Solis 세미나 37회: 건물 통합형 태양광(BIPV) 프로젝트의 인버터 선정에 관한 주요 고려사항

저자：Solis 시간：2021-12-16 15:58:07.0 페이지뷰：876

배경

기후 변화를 더 다루고 에너지 절약과 탄소 감축의 개발을 촉진하기 위해, 건물은 후속 새로운 에너지 개발의 초점입니다. 태양광 발전시스템과 건물이 유기적으로 결합해 탄소배출량 감소 프로파일로 그린빌딩 조성이 간편하고 실용적입니다. 또한 BIPV를 설치하면 새로운 건물의 설계가 처음부터 에너지 프로필을 고려하여 보다 미적으로 만족스러운 건축물을 제공할 수 있습니다.

이번 Solis 세미나는 BIPV 프로젝트의 특성과 인버터 선택의 핵심 사항을 공유합니다.

BIPV 프로젝트 특성

BIPV 프로젝트에서는 건물 자체의 구조적 특성에 맞춰 태양광 발전 시스템을 설계할 필요가 있습니다. 종종 일부 건물의 지붕 면적이 충분하지 않고 건물의 다른 영역을 사용해야 합니다.여기에는 태양 커튼월, 채광 지붕, 차양 등이 포함될 수 있습니다.

BIPV 프로젝트의 미적 요구로 인해 태양 전지판은 발전 유리, 이중 유리 전지, 박막 전지에 더 치우쳐 있습니다. 박막전지는 광선 투과율과 미관성이 우수하고, 저조도 조건에서 성능이 우수하며 산란광 흡수 성능이 우수합니다. 커튼월 BIPV 솔루션이 아마도 가장 주류를 이루는 선택일 것입니다. 박막 모듈은 주로 구리·인듐·갈륨·셀레늄(CIGS), 텔루르화카드뮴(CdTe), 페로브스카이트(PSC) 및 기타 물질로 구성됩니다. 이러한 다양한 재료 경로는 설계가 인버터 구성을 구동할 때 다른 방식에 더 적합합니다.

또한 BIPV 프로젝트는 복잡한 구조 및 다양한 방향성이 있으며, 특히 여러 신청서식을 결합한 프로젝트가 더 이렇기 때문에 태양광 발전 시스템을 설계할 때 프로젝트 구조, 전기, 안전 문제를 충분히 고려해야 합니다.

BIPV 프로젝트 인버터 선택

BIPV 프로젝트의 주요 특징은 다양할 수 있습니다. 평면 지붕, 경사 지붕, 커튼월, 투명 지붕, 햇빛 가리개 등과 같은 많은 건축 응용 시나리오가 있습니다. 또한 경사각이 복잡하고 재료 선택이 다양하므로 인버터 선택 시 다음과 같은 사항을 고려하여야 합니다.

BIPV 프로젝트는 스트링 인버터에 완벽하게 적합합니다

BIPV 프로젝트의 방향, 경사, 구성 요소 선택은 복잡하고 다양할 수 있습니다. 태양광 발전 시스템이 더 나은 최대 전력 추적 이점을 얻고 위에서 언급한 문제에 효과적으로 대처할 수 있도록 여러 개의 MPPT를 가진 스트링 인버터를 선택해야 합니다.

다양한 타입 및 소재의 태양 전지판은 호환 인버터가 필요합니다

BIPV 프로젝트에서는 미학의 요구 사항으로 인해 건물 영역마다 다른 태양광 패널을 사용합니다. 예를 들어, 평평한 지붕은 결정 실리콘 패널을 사용하고, 광선 투과 영역은 태양광 발전 유리를 사용하며, 벽은 박막 태양광 패널을 사용합니다. 따라서 선택된 태양 전지판 재료에 따라 구성에 적합한 인버터를 선택해야 합니다.

소재가 결정 실리콘 부품이거나 텔루르화카드뮴 박막 태양광 패널이라면 무변압기형 위상을 가진 태양광 인버터를 사용해 기존 방식에 따라 구성할 수 있습니다.

태양광 패널이 음극 접지가 필요한 박막 셀을 사용할 경우 패널이 음극 접지되기 때문에 DC 누출 가능성과 작업자의 감전 잠재적 안전 위험이 증가합니다. 이 경우 고주파 변압기 위상이 있는 인버터를 사용하는 것이 좋습니다.

대안으로는 무변압기형 인버터 및 전원 주파 변성기 솔루션을 설치하는 것입니다.

고주파 변성기 위상을 이용한 인버터 구성

장점:

- 외부 전원 주파 변성기를 연결할 필요 없음

- 간단한 설치

단점:

- 고주파 절연 위상이 있는 인버터는 흔하지 않아 소싱이 더 어려움.

- 내부절연 트랜스 전력 제한으로 단일 고출력 제품 실현 불가능 이로 인해 대규모 프로젝트 구성에 어려움이 있을 수 있음.

- 내부 변압기 때문에 인버터 효율이 낮음.

무변압기형 위상 인버터 + 전원 주파 변성기를 사용한 구성

무변압기형 위상을 사용하는 인버터의 경우 박막 태양광 패널 솔루션에서 출력단에서 주파 변성기를 처리해야 합니다. 1차 변압기는 접지되어 있지 않으며 3상 변압기가 "△, Y" 연결방법을 사용할 것을 권장하며, 인버터와 가장 가까운 단은 "△"이다.

배전함 단말기는 'Y'형 연결로 중립점 연결 여부(현장 실정에 따라)가 가능합니다. 그러면 인버터가 보호 접지에 연결되고 전기 접지가 되지 않습니다. 용량은 인버터 정격 용량의 1.1배가 권장됩니다.

장점:

- 무변압기형 인버터가 일반적이고 구매가 용이하며 비교적 저렴한 가격임.

- 무변압기형 인버터는 700W에서 320kW까지 전세계적으로 널리 사용.

- 시스템 구성 및 제품 선택 간단.

단점:

- 외부 주파 절연 트랜스 필요

선택된 인버터는 강력한 전류 누출 억제 기능이 있어야 합니다

대부분의 BIPV 프로젝트는 박막 태양광 패널을 사용하기 때문에 태양광 패널과 마운팅 사이 거리가 가까워 접지 측 정전용량이 더 크고 전류 누출도 더 큽니다. 기판이 금속일 경우 금속박의 표면이 크고 얇아 지상으로 누전되는 전류가 더 커집니다.

음극 접지를 사용하더라도 전류 누출 문제가 발생하여 시스템의 안전 및 성능에 영향을 미칩니다.

선정된 인버터 제품은 강력한 전류누출 억제 기능이 필요합니다.

인버터는 능동적인 안전 보호 및 지원 기능이 있어야 합니다

건물에 적용되는 태양광 시스템의 경우, 특히 화재 위험 기능과 관련하여 안전 보호가 필수적입니다. 따라서 인버터는 완전한 시스템 보호와 이후의 안전 작동 및 유지보수를 위해 아크차단기(AFCI) 및 급속 정지(RSD)와 같은 지원 기능을 갖추어야 합니다.

인버터에는 전문 온라인 O&M 플랫폼이 있어야 합니다

BIPV 프로젝트는 건축적 특성과 결합하여 설계된다. 그러므로, 전통적인 태양광 프로젝트에 비해, 그것의 이후의 운영과 유지보수(O&M)는 더 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다. 풍부한 온라인 조작과 유지보수 도구를 제공하는 인버터 제품을 선택하면 시스템이 지능적이고 편리한 O&M을 제공할 수 있습니다.

결론

BIPV 프로젝트 제품은 건물 면적을 최대한 활용하기 때문에 단위 면적당 전력을 효과적으로 60% 늘릴 수 있습니다. 녹색건축물 개발은 사회의 에너지 절약과 배출량 감축에 큰 의의가 있습니다. BIPV는 의심할 여지 없이 태양 발전의 핵심 방향 중 하나이며, 설비의 개별 특성에 따라 적합한 인버터를 선택하는 것이 필수적입니다.

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