태양광 인버터의 DC 커패시터 용량 측정을 통한 열화 및 이상상태 진단

Deterioration and Abnormality Condition Diagnosis through Measuring the DC Capacitor Capacity of PV Inverter

태양광 인버터에 사용되고 있는 DC 커패시터는 다른 전력용 반도체 소자 대비 수명이 상대적으로 짧아서 고장 발생 비율이 60%를 차지하여 전력변환장치(PCS)를 구성하는 요소 중 가장 취약하다. 또한 커패시터의 수명은 사용 환경 요인에 의하여 변화하기 때문에 태양광 인버터 및 태양광발전시스템의 수명과 운전상태에 크게 영향을 주고 있다. 따라서 건물 일체형 및 일반 태양광발전시스템에 최적화된 인버터 열화진단센서 기술개발과 고장 발생 시 인버터의 효율을 유지할 수 있는 우회 보상커패시터 모듈 개발에 대한 연구가 필요하다. 이러한 연구를 기반으로 태양광 인버터 내부의 DC 커패시터 열화 진단 모듈은 실제 내부 부품의 용량을 측정하여, 장기적으로 열화 상태의 추이 정보를 확인할 수 있어 화재 등 신속한 대응을 끌어낼 수 있다. 또한 발전설비의 효율 향상 및 탄소배출 저감을 꾀하고, 전기화재 예방이 가능하여 태양광발전시스템을 최적의 상태로 유지 할 수 있다.

DC capacitors used in PV inverters have a relatively short lifespan compared to other power semiconductor devices and have a failure rate of 60%, making them the most vulnerable among the elements that make up a power conversion system (PCS). In addition, the lifespan of the capacitor varies depending on environmental factors, greatly affecting the lifespan and operating conditions of PV inverters and PV power generation systems. Therefore, research is needed on the development of inverter deterioration diagnostic sensor technology optimized for building-integrated and general PV power generation systems and the development of bypass compensation capacitor modules that can maintain the efficiency of the inverter in the event of a failure. Based on this research, the DC capacitor deterioration diagnosis module inside the PV inverter measures the capacity of the actual internal components and can check the trend information of the deterioration state in the long term, enabling rapid response to fires. In addition, it seeks to improve the efficiency of power generation facilities and reduce carbon emissions, and prevents electrical fires, allowing the PV power generation system to be maintained in optimal condition.