태양광 발전 파워 컨디셔너

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태양광 발전 파워 컨디셔너(PCS)

태양전지전압과 파워컨디셔너

• 일반개인 주택용 : 100~250[V]정도
• 공공 산업용 : 650~850[V]정도
• 태양전지 어레이 출력전압도는 이 범위가 되도록 선정하는 것이 필요하다

회로방식

1)상용주파 변압기를 사용하는 방식

• 태양전지의 직류 출력을 상용주파 변압기로 승압하는 방식
• 상용주파수 변압기를 이용하여 내부 신뢰성이나 Noise-Cut이 우수하다
• 회로가 간단하다
• 대용량에 적합하다
• 변압기로 인한 중량이 증가한다
• 효율이 저하되는 단점이 있다

2)고주파 변압기를 사용하는 방식

• 소형의 고주파 변압기로 절연하고 컨버터와 인버터를 사용하여 변환하는 방식
• 회로가 복잡하고 가격이 고가이다
• 소용량이다
• 특수구조가 아니면 사용하지 않는다.

3)변압기가 없는 방식

• DC-DC컨버터로 승압하고 인버터에서 상용 주파의 교류로 변환하는 방식
• 소형 경량으로 가격적인 측면에서 안정되고 신뢰성이 높다
• 발전과 사용전원 사이가 비절연된다
• 효율이 높다
• 대용량에 적합하다
• 일본에서 많이 사용하는 방식이다

파워컨디셔너 기능

1)자동운전 정지 기능

• 일사강도의 증대로 파워컨디셔너가 운전가능한 조건이 되면 자동 발전개시한다

• 일몰등 태양전지 출력이 적어지면 자동으로 정지, 대기상태가 된다

2)단독운전 방지기능

• 간접검출방식

• 직접 전송차단 방식
  • 통신회선을 이용하여 분산형 전원의 단독운전을 직접적으로 제어하여 차단하는 방식이다
  • 한전차단기 개방-> 분산형 전원측에 신호전송-> 분산형 전원을 분리
  • 신뢰성이 높다
  • 통신설비가 필요하므로 설치 및 유지비용이 증가한다

3)최대전력 추종제어

• 최대 출력 추종 제어기능
• 태양전지 출력은 일사강도나 태양전지 온도에 따라 변동된다
• PCS는 항상 최대 점으로 운전할 수 있도록 직류 전압을 변동시켜 제어한다

4)자동전압 조정기능

• 역송전 운전을 행한 경우 수전점의 전압이 상승할 우려가 있다
• 이를 방지하기 위해 자동전압조정기능을 설치한다
• 진상무효전력제어
  • 일반적으로 역률 1로 운전한다
  • 연계점의 전압이 상승하면 무효전력제어를 위해 역률(0.8까지)을 제어한다

• 출력제어
  진상무효전력제어에 의한 전압제어가 한계 시 태양광발전시스템의 출력을 제한하여 연계점의 전압상승을 방지한다

5)직류 검출기능

• 고주파변압기 절연방식이나 트랜스라는 방식에서 문제가 된다
• 직류분이 존재하면 주상변압기의 자기포화등 계통측에 악영향을 미치게 된다
• 직류분이 정격교류 출력전류의 0.5%이하로 유지해야 한다
• 직류제어기능 문제시 파워컨디셔너를 정지시키는 보호기능이 내장되어 있다

6)지락 검출기능

• 트랜스리스 방식은 지락에 대한 안전대책이 필요하다
• 지락전류에 직류성분이 중첩되어 통상 누전차단기에서는 보호되니 않는 경우가 발생한다.
• 파워컨디셔너 내부에 지락검출기가 설치되어 보호된다.

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