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제품정보 > 시장별 > 에너지
태양광 발전 시스템의 고압화와 HIOKI의 솔루션

지속 가능한 사회를 실현하기 위해 자연 에너지를 활용한 발전 시스템이 주목을 받고 있습니다. 그 중에서도 태양광 활용이 활발합니다.

태양광 발전이 고압화되는 이유

송전 시 에너지 손실 감소

발전 효율은 1000 V 시스템에서 1500 V 시스템으로 전환하여 향상시킬 수 있습니다. 전류가 크면 송전 시 에너지 손실이 커지게 됩니다. 전압을 높이고 전류를 줄이면 에너지 손실을 억제할 수 있습니다. 따라서 PV시스템은 손실을 최소화하고, 발전된 전기 에너지의 활용을 극대화하기 위해 고압화되고 있습니다.

비용

1500 V 발전은 1000 V발전에 비해 비용이 적게 듭니다. 스트링 수가 약 75% 적기 때문에 접속함과 인버터의 수, 케이블의 길이를 줄일 수 있습니다.

  • 그림１：1000 kW 태양광 발전 설비의 1000 V 시스템과 1500 V 시스템의 예

과거에는 1000 V 시스템이 주류였지만 비용 절감을 위해 현재는 1500 V시스템도 증가하고 있습니다.

PV모듈의 카테고리 분류에 대해서

태양광 발전 시스템이 고압화됨에 따라 과도과전압도 높아지고 있습니다. 유지보수 작업 시 위험성도 증가하기 때문에 안전성을 고려해야 합니다. 안전성에 관한 규격 EN61010 시리즈에서는 측정 장소에 따라 측정 카테고리 CAT II, CAT III, CAT IV식으로 분류하고 있습니다. 카테고리는 대지간 정격전압과 전류용량 및 측정 장소에 생기는 과도과전압에 근거해 결정됩니다. 그림2와 표1은 측정 장소와 측정 카테고리를 나타낸 것입니다. 계통 연계된 PV모듈은 CAT III입니다. 또한 PV모듈의 안전 적격성 확인에 관한 규격 IEC 61730-1에 따르면 PV모듈은 과전압 카테고리 III으로 취급됩니다. 따라서 PV모듈의 유지보수에는 측정 카테고리III측정기가 필요합니다.

  • 그림２：측정 장소와 측정 카테고리



표1：측정 카테고리와 측정 장소의 예

측정 카테고리설명
CAT II콘센트에 직접 연결하는 기기의 전원 플러그에서 기기의 전원회로까지
CAT III배전반에서 전력을 직접 끌어오는 기기 (고정설비 등)의 전원 배선과 전원회로 및 분전반에서 콘센트의 뒤쪽 배선단자까지의 배전로
CAT IV건축물로의 인입 전기회로, 인입구에서 전력량계 및 분전반까지의 전기회로

예상되는 과도과전압에 대해

공장 등 전원라인에서는 전원전압의 10배되는 과도과전압이 포함되는 경우가 있습니다. 측정기는 측정 장소에서 예측되는 과도과전압에 견딜 수 있도록 안전하게 설계되어야 합니다. 표2는 대지간전압과 측정 카테고리에 따른 과도과전압의 규정입니다. CAT III 에 분류된 1500 V 태양광 시스템의 과도과전압은 10,000 V 입니다.



표２：대지간전압과 측정 카테고리에 따른 과도과전압의 규정

대지간전압 (V)과도과전압값 (V)
CAT IICAT IIICAT IV
300
2500
4000
6000
600
4000
6000
8000
1000
6000
8000
12000
1500
8000
10000
15000
2000
12000
15000
18000

HIOKI의 솔루션

지금의 태양광 발전 설비에는 1500 V 시스템이 보급되어 있는데 앞으로 시스템이 더욱 고효율화, 대규모화되면 더 높은 전압에 대응한 계측기가 필요해집니다. HIOKI는 그러한 가까운 미래를 내다보고 CAT Ⅲ 2000 V 대응 제품으로 2000 V 측정에 대응한 직류 고전압 프로브 P2000을 솔루션으로 제공하고 있습니다. 과도과전압이 15,000 V여도 안전하게 측정할 수 있도록 설계된 제품입니다.

P2000의 특징

  • 1. P2000은 호환되는 HIOKI 클램프 미터나 디지털 멀티미터에 연결만 하면 CAT III 2000V까지 고전압 측정이 가능합니다
  • 2. 테스트 리드의 선단 직경이 φ2mm로 얇기 때문에 퓨즈식 개폐기, 피복 단자에 프로빙이 용이합니다.
  • 3. 부속품 스트랩으로 측정기와 연결하여 측정 중에 스트레스 없이 사용할 수 있습니다.

  • 그림３(좌): CAT III 2000 V직류 고전압 프로브 P2000 / 그림4(우): 측정기와 연결한 모습

P2000과 호환되는 제품 소개

P2000과 호환되는 HIOKI 클램프 미터와 디지털 멀티미터에는 P2000에 의해 감소된 전압을 보정・환산해 전압값을 직독할 수 있는 기능이 탑재되어 있습니다.
2000A AC/DC클램프 미터 CM4373-50
600A/2000A의 2종류 레인지로 소규모 태양광 발전 설비부터 메가 솔라 규모의 시스템까지 폭넓게 측정할 수 있습니다.
1000A AC/DC클램프 미터 CM4375-50
  • 슬림한 선단으로 혼잡하고 좁은 공간에서 전류 측정 시 편리합니다.
  • 전압・전류 측정 시 교류/직류를 자동으로 판별해 레인지 전환을 하지 않아도 되어 작업 효율이 더욱 향상됩니다.
디지털 멀티미터 DT4261
  • IP54 높은 방진 방수성능, 실외 사용에 최적입니다.
  • 테스트 리드의 오삽입을 방지해 안전, 안심하고 측정할 수 있습니다.
GENNECT Cross 앱을 연결하면 :
  • 측정값을 무선 송신함으로써 종이나 PC에 기록 시 실수를 방지하며, 노동력과 작업시간을 줄일 수 있습니다.
  • 콤퍼레이터 기능으로 측정값의 PASS・FAIL을 판단해 작업 효율을 향상시킬 수 있습니다.