태양광 인버터의 선택

건물의 다양성으로 인해 태양광 패널 설치 방식도 다양해질 수밖에 없습니다. 건물의 미관을 고려하면서 태양 에너지 변환 효율을 극대화하려면 최적의 태양 에너지 변환 방식을 구현하기 위해 인버터의 다각화가 필요합니다. 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 태양광 인버터 방식은 중앙집중형 인버터, 스트링 인버터, 다중 스트링 인버터, 그리고 컴포넌트 인버터입니다. 이제 여러 인버터의 적용 사례를 분석해 보겠습니다.

중앙집중형 인버터는 일반적으로 대규모 태양광 발전소(》10kW)가 있는 시스템에 사용됩니다. 여러 개의 병렬 태양광 스트링이 동일한 중앙집중형 인버터의 DC 입력에 연결됩니다. 일반적으로 고전력에는 3상 IGBT 전력 모듈이 사용됩니다. 저전력에서는 전계 효과 트랜지스터와 DSP 변환 컨트롤러를 사용하여 생성된 전기 에너지의 품질을 개선하여 사인파 전류에 매우 가깝게 만듭니다. 가장 큰 특징은 시스템의 고전력 및 저비용입니다. 그러나 태양광 스트링의 정합 및 부분적인 차광의 영향을 받아 전체 태양광 시스템의 효율과 전력 용량에 영향을 미칩니다. 동시에, 전체 태양광 시스템의 발전 신뢰성은 태양광 유닛 그룹의 불량한 작동 상태에 의해 영향을 받습니다. 최근 연구 방향은 공간 벡터 변조 제어를 활용하고 부분 부하 조건에서 고효율을 얻기 위한 새로운 인버터 토폴로지 연결을 개발하는 것입니다.

SolarMax 중앙집중형 인버터에 태양광 어레이 인터페이스 박스를 연결하여 각 태양광 윈드서핑 스트링을 모니터링할 수 있습니다. 스트링 중 하나가 제대로 작동하지 않으면 시스템은 이 정보를 원격 컨트롤러로 전송합니다. 동시에 원격 제어를 통해 해당 스트링을 정지시킬 수 있으므로, 태양광 스트링의 고장으로 인해 전체 태양광 시스템의 작동 및 에너지 출력이 감소하거나 영향을 받지 않습니다.

스트링 인버터는 국제 시장에서 가장 인기 있는 인버터가 되었습니다. 스트링 인버터는 모듈형 개념을 기반으로 합니다. 각 태양광 스트링(1kW~5kW)은 인버터를 통과하며, 직류(DC) 단에서 최대 전력 피크를 추적하고 교류(AC) 단에서는 병렬로 연결됩니다. 많은 대형 태양광 발전소에서 스트링 인버터를 사용합니다. 스트링 인버터의 장점은 모듈 간 차이 및 스트링 간 그림자의 영향을 받지 않고, 동시에 태양광 모듈의 최적 작동 지점을 줄인다는 것입니다.

인버터와의 불일치로 발전량이 증가합니다. 이러한 기술적 이점은 시스템 비용을 절감할 뿐만 아니라 시스템 신뢰성을 향상시킵니다. 동시에 스트링 사이에 "마스터-슬레이브" 개념이 도입되어 단일 스트링으로 단일 인버터를 작동시킬 수 없는 경우, 여러 세트의 태양광 스트링을 연결하여 하나 또는 여러 개를 작동시킬 수 있습니다. 이를 통해 더 많은 전력을 생산할 수 있습니다. 최신 개념은 여러 인버터가 "팀"을 구성하여 "마스터-슬레이브" 개념을 대체하는 것으로, 시스템 신뢰성을 한 단계 더 높입니다. 현재 무변압기 스트링 인버터가 시장을 주도하고 있습니다.

다중 스트링 인버터는 중앙 집중형 인버터와 스트링 인버터의 장점을 활용하고 단점을 보완하며, 수 킬로와트급 태양광 발전소에 적용할 수 있습니다. 다중 스트링 인버터에는 개별 전력 피크 추적 및 DC-DC 컨버터가 포함되어 있습니다. 이러한 DC는 일반 DC-AC 인버터를 통해 AC 전력으로 변환되어 계통에 연결됩니다. 서로 다른 정격 전력을 가진 태양광 스트링(예: 서로 다른 정격 전력, 각 스트링의 구성 요소 수, 구성 요소 제조업체 등), 서로 다른 크기 또는 기술의 태양광 모듈, 서로 다른 방향(예: 동, 남, 서), 서로 다른 경사각 또는 그림자의 스트링을 하나의 공통 인버터에 연결할 수 있으며, 각 스트링은 각자의 최대 전력 피크에서 작동합니다.

동시에 DC 케이블의 길이가 줄어들고, 현 사이의 그림자 효과와 현 사이의 차이로 인한 손실이 최소화됩니다.

구성 요소 인버터는 각 태양광 구성 요소를 인버터에 연결하는 방식으로, 각 구성 요소에는 별도의 최대 전력 피크 추적 기능이 있어 구성 요소와 인버터의 매칭이 더욱 뛰어납니다. 일반적으로 50W~400W 태양광 발전소에 사용되며, 스트링 인버터보다 전체 효율이 낮습니다. 교류 측에 병렬로 연결되기 때문에 교류 측 배선이 복잡해지고 유지 관리가 어렵습니다. 또 다른 해결해야 할 문제는 전력망에 더 효과적으로 연결하는 방법입니다. 간단한 방법은 일반 AC 소켓을 통해 전력망에 직접 연결하는 것입니다. 이 방법은 비용과 장비 설치를 줄일 수 있지만, 전력망의 안전 기준이 이를 허용하지 않는 경우가 많습니다. 이 경우 전력 회사는 발전 장치를 일반 가정용 콘센트에 직접 연결하는 것을 반대할 수 있습니다. 안전과 관련된 또 다른 요소는 절연 변압기(고주파 또는 저주파)가 필요한지, 아니면 변압기 없는 인버터가 허용되는지 여부입니다.인버터유리커튼월에 가장 널리 사용됩니다.