태양광 인버터

태양광 인버터란 모듈 어레이 직류 전기를 교류 전기를 변환하는 장치이다. 상기 직류 전기를 교류전기로 변환하는 방법으로 스위치를 이용하여 전류가 흐르는 방향을 주기적으로 바꾸어 주면 구형파가 발생되고, 상기 구형파로는 직접 전압을 제어할 수 없고, 고조파 성분이 많이 포함하고 있다. 상기 구형파는 스위치를 이용하여 방향을 바꾸는 과정에서 시간적 간격을 주면 유사 구형파가 발생되고, 이를 단순 폭 변조, 유사 정현파라 한다. 상기 유사 정현파 폭을 변조하고 신호 시간 간격을 조절하면 정형파가 된다.

 

 

태양광 인버터 구성 방식에 따라 분류하면, 센트럴, 스트링, 멀티 스트링, 모듈형 인버터 등으로 나뉠 수 있고, 먼저, 센트럴 인버터는 태양전지를 직렬, 병렬 조합하여 단일 출력을 인버터 입력으로 사용하는 방식으로 높은 전압, 전류를 생성한다.

두 번째 방식으로, 스트링 인버터는 높은 전압, 낮은 전류를 생성하는 방식으로 각 스트링별 최대 전력 추종방식으로 입력 전압이 높도록 구성해야 한다. 세 번째로는 멀티 스트링 인버터이고 이 방식은 여러 개의 직류-직류 승압 컨버터가 하나의 직류-교류 인버와 연결되는 방식으로 폭넓은 입력전압 범위를 갖는다. 네 번째로 모듈형 인버터는 모듈 단위 최대 전력점 추종과 모니터링을 가능하게 하고 각 모듈 온도 변화, 음영발생여부를 감지하여 최대 전력을 발생 가능하게 한다.

 

 

태양광 인버터의 기능에는 직류를 교류로 변화시켜 주는 전력변환기능과 전력 이상, 고장시를 위한 보호 기능을 갖추고 있는데 첫 번째로, 자동운전 정기기능은 태양이 동쪽에서 떠오르면 일사량이 증가하여 운전 가능 전압이 되면 운전이 자동으로 시작되고 태양이 서쪽으로 지면, 일사량이 감소하여 자동으로 정지하게 된다. 흐리거나 눈이 오거나 태양이 가려져 일사량이 감소하여 출력이 0이 되면 대기상태로 바뀐다. 두 번째로 최대전력 추종제어기능은 태양전지의 출력은 일사량과 셀 온도에 따라 변화하게 되는데 이러한 전력 변동에 따라 태양전지 최대 출력을 위한 최대 출력점 추종 제어를 한다. 세 번째로 단독운전 방지기능은 계통이 고장이나 정전 시 전력공급을 차단하는 제어를 한다.

 

 

네 번째로 계통연계 보호기능은 태양광 시스템과 계통이 이상현상, 고장 등 사고 시 인버터 작동은 정지상태가 되고 계통과 분리시킨다. 다섯 번째로 자동전압 조정기능은 인버터 입력단이 소형 전력을 갖는 시스템에서 변압기 없이 사용 시 출력단 전압을 자동 조정한다. 여섯 번째로 직류 검출기능은 인버터는 반도체 소자를 고주파로 제어하기 때문에 직류성분이 발생되고 중첩이 되어 계통과 분리하지 않으면 사고 발생 우려가 커지므로 인버터 내에 변압기가 존재 시 계통과 절연이 되지만, 상기 인버터 내부에 변압기가 없는 무변압기방식이라면 계통에 직류분이 발생하여 주상 변압기 자기 포화 등 계통 측에 사고발생을 야기시킨다. 마지막으로 지락 전류 검출기능은 지락전류가 발생 시 인버터를 통해서 계통에 지락전류가 유입이 되어 사고가 발생되므로 인버터 장치 내부에는 지락 전류를 검출할 수 있는 보호기능을 갖추어야 지락사고로 부터 계통시스템을 안전하게 보호할 수 있다. 

 

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