태양광 발전 기초 이론 및 설계 (2) : 태양광 모듈 접속함 회로 구성하기

안녕하세요.

흑화한햄스터이올시다입니다.

이전 게시글에서는 태양광 모듈 직병렬 계산을 해보았습니다.

2022.07.04 - [공부하자] - 태양광 발전 기초 이론 및 설계 (1) : 태양광 모듈 직병렬 회로 계산하기

태양광 발전 기초 이론 및 설계 (1) : 태양광 모듈 직병렬 회로 계산하기

이 계산을 토대로 이제 태양광 모듈들을 접속함에 연결시켜줄 텐데요.

그전에 접속함에 대해 알아보고 갑시다.

 

ㅁ 태양광 접속함(MJB)

여러 개의 태양 전지 모듈에서 발생된 직류 전력을 한 군데로 모아 인버터로 전달합니다.
각 모듈의 발전량 차이에 따른 모듈 간의 충돌이나 역전류를 방지하고 보호합니다.

태양광 접속함 설명 출처 : http://dycni.com/solarbox/

태양광접속함(KS인증) – 대연C&I

 

위 설명처럼 태양광 접속함은 태양 전지 모듈에서 발전한 전력을 한 군데를 모으는 역할을 합니다.

아래의 다이어그램을 보면 좀 더 명확하게 이해를 할 수 있을 겁니다.

 

태양광 모듈(어레이) -> 접속함 -> 인버터 -> 변압기 -> 계통(전력선) 의 형태로 구성됩니다.

특히 인버터는 직류를 교류로 변환시켜주므로 DC->AC의 중간에 있습니다.

보통 전자기기는 직류 전원을 사용하지만 송전에는 AC(교류)를 많이 쓰므로 AC로 바꿔주죠.

출처 : 위키백과

 

다이어그램의 각 부분을  뜯어보자면 다음과 같습니다.

태양광 모듈 여러 개가 한 개의 접속함에 연결이 됩니다.

또, 여러 개의 접속함은 태양광 인버터와 연결이 되고

ESS(에너지 저장장치) 또는 계통으로 전력이 이동할 수 있게 됩니다.

 

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그러면 접속함 1개에 모듈은 몇 개 연결이 되는 걸까?

위 사이트의 접속함 기준으로 산정을 해보겠습니다.

주의 : 제가 공부한 지식을 바탕으로 쓰인 글이라 틀린 정보가 있을 수 있으며, 정정 환영합니다.

20CH 접속함 기준이라면 태양광 String(스트링, 직렬)을 20 병렬까지 연결이 됩니다.

이전 게시글에서 1MW 태양광 발전 설계를 위해 440W 모듈을 28 직렬 x82병렬로 구성했습니다.

단순 계산으로 한다면 접속함 20CH x 4 + 20CH (2개만 연결) 하면 되겠네요.

마지막에 2개만 연결해주는 건 뭔가 좀 그러니까...

저는 16x4 + 18x1 = 82 병렬, 총 접속함 5개로 구성해보겠습니다.

 

그런데 주의할 점은 접속함(MJB) 1CH당 1000V DC 입력이 최대라고 합니다. (용량 확장이 가능하다곤 하네요.)

하지만 이전의 계산에서 41.61 x 28 직렬 = 1,165.08V가 나옵니다. (신성이엔지 예시 모듈 사진 기준 전압 = 41.61V)

1000V DC가 넘는 태양광 스트링(직렬)이네요..

다시 직병렬 계산하기 귀찮으니 대충 1500V 넘는 접속함이라고 생각하고 계산 이어서 하겠습니다.

1000V로 맞추고 싶으신 분들은 태양광 직렬 산정하실 때 String 전압이 1000V 이하로 잡으면 되겠네요. (여유 주기)

 

16x4 + 18x1 = 82 병렬, 총 접속함 5개로 구성

접속함1 구성 예시

태양광 모듈 28 직렬(String) x 16 병렬 = 접속함1 (20CH)

태양광 모듈 28 직렬(String) x 16 병렬 = 접속함2 (20CH)

태양광 모듈 28 직렬(String) x 16 병렬 = 접속함3 (20CH)

태양광 모듈 28 직렬(String) x 16병렬 = 접속함4 (20CH)

태양광 모듈 28직렬(String) x 18 병렬 = 접속함 5(20CH)

로 구성이 될 거 같습니다.

이 외에도 고려할 게 더 있지만 간단하게 보자면 이렇습니다.

 

다음에는 케이블 선정 또는 관련 다른 게시글을 써보겠습니다.

 

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