태양광 발전시스템에서 계통연계형 인버터 회로 구성 방식의 종류와 장점·단점 – 건축전기설비기술사

① 계통연계형 인버터는 태양광 발전에서 출력된 직류전력을 교류전력으로 변환하는 것이 주기능이다.

② 계통연계형 인버터는 또한 태양전지 어레이의 출력이 항상 최대 전력점에서 발전할 수 있도록 최대전력점 추종제어 기능을 가지고 있어야 한다.

③ 계통 연계형 인버터는 계통사고로부터 PCS를 보호하고, 태양광 발전시스템 고장으로부터 계통을 보호하는 여러 가지 보호 기능을 가지고 있어야 하기 때문에 범용 인버터와 구분하여 Power Conditioner 또는 PCS(Power Conditioning System)이라고 부른다.

① 상용 주파 변압기를 사용하는 방식
⑴ 이 방식은 그림과 같이 태양전지 직류 출력을 상용 주파의 교류로 변환한 후 변압기로 승압하는 방식으로 3상 대용량에 적용한다.
⑵ 장점: 변압기가 있어서 직류가 배전계통 측으로 유출될 우려가 없다.
⑶ 단점: 변압 기기 있어서 효율이 저하된다.

② 고주파 변압기를 사용하는 방식
⑴ 태양전지 직류 출력을 고주파 교류로 변환한 후 고주파 변압기로 절연하고 다시 컨버터로 직류로 변환하고, 재차 교류로 변환하는 방식이다.
⑵ 장점: E = 4.44fnφm 의 식에서 전압이 같은 경우 주파수가 높아지면 자속이 작아져도 되므로 코일 권회수와 철심이 작아도 되어 변압기가 소형으로 된다.
⑶ 단점: 설비가 복잡하고 효율이 낮으며 직류전류가 유출될 가능성이 있다.

③ 변압기가 없는 방식
⑴ 태양전지의 직류 출력을 DC-DC Converter로 승압하고 인버터에서 상용 주파 교류로 변환하는 방식으로 소용량에 많이 사용한다.
⑵ 장점: 소형 경량이고, 저가이며 효율이 높다.
⑶ 단점: 변압기가 없어서 직류전류의 유출 가능성이 있다.