기준 문서: KS C IEC 62548:2016 (2022 개정), KS C IEC 60364-7-712:2017 부속서 B. 「IEC 62548·60364-7-712 파헤치기」 1편 — 전압과 온도. 2편은 직류 보호. · Part 1 of the IEC 62548 / 60364-7-712 deep dive.
① 한 장 요약 One-page summary
태양광 모듈의 전압은 추울수록 높아집니다. 그래서 어레이의 최대 전압은 가장 추운 날 아침의 개방전압으로 정하고(KS C IEC 62548 7.2), 케이블·퓨즈·차단기·인버터가 모두 이 전압을 견뎌야 합니다.
PV module voltage rises as it gets colder, so the maximum array voltage is the open-circuit voltage on the coldest morning, and every component must be rated for it.
② 구조 지도 Structure map
③ 핵심 조항 Key clauses
표준시험조건과 I–V 곡선 STC and the I–V curve
데이터시트 값은 표준시험조건(STC): 셀 온도 25 °C, 일사 1 000 W/m², 대기질량 AM 1.5에서 잰 값입니다(KS C IEC 60364-7-712 712.3.12). 실제 셀 온도는 겨울 아침 영하에서 여름 한낮 60~70 °C까지 오르내립니다. 아래 그림은 예시 모듈(U_OC 49.9 V, I_SC 14 A)의 I–V 곡선을 셀 온도별로 그린 개념도입니다. 온도가 내려가면 곡선이 오른쪽(높은 전압)으로 늘어나고, 전류는 거의 그대로입니다.
Datasheet values are at STC (25 °C cell, 1 000 W/m², AM 1.5). Colder cells stretch the curve to higher voltage while current changes little.
최대 전압을 구하는 세 가지 방법 Three ways to find the maximum voltage
- 온도계수 식 (712 부속서 B.1):
U_OC MAX = K_U · U_OC STC,K_U = 1 + (αU_OC/100)·(T_min − 25). αU_OC는 데이터시트의 개방전압 온도계수 [%/K]로 음수입니다. mV/K로 적혀 있으면0.1 × mV/K ÷ 모듈 U_OC로 바꿉니다. - 62548 표 4: 제조사 지시가 없는 결정질 실리콘 모듈에 쓰는 계단식 계수(24~20 °C 1.02부터 −36~−40 °C 1.25까지).
- 정보가 없을 때 (712 부속서 B.1): 1.2배.
62548 7.2는 모듈 제조사의 지시를 우선합니다. 표 4는 제조사 정보가 없을 때의 대안이고, 박막 모듈이나 −40 °C 미만에는 쓸 수 없습니다.
Use the manufacturer coefficient formula first; Table 4 is the fallback for crystalline silicon; 1.2 applies when nothing is known.
표준의 예제 확인 Checking the standard's example
712 부속서 B.1의 예: 다결정 모듈 αU_OC = −133 mV/K, U_OC STC = 38.3 V이면 αU_OC ≈ −0.35 %/K. 최저 −15 °C에서 K_U = 1 + (−0.35/100)·(−15 − 25) = 1.14, U_OC MAX = 1.14 × 38.3 = 43.7 V. (국문판 예시는 U_OC를 33.83 V로 적고 38.3 V로 계산하는데, 계수와 결과는 38.3 V와 맞습니다.)
예시 스트링 Example string
예시 모듈 550 W(U_OC 49.9 V, αU_OC -0.27 %/K)를 18장 직렬로, 서울 최저 -18 °C(참고값)라고 하면 STC 스트링 개방전압은 18 × 49.9 = 898.2 V입니다.
| 방법 Method | K_U | U_OC MAX | 인버터 1100 V 기준 최대 직렬 수 |
|---|---|---|---|
| 온도계수 식 (712 B.1) | 1.116 | 1,002 V | 19 |
| 62548 표 4 (−16 ~ −20 °C) | 1.18 | 1,060 V | 18 |
| 정보 없음 1.2배 | 1.20 | 1,078 V | 18 |
요즘 모듈은 온도계수가 작아(−0.25~−0.30 %/K) 식으로 구한 값이 표 4보다 낮습니다. 표 4의 값은 온도계수 약 −0.4 %/K에 해당하는 보수적인 값이라(예: −20 °C 구간 1.18 = 1 + 0.004 × 45), 표 4만 쓰면 직렬 수를 한 장 정도 덜 넣게 되는 경우가 많습니다. 데이터시트 계수가 있으면 식이 원칙입니다.
온도별 K_U 비교 K_U by temperature
| T_min °C | -30 | -20 | -10 | 0 | 10 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 식 (αU_OC -0.27 %/K) | 1.149 | 1.122 | 1.095 | 1.068 | 1.041 | 1.014 |
| 식 (αU_OC −0.35 %/K) | 1.193 | 1.158 | 1.123 | 1.088 | 1.053 | 1.018 |
| 표 4 | 1.21 | 1.18 | 1.14 | 1.10 | 1.06 | 1.02 |
직렬 수는 위아래로 묶인다 String length is bounded on both sides
- 위쪽 한계: 추운 날 U_OC MAX가 인버터 최대 입력전압과 모듈 최대 시스템 전압을 넘으면 안 됩니다(규격 요구). 예시는 최대 19장.
- 아래쪽 한계: 더운 날 셀 온도 68 °C에서 V_MP = 641 V가 MPPT 하한 500 V 이상이어야 발전량을 잃지 않습니다(실무 검토). 예시는 최소 15장.
- MPPT 상한: 추운 날 V_MP = 868 V가 MPPT 상한 950 V 이하여야 합니다. 예시는 최대 19장.
Cold-day U_OC MAX sets the upper bound (a requirement); hot-day V_MP versus the MPPT window sets the lower bound (good practice).
전류는 1.25배 Current: × 1.25
단락전류는 온도에는 거의 변하지 않지만 일사에 비례합니다. 맑은 날 구름 가장자리 반사, 눈 반사 등으로 1 000 W/m²를 넘을 수 있어 712 부속서 B.2는 I_SC MAX = K_I · I_SC STC, K_I는 최소 1.25로 정합니다. 이 1.25는 케이블 최소 전류(62548 표 5)에도 그대로 나옵니다. 일부 모듈 기술은 운전 초기에 I_SC가 정격보다 높으니 데이터시트를 확인합니다(62548 7.3.1).
Short-circuit current follows irradiance, which can exceed 1 000 W/m²; K_I is at least 1.25.
④ 숫자 모음 The numbers in one table
| 항목 | 값 | 조항 |
|---|---|---|
| STC | 셀 25 °C, 1 000 W/m², AM 1.5 | 712.3.12 |
| 전압 보정 (식) | K_U = 1 + αU_OC/100·(T_min − 25) | 712 B.1 |
| 전압 보정 (표) | 24~20 °C 1.02 … −36~−40 °C 1.25 (결정질만) | 62548 표 4 |
| 정보 없을 때 | U_OC MAX = 1.2·U_OC STC | 712 B.1 |
| 최대 단락전류 | I_SC MAX = K_I·I_SC STC, K_I ≥ 1.25 | 712 B.2 |
| 712 B.1 예제 | −0.35 %/K, −15 °C → K_U 1.14, 43.7 V | 712 B.1 |
⑤ 계산기로 확인 Check it with the calculator
태양광 어레이 설계 계산기에서 모듈·지역·인버터를 바꿔 세 가지 K_U 방법과 직렬 수 범위를 비교하세요.
⑥ 함정과 원문 확인 Traps and source notes
- 예제 오기: 712 부속서 B.1 국문판 예시는 U_OC를 33.83 V로 적고 38.3 V로 계산합니다. 계수와 결과는 38.3 V와 맞습니다.
- 표 4는 제조사 정보가 없을 때만: 62548 7.2는 제조사 지시를 우선합니다. 박막·−40 °C 미만에는 표 4를 쓸 수 없습니다.
- 최저 온도는 한낮이 아닌 해 뜰 무렵의 기온입니다. 겨울 아침 셀 온도는 기온과 거의 같고, 하늘을 향한 모듈은 기온보다 최대 5 °C 낮을 수도 있습니다(62548 7.2 비고).
- 지역 최저 기온은 기상청 기상자료개방포털의 관측 극값으로 확인합니다. 이 사이트의 지역 값은 참고용입니다.
- 직렬 수는 U_OC MAX뿐 아니라 케이블·커넥터·퓨즈·직류 차단기의 전압 정격(62548 7.3.1)도 넘지 않아야 합니다.