태양광 발전시스템 서지보호장치의 종류와 특성

태양광 발전시스템 서지보호장치의 종류와 특성

(1) 서론

 ①   계통 연계형 태양광 발전 시스템의 기본 구성도는 다음과 같다

태양광-발전-시스템-기본구성도

 ②   전기기기에 서지가 침입하는 경로는 다음과 같이 전원선, 접지선, 입력선, 출력선, 직격뢰(공중파) 등이다.

서지-침입경로

(2) 서지 보호장치의 종류와 특성

 ①   피뢰침

       직격뢰에 의한 서지로부터 기기를 보호하기 위해서 피뢰침을 설치한다

 ②   피뢰기

       유도뢰 및 개폐서지 등의 내부에서 발생하는 서지에 대한 보호대책으로 LA 를 설치한다

 ③   서지흡수기

       VCB 나 GCB 가 트립될 때 발생하는 서지로부터 변압기를 보호하기 위해 차단기와 변압기 사이에 SA 를 설치한다   ④ 반도체 기기의 보호장치

   ⑴   태양광 발전시스템에 사용되는 인버터와 같은 전력전자기기들은 서지에 매우 취약한 반도체들로 구성되어 있기 때문에 이들 약전계통에 대한 보호는 별도로 생각해야 한다

   ⑵   인버터, 통신기기 등과 같이 약전회로에 쓰이는 보호소자로는 Varistor, Zeno Diode 등이 있다

   ⑶  Varistor 는 정상상태에서는 매우 큰 저항값을 유지하고 있다가 이상전압이 들어오면 저항치가 급격히 작아져서 서지가 전자회로 내부로 침투하지 못하고 배리스터를 경유해서 전원으로 되돌아 가도록 한다.

Varistor의-기능

   ⑷     Zeno Diode 도 일반 다이오드와 같이 순방향으로는 전류가 잘 흐르나 역방향으로는 전류가 흐르지 않다가 항복전압 이상의 전압이 되면 역방향으로 전류가 흐르는 점을 이용해서 보호한다. 일반 다이오드는 Surge DC Semi 한번 역방향으로 전류가 흐르면 소손되어 버리나 Zeno Diode 는 역방향으로 전류가 흘러도 소손되지 않는 점이 일방 다이오드와 다른 점이다.

Zeno-Diode

 ⑤ SPD Power Source Zeno Diode Conductor Device

  ⑴  SPD 는 주로 외부에서 침입하는 서지에 대한 보호라는 측면에서는 피뢰기와 비슷하나 SPD 는 전원선을 따라 들어오는 이상전압 이외에 접지선, 신호선 등을 따라 들어오는 서지에 대해서도 보호한다는 점이 피뢰기와 다른 점이다

  ⑵   따라서 모든 곳에서 오는 서지를 방지하기 위해서 SPD 는 그림과 같이 전원용, 접지선용, 신호선용(Data Line 또는 Coaxial Cable) SPD 가 따로 설치되어야 한다.

SPD