태양광 발전 효율 시리즈 대 병렬 연결 설명

집의 모든 전구가 하나라도 나가면 동시에 꺼지는 시나리오를 상상해 보세요. 이것이 바로 초기 직렬 회로가 작동하는 방식입니다. 마찬가지로 태양광 패널의 배선 구성은 시스템의 안정성과 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 기사에서는 직렬 연결과 병렬 연결의 장단점, 최대 성능을 위한 구성을 최적화하는 방법에 대한 데이터 기반 분석을 제공합니다.

태양광 패널은 배터리와 마찬가지로 양극 및 음극 단자가 있습니다. 이러한 단자가 연결되는 방식에 따라 시스템의 전압과 전류가 결정되며, 이는 전체 성능에 영향을 미칩니다.

직렬 연결에서 태양광 패널은 체인처럼 연결됩니다. 한 패널의 양극 단자가 다음 패널의 음극 단자에 연결되어 연속 회로를 형성합니다.

• 주요 특징: 총 전압은 개별 패널 전압의 합과 같고 전류는 동일하게 유지됩니다. 예를 들어, 40V 및 5A로 정격된 두 개의 패널은 직렬로 연결될 때 80V에서 5A를 생성합니다.
• 응용 분야: 직렬 연결은 주로 인버터의 최소 작동 임계값을 충족하기 위해 전압을 높이는 데 사용됩니다. 많은 인버터는 제대로 작동하기 위해 특정 전압 범위가 필요합니다.

병렬 연결에서는 모든 양극 단자가 일반적으로 결합 상자를 통해 함께 연결되고 모든 음극 단자도 함께 연결됩니다.

• 주요 특징: 총 전류는 개별 패널 전류의 합과 같고 전압은 일정하게 유지됩니다. 동일한 두 개의 40V/5A 패널은 병렬로 연결될 때 40V에서 10A를 생성합니다.
• 응용 분야: 병렬 연결은 인버터 전압 제한을 초과하지 않으면서 전류 출력을 증가시켜 시스템의 현재 용량 내에서 더 높은 전력 생성을 가능하게 합니다.

직렬 연결과 병렬 연결 중에서 선택하는 것은 효율성, 신뢰성 및 시스템 구성 요소와의 호환성 간의 절충을 포함합니다.

• MPPT(최대 전력점 추적) 컨트롤러: 직렬 연결에 더 적합합니다. 전압과 전류를 동적으로 조정하여 전력 출력을 최대화하므로 더 높은 전압 직렬 구성에 이상적입니다.
• PWM(펄스 폭 변조) 컨트롤러: 병렬 연결과 더 호환됩니다. 이러한 더 간단하고 저렴한 컨트롤러는 스위칭을 통해 전압을 조절하여 저전압 병렬 설정에 효과적입니다.

직렬 연결은 단일 지점 고장에 취약합니다. 한 패널이 오작동하면 전체 회로가 중단됩니다. 병렬 연결은 각 패널이 독립적으로 작동하므로 더 큰 중복성을 제공합니다.

인버터는 가정용으로 DC 전력을 AC 전력으로 변환하므로 태양광 패널 배선 구성을 결정합니다.

스트링 인버터는 특정 전압 범위가 필요하며 전류 제한을 부과합니다.

• 전압 요구 사항: 대부분의 실리콘 태양광 패널은 개방 회로 전압이 약 40V입니다. 스트링 인버터는 일반적으로 300V-500V 사이에서 작동하므로 직렬로 8-12개의 패널이 필요합니다.
• 시스템 확장: 더 큰 시스템의 경우 여러 직렬 스트링을 병렬로 연결하여 전류 제한 내에서 전압 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

개별 패널에 부착된 마이크로인버터 또는 옵티마이저는 독립적인 전력 최적화를 가능하게 합니다.

• 독립적인 최적화: 각 패널은 음영 또는 다양한 방향에서도 최대 효율로 작동합니다.
• 확장성: 전압 일치 제약 없이 패널별로 시스템을 확장할 수 있습니다.