인버터란 무엇입니까?

2021년부터 태양 에너지 관련 작업을 해왔고 기본적으로 할 수 있는 모든 실수를 저질렀습니다. 지갑은 가벼워졌지만 이웃이 그렇지 않을 때 집에는 전력이 있습니다... 그만한 가치가 있나요?

그렇군요... 인버터요.

솔직하게 4년 전처럼 태양광에 대해 처음 조사하기 시작했을 때 내가 읽은 모든 기사는 너무 단순하거나("전력을 변환합니다!") 공학 용어가 너무 많아서 그냥 훑어보았기 때문에 기술적 내용을 모두 다루지 않고 이것을 설명하려고 노력할 것입니다. 그럼 여기서 중간 지점을 찾아보겠습니다.

인버터는 DC 전기를 받아 AC 전기로 변환합니다. 그게 전부입니다.

DC=직류(태양광 패널이 만드는 것, 배터리가 저장되는 것)
AC=교류(집에서 사용하는 것, 콘센트에서 나오는 것)

이것이 왜 중요합니까? 냉장고, TV, 휴대폰 충전기, IKEA의 이상한 램프 등 집에 있는 모든 것에는 말 그대로 AC 전원이 필요하기 때문입니다. 하지만 태양전지판은 DC를 제공합니다. 그래서 뭔가가 그것을 변환해야합니다. 그게 바로 인버터입니다.

제 친구 제이크(저를 이 모든 태양광 발전 분야에 끌어들인 사람입니다)가 바비큐에서 제게 이것을 설명하려고 했고 제가 "그래, 그런데 왜 태양광 패널이 AC를 직접 만들 수 없는 거지?"라고 말했던 것을 기억합니다. 그리고 그는 단지... 그는 나에게 이런 표정을 지었습니다. 물리학이라는 것이 밝혀졌습니다. 태양전지는 DC를 생산한다. 기간. 변경할 수 없습니다. 그래서 인버터입니다.

좋습니다. 기본적으로 3가지 주요 유형이 있습니다. 까다롭게 따지고 싶다면 4가지 유형이 있을 수 있습니다.

이것이 대부분의 사람들이 생각하는 것입니다. 일반적으로 집 옆이나 차고에 있는 하나의 상자로 모든 패널을 처리할 수 있습니다.

내 이웃 Dave가 이 설정을 가지고 있습니다. 그 사람 패널이 20개 정도 있는 것 같아요. 어쩌면 18. 어쨌든, 인버터 하나. 인버터 자체 비용은 약 1,800달러이고 설치 비용은 1,200달러 정도입니다. 그의 태양광 회사는 그를 마이크로인버터로 상향 판매하려고 했지만 그는 '아냐 난 괜찮아'라고 했습니다.

잘 작동합니다... 작동하지 않을 때까지요. 문제는 다음과 같습니다. 하나의 인버터가 고장나면(보통 제가 본 것보다 10년 정도 지나면) 전체 시스템이 다운됩니다. 그냥... 아무것도 아니야. 교체할 때까지 발전이 없습니다. 하지만 데이브는 3년이 지나도 여전히 강해지고 있어요.나무를 두드린다.

아, 스트링 인버터의 또 다른 점은 패널 하나가 그늘지거나 더러워지거나 새가 그 위에 똥을 싸면(생각보다 많이 발생함) 스트링 전체를 끌어내린다는 것입니다. 마치 전구 하나가 꺼지고 전구 전체가 어두워지는 90년대 크리스마스 전구와 같습니다. 그다지 나쁘지는 않지만 비슷한 원리입니다.

따라서 하나의 큰 인버터 대신 각 패널 뒷면에 작은 작은 인버터를 배치합니다. 각 패널은 지붕 위에서 자체 DC-AC 변환을 수행합니다.

저는 Enphase 마이크로인버터를 사용했습니다. 모델에 관심이 있는 사람이라면 IQ8+입니다. 내 15패널 시스템의 경우...오래된 영수증을 확인한다...마이크로인버터 가격만 4,280달러입니다. 아야. 응. 스트링 인버터보다 훨씬 더 비쌌을 것입니다.

하지만 제가 완전히 후회하지 않는 이유는 다음과 같습니다.

한 패널에 문제가 있으면 나머지 14개 패널은 계속 정상적으로 작동합니다. 기본적으로 패널 독립성.

모니터링이 미친 수준입니다. -- 각 패널이 생산하는 내용을 휴대폰에서 실시간으로 정확히 볼 수 있습니다. (네, 매일 확인합니다. 네, 아내가 이것 때문에 나를 놀립니다.)

보증 기간이 25년으로 되어 있으므로 이론상으로는 문제를 일으킬 필요가 없습니다.

단점?

비싸다(이미 언급했었나?)

하나가 죽으면 누군가가 지붕에 올라 교체해야 합니다. 스트링 인버터를 사용하면 접지-레벨 박스 교환이 됩니다.

모니터링이 좀 강박적이 되더라구요. 이제 내 동쪽 방향 패널 #4가 원래보다 8% 더 적게 생산하고 이로 인해 미칠 지경이지만 실제로 아무것도 할 만큼 충분하지 않다는 것을 알고 있습니다.

태양광과 배터리를 모두 다룰 수 있는 제품입니다.

Tesla Powerwall이나 Enphase 배터리 등을 구입하는 경우 다음 중 하나를 원합니다. 또는 실제로 - 플롯 트위스트 - Powerwall 3에는 꽤 매끄러운 내장형 IN이 있습니다. 여러 조각을 함께 볼트로 고정하지 않습니다.

2021년에는 배터리가 엄청나게 비싸기 때문에 처음에는 이 길을 가지 않았습니다. 배터리와 설치 비용만 15,000달러 정도입니다. 나는 이미 패널과 마이크로인버터에 돈을 쏟아 붓고 있었기 때문에 지금은 건너뛰자고 생각했습니다.

작년(2024년)으로 돌아가서 여름에 정전이 발생했습니다. 저는 거기에 25,000달러 상당의 태양광 패널을 가지고 앉아 있는데, 전력망이 무너지면 냉장고가 자동으로-꺼지기 때문에 말 그대로 냉장고를 계속 작동시킬 수 없습니다(안전 문제, 전기 작업자의 감전사 방지, 이해는 되지만 여전히 짜증스럽습니다). 그리고 저는... 배터리를 구했어야 했을지도 모른다고 생각합니다.

아직 방아쇠를 당기지 않았습니다. 그것은 추가로 $12-15,000 정도이고 나는 그것이 "그럴 가치가 있다"고 아내를 설득해야 하는데, 이는 일년에 몇 번만 정전이 될 때 힘든 판매입니다.

Inverter

좋습니다. 인버터의 전력 등급은 와트 또는 킬로와트 단위로 측정됩니다. 이것을 한 번에 얼마나 많은 전력을 사용할 수 있는지에 맞춰야 합니다.

내 스트링 인버터 친구들은 보통 5kW 또는 6kW 인버터를 가지고 있습니다. 내 마이크로인버터 설정은 기술적으로 총 3.96kW(패널당 264W x 15개 패널)를 수행하지만 완전히 동일하지는 않습니다. 왜냐하면... 실제로 이 다른 아키텍처에 대해 제가 잡초에 빠지지 않을 것이라는 점을 아시기 때문입니다.

중요한 것은 모든 작업을 실행할 수 있는가입니다.

당신이 실행 중이라고 가정 해 봅시다 :

냉장고(작동 시 700W이지만 압축기가 작동하면 2000W 정도 -- 예, 그게 문제입니다)

전자레인지(1200W)

조명(LED를 사용하는 경우 100W 정도)

TV + 라우터 + 뭐든지 (300W)

창문용 에어컨(1500W)

모든 것이 동시에 작동하는 경우 연속 3800W이지만 냉장고 시동 급증으로 인해 1초 동안 5100W에 도달합니다.

따라서 최소한 연속 부하를 처리할 수 있고 이상적으로는 시동 서지를 위한 여유 공간이 있는 인버터가 필요합니다. 대부분의 괜찮은 인버터는 몇 초 동안 120~150%의 서지를 처리할 수 있습니다.

저는 이것을 힘들게 배웠습니다. 글쎄요, 제가 아니라 제 친구 톰입니다. 그는 RV 태양광 설치를 위해 값싼 3000W 인버터를 구입했고 전자레인지를 작동할 때 왜 계속 꺼지는지 궁금해했습니다. 그의 전자레인지는 1200W를 끌어냈지만 인버터는 연속적으로 3000W만 작동할 수 있었고 서지 처리가 형편없었습니다. 그의 냉장고와 전자레인지를 합하면 감당할 수 있는 수준을 초과했습니다. 300달러짜리 인버터를 4000W 장치로 업그레이드해야 했습니다.

대부분의 주거용 태양광 발전은 "계통 연결형"입니다. 즉, 인버터가 전력망과 동기화됩니다. 그들은 함께 일합니다. 사용하는 것보다 더 많은 전력을 생산하면 초과분은 전력망으로 이동합니다(그리고 유틸리티에 따라 크레딧을 얻습니다). 생산하는 것보다 더 많은 전력이 필요할 경우 전력망에서 전력을 끌어옵니다.

이것이 내가 가진 것입니다. 99%의 시간 동안 훌륭하게 작동합니다.

그러나 --이것이 중요합니다. 계통 연결 인버터는 계통이 다운되면 차단됩니다. 밝고 화창한 날에도 패널이 전력을 공급하고 있습니다. 인버터는 계통 신호를 감지하지 못하고 "안돼, 나갔어"라고 말하고 종료됩니다.

처음 태양광을 받았을 때 나는 이것을 이해하지 못했습니다. 나는 태양 전지판이 정전 중에 전력을 공급할 수 있다는 것을 의미한다고 생각했습니다. 잘못된. 정전 중에 전력을 유지하려면 특수 전환 스위치가 있는 배터리 시스템이 필요합니다. 그것은 훨씬 더 많은 돈이 드는 완전히 별개의 일입니다.

캐빈과 유틸리티에 전혀 연결되지 않은 물건을 위한 오프 그리드 인버터도 있지만 대부분의 사람들에게 필요한 것은 아닙니다. 60Hz AC 주파수 생성, 전압 관리 등 모든 것을 스스로 관리해야 하기 때문에 더 복잡합니다. -그리드 연결형은 이미 존재하는 것과 동기화됩니다.

인버터는 100% 효율적이지 않습니다. 변환 중에 일부 전력이 열로 손실됩니다. 그것은 단지 물리학일 뿐입니다.

가장 좋은 인버터의 효율은 96~97%입니다. 어떤 사람들은 98%라고 주장합니다(Enphase에서는 저의 경우 97.6%라고 말합니다).

이것이 중요합니까? 에에... 좀?

서류상으로, 96% 효율의 인버터와 98% 효율의 인버터 -- 10,000kWh/년 시스템에서 200kWh 차이가 납니다. $0.15/kWh이면 연간 $30입니다. 25년 이상은 750달러입니다. 아무것도 아니지만 거래를 중단하는 사람도 아닙니다.

제가 더 중요하다고 생각하는 것은 부분 부하에서의 효율성입니다. 일부 인버터는 최대 전력에서는 매우 효율적이지만 정격 전력의 10%만 사용하면 효율이 85% 정도로 떨어집니다. 대부분의 경우 시스템을 최대로 활용하지 않고 부분 전력을 생산/사용하기 때문에 이는 더 관련성이 높습니다.

그런데 솔직히... 이 일 때문에 잠이 안 옵니다. 95~98% 범위의 인버터를 보면 괜찮습니다. 태양열 포럼 괴상한 사람들이 당신에게 다르게 말하지 않도록 하십시오. (그리고 나는 오전 2시에 온라인에서 이것에 대해 논쟁하는 괴상한 사람으로서 분명히 말합니다).

Inverter

여기서 좀 화상을 입었어요. 인버터 견적은 한 가지였습니다. 실제 최종 비용은... 달랐습니다.

내 태양광 설치 견적은 다음과 같습니다.

15개 패널: $12,000

마이크로인버터: $4,280

설치 인건비: $3,500

허가: $400

총액: $20,180

실제 최종 비용: $24,680

왜? 왜냐하면:

내 전기 패널을 업그레이드해야 합니다($1,800 -- 오래된 100A 패널이었으며 200A가 필요함)

"작업하는 동안" 백업 회로용 하위 패널이{0}필요함($750)

시 검사 비용이 예상보다 높았습니다(추가 $150).

일부 도관이 예상보다 길어졌습니다($300).

무작위 기타 재료 ($400)

나는 그들이 나에게 사기를 쳤다고 말하는 것이 아닙니다. 이 중 대부분은 설치 중에 나온 합법적인 내용이었습니다. 하지만 누군가 나에게 "앞으로 일어날 일"에 대해 추가로 20%의 예산을 책정하라고 말해줬더라면 좋았을 텐데요.

또한 -- 그리고 이것은 단지 내 영역일 수도 있습니다. 그러나 허가를 받는 데는 영원히 시간이 걸렸습니다. 6주 정도요. 설치 자체는 2일 걸렸습니다. 시 승인을 기다리는 데는 한 달 반이 걸렸다. 그것을 계획하십시오.

스트링 인버터: 일반적으로 10~12년 보증, 유료로 20~25년까지 연장되는 경우도 있음

마이크로인버터: 일반적으로 25년 표준

하지만 문제는 이렇습니다. 보증은 회사가 이를 뒷받침하는 만큼만 우수합니다. 나는 지난 5년간 인버터 회사 3곳이 파산하는 것을 지켜봤다. 더 이상 존재하지 않는 회사로부터 보증을 받았다면 축하합니다. 쓸모없는 종이 조각입니다.

큰 이름을 고수하십시오.

Enphase(마이크로인버터)

SolarEdge(스트링 인버터 + 옵티마이저)

SMA(스트링 인버터)

Fronius(스트링 인버터)

Generac(하이브리드/배터리 인버터)

더 저렴한 옵션이 있나요? 네. 위험을 감수해야 합니까? 나는하지 않을 것이다. 내 이웃은 $600를 절약하기 위해 이름 없는 중국산 인버터를 구입했습니다. 3년차에 사라졌습니다. 회사는 더 이상 존재하지 않습니다. 그는 그것을 SolarEdge로 교체하기 위해 1,400달러를 지불했습니다. 거짓 경제.

나는 매일 Enphase 앱을 사용합니다. 내가 말했듯이 내 아내는 이것 때문에 나를 놀리지만 어쨌든.

다음을 볼 수 있습니다.

각 패널의 실시간 제작-

몇 년 전의 과거 데이터

실적이 저조한 패널

시스템 상태 경고

정말 유용합니다. 지난 달과 마찬가지로 패널 7의 출력이 평소의 60%로 떨어졌습니다. 폭풍우가 몰아치는 동안 나뭇가지가 그 위에 떨어진 것으로 밝혀졌습니다. 모니터링이 없었다면 몇 주 동안 눈치채지 못했을 수도 있습니다.

내 안의 데이터 괴짜는 이런 것을 좋아합니다. 스프레드시트가 있어요. 계절 변화를 추적합니다. 내 시스템은 7월에 평균 1,247kWh, 12월에는 412kWh를 생산하는 것으로 알고 있습니다. 저는... 문제가 있을 수도 있어요.

그러나 그것은 또한 당신의 시스템입니다. 당신이 그것에 대해 많은 돈을 지불했다면 그것이 어떻게 작동하는지 아는 것이 좋을 것입니다.

WiFi 연결-- 내 인버터는 한 달에 한 번씩 WiFi 연결이 끊어집니다. 재설정해야합니다. 첫 번째 세계 문제이지만 짜증납니다. 나는 그것과 함께 사는 법을 배웠습니다.

펌웨어 업데이트-- Enphase는 때때로 업데이트를 푸시하고 때로는 무언가를 차단합니다. 내 특사(통신 허브)에게 한 번 그런 일이 일어났는데, 그것을 재설정하기 위해 기술을 구해야 했습니다. 재미있었어요(재미없었어요).

과열-- 인버터가 직사광선 아래 있거나 밀폐된 공간에 있는 경우 과열되어 성능이 저하되거나 꺼질 수 있습니다. 내 것은 차고에 있는데 꽤 시원하게 유지되지만 내 친구의 스트링 인버터는 남쪽을 향한 벽에 있고 여름에는 문제가 있습니다. 가능하다면 그늘을 제공하십시오.

그리드 연결 끊김 문제-- 때로는 인버터가 전력망 문제가 없는데도 전력망 문제가 있다고 생각하고 종료하는 경우가 있습니다. 4년 동안 두 번이나 이런 일이 있었습니다. 일반적으로 재설정이 필요합니다.

신속한 종료로 인한 불편함-- 새로운 코드에는 신속한 종료 모듈이 필요합니다(필요한 경우 소방관이 시스템을 신속하게 종료할 수 있도록). 이는 때때로 잘못된 트리거를 발생시킵니다. 오류 코드가 암호화되어 있기 때문에 문제를 해결하기가 어렵습니다.

이 중 어느 것도 세상의 종말이 아닙니다. 단지... 현실에서 일어나는 일들일 뿐입니다.

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길어지니까 손가락을 쭉 뻗는다

보세요, 저는 이 태양광 발전에 24,680달러를 투자했습니다. 내 전기 요금은 월 평균 180달러에서 기본적으로 연결 요금 15달러로 줄었습니다. 그래서 저는 대략 월 $165=연간 $1,980를 절약하고 있습니다.

투자 회수 기간: 12.5년

배터리를 추가하면 아마도 결국에는 18~20년 정도의 회수 기간을 얻게 될 것입니다.

재정적으로? 괜찮아요. 놀랍지 않습니다. 나는 이것으로 부자가 될 수 없습니다. 하지만 10년 후에 내 이웃의 전기 요금이 50% 올랐지만(아마도) 내 이웃의 전기 요금은 오르지 않았다면 상황은 더 좋아질 것입니다.

재정적이 아닌-이유로 이 일을 하게 되어 기쁩니다.

환경적 죄책감이 해소됨

내 힘으로 만들어서 기분이 좋아

가지고 놀 수 있는 재미있는 기술 장난감(모니터링, 최적화 등)

그리드가 다운되고 결국 배터리를 얻게 되면... 잘난 척하는 만족감

가끔 후회하는 비경제적인-이유는 다음과 같습니다.

맙소사, 그거 비싸던데요?

예상했던 것만큼 "설정하고 잊어버리는" 방식은 아닙니다.

HOA는 패널에 대해 나에게 슬픔을 안겨주었습니다. (우리는 해결했지만 여전히)

특히 인버터? 품질을 유지하세요. 이것이 나의 주요 내용입니다. 값을 싸지 마십시오. 모니터링을 받으세요. 크기를 적절하게 조정하세요. 그리고 항상 어떤 일이 일어나기 때문에 그들이 인용한 것보다 더 많은 예산을 책정하십시오.

더 일찍 알았더라면 좋았을 한 가지 더

아, 그리고 결국 배터리가 소모된다면 -- 살펴보세요이온 리튬 배터리옵션. 더 가볍고, 더 빠르게 충전되며, 일부 오래된 배터리 화학 물질에서 발생하는 열폭주 문제가 없습니다. 내가 원시인처럼 납산 백업 시스템의 가격을 책정하기 시작하기 전에 누군가 나에게 이 점을 언급했더라면 좋았을 것입니다.{2}}