Solis 세미나, 36회: 겨울철이 태양광발전시스템 운영에 미치는 영향 및 관련 O&M 고려사항

저자：Solis 시간：2021-12-08 09:28:41.0 페이지뷰：441

배경

북반구에서는 기온이 떨어지기 시작하고 일부 지역에서는 이미 빙점에 도달하면서 겨울이 진정으로 오고 있습니다. 예측에 따르면 유럽은 겨울이 오는 길에 빙설 날씨가 길어질 것이라고 합니다. 그렇다면 겨울이 태양광 발전 시스템 운영에 미치는 구체적인 영향은 무엇이며 추운 날씨에 태양광 발전소의 효과적인 운영과 정비(O&M)는 어떻게 진행해야 할까요?

이번 Solis 세미나는 추운 날씨의 영향에 대해 살펴보고 겨울철 태양광 발전소가 효과적으로 가동될 수 있도록 건의사항을 공유합니다.

겨울이 태양광 발전소에 미치는 주요 영향

전반적으로 겨울철의 전체 태양 복사 강도는 상대적으로 낮습니다. 태양광 발전소의 1년 발전량을 살펴보면 여름은 발전 피크 기간이고 겨울은 발전량이 적은 기간입니다.

또한 겨울철 태양광 발전소의 운영에 미치는 주요 영향은 다음과 같습니다.

1) 저온

추운 날씨에는 일부 지역의 주변 온도가 빙점(0°C) 이하로 떨어지는 경우가 많으며, 혹한 지역의 경우 -10°C 이하로 떨어질 수 있습니다.

저온은 시스템 장비 운영에 영향을 미칩니다.

태양광 패널, 인버터, 데이터 수집기, 배터리 등 태양광 발전 시스템 내 장비는 일정한 작동온도가 있기 때문에 온도가 장비 허용온도보다 낮을 경우 정상 가동에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 점은 시스템의 설치 장소 및 설계를 선택할 때 고려해야 합니다.

권장 사항: 장비는 장비의 작동 한계 내에 온도가 있는 구역에 배치해야 합니다. 에너지 저장 배터리, 가정용 PV 인버터, 데이터 수집기 등과 같은 부품은 실내 또는 내한성 환경에 설치할 수 있습니다.

저온은 PV 시스템의 Voc전압에 양향을 미칩니다.

온도가 낮으면 PV 스트링의 개방 회로 전압(Voc)이 증가합니다. 시스템의 초기설계가 온도의 영향을 충분히 고려하지 않을 경우, 이후 시스템의 운전시 저온상태에서 Voc 스트링이 인버터의 최대허용입력전압을 초과하여 손상을 초래할 수 있습니다.

20kW(최대 DC 입력 전압 1100V) 그리드 연결 태양광 발전 시스템을 예로 들면 52개의 475W PV 패널이 사용됩니다. 이 지역의 낮 최저기온은 -15°C이라고 가정하면,스트링 개방 회로 전압(Voc )은 다음 표과 같습니다.

주의: 이 PV 패널의 개방 회로 전압 온도 계수는 -0.28%/℃이며, 이 계수의 값은 PV 패널의 브랜드마다 다릅니다.

권장 사항: 태양광 발전소의 예비 설계에서 극저온에서 PV 스트링의 Voc을 충분히 고려해야 합니다. 겨울철 DC 과전압이 인버터에 손상을 입히지 않도록 충분한 여유를 확보하십시오. 시스템에 'OV-DC' 경보가 발생하면 즉시 인버터의 DC 스위치를 끄고 PV 스트링의 태양광 패널 수를 줄여야 합니다.

2) 음영

겨울에는 햇빛의 각도가 좁아지고 그림자가 길어집니다. 따라서 PV 어레이는 그림자 폐색이 발생하기 쉬우며, 이는 태양광 발전 시스템의 전력 생산에 큰 영향을 미칩니다.

권장 사항: 겨울철에는 태양광 패널 표면을 청소해 먼지가 쌓이지 않도록 하는 것이 좋습니다. 돌출된 나무는 그늘이 생기지 않도록 잘 깎아두는 것은 물론 가능하면 그림자를 유발하는 가구를 제거하는 것도 좋습니다.

3) 눈 커버

겨울에 태양광 발전소 운영이 직면한 또 다른 주요 문제는 적설입니다. 태양광 패널을 덮고 있는 눈은 태양광 패널이 받는 태양 복사를 줄이고 발전량을 직접적으로 감소시킵니다. 또한 부품의 장기간 불균일한 조사로 인해 핫 스폿 효과로 인해 더 큰 숨겨진 위험이 발생할 수 있습니다.

또한, 눈 커버는 무게 때문에 전체 태양광 발전 시스템의 구조 설계를 위한 주요 테스트이기도 합니다. 눈이 심하게 쌓이면 PV 어레이가 붕괴되어 장비가 손상되고 부상 및 재산 손실이 발생할 수 있습니다.

권장 사항:

1) 적시에 패널의 눈을 치우십시오.

태양광 발전소는 눈이 쌓일 때 눈이 과도하게 쌓여서 얼음이 되는 것을 막기 위해 적시에 청소해야 하되, 무겁고 청소가 어렵습니다. 부드러운 물체를 사용하여 청소하고, 유리를 긁지 말고, PV 패널을 밟지 마십시오.

제설작업에는 태양광 패널뿐만 아니라 인버터, 배전 캐비닛 등 장비도 포함됩니다. 예를 들어 인버터의 냉각 공기 출구에서 적시에 눈을 치우면 인버터의 표면과 외부 냉각 팬이 결빙되는 것을 방지할 수 있습니다.

2) 현지 조건에 따라 설계 및 설치를 적용합니다.

눈이 자주 내리는 지역의 경우 최적 경사 범위 내에서 태양광 패널의 경사각을 높여야 합니다. 효과적인 발전 한계 내에서 태양광 패널 표면에 쌓인 눈이 스스로 미끄러져 내려오는 것도 편리합니다.

설치 시 태양광 패널 바닥과 지면 사이에 일정 거리를 두어 바닥에 눈이 쌓이지 않도록 합니다. 아울러 눈이 자주 오는 지역에는 태양광 패널을 수평으로 설치하는 것이 좋습니다. 수직 설치와 비교하여 이 솔루션은 눈이 쌓이지 않도록 태양광 패널 바닥과 지면 사이에 충분한 공간을 확보할 수 있습니다. 태양광 패널의 구조적 특성 때문에 수평 설치를 채택하면 발전 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다.

인버터는 태양광 패널 어레이 브래킷 아래, 실내 등 눈을 피할 수 있는 곳에 설치하는 것도 좋습니다. 개방된 장소에 인버터를 설치할 경우 과도한 눈이 인버터의 냉각공기 덕트를 막거나 무게를 더해서 인버터가 넘어져 파손되는 것을 방지하기 위해 배플을 추가하는 것이 좋습니다.

3) 온라인 운영 및 정비

겨울철 혹한과 바람, 눈이 태양광 발전소 정비에 큰 어려움을 줄 수 있습니다. 따라서 제설, 장비 교체 등 운영 정비 활동 외에도 대부분의 태양광 발전소 점검, 운영, 정비 작업은 Solis 지능형 모니터링 플랫폼인 SolisCloud를 통해 원격으로 시행하는 것이 좋습니다.

결론

겨울이 오고 있습니다! 냉난 보호조치의 적절한 보호는 물론, 패널이 깨끗하고 그늘이 지지 않도록 자체 태양광 발전소를 정비해야 합니다. 눈이 내리면 신속하게 치워서 손상 및 전력 손실을 방지하십시오. 새로운 태양광 발전 시스템을 설계할 때 현지 조건과 날씨 패턴을 고려한다면 혹독한 겨울에도 전력이 유지될 수 있을 것입니다.

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