태양광 발전 시스템용 서지 보호

서지 보호 장치가 태양광 PV 시스템에 필수적인 이유

태양광 발전(PV) 발전소는 원격 위치, 광대한 레이아웃, 노출된 표면으로 인해 환경 위험, 특히 뇌우에 매우 취약합니다. 가장 큰 위험 중 하나는 직간접적인 낙뢰로 인한 손상으로, 이로 인해 시스템 가동 중단 시간이 길어지고 인버터 오류가 발생하며 큰 수익 손실이 발생할 수 있습니다.

이러한 위험을 완화하려면 태양광 인버터 및 어레이 정션 박스를 포함한 전략적 지점에 태양광 PV 시스템용 서지 보호 장치(SPD)를 설치하는 것이 중요합니다. 이러한 태양광 서지 보호 솔루션은 첫 번째 방어선 역할을 하여 파괴적인 과전압으로 인해 민감한 장비가 손상되는 것을 방지합니다.

올바른 PV 서지 보호 장치를 선택하고 설치하는 방법

태양광 시스템은 고전압 DC 응용 분야(종종 최대 1500V)용으로 특별히 설계된 PV 서지 보호 장치가 필요한 특정 조건에서 작동합니다. AC 시스템과 달리 태양전지 어레이의 DC 환경은 연속적이며 고유한 과제를 제시합니다.

태양광 PV 시스템에 적합한 SPD를 선택하려면 다음과 같은 중요한 요소를 고려하십시오.

• 설치지역의 낙뢰밀도

• 시스템의 작동 온도 범위

• 시스템의 DC 전압 정격(종종 최대 1500V)

• PV 어레이의 단락 전류(Isc)

• 과전압 노출 유형(일시적, 직접적 또는 간접 번개)

• 필요한 공칭 방전 전류(In) 및 보호 등급(예: 유형 1+2 SPD)

효과적인 보호를 보장하려면 선택한 SPD의 전압 보호 수준(Up)이 인버터 또는 결합기 박스와 같은 연결된 장비의 절연 내력보다 최소 20% 낮아야 합니다.

태양광 PV에 적합한 낙뢰 보호를 구현하는 것은 단순한 안전 조치가 아닙니다. 이는 시스템 가동 시간을 유지하고 장비 수명을 연장하며 재생 가능 에너지에 대한 투자를 보호하는 데 필수적입니다.

SPD가 연결된 태양광 어레이 스트링의 단락 전류보다 단락 내전류가 큰 SPD를 사용하는 것이 중요합니다. dc 출력에 제공되는 SPD는 패널의 최대 광발전 시스템 전압보다 크거나 같은 dc MCOV를 가져야 합니다.

A 지점(그림 1 참조)에 낙뢰가 발생하면 태양광 패널과 인버터가 손상될 가능성이 높습니다. B 지점에 낙뢰가 닥치면 인버터만 손상됩니다. 그러나 일반적으로 인버터는 PV 시스템 내에서 가장 비싼 구성 요소이므로 AC 및 DC 라인 모두에서 올바른 SPD를 올바르게 선택하고 설치하는 것이 중요합니다. 충격이 인버터에 가까울수록 인버터가 더 많이 손상됩니다.

결합기 박스 및 인버터용 DC 및 AC 측면 SPD

서지 보호 장치는 중앙 및 스트링 인버터의 DC 및 AC 측, 결합기 박스에 설치되며 신호 라인(측정 및 통신)을 보호합니다. 번개에 대한 PV 발전소의 대기 노출에 따라 EPC(엔지니어링, 조달 및 건설) 계약자와 설계자는 표준 유형 2 IEC SPD(간접 영향 8/20μs) 또는 보다 견고한 유형 1+2 SPD(10/350μs 파형의 직접 번개 충격을 견딜 수 있도록 테스트됨)를 처방할 수 있습니다.

결합기 박스 및 인버터의 DC 측면 보호에는 공통 및 차동 모드 보호를 제공하기 위해 일반적으로 Y 연결 DIN 레일 구성이 있습니다.

AC 측에서도 마찬가지로 인버터의 과전압 보호가 필요합니다. 인버터 자체에서든 AC 결합기 박스에서든 일반적으로 전압 서지에 대한 노출은 TN S, IT 또는 TT 구성의 표준 DIN 레일 유형 2 SPD를 사용하여 해결됩니다.

더욱이 PV 설치에 따라 EPC 계약자 및 설계자는 SPD의 수명을 연장하고 예상되는 직접적인 낙뢰 영향 측면에서 조건이 더 가혹한 곳에서 보호를 제공하기 위해 경우에 따라 유형 1+2 AC를 선호할 수 있습니다. 이는 일반적으로 높은 고도와 관련된 등왕성 수준이 매우 높은 지역의 경우입니다.