2025-07-01
고가의 태양광 PV 시스템이 언젠가 쉽게 손상될까 봐 걱정되십니까? 하지만 현실은 서지 보호 장치가 없으면, 미세한 전압 스파이크조차도 태양광 패널 어레이에서 전력을 끌어오는 모든 전자 장치를 손상시킬 수 있다는 것입니다. 게다가, 낙뢰 보호 장치가 없으면 에너지 효율성에 투자하는 모든 것이 쓸모없게 됩니다. 낙뢰는 태양광 패널 고장의 주요 원인 중 하나이기 때문입니다.
적절한 서지 보호 장치(SPD)를 선택하는 것은 태양광 발전 시스템의 수명과 신뢰성을 보장하는 데 중요한 결정입니다.
태양광 서지 SPD는 전력 서지 및 과도 전압 스파이크로부터 태양광 패널 및 관련 장비를 보호하도록 설계되었습니다. 과도한 전압과 서지 전류를 접지로 전환하여 시스템을 손상으로부터 보호합니다.
태양광/PV 시스템에 서지 보호 장치가 필요한 이유는 무엇입니까?
아시다시피, 태양광 패널은 실외에 설치됩니다. 이는 비, 바람, 먼지와 같은 혹독한 환경에 직접 노출되게 합니다. 기상 조건 중 낙뢰는 PV 시스템의 안전과 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 특별한 주의가 필요합니다.
태양광 발전 시스템은 여러 가지 이유로 서지 손상에 특히 취약합니다.
- 노출된 위치: 태양광 어레이는 일반적으로 높고 노출된 위치에 설치됩니다.
- 연장된 케이블 런: DC 전원 케이블은 유도 서지에 대한 안테나 역할을 할 수 있습니다.
- 민감한 전자 장치: 인버터, 모니터링 시스템 및 제어 장비에는 취약한 구성 요소가 포함되어 있습니다.
- 낙뢰 유치: 태양광 패널 어레이는 낙뢰에 매력적인 경로가 될 수 있습니다.
낙뢰가 지면에 떨어지면 에너지를 방전하여 지면의 전기장에 영향을 미칩니다. 태양광 PV 발전소의 경우, 이는 두 가지 위험을 초래합니다.
- 지붕의 태양광 장비를 물리적으로 파괴할 수 있는 직접적인 영향
- 자기 결합을 통해 케이블을 통과하는 과도 과전압으로, 인쇄 회로 기판(PCB)과 같은 민감한 구성 요소의 손상으로 이어질 수 있습니다.
보호되지 않은 PV 시스템은 낙뢰가 자주 발생하는 지역에서 반복적이고 심각한 손상을 입게 됩니다. 이는 상당한 수리 및 교체 비용, 시스템 가동 중단 및 수익 손실을 초래할 수 있습니다.
태양광 서지 보호(SPD)는 과도 과전압을 제한하고 전류 파동을 접지로 전환하도록 설계되었습니다. 또한 과전압의 진폭을 전기 인프라 및 개폐 장치에 안전한 값으로 제한합니다.
광전지/PV 시스템에 필요한 태양광 서지 보호 장치는 몇 개입니까?
광전지 또는 PV 시스템에 필요한 PV 서지 보호 장치의 수는 시스템의 특정 구성 및 구성 요소에 따라 다릅니다. 다음은 염두에 두어야 할 몇 가지 일반적인 지침입니다.
주 전원 입력 DC SPD:
Type 1 DC SPD는 PV 시스템이 설치된 건물의 주 전원 입력에 설치하는 것이 좋습니다. 이 태양광 서지 보호 장치는 태양광 패널 및 관련 장비를 포함한 전체 전기 시스템에 대한 완전한 보호 기능을 제공합니다. 주 전원 및 낙뢰와 같은 외부 소스 모두에서 발생하는 과전압으로부터 보호합니다. 주 전원 입력 DC SPD 1000V는 시스템에서 예상되는 최대 전압 및 서지 전류를 처리하도록 정격되어야 합니다.
서브분배 DC SPD:
대형 광전지 시스템에는 여러 태양광 스트링의 전기 출력을 결합하는 서브분배기 또는 집합 상자가 있는 경우가 많습니다. 이러한 서브 패널에 Type 2 DC SPD를 설치하여 이러한 패널에 연결된 회로에 국부적인 서지 보호를 제공하는 것이 좋습니다. 이러한 DC SPD는 그리드 유도 과전압으로부터 보호하고 시스템 내 과전압의 전파를 제한합니다.
광전지 설치에서 DC SPD에 대한 특정 요구 사항은 시스템 크기, 설치 현장, 지역 전기 규정 및 산업 표준과 같은 요인에 따라 다를 수 있습니다. 시스템을 평가하고 최적의 서지 보호에 필요한 DC SPD의 수와 유형에 대한 구체적인 조언을 제공할 수 있는 자격을 갖춘 태양광 설치자 또는 전기 기술자에게 문의하는 것이 가장 좋습니다.
또한 선택한 DC SPD 1000V가 지역 안전 표준을 충족하는 데 필요한 전압 및 서지 전류 정격과 필요한 인증을 받았는지 확인하십시오. 또한 태양광 시스템을 효과적으로 보호하기 위해 DC SPD를 정기적으로 유지 관리하고 검사하는 것이 좋습니다.
태양광 PV 시스템에 설치된 SPD의 수는 패널과 인버터 사이의 거리에 따라 다릅니다. 태양광 패널 사이의 케이블 길이가 10미터 미만인 경우: 1개의 SPD를 인버터, 결합 상자 또는 태양광 패널에 더 가깝게 설치해야 합니다. DC 케이블 길이가 10미터 이상인 경우: 케이블의 인버터 및 태양광 모듈 끝단에 더 많은 서지 보호 장치가 필요합니다.
더 큰 시스템의 경우, 다음 주요 지점에서 보호를 고려하십시오.
- 어레이 레벨: 분산 어레이의 경우 결합 상자에 SPD 설치
- 인버터 DC 입력: 인버터 DC 입력 바로 앞에 SPD 설치
- 스트링 레벨: 여러 스트링이 있는 시스템의 경우 스트링 레벨 보호 고려
다양한 접지 구성은 특정 SPD 연결 방식을 필요로 합니다.
DC 측 구성:
- 기능적으로 접지됨: 하나의 DC 극이 접지에 연결됨
- 고저항 접지됨: 저항을 통해 DC 극이 접지에 연결됨
- 비접지/플로팅: 두 극 모두 직접 접지에 연결되지 않음
AC 측 구성:
- TN-C, TN-S, TN-C-S 시스템
- TT 시스템
- IT 시스템
- 각 구성은 효과적인 보호를 보장하기 위해 특정 SPD 연결 방식을 필요로 합니다. 예를 들어, 비접지(IT) PV 시스템은 포괄적인 보호를 위해 “Y-구성”이 있는 SPD가 필요한 경우가 많습니다.
SPD는 과도한 전압을 우회하고 PV 시스템에 대한 전력 서지 및 과도 스파이크의 영향을 제한합니다.
전압 조정:
DC SPD는 전기 시스템의 전압 레벨을 지속적으로 모니터링합니다. 전압이 미리 결정된 임계값을 초과하여 서지 또는 과도가 발생했음을 나타내면 DC SPD가 활성화되어 보호 기능을 제공합니다.
과전압 유도:
DC SPD는 보호된 장치에서 과도한 전압을 우회하는 낮은 임피던스 경로를 제공합니다. 금속 산화물 배리스터(MOV) 또는 가스 방전 튜브(GDT)는 일반적으로 주요 보호 요소로 사용됩니다. 이러한 구성 요소는 정상 작동 조건에서는 높은 저항을 갖지만 전압이 정격 임계값을 초과하면 전도성이 됩니다.
에너지 흡수 및 소산:
과전압이 발생하면 DC SPD 1000V가 즉시 과도한 전압을 접지로 전달하여 시스템의 민감한 장치를 우회합니다. DC SPD의 MOV 또는 GDT는 전압을 안전한 수준으로 제한하여 서지 에너지를 흡수합니다. 이는 과도한 전압이 연결된 태양광 패널, 인버터 및 기타 전자 부품에 도달하는 것을 방지합니다.
전압 제한:
DC SPD는 서지 전압 레벨을 안전한 임계값으로 제한하도록 설계되었습니다. 이 전압 제한은 과전압이 장치의 부하 용량을 초과하지 않도록 보장합니다. 전압을 안전 범위 내로 유지함으로써 DC SPD는 시스템을 손상으로부터 보호하고 장비 고장을 방지하는 데 도움이 됩니다.
반응 시간:
DC SPD의 응답 시간(일반적으로 나노초 단위)은 DC SPD 1000V가 과전압 조건이 발생할 때 얼마나 빨리 활성화될 수 있는지를 나타냅니다. 빠른 응답 시간은 서지가 장치에 도달하기 전에 효과적으로 소산하는 데 중요합니다. 최적의 보호를 위해 빠른 응답 시간을 가진 DC SPD를 찾으십시오. 다중 보호 레벨: 다양한 유형의 DC SPD를 광전지 시스템에서 사용하여 다중 보호 계층을 제공할 수 있습니다. Type 1 낙뢰 보호 장치는 외부 서지로부터 보호하기 위해 정문에 설치됩니다. 낙뢰가 설치됩니다. Type 2 DC SPD는 네트워크의 과전압으로부터 보호하기 위해 서브분배기에 연결됩니다.
SPD가 태양광 PV 시스템을 보호하기 위해 작동하는 방식은 무엇입니까?
가장 간단한 용어로, 태양광 SPD는 과도 전압을 제어하고 보호된 회로에 과도 전압이 발생하면 전류를 소스 또는 접지로 되돌립니다.
에너지가 과전압을 방지하기 위해 먼저 접지로 흐르도록 하려면 가장 중요한 구성 요소는 금속 산화물 배리스터(MOV)입니다. 이는 다양한 조건에서 고임피던스 상태와 저임피던스 상태 사이를 전환합니다.
태양광 서지 보호 장치는 고임피던스 상태에 있으며 일반적인 작동 전압에서 태양광 PV 시스템에 영향을 미치지 않습니다. 회로에 과도 전압이 발생하면 SPD가 전도 상태(또는 저임피던스)로 이동하여 서지 전류를 소스 또는 접지로 전환합니다. 이는 전압을 더 안전한 수준으로 제한하거나 고정합니다. 과도가 전환된 후 SPD는 자동으로 고임피던스 상태로 다시 재설정됩니다.
