태양광발전설비 시설기준

도입

태양광발전설비 시설기준은 모듈, 전력변환장치, 구조물의 설치 요건을 정한 기준이다.

현행 기준은 한국전기설비규정(KEC) 522.2다. 2021년 1월 1일부터 적용된다.

직류 고전압과 옥외 설치 때문에 감전과 화재 위험이 커서 기준이 필요하다.

구성요소와 직류 흐름

태양광발전설비는 태양전지 모듈, 접속함, 전력변환장치, 구조물이 결합된 설비다.

모듈은 빛을 직류로 바꾸고, 스트링을 이뤄 접속함에 모인 뒤 변환장치로 간다.

전력변환장치는 직류를 교류로 바꿔 계통에 연계한다.

직류 측은 전압이 높아 감전과 아크 위험이 크다. 교류 측은 계통과 연결된다.

직렬 모듈 수 계산

모듈 직렬 수는 최저 온도에서의 개방전압으로 정한다. 온도가 낮을수록 개방전압이 올라간다.

온도 보정 개방전압으로 직류 최대 전압을 나누면 직렬 수의 상한이 나온다.

예를 들어 개방전압 40V, 온도계수 −0.3%/℃, 최저 −10℃로 가정한다.

보정 개방전압은 44.2V다. 1,500V를 나누면 N은 33.9 이하다.

따라서 직렬 33매가 상한이다. 계산 결과는 설계 조건과 대조한다.

직류 전압 구간과 안전조치

직렬군 최대개방전압은 직렬로 연결된 모듈군이 무부하일 때 낼 수 있는 가장 높은 직류 전압이다.

직류 750V를 넘으면 울타리 등 안전조치를 추가로 시설해야 한다.

울타리 높이는 접근을 막는 기준이며, 높이와 위험 표시를 함께 적용한다.

예를 들어 모듈 1매 40V, 직렬 30매면 최대개방전압은 1,200V다.

이 조건을 빠뜨리면 감점이 크다. 구간 기준은 설계의 출발점이다.

전력변환장치와 보호·계측

직류 측과 교류 측은 고장 형태와 보호 장치가 다르다.

직류 측은 모듈 간 역전류와 직류 지락이 문제다. 전압이 높아 아크와 지락 위험이 크다.

전력변환장치는 환기·방열 공간을 확보하고 전압·전류·온도를 감시한다.

교류 측은 계통 사고와 과전류 보호 협조, 차단 시간이 중요하다.

지지구조물과 설치장소

설치장소는 환경 조건과 구조 조건으로 나눠 요구사항을 쓴다.

모듈을 지지하는 구조물은 설비 하중과 풍·적설 외력을 견뎌야 한다.

구조물은 풍압과 적설 하중, 기초 안정성으로 설계한다.

외벽이나 경사면 설치는 낙하 위험과 반사광 민원도 따진다.

정리

시설기준은 설치장소, 모듈과 구조물, 전력변환장치, 보호·계측으로 나눠 쓴다.

각 요건이 감전과 화재를 막는지 함께 설명한다.

채점위원은 항목 누락을 본다. 요구를 번호로 나눠 쓰면 점수 확보가 쉽다.