재생에너지의 급속한 발전으로 태양광 발전과 에너지 저장은 점차 녹색 에너지의 중요한 구성 요소가 되었습니다. 지난 20년 동안 태양광 발전과 에너지 저장은 다양한 산업 분야를 거쳐 도시와 농촌 지역 곳곳으로 확산되었습니다. 그렇다면 태양광 발전과 에너지 저장 장치의 핵심 부품인 인버터도 마찬가지일까요?
1 태양광 인버터
태양광 인버터는 태양광 모듈에서 생산된 직류(DC) 전류를 교류(AC)로 변환하는 핵심 장치다. 태양광 발전 시스템의 출력은 직류인 반면 대부분의 전력 시스템과 가전제품은 교류를 사용하기 때문에 태양광 인버터의 역할은 직류를 그리드 표준에 맞는 교류로 변환하는 것입니다.
1. 태양광 인버터의 원리
태양광 인버터의 기본 원리는 IGBT나 MOSFET 등의 스위칭 소자를 통해 DC 전류를 주기적으로 역스위칭하고, 필터링, 제어, 레귤레이션을 거쳐 안정적인 AC 출력을 형성하는 것이다. 이 프로세스는 출력 전압과 주파수가 전력망의 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 일반적으로 펄스 폭 변조(PWM) 기술을 사용하는 인버터 회로를 통해 달성됩니다.
또한 인버터에는 태양광 발전 모듈의 동작점을 실시간으로 조정하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 컨트롤러가 포함되어 있어 태양광발전 시스템이 항상 최적의 전력 출력 상태에서 작동할 수 있어 시스템 전력이 향상됩니다. 발전 효율성. 또한 현재 많은 인버터에는 저전압 라이드 스루(ride through) 및 단독운전 보호와 같은 기능도 있습니다.
2. 태양광 인버터의 분류
구조별로 분류:
중앙 집중식 인버터:대규모 태양광 발전소에 적합한 이 제품은 모든 태양광 모듈의 DC 전력을 하나의 인버터로 모아 변환합니다. 중앙집중형 인버터는 용량이 커서 일반적으로 대형 태양광 발전소에 사용됩니다.
스트링 인버터:중소형 태양광발전소에 적합한 태양광발전소는 여러 개의 태양광발전 모듈을 직렬로 연결하고, 여러 개의 인버터를 사용해 각 스트링의 출력을 개별적으로 반전시키는 방식이다. 스트링 인버터는 비용이 저렴하고 설치가 유연하므로 주거용 및 상업용 건물과 같은 분산형 태양광 시스템에 적합합니다.
마이크로 인버터:각 태양광 모듈에는 각 패널의 DC 전력을 독립적으로 변환할 수 있는 소형 인버터가 장착되어 있습니다. 이 방식은 부분적인 그림자나 단층으로 인한 발전 손실을 최소화할 수 있어 주거용 태양광 발전에 적합하다.
작업 방식에 따라 분류:
그리드 연결 인버터:이는 태양광 발전 시스템에서 생성된 AC 전력을 공공 그리드로 전송하며 일반적으로 전력망 회사의 표준 요구 사항을 충족하며 그리드 연결형 태양광 발전 시스템에 적합합니다.
오프 그리드 인버터:계통연계가 없는 지역에서 사용되며, 배터리를 통해 전기에너지를 저장하고 독립적으로 작동한다.
2 에너지 저장 인버터
에너지저장장치 인버터는 배터리에 저장된 직류(DC) 전류를 교류(AC) 전류로 변환하고, 배터리의 충방전 과정을 관리하는 데 사용됩니다. 에너지 저장 인버터와 태양광 인버터는 기능면에서 유사하지만, 에너지 저장 시스템에는 그리드 인터페이스뿐만 아니라 배터리 관리와 같은 요소도 포함된다는 사실로 인해 에너지 저장 인버터에는 더 많은 제어 및 관리 기능이 필요합니다.
1. 에너지 저장장치 인버터의 원리
에너지 저장장치 인버터의 주요 원리는 배터리 팩의 DC 전력을 인버터 회로를 통해 표준 AC 전력으로 변환하는 것입니다. 태양광 인버터와 마찬가지로 에너지 저장 인버터도 스위칭 소자를 통해 직류를 교류로 변환합니다.
또한, 에너지 저장 인버터에는 배터리 충전 및 방전 상태, 전압, 전류, 온도 및 기타 매개 변수를 실시간으로 모니터링하여 배터리의 안전과 서비스 수명을 보장하는 배터리 관리 시스템(BMS)도 있습니다. . 동시에 에너지 저장 인버터는 그리드와 상호 작용하고 양방향 통신을 지원할 수 있습니다. 즉, 배터리의 전기 에너지를 그리드에 피드백하거나 그리드 전력이 부족할 때 그리드에서 충전할 수 있습니다.
2. 에너지 저장 인버터의 분류
그리드 연결 에너지 저장 인버터: 그리드 연결 에너지 저장 시스템에 적합하며, 저장된 전기 에너지를 그리드에 출력하거나 그리드 오류 시 비상 전력을 제공할 수 있습니다.
오프 그리드 에너지 저장 인버터: 고립된 지역이나 비상 백업 시스템에서 에너지 저장 배터리의 전기 에너지를 가정이나 장치에서 사용할 수 있는 교류로 변환하는 데 사용됩니다.
3. 에너지 저장 인버터의 응용 시나리오
가정용 에너지 저장 시스템:태양광 발전 시스템과 함께 사용할 경우 가정용 에너지 저장 인버터는 배터리에 저장된 전기 에너지를 가정용 AC 전력으로 변환하거나 남은 전기 에너지를 그리드로 보낼 수 있습니다.
산업용 및 상업용 에너지 저장 시스템:전력 공급과 수요의 균형을 맞추고 수요 대응을 지원하며 특히 전력 가격이 가장 높은 기간 동안 전력 지원을 제공하는 데 사용됩니다.
그리드 에너지 저장:그리드에 대한 로드 밸런싱을 제공하며, 그리드 에너지 저장 시스템은 수요가 적은 기간에는 전기를 저장하고 피크 기간에는 전기를 방출하여 그리드 부하를 최적화할 수 있습니다.
3 태양광 인버터와 에너지 저장 인버터의 비교
태양광 인버터와 에너지 저장 인버터는 모두 직류를 교류로 변환하는 데 사용되는 전력 전자 장치이지만 원리, 기능 및 응용 시나리오에서 상당한 차이가 있습니다.
| 구별 항목 | PV 인버터 | 에너지 저장 인버터 |
|---|---|---|
| 기본 기능 | 태양광 모듈에서 생성된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환합니다. | 배터리에 저장된 직류(DC) 전류를 교류(AC)로 변환합니다. |
| 양방향 전력 변환 | 주로 직류에서 교류로의 단방향 변환입니다. | 양방향 전력 변환 기능을 탑재해 AC 전원을 DC 전원으로 변환해 배터리를 충전할 수 있다. |
| 애플리케이션 시나리오 | 가정용, 상업용 또는 대규모 태양광 발전소를 위한 그리드 연결 시스템과 같은 태양광 발전 시스템. | 가정용 및 상업용 에너지 저장 장치 또는 그리드 부하 조절과 같은 에너지 저장 시스템은 배터리 충전 및 방전을 지원합니다. |
| 배터리 관리 기능 |
배터리 관리는 포함되지 않으며 주로 태양광 발전 시스템의 에너지 변환에 중점을 둡니다. |
배터리 관리 시스템(BMS)을 포함하여 배터리 상태를 모니터링하고 충전 및 방전 프로세스를 통해 배터리 안전을 보장합니다. |
| 최대 전력점 추적(MPPT) | MPPT 기능을 탑재하여 태양광 모듈의 출력 전력을 최적화합니다. | 태양광 전지의 최대 전력점 추적은 포함되지 않지만 배터리 관리 및 충전 효율성에 더 중점을 둡니다. |
| 전압 조정 | 일반적으로 배터리 전압 조정을 포함하지 않으며 직류를 교류로 직접 변환합니다. | 전압 조정 기능을 갖추고 있어 부하 요구 사항을 충족하도록 배터리의 출력 전압을 조정할 수 있습니다. |
| 그리드 인터랙티브 | 전력망과 상호작용하고 태양광 발전으로 생성된 교류 전류를 전력망에 공급합니다. | 양방향 전력 흐름을 지원하고, 그리드에 전력을 공급하거나 그리드에 전기 에너지를 피드백합니다. |
| 전력 범위 | 주로 소규모 가정용 시스템부터 대규모 태양광 발전소까지 태양광 시스템 규모에 적용됩니다. | 에너지 저장 시스템에 적합한 전력 범위는 일반적으로 중소형 시스템입니다. |
| 시장 가격 | 상대적으로 낮으며 일반적으로 시스템 크기와 인버터 전력에 따라 다릅니다. | 높을수록 배터리 관리 및 양방향 전력 변환이 필요하기 때문에 일반적으로 가격이 더 높습니다. |
| 기술개발 방향 | 효율성을 높이고 손실을 줄이며 인텔리전스 및 원격 모니터링을 향해 발전합니다. | 배터리 관리 기능, 지능형 예약 및 충전 방전 최적화를 향상합니다. |