태양광 인버터의 정의 및 3가지 기능, 5가지 형태로 분류 (한화큐셀사이트)

읽어본 내용 정리.

계통연계형 태양광 인버터

태양광은 거들 뿐! 태양광발전의 만능재주꾼, ‘태양광 인버터’

민준기 2021-06-01
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태양광은 거들 뿐! 태양광발전의 만능재주꾼, ‘태양광 인버터’ - Qcells Korea

태양광 인버터의 정의 및 3가지 기능

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인버터는 모듈에서 생산된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 전력변환 장치를 의미한다. 그리고 일상적으로 태양광 인버터라고 말하는 제품의 공식 명칭은 “계통연계형 태양광 인버터”인데, 나누어서 생각하면 인버터라는 전력변환 장치에 “태양광”에 대한 기능과 “*계통연계”에 대한 기능이 추가된 것으로 생각할 수 있다.

‘태양광’이라는 수식어가 의미하는 것은 태양광 모듈의 출력 특성이 선형적이지 않음을 의미한다.
예를 들어, 선형이라면 전압이 작을 때는 전류가 작고, 전압이 클 때에는 전류가 커야 하는데 아래 그림과 같이 태양광 모듈은 전압이 가장 클 때 전류가 ‘0’이고, 전류가 가장 클 때 전압이 ‘0’인 특성을 가지고 있어, 최대전력을 추종하는 기능이 필요하다. ‘계통연계형’이라는 수식어가 의미하는 것은 교류계통을 쓰는 모든 나라가 가지고 있는 계통연계 기술기준(Grid Code)에 부합하다는 것이다. 그러므로 태양광 인버터는 태양광 모듈에서 발생되는 직류전력의 최대 값을 교류전력으로 변환하여 전력계통으로 보내는 전력 변환 장치로 정의할 수 있다.(......)

태양광 인버터의 기능은 ‘태양광 모듈 관련 기능(입력)’, ‘계통연계 관련 기능(출력)’그리고 ‘안전 관련 기능’으로 분류할 수 있다. 태양광 모듈의 출력은 일사량과 온도에 의해서 변화되므로 매 순간 최대 전력을 변환하기 위하여 MPPT(Maximum Power Point Tracking, 최대 전력 점 추종) 기능을 수행하여 최대 전력을 전력계통으로 보내는 기능을 수행한다.

- 출처 : 위 글
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태양광인버터 사양이나 특성을 보고 왜 이런가 궁금했던 내용이 그 다음에 설명됩니다. 예를 들어, 정전일 때는 인버터가 돌면 좋은 게 아닌가하고 생각했는데 그게 아니라고.

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전력계통은 일반적으로 정상 범위의 전압과 주파수를 유지하지만 이상 상황(급격한 부하 증가, 급격한 전력 공급의 감소 등)이나, 정전 또는 사고에 의해 전압과 주파수가 정상 범위를 벗어나는 상황이 발생하는 경우 태양광 인버터는 정해진 시간 내에 정지해야 한다. 그리고 단독운전(Islanding, 정전이 발생하였는데 분산전원에 의해 전원이 공급되는 현상)이 발생하게 되면, 단독운전을 검출하여 정지해야 한다. 전력계통의 안정도 향상을 위해서는 전력계통의 조건에 따라 전력회사의 요구에 의해 무효전력(Reactive power)을 만드는 기능을 수행해야 한다. 그리고 전력계통에 연계하여 운전할 때 전류 고조파를 5%미만으로 발생(출력 전류 변형률) 시켜야 한다.

안전 관련 기능은 태양광 인버터의 내부 온도 또는 특정 부분(스위칭 소자 또는 방열판)의 온도가 안전 범위를 벗어나는 경우 출력 전력을 감소시키거나(Derating) 정지해야 한다. 또한, 입력과 출력에서 (......) (그 외 운전정지해야 하는 경우를 열거)
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그림 출처: 한화큐셀, 위 링크

5가지 형태의 태양광 인버터

그림 출처: 한화큐셀, 위 링크

그림 및 각각의 방식 설명은 링크한 본문 읽기.