태양광 발전에는 태양광 전용의 SPD가 필요하다

 태양광 발전에는 태양광 전용의 SPD가 필요하다

[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것 입니다.]

출처 - https://project.nikkeibp.co.jp/ms/atcl/feature/15/302961/083000027/?ST=msb&P=1

태양광 발전소에서 많은 일어나고있는 문제 중 하나가 낙뢰로 인한 것이다 ( 그림 1 ). 

번개 대책 등을 다루는 산코시야 (도쿄도 시나가와 구)에 따르면, 

낙뢰에 따른 태양광 발전 설비에 미치는 영향과 그 대책 등을 소개한다.

SPD는 전기 기기에 연결된 전원선, 통신선로 설치, 낙뢰에 의한 과전류를 접지 등에 흘려 

과전압을 억제하여 기기를 보호한다.

전원에서 공급되는 정상 전압에 대해 절연 상태에서 작동하지 않는다. 

낙뢰와 같은 과전압이 더해진 것을 감지하면 즉시 작동한다. 

따라서 낙뢰 서지가 침입 해 왔을 때에는 SPD를 통해 일반적으로 접지 등을 

통해 땅속에 전류를 흐르게함으로써 기기에 전류는 흐르지 않는다 ( 그림 2 ).

그림 2 ● SPD의 역할

과전압을 감지하고 즉시 작동 기기를 보호 (출처 : 산코시야)

태양광 발전 시스템의 경우 정격 전압에 의한 발전시에는 

SPD는 절연 상태를 유지하고 발전에 영향을주지 않고, 

파워 컨디셔너 (PCS) 측에 송전을 계속한다. 

그러나 낙뢰 서지가 침입 해 왔을 때, SPD는 과전압을 감지하여 작동하고 

전류를 접지 등의 땅속에 흘리면, 피 보호 기기인 연결 박스 및 PCS 등을 보호합니다.

낙뢰가 지나가면, SPD는 즉시 정상적인 절연 상태로 돌아갑니다. 

이는 곧 발전을 재개 할 수 있다는 것을 의미합니다.

퓨즈는 낙뢰 서지 보호를 위해 사용할 수 없다.

퓨즈는 장비의 낙뢰 서지의 침입을 막을 수 없기 때문이다.

SPD는 허용 범위의 전류 값 이하의 낙뢰 서지에 대해 

여러 번 작동하여 과전압을 억제한다. 

예를 들어, 약 10 분 후에 다시 낙뢰 서지가 침입했다고해도 다시 작동하여 기기를 보호한다.

그림 3 ● 태양광 전용 SPD

직류만의 사용 환경에 대응하여 개발 (출처 : 산코시야)

전류가 계속 흘러 쉽게 뗄 수 없는 직류

SPD는 종래부터 사용되어 온 번개 대책 제품이지만, 

주로 교류로 구성된 장비 및 시스템에 채택되어왔다.

이에 대해 태양광 발전 시스템은 태양광 패널이 발전한 전기를 연결 상자, 

집전 상자를 통해 PCS에 입력 할 때까지 직류로 구성되어있다. 

게다가 메가 솔라 (대규모 태양 광 발전소)의 직류 회로는 

600V, 1000V 등 비교적 높은 전압으로 구성된다.

직류 고전압의 사용 환경은 기존의 SPD에게 장벽이 높은 환경에서 

전용 제품의 개발이 필요한 분야가되었다 ( 그림 3 ).

교류의 경우, 주기적으로 전류가 제로가 되는 그 순간에 차단 할 수있다.

한편, 직류 전류가 흐르는 것은 유지한다. 

이 특징은 회로가 쇼트 (단락 · 지락) 할 때 쉽게 떼어 낼 수 없는 단점으로 이어진다.

번개 서지에 의해 짧은 한 때에는 보통 수십 배의 전류가 흘러 

기기가 과열되어 화재의 위험이있다.

따라서 태양광 발전 용 SPD로 더 큰 전압과 전류에 견딜 수있는 구성으로 함과 동시에, 

SPD 자체의 열화에 의해 발생하는 쇼트에 의한 악영향을 방지하는 기능 

등을 갖춘 제품이 개발되어 널리 사용되고있다 .

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