글로벌 신에너지 산업의 급속한 발전과 함께 태양광 발전(PV)은 기업, 산업 단지, 상업용 건물 및 주거용 고객을 위해 널리 사용되는 청정 에너지 솔루션이 되었습니다. 그러나 기존 배전 시스템에 비해 태양광 시스템은 건물 옥상, 개방된 공간 또는 대형 PV 발전소에 설치되는 경우가 많아 자연 환경에 장기간 노출되어 낙뢰 및 그리드 서지에 더욱 취약해집니다.
서지 보호기(SPD) 제조업체로서 우리는 많은 PV 시스템 오류가 모듈 자체에서 발생하는 것이 아니라 인버터, 모니터링 장치 또는 통신 시스템을 손상시키는 일시적인 과전압에서 발생한다는 사실을 발견했습니다. 따라서 현대 PV 프로젝트 설계에서 서지 보호기는 더 이상 선택 사항이 아니라 시스템의 안전한 작동을 보장하는 중요한 구성 요소입니다.
그렇다면 광전지 시스템에 서지 보호기가 필요한 이유는 무엇입니까? 본 논문에서는 이를 실제 적용의 관점에서 분석할 것이다.
1. 태양광 시스템은 낙뢰 충격에 더 취약합니다.
기존 실내 전기 장비와 달리 PV 시스템의 장비 대부분은 장기간 실외에 설치됩니다.
예를 들어:
태양광 모듈
결합기 상자
락킹 시스템
DC 케이블
인버터
일반적으로 넓은 지역과 건물의 가장 높은 지점 근처에 위치합니다.
낙뢰가 발생하면 태양광 발전 시스템에 직접 닿지 않더라도 전자기 유도에 의해 강력한 서지 전압이 발생할 수 있습니다.
이 일시적인 과전압은 회로를 따라 빠르게 전파되어 시스템 장비에 심각한 영향을 미칩니다.
따라서 PV 시스템은 낙뢰 위험이 높은 일반적인 적용 시나리오입니다.
2. 인버터 등 핵심장비 보호
인버터는 전체 PV 시스템에서 가장 가치 있고 중요한 장치 중 하나인 경우가 많습니다.
주요 기능은 직류(PV 어셈블리에서 생성된 DC)를 교류로 변환하여 전력망에 연결하는 것입니다.
그러나 인버터에는 정교한 전자 부품이 많이 포함되어 있습니다.
예를 들어:
IGBT 모듈
제어 회로
통신 모듈
모니터링 시스템
이러한 전자 부품은 과전압에 매우 민감합니다.
급증의 영향을 받으면 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.
시스템 종료
통신 중단
전력 손실
장비 손상
서지 보호기를 설치하면 인버터에 미치는 일시적인 과전압 영향을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
3. PV 모듈 및 컴바이너 박스의 손상 방지
많은 사람들은 번개가 인버터에만 영향을 미친다고 생각합니다.
실제로 PV 구성 요소와 결합기 상자도 위험에 처해 있습니다. 특히 대규모-지상 발전 프로젝트에서는 다음과 같습니다.
대규모 태양광 어레이 면적;
케이블 길이
낙뢰를 유발할 위험이 높음
서지가 DC 라인을 따라 이동하면 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.
모듈 성능 저하
결합기 상자
소각 터미널
DC 측면 서지 보호기는 서지가 장치에 유입되기 전에 신속하게 에너지를 방출하여 손상 위험을 줄일 수 있습니다.
4. 시스템 가동 중단 시간 및 발전 손실 감소
상업용 및 산업용 태양광 프로젝트의 경우 시스템 가동 중단 시간은 직접적인 경제적 손실을 의미합니다.
예를 들어:
발전수익 감소
생산 중단
유지관리 비용 증가
서지로 인해 중요한 장비가 손상된 경우 수리 및 교체에 오랜 시간이 걸리는 경우가 많습니다.
서지가 발생하면 SPD는 신속하게 반응하여 과전압을 안전한 범위로 제한합니다.
이는 시스템의 연속성을 향상시키고 예상치 못한 가동 중지 시간의 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
5. 태양광 발전 시스템은 AC와 DC 모두에서 위험합니다.
일반 전력 시스템에 비해 태양광 발전 시스템은 구조가 더 독특합니다.
여기에는 다음이 포함됩니다.
DC 측
포함:
태양광 모듈
태양광 스트링
결합기 상자
인버터 입력
통신측
포함:
인버터 출력
유통 캐비닛
커넥티드 그리드 생성 시스템
뇌우는 DC 및 AC 측면 모두에서 시스템에 유입될 수 있습니다.
따라서 완전한 광전지 낙뢰 보호 솔루션에는 일반적으로 다음이 필요합니다.
DC SPD
AC SPD
이중 보호.
이는 전체 보호 시스템을 생성합니다.
6. 산업 및 엔지니어링 사양 준수
태양광 산업에 대한 규제가 증가함에 따라 점점 더 많은 국가와 지역에서 프로젝트에 서지 보호 조치를 요구하고 있습니다.
특히:
상업 및 산업 태양광 프로젝트
대규모 지상-설치 발전소
공공 건물의 태양광 시스템
설계 단계에서는 일반적으로 다음 사항을 고려해야 합니다.
낙뢰 위험 평가
SPD 구성 방식
접지 시스템 설계
표준 요구사항은 시스템 안전성을 향상시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라 프로젝트 승인률도 향상시킵니다.
7. 감시 및 통신 시스템 보호
현대 태양광 발전소는 발전 장비의 작동에 의존할 뿐만 아니라 수많은 지능형 모니터링 장비도 필요합니다.
예를 들어:
데이터 수집 장치
환경 모니터링 시스템
통신 모듈
원격 모니터링 플랫폼
이러한 장치는 일반적으로 저전압 전자 장치를 사용합니다-.
전기 장비보다 서지에 더 취약합니다.
따라서 서지 보호는 발전 시스템 자체를 보호할 뿐만 아니라 전체 모니터링 네트워크의 안정적인 운영을 보호합니다.
8. 시스템의 전반적인 투자 수익 개선
프로젝트 투자 관점에서 볼 때 서지 보호기 비용은 일반적으로 태양광 발전 시스템에 대한 전체 투자의 작은 부분입니다.
그러나 그들이 가져오는 가치는 엄청납니다.
포함:
장비 손상 위험 감소
유지 관리 비용 절감
시스템 가용성 향상
장비 수명 연장
발전수입 안정성 제고
합리적인 SPD 구성은{0}}설계 수명이 20년 이상인 PV 발전소에 대한 비용 효율적인 투자입니다.
점점 더 많은 태양광 프로젝트에서 SPD 구성을 강조하는 이유는 무엇입니까?
인버터의 지능화 수준이 높아지고 태양광 발전소의 규모가 확대됨에 따라 장비의 가치와 시스템의 복잡성도 증가하고 있습니다.
서지 피해가 발생할 경우 단일 장비의 고장을 유발할 뿐만 아니라 전체 플랜트의 가동에 영향을 미치게 됩니다.
결과적으로 점점 더 많은 프로젝트가 건설 초기 단계부터 서지 보호를 전체 설계에 통합하고 있습니다.
서지 보호기(SPD)는 회로 차단기 및 퓨즈만큼 현대 광발전 시스템에 중요해졌습니다.
결론:
PV 시스템은 오랫동안 실외에서 작동하며 낙뢰, 전력망 변동, 과전압 유도 등의 위험에 직면합니다. 서지 보호기를 설치하면 인버터, PV 구성 요소 및 모니터링 장비를 서지 손상으로부터 보호할 뿐만 아니라 가동 중지 시간을 줄이고 유지 관리 비용을 절감하며 발전 시스템의 장기적인 신뢰성을-향상시킵니다. AC 측 서지 보호기를 올바르게 구성하는 것은 PV 프로젝트의 안전한 작동과 투자 수익을 보장하려는 소유자에게 중요한 단계가 되었습니다.
FAQ PV 시스템에는 서지 보호기가 필요합니까?
대부분의 PV 프로젝트에서는 특수 목적의 방전 장치를 설치하는 것이 좋습니다. 특히 낙뢰 활동이 심한 실외 시스템 및 구역에 설치하는 것이 좋습니다.
PV 시스템에는 몇 개의 SPD가 필요합니까?
완전한 보호 시스템을 구성하려면 일반적으로 서지 보호기를 DC 및 AC 측 모두에 설치해야 합니다.
서지 보호기가 직접적인 낙뢰를 예방할 수 있습니까?
SPD(유지 전압 검출기)는 주로 낙뢰로 인한 서지 전압을 제한하는 데 사용됩니다. 직접 낙뢰 보호에는 피뢰침과 접지 시스템도 사용해야 합니다.
태양광 인버터가 큰 파도에 취약한 이유는 무엇입니까?
인버터에는 일시적인 과전압에 매우 민감한 수많은 전자 부품이 포함되어 있으므로 중앙 집중식 보호가 필요합니다.
SPD는 장애 후에도 장비를 계속 보호할 수 있나요?
아니요. 시스템이 만료되거나 오작동하는 경우 즉시 교체해야 합니다. 그렇지 않으면 시스템의 효과적인 서지 보호 기능이 상실됩니다.