태양광모듈의 열화현상 잡고 장기신뢰성 확보한다!
  • SolarToday
  • 승인 2012.10.31 18:03
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

 

 

 

한국닛신보태양광, PID 시험평가 서비스 개시

태양광모듈의 열화현상 잡고 장기신뢰성 확보한다!


 

이 주 야 기자



메가 솔라 시대에 돌입한 태양광발전 산업의 성장에 따라 태양전지의 신뢰성이 중요해지고 있다. 태양광모듈은 배선기로 발전부의 실리콘 셀을 직렬 연결한 후 이 전기 부품에 습기나 수분이 들어가지 않게 유리, 봉지재, 백시트로 된 케이싱 기술을 통해 제품화된다. 신뢰성이 높은 제품을 만들기 위해서는 셀깨짐, 배선접속, 봉지재의 열화에 대한 정보가 필요하다. 닛신보의 라만분석 검사장치는 모듈 사이즈로 그 면내의 봉지재, 셀, 배선에 대한 변환점을 확인할 수 있다.


닛신보의 PID 시험 서비스는 해외시험기관에서 시행하고 있는 PID의 시험조건으로 시험이 가능하다. PID 시험 전후의 모듈의 기간 부재(셀, 배선 리본 접속, 봉지재) 상태 변화를 라만분석 검사장치로 평가함으로써 PID 평가결과와 모듈의 구성 부재와의 상관관계를 고찰하는 정보를 제공한다. 다음은 유리타 가즈히사 한국닛신보태양광 사장과의 일문일답이다.


 

최근 태양광모듈과 관련된 기술 이슈는 무엇인가?

업계에서는 최근 Snake Tale, PID, 데라미네이션 등의 기술 이슈가 있었지만, 해결해 나가는 중이다. 이러한 이슈의 공통 원인은 ‘태양전지에 있어서의 완전 품질이란 무엇인가’라는 것이 규명되지 않은 채, 시장에서 인위적으로 만들어진 산업이 움직이기 시작해 ‘팔리고, 이득을 보는 것은 어떤 방법인가’라는 것만이 추구된 결과라고 생각한다. 이러한 접근을 계속한다면, 20년 이상 옥외에서 성능을 계속 발휘해야 하는 전자제품인 태양광 패널의 새로운 기술적인 문제가 계속 나올 수밖에 없다고 본다. 이는 ‘누구나 만들 수 있는, 그렇지만 누구나 다 품질을 판별할 수 있는 것은 없다’라는 것이 문제로, 이것은 누군가가 해결하지 않으면 안 되며, 그것을 선행한 기업이 이 산업에 있어서 선구자가 돼, 사업 성공을 거둘 것이라 확신하고 있다.


이번에 닛신보가 선보이고 있는 PID 평가 시스템의 주요 기능은 무엇인가?

PID 평가 시스템은 단순한 이름이며, 실제로는 모듈 신뢰성 해석 기회(×기계)를 제공하고 있는 것으로, 지난 9월 12일부터 정식으로 시작한 서비스다. 기본적으로 고전압(±1000Voltage:어느 쪽인지 선택가능)×습도(50~85% 조건 선택 가능)×온도(50~85℃:조건 선택 가능)를 거쳐, 패널을 옥외 폭로 환경과 유사한 곳에 둬 데미지 시험 전·후에 변화를 측정하는 서비스다(닛신보 추천은 85℃×85%×1000V×48hrs). 측정 디바이스는 시뮬레이터(Simulator), EL, 써모(Thermo), 라만(Raman)을 기본 서비스로 포함시키고 있다.


주요 기능은 세 가지로 첫째, 닛신보는 EL, 써모, 라만이 하나의 기재에 탑재된 세계 유일한 분석기를 보유하고 있다. 이것에 의해 EL로 다이오드의 이변 부위를 보충하고, 써모에서 배선의 이변 부위를 보충하며, 라만으로 상기 이변 부위의 Point(점)에 대한 내부 구조 보충을 실시할 수 있다. 두 번째, 시뮬레이터는 일본 톱 메이커, 연구기관, 인증기관과도 교류를 실시하고 있는 닛신보가 품질관리를 하고 있으므로, 측정 정확성은 민간 최고 수준에 있다고 자부하고 있다. 세 번째, 우리는 1,000매 가까운, 중고, 신품, 신품에 대미지 시험을 준 패널을 측정했기 때문에 EL, 써모, 라만을 어떻게 사용하면, ‘의미 있는 데이터 화상을 취할 수 있는가’하는 노하우를 보유하고 있다. 일례로 측정 경험을 살린 라만은 오토 포커스 기능을 갖추고 있다는 점을 들 수 있다.


 

그렇다면 닛신보가 PID 평가 서비스를 도입하게 된 계기는 무엇인가?

3년 전부터 닛신보에서는 봉지재 등의 태양광 패널 관련 재료를 개발하고 있다. 이 재료 개발은 열화하지 않는 태양전지를 목표로 생각하고 있으며, 그 배경에는 시장에 있어서의 모든 열화 메커니즘의 연구를 해 온 일이 있다. 그 때 당시 1년 반 전부터 PID 피해가 시장에서 일어나고 있는 일들이 받아들여지면서 재료 개발에 있어서 태양전지에서의 대책이 아닌, 봉지재의 문제 방지가 자연스럽게 테마에 가세되면서 개발을 진행해 왔다. 그 중에 실제로 시장에 설치돼 있는 PID가 된 실물 모듈을 입수, 해석하는 가운데 여러 가지 일들을 알게 됐다.


이 평가 서비스에 대해 PID에 대한 정보를 제공하는 것은 정식 학회 발표가 끝날 때까지는 하지 않겠지만 ‘신뢰성이 높은 태양광 패널을 제조하기 위해 봐 둬야 할 몇 개의 포인트’에 대해서는 그 해석 포인트에 대한 자신감이 있기 때문에 그것을 공개하려고 한다. 공개함으로써 20년 이상의 에너지원으로서(소비재는 아니고) 태양광 패널을 만들어 가려고 생각하는 패널 메이커가 증가해 갈 기회를 제공하고 싶다고 생각한 것이, 서비스 개시의 동기다. 또한 동일 스펙의 동일 룩스 제품으로 차이를 나타내 보일 수 없는 곳에 가격 경쟁(결국은 품질 타협)이 촉구되는 배경이 있기 때문에 그 차이를 나타낼 수 있을 기회를 제공하고 싶다고 생각한 것이 서비스 개시의 동기다.

 

PID 측정 디바이스 중 하나인 프로브라만


PID 서비스의 목적의식에 따라 서비스의 가치는 바뀐다!


최근 한국 기업의 태양광모듈 제품을 PID 평가 시스템으로 테스트한 것으로 아는데, 진행 과정을 간략히 소개한다면? 

구체적인 고객명 및 결과에 대해서는 각 사의 극비 사항인 모듈을 만드는 방법에 대해 밝힐 수는 없지만, 세계적인 한국 기업으로부터 이미 몇 차례 리피트 오더를 받아  검사를 완료했으며, 연구기관으로부터도 수주해 11월 상반기에 검사를 시작할 예정이다.


PID 평가 서비스 진행 순서는 먼저 2~8매 정도의 신품 모듈을 고객으로부터 받는다. 그 다음 당사의 측정 디바이스로 신품 상태를 측정한다. 그 다음에는 당사에서 ‘고전압, 고온, 고습’의 데미지 테스트를 실시해, 동일 디바이스로 측정을 비교하는데, 이때 고객 참관도 가능하다. 당사에서는 측정 리포트를 제출한다. 마지막으로 결과에 따라 다시 한 번 서비스를 이용해 조건에 따라 측정한다, 혹은 다른 재료, 제조된 레시피로 제조된 모듈을 측정하는 일 등을 고객 측이 선택하는 케이스가 많다(깊이 있는 해석을 하고 싶은 고객에게는 측정 디바이스를 당사 공장에서  Day Rental(일일대여)하고 있다).

 

닛신보의 PID 평가 서비스를 통해 얻게 되는 이점이 있다면 무엇인가? 

조금 오해를 낳는 표현일지도 모르지만, 제가 사업의 선배로부터 배운 말에 ‘글자를 읽을 수 있어도, 말을 할 수 있어도, 이해하는 시야와 지혜, 욕구가 없으면, 새로운 지식과 사실을 간과해 버린다’라는 말이 있다. 이 말이 의미하는 대로, 서비스를 받는 분들의 목적의식에 따라서 이 서비스의 가치는 바뀐다고 생각한다.


단지, 보편적 가치로서는 다음의 3가지를 들 수 있다고 생각한다. 첫째, 일본에는 향후 5년간에 걸쳐 20~30GW의 시장이 기대되고 있는 가운데 단순한 인증 취득뿐만 아니라, 100년 이상의 사업력을 가지는 당사에 있어서의 제3자 평가 서비스 데이터는, 고객의 일본 시장 공략에 있어서 마케팅 툴로써 활용할 수 있다. 두 번째, 현재의 품질 규격은 유럽에 시장이 있었던 시기에 만들어진 것이기 때문에, 기후 환경, 건물 구조가 다른 일본 시장에 있어서는 다른 축의 품질이 요구되고 있지만, 이러한 정보를 우리는 일본 내의 유력한 SI 업체와의 서비스를 통해서 자연스럽게 알 수 있도록 돼 있다. 이 서비스를 통해서 당사와 품질에 대해 고민해 가는 과정에서, 일본 시장 공략과 제품 전략의 실마리가 발견된다고 생각한다. 세 번째, EL, 써모, 라만, 시뮬레이터라고 하는 계측 디바이스는 결코 새로운 것이 아니며, 유럽의 연구기관에서도 사용되고 있는 어프로치다. 많은 모듈 메이커에서도 채용되고 있지만, 그러한 디바이스를 어떻게 잘 다루며, 어떠한 해석을 할 수 있는가 하는 당사 연구 성과를 공유할 수 있다고 생각한다.


향후 한국닛신보는 PID 평가 서비스를 어떻게 활용할 계획인가?

향후, 1~2년간(신규 참가는 예외지만) 기존 라인의 증강, 증설하는 설비 수요는 없다고 생각하고 있다. 이것은 한국 패널 메이커에 있어서 유럽이라고 하는 판매처가 없어져 버린 일, 대체 시장으로서의 미국, 일본에의 참가도 간단하지 않다는 것을 받아들인 추측이다. 이것에 수반해 한국닛신보는 사업축을 고객의 설비 투자에 대한 제안으로부터, 기존 라인의 코스트 다운과 품질 향상에 공헌해 나갈 방향으로 바꾸는 것이 필요하다고 생각하고 있다. 그러기 위해서는 연간 몇 십만, 몇 백만매의 패널 제조를 실시하고 있는 고객이 가지고 있는 사업과 목적을 파악해, 제안을 준비해 가는 것이 필요하다고 생각한다. PID 평가 서비스는 그 대화를 터는 계기로서의 아이템이 된다고 생각한다. 이상적인 형태는 당사에서 측정한 데이터를 판매촉진 데이터의 하나로 활용해 주는 일로, 일본 시장에 있어 고객의 패널 판매가 극적인 성과를 얻는 일이다. 이것은 꿈같은 이야기가 아니고, 현실적으로 가능한 일이라고 생각하고 있다. 

 

 


가격과 효율과 이익을 뒤쫓는 일은 멈출 수 없는 도전


마지막으로 2015년까지 전 세계 태양광 시장 트렌드를 어떻게 전망하고 있나?

간단하게 숫자를 예로 들면, 전 세계의 패널 생산 능력(설비)이 60GW/년, 그에 대하는 수요가 3,035GW/년으로 예측된다. 이 매크로 숫자를 보는 것만으로도 3가지의 일을 상정할 수 있다. 첫째, 설비 투자에 의한 규모 경제성으로의 코스트 다운이 아니고, BOM 코스트의 변화에 의한 코스트 다운, 그리고 두 번째, Commodity(원자재) 타입의 태양전지 패널은, 제일 규모가 크고, 실적이 있어, 가격 경쟁력이 있는 메이커에 주문이 집중한다. 세 번째, Commodity 타입 이외의 제품 라인업, 혹은 Commodity 타입에서도 독자적인 제품 성능을 밝힐 수 있는 패널 메이커라면, 규모 경제성만이 아닌 시장에서의 입지를 쌓아 올릴 수 있다.


소비 시장이 유럽으로부터, 미국, 일본, 중동으로 옮겨 가는 것이 2015년까지의 PV 시장이다. 옮겨 가는 시장을 단순하게 뒤쫓아 가는 사업 전개 노력도 필요하지만, 미국, 일본, 중동이 지금까지의 메인 시장이었던 유럽 시장과 무엇이 다른지를 확정해 각각의 시장에 적용하는 패널 품질을 준비해 가는 것이, 패널 메이커에 있어서의 성공의 열쇠라고 생각한다.


가격, 효율과 이익을 뒤쫓는 일은 멈출 수 없는 도전이지만, 그것을 실현하는 어프로치는 지금까지의 제품 제조 노력에 가세해 시장분석과 대응제품 개발노력이 필요하다고 생각한다. 구체적으로 일본 시장을 예로 들면 목조 가옥에 대응하는 경량 모듈, 고온고질대책 모듈 등과 태양전지를 금융상품으로서 성립되게 함으로써 보급이 촉진된 배경이 있다. 그리고 사업 전개의 스마트함으로 인해 단기적으로 사업과제 해결이 가능하다는 점도 있기 때문에, 여기서 말한 제품 전략이 다는 아니다. 단지 제조업으로서 태양광 패널을 이해했을 때 방향성은 시장마다의 특성을 이해한 제품개발, 시장의 특성마다 불필요한 것을 없애는 일로 코스트를 다운해 필요한 것을 추가하는 일로 프라이스 업 해 나가는 것이 큰 방향성이라고 생각한다.


이러한 전망에 의거해 우리 닛신보로서는 고객의 Operation Cost(운전비용)을 경감하는 방법을 개척해 올해 말부터 구체적인 상품재료 전개를 실시해 나갈 계획이다. 그 때문에 우선은 대화할 수 있는 토양으로서 사용할 수 있는 PID 평가 서비스를 소개하는 것이다.



SOLAR TODAY 편집국 / Tel. 02-719-6931 / E-mail. st@infothe.com 


 



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.