음영의 영향: 스트링, 옵티마이저, 마이크로인버터
패널 한 장의 그늘이 왜 스트링 전체를 끌어내리는지, 바이패스 다이오드가 하는 일, 옵티마이저와 마이크로인버터가 값어치를 하는 때를 알아봅니다.
패널 한 장의 그늘이 스트링 전체를 끌어내리는 이유
스트링에서는 패널이 직렬로 연결되어 모든 패널에 같은 전류가 흐릅니다. 그늘진 패널은 전류가 줄고, 다른 조치가 없으면 스트링 전체를 제한합니다. 호스의 한 곳을 조이면 전체 유량이 줄어드는 것과 같습니다.
일반 스트링
모든 패널이 하나의 전류를 공유
- 가장 약한 패널이 나머지를 제한
- 작은 그늘도 손실이 클 수 있음
- 지붕 위에 전자 장치 없음
패널 단위
각 패널이 독립적으로
- 각 패널이 낼 수 있는 만큼 출력
- 그늘의 영향은 대체로 가려진 패널에 집중
- 패널마다 장치가 하나씩 늘어남
바이패스 다이오드가 하는 일
각 패널에는 그늘진 구간을 돌아가도록 전류를 우회시키는 바이패스 다이오드가 있습니다. 과열을 막고 손실을 덜 심하게 만들지만, 우회된 구간은 더 이상 발전하지 않습니다.
- 1옅은 그늘
그늘진 패널도 아직 조금은 발전합니다. 스트링 전류가 그 값으로 내려가 모든 패널의 출력이 줄어듭니다.
- 2짙은 그늘
바이패스 다이오드가 도통해 그늘진 구간을 건너뛰고, 스트링은 나머지로 계속 동작합니다. 전압은 내려가지만 전류는 유지됩니다.
- 3인버터가 적응
MPPT가 새로운 최대 전력점을 찾습니다. 전압이 낮아져도 스트링은 여전히 MPPT 범위 안에 있어야 합니다.
세 가지 해결책
바이패스가 있는 스트링
일반적인 방법추가 비용이 없습니다. 그늘이 드물거나 일부 패널에만 생길 때 잘 동작합니다. 지붕 면별로 스트링을 나누면 문제를 격리할 수 있습니다.
옵티마이저
패널 단위, DC각 패널 뒤에 달려 그 패널의 전류를 조절합니다. 스트링 인버터는 하나로 유지되고, 패널별 모니터링도 됩니다.
마이크로인버터
패널 단위, AC패널에서 바로 교류로 변환합니다. 각 패널이 독립적이고 지붕 위에 고전압 직류가 없습니다. 패널당 비용은 더 듭니다.
차이 확인하기
패널 10장 스트링에 일부 그늘이 진 경우입니다. 그늘진 패널 수와 그늘이 전류를 줄이는 정도를 고르고, 일반 스트링과 패널 단위 방식을 비교해 보세요.
그늘진 패널 한 장의 수치
이 단순 모델에서는 옅은 그늘일 때 차이가 크다는 점에 주목하세요. 전류가 10%만 줄어든 패널 한 장 때문에 스트링 전체가 10%를 잃습니다. 짙은 그늘에서는 바이패스가 그 패널을 분리하므로 차이는 이 예시에서 1%포인트로 줄어듭니다(10% 대 9%).
패널 단위 전자 장치에 돈을 쓸 가치가 있을 때
| 일반 스트링 | 옵티마이저 | 마이크로인버터 | |
|---|---|---|---|
| 비용 | 가장 낮음 | 중간 | 가장 높음 |
| 부분 그늘 | 손실이 커지기 쉬움 | 손실이 작아지기 쉬움 | 손실이 작아지기 쉬움 |
| 패널별 모니터링 | 스트링 단위만 | 가능 | 가능 |
| 지붕 위 부품 | 패널만 | 패널당 1개 추가 | 패널당 1개 추가 |
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직접 해 보기: 어느 패널에 몇 시쯤 그늘이 지는지 도면에 표시해 보세요. 패널 위치를 바꾸면 해결되는지도 함께 기록합니다.
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