일반적으로 태양광 시스템은 독립형 시스템, 계통 연계형 시스템, 그리고 하이브리드 시스템으로 구분됩니다. 태양광 시스템의 적용 형태, 적용 규모, 그리고 부하 유형에 따라 태양광 발전 시스템은 더욱 세부적으로 구분될 수 있습니다. 태양광 시스템은 또한 다음과 같은 여섯 가지 유형으로 세분될 수 있습니다. 소규모 태양광 발전 시스템(SmallDC), 단순 직류 발전 시스템(SimpleDC), 대규모 태양광 발전 시스템(LargeDC), 교류 및 직류 전력 공급 시스템(AC/DC), 계통 연계형 시스템(UtilityGridConnect), 하이브리드 전력 공급 시스템(Hybrid), 계통 연계형 하이브리드 시스템. 각 시스템의 작동 원리와 특징은 다음과 같습니다.
1. 소형 태양광 발전 시스템(SmallDC)
이 시스템의 특징은 시스템에 직류 부하만 있고 부하 전력이 비교적 작다는 것입니다. 전체 시스템은 구조가 간단하고 조작이 간편합니다. 주요 용도로는 일반 가정용 시스템, 다양한 민간 직류 제품, 그리고 관련 엔터테인먼트 기기가 있습니다. 예를 들어, 이러한 유형의 태양광 시스템은 우리나라 서부 지역에서 널리 사용되고 있으며, 부하는 직류 램프로 전기가 없는 지역의 가정 조명 문제를 해결합니다.
2. 단순 DC 시스템(SimpleDC)
이 시스템의 특징은 시스템 부하가 직류 부하이며, 부하 사용 시간에 대한 특별한 요구 사항이 없다는 것입니다. 부하는 주로 주간에 사용되므로 시스템에 배터리나 컨트롤러가 없습니다. 시스템은 구조가 간단하여 직접 사용할 수 있습니다. 태양광 발전 구성 요소가 부하에 전력을 공급하므로 배터리에 에너지를 저장하고 방출할 필요가 없으며, 컨트롤러에서 에너지 손실도 발생하지 않아 에너지 이용 효율이 향상됩니다.
3 대규모 태양광 발전 시스템(LargeDC)
위의 두 태양광 시스템과 비교했을 때, 이 태양광 시스템은 여전히 직류 전력 공급 시스템에 적합하지만, 이러한 태양광 시스템은 일반적으로 부하 전력이 큽니다. 부하에 안정적인 전력 공급을 보장하기 위해서는 시스템 규모 또한 커야 하며, 더 큰 태양광 모듈 어레이와 더 큰 태양 전지 팩이 필요합니다. 일반적인 적용 분야로는 통신, 원격 측정, 모니터링 장비 전력 공급, 농촌 지역 중앙 집중식 전력 공급, 비콘 비콘, 가로등 등이 있습니다. 4 AC, DC 전력 공급 시스템(AC/DC)
위의 세 가지 태양광 시스템과 달리, 이 태양광 시스템은 직류 및 교류 부하에 동시에 전력을 공급할 수 있습니다. 시스템 구조 측면에서는 위의 세 가지 시스템보다 더 많은 인버터를 사용하여 직류 전력을 교류 전력으로 변환합니다. 교류 부하에 대한 수요는 일반적으로 이러한 시스템의 부하 전력 소비량이 비교적 크기 때문에 시스템 규모 또한 비교적 큽니다. 교류 및 직류 부하를 모두 사용하는 일부 통신 기지국과 교류 및 직류 부하를 사용하는 기타 태양광 발전소에 사용됩니다.
5 그리드 연결 시스템(UtilityGridConnect)
이러한 태양광 시스템의 가장 큰 특징은 태양광 어레이에서 생성된 직류 전력을 계통 연계형 인버터를 통해 주전원 계통의 요구 사항을 충족하는 교류 전력으로 변환하여 주전원 계통에 직접 연결한다는 것입니다. 계통 연계형 시스템에서는 태양광 어레이에서 생성된 전력이 교류로 공급될 뿐만 아니라, 부하 외부에서 잉여 전력을 계통으로 되돌려 보냅니다. 비오는 날이나 야간 등 태양광 어레이에서 발전이 중단되거나 발전된 전력이 부하 수요를 충족하지 못할 경우, 계통에서 전력을 공급받습니다.
6 하이브리드 전원 공급 시스템(Hybrid)
이 유형의 태양광 발전 시스템은 태양광 모듈 어레이를 사용하는 것 외에도 디젤 발전기를 백업 전원으로 사용합니다. 하이브리드 전력 공급 시스템을 사용하는 목적은 다양한 발전 기술의 장점을 종합적으로 활용하고 각각의 단점을 피하는 것입니다. 예를 들어, 앞서 언급한 독립형 태양광 시스템은 유지 보수가 적다는 장점이 있지만, 에너지 출력이 날씨에 따라 변동하고 불안정하다는 단점이 있습니다. 단일 에너지 독립형 시스템과 비교했을 때, 디젤 발전기와 태양광 어레이를 사용하는 하이브리드 전력 공급 시스템은 날씨에 의존하지 않는 에너지를 제공할 수 있습니다. 장점은 다음과 같습니다.
1. 하이브리드 전원 공급 시스템을 사용하면 재생 에너지의 활용도를 높일 수 있습니다.
2. 시스템의 실용성이 높습니다.
3. 일회용 디젤 발전기 시스템에 비해 유지관리 비용이 적고 연료 소모량이 적습니다.
4. 연료 효율성이 더 높습니다.
5. 부하 매칭을 위한 더 나은 유연성.
하이브리드 시스템에는 다음과 같은 단점이 있습니다.
1. 제어가 더 복잡합니다.
2. 초기 프로젝트는 비교적 규모가 큽니다.
3. 독립형 시스템보다 유지관리가 더 필요합니다.
4. 오염과 소음.
7. 계통연계형 하이브리드 전력공급 시스템(Hybrid)
태양광 광전자 산업의 발전과 함께 태양광 모듈 어레이, 주전원 및 예비 오일 머신을 종합적으로 활용할 수 있는 계통 연계형 하이브리드 전력 공급 시스템이 등장했습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 컨트롤러와 인버터가 통합되어 있으며, 컴퓨터 칩을 사용하여 전체 시스템의 작동을 완벽하게 제어하고 다양한 에너지원을 종합적으로 활용하여 최적의 작동 상태를 달성합니다. 또한 배터리를 사용하여 시스템의 부하 전력 공급 보증률을 더욱 향상시킬 수 있습니다. AES의 SMD 인버터 시스템과 같은 예입니다. 이 시스템은 지역 부하에 적합한 전력을 공급할 수 있으며, 온라인 무정전 전원 공급 장치(UPS)로도 작동할 수 있습니다. 또한 계통에 전력을 공급하거나 계통에서 전력을 공급받을 수도 있습니다.
시스템의 작동 모드는 일반적으로 주전원 및 태양광 발전과 병렬로 작동합니다. 지역 부하의 경우 태양광 모듈에서 생성된 전기 에너지가 부하에 충분하면 태양광 모듈에서 생성된 전기 에너지를 직접 사용하여 부하의 수요를 공급합니다. 태양광 모듈에서 생성된 전력이 즉시 부하의 수요를 초과하는 경우 초과 전력은 그리드로 반환될 수 있습니다. 태양광 모듈에서 생성된 전력이 충분하지 않으면 유틸리티 전력이 자동으로 활성화되고 유틸리티 전력은 지역 부하의 수요를 공급하는 데 사용됩니다. 부하의 전력 소비량이 SMD 인버터의 정격 주전원 용량의 60% 미만이면 주전원이 자동으로 배터리를 충전하여 배터리가 장시간 부동 상태를 유지하도록 합니다. 주전원이 고장나거나 주전원이 고장나거나 주전원 품질이 불합격인 경우 시스템은 자동으로 주전원을 분리하고 독립 작동 모드로 전환합니다. 배터리와 인버터는 부하에 필요한 AC 전원을 공급합니다.
주전원이 정상으로 복귀하면, 즉 전압과 주파수가 위에서 언급한 정상 상태로 회복되면 시스템은 배터리를 분리하고 주전원을 사용하는 계통 연계 모드 작동으로 전환됩니다. 일부 계통 연계형 하이브리드 전력 공급 시스템에서는 시스템 모니터링, 제어 및 데이터 수집 기능도 제어 칩에 통합될 수 있습니다. 이 시스템의 핵심 구성 요소는 컨트롤러와 인버터입니다.
게시일: 2021년 5월 26일