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음영의 영향: 스트링, 옵티마이저, 마이크로인버터

· 읽는 시간 약 5분 ·

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
옵티마이저와 마이크로인버터는 각 패널을 독립적으로 다룹니다.

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.

  1. 1
    옅은 그늘

    그늘진 패널도 아직 조금은 발전합니다. 스트링 전류가 그 값으로 내려가 모든 패널의 출력이 줄어듭니다.

  2. 2
    짙은 그늘

    바이패스 다이오드가 도통해 그늘진 구간을 건너뛰고, 스트링은 나머지로 계속 동작합니다. 전압은 내려가지만 전류는 유지됩니다.

  3. 3
    인버터가 적응

    MPPT가 새로운 최대 전력점을 찾습니다. 전압이 낮아져도 스트링은 여전히 MPPT 범위 안에 있어야 합니다.

세 가지 해결책

바이패스가 있는 스트링

일반적인 방법

추가 비용이 없습니다. 그늘이 드물거나 일부 패널에만 생길 때 잘 동작합니다. 지붕 면별로 스트링을 나누면 문제를 격리할 수 있습니다.

옵티마이저

패널 단위, DC

각 패널 뒤에 달려 그 패널의 전류를 조절합니다. 스트링 인버터는 하나로 유지되고, 패널별 모니터링도 됩니다.

마이크로인버터

패널 단위, AC

패널에서 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.

직접 조작하기

그늘이 스트링에 미치는 영향

모듈 10장으로 된 스트링에 일부 그늘이 진 경우입니다. 일반 스트링과 모듈 단위 방식(옵티마이저 또는 마이크로 인버터)을 비교합니다.

  1. 80%
    일반 스트링전류가 제한되거나, 바이패스 다이오드가 그늘진 모듈을 우회합니다
  2. 88%
    옵티마이저 또는 마이크로 인버터각 모듈이 낼 수 있는 만큼 출력합니다
20%일반 스트링의 손실
+8모듈 단위 방식이 더 내는 퍼센트포인트

그늘진 패널 한 장의 수치

패널 10장 스트링에서 1장에 그늘이 졌을 때의 발전 손실 (단순 모델)

일반 스트링, 옅은 그늘 (10%)10%
패널 단위, 옅은 그늘 (10%)1%
일반 스트링, 짙은 그늘 (90%)10%
패널 단위, 짙은 그늘 (90%)9%

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 스트링옵티마이저마이크로인버터
비용가장 낮음중간가장 높음
부분 그늘손실이 커지기 쉬움손실이 작아지기 쉬움손실이 작아지기 쉬움
패널별 모니터링스트링 단위만가능가능
지붕 위 부품패널만패널당 1개 추가패널당 1개 추가
✓ 장점 · ◐ 경우에 따라 다름 · ✗ 주의할 점

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이 글의 구성도를 불러온 Editor Solar입니다. 장비를 옮기고, 이름을 바꾸고, 부품을 연결한 다음 PNG, SVG 또는 PDF로 내보낼 수 있습니다. 무료이며 모든 작업은 브라우저에서 이루어집니다.

패널 2장에 그늘이 진 스트링에 옵티마이저를 단 구성입니다. 각 패널이 낼 수 있는 만큼 출력합니다.

직접 해 보기: 어느 패널에 몇 시쯤 그늘이 지는지 도면에 표시해 보세요. 패널 위치를 바꾸면 해결되는지도 함께 기록합니다.

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