같은 햇빛을 받아도 태양광 모듈의 출력은 어떤 전압에서 일하느냐에 따라 달라집니다. 전압이 너무 낮아도, 너무 높아도 출력이 줄고, 그 사이 어딘가에 출력이 가장 큰 한 점이 있습니다. 인버터는 이 점을 쉬지 않고 찾아갑니다. 이것이 MPPT(최대전력점 추종)입니다.
출력 곡선은 산 모양이다
모듈(스트링)의 전압과 출력의 관계를 그리면 산 모양의 곡선(P-V 곡선)이 됩니다. 꼭대기가 최대 출력점입니다. 문제는 이 꼭대기가 고정되어 있지 않다는 것입니다. 햇빛 세기가 바뀌면 산의 높이가, 모듈 온도가 바뀌면 꼭대기의 위치(전압)가 움직입니다.
산을 오르듯 찾아간다
인버터는 동작 전압을 조금 바꿔 보고, 출력이 늘었으면 같은 방향으로, 줄었으면 반대 방향으로 한 걸음씩 옮깁니다. 눈을 감고 산을 오르는 것과 비슷해서 산 오르기(P&O) 방식이라고 부릅니다. 꼭대기에 닿으면 그 주변을 오가며 머뭅니다.
아래 그림에서 일사량과 모듈 온도를 바꿔 보세요. 산의 모양이 바뀌면 동작점이 새 꼭대기를 다시 찾아갑니다.
인버터는 동작 전압을 조금씩 바꿔 보며 출력이 늘면 그 방향으로, 줄면 반대로 갑니다. 그래서 꼭대기 근처에서 작게 오르내립니다. 그늘이 지면 봉우리가 둘 생겨 낮은 봉우리에 머물 수 있습니다.
- 지금 출력
- 6.9 kW
- 최대 가능
- 7.35 kW
- 추종률
- 94 %
- 동작 전압
- 856 V
그늘을 켠 뒤 전역 탐색을 끄고 켜며 추종률을 비교해 보세요.
그늘이 지면 봉우리가 둘이 된다
스트링의 일부 모듈에 그늘이 지면 곡선에 봉우리가 두 개 생깁니다. 산 오르기 방식은 가까운 봉우리에 오르면 거기가 꼭대기라고 판단하기 때문에, 낮은 봉우리에 머물러 버릴 수 있습니다. 그림에서 그늘을 켜 보면 추종률이 크게 떨어지는 것을 볼 수 있습니다.
이를 막기 위해 많은 인버터는 주기적으로 전압 범위 전체를 훑어보는 전역 탐색 기능을 갖추고 있습니다. 그림에서 전역 탐색을 켜면 동작점이 더 높은 봉우리로 옮겨 갑니다.
현장에서는
- 전깃줄, 나무, 구조물 그림자가 하루 중 특정 시간에만 지는 발전소라면, 그 시간대의 출력이 이유 없이 떨어져 보일 수 있습니다. 인버터의 전역 탐색 기능과 설정을 확인해 볼 만합니다.
- 같은 조건의 인버터끼리 발전량을 비교했을 때 한 대만 꾸준히 낮다면, 음영·오염·스트링 이상과 함께 MPPT 동작도 함께 의심해 봅니다.
핵심 정리
- 모듈 출력은 동작 전압에 따라 달라지고, 산 모양 곡선의 꼭대기가 최대 출력점이다
- 인버터는 전압을 조금씩 바꿔 보며 꼭대기를 찾아간다 (산 오르기 방식)
- 부분 그늘이 지면 봉우리가 둘이 되어 낮은 봉우리에 머물 수 있다
- 전역 탐색 기능이 높은 봉우리를 다시 찾아 준다