태양광발전용 PCS(Power Conditioning System)의 회로방식을 분류

PCS(Power Conditioning System)란?

많은 글을 보면 PCS와 인버터의 차이점이 무엇인지 물어보는 글이 많다. 인버터와 컨버터가 함께 있는 것이 PCS이며 인버터는 컨버터가 없는 것이다. 

태양광에서 나오는 전기는 직류이며 이 직류는 인버터를 설치 한다면 교류로 변환하여 바로 사용할 수 있다. 이러면 엄청 효율적인데. 왜 인버터와 컨버터를 함께 쓰는가 이다. 한전에서는 발전량에 따라 전기를 사고 파는데 이 사고 파는 과정에서 교류용 전력량계를 기준으로 금액을 계산한다.  추가로 여기에 ESS까지 추가 한다면 정확한 발전량을 확인하기 곤란하다. 이 이유로 태양광에서 발전한 전기량을 교류로 변환한 다음 교류 전력량계를 통과하여 발전량을 측정한 다음 남은 전기는 ESS저장하기 위하여 직류로 변환하여 저장합니다. 하지만 최근에는 변환 손실을 줄이고자 직류 전력량계도 한전에서 인정하면서 전력변환의 방식으로 인정되어 3개의 구성요소로 이루어진 시스템으로 되었다.

1) 인버터부 : 태양전지의 직류 출력을 교류로 변환하는 전력을 공급하는 장치

2) 보호장치 : 계통측에 이상 발생시 안전하게 정지

3) 필터부 : 인버터에 발생하는 고주파제거

PCS의 기능과 회로방식

1) 기능

이상시나 고장시 보호기능의 종합적

직류에서 교류로 전환, 한전의 전력계통에 역송전

태양전지의 성능을 최대한으로 하는 설비

2)회로의 방식 3가지

첫번째 : 상용주파 변압 방식

태양전지의 직류 출력을 인버터를 통하여 직접 상용주파 교류로 제공하는 것

(상용주파) = 국내에서 쓰는 60Hz의 상용 주파수

장점

- 내부의 신뢰성이 이으며 Noise Cut 성능이 우수함

단점

- 변압기의 효율이 떨어진다.

- 상용주파변압기가 중량이 많이나가며 부피가 커지는 단점이 있다.

 

두번째 : 고주파 변압기 방식

직류 -> 고주파 교류 -> 직류 -> 상용주파교류로 변환하는 방식

- 소형 경량화가 가능하지만 회로가 복잡하고 가격이 고가로 단점이 있음

 

세번째 : Transless 방식(DC 송전)

2차 회로에 변압기를 사용하지 않는 방식으로 소형 경량이 가능하며 저가임 또란 변압기를 거치지 않아 신뢰도와 효율이 높음

 

특성 비교표(출제 기출)

	상용주파 변압기 방식	고주파 변압기 방식	Transless 방식
용량	10kW 이상	100kW 이상	소형
안정성	좋음	보통	미흡
경제성	미흡	보통	우수
효율	미흡	보통	양호
장점	-회로의 구성이 간단 - 변압기 절연방식으로 안정성 우수	- 계통과 절연 안정성, - 효율 우수, 소형 경량화	변압기를 사용하지 않으므로 효율이 좋고, 소형, 경량화가 가능
단점	- 변압기 사용으로 효율 저하 - 크기, 무게 커짐	- 구성이 복잡 - 직류성분 유출 우려	- 안정성 부족 - 직류성분 유출 우려