외부 낙뢰 보호 및 PV 시스템
PV 시스템과 외부 낙뢰 보호 시스템을 함께 사용하는 경우 두 시스템 모두 지붕 영역을 공유해야 하기 때문에 종종 충돌이 발생합니다. PV 시스템과 낙뢰 보호 시스템을 문제 없이 동시에 설치할 수 있습니다. 낙뢰 보호 시스템이 이미 설치된 지붕에 PV 시스템을 배치하는 경우 몇 가지 측면을 고려해야 합니다. 외부 낙뢰 보호 기능과 낙뢰 보호가 제공하는 PV 시스템의 효과적인 보호를 보장하는 것이 중요합니다.
분리 거리
전류가 전선을 통해 흐르면 이 과정에서 전압이 떨어집니다. 전압 강하의 범위는 전선의 케이블 사이즈, 형태 및 소재, 잔선의 배치 방법, 전류의 진폭 및 형태 등과 같은 요인에 따라 달라집니다.
낙뢰 보호 시스템에 번개가 치면 낙뢰 전류가 피뢰침을 통해 지면으로 흐릅니다. 이때 보호 장치를 따라 흐르는 동안 전압이 떨어집니다. 이를 계산하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 간단히 설명하기 위해 미터당 1,000 V의 값을 가정해 보겠습니다. 10 m 높이에서 피뢰침과 기타 접지된 부품(예: PV 시스템의 접지된 프레임) 사이에는 10,000 V의 전압이 있습니다. 결과적으로 낙뢰가 피뢰침에서 PV 시스템으로 점프할 위험이 있습니다. 이를 방지하려면 피뢰침과 PV 시스템이 서로 충분히 떨어져 있어야 합니다. 분리 거리 "s"는 낙뢰가 섬락하지 않도록 피뢰침과 PV 시스템 간에 유지해야 하는 최소 거리입니다.
분리 거리를 결정하기 어렵게 만드는 많은 요인이 있습니다. 낙뢰 보호 시스템 전문가의 도움을 받을 수 있도록 낙뢰 보호 시스템 전문가를 계획 단계에 참여시켜야 합니다.
분리 거리가 확인되거나 결정되면 PV 시스템의 모든 컴포넌트는 모든 지점에서 낙뢰 보호 시스템으로부터 분리 거리를 유지해야 합니다. 거리를 준수할 수 없는 경우 전체 PV 시스템을 외부 낙뢰 보호 장치에 연결해야 합니다.
이를 통해 낙뢰 전류가 더 이상 건물을 우회하지 않고 건물을 통해 전달됩니다. 따라서 건물은 타입 1 서지 보호 장치를 사용하여 과전압에 대한 더 높은 수준의 보호 조치를 취해야 합니다.
PV 시스템의 분리 거리
새그 사진
새그
특히 PV 시스템을 교체할 때 분리 거리와 함께 새그도 고려해야합니다. 각 피뢰침의 팁들 사이에 직선이 있다고 상상해 보십시오.
이 선 아래의 영역을 보호해야 합니다. 그러나 물리적으로 낙뢰는 이 선보다 약간 아래로 떨어질 수 있습니다. 이 영역이 새그입니다.
낙뢰로부터 안전하려면 PV 패널이 새그 아래에 있어야 합니다. 새그의 크기는 낙뢰 보호 시스템의 설치자가 결정할 수 있습니다.
루프탑 시스템용 새그 사진
PV 패널이 새그 위에 있는 경우 두 가지 옵션이 있습니다.
- PV 패널이 더 낮은 곳에 설치됩니다.
- 낙뢰 보호 시스템의 설치자가 낙뢰 보호 시스템을 조정합니다.
음영
외부 낙뢰 보호 시스템이 작동하려면 태양이 비칠 때 그림자를 드리 우는 소재가 지붕에 필요합니다(예: 피뢰침). PV 패널에 드리워진 그림자를 음영이라고 합니다.
음영은 PV 시스템의 생산량에 부정적인 영향을 끼칩니다. 음영 영역의 크기와 영향을 받는 패널의 수 및 상호 연결에 따라 스트링 또는 전체 시스템에서 성능이 저하됩니다. 이것은 음영이 없을 때보다 더 적은 전력이 생성된다는 것을 의미합니다. 이로 인해 장기적으로 수익이 크게 줄어들 수 있습니다.
특히 피뢰침과 같은 작은 음영 영역이 있는 경우에는 핫스팟이라는 또 다른 현상이 발생합니다. 이 현상이 발생하는 것은 태양에 직접 노출되는 패널의 주변 부분에 비해 음영 영역이 더 집중적으로 가열되기 때문입니다. 여기에는 두 가지 이유가 있습니다.
음영 영역은 전력을 생성하지 않습니다. 이전에는 소스였지만 이제는 주변 셀의 전류만 전도하는 저항기가 됩니다. 이를 위해 필요한 에너지는 대부분 열로 소산됩니다.
피뢰침은 태양 광선에 렌즈처럼 작동합니다. 이것은 태양 광선이 패널의 음영 가장자리에 집중되어 이러한 특정 지점에서 햇빛의 강도를 증가시킨다는 것을 의미합니다.
과열은 PV 패널을 열화시키는 주요 요인입니다. 이 과열에 반복적으로 노출되는 셀은 과열로 인해 파괴되어 PV 패널의 생산량을 감소시킵니다. 이러한 영향이 PV 패널의 기능에 미치는 궁극적인 범위와 이러한 효과의 발생 속도는 전문가들 사이에서 여전히 논의되고 있습니다.
목표는 외부 낙뢰 보호 부품에 의한 PV 시스템의 음영을 방지하는 것입니다.
케이블 라우팅
PV 패널은 인버터에 연결됩니다. 이를 위해 PV 패널은 직렬로 연결됩니다. 이러한 설치는 인버터에서 개별 모듈로, 그리고 다시 인버터로 이어지는 링을 생성합니다. 이러한 케이블 링은 각각 안테나와 같은 역할을 하기도 하기 때문에 커플링에 민감합니다. 이는 궁극적으로 에너지가 케이블 링을 통해 PV 시스템에 커플링되어 인버터 및 PV 시스템에 심각한 손상을 일으킬 수 있을 만큼 강력하기 때문입니다.
따라서 케이블 설치 시 가능한 한 적은 에너지가 PV 시스템에 커플링되도록 확인해야 합니다. 커플링된 에너지는 케이블 링이 걸쳐 있는 영역과 관련이 있습니다. 이 영역이 클수록 커플링되는 에너지가 더 많습니다.
케이블 라우팅은 시각적으로 보기 좋지만 넓은 영역에 걸쳐 있습니다. 건물이나 그 근처에 낙뢰가 치는 경우 PV 시스템에 강한 간섭이 발생합니다.
작은 영역에 걸쳐 이어진 PV 시스템의 케이블 라우팅
케이블 링이 걸쳐 있는 영역이 가능한 한 작게 유지됩니다. 낙뢰로 인한 커플링이 크게 감소합니다.
실제로 에너지가 어떻게 안테나에 들어갑니까? 이를 위해서는 트랜스미터가 필요합니다. 낙뢰는 매우 강력한 트랜스미터입니다. 간단히 말해서 낙뢰는 하나의 클라우드에서 다른 클라우드 또는 지면으로 도체(이 경우 금속이 아니라 플라즈마)를 통해 흐르는 전류입니다.
유럽의 평균 낙뢰 현상에는 10,000 A에서 30,000 A 사이의 전류가 포함됩니다. 드물기는 하지만 수십만 A의 전류가 발생할 수도 있습니다. 낙뢰가 PV 시스템 근처에 떨어지거나 낙뢰 보호 시스템에 맞을 경우 바로 근처에 있는 트랜스미터에 영향을 미칩니다. 따라서 PV 시스템을 손상 없이 사용하려면 케이블 링이 걸쳐 있는 영역을 가능한 한 작게 하는 것이 중요합니다.
알고 계셨습니까?
불필요하게 책임을 져야 하는 상황을 방지할 수 있습니다.
기존 낙뢰 보호 시스템이 있는 건물에서 시스템을 교체하려면 시스템이 보호 영역에 설치되도록 해야 합니다. 이것은 안테나 및 SAT 시스템에도 적용됩니다.
보호 영역 및 절연 거리에 관한 질문이 있는 경우 낙뢰 보호 시스템 설치자에게 문의해야 합니다. 이것이 낙뢰 보호 시스템이 계속 올바르게 작동하도록 하는 유일한 방법입니다.
PV 시스템용 서지 보호
PV 시스템을 설치하면 환경을 보호하는 동시에 기존의 에너지 공급업체에 대한 의존도를 줄이고 독립적으로 전력을 공급할 수 있습니다. 매월 에너지 공급업체에 전기 요금을 지불하는 대신 자신의 PV 시스템에 한 번만 투자하면 됩니다. 향후 전기 요금이 인상되어도 큰 영향을 받지 않습니다. PV 시스템의 핵심은 독립성과 자급 자족입니다.
PV 시스템에 대한 투자는 최소 20년 동안 지속될 것으로 예상됩니다. 이는 수많은 일이 일어날 수 있는 긴 세월입니다. 모든 전기 장치와 마찬가지로 PV 시스템도 과전압에 민감합니다. 인버터, PV 패널, 배터리 저장 시스템 및 케이블과 같은 컴포넌트가 모두 손상될 수 있습니다.
따라서 과전압에 대한 효과적인 보호는 시스템의 작동 안전성을 높이는 동시에 안전하게 보호합니다. 개별 섹션에서는 이러한 보호 장치가 복잡하거나 비용이 많이 들지 않는다는 것을 보여줄 것입니다.