DC 서지 보호 장치란 무엇입니까?

새로운 에너지 시스템(태양광 발전, 전기차 충전, 에너지 저장 시스템(ESS))이 보편화됨에 따라 직류(DC) 전기 설비가 널리 보급되었습니다. 교류(AC) 시스템과 달리 직류(DC)에는 낙뢰, 계통 변동, 갑작스러운 부하로 인한 전압 스파이크(서지)를 완화하는 자연적인 "제로 크로싱(zero-crossing)" 현상이 없습니다. 이러한 서지는 민감한 장비를 파손시킬 수 있습니다. 직류(DC) 서지 보호 장치는 이러한 서지를 차단하여 직류 시스템을 장기간 안전하게 보호합니다. 이 가이드에서는 직류 서지 보호 장치의 주요 역할, 필수 기능, 그리고 실제 용도를 자세히 설명합니다.

DC 서지 보호가 새로운 에너지에 꼭 필요한 이유

새로운 에너지 시스템은 까다로운 조건에 직면합니다. 태양광 패널은 폭풍을 견뎌내고, 전기차 충전기는 급격한 전류 변화에 대응하며, 에너지 저장 시스템(ESS)은 안정적인 전력을 필요로 합니다. 이 모든 요인이 회로를 손상시키거나 장비를 작동 불능 상태로 만들거나 화재를 유발하는 서지를 유발할 수 있습니다.

보호 장치가 없으면 서지 발생 시 막대한 비용이 발생합니다. 태양광 발전소에 단 한 번의 낙뢰만 쳐도 수십 개의 인버터가 고장 나서 몇 주 동안 정전이 발생할 수 있습니다. 직류 시스템은 더욱 위험합니다. 제로 크로싱(zero-crossing) 없이 서지가 더 오래 지속되기 때문입니다. 서지 보호는 선택 사항이 아니라 필수입니다.

우수한 DC 서지 보호 장치의 3가지 주요 특징

모든 서지 보호기가 DC에 작동하는 것은 아닙니다. 최고의 서지 보호기는 DC의 고유한 문제점을 해결하기 위해 검증된 세 가지 기능을 갖추고 있습니다.

1. 튼튼하고 안전한 소재

AC 서지 보호기(흔히 깨지기 쉬운 세라믹 부품 사용)와 달리, DC 버전은 멜라민 튜브와 같은 더 강한 소재를 사용합니다. 멜라민은 균열에 강하고 진동에 강하며 난연성, 경량성, 친환경성을 갖추고 있어 옥외용 PV 또는 밀폐형 ESS에 이상적입니다.

2. 높은 차단 용량

"차단 용량"은 장치가 과도한 서지 전류를 차단하는 능력을 말합니다. 직류는 교류보다 더 큰 용량이 필요합니다(직류 전류는 일정하기 때문입니다). 좋은 직류 서지 보호 장치는 최소 50kA의 용량을 가지고 있어 낙뢰 서지를 처리하고 하류 장비를 보호하기에 충분합니다.

3. 글로벌 안전 인증

신뢰할 수 있는 제품은 UL, TUV, CE, IEC 60269-4 또는 중국 GB/T 13539.4와 같은 엄격한 테스트를 통과합니다. 이러한 인증은 해당 기기가 실제 새로운 에너지 조건(예: 내열성, 강력한 절연)에서 작동함을 증명합니다.

실제 프로젝트에서 DC 서지 보호기가 작동하는 방식

새로운 대규모 에너지 시스템은 이러한 보호 장치가 어떻게 작동하는지 정확히 보여줍니다. 다음은 세 가지 명확한 예입니다.

1. 부유형 태양광

위험: 번개(엄청난 전류를 발생시킴)와 비(손상을 악화시킴)가 호수 기반 패널을 위협합니다.

작동 원리: 낙뢰에 맞으면 DC 서지 보호 장치가 고전압을 흡수합니다. 1500Vdc 퓨즈(과전류 차단)와 함께 사용하면 서지가 인버터와 패널에 도달하는 것을 방지합니다.

결과: 매년 10만 가구에 전력을 공급합니다. 기상 급등으로 인한 가동 중단이 거의 없습니다.

2. 옥상 태양광

위험: 그리드 전압 급등으로 태양광 인버터가 손상됩니다.

작동 원리: 보호기는 전력망 급증 시 인버터에서 발생하는 추가 전류를 분산시켜 DC 전압을 안정적으로 유지합니다.

결과: 고장난 인버터 없음 - 안정적인 태양광 발전으로 공장의 최대 전기 비용이 절감됨.

3. 태양광 주차장

위험: 가변적인 태양 전류와 갑작스러운 EV 충전 급증으로 인해 충전기/배터리가 손상될 수 있습니다.

작동 원리: 실시간으로 전류 급증을 감지하여 EV 포트나 배터리에 도달하기 전에 초과 전류를 차단합니다.

결과: 안정적인 EV 충전 - 장비 고장이나 전력망 중단 없음.

결론

새로운 에너지가 전 세계에 더 많은 전력을 공급함에 따라 DC 서지 보호 장치의 중요성이 커지고 있습니다. 이 장치는 단순한 보호 장치가 아니라 DC 시스템의 안전하고 효율적인 장기 작동을 가능하게 합니다. 견고한 소재, 높은 차단 용량, 그리고 인증에 집중하여 서지 없는 시스템을 유지하십시오.