[인더스트리뉴스 이상열 편집인] 최근 화웨이는 국내 태양광발전 시장에 공급할 획기적인 275kW급 고출력 분산형 태양광 인버터를 출시한다고 밝혔다. 이번에 출시할 태양광 인버터는 스마트 인터버를 지향해온 화웨이의 기술력에 기존의 센트럴 타입의 인버터와 스트링 타입의 인버터의 취약점을 적극 보완한 새로운 타입의 미래형 고출력 분산형 태양광 인버터(모델명 : SUN2000-286KTL-H0)이다.

화웨이측에 따르면 “이번에 발표한 태양광 인버터는 스트링 인버터와 같이 효과적으로 운영비용(OPEX)은 낮추면서 기존의 센트럴 인버터 수준의 영업기반 기업투자 지출(CAPEX)로 설치가 가능한 것이 가장 큰 특징”이라고 밝혔다. 따라서 동일 용량의 태양광 발전소에서 센트럴 인버터보다 더 많은 최대 전력점 추종(MPPT : Maxium Power Point Tracking)을 사용하는 효과를 가지므로 음영 및 인버터 고장에 대한 영향을 최소화할 수 있다. 또한 더 높은 효율과 많은 발전량을 가지므로 발전사업자는 저렴한 O&M 비용으로 더 높은 이익을 얻을 수가 있다. 여기서는 화웨이가 야심차게 개발한 고출력 태양광 인버의 주요 기능과 특징에 대해 소개한다.

[그림1] 3MW급 태양광발전소의 인버터 접속 예 [자료=화웨이]

서브어레이 레벨의 다중 MPPT 설계로 높은 발전량 확보

화웨이가 이번에 출시한 275kW급 고출력 분산형 인버터는 사이즈가 작고, 슬림하며, 심플한 외형 설계로 설치가 매우 용이할 뿐만 아니라 동일 용량의 태양광 발전소에서 센트럴 인버터를 적용할 때보다 더 많은 MPPT를 사용하는 효과를 가지기 때문에 음영으로 인해 발생하는 발전량 손실을 최소화할 수 있다(그림 1).

[표1] 화웨이 분산형 태양광 인버터로 설치한 경우와 기존 센트럴 타입의 태양광 인버터로 설치한 경우의 소비전력 비교 [자료=화웨이]

따라서, 위와 같이 센트럴 타입의 인버터로 설치했을 때와 비교하게 되면 0.18% 이상의 소비전력을 절감할 수 있어 발전사업자는 보다 낮은 O&M 비용으로 태양광발전소를 운영할 수 있다. 표 1은 기존 센트럴 타입의 태양광 인버터로 설치했을 경우와 화웨이의 분산형 태양광 인버터로 설치했을 경우를 비교한 내용이다.

[그림2] 화웨이의 분산형 태양광 인버터가 획득한 IP66 등급 [자료=화웨이]

IP66 보호 등급 획득으로 높은 신뢰성 보장

이번에 출시한 화웨이의 분산형 태양광 인버터는 IP66의 방수·방진 등급과 C5-M의 최상위 방부식 등급을 획득함으로써 열악한 환경에서도 장수명으로 높은 신뢰성을 보장하고 있다(그림 2). 화웨이의 태양광 인버터는 손쉬운 설치와 간편한 O&M을 염두에 두고 설계되었으며, AC 케이블과 DC 케이블의 연결부가 서로 분리된 형태로 되어 있다. 따라서 태양광 발전소에서 한 대의 인버터가 고장이 발생하더라도 문제의 인버터를 제외한 나머지 시스템에 미치는 영향을 최소화하고 있으며, A/S를 위해 기다리는 시간이 불필요하고 인버터 교체를 통해 발전량 손실을 최소화할 수 있다(그림 3).

[그림 3] 태양광 인버터 고장 발생 시에도 화웨이의 분산형 태양광 인버터는 발전량 손실을 최소화 한다. [자료=화웨이]

수상 태양광에서도 마찬가지로 스트링 인버터를 사용하는 것과 같은 효과를 볼 수도 있다. 기존의 스트링 인버터는 DC 케이블의 증가로 수상 태양광에 적용이 어려웠지만, 화웨이의 분산형 태양광 인버터는 스트링 인버터와 같이 여러 MPPT를 사용하는 효과를 가지면서, 별도로 DC 접속함을 사용하고 있고, AC 케이블을 최소화할 수 있기 때문에 수상 태양광에도 훨씬 용이하게 적용할 수 있다.

[그림 4] 화웨이 분산형 태양광 인버터는 높은 성능과 신뢰성으로 제품의 장수명화를 보장한다. [자료=화웨이]

화웨이의 ‘장수명 팬’ 적용, 20년 이상 작동 가능

화웨이의 분산형 태양광 인버터의 가장 큰 특징은 고성능과 고내구성으로 인한 고출력화이다. 제품의 신뢰성 확보를 위해 IP68 보호 등급을 획득한 냉각팬을 적용함으로써 발생하는 열을 더욱 안정화시켜 20년 이상 사용할 수 있는 장수명화를 보장하고 있다. 또한 제품의 안정적인 성능과 신뢰성을 제고하기 위해 온도와 습도, 진동, 방사 및 부식가스 등의 각종 시험을 거쳤으며, 제품 수명은 40℃에서는 31년 이상, 50℃ 이상에서 20년 이상의 설계수명을 가지고 있다(그림 4).

[그림 5] 화웨이 태양광 인버터가 모든 그리드 시나리오에서 안정적인 동작을 구현할 수 있게 한 기술적인 설계 원리 [자료=화웨이]

강력한 그리드 연결 기능을 통해 모든 그리드 시나리오에서 안정적인 작동 가능

화웨이의 분산형 태양광 인버터는 PV+ESS ON/OFF 그리드 솔루션을 제공하며, 다양한 유틸리티급 태양광 발전소의 다양한 시나리오에도 적용할 수 있다(그림 5). 스마트 인버터, 스마트 스트링 ESS, 스마트 변압기, 스마트 모니터링 등의 핵심 장비와 시스템 접속을 통해 화웨이는 LCOE 최적화된 능동 그리드 포밍, 높은 신뢰성과 안전성 그리고 전면적인 디지털화라는 4대 가치를 실현하고 있다. 계통의 재생에너지 수용성 문제에도 대응할 수 있도록 화웨이는 스마트 스트링 구조라는 설계 원리와 그리드 포밍 알고리즘에 기반하여 PV + ESS을 융합한 ‘Smart Grid-Forming Generator’ 기술을 선보였고, 전압·주파수·위상각(Power·Angle·δ)의 ‘3대 재구성’을 통해 계통에 대한 재생에너지 수용능력 향상을 위한 지속적인 기술혁신을 실현하고 있다. (다음 호에 계속)

[이상열 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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