우에는 제3종 접지공사를, 400V를 넘는 경우에 특별 제3종 접지공사를 적용하는 것이 원칙이다.

제1종·특별 제3종 접지공사의 접지저항은 10Ω 이하, 제3종 접지공사는 100Ω 이하로 하며, 제2종 접지공사는 1선 지락전류를 기준으로 계산한 값 이하로 정한다는 나머지 설명은 옳다. (출제 당시 접지공사 종별 기준)

감리용역 계약과 관련된 문서는 기술용역입찰유의서, 과업지시서, 감리비 산출내역서 등 감리 용역의 발주·계약 절차에서 작성되는 서류이다.

설계도서는 설계 용역의 결과물로서 감리원이 시공 검토의 근거로 활용하는 자료일 뿐, 감리 용역 계약 자체를 구성하는 문서는 아니다.

태양전지 어레이의 출력전압이 400V 미만인 경우에는 감전과 화재 예방을 위해 제3종 접지공사를 하도록 정하고 있다.

출력전압이 400V를 초과하는 경우에 특별 제3종 접지공사를 적용하며, 제1종·제2종 접지공사는 이보다 높은 전압 계통이나 변압기 저압측 등 다른 대상에 적용되는 접지 종별이다. (출제 당시 접지공사 종별 기준)

KS C IEC 60364에서 정하는 저압계통 접지방식은 TT, TN(TN-C, TN-S, TN-C-S), IT 방식으로 구분되며, TT-C방식이라는 명칭의 접지방식은 존재하지 않는다.

모듈에서 인버터에 이르는 구간은 직류 2선식이므로 전압강하는 $e=\dfrac{35.6\,L\,I}{1000\,A}$ 로 구한다.

여기서 $L$은 전선 1가닥의 길이(m), $I$는 전류(A), $A$는 전선의 단면적(mm²)이다. 계수 35.6은 왕복 2가닥분의 도체 저항을 반영한 값이어서 단상 2선식·직류 2선식에 공통으로 쓰인다.

나머지 계수가 쓰이는 곳은 다음과 같다.

• $\dfrac{30.8\,L\,I}{1000\,A}$ — 3상 3선식 회로의 전압강하식이다.
• $\dfrac{17.8\,L\,I}{1000\,A}$ — 단상 3선식 및 3상 4선식(중성선과 각 상 사이) 전압강하식이다.
• 계수 38.8은 전압강하 계산에 쓰이지 않는 값으로, 어느 배전방식에도 해당하지 않는다.

태양광발전시스템 구조물 설치는 기초→가대→어레이 설치→배선→검사 순서로 진행한다.

먼저 지지구조물을 지지할 기초공사를 하고, 그 위에 가대(架臺)를 조립한 뒤 태양전지 모듈로 구성된 어레이를 설치하며, 이후 배선공사를 마치고 마지막으로 검사를 실시한다.

인버터 출력단과 계통연계점 사이의 전압강하는 통상 3% 이하로 하도록 정하고 있어, 5% 이하로 설명한 것은 옳지 않다.

모듈 전용선 사용, 지중 인입 전선의 피복 손상 방지 조치, 출력배선의 군별·극성별 표시 등 나머지 설명은 태양광발전시스템 전기배선의 일반적인 시공 기준에 맞는 내용이다.

준공 후 감리원이 발주자에게 인수·인계하는 목록에는 기자재 구매서류, 시설물 인수·인계서, 품질시험 및 검사성과 총괄표 등 시공·품질 관련 서류가 포함된다.

안전교육 실적표는 공사 중 안전관리 활동을 기록한 자료로, 준공 인수·인계 목록에 반드시 포함해야 하는 서류로 규정되어 있지 않다.

송전 방식에는 교류 송전 외에도 장거리·해저 구간 등에서 활용되는 직류 송전(HVDC)이 있으므로, 교류 송전방식만 사용된다는 설명은 옳지 않다.

송전설비가 발전소·변전소 상호간을 연결하는 전선로와 전기설비를 말한다는 점, 송전선로가 발전소·1차 변전소·배전용 변전소로 구성된다는 점, 송전계통이 송전선로·급전설비·운영설비로 구성된다는 점은 옳은 설명이다.

감리원이 설계도서에 대해 공사 착수 전 검토해야 할 사항은 시공 실제 가능 여부, 현장조건 부합 여부, 설계도서의 누락·오류 등 불명확한 부분의 존재 여부이다.

착공부터 완공까지의 공사기간은 공정 계획·관리 단계에서 다루는 사항으로, 착공 전 설계도서 검토 항목으로 규정되어 있지 않다.

감리원은 공사업자가 제출한 시설물 유지관리지침 자료를 검토한 뒤, 공사 준공 후 14일 이내에 발주자에게 제출하여야 한다. (출제 당시 감리업무 수행지침 기준)

공사업자가 부실시공의 우려가 짙은 상황에서도 적절한 조치 없이 공사를 계속 진행하는 경우는 시정지시로 해결되기 어려운 중대한 사안이므로 전면중지 사유에 해당한다.

동일 공정에서 시정지시가 반복 이행되지 않거나, 안전상 위험이 예상되거나, 재시공 지시 미이행 상태에서 다음 공정이 진행되는 경우는 공정·공종별로 시공을 멈추는 부분중지 사유로 구분된다.

태양전지 모듈 배선공사가 끝난 뒤에는 극성 확인, 전압 확인, 단락전류 확인을 실시하여 배선의 이상 유무를 점검한다.

양극접지는 일반적인 태양광 배선 점검 항목이 아니며, 오히려 어레이 회로는 비접지 상태로 운용하는 경우가 많아 배선공사 후 확인 사항으로 보기 어렵다.

3상 인버터를 절연변압기를 통해 배전계통에 연계할 때, 승압용 변압기의 1차 결선방식은 Y결선으로 한다.

Y결선은 중성점을 만들 수 있어 중성점 접지를 통한 지락 보호와 계통 접지방식과의 정합이 쉽기 때문이다. △결선은 중성점을 얻을 수 없고, V결선은 단상 변압기 2대로 3상을 구성하는 방식, 스코트 결선은 3상을 2상으로 변환하는 결선이어서 이 조건에는 맞지 않는다.

굵기가 다른 전선을 같은 전선관에 넣어 배선할 때, 전선의 피복 절연물을 포함한 단면적의 합계는 전선관 내 단면적의 32% 이하가 되도록 한다.

참고로 같은 굵기의 전선만 넣는 경우에는 48% 이하 기준이 적용되어, 다른 굵기를 함께 넣을 때보다 완화된다.

지붕 건재형 모듈을 설치할 때 풍력계수는 처마 끝이나 모서리처럼 바람의 영향을 크게 받는 부위와 지붕 중앙부가 서로 다르므로, 위치별로 다르게 적용해야 하며 똑같이 시설한다는 설명은 옳지 않다.

모듈 하중에 견디는 강도 확보, 인접 가옥에 대한 방화대책, 적설지역의 적설 방지대책은 지붕 건재형 모듈 설치 시 고려해야 할 옳은 사항이다.

구조물 설치 계획단계에서는 지지대의 재질, 강도, 내용연수와 같이 구조물의 성능·내구성에 관한 사항을 우선 검토한다.

지지대의 모양(형상)은 이후 상세설계·제작 단계에서 구체화되는 사항으로, 초기 계획단계의 필수 고려사항으로 보기 어렵다.

설계 감리원은 설계업자가 제출한 착수신고서의 적정성을 검토할 때 그 안에 첨부된 예정공정표를 확인하여 보고하여야 한다.

근무상황부, 설계감리기록부, 설계감리일지는 착수신고서 자체의 첨부서류가 아니라 설계감리 수행 중에 작성·관리되는 기록 문서이다.

중·대형 태양광 인버터의 누설전류 시험은 정격 주파수와 정격 출력으로 운전한 상태에서 측정하며, 판정기준은 누설전류가 5mA 이하인지를 확인하는 것이다.

인버터의 기체와 대지 사이에 저항을 접속하는 절차는 이 시험 방법에 해당하지 않는다.

파워컨디셔너의 단독운전 방지기능 중 능동적 방식은 인버터가 출력을 의도적으로 변동시켜 계통 이상 유무를 감지하는 방식으로, 유효전력 변동방식, 무효전력 변동방식, 주파수 시프트방식 등이 있다.

주파수 변화율 검출방식은 계통의 전압·주파수 변화를 그대로 감지하는 수동적 방식에 해당하여 능동적 방식으로 분류되지 않는다.

신재생에너지 설치의무화 제도의 대상기관은 국가 및 지방자치단체, 공공기관, 특별법에 따라 설립된 법인, 그리고 정부가 대통령령으로 정하는 금액 이상을 출연한 정부출연기관 등이다.

이때 정부출연기관의 출연금 기준은 50억원 이상이므로, 출연금을 10억원 이상으로 제시한 설명은 대상기관 요건에 맞지 않는다. (출제 당시 신재생에너지법령 기준)

모듈의 접촉점(커넥터·단자대)에서 생기는 장애는 접촉저항 증가나 단선으로 나타나므로, 전압·전류·저항(도통)을 함께 확인할 수 있는 다기능 측정(멀티 테스터를 이용한 측정)으로 점검한다.

접지저항 측정은 접지극의 상태를, 절연저항 측정은 전로의 절연 열화를, 과·저전압 측정은 계통 전압의 이상 여부를 확인하는 방법이어서 접속부 자체의 접촉 불량을 찾아내는 수단으로는 적합하지 않다.

태양광발전용 접속함의 성능시험에는 내전압시험, 절연저항시험, 수동조작 차단성능시험 등이 포함된다.

접속함 내부의 개폐기(차단기)는 통상 수동조작형으로 구성되므로, 별도의 자동 차단성능시험 항목은 접속함 표준 시험방법에 해당하지 않는다.

우리나라 남해안에서 5~6월은 태양의 남중고도가 연중 가장 높아지는 시기이면서 장마 전이라 맑은 날이 많아, 30° 고정식 태양광발전소의 출력이 연중 가장 높게 나타난다.

7~8월은 장마와 구름, 높은 기온에 따른 모듈 온도 상승으로 오히려 출력이 떨어지므로, 5~6월을 두고 온도에 의한 출력 감소가 가장 큰 시기라거나 일사에 의한 발전이 7~8월보다 낮은 시기라고 보기 어렵다.

인버터의 전압 왜란(distortion)은 인버터 수치 읽기, AC 회로시험, 전력망 분석과 같이 교류 출력측의 파형·전압 상태를 확인하는 방법으로 측정한다.

I-V 곡선은 태양전지 모듈이나 어레이의 전류-전압 특성을 평가하는 직류측 측정 방법으로, 인버터의 전압 왜란 측정과는 관련이 없다.

개방전압 측정은 가장 상위의 차단기부터 끊고 아래로 내려가는 순서로 진행하므로 접속함 주개폐기 차단 → 각 스트링 차단기 차단 → 모듈 음영 확인 → 대상 스트링 측정의 순서가 옳다.

먼저 접속함의 주개폐기를 OFF해 어레이 측을 인버터로부터 분리하고, 이어서 각 스트링의 MCCB(또는 퓨즈)를 모두 OFF해 스트링끼리 병렬로 묶이지 않도록 한다. 이 두 단계를 거쳐야 측정 중 역전류나 아크가 생기지 않는다.

그다음 각 모듈에 그늘이 지지 않았는지 확인한다. 음영이 있으면 해당 스트링의 개방전압이 낮게 나와 판정을 그르치므로 측정 직전에 반드시 확인해야 한다.

마지막으로 측정 대상 스트링의 차단기만 따로 조작해 다른 스트링이 분리된 상태에서 그 스트링의 개방전압을 읽는다. 스트링 차단을 주개폐기보다 먼저 하거나 음영 확인을 맨 앞에 두는 배열은 무부하 상태를 만들기 전에 측정 준비를 하는 셈이라 안전 순서에 어긋난다.

독립형(계통 비연계) 태양광발전시스템은 계통으로 전력을 보내지 않고 부하에 직접 공급하므로, 태양광(PV) 모듈, 충방전 제어기, 축전지(축전지 뱅크)로 구성된다.

송전설비는 발전소와 계통 사이에서 전력을 수송하는 설비로, 계통과 연결되지 않는 독립형 시스템의 구성장치로 보기 어렵다.

과전압, 저전압, 저주파수와 같은 계통 이상 조건은 복귀 후에도 의도치 않은 계통 재병입(단독운전)을 막기 위해 일정 시간(통상 5분) 동안 재기동을 지연시키도록 정하고 있다.

전자접촉기 고장은 계통 상태와 무관한 기기 내부의 기계적 고장이므로, 원인을 점검·조치해 정상 확인이 되면 계통 조건에 따른 5분 지연 없이 재기동할 수 있다.

계측·표시 장치는 시스템의 운전상태 감시, 기기 및 시스템 종합평가, 홍보용 표시 등의 목적으로 설치하되, 계측기 자체의 소비전력은 최소화하는 것이 바람직하다.

계측기의 소비전력을 최대한 높여야 한다는 설명은 계측·표시 설비 운용의 일반적인 방향과 반대되므로 옳지 않다.

화합물반도체는 에너지갭이 클수록 짧은 파장(고에너지)의 빛을 흡수하는 특성을 가지므로, 큰 에너지갭으로 인해 파장이 긴 대역의 빛을 흡수한다는 설명은 옳지 않다.

CIGS, CdTe, GaAs 등의 화합물반도체 태양전지는 결정질 실리콘에 비해 온도계수가 작아 고온에서 출력 감소가 작고, 직접천이형 에너지갭을 가져 광흡수 특성이 우수하다는 나머지 설명은 옳다.

%임피던스는 기준용량에 비례하므로, 기준용량을 바꿀 때는 용량비를 곱해 환산한다.

$\%Z_{100\mathrm{MVA}} = \%Z_{1\mathrm{MVA}} \times \dfrac{100\,\mathrm{MVA}}{1\,\mathrm{MVA}} = 5\% \times 100 = 500\%$

따라서 100MVA 기준으로 환산한 % 임피던스는 500%이다.

태양광발전시스템의 유지보수 점검에서 절연저항은 1MΩ 이상을 유지해야 한다.

이는 모듈과 프레임(접지) 사이의 절연 상태를 판정하는 기준으로, 절연저항이 이 값보다 낮아지면 누전이나 감전 위험이 있다고 판단한다.

정의상 이 값은 등가 1일 일조시간이라고 한다.

어레이가 실제로 받은 총 일사량을 특정 기준 일사강도(보통 1kW/㎡)로 나누어, 그 기준 강도로 몇 시간 동안 비추었을 때와 같은 양의 일사를 받았는지를 환산한 시간이다.

• 어레이 가동시간은 시스템이 실제 발전한 시간을 뜻하므로 일사량 환산 개념과 다르다.
• 적산 일조시간은 단순히 일조 시간을 누적한 값으로 일사강도 기준 환산이 아니다.
• 최적 일조시간이라는 용어는 표준 정의로 사용되지 않는다.

이 계산식으로 얻어지는 값은 시스템 이용률이다.

$\text{시스템 이용률} = \dfrac{\text{시스템 출력 에너지}}{\text{어레이 정격출력} \times \text{가동시간}}$로 정의되며, 설비 용량 대비 실제 발전량의 비율을 나타내는 지표다.

• 주변기기 효율은 인버터 등 부속기기의 입출력 에너지 비율이다.
• 종합시스템 효율은 일사량 기준 입력 에너지 대비 출력 에너지의 비율로 계산식이 다르다.
• 어레이 기여율은 전체 발전량 중 어레이 단독 발전량이 차지하는 비중 개념이다.

솔더 리본을 셀에 접합하는 공정에서는 리본과 셀 사이의 열팽창계수 차이 때문에 냉각 과정에서 응력이 발생해 셀이 휘어지는 Bowing 현상이 나타날 수 있다.

따라서 공정 조건과 온도에 따라 Bowing 현상은 없고 직렬저항에만 영향을 준다는 설명은 실제 현상과 맞지 않아 가장 부적절하다.

• 수분 침투로 리본이 산화되면 직렬저항이 늘고 병렬저항이 줄어 출력이 떨어진다는 설명은 타당하다.
• 접합부에 기포가 남아 있으면 시간이 지나며 산화가 진행되어 병렬저항이 낮아진다는 설명도 실제 열화 기구와 일치한다.
• 납 성분 리본이 유해함에도 낮은 접촉저항과 유연성, 순간적인 고온 공정으로 셀에 주는 열적 스트레스가 적다는 특성 때문에 쓰인다는 설명 역시 타당하다.

제조사가 정격 입력전압을 규정하지 않았다면 허용 최대 입력전압과 발전 개시 최소 입력전압의 산술평균, 즉 $V=\dfrac{V_L+V_S}{2}$ 를 정격 입력전압으로 본다.

인버터는 $V_S$부터 $V_L$까지의 구간에서 운전하므로, 그 구간의 한가운데 값을 대표 동작점으로 잡아야 효율 시험이나 성능 비교의 기준이 실제 운전 범위를 대변할 수 있다.

• 두 전압을 곱한 뒤 2로 나눈 $\dfrac{V_L \cdot V_S}{2}$는 전압의 제곱 차원이어서 전압값이 될 수 없다.
• 제곱합을 2로 나눈 $\dfrac{V_L^2+V_S^2}{2}$ 역시 차원이 맞지 않아 정격 전압으로 쓸 수 없다.
• 두 전압의 차를 2로 나눈 $\dfrac{V_L-V_S}{2}$는 운전 범위 폭의 절반을 나타낼 뿐이어서 운전 구간의 중심값이 되지 못한다.

태양전지 어레이의 전기적 회로는 셀·모듈을 직렬로 이어 붙인 스트링, 음영 발생 시 전류의 우회 경로를 만들어 주는 바이패스 다이오드, 스트링 출력을 한데 모으는 접속함 등으로 구성되며, 환류 다이오드는 어레이 구성요소가 아니다.

환류 다이오드(free-wheeling diode)는 인버터 등 전력변환 회로에서 스위칭 소자를 차단할 때 유도성 부하에 남은 전류를 순환시키기 위해 쓰이는 소자로, 태양전지 어레이 자체의 회로 요소는 아니다.

참고로 접속함 안에는 스트링별 역류방지(블로킹) 다이오드가 들어가며, 이는 환류 다이오드와 역할이 전혀 다르다.

방향과 경사가 서로 다른 하부 어레이들로 구성된 시스템에는 분산형 인버터 운영방식이 적합하다.

어레이마다 일사 조건과 최대전력점이 달라지므로, 어레이(또는 스트링) 단위로 인버터를 나누어 각각 독립적으로 MPPT 제어를 하는 분산형 방식이 전체 효율을 높인다.

• 중앙집중형은 여러 어레이를 하나의 인버터에 묶어 운전하므로 방위·경사가 다르면 미스매치 손실이 커진다.

전기를 생산해 전력시장을 통해 전기판매업자에게 공급하는 것을 주된 목적으로 하는 사업은 발전사업이다.

전기사업법상 전기사업은 발전·송전·배전·판매사업 등으로 구분되며, 이 중 전력 생산과 전력시장 거래를 주 업무로 하는 것이 발전사업이다.

전기설비기술기준상 고압 가공전선 상호 간의 이격거리는 80cm 이상이어야 한다(출제 당시 전기설비기술기준 기준, KEC 시행 이후 관련 수치는 세부 규정을 확인해야 한다).

고압 가공전선에 내열 동합금선을 사용하는 경우 안전율은 2.2 이상이 되는 이도로 시설해야 한다.

경동선 또는 내열 동합금선은 2.2 이상, 그 밖의 전선(강선 등)은 2.5 이상의 안전율을 적용하도록 구분되어 있다(출제 당시 전기설비기술기준 기준).

물밑전선로에 금속선으로 개장한 케이블을 사용하는 경우, 개장에 쓰는 금속선은 규정에서 정한 아연도철선 굵기 이상의 기계적 강도를 갖춘 것이어야 한다. 지름 3.5mm 아연도철선 정도로는 이 기준에 미치지 못하므로 틀린 설명이다(출제 당시 전기설비기술기준은 이보다 굵은 아연도철선에 상당하는 강도를 요구했다).

전선에 케이블을 사용해 견고한 관에 넣어 시설하는 방법, 특고압인 경우 케이블을 사용하는 것, 폴리에틸렌·부틸고무 혼합물 절연재료로 된 케이블을 사용하는 것은 모두 물밑전선로 시설기준에 부합한다.

전기안전관리업무를 개인대행자가 대행할 수 있는 태양광발전설비 용량은 250kW 미만이다(출제 당시 전기사업법령 기준으로, 이후 개정을 통해 상한이 상향되었다).

태양전지 모듈에 접속하는 부하측 전로의 개폐기는 접속점에서 가까운 곳에 시설해야 하므로, 접속점과 떨어진 부분에 시설한다는 설명은 기준에 맞지 않아 고려사항으로 부적절하다.

• 충전부가 노출되지 않도록 시설하는 것은 감전 방지를 위한 기본 요건이다.
• 모듈을 병렬 접속한 전로에 단락이 생겼을 때 보호할 과전류차단기 등을 시설하는 것은 필수 요건이다.
• 전선을 접속할 때 접속점에 장력이 걸리지 않도록 하는 것도 시설상 지켜야 할 사항이다.

교토의정서에서 정한 6대 온실가스는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황이며, 과산화질소는 이 목록에 해당하지 않는다.

신·재생에너지 정책은 에너지원을 다양화하는 방향을 지향하므로, 에너지원의 단일화는 활성화 방안과 맞지 않는다.

환경친화적 에너지 전환, 안정적 공급 확보, 온실가스 배출 감소는 모두 신·재생에너지 보급 확대의 취지에 부합하는 목표다.

신재생에너지 공급의무화제도(RPS)에서 2013년도 의무공급비율은 2.5%였다(출제 당시 RPS 관련 고시 기준으로, 매년 비율이 단계적으로 상향되었다).

지중에 매설되어 있고 대지와의 전기저항 값이 3Ω 이하를 유지하는 금속제 수도관은 접지전극으로 사용할 수 있다.

이미 대지와 넓은 면적으로 접촉해 있는 수도관을 접지극으로 활용하는 규정으로, 저항값 조건을 만족하지 못하면 별도의 접지극을 시설해야 한다.

태양광발전설비공사에서 철근콘크리트·철골구조부와 같이 구조 안전과 직결되는 부분은 더 긴 담보책임기간이 적용되는 반면, 그 외 전기설비 등 일반 시설공사의 하자담보책임기간은 3년으로 정해져 있다.

전로 보호장치의 확실한 동작 확보, 이상전압 억제, 대지전압 저하를 위해 저압전로의 중성점에 접지를 시설하는 경우, 접지선은 공칭단면적 6mm² 이상의 연동선을 사용해야 한다.

같은 목적으로 시설하는 중성점 접지라도 저압전로 외의 경우에는 공칭단면적 16mm² 이상의 연동선을 쓰도록 구분되어 있다(출제 당시 전기설비기술기준 판단기준 기준).

저탄소 녹색성장기본법에 따라 정부는 에너지 기본계획을 5년마다 수립·시행해야 한다.

원자력은 신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법상 신·재생에너지에 해당하지 않는다.

풍력, 태양에너지, 연료전지는 모두 법에서 정한 신·재생에너지원에 포함된다.

저탄소 녹색성장기본법의 기본원칙은 정부와 민간의 협력, 시장 기능 활용을 바탕으로 저탄소 녹색성장을 추진하는 것이지, 정부 주도하에 최우선적으로 추진한다는 식으로 정부 주도만을 원칙으로 규정하고 있지 않다.

• 녹색기술·녹색산업을 성장동력으로 삼아 일자리를 창출하는 새로운 경제체제 구축은 법에 명시된 기본원칙에 해당한다.
• 에너지·자원 이용의 효율성을 높이고 자원순환을 촉진하는 것도 기본원칙 중 하나다.
• 성장잠재력이 높은 녹색기술·녹색산업 분야에 대한 투자·지원 강화 역시 기본원칙에 포함된다.

신재생에너지 공급의무화제도(RPS)의 공급의무자는 일정 규모 이상의 발전설비를 보유한 발전사업자 등으로 한정되므로, 발전사업을 영위하지 않는 한국가스공사는 공급의무자에 해당하지 않는다.

• 한국중부발전은 대형 발전설비를 보유한 발전공기업으로 공급의무자에 포함된다.
• 한국수자원공사는 수력발전설비를 운영하여 공급의무자에 포함된다.
• 한국지역난방공사는 열병합발전설비를 보유해 공급의무자에 포함된다.

신·재생에너지정책심의회의 심의를 거쳐 신·재생에너지 기술개발 및 이용·보급 촉진을 위한 기본계획을 수립하는 자는 산업통상자원부 장관이다.

3상 4선식 22.9kV 중성점 다중접지식 가공전선로는 절연내력 시험전압을 사용전압의 0.92배로 산정한다.

$22900\,\mathrm{V} \times 0.92 = 21068\,\mathrm{V}$이므로 시험전압은 21068V가 된다.

전선의 접속부분은 전기저항이 증가하지 않도록 접속해야 하므로, 전기저항이 증가되도록 접속한다는 설명은 전기설비의 일반원칙에 어긋난다.

• 고전압 침입 등에 의한 감전·화재를 막기 위해 접지를 실시하는 것은 일반원칙에 부합한다.
• 뇌방전으로 인한 과전압 피해를 막기 위해 피뢰설비를 시설하는 것도 타당하다.
• 전로에 시설하는 전기기계기구가 통상 사용상태에서 발생하는 열에 견뎌야 한다는 것 역시 맞는 설명이다.

신·재생에너지발전사업자가 도서지역에서 생산한 전력을 전력시장을 통하지 않고 거래할 수 있는 발전설비 용량 기준은 1000kW 이하이다(출제 당시 전기사업법령 기준).