그리드 접속형 태양광 발전 시스템

Grid-connected photovoltaic power system
미국 보스턴 인근의 그리드 연결 주택용 태양광 옥상 시스템

그리드 접속형 태양광 발전 시스템 또는 그리드 접속형 PV 시스템은 전력망에 접속되는 발전형 태양광 발전 시스템이다.그리드 접속 PV 시스템은 태양전지판, 하나 또는 여러 개의 인버터, 전력조절장치 및 그리드 접속기기로 구성된다.소형 주거용 및 상업용 옥상 시스템에서 대규모 태양광 발전소에 이르기까지 다양하다.조건이 적합하면 그리드 연결 PV 시스템은 연결된 부하에 의한 소비 이상의 초과 전력을 전력망에 [1]공급한다.

작동

미국 넬리스 공군기지의 태양광 발전소

10킬로와트 이상의 용량을 가진 주택용 그리드 연결 옥상 시스템은 대부분의 [2]소비자의 부하를 충족할 수 있다.다른 사용자가 소비하는 그리드에 여분의 전력을 공급할 수 있습니다.피드백은 전달되는 전력을 모니터링하기 위해 미터기를 통해 이루어집니다.태양광 발전 와트 수는 평균 소비량보다 적을 수 있으며, 이 경우 소비자는 그리드 에너지를 계속 구매하게 되지만 이전보다는 적은 양이다.태양광 발전 와트 수가 평균 소비량을 크게 초과하면 패널로 생산되는 에너지는 수요를 훨씬 초과하게 된다.이 경우 초과 전력은 그리드에 판매함으로써 수익을 창출할 수 있습니다.지역 그리드 에너지 회사와의 합의에 따라 소비자는 소비 전력 비용에서 발전 전력의 가치를 뺀 금액만 지불하면 됩니다.소비되는 [3]전력보다 더 많은 전력을 발생시킬 경우 이 수치는 음수가 됩니다.또한, 경우에 따라, 현금 인센티브가 그리드 운영자로부터 소비자에게 지급된다.

태양광 발전 시스템의 접속은 소비자와 전력회사 간의 상호접속협약을 통해서만 가능하다.계약서에는 접속 [4]중에 준수해야 할 각종 안전기준이 상세하게 기재되어 있습니다.

특징들

태양광 발전 패널에서 나오는 전력은 전력망에 공급될 경우 파워 인버터에 의해 교류로 변환되어야 한다.인버터는 태양열 어레이와 그리드 사이에 위치하며, 대형 독립형 장치일 수도 있고 AC 모듈로 개별 태양 패널에 부착된 소형 인버터 집합일 수도 있다.인버터는 그리드 전압, 파형 및 주파수를 모니터링해야 합니다.인버터는 그리드 공급의 고장을 감지해야 하며 그리드에 전원을 공급해서는 안 됩니다.고장전원선에 연결된 인버터는 관할구역에 따라 안전수칙에 따라 자동으로 분리된다.고장 전류의 위치는 특히 중저전력 공급망에서 인버터의 보호 메커니즘이 작동할지 여부를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.보호시스템은 공급망상의 인버터 외부의 장애에 대해 적절한 작동을 보장해야 한다.인버터는 AC 주파수와 그리드를 동기화하여 올바른 전력 흐름 방향을 보장하도록 설계되어야 합니다.

이점

  • 일부 시스템 운영자가 제공하는 Net Metering 및 Feed-in Tarify 등의 시스템은 고객의 전기 사용 비용을 상쇄할 수 있습니다.그러나 일부 지역에서는 그리드 기술이 그리드에 공급되는 분산 발전량에 대처할 수 없기 때문에 잉여 전력의 수출이 불가능하고 잉여 전력은 접지된다.
  • 그리드 연결 PV 시스템은 배터리 [1][5]시스템이 필요하지 않기 때문에 설치가 비교적 쉽습니다.
  • 광전(PV) 발전 시스템의 그리드 상호 연결은 저장 손실이 [6]수반되지 않기 때문에 발전된 전력을 효과적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.
  • 태양광 발전 시스템은 패널 구축을 위해 생산되는 에너지 이상의 에너지가 처음에는 화석 연료를 태울 필요성을 상쇄하기 때문에 수명 동안 탄소 음성이 된다.태양이 항상 빛나는 것은 아니지만, 어떤 설비를 설치해도 합리적으로 예측 가능한 평균 탄소 소비량을 줄일 수 있습니다.

단점들

  • 그리드에 연결된 PV는 전압 조절 문제를 일으킬 수 있습니다.기존 그리드는 단방향 또는 방사형 흐름이라는 가정 하에 작동했습니다.그러나 그리드에 주입된 전기는 전압을 증가시키고 허용 대역폭인 ±5%[7]를 벗어나는 수준으로 구동할 수 있습니다.
  • 그리드에 연결된 PV는 전력 품질을 저하시킬 수 있습니다.PV의 간헐적 특성은 전압의 급격한 변화를 의미합니다.이로 인해 잦은 조정으로 전압 조절기가 마모될 뿐만 아니라 전압 [8]깜박임이 발생할 수 있습니다.
  • 그리드에 연결하면 보호와 관련된 많은 문제가 발생합니다.위에서 설명한 바와 같이, 아일랜드와 더불어 그리드 접속 PV의 레벨이 너무 높으면 릴레이 감작 해제, 방해 트립, 자동 리클로저 간섭 및 강성 공진 [9]등의 문제가 발생합니다.

아일런딩

주택용 그리드 연결 PV 시스템 다이어그램
주요 기사:아일런딩

아일랜드는 전력 공급 그리드의 전력이 더 이상 존재하지 않더라도 분산 발전기가 계속해서 한 곳에 전력을 공급하는 상태입니다.전력망에서 전력이 공급되지 않더라도 회로에 전력이 공급되고 있다는 것을 깨닫지 못하는 전력회사 근로자에게 섬짓은 위험할 수 있습니다.따라서 분산 발전기는 섬을 감지하고 즉시 전력 생산을 중단해야 합니다. 이를 반섬화라고 합니다.

상륙 방지

그리드에 연결된 PV 시스템의 전력 정전의 경우 태양 전지판은 태양이 빛나는 한 전력을 계속 공급한다.이 경우, 공급 라인은 전력이 공급되지 않은 라인의 "바다"로 둘러싸인 "섬"이 됩니다.이러한 이유로, 전력망에 전력을 공급하도록 설계된 태양열 인버터는 일반적으로 자동 착륙 방지 회로를 장착해야 합니다.의도적인 아일랜드에서는 제너레이터가 그리드에서 분리되어 분산 제너레이터가 로컬 회로에 전력을 공급하도록 강제합니다.이는 보통 배전망에 전력을 판매하는 건물의 전원 백업 시스템으로 자주 사용됩니다.

안티아일랜드 제어 기술에는 두 가지 유형이 있습니다.

  • 수동:그리드 고장 시 전압 및/또는 주파수 변화를 측정하고 전압 및/또는 주파수를 공칭 값에서 더 멀리 밀어내기 위해 양의 피드백 루프를 사용합니다.부하가 인버터 출력과 매우 잘 일치하거나 부하가 매우 높은 품질 계수(실제 전력 비율에 대한 반응)를 가진 경우 주파수 또는 전압이 변경되지 않을 수 있습니다.따라서 Non Detection Zone(NDZ; 비검출 영역)이 존재합니다.
  • Active: 이 방법에서는 주파수 또는 전압에 오류가 있습니다.그리드에 장애가 발생하면 오류가 누적되어 전압 및/또는 주파수가 허용 [10]범위를 초과합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Elhodeiby, A.S.; Metwally, H.M.B; Farahat, M.A (March 2011). "PERFORMANCE ANALYSIS OF 3.6 KW ROOFTOP GRID CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM IN EGYP" (PDF). International Conference on Energy Systems and Technologies (ICEST 2011): 151–157. Retrieved 2011-07-21.
  2. ^ "Grid Connected PV Systems". Acmepoint Energy Services. Retrieved 28 April 2015.
  3. ^ "Homeowners Guide to Financing a Grid-Connected Solar Electric System" (PDF). DOE Office of Energy Efficiency & Renewable Energy. Retrieved 28 April 2015.
  4. ^ "Grid Connected Solar Electric - Photovoltaic (PV) Systems". powernaturally.org. Retrieved 2011-07-21.
  5. ^ "Grid-connected photovoltaic system" (PDF). soe-townsville.org. Retrieved 2011-07-21.
  6. ^ "International Guideline For The Certification Of Photovoltaic System Components and Grid-Connected Systems". iea-pvps.org. Retrieved 2011-07-21.
  7. ^ Steffel, Steve. "Challenges for Distribution Feeder Voltage Regulation with Increasing Amounts of PV" (PDF). DOE Office of Energy Efficiency & Renewable Energy. Retrieved 28 April 2015.
  8. ^ "MIT Study on the Future of the Electric Grid" (PDF). MIT Energy Initiative. MIT. Archived from the original (PDF) on 5 March 2016. Retrieved 28 April 2015.
  9. ^ Kaur, Gurkiran (2006). "Effects of Distributed Generation (DG) Interconnections on Protection of Distribution Feeders". Power Engineering Society General Meeting, 2006.: 8 pp. doi:10.1109/PES.2006.1709551. ISBN 1-4244-0493-2.
  10. ^ "Grid-interactive Solar Inverters and Their Impact on Power System Safety and Quality" (PDF). eng.wayne.edu. p. 30. Retrieved 2011-06-10.

외부 링크