태양광발전설비 문제점 점검·대책

태양광발전 시스템의 기술적 검토 및 문제점이 발생 시 이에 대한 대책 수립방안 등

그라운딩 2015. 10. 16. 16:15

1. 기자재(모듈 및 인버터 등) 성능 및 출력검토  

가.  모듈의 성능검토   

 1) 다음 기준 중 실시 가능한 항목별로 성능 측정 후 대책을 검토한다.    

 - 외관검사 : 크랙, 구부러짐, 갈라짐, 변색이 없는 것     

- 최대출력 결정 : 시험시료의 출력균일밀도는 평균출력의 +-3% 이내일 것    

- 절연시험 : 40㏁㎡(메가오옴 제곱미터) 이상일 것    

 - 온도계수 : 시료의 스펙을 만족할 것   


 2) 모듈의 출력 검토  

  모듈 출력의 저하 요인을 다각도로 검토한다. 이를 위하여 각 발전소의 연평균 발전시간을 연도별로 산출하고 이를 시뮬레이션하여 검증한다. 검증단계에서 동일 위도와 환경조건의 타 발전소와 비교 분석을 행한다.   모듈은 경년변화에 의하여 성능 및 출력이 저하하기도 하고 주변의 여러 환경에 영향을 받기도 하며 이를 분석하여 대책을 수립한다.  

  모듈의 출력은 인버터의 전력량계와 거래용 전력량계에 표시되며 이들 값이 다른 경우 그 분석을 행하여 교정을 하도록 한다.여기에서는 우선 모듈의 출력량 저하요인과 행태를 나타내기로 하고 실제 각 발전소에서는 어떻게 적용되는지 조사 분석과 대책을 수립한다. 


 나.  인버터의 성능 및 출력 검토   

  인버터의 성능 및 출력검토에서 중요한 것 중의 하나가 입력 최저전압이다. 최저전압이 높을 경우 첫 번째는 일출과 일몰 시 발전종지가 빨리 이루어져 최대 3%의 성능저하를 가져 온다. 이에 각 발전소의 최저 종지전압을 조사하고 대책을 수립한다. 두 번째는 하계 고온시 12시에서 13시 사이에 인버터가 정지하는 상황이 발생할 수도 있다.

  스트링의 구성과 모듈전압특성을 조사하여 이러한 문제가 발생할 수 있는지도 점검하고 대책을 세운다.    인버터의 성능 및 출력 시험은 여러 항목 중 가능한 것을 시행하고 그 결과에 따라 대책을 세운다. 특히 접지 사고에 대한 민감성을 조사하고 그동안의 인버터 정지 이력을 조사하여 대책을 세운다.   

  

  인버터의 전력량계는 그 오차가 3% 이내이며 거래용 전력량계는 1급 계기로 그 오차가 1% 이내이다.    만일 거래용 전력량계의 표시값과 인버터 전력량계 표시값이 오차가 3%를 넘으면 둘 중의 하나는 검교정을 받을 필요가 있으며 보통 거래용

전력량계는 엄격한 시험을 거치기 때문에 문제가 없는 경우가 많다.    모니터링은 인버터 전력량계 값으로 하기 때문에 모니터링한 전력량계의 값과 거래전력량이 다를 경우가 많은 것은 이 때문이다. 이들 값이 심하게 다를 경우 인버터 회사에 의뢰하여 교정을 하여야 한다


2. 시스템의 전기설비 성능 검토 

가. 접속함의 성능검토   

1) 다음 항목 중 실시 가능한 항목에 대하여 조사하고 그 대책을 수립한다.    

 - 접속함의 경우 역저지다이오우드 내량이 적을 경우 문제가 발생할 수 있으며 이를 검사하여 대책을 세울 필요가 있다.      

- 또한 SPD의 내압이 낮을 경우 화재를 야기할 수 있어서 모든 접속함 SPD의 내압이 스트링의 최대 발생전압보다 1.2배 정도 높은 지 검사하고 대책을 세울 필요가 있다.    

 - 접속함의 수명이 다해가는 경우는 접속함을 스트링 전류 감시형으로 대체하는 것도 검토할 필요가 있다.    

 - 접속함의 접지저항도 규격에 맞는 것인지 검토하여야 한다. 종종 특별제3종접지를 제3종접지로 대체하는 경우가 있어 문제가 된다.    

- 접속함은 다음 4종류의 주요 부품으로 구성되어 있다. 규격의 권장 사항들을 보고 각 발전소 특성에 맞게 부품이 구성되었는지 조사 분석하고 대책을 수립한다. 

 

나. 수전설비의 성능검토  

  부하개폐기와 피뢰기의 상태를 점검하면서 PT, CT, VCB, MOF 등의 성능을 조사한다.    파워 퓨즈. 써지용 피뢰기, 보호계전기 성능 조사,  ACB, MCCB, ATS(필요시) 성능을 조사한다.  

  접지설비 및 절연 성능검토로서 지저항의 규정 유지는 인축의 안전과 기기의 보호를 위해 매우 중요하다. 자칫 접지저항을 사용전 검사만을 위해 일시 유지하는 것으로 생각하는 것은 매우 위험하다.    접지저항계를 사용하여 각 발전소의 수전설비, 피뢰기, 인버터, 접속함, 지지물의 접지저항이 규정치 이내인가 점검하고 대책을 세운다. 아울러 각 부분의 절연저항도 점검하여 대책을 세운다.   지지물의 부식조사  부식의 정도를 조사하고 대책을 세운다.


가동 조절장치 조사    주어진 값에 따라 가동부가 움직이고 있으며 조절 상태 및 통신상태에는 이상이 없고 모터를 사용한 경우 모터의 경년열화 문제를 점검한다.    가변고정식의 경우 각도 조정기간이 적정한지 검토한다. 수평단축의 경우 고장 빈도와 그 대책 그리고 경보 발생 장치 적용을 검토한다.


3. 생산발전량 및 매출발전량 손실 검토 

 가. 생산발전량 및 매출발전량 손실(loss)의 구조   

1) Loss의 구조는      모듈의 경년 열화나 손상,  음영, 모듈경사각 손실, 모듈과 접속함간 스트링 전선 손실, 접속함과 인버터간 직류간선 손실, 인버터 손실   송전변압기 손실    소내전력  등의 합이 생산발전량 및 매출발전량 loss의 구조이다. 이러한 구조를 면밀히 조사하고 그 대책을 세운다. 


 2) 생산발전량 및 매출발전량 loss 검토   

  우선 상기의 7개 항목을 조사하고 각 기기의 사양을 적용하여 손실을 이론적으로 계산 한 것과 비교하여 그 대책을 세운다.    아울러 이를 위하여 각 발전소의 연평균 발전시간을 연도별로 산출하고 이를 시뮬레이션하여 검증한다.

  검증단계에서 동일 위도와 환경조건의 타 발전소와 비교 분석을 행한다.    비교분석결과 차이가 있을 경우 그 원인을 파악하고 대책을 수립한다. 특히 각 발전소의 음영분석을 수행하고 가변고정식의 경우 각도 조정시기를 컴퓨터로 시뮬레이션하여 최적 조정 시기를 결정한다.    간혹 이상이 있는 스트링이 출력을 저하시킬 수도 있으므로 각 발전소의 스트링을 전수 조사하여 이에 대한 대책도 수립한다.


3)설비 및 기재에 의한 손실

  수평단축의 경우 아침과 오후에 음영이 발생하여 출력이 저하할 수 있으므로 아침과 오후에 이를 관찰하여 대책을 수립한다.   

  고정식의 경우 모듈청소 상태가 양호하지 못해 출력이 떨어지는 경우가 있으므로 주의하고 이때 모듈의 반사방지막과 모듈 유리면의 돌기가 손상되지 않도록 주의한다.   

  인버터의 경우 최대출력추종제어가 최대 1% 정도의 출력 차이를 낼 수 있으므로 그 성능을 조사하고 대책을 수립한다.Ⅳ. 구조물 전반에 대한 구조계산 검토(특히, 태풍 또는폭설에 따른 영향) 


4. 구조계산 검토의 주안사항   

 가. 구조물에 대한 구조검토는 하계의 태풍과 동계의 설하중이 주가 되며 구조물에 작용하는 총하중은 이에 태양광설비의 자중이 포함된다.    여러번의 계산결과 하계 태풍 풍압하중이 전체하중의 90%를 넘게 되므로 이에 대한 검토를 면밀히 할 필요가 있다. 


 나. 풍압하중 상정    모든 발전소에 대하여 구조물 설계도를 입수하고 풍압면을 조사하여 풍압면을 지지하는 지지물의 기초를 검토한다.     지지물의 경우 땅에 뭍힌 부분의 형상을 조사하여 각 지지물의 지내력(10톤중/1m2)을 계산하고 이 것이 설정한 풍압하중보다 더 큰지를 검증한다.    이와 같은 계산은 구조기술사의 도움을 얻어 전 발전소에 대하여 시행하고 문제점이 발견될 경우 그 대책을 수립한다.


5.  부지의 토목공사 현황 검토   

가. 부지의 토목공사 현황 검토   

 1) 지지물 기초의 침하 여부     2) 접속함 기초의 침하 여부     3) 전기실의 침하 여부     4) 배수로의 상태     5) 토양 침식 상태  6) 울타리의 침하 여부    등을 점검 조사하고 대책을 수립한다.


6. 설계검토 및 설계와 실제시공현황과의 부합 여부   

가.  설계 검토    설계검토    

- 인버터의 운전 전압과 스트링의 적절성     - 보호계전기 정정의 적정성     - 선로손실의 적정성과 전선 직경     - 접속함의 적정 설계     - 인버터의 적정 운전 방법     - 접지저항의 적정 선정     - 구조물 기초의 적정성     - 가변조정각의 시기 적절성     - 수평단축의 음영설계 등에 관하여 실시한다.    등에 관하여 실시한다.     


나. 설계 시공과의 부합여부   

의 항목을 포함하여      - 전기실 구조의 문제     - 토목에 관한 문제    등을 추가로 부합한지 조사한다.

(출처) 지식포털 신재생 에너지 코리아


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