계통 연계 형 태양 광 발전 시스템

계통 연계 형 태양 광 발전 시스템 또는 계통 연계 형 PV 전력 시스템은 유틸리티 그리드에 연결된 태양 광 발전 시스템을 생성하는 전기입니다. 계통 연계 형 태양 광 발전 시스템은 태양 광 패널, 하나 또는 여러 대의 인버터, 전력 조절 장치 및 계통 연결 장비로 구성됩니다. 그들은 작은 주거용 및 상업용 옥상 시스템에서부터 대규모 유틸리티 규모 태양 광 발전소에 이르기까지 다양합니다. 독립형 전력 시스템과는 달리 계통 연계 형 시스템은 통합형 배터리 솔루션을 거의 포함하지 않습니다. 조건이 옳 으면 계통 연계 형 PV 시스템은 연결된 부하의 소비를 초과하는 초과 전력을 전력 계통에 공급합니다.

태양 광 발전 시스템의 구성 요소
태양 광 발전 시스템은 태양열 패널, 마운팅 시스템, 케이블 링, 인버터 및 킬로와트 시간 미터를 통한 전원 연결로 구성됩니다.

태양 전지 패널
계통 연계 형 태양 광 발전 시스템에서 가장 눈에 띄는 부분은 태양 광 패널입니다. 이들은 빛을 받아서 직류로 변환합니다.

어셈블리
태양 광 발전 시스템은 다른 방식으로 장착 될 수 있습니다. 경 사진 지붕, 평평한 지붕,지면, 지붕 또는 태양 추적 시스템 (이른바 추적기). 당신은 항상 바람과 눈이 내리는 것을 봐야합니다. 이것들이 올바르게 계산되지 않으면, 강한 바람이나 폭설 속에서도 태양력 시스템이 고장 나거나 붕괴 될 수 있습니다. 대부분의 장착 시스템은 알루미늄으로 만들어졌습니다.

평평한 지붕에 장착 할 때 별도의지지 구조가 패널이 장착되고 태양을 마주 보도록 배치됩니다. 네덜란드와 벨기에에서 가장 일반적으로 사용되는 마운트 형태는 경 사진 지붕에 설치됩니다. 태양 광 설치는 지붕 위 또는 지붕에 직접 설치됩니다. 소위 ‘지붕 설치’로 지붕 타일은 더 이상 설치되지 않지만 태양 전지 패널 자체는 지붕의 일부입니다. 이러한 구조는 미적 가치가 더 높지만 단점은 기존 지붕 위에 장착하는 것이 노동 집약적이며 패널 주위에 냉각 공기 흐름이 적어 효율성이 감소하고 새로운 경우 항목의 크기가 다릅니다.

솔라 패널은 독립적 인 공사로 지상에 직접 설치할 수도 있습니다. 불리한 세금 제도와 상대적으로 높은 토지 가격 때문에이 양식은 네덜란드에서는 자주 사용되지 않습니다.

태양 추적 시스템에서 태양 전지 패널은 태양의 경로를 따릅니다. 이를 위해 태양 전지 패널은 태양을 향해 최적으로 향하게하는 장치에 장착됩니다. 이러한 시스템은 높은 수율을 갖지만 구매 비용이 높아지고 오작동에 더 취약합니다.

인버터
상기 인버터는 태양 전지판으로부터의 DC 전압을 예를 들어 전원으로 공급 될 수있는 230 또는 110 볼트의 교류로 변환한다.

조작
10 킬로와트 이상의 용량을 가진 주거, 계통 연계 형 옥상 시스템은 대부분의 소비자의 부하를 충족시킬 수 있습니다. 그들은 다른 사용자가 소비하는 그리드에 초과 전력을 공급할 수 있습니다. 피드백은 계측기를 통해 전송 된 전력을 모니터링합니다. 광전지 와트는 평균 소비량보다 적을 수 있으며,이 경우 소비자는 그리드 에너지를 계속 구입하지만 이전보다 적은 양을 구매하게됩니다. 광전지 와트가 평균 소비량을 크게 초과하면 패널에 의해 생성되는 에너지가 수요를 훨씬 초과하게됩니다. 이 경우 과도한 전력은 그리드에 판매함으로써 수익을 창출 할 수 있습니다. 지역 그리드 에너지 회사와의 계약에 따라 소비자는 소비되는 전기의 비용보다 적은 전기 비용을 지불하면됩니다. 더 많은 전기가 소비 된 경우보다 음수가됩니다. 또한 경우에 따라 그리드 운영자가 소비자에게 현금 인센티브를 지급합니다.

태양 광 발전 시스템의 연결은 소비자와 전력 회사 간의 상호 접속 계약을 통해서만 이루어질 수 있습니다. 계약서에는 연결시 준수해야 할 다양한 안전 표준이 자세히 설명되어 있습니다.

풍모
전력망으로 보내지는 태양 광 태양 전지판에 의해 수집 된 태양 에너지는 계통 연계 인버터에 의해 조절되거나 사용을 위해 처리되어야합니다. 기본적으로 인버터는 그리드의 DC 입력 전압을 PV에서 AC 전압으로 변경합니다. 이 인버터는 태양열 어레이와 그리드 사이에 위치하여 각각에서 에너지를 끌어 들여 대형 독립형 장치이거나 개별 태양열 패널에 물리적으로 연결된 소형 인버터 모음 일 수 있습니다. AC 모듈을 참조하십시오. 인버터는 계통 전압, 파형 및 주파수를 모니터링해야합니다. 모니터링을위한 한 가지 이유는 계통이 명목상의 사양에서 너무 벗어나거나 망가진 경우 인버터가 태양 에너지를 따라 가면 안됩니다. 고장난 전력선에 연결된 인버터는 관할 구역에 따라 달라지는 안전 규칙 (예 : UL1741)에 따라 자동으로 분리됩니다. 인버터가 그리드를 모니터링하는 또 다른 이유는 정상 작동시 인버터가 그리드 파형과 동기화되어 그리드 자체보다 약간 높은 전압을 생성하여 에너지가 태양 전지판에서 부드럽게 바깥쪽으로 흐르기 때문입니다.

연결 옵션
생산 방식은 여러 가지 방법으로 사용할 수 있습니다.

총 자체 소비
전기 생산은 작동중인 기기에 의해 현장에서 소비됩니다 (자체 소비). 순간 생산량이 순간 소비량을 초과하면 잉여는 계산되지 않고 네트워크에 주입됩니다.

가역 계산
전기 생산은 작동중인 기기에 의해 현장에서 소비됩니다 (자체 소비). 순간 생산량이 순간 소비량을 초과하면 잉여분이 네트워크에 주입되어 전기 계량기가 되돌아갑니다 (역기전력 계측기의 경우). 이 솔루션은 새로운 전자 계량기와 호환되지 않기 때문에 더 이상 사용되지 않습니다.

잉여의 주입
작동중인 기기 (자체 소비)에 의해 현장에서 소비되는 전기 생산량은 생산량계에 의해 계산되지 않지만 소비량은 감소합니다. 즉석 소비에 비해 생산의 잉여분 만 팔린다.

총체 주입
모든 생산물은 네트워크에 주입되어 판매됩니다. 그런 다음 프로덕션 관련 분기점이 네트워크 관리자에 의해 생성됩니다. 모든 소비량은 네트워크에 연결된 모든 건물에서와 마찬가지로 기존 소비량 측정기에서도 차지합니다.

행정 절차
그것들은 필수적이며 광전지 생산 설비의 네트워크 연결을 공식화해야합니다. 이러한 접근 방식의 무거움과 끊임없는 변화는 특정 국가 (이탈리아, 프랑스)의 국가 시장 개발에 주요 장애물입니다.

고립 방지
섬나라는 전기 유틸리티 그리드로부터의 전력이 더 이상 존재하지 않더라도 분산 발전기가 위치에 계속 전력을 공급하는 조건입니다. 전기 공급망에서 전력이 공급되지 않아도 섬에 사는 것은 전력 회사에게 위험 할 수 있습니다. 전력 회사는 회로에 전력이 공급되고 있음을 깨닫지 못할 수도 있습니다.이러한 이유 때문에 분산 된 발전기는 고립 상태를 감지하고 즉시 전력 생산을 중지해야합니다. 이것을 안티 아일 렌킹이라고합니다.

계통 연계 형 태양 광 발전 시스템의 유틸리티 정전의 경우, 태양 광 패널은 태양이 비치는 한 계속해서 전력을 공급할 것입니다. 이 경우 전원 선은 전원이 공급되지 않는 선로의 “바다”로 둘러싸인 “섬”이됩니다. 이러한 이유 때문에 그리드에 전력을 공급하도록 설계된 태양 광 인버터는 일반적으로 자동 항만 회로를 필요로합니다. 의도적 인 고립 상태에서는 발전기가 계통에서 분리되어 분산 발전기가 국지 회로에 전원을 공급합니다. 이것은 일반적으로 전력을 그리드에 판매하는 건물의 전원 백업 시스템으로 자주 사용됩니다.

안티 아일 렌킹 제어 기술에는 두 가지 유형이 있습니다.

패시브 (Passive) : 계통 고장 중 전압 및 / 또는 주파수 변화가 측정되고 양의 피드백 루프가 전압 및 / 또는 주파수를 공칭 값에서 더 멀리 밀어내는 데 사용됩니다. 부하가 인버터 출력과 매우 잘 일치하거나 부하가 매우 높은 품질 계수 (실제 전력 비율에 반응)를 가지면 주파수 또는 전압이 변경되지 않을 수 있습니다. 따라서 일부 비 탐지 구역 (Non Detection Zone, NDZ)이 존재합니다.

Active :이 방법은 주파수 또는 전압에 약간의 오차를 주입합니다. 그리드가 실패하면 오류가 누적되어 전압 및 / 또는 주파수가 허용 범위를 초과합니다.

기술적 측면
시스템 소유자는 먼저 전기를 생산 한 수혜자
전기는 항상 전기 저항이 가장 적은 경로를 우선적으로 차용합니다. 시스템의 소유자는 전기 기기가 가정에서 작동하는지 또는 가까운 이웃인지 여부에 관계없이 전기 미터의 존재 또는 부재의 중요한 영향없이 생산 된 에너지의 중요한 (그러나 독점적이지는 않은) 점유율을받습니다. 방법. 카운터의 (겸손한) 저항 만이 개입합니다. 반면에, 네트워크상의 주입 옵션의 선택은 개입하지 않습니다.

설치 및 연결 표준 기타
국가에 따라 어느 정도 엄격한 기준이 존재합니다. 유럽에서 판매되는 대부분의 인버터는 독일의 연결된 태양 광 발전으로 인해 독일 표준 및 연결 요구 사항을 준수하도록 설계되었습니다. 이러한 표준 및 요구 사항은 다른 유럽 국가의 네트워크 사업자에 의해 채택 된 경우가 많습니다. 그리드 연결형 태양 광 시스템의 경우 인버터는 DIN VDE 0126 1.1 (독일, 프랑스 …)의 인증을 받 아야하며 승인 된 시험소 (영국, G77)의 인증을 받아야합니다. 광전지 모듈의 경우, 프랑스에서 존중 받아야 할 표준은 IEC 61215 (결정형) 및 IEC 61646 (박막형)입니다. 부품의 치수를 정하기 위해서는 연속 부품 CC (인버터의 업스트림)와 AC 대체품 (인버터의 다운 스트림)을 구분할 필요가 있습니다. 시행중인 텍스트는 CC 부분에 대한 UTE C15-712-1 및 CA 2 부분에 대한 프랑스 표준 NF C 15-100의 지침입니다.

네트워크에 연결된 시스템의 유지 관리
계통 연계 형 태양 광 발전 시스템은 예방 정비가 필요 없기 때문에 운영이 가장 쉬운 신 재생 에너지 시스템입니다. 네트워크에서 생산 된 전력의 주입과 현장 소비의 공급은 자동으로 수행됩니다. 연기가 나거나 먼지가 많은 산업 현장을 제외하고 센서의 청소는 바람과 비로 자연 스럽습니다. 간단한 모니터링으로 시스템 오류를 감지 할 수 있습니다. 그러나 평균 8 년에서 12 년의 수명이있는 인버터의 교체를 제공 할 필요가 있습니다.

장점
일부 시스템 운영자가 제공하는 Net Metering 및 Feed-in Tariff와 같은 시스템은 고객의 전기 사용 비용을 상쇄 할 수 있습니다. 그러나 일부 지역의 경우 그리드 기술로 인해 분산 발전이 그리드에 공급되는 것을 감당할 수 없기 때문에 잉여 전기의 수출이 불가능하며 잉여가 접지됩니다.

계통 연계 형 PV 시스템은 배터리 시스템이 필요 없으므로 설치가 비교적 쉽습니다.

태양 광 (PV) 발전 시스템의 계통 연계는 저장 손실이 없기 때문에 발전 전력을 효과적으로 활용할 수 있다는 장점이 있습니다.

태양 광 발전 시스템은 수명이 다할 때까지 탄소 (C)가 음이온인데, 패널을 제작하기 위해 생성 된 에너지는 처음에는 화석 연료를 태우는 필요성을 상쇄합니다. 비록 태양이 항상 빛나는 것은 아니지만, 설치에 따라 합리적으로 예측 가능한 평균 탄소 소비량이 감소합니다.

단점
그리드 연결 PV는 전압 조정에 문제를 일으킬 수 있습니다. 전통적인 그리드는 단방향 또는 방사형 흐름을 가정하여 작동합니다. 그러나 그리드에 주입 된 전기는 전압을 증가시키고 ± 5 %의 허용 가능한 대역폭 외부로 레벨을 유도 할 수 있습니다.

그리드 연결 PV는 전력 품질을 저하시킬 수 있습니다. PV의 간헐적 특성은 급격한 전압 변화를 의미합니다. 이것은 잦은 조정으로 인해 전압 레귤레이터가 소모 될뿐만 아니라 전압 플리커가 발생할 수 있습니다.

그리드에 연결하면 많은 보호 관련 문제가 발생합니다. 위에서 언급했듯이, 계단 연결 PV의 수준이 너무 높으면 릴레이 감도 저하, 불필요한 트립, 자동 리 클로저 간섭 및 철 공진과 같은 문제가 발생합니다.

경제적 측면

시스템 비용
광전지 시스템의 전체 가격은 다음에 달려 있습니다.

가능한 예비 연구 (비정형 법 집계, 중형 또는 대형 시스템)
설비 유형 및 설치 조건;
네트워크 연결;
적용 가능한 경우 차입이자.
장비 가격은 주로 시스템의 크기와 건물에 통합되는 방식에 따라 달라집니다.

재료 가격 및 설치 포함 :

바닥 또는 지붕 설치 지붕의 통합, 간단한 유리 통합, PV 타일 …
1 ~ 3 킬로와트 5 ~ 7 € / Wc 5 ~ 7 € / Wc > 7 € / Wc
3 ~ 10 킬로와트 3,5 ~ 5 € / 웨스턴 오스트레일리아 3,5 ~ 5 € / 웨스턴 오스트레일리아 > 5 € / Wc
10kWp에서 36kWp 3 ~ 5 € / Wc 3,5 ~ 5 € / 웨스턴 오스트레일리아 <10 € / Wc
36 kWp에서 수 MW 2 ~ 4 € / Wc 3 ~ 4.5 € / WC <7 € / Wc

후퇴 시간
태양열 패널의 총 비용은 구매, 감가 상각, 대출에 대한이자, 배정, 유지 보수, 보험 및 라이센스 및 보조금으로 구성됩니다. 투자 회수 기간은 태양 전지 패널의 위치, 조립 방법 및 전기 가격 개발에 따라 다릅니다. 광전지 솔라 패널의 투자 회수 기간은 점차 감소하고 있습니다. 기와 지붕의 남쪽에 직접 장착하면 2015 년은 동일한 전기 가격으로 약 7 년이됩니다.

허가
때로는 태양열 패널 설치 허가를 신청해야합니다. 예를 들어 보호받는 마을이나 마을의 경관 및 / 또는 기념물이있는 경우입니다.

에너지 가격
평균적으로 결정 성 태양 전지 패널의 와트 피크 (Wp)는 약 1 유로 (어셈블리 제외)입니다. 100Wp는 위치, 지붕의 각도, 그늘의 양 및 태양 전지 패널의 유형에 따라 네덜란드에서 연간 약 70 ~ 90kWh의 에너지를 생산합니다. 이 계산은 태양 전지 패널이 전기 회사에서 구입할 필요가없는 에너지를 공급한다는 사실을 기반으로합니다. 전기 회사 비용은 kWh 당 약 0.20-0.23 유로입니다 (2013 년). 잔고가 필요한 것보다 더 많은 전기를 생산할 경우, kWh 당 약 0.05-0.09 유로의 피드 인 수수료로 전기 회사에 판매 될 수 있습니다. 이는 수익성이 떨어집니다.

세제 혜택
많은 유럽 정부가 세금 목적으로 태양 에너지를 장려하기로 결정했습니다.

솔라 패널에 부가가치세
Fuchs 판결로 인해 2013 년 6 월 20 일부터 세무 당국에서 태양 광 패널에 대해 납부 한 VAT를 요청할 수있었습니다.

에너지 균형
태양 전지판의 생산에는 또한 에너지가 필요합니다. 측정 값은이 에너지가 생성 된 시간에 표시됩니다. 이것을 에너지 균형이라고하며 벨기에와 네덜란드에서는 1 ~ 2 년입니다.

네트워크에 주입 된 전기 생산에 대한 보상
다양한 국가의 정치적 선택에 따라 다양한 유형의 보수가 존재합니다.

할당량
“녹색 인증서”및 “원산지 보증”. 생산 된 킬로와트 – 시간은 “녹색 인증서”또는 “원산지 보증”을 필요로하는 조직에 판매함으로써 지급됩니다.

구매 가격
(영국 관세, FIT) kW 시간은 국가 또는 국가의 법률에 따라 주정부 또는 구매자가 설정 한 구매 관세에 의해 지불됩니다. 프랑스에서는 2011 년 3 월 법령에 따라 광전지 에너지 구입 가격을 분기별로 검토합니다. 이러한 관세는 정부가 투입 관세를 결정하는 계수 S와 V를 심의하는 에너지 규제위원회 (CRE)에 의해 공표된다. 2011 년 3 월 이후 구매 가격은 네트워크 연결 요청 수에 따라 분기마다 변경 될 수 있습니다. 이 요금은 시장 가격보다 높기 때문에 구매 의무가있는 사업자는 청구 된 모든 kWh : CSPE에 적용되는 추가 요금으로 추가 비용을 보상받습니다.

시스템의 수익성
이 시스템은 생산 비용이 다른 발전 시스템 (재생 가능 에너지 : 풍력, 풍력, 풍력, 풍력, 풍력, 풍력, 풍력, 태양열 열역학 등)은 태양 광 모듈의 가격이 여전히 높기 때문에 투자 비용이 높기 때문에 현재의 지원 정책은이 청정 에너지가 수익성을 갖도록 비용을 낮출 수 있습니다 (불가피한 증가로 인해 촉진 될 수있는 것 화석 연료 비용).

그러나 2010 년에 직접 또는 간접 보조금 덕분에 시설은 그 소유주에게 매우 유리할 수 있습니다.2008 년과 2009 년 프랑스 남부에 설치된 시설은 12 % 이상의 수익을 창출했다. 예를 들어, 1.4 kWh에서 생산 된 산림에서 와트 피크 당 7 유로의 비용을 지불하는 프랑스 남부의 공장은 독일 구매 가격의 거의 두 배인 € 0.601 76 / kWh (2010 년 kWh 당 € 0.58)를 지불했습니다 , 위험없이 (일조량은 거의 변하지 않으며, 재료는 매우 안정적이며, 구매 가격은 보장됩니다).

페르 피냥 (Perpignan)은 2011 년에 세계에서 가장 큰 태양 광 설치 시설을 갖춘 도시입니다 (태양 광 발전소 제외). 세인트 – 찰스 인터내셔널 사이트는 68,000 m2의 지붕에 97,000 개의 태양 광 타일을 포함하고 있습니다. 1 년에 9800MWh 이상을 생산합니다 (8000 명 이상의 주민에게 전기를 공급하기에 충분합니다).