PCS, 파워컨디셔너

*파워컨디셔너

태양전지에서 출력된 직류전력을 교류전력으로 변환하고, 발전사업자용의 경우 전력계통(특고압 22.9kV, 저압 220/380V로 공급)에 역송전하는 장치이며, 건축물 등에 적용하는 계통연계형의 경우에는 교류계통에 접속되는 부하설비에 전력을 공급하는 장치를 말한다.

*종류
-상용주파 변압기 절연방식 ; 상용주파수의 변압기를 이용해 절연과 전압변환을 하기 때문에 내부 신뢰성이나 노이즈컷에 우수하지만 상용주파 변압기를 별도로 이용하기 때문에 무겁고 거대하며 변압기에 의해 효율이 감소된다. 현재 대한민국내에서 가장 많이 이용되는 방식.
-고주파 변압기 절연방식 ; 소형, 경량. 회로가 복잡하고 고가. 때문에 태양광발전시스템에 적용한 사례를 찾기 어려움
- Transless 방식(2차 회로에 Transformer를 사용하지 않는 방식) ; 소형, 경량, 고주파 변압기에 비해 저가. 신뢰성 높음. 상용전원과의 사이에 비절연. 초기에는 이 비절연이 문제가되어 저압교류를 사용하는 주택용과 같은 소양량의 경우 모듈에 충전전류나 지락시 사소한 문제가 있었지만 근래에는 전자적인 회로를 보강하여 완전히 극복. 현재 일본에서 가장 많이 사용되는 방식.

---- 우리나라의 경우 가장 많이 사용하는 상용주파 변압기 절연방식은 우리나라의 법규정때문인데 0.1%라도 효율을 올리기 위해서는 규정을 정비하여 효율이 좋은 방식을 사용하는 것이 바람직하다. ----

* 기본 동작
계통 전원측과 동기를 하여 계통측 전압과 필터를 통하기 전의 파워컨디셔너측의 출력전압 위상차를 조정함으로써 전력량과 흐르는 방향을 조정. 파워컨디셔너측의 전압위상이 계통측보다 앞서가면 계통측으로 전력이 보내지게 된다. 역으로 계통측보다 늦어지면 off가 되도록 하는데, 혹시 직류측에 축전지가 있는 경우에는 계통측에서 축전지를 충전하도록 파워컨디셔너측으로 전력을 보내게 된다.

*기능
 1. 자동운전 정지 기능 ; 일몰시나 비가 오거나 흐린 날 출력이 0에 근접하는 경우 대기상태가 되는 기능.
2. 단독운전 방지기능 ; 계통에 연결된 상태에서 정전이 발생한 경우 부하전력이 pcs의 출력전력과 동일하게 되는 겨웅네는 pcs의 출력전압, 주파수는 변화하지 않고 전압*주파수 계전기에서는 정전을 검출할 수 없다. 그 때문에 계속해서 계통에 전력이 공급될 가능성이 있다. 이같은 운전상태를 단독운전이라 함. 이렇게 단독운전하여 계통에 전력이 공급되면 위험한 상황이 초래될 수 있으므로 계통정전시에는 pcs도 정지해야 한다.
3. 최대전력 추종제어 ; pv의 출력은 일사강도나 pv 표면온도에 의해 변동. 이 변동에 대해 pv의 동작점이 항상 최대출력이 되도록 변화시켜 태양전지에서 최대출력을 발생하는 제어를 최대출력추종제어(Maximium Power Point Tracking)라 함. 전압을 변화시켜 출력전력의 변화를 감시한 후 최대치를 지속적으로 확보.
4. 자동전압 조정기능 ; 계통에 역전송하는 경우 전력의 역송때문에 수전점의 전압이 상승하여 전력회사의 운영범위를 넘을 가능성이 있다. 이를 피하기 위해 자동전압 조정기능을 설치하여 전압의 상승을 방지. 단, 소용량의 경우 전압상승의 가능성이 극히 적기때문에 이 기능을 생략하는 경우가 있음.
5. 직류 검출기능 ;
6. 직류 지락 검출기능(이 현상을 누전이라고 함) ; 트랜스리스 방식의 PCS의 경우 태양전지와 계통측이 절연되지 않기땜누에 태양전지의 지락에 대한 안전대책 필요. 분전반에 누전차단기가 설치되어 있어 옥내배선이나 부하의 지락을 감시하지만 태양전지에 지락이 발생하면 지락전류에 직류성분이 중첩되어 누전차단기에서 보호되지 않는 경우가 있다. 그러므로 PCS에 반드시 직류지락검출기를 설치하여 그를 검출 보호하는 것이 필요.