<목차>
1. 인버터란?
2. 인버터의 주요 기능
3. 인버터의 구성
인버터란?
태양광 인버터는 전력변환장치와 필터, 변압기 등으로 구성되어 있는 설비로 태양광발전시스템에서 모듈 다음으로 큰 비중을 차지하는 설비입니다. 인버터는 모듈에 입력되는 직류전원을 상용주파의 교류로 변환하여 계통연계가 가능하도록 전력을 변환하는 장치입니다.
인버터는 교류 계통으로 접속된 부하설비에 전력을 공급하여 직류를 최대 효율로 변환합니다. 또한, 회로에 이상이 있을 경우 회로를 보호하며 발전되는 전력을 최대로 이끌어내는 제어, 전기적인 감시와 모니터링, 보호기능까지 갖추고 있습니다
<인버터의 기본 기능>
- DC를 AC로 변환하여 계통으로 공급
- 계통으로 인해 발생할 수 있는 사고를 보호하며 시스템 자체의 고장에 대한 보호기능 내장
- MPPT 기능으로 항상 최적의 상태로 발전하도록 추적하는 기능
인버터의 주요 기능
인버터는 직류를 교류로 변환하는게 주 목적이지만 발전 시스템의 출력을 유지하고, 문제가 생길 경우 정지하는 기능을 갖추고 있습니다. 인버터의 주요 기능에는 자동운전 정지기능, 최대 전력추종제어 기능, 단독운전방지기능, 자동전압조정기능, 직류 검출기능, 직류 지락 검출기능, 계통연계 보호계전기 등이 있습니다.
자동운전 정지기능
일사강도가 증가하여 출력을 얻을 수 있는 조건이 되면 자동적으로 운전을 시작하여 모듈의 출력을 감지해 자동으로 운영됩니다. 해가 질 경우 출력을 얻을 수 있을 때는 운전을 지속하지만, 완전한 일몰로 해가 없을 경우에는 자동으로 정지합니다. 흐린 날에도 운전이 가능하지만 출력이 0이 될 경우 대기 상태로 전환됩니다.
최대전력추종제어
태양전지의 출력은 일사량과 모듈의 표면 온도에 따라 변동합니다. 이러한 변화 요소에도 항상 태양광발전시스템이 최대출력을 유지하도록 변화하는 제어시스템을 최대전력추종제어(MPPT:Maximum Power Point Tracking)라 부릅니다.
단독운전 방지기능
태양광발전시스템이 계통과 연계되어 있는 상태에서 정전이 발생할 경우 부하전력이 인버터의 출력전압과 동일하게 되는 경우, 인버터의 출력전압 주파수는 변화하지 않고 전압, 주파수 계전기에서 정전을 검출할 수 없습니다. 따라서 단독운전 방지기능을 통해 안전하게 시스템을 정지할 수 있습니다.
자동전압 조정기능
태양광발전시스템을 계통에 접속해 역전송 운전을 할 경우 전력 전송을 위한 수전점의 전압이 상승해 전력회사의 운용범위를 넘을 가능성이 존재합니다. 따라서 자동전압 조정기능을 통해 전압범위를 조절할 수 있습니다.
직류 검출기능
인버터는 반도체 스위치를 고주파로 스위칭 제어하기 때문에 불규칙 분포등으로 인해 출력에 직류분이 중첩될 수 있습니다. 상용주파 변압기를 내장하는 인버터의 경우 절연변압기에 의해 어느정도 감소되기 때문에 계통측으로 유출되지 않을 수 있습니다.
직류 지락 검출기능
트랜스리스 방식의 인버터는 모듈과 계통측이 절연되지 않기 때문에 지락에 대한 안전대책을 수립해야합니다. 지락이 발생되면 지락전류에 의해 직류성분이 중첩되어 차단기에서 보호할 수 없을 수 있으므로 보호대책이 필요합니다.
계통연계 보호계전기
과전압계전기, 저전압계전기, 고주파수계전기, 저주파수계전기, 지락과전류계전기 등 계통과 연계되는 설비를 보호할 수 있는 계전기들이 내장되어 있습니다.
인버터의 구성요소
입력필터
인버터에서 스위칭 때 발생하는 노이즈를 최소화하도록 제작하고, 직류측에 emi 필터를 설치해 노이즈가 외부로 나가지 못하도록 합니다.
인버터부
IGBT 모듈, 퓨즈, 방열판, 조립용 부품으로 구성되어 정류부로부터 정류된 직류를 IGBT에 공급합니다.
출력 변압기
역변환으로부터 출력을 합성하여 고조파 성분을 극소화 시킵니다.
제어부
고성능 스위치 방식에 의한 컨버터 방식을 사용해 절체 또는 가동 시 오동작 없이 안정적으로 동작하도록 합니다.
돌입전류 제한 리액터
과부하 등에 의한 돌입전류를 제한해 인버터를 보호합니다.
피뢰기
외부로부터의 서지 유입 및 유출 방지를 위해 서지 보호회로를 설치하여 보호합니다.
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