건물이나 공장의 변압기는 한전에서 받은 높은 전압을 낮춰 씁니다. 태양광 발전소의 변압기는 반대로 낮은 전압을 높여 한전으로 보냅니다. 같은 변압기지만 일하는 방식이 달라, 고르고 관리할 때 눈여겨볼 점도 다릅니다.
1. 전력이 거꾸로 흐른다
승압변압기는 인버터 쪽(저압)에서 전력을 받아 계통 쪽(특고압, 22.9kV 등)으로 보냅니다. “발전용 변압기”라는 별도의 종류가 있는 것은 아닙니다. 건물에서 쓰는 것과 같은 몰드·유입 변압기를 쓰되, 전압과 용량, 결선 방식, 탭 위치를 발전소 연계 조건에 맞춰 정합니다. 결선 방식은 일반 수전용과 다르게 정해지는 경우가 있고, 보호 계전기 설정도 전력이 계통 쪽으로 나가는 것을 전제로 맞춥니다.
2. 낮에만 일하고, 밤에는 쉬지만 꺼지지 않는다
태양광 변압기의 부하는 해가 뜨면 오르고 해가 지면 0이 됩니다. 하루 평균으로 보면 부하율이 낮은 편입니다. 그런데 밤에도 계통에 연결되어 있어 무부하손(철손)은 하루 24시간 생깁니다. 손실과 효율 장에서 본 것처럼, 태양광 변압기는 전부하 효율보다 무부하손이 작은 제품이 1년 전체로 보면 유리한 경우가 많습니다.
3. 인버터 여러 대의 출력을 한데 받는다
변압기 저압 쪽에는 보통 여러 대의 인버터가 연결됩니다. 인버터 출력에는 스위칭 때문에 생긴 고조파가 조금씩 섞여 있어, 변압기에 추가 발열을 일으킬 수 있습니다. 그래서 변압기 용량과 온도 여유를 정할 때 인버터 출력 특성을 함께 고려합니다.
4. 몰드 변압기와 유입 변압기
| 구분 | 몰드(건식) 변압기 | 유입 변압기 |
|---|---|---|
| 절연·냉각 | 코일을 에폭시 수지로 감싸고 공기로 냉각 | 코일을 절연유에 담가 기름으로 절연·냉각 |
| 장점 | 기름이 없어 화재·누유 걱정이 적고 실내 설치에 유리 | 냉각 성능이 좋고 과부하에 비교적 강함, 옥외 설치에 유리 |
| 관리 포인트 | 표면 오염·습기, 크랙, 환기 | 절연유 상태(누유·열화), 호흡기 실리카겔 |
발전소 전기실(큐비클) 안에 들어가는 경우에는 몰드 변압기가, 옥외에 설치하는 경우에는 유입 변압기가 많이 쓰입니다. 반디소프트가 운영하는 발전소는 대부분 몰드 변압기를 실내 큐비클에 설치한 형태입니다. 어느 쪽이든 온도 관리가 수명을 좌우합니다.
핵심 정리
- 태양광 승압변압기는 별도 종류가 아니라 일반 변압기를 발전 연계 조건(전압·용량·결선·탭)에 맞춰 고른 것이다
- 낮에만 일하지만 밤에도 무부하손이 생겨, 무부하손이 작은 제품이 유리하다
- 인버터 출력의 고조파가 추가 발열을 일으킬 수 있어 온도 여유를 둔다
- 실내는 몰드, 옥외는 유입 변압기가 많이 쓰이며 관리 포인트가 다르다