태양 에너지의 새로운 게임 체인저, 마이크로 인버터
마이크로 인버터는 태양광 어레이와 함께 사용되어 생성된 에너지(직류)를 가정용으로 사용 가능한 전기(교류)로 변환하는 장치입니다. 10년이 채 되지 않은 기간 동안 태양광 시장에 진출한 이후, 개별 PV 모듈에서 나오는 DC를 가정 및 사업장에서 사용 가능한 AC 전력으로 변환하는 마이크로 인버터는 시스템 설계자와 설치자로부터 열렬히 환영받고 있습니다. 이들은 매일 더 크고 정교한 태양광 설치에 등장하고 있으며, 이는 곧 바뀌지 않을 추세입니다. 청정 에너지에 대한 수요 증가는 태양광 시장 성장의 주요 동인 중 하나입니다. 따라서 여러 회사에서 태양광 마이크로 인버터를 개발하고 있습니다. 마이크로 인버터는 열 부하 및 높은 전력에 노출되지 않아 수명이 더 길다는 여러 가지 이점을 제공합니다. 또한 마이크로 인버터의 경우 단일 실패 지점이 없으므로 패널 하나에 결함이 있더라도 전체 시스템은 영향을 받지 않습니다. 여러 회사에서 고급 그리드 기능으로 개발된 완전한 네트워크, 소프트웨어 정의 인버터인 스마트 마이크로 인버터를 구축하기 시작했습니다.
마이크로 인버터는 새로운 시장에서 장점을 활용하기 위해 서두르면서 미국 외 지역에서 수요가 높습니다. 인도 과학자들은 인도에서 마이크로 인버터 기반 시스템을 설계하고 통합하고 있습니다. SMA 및 Power-One을 포함한 여러 새로운 회사가 시장에 진출하여 제품을 출시했습니다. UnivDatos Market Insights에서 발표한 보고서에 따르면, 글로벌 태양광 마이크로 인버터 시장은 2018년에 9억 7,750만 달러로 평가되었으며 2019-2025년 예측 기간 동안 28.4%의 폭발적인 CAGR을 기록하며 2025년까지 56억 460만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
마이크로 인버터의 아이디어
기존 태양광 시스템은 하나의 인버터로만 구성되었습니다. 따라서 인버터 고장의 경우 대체 에너지 전송이 없습니다. 이 문제를 해결하기 위해 스트링 인버터에 대한 아이디어가 제안되고 구현되었습니다. 스트링 인버터를 사용하더라도 PV 시스템은 가정용 애플리케이션을 위한 플러그 앤 플레이 장치로 적합하지 않았습니다. 따라서 PV 모듈 내부에 인버터가 있는 시스템을 설계하여 안정적인 작동과 모든 모듈에 대한 최대 전력점 추적(MPPT)을 보장하는 것이 바람직합니다.
스트링 또는 중앙 인버터 대비 마이크로 인버터의 장단점
마이크로 인버터의 장점
- 음영에 대한 내성 각 태양광 패널이 다른 패널과 독립적으로 생산되므로 태양광 패널의 성능이 인접한 태양광 패널에 영향을 미치지 않습니다. 따라서 음영 처리된 태양광 패널은 독립적으로 작동하므로 다른 태양광 패널의 성능을 반드시 떨어뜨리지는 않습니다. 이는 스트링 인버터의 경우에 해당되지 않습니다.
- 공기 냉각 불필요 마이크로 인버터는 크기가 매우 작아 태양광 패널 뒷면에 장착할 수 있습니다. 크기 때문에 중앙 인버터처럼 별도의 냉각이 필요하지 않습니다. 따라서 열 형태로 인한 손실이 적습니다.
- 비용 효율성 마이크로 인버터는 개별적으로 기존 인버터보다 저렴합니다. 기존 인버터가 고장나면 교체 비용이 많이 들지만 마이크로 인버터의 경우 기존 인버터에 비해 처리해야 하는 전기의 양이 적기 때문에 고장날 가능성이 훨씬 적습니다.
- 쉬운 설치 마이크로 인버터가 있는 태양광 패널을 설치하는 것이 훨씬 쉽고 빠르므로 기존 인버터에 비해 설치 비용이 저렴합니다.
- 유연성 마이크로 인버터의 주요 장점 중 하나는 유연성과 확장성입니다. 최소한의 태양광 모듈 세트로 시작하여 대형 중앙 집중식 인버터를 교체할 필요 없이 필요와 예산이 늘어남에 따라 모듈을 추가할 수 있습니다.
마이크로 인버터의 단점
- 높은 초기 비용 마이크로 인버터의 주요 단점 중 하나는 높은 초기 비용입니다. 그러나 태양광 어레이(태양광 패널 시리즈) 설치에 기술적인 문제가 있거나 전체 시스템의 성능 저하를 유발할 수 있는 음영 문제가 있는 경우에는 비용을 정당화할 수 있습니다.
- 추가 모니터링 장치 필요: 각 인버터는 태양광 패널 아래에 독립적으로 위치하므로 스트링 인버터처럼 온보드 디스플레이 시스템이 없으므로 통신 버스 및 공통 모니터링 시스템이 필요합니다.
결론
마이크로 인버터는 어레이 크기가 작고 모든 패널의 성능을 최대화하는 것이 중요한 곳에서 일반화되었습니다. 마이크로 인버터는 패널 공간이 제한되어 어레이 크기를 제한하고 인근 나무나 기타 물체로 인한 음영이 종종 문제가 되는 주거 시장에서 가장 성공적이었습니다. 태양광 시스템은 효율성이 낮고 효율적인 에너지 수집을 위해 전력 전자 기반 시스템과 함께 사용됩니다. 마이크로 인버터 기술은 떠오르는 분야이며 새로운 연구를 위한 좋은 공간을 제공합니다.