DC 아크 결함은 PV 관련 화재의 주요 원인입니다. PV 발전소가 점점 더 커지고 스트링 전압이 1500Vdc까지 올라가면 치명적인 아크 결함 화재의 위험이 커집니다. AFCI(Arc-Fault Circuit Interrupter) 기술은 원래 2011년 미국 국가 전기 규정(National Electric Code)에서 의무화되었으며 3세대를 거쳐 발전해 왔습니다. Sungrow SG150CX에 탑재된 AFCI 3.0은 450m 감지 범위와 20ms 응답 시간을 갖춘 최신 기술을 나타냅니다.
DC 아크 결함이란 무엇입니까?
DC 아크 결함은 전류가 작은 공극을 가로질러 점프할 때 발생하며 일반적으로 다음과 같은 원인으로 인해 발생합니다.
- 느슨한 커넥터(MC4, 접속 배선함) — 모든 아크 결함의 80%+
- PV 케이블의 손상된 절연체
- 부식된 도체 표면
- 모듈 버스바 제조불량
일단 시작되면 DC 아크는 최저 0.5A의 전류와 최대 6,000°C의 온도에서 자체적으로 유지될 수 있습니다. 활성 감지가 없으면 무언가가 녹거나 타버릴 때까지 아크가 계속되며, 종종 지붕 화재가 발생합니다.
AFCI 진화
| 세대 | 연도 | 감지 범위 | 응답 시간 | 거짓 운행율 |
|---|---|---|---|---|
| AFCI 1.0 | 2011 | ~100m | 500ms 이상 | 높음 |
| AFCI 2.0 | 2017 | 200~250m | 100~200ms | 중간 |
| AFCI 3.0 | 2023+ | 450m | 20ms | 낮음 |
450m 감지가 중요한 이유
대형 C&I 옥상의 스트링 길이는 100~400m입니다. 이전 세대의 AFCI는 긴 스트링의 맨 끝에서 아크를 안정적으로 감지할 수 없었습니다. 즉, 안전 시스템이 반응하기 전에 몇 초 동안 결함이 발생했다는 의미입니다. 는 SG150CX의 AFCI 3.0은 최대 450m의 스트링 길이를 지원하며 이는 상업용 태양광 분야에서 가장 큰 단일 스트링 설치에 충분합니다.
20ms 응답이 중요한 이유
지속적인 DC 아크는 50~100밀리초 안에 절연체를 점화시킬 수 있습니다. 20ms 이내에 감지하고 차단한다는 것은 점화 전에 아크가 꺼진다는 것을 의미합니다. AFCI 3.0의 20ms 응답은 이전 세대에 비해 5~10배 향상된 성능을 나타냅니다.
표준 및 규정 준수
두 가지 관리 표준:
- UL 1699B (미국, 캐나다): 주거용 PV의 경우 필수입니다. NEC 690.11에서 요구됩니다.
- IEC 63027 (국제): 새로운 표준으로, 주요 보험사에서 점점 더 요구하고 있습니다.
AFCI 3.0(SG150CX 포함)을 갖춘 Sungrow 인버터는 두 표준 모두 인증을 받았습니다.
어떤 Sungrow 인버터에 AFCI 3.0이 탑재되어 있나요?
- SG150CX — 주력, 450m의 AFCI 3.0
- SG-CX-P2 시리즈 - AFCI 2.0(여전히 우수함, SG150CX는 AFCI 3.0을 지원하는 유일한 현재 모델임)
- 주거용 SG-RS 시리즈 — AFCI 2.0 + IEC 63027
- 하이브리드 MG-RL 시리즈 — AFCI 2.0