안녕하세요. 신재생에너지 전문가 썬랩입니다!

태양광 발전사업에서 모듈, 인버터, 구조물의 선택은 매우 중요합니다. 약 20년을 유지하는 사업이다 보니 사업 초기에 기자재를 꼼꼼히 따져보고 선택해야 하는데요.
그중, 인버터는 ‘발전소의 심장’이라 불릴 만큼 중요한 장치입니다. 오늘은 인버터의 개념과 종류를 살펴보고 어떤 인버터를 선택해야 하는지 자세히 알아보겠습니다.

이미지 : 솔라엣지, 델타, 현대

모듈에서 생산한 전기는 직류(DC)로 되어있습니다. 하지만 우리가 일반적으로 사용하는 전기는 교류 전기(AC)이죠. 그렇기 때문에 한전의 송전계통(AC)에 연계하여 전력을 거래하려면 DC를 AC로 바꿔주는 장치인 인버터가 필요합니다.

인버터는 설치 방식별로 크게 센트럴(집중형)과 스트링(분산형)으로 나눌 수 있습니다.

센트럴 인버터는 발전소 현장에 1대의 대용량 인버터를 설치하는 형태입니다. 인버터 1대로 발전소 운영이 가능하기 때문에 초기 투자비용이 낮고, 변환효율이 높다는 장점이 있습니다.
하지만 인버터, 모듈에 이상이 생겼을 경우 전체 발전소 가동이 멈추게 됩니다. A/S 대응이 늦어질 경우, 그 기간만큼 발전이 중단되기 때문에 모듈 불일치 혹은 인버터 고장으로 인한 손실이 큰 방식입니다.
 
스트링 인버터는 각 스트링별로 소용량 인버터 여러 대를 나누어 설치하는 형태입니다. 각 모듈을 직렬로 연결한 스트링을 여러 대의 인버터가 나누어 관리하기 때문에 1대의 인버터에 이상이 생기더라도 다른 인버터의 발전에는 영향을 주지 않습니다. 
발전 손실의 리스크를 줄일 수 있는 방식으로 알려져 있지만 설치 비용이 높고 각 스트링마다 DC/AC 변환 시 손실이 일어나기 때문에 센트럴 인버터에 비해 변환효율이 낮다는 단점이 있습니다.

인버터 효율, 제대로 알고 보자! 

태양광모듈에서 생산한 전기를 교류전력으로 변환하는 과정에서 손실을 최소화하여 변환효율을 높이는 것이 인버터의 기술의 핵심인데요. 일반적으로 사용되는 인버터들은 대부분 효율 98% 내외입니다.

그렇기 때문에 단순히 인버터의 효율만을 보고 더 높은 제품을 선택하는 것은 의미가 없으며, 1일 평균 일사량으로 가중치를 두어 계산한 유로효율을 보고 판단해야 합니다.

인버터 선택의 중요성

인버터는 전체 태양광 발전사업 투자 비용의 10% 정도만을 차지하기 때문에 모듈에 비해 상대적으로 덜 중요하게 여기는 분들이 많습니다.
하지만 인버터를 꼼꼼히 따져보고 선택한다면, 발전사업 비용을 절감, 시스템 생산관리 및 제어, 유지보수 비용 절감, 모니터링 연계를 통한 효율 상승의 효과를 낼 수 있습니다.

1. 모듈 불일치 요소 확인

같은 스트링에 연결되어 있는 모듈 중 한 개의 모듈이라도 효율이 떨어질 경우 다른 모듈의 출력까지 감소시켜 스트링 전체 출력에 영향을 미칩니다. 

모듈 불일치의 요소는 다양한데요. 운송 중 손상, 모듈의 설치 방향, 온도 편차, 음영, 이물질, 허용 오차 불일치 등 다양한 원인에 의해서 발생합니다. 모듈 불일치의 원인이 될만한 요소가 있는 발전소라면 모듈 배치 혹은 인버터 선택을 통해 발전효율이 떨어지는 것을 방지해야 합니다.

이미지 : solar edge

솔라엣지 인버터 시스템의 경우 각 모듈은 다른 모듈 성능에 영향을 주지 않고 최대 에너지 생산이 가능한데요. 그 이유는 각 모듈별로 연결된 옵티마이저의 역할 때문입니다.

기존 태양광발전 시스템은 모듈에서 생산된 전류가 인버터로 직접 전달되었다면, 솔라엣지 시스템은 각 모듈마다 달려있는 파워옵티마이저가 에너지 생산을 극대화하도록 관리하고 인버터는 단순한 DC/AC 변환과 전력망 관리만을 맡게 하는 구조입니다.

2. A/S 보증기간 확인

인버터는 모듈에서 생산된 전류를 계속해서 변환해 줘야 하기 때문에 모듈에 비해 고장 혹은 교체 주기가 빠른 편입니다. 그래서 A/S 보장 기간이 매우 중요한데요. 보통 시장에서 많이 사용되고 있는 인버터들의 A/S 기간은 약 5년 내외입니다. 그 이후에 발생하는 문제에 대해서는 유상으로 처리해야 하기 때문에 사업자 입장에서는 부담이 되는 부분이죠.

솔라엣지 인버터의 경우 최장 20년, 옵티마이저는 25년까지 보장하기 때문에 유지보수 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.

3. 모니터링을 통한 유지관리

모니터링을 통한 태양광발전소 운영 관리는 필수입니다. 
현재 발전소에 어떤 이상이 있는지 체크하고 원인을 찾아 빠른 대응을 하는 것이 유지관리의 핵심입니다. 그렇기 때문에 인버터 선택 시 체계적인 모니터링 시스템을 갖춘 제품을 선택해야 합니다.

앞서 센트럴, 스트링 인버터의 장단점에서 언급한 대로, 모듈 한개에만 이상이 생겨도 그 모듈이 연결된 스트링 전체의 효율이 떨어지기 때문에 빠른 A/S 대응이 필요합니다.

모니터링을 통한 신속한 문제 대응이 곧 발전 수익과 직결되기 때문에 인버터와 연계된 모니터링 시스템의 기능을 꼭 체크하시기 바랍니다.

4. 안전성 확인

인버터는 쉬지 않고 전류를 변환하는 역할을 하기 때문에 스트레스를 많이 받게 되는데요. 그만큼 다른 기자재에 비해 고장 확률이 높고, 무상 A/S 보증 기간이 짧습니다. 그렇기 때문에 인버터 점검 혹은 수리 중에 추가 위험요소(화재, 전기사고 등)가 발생하게 되면 더 큰 손실로 이어질 수 있는데요.
인버터 자체에 온도 변화, 내습성, 화재 위험 등의 불안 요소를 방지하는 기능이 있는지 꼭 확인해야 합니다.

솔라엣지 인버터의 경우 설치 및 보수 작업 중 높은 D/C가 발생하지 않도록 제어하며 시스템 문제 및 화재 위험을 감지하는 기능을 통해 안전성을 확보하고 있습니다.

이미지 : solar edge

지금까지 인버터 선택의 기준에 대해 살펴봤는데요. 태양광 발전사업을 처음 시작하는 초보 사업자들은 인버터를 단순히 효율만 보고 선택하는 경우가 많습니다. 하지만 인버터의 효율이 몇 퍼센트인지를 따지는 것은 크게 의미 있지 않습니다.

오히려 발전소의 용량과 모듈에 최적화된 인버터를 선택하는 것이 중요합니다. 많은 브랜드의 다양한 제품이 특장점을 가지고 있지만 각 발전소에 맞는 인버터를 사용했을 때 그 특장점이 발휘될 수 있겠죠.
 

초보 사업자가 인버터의 성능을 모두 알고 본인의 발전소에 맞는 제품을 선택하기는 매우 어렵습니다. 그렇기 때문에 썬랩은 컨설팅&설계 단계에서부터 최적의 인버터 및 기자재를 선택할 수 있도록 도와드립니다. 

글. 황혜란(썬랩 기획마케팅팀 주임)