파워센터, 모닝스타의 신개념 충전 컨트롤러 소개

하이브리드 솔라홈, 우리집 전기는 내가 만든다!

이 민 선 기자

독립형 태양광발전 시스템

태양광발전 시스템은 생산된 전기를 전력회사에 공급하는 연계형 시스템과 생산된 전기를 배터리에 저장했다가 사용하는 독립형 시스템으로 나뉜다.

독립형 시스템은 태양광 어레이에서 생산된 전기를 배터리에 저장했다가 필요할 때 언제든지 사용 가능하다는 것이 가장 큰 장점이다. 이웃나라 일본과 같은 원자력발전소 파괴 사례, 자연재해, 지정학적 요소로 인해 발생되는 국지적 전쟁 등과 같은 특수한 상황에서 야기되는 전기공급 제한 및 차단의 상황에서 독립형 시스템은 독자적이고 개별적인 에너지 자립이 가능하다.

계통연계형

태양광발전시스템

생산된 전기를 전력회사에 직접 공급하는 계통연계형 시스템은 발전 효율이 높고 설치비용이 독립형에 비해서 상대적으로 저렴하다는 특징을 갖고 있다. 하지만 전력회사로부터 전기를 공급받지 못하게 되는 경우, 즉 천재지변이나 사고로 인한 제한적인 송전이나 블랙아웃 같은 대규모 정전사태가 발생하는 경우에는 무용지물이 된다는 치명적인 약점을 동시에 가지고 있다.

독립형 태양광발전 시스템의 변화

앞서 언급한 바와 같이 독립형 시스템은 그 장점에 비해 국내에서는 아직 발전이 더딘 상황이다. 이에 관해 관련 업체들은 독립형 시스템을 설치하려면 대용량의 에너지 저장 공간이 필요한데, 현실적으로 대용량 배터리 구입비용이 너무 높아 독립형 태양광발전 시스템의 확산을 가로막는 일차적인 장벽이 된다고 한다.

이에 더해 정부나 지자체 차원에서의 정책적인 지원 부족을 독립형 시스템의 발전이 더딘 다음의 이유로 꼽는다. 즉, 계통연계형 태양광발전 시스템의 경우 고가의 배터리를 설계에 반영할 필요가 없고 에너지 변환 효율도 높기 때문에 지원정책을 기획하거나 실시하는 것이 비교적 수월하지만 독립형 시스템의 경우 설계도 쉽지 않고 관련 산업의 발달이 지연되고 있어서 지원이 어렵다는 것이다.

하지만 최근 들어서 관련 부품이나 소재산업이 새로운 제품을 출시하기 시작하고 있으며, 수요 또한 느리지만 분명하게 증가하고 있다. 그리고 그 변화의 조짐은 배터리에서부터 시작되고 있다.

태양광발전에서 생산된 많은 양의 전기를 저장하기 위해서는 필수적으로 대용량의 배터리를 사용해야 하는데, 최근에 재생에너지 발전으로 생산된 에너지를 효과적으로 저장할 수 있는 배터리가 우리나라를 비롯한 많은 선진 국가들에서 생산되기 시작했으며 가격도 지속적으로 인하되고 있다.

충전효율의 증가

태양광발전 시스템 설계에서 가장 중요하게 고려해야 하는 것은 에너지 변환 효율이다. 이와 관련해 수년전부터 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 기술이 보편적으로 적용되기 시작하면서 태양광 어레이에서 생산된 전기를 매우 효과적으로 배터리에 저장하는 것이 가능해졌다.

기존에 주로 사용되던 PWM 방식 대신에 MPPT 방식을 이용하게 됨으로써 흐린 날이나 비가 오는 날에도 최대한의 에너지를 배터리에 저장할 수 있게 된 것이다.

모닝스타의 TriStar MPPT

컨트롤러

외부 환경에 노출돼 있는 태양광 시스템은 기후와 환경의 영향을 많이 받는다. 미국에 위치한 모닝스타는 전 세계에 고객을 둔 글로벌 기업으로 그간 전 세계 각지에 설치된 시스템 운영에서 얻은 경험과 노하우를 바탕으로 특별한 MPPT 충전방식을 적용한 TriStar MPPT 600V 컨트롤러를 개발했다.

TriStar MPPT 600V 컨트롤러는 입력 전압이 600V으로 태양광 모듈을 직렬로 구성할 수 있다. 태양광 모듈을 직렬로 연결하게 되면 설치가 간편할 뿐만 아니라 전선의 길이도 줄일 수 있다. 게다가 태양광 어레이의 전압을 600V까지 높일 수 있어 전류량 감소와 더불어 전력손실이 줄어들어 얇은 전선의 사용을 가능케 한다.

하이브리드 시스템 구성 가능

TriStar MPPT 600V 컨트롤러는 ‘혁신’으로 정의된다. 그 이유는 기존의 방식과 다르게 하이브리드 시스템 구성이 가능하기 때문이다. 이 컨트롤러는 독립형 발전시스템 구성 및 하이브리드 시스템 구성을 가능케 하며, 무엇보다도 기존에 설치된 계통연계형 시스템에 독립형 시스템을 추가로 구성할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이 계통연계형은 발전 효율이 높고 초기 투자비용이 적다는 장점을 가지고 있어, 태양광 산업의 발전을 견인하기에 충분한 시스템으로 평가되고 있다. 하지만 계통연계형과 함께 1~15kW 정도의 소용량 독립 발전소를 병행해서 구성함으로써 태양광 에너지의 보급을 더욱 확대할 수 있으며, 혹시라도 발생할 수 있는 위험을 대비하는 가장 확실한 방법일 것이다. 이러한 점으로 미뤄 봤을 때, 모닝스타의 TriStar MPPT 600V 컨트롤러는 혁신으로 일컬어질 만하다.

SOLAR TODAY 이 민 선 기자 (st@infothe.com)

SolarToday 다른기사 보기