태양광 인버터

태양광 인버터의 정의

태양광 인버터는 태양전지의 직류 출력을 계통에 연계할 수 있는 교류로 바꾸는 장치다.

여기에 MPPT와 계통 동기화, 단독운전 방지 기능이 더해진다.

인버터는 발전 효율을 결정하는 장치이자 계통 안전을 지키는 장치다.

구성과 동작 원리

인버터는 태양전지 어레이의 직류를 받아 계통과 같은 주파수의 교류로 바꾼다.

MPPT 제어가 최대전력점을 찾고, 제어회로가 PWM 펄스로 스위치를 구동한다.

전력용 반도체 스위치의 온·오프로 펄스 열을 만들고 필터로 정현파에 가깝게 복원한다.

보호 회로는 단독운전 등 이상을 감지하면 출력을 차단한다.

효율과 최대전력 계산

인버터 효율은 직류 입력 전력 대비 교류 출력 전력의 비다.

최대전력은 최대전력점의 전압과 전류를 곱해 구한다.

충진율은 모듈의 최대전력을 Voc와 Isc의 곱으로 나눈 값이다.

계산 예시에서 효율 95%와 충진율 0.8은 일반적인 범위 안에 있다.

종류와 비교

인버터는 MPPT 단위와 변압기 사용 여부로 나눈다.

가장 많이 쓰는 기준은 MPPT 단위다. 센트럴은 어레이 단위, 스트링은 스트링 단위다.

센트럴 방식은 비용이 낮으나 일부 모듈의 음영이 전체 출력을 끌어내린다.

MPPT 단위가 작을수록 음영 손실은 줄고 설치비는 늘어난다.

단독운전 방지

계통연계형 인버터는 계통 정전 시 계통에서 분리되어야 한다.

단독운전은 계통이 차단된 상태에서 인버터가 부하에 전력을 계속 공급하는 상태다.

단독운전이 검출되면 출력을 정지하고, 계통 복귀 후 일정 시간이 지나면 재투입한다.

검출은 능동 방식과 수동 방식을 함께 쓰며, 기준이 정한 제한시간 안에 이뤄져야 한다.

정리

정답은 출력을 정지한다. 계통 정전 시 단독운전을 막기 위해서다.

태양광 인버터는 직류를 계통 교류로 바꾸고 MPPT와 계통 보호 기능을 갖춘다.

시험에서는 기능과 회로 방식을 함께 쓰고 분류는 MPPT 단위를 먼저 적는다.

무변압기형은 효율이 높지만 잔류 전류 감지 같은 직류 지락 감시가 필수다.