태양광 마이크로인버터 개요 및 시스템 체계
박 대 전 이앤에이치 대표이사
현재 대부분의 태양광발전시스템에는 중앙집중식 인버터 시스템을 적용하고 있으나, 이 방식은 설치상 또는 전력 생산 효율상 여러 가지 문제점을 안고 있다. 최근 이앤에이치에서는 정형화되다시피 한 중앙집중식 인버터 방식의 문제점을 극복하고 태양광발전시스템의 생산전력 효율을 크게 향상시킬 수 있는 마이크로인버터를 자체개발해 양산체제를 구축했다.
마이크로인버터란?
태양광발전용 마이크로인버터는 태양광발전시스템 내의 태양광 패널 각각에 부착 및 연결해 각 패널 단위로 직접 220V 교류 전력을 생산할 수 있는 분산형 인버터라고 할 수 있다. 이는 기존 인버터 시장에서 주류를 이루고 있는 중앙집중식 인버터 방식이 각각의 태양광 패널 어레이에서 생산된 DC 전기를 별도로 설치된 인버터를 통해 AC로 전환하는 분산형 시스템에 대치되는 방식이다.
기존의 중앙집중식 인버터 방식은 패널과 인버터의 분리설치로 인해 별도의 직류선로와 별도의 인버터 설치장소가 필요할 뿐만 아니라 때에 따라서는 외부환경으로부터의 노출 최소화를 위한 시설물을 설치해야 하므로 불가피하게 별도의 설치공간이 증가할 수밖에 없었다.
또한, 여러개의 패널을 DC로 연결하기 때문에 특정 모듈에 음영이 발생할 경우 주변 패널 전체에 영향을 미치는 일명 ‘크리스마스등 효과’에 의해 발전효율의 손실이 초래되기도 한다. 게다가 이상이 발생한 특정 패널을 즉시 추적해 보완할 수 없는 단점 등을 갖고 있다.
이앤에이치에서는 지난 40여년의 태양광발전설비 구축역사와 노하우를 바탕으로 중앙집중식 인버터의 단점을 극복할 수 있는 신개념의 마이크로인버터를 ‘I-Sun’이라는 브랜드명으로 자체개발해 양산하게 됐다.
마이크로인버터 시스템 체계
기존 중앙집중식 인버터는 각각의 패널에서 생산된 DC 전력을 1개의 인버터로 송전한 후 인버터에서 AC로 변환해 송전하는 시스템이다. 이 방식은 인버터 레벨의 모니터링으로 운영돼 특정 패널의 문제 발생시 1개의 인버터에 연결돼 있는 다수의 패널 모두에 대한 검사를 통해 이상 유무를 확인해 보완해야 하는 단점이 있다.
반면에 마이크로인버터 방식은 태양광 패널 일체형 인버터로서 개별 패널에서 직접 AC 전력을 생산해 공급하는 시스템이다. 이는 개별 패널 레벨의 모니터링 시스템 운영방식으로서, 특정 패널의 문제점을 즉시 파악해 보완이 가능하므로 기존 중앙집중식 인버터 방식에 비해 전력 생산 로스(Loss)를 크게 줄일 수 있다. 또한 이 방식은 송전과정이 간단해 미스 매치에 의한 시스템 효율 저하도 방지할 수 있다.
마이크로인버터 도입과 전체 시스템 효율의 관계
한편, 마이크로인버터를 적용할 경우 모듈 수량만큼 인버터가 필요하기 때문에 초기 도입비가 크다고 생각할 수도 있다.
그러나 마이크로인버터는 개별 패널별로 간단히 설치할 수 있어 설치비가 절감되고, 패널에 장애물로 인한 일부 음영 발생시 나타나는 급격한 전력생산 저하를 크게 방지할 수 있으며, 개별 패널별 모니터링을 통한 신속한 통제 및 운전 정지시간 최소화 등으로 중앙집중식 대비 전력 생산량을 15% 정도 향상시킬 수 있다.
특히 중앙집중식 인버터 방식의 중대형 태양광발전설비의 경우 특정 인버터의 고장발생시 이와 연결된 패널 전체의 가동이 수리 완료시까지 중단돼 상당한 전력생산 손실이 발생하나, 마이크로인버터 방식에서는 특정 패널의 고장난 마이크로인버터만 가동이 중단되므로 전력생산의 손실을 최소화시킬 수 있다.
또한 이앤에이치의 마이크로인버터는 300W급으로 최근 대용량 패널의 출시에 따라 저용량 마이크로인버터 대비 전체 적용수량을 감소시킬 수도 있다.
이와 같은 마이크로인버터의 장점으로 인해 이를 적용했을 때의 전체효과는 초기 도입비를 상쇄하고도 남는 효과를 얻을 수 있다.
특히 상업용 발전소의 경우 전력 생산량의 증가가 곧 이익의 증대로 이어지기 때문에 마이크로인버터에 대한 관심이 고조되고 있어 마이크로인버터가 향후 인버터시장의 새로운 트렌드가 될 것으로 전망된다.
SOLAR TODAY 편집국 (st@infothe.com)
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