PV 시스템의 급증 : 역할, 위험 및 선택에 대한 완전한 안내서

# PV 시스템의 급증 : 역할, 위험 및 선택에 대한 완전한 안내서

소규모 주거용 태양 광 패널 설정이든 상업적 태양 광 발전소 (PV) 발전소이든 "Surge"는 피할 수없는 주요 주제이지만 많은 사람들이 장비 오작동 할 때만 중요합니다. 이 노트는 PV 시스템의 서지의 핵심 역할과 시스템에 맞는 SPD (Surge Protection Device)를 선택하는 방법을 세분화하여 초보자가 쉽게 이해할 수 있도록합니다.

## I. 첫째, 이해 : PV 시스템의 급증은 정확히 무엇입니까?

간단히 말해서, 서지는 PV 시스템에서 갑자기 "전압/전류 충격파"이며 세 가지 공통 소스가 있습니다.  

1. ** 외부 충격 ** : 가장 일반적인 것은 번개 타격 (직접 또는 유도 된 번개)입니다. 구름으로부터의 배출은 라인에서 수만 볼트의 고전압을 즉시 생성 할 수있다.  

2. ** 시스템 시작/셧다운 ** : PV 인버터 또는 콤비너 상자가 시작되거나 종료되면 현재 트리거 "작동 서지"의 갑작스런 변화;  

3. ** 그리드 변동 ** : 그리드 전압의 갑작스런 증가 (예 : 그리드 오류가 수리 될 때)는 그리드 연결 PV 시스템에 역방향 영향을 줄 수 있습니다.  

이 서지는 "짧지 만 강렬한"것으로 특징 지어지며, 몇 마이크로 초만 지속될 수 있지만, 전압은 시스템의 정격 전압의 10 배 이상 급증 할 수 있으며, 이는 일반적인 PV 모듈과 인버터가 견딜 수 없습니다.

## II. SPDS (Surge Protection Devices)의 핵심 역할 : PV 시스템의 "안전 밸브"설치

급증하는 자체는 "유용하지 않다". 실제로 작동하는 것은 ** 서지 보호 장치 (SPD, Lightning Arrester라고도 함) **입니다. 핵심 과제는 특히 세 가지 측면에서 "위험한 급증을 차단하는 것"입니다.  

1. ** 핵심 장비 보호 고장 **  

PV 인버터의 구성 요소, PV 패널 정션 박스 및 콤비너 박스의 구성 요소는 전압 견딜 수있는 용량에 대한 상한이 있습니다 (예 : 인버터의 DC 측 전압 견딜 수있는 것은 일반적으로 1000V-1500V). 서지 전압 이이 한계를 초과하면 구성 요소가 즉시 타 버릴 것이며 유지 보수 비용은 종종 수천에서 수만에서 수만 건의 위안입니다. SPD는 서지가 발생할 때 눈이 깜박임 (보통 25 나노초)에서 전기를 전도 할 수 있으며, 과도한 전압/전류를지면으로 전환하여 장비의 "총알 차단"과 동등합니다.  

2. ** 갑작스런 시스템 종료 또는 오작동 방지 **  

서지가 장비를 직접 연소하지 않더라도 인버터의 제어 칩을 방해하여 인버터가 잘못을보고하고 그리드와의 분리를 허용 할 수 있습니다. 예를 들어, 뇌우 후 많은 주거용 PV 시스템이 갑자기 전기를 멈추지 않습니다. 이는 인버터에 영향을 미치는 서지로 인한 것일 수 있습니다. 올바른 SPD를 설치하면 이러한 "불법적 인 문제"가 줄어들고 시스템의 안정적인 발전을 보장 할 수 있습니다.  

3. ** PV 시스템의 전체 수명을 연장 **  

자주 소규모 서지 (예 : 일일 그리드 변동으로 인한 것)는 커패시터 노화 가속화와 같은 모듈과 인버터의 "시간이 지남에 따라"모듈 및 인버터의 회로를 손상시킬 수 있습니다. SPD는 이러한 작은 서지를 필터링하여 전체 PV 시스템의 서비스 수명을 간접적으로 연장 할 수 있습니다 (보통 3-5 년).

## III. 핵심 단계 : PV 시스템에 적합한 SPD를 선택하는 방법은 무엇입니까?

SPD를 선택하는 것은 "더 클수록 더 좋을수록"또는 "더 저렴할수록 비용 효율적"에 관한 것이 아닙니다. 시스템의 세 가지 핵심 매개 변수에 중점을두고 4 단계를 따릅니다.  

### 1 단계 : 먼저 시스템의 "전압 레벨"을 명확히합니다.

이것은 가장 기본적인 전제 조건입니다. SPD의 정격 전압은 PV 시스템의 DC 측 및 AC 측 전압과 일치해야합니다.  

-** 주거용 PV (일반적으로 3-10kW) ** : DC 측 전압은 일반적으로 300V-800V입니다. 정격 DC 전압 (UC) ≥800V가있는 SPD를 선택하십시오. AC 측은 220V 그리드에 연결됩니다. 정격 AC 전압 (UC) ≥250V가있는 SPD를 선택하십시오.  

-** 상업/산업 PV (보통 50kW 이상) ** : DC 측 전압은 1000V-1500V에 도달 할 수 있습니다. SPD의 UC는 1500V 이상이어야합니다. AC 측은 380V 3 상 전력 그리드에 연결되어 있습니다. UC ≥420V로 SPD를 선택하십시오.  

*참고 : SPD의 정격 전압이 시스템 전압보다 낮 으면 스스로 연소됩니다. 너무 높으면 적시에 보호를 활성화 할 수 없습니다.*

### 2 단계 : 시스템 전원을 기반으로 "현재 전환 용량"을 선택합니다.

전류 운반 용량 (iimp 또는 in)은 SPD가 견딜 수있는 최대 서지 전류를 나타냅니다. 너무 작다면 SPD는 급증에 의해 분해됩니다. 너무 크면 돈 낭비가 될 것입니다.  

- ** 주거 시스템 (3-10kW) ** : 근처에 고층 건물이없고 번개 타격 확률이 낮 으면 = 20ka (8/20μs 파형)의 SPD가 충분합니다. 산악 지역이나 뇌우가 발생하기 쉬운 지역에 위치한 경우 = 40ka의 SPD가 더 신뢰할 수 있습니다.  

- ** 상업/산업 시스템 (50kW 이상) ** : 콤비너 상자 및 인버터의 전면에있는 SPD의 경우 = 40KA-60KA 인을 선택하는 것이 좋습니다. 대규모 발전소 (MW 레벨)의 경우, 고전압 측면에서 100ka 이상의 추가 1 차 SPD가 필요합니다.  

*재미있는 사실 : 8/20μs는 PV 시스템에서 가장 일반적인 서지 파형이므로 서지 전류가 0에서 피크로 상승하고 20 마이크로 초가 피크의 절반으로 떨어지기 위해서는 8 마이크로 초가 걸립니다.*.

### 3 단계 : "보호 레벨"을 확인하고 설치 위치와 일치합니다.

PV 시스템의 SPD는 "계층 적 보호"가 필요하며 다른 위치에 대해 다른 수준의 SPD를 선택해야합니다.  

- ** 1 차 보호 (시스템 흡입구) ** : 예를 들어, PV 배열의 주 분포 상자와 그리드 연결 캐비닛의 프론트 엔드. "클래스 B"SPD (직접 번개 타격에서 큰 전류를 견딜 수 있음)를 전류 운반 용량 (40ka 이상)으로 선택하십시오.  

- ** 보조 보호 (장비 프론트 엔드) ** : 예를 들어, 인버터 및 콤비너 상자의 입력 끝. 20ka-40ka의 전류 운반 용량으로 "클래스 C"SPD (유도 된 번개 및 운영 서지로부터 보호)를 선택하십시오.  

- ** 3 차 보호 (구성 요소 프론트 엔드) ** : 예를 들어, 인버터 및 모니터링 장비의 내부 회로 보드. 10ka-20ka의 전류 운반 용량으로 "클래스 D"SPD (작은 서지로부터 보호)를 선택하십시오.  

*주거 시스템은 최소한 2 차 보호 (인버터 + 그리드 연결 캐비닛의 앞쪽 ​​끝)를 가져야하며, 상업용 시스템은 세 가지 수준의 보호 기능을 갖추어야합니다.*.

### 4 단계 : "인증 및 호환성"을 간과하지 마십시오.

- ** 인증 ** : EU의 CE 인증 및 중국의 CQC 인증과 같은 국제 또는 국내 인증이있는 SPD를 선택하십시오. "3-No 제품"을 구매하지 마십시오 (몇 달 동안 사용한 후 많은 저품질 SPD가 실패합니다).  

- ** 호환성 ** : SPD의 인터페이스 유형 (예 : 터미널 블록 또는 플러그)이 PV 케이블과 일치하는지 여부에주의하십시오. 동시에 SPD의 설치 크기가 분배 상자에 들어갈 수 있음을 확인하십시오 (주거 배포 상자에는 공간이 제한되어 있으므로 대형 크기를 구매하지 마십시오).

## iv. 최종 알림 : 올바른 설치가 올바른 선택만큼 중요합니다.

1. ** 보호 장비에 가깝게 설치 ** : SPD는 보호 된 장비에 최대한 가깝게 설치해야합니다 (예 : 인버터 프론트 엔드에서 1 미터 이내). 케이블이 짧을수록 보호 효과가 더 좋습니다.  

2. ** 신뢰할 수있는 접지 ** : SPD 접지 와이어의 접지 저항은 ≤4Ω이어야합니다. 접지가 열악하면 서지 전류가 전환되는 것을 막아 SPD가 쓸모가 없습니다.  

3. ** 정기 검사 ** : 매년 뇌우 시즌 전에 SPD의 표시등을 확인하십시오 (정상 조건에서 녹색이어야합니다. 빨간색으로 변하거나 외출하면 교체가 필요합니다). 주거용 SPD는 3-5 년마다 교체하는 것이 좋습니다.

PV 시스템에 특정 매개 변수 (예 : 전원 또는 설치 위치)가있는 경우 주석에 추가 할 수 있으며 선택 제안을 개선 할 수 있습니다. 또한 발생한 서지 관련 문제를 공유 할 수 있으므로 함정을 피할 수 있습니다!