하이브리드 시스템에서 직류 결합과 교류 결합은 태양광(PV) 모듈, 에너지 저장 배터리, 그리고 부하 또는 계통을 통합하는 두 가지 주요 아키텍처 접근 방식입니다. 근본적인 차이점은 PV 모듈에서 생성된 전기가 배터리에 직류(DC) 또는 교류(AC) 형태로 공급되는지 여부입니다.
두 기술을 자세히 비교한 내용은 다음과 같습니다.
1. 핵심 원리와 에너지 흐름
DC 커플링:
- 원칙:
PV 모듈에서 생성된 직류 전기는 PV 컨트롤러(DC-DC 컨버터)를 통해 전력 변환 시스템(PCS)의 직류 입력으로 공급됩니다. 이 통합 시스템은 다음과 같은 기능을 수행합니다.
- DC 전력의 일부를 지역 부하 또는 전력망 수출을 위한 AC로 변환합니다.
- DC 전원(DC-to-DC)을 사용하여 배터리를 직접 충전합니다.
- 부하 공급이나 그리드 주입을 위해 DC를 AC로 다시 변환하여 배터리를 방전합니다.
- 에너지 흐름(충전):
PV 모듈(DC) → PV 컨트롤러 → 배터리(DC)
(직접 DC-DC 충전 경로)
- 에너지 흐름(방전):
배터리(DC) → PCS(DC-AC) → 부하/그리드(AC)
- 핵심 포인트:
배터리를 충전할 때 전기는 전체 충전 과정 동안 DC 형태로 유지되므로 불필요한 변환이 방지됩니다.
AC 커플링:
- 원칙:
PV 모듈의 DC 전기는 먼저 전용 PV 인버터를 통해 AC로 변환됩니다. 이 AC 전력은 다음과 같은 기능을 합니다.
- 현지에 직접 화물을 공급합니다.
- 그리드로 내보내집니다.
배터리를 충전하려면 AC 전원을 PCS(배터리 인버터)를 통해 다시 DC로 변환해야 합니다.
- 에너지 흐름(충전):
PV 모듈(DC) → PV 인버터(DC-AC) → PCS(AC-DC) → 배터리(DC)
(DC→AC→DC의 두 가지 변환 단계가 포함됩니다)
- 에너지 흐름(방전):
배터리(DC) → PCS(DC-AC) → 부하/그리드(AC)
- 핵심 포인트:
배터리를 충전하려면 DC→AC→DC 변환 사이클을 완전히 거쳐야 하므로 추가적인 손실이 발생합니다.
2. 주요 특성의 비교 요약
결론
DC 및 AC 커플링은 적용 환경에 따라 뚜렷한 장점을 제공합니다. DC 커플링은 신규 설치 시 효율성과 비용 효율성이 뛰어나 성능 중심의 그린필드 프로젝트에 이상적입니다. 반면 AC 커플링은 유연성과 개량 호환성이 뛰어나 기존 PV 시스템에 저장 장치를 추가하는 데 선호됩니다.
최적의 선택은 시스템 신규 또는 기존 시스템 여부, 예산 제약, 효율 목표, 향후 확장 계획, 안전 고려 사항 등 다양한 프로젝트별 요인에 따라 달라집니다. 기술이 발전함에 따라 두 아키텍처 모두 지속적으로 발전하고 있습니다. DC 결합 하이브리드 인버터는 더욱 다재다능하고 강력해지고 있으며, AC 결합 시스템은 조정 제어 및 변환 효율 측면에서 개선되고 있습니다.
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