인버터는 태양광 발전 시스템의 핵심이자 심장과 같은 역할을 합니다. 태양광 발전 과정에서 태양광 패널은 직류(DC) 전력을 생산합니다. 하지만 많은 부하는 교류(AC) 전력을 필요로 하며, DC 전원 공급 시스템은 전압 변환에 있어 여러 가지 한계가 있습니다. 또한, 특수 전력 부하를 제외하고는 부하 적용 범위가 제한적입니다. 대부분의 경우 인버터를 통해 DC 전력을 AC 전력으로 변환해야 합니다. 태양광 인버터는 태양광 발전 시스템의 핵심으로서, 태양광 모듈에서 생성된 직류를 교류로 변환하여 지역 부하 또는 전력망으로 송전하는 역할을 하며, 관련 보호 기능도 갖춘 전력 전자 장치입니다.
태양광 인버터는 주로 전력 모듈, 제어 회로 기판, 차단기, 필터, 리액터, 변압기, 접촉기 및 케이스로 구성됩니다. 생산 공정은 전자 부품 사전 가공, 완제품 조립, 테스트 및 완제품 포장을 포함합니다. 인버터 개발은 전력 전자 기술, 반도체 소자 기술 및 최신 제어 기술의 발전에 달려 있습니다.
태양광 인버터의 경우, 전력 변환 효율 향상은 끊임없는 과제이지만, 시스템 효율이 100%에 가까워질수록 추가적인 효율 향상은 비용 효율성 저하를 수반하게 됩니다. 따라서 높은 효율을 유지하면서도 가격 경쟁력을 확보하는 것이 현재 중요한 과제입니다.
인버터 효율 향상 노력에 비해 전체 인버터 시스템 효율 향상은 태양 에너지 시스템에서 점차 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 태양광 어레이에서 2~3% 정도의 음영이 발생하는 경우, MPPT 기능을 사용하는 인버터는 시스템 출력 저하로 인해 출력 전력이 최대 20%까지 떨어질 수 있습니다. 이러한 상황에 효과적으로 대응하기 위해 개별 또는 부분적인 태양광 모듈에 대해 1:1 MPPT 또는 다중 MPPT 제어 기능을 적용하는 것이 매우 효과적인 방법입니다.
인버터 시스템은 계통 연계 운전 상태에서 작동하기 때문에 시스템의 누전이 접지로 유출될 경우 심각한 안전 문제를 야기할 수 있습니다. 또한 시스템 효율 향상을 위해 대부분의 태양광 패널은 직렬로 연결되어 높은 직류 출력 전압을 생성하는데, 전극 간 이상 조건 발생 시 직류 아크가 발생하기 쉽습니다. 높은 직류 전압으로 인해 아크를 소멸시키기가 매우 어렵고 화재로 이어질 위험이 매우 큽니다. 태양광 인버터 시스템의 보급이 확대됨에 따라 시스템 안전 문제는 인버터 기술에서 중요한 부분을 차지하게 될 것입니다.
게시 시간: 2023년 4월 1일
