태양광 발전 시스템의 대지 접지 그리고 ATN
다음은 간략화시킨 태양광 RPS 발전 시스템 구조입니다.
* 출처 : forum.solar-electric.com/discussion/23366/pv-grounding-configuration
1) 모든 PV 태양광 패널의 테두리 프레임은 “서로 연결되어있습니다.” 그 말은, 논리적인 저항값이 0Ω이라는 뜻입니다.
2) 모든 PV 태양광 패널을 지지하는 금속 구조물 역시, 서로 연결되어 있습니다.
3) 그리고 PV 태양광 패널 프레임, 금속 구조물 두 가지는 서로 연결되어 있습니다.
4) 금속 구조물은 반드시 대지에 연결되어야 하고 대지접지 저항은, 논리상 0Ω입니다. (토지의 현재 상태가 수시로 변하기 때문에 절대로 균일한 값이 나오지 않습니다. 그러므로 ‘논리상’이라고 했습니다)
그 조건에서,
낙뢰는 태양광 패널 프레임 → 금속 구조물 → 대지접지 경로로 통해 흐르게 됩니다. 만일 이런한 사전 경로 설정이 없다면, 낙뢰는 태양광 패널의 포토 셀부터 파괴하고 어떤 무작위 경로를 통해 대지로 빠져나가게 됩니다. 여기서, 누구도 그 양상을 추정할 수 없는, 한 순간의 ‘파괴’가 상정되었다는 점이 중요합니다.
동일한 논리가 태양광 인버터의 안쪽과 바깥쪽에 적용되어 있습니다.
우선, 알루미늄 재질의 보호 함체를 쓰고 그것을 반드시 대지 접지합니다. 동시에 태양광 패널을 지지하는 금속 구조물에도 연결합니다. 그리하여, 태양광 패널 프레임-금속구조물-인버터하우징-대지접지용 ‘접지동(銅)봉’ 사이 저항은 무조건 0Ω입니다.
이러한 전략은, 야구 경기의 포수가 망형 보호구를 쓰는 것 또는 건물 옥상 및 벽면에 낙뢰 방어용 ‘공중 종단망(Air Termination Network) 낙뢰 방지 시스템의 구축과 취지가 같습니다. (ATN은 촤상단 맨 위 이미지 참고)
건물부착형 BAPV/건물통합형 BIPV의 태양광 패널은, 몇십 층 고층건물의 수직 벽면에도 부착되기 때문에 지면 등 비교적 낮은 곳에 배치되는 PV 패널과는 조건이 다릅니다. 즉, (피뢰침을 더, 더 높이 세우려는 상황에서의) ATN 기술의 시각으로 낙뢰 보호대책을 강구할 필요가 있습니다.
다음은, ATN에 관한 참고용 문서입니다.
