태양광 PV 안전: 120 그리드 규정 준수 이해

태양광 발전(PV) 시스템은 청정 에너지 혁명으로 주거용 및 상업용 시장에 빠르게 침투함에 따라 안전하고 효율적인 작동을 위해서는 엄격한 규제 준수가 필요합니다. 이러한 표준 중에서 NEC(National Electrical Code)의 "120% 규칙"은 계통 연결형 PV 시스템에 대한 중요한 보호 장치입니다. 이 규정은 기술적 한계 이상을 나타냅니다. 이는 시스템 용량, 전기 패널 기능 및 그리드 안정성의 균형을 맞추는 포괄적인 프레임워크입니다. 이 기사에서는 태양광 전문가를 위한 120% 규칙의 원칙, 적용 및 규정 준수 전략에 대한 심층 분석을 제공합니다.

120% 규칙은 태양광 시스템으로 인한 그리드 통합 문제를 해결하기 위한 NEC의 발전을 통해 나타났습니다. 주요 목적은 안전 위험을 초래할 수 있는 전기 패널 과부하를 방지하는 것입니다. 미국의 전기 설비에 대한 권위 있는 표준인 NEC 규정은 법적 중요성을 지니고 있어 모든 태양광 전문가에게 120% 규칙 준수를 의무화합니다.

이 규칙의 핵심 원리는 PV 시스템에서 전기 패널로의 추가 전류 주입을 제한합니다. 특히, PV 차단기와 주 차단기의 합산 전류 정격은 패널 버스바 정격 전류의 120%를 초과할 수 없습니다. 이러한 제한은 최대 PV 출력 동안 충분한 용량 마진을 보장하여 과열, 장비 손상 또는 화재 위험을 방지합니다.

안전을 위해 필수적이지만 120% 규칙은 용량 제약을 초래할 수 있습니다. 전문가는 다음과 같은 규정 준수 전략을 고려할 수 있습니다.

• 패널 업그레이드:고용량 패널을 설치하면 버스바 등급이 높아져 더 큰 PV 시스템이 가능해집니다.
• 부하 관리:스마트 제어 시스템은 부하 분산을 최적화하여 지속적인 주 차단기 과부하를 방지합니다.
• 에너지 저장:배터리 시스템은 과도한 PV 생성을 저장하여 직접적인 그리드 공급 및 패널 스트레스를 줄입니다.

표준 조건에서 최대 전력량으로 평가되는 태양광 패널은 조도와 온도에 영향을 받는 가변적인 실제 성능을 나타냅니다. 고효율 패널은 에너지 전환을 극대화합니다. DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 인버터는 일반적으로 전체 패널 용량을 120% 초과해야 조건 전반에 걸쳐 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다. 선택 기준에는 변환 효율성, 보호 기능 및 그리드 호환성이 포함됩니다.

전도성 패널 구성 요소인 부스바는 최대 안전 전류 용량을 결정합니다. 시스템 설계에서는 확장 여유를 두고 총 연결 부하 이상의 부스바 정격을 유지해야 합니다. 정확한 부하 평가에는 다음이 포함됩니다.

• 정격 전력(W)을 사용하는 모든 전기 장치 목록 작성
• 일일 사용 기간(시간) 추정
• 일일 소비량 계산(Wh = W × 시간)
• 포괄적인 로드 프로필의 합계

배전 허브로서 MSP에는 PV 통합을 위한 추가 차단기가 필요할 수 있습니다. 중요한 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 미터 전류 정격 준수 유지
• PV 부하가 MSP 용량의 120%를 초과하지 않도록 보장

PV 시스템은 두 가지 연결 방법을 사용합니다.

• 라인측:전용 분리가 필요한 대형 시스템이나 용량이 제한된 패널에 적합한 MSP의 업스트림 직접 그리드 연결입니다.
• 부하측:기존 MSP 회로에 연결하여 설치가 더 간단하지만 충분한 패널 용량이 필요합니다.

회로 차단기와 과전류 장치는 중요한 보호 장치로서 결함 전류를 자동으로 차단합니다. 적절한 크기 조정은 NEC 및 현지 규정에 따라 보호 효율성과 운영 신뢰성의 균형을 유지합니다.

주요 화재 예방 조치는 다음과 같습니다.

• 소방관이 접근할 수 있도록 지붕 가장자리 여유 공간 유지
• 지정된 화재 경로 제공
• 적절한 접지 시스템 보장
• 방화 등급 부품 사용

용량 계획은 과거 소비 패턴과 미래 성장 예측을 분석하는 상세한 에너지 감사로 시작됩니다. 시스템 용량 감소(일반적으로 0.75-0.85 승수)는 오염 및 열 효과와 같은 실제 성능 요인을 설명합니다.

특별히 설계된 패널은 다음을 제공합니다.

• 확장 헤드룸을 갖춘 적절한 용량
• 최적화된 접지 시스템
• 전용 차단기 공간
• 단계 부하 분산

효과적인 그리드 통합에는 인프라 업그레이드와 스마트 그리드 기술이 필요합니다. 유틸리티 규모 프로젝트의 경우 120% 규칙의 적용이 더욱 복잡해지기 때문에 고급 통합 솔루션과 긴밀한 유틸리티 협업이 필요합니다.

주거용 시스템은 120% 규칙에 따라 제한된 용량을 최적화하는 데 중점을 두는 반면 상업용 설치는 더 큰 규모, 더 높은 전기 수요 및 엄격한 규제 요구 사항을 포함한 추가적인 복잡성에 직면합니다.

배터리 저장 및 고급 부하 관리와 같은 새로운 솔루션은 시스템 유연성을 향상시킵니다. 차세대 태양전지와 추적 시스템은 효율성 한계를 뛰어넘는 동시에 최적화된 크기 조정 및 연결 전략으로 손실을 최소화합니다.

Q: 120% 규칙은 어떻게 계산되나요? A: 주 차단기 정격 × 1.2 = 최대 허용 PV 차단기 정격입니다.

Q: 120% 규칙과 125% 규칙의 차이점은 무엇입니까? A: 120% 규칙은 전체 패널 용량에 적용되는 반면, 125% 규칙은 연속 회로 부하 용량에 적용됩니다.