태양광 발전 시스템은 다섯 가지 모드로 나뉩니다.
1. 자가 사용, 계통에 남는 전력
2. 자가 사용, 전력망에서 분리된 잔여 전력
3. 전체 그리드
4. 독립형 시스템 및 독립형/온/오프그리드 시스템
5. 자가 사용 및 잉여 에너지의 전력망 공급
자가 사용, 계통에 남아있는 잔여 전력
이 태양광 발전 시스템 모델은 가장 일반적인 모델이며, 이 모델에서는 일반적인 분산형 태양광 발전 시스템이 널리 사용됩니다.
태양광 발전 시스템에서 생산된 전기는 우선 자체 수요를 충족하는 데 사용하고, 남는 전기는 낭비를 막기 위해 전력망 회사에 판매할 수 있습니다. 만약 태양광 발전량이 부족할 경우에는 전력망에서 공급받게 됩니다. 하지만 이러한 전력 공급 방식은 양측의 이익을 고려하여 전력망 회사와 적절한 전력 판매 계약을 체결해야 합니다. 전력망 회사는 태양광 발전소의 발전량과 소비자의 에너지 소비량을 측정하고, 정책 및 협상된 요금에 따라 전기 요금을 지불하거나 징수하기 위해 양방향 스마트 계량기를 설치합니다.
이 모델의 가장 큰 단점은 수익 모델이 고정되어 있지 않고, 자가 소비량과 전력망으로의 잉여 전력 비율이 항상 변동하며, 발전소를 건설하고 매각할 때의 예상 가치가 실제 생산량보다 다소 낮을 수 있다는 점입니다. 심지어 경영진은 미래 사용자 운영에 대한 우려 때문에 합리적인 자산 가치를 확보하지 못할 수도 있습니다.
자가 사용, 전력망에서 분리된 잔여 전력
자가용 계통연계 방식의 가장 주목할 만한 특징은 "인터넷 없이 계통연계가 가능하다"는 점입니다. 이 방식의 접속 지점은 전력망 계량기의 하단, 즉 사유지 경계선의 사적 측에 위치합니다. 이론적으로 전력망 운영사는 시스템의 접속을 방해하지 않지만, 이 모델은 태양광 발전으로 생산된 전력을 계통으로 송전해서는 안 되므로 역류 방지 장치가 필수적입니다. 태양광 발전량이 부하 용량을 초과할 경우, 역류 방지 장치가 인버터에 신호를 보내 부하에 따라 용량을 줄여 부하 수요를 충족하고 계통으로 전력을 송전하지 않도록 합니다. 이로써 태양광 시스템의 역류 방지 기능을 구현할 수 있습니다.
이 태양광 발전 시스템 모델은 일반적으로 사용자 측의 전력 소비량이 많고, 전력 소비가 지속적이며, 연중 가동 중단이 거의 없거나 아예 없고, 휴일에도 가동이 중단되는 경우가 드물거나, 사용자의 유지 관리 전력 소비량이 태양광 발전 시스템에서 생산되는 전력의 대부분을 흡수할 만큼 충분히 큰 경우에 적용됩니다. 따라서 태양광 발전 시스템에서 생산된 전력은 낭비 없이 최대한 활용될 것입니다.
전체 그리드
계통연계형 모드에서는 태양광 발전 시스템의 교류 출력이 계통의 저전압 측 또는 고전압 측, 즉 건물 경계선 부근의 계통에 직접 연결됩니다. 이렇게 하면 시스템에서 생산된 전기는 전력 회사에 직접 판매되며, 판매 가격은 일반적으로 지역 평균 발전차액지원가격으로 책정됩니다. 반면 사용자의 전기 요금은 변동 없이 유지되는데, 이를 "수입과 지출이 각각 독립적으로 관리되는 이중 구조"라고 합니다.
태양광 발전의 주류는 계통 연계 직접 판매 방식이며, 투자자들은 이 모델이 간편하고 비교적 안정적이기 때문에 선호합니다.
독립형 시스템 및 온/오프그리드 시스템
독립형 태양광 발전소라고도 불리는 이 오프그리드 모델은 전력망과 독립적으로 작동하는 시스템으로, 지리적 제약 없이 햇빛만 있으면 설치 및 사용이 가능하여 전력망이 없는 외딴 지역, 고립된 섬, 어선, 야외 양식장 등에 매우 적합합니다. 또한 잦은 정전이 발생하는 지역에서 비상 발전 설비로도 활용될 수 있습니다.
하지만 이러한 발전 시스템은 배터리를 장착해야 하므로 발전 시스템 전체 비용이 상대적으로 높습니다. 또한 배터리 수명과 유지 보수 및 교체 필요성으로 인해 사용 비용이 증가합니다. 따라서 경제성이 떨어져 널리 사용되기 어려우므로 전기가 쉽게 공급되는 장소에는 사용을 권장하지 않습니다.
또한 전력망이 없거나 정전이 잦은 지역의 가정에서 매우 실용적입니다. 특히 정전 시 조명 문제를 해결하기 위해 사용됩니다. 따라서 독립형 발전 시스템은 전력망이 없는 지역이나 정전이 잦은 지역에서 사용하도록 특별히 설계되었습니다.
태양광 가로등, 정원등 및 기타 태양광 제품은 태양광 독립형 시스템의 한 구성 요소입니다.
자가 사용, 잉여 에너지는 전력망으로 공급
이러한 결합/독립형 모드의 적용 시나리오는 잦은 정전이 발생하거나, 자가 사용 가격이 계통 연계 가격보다 훨씬 비싸거나, 피크 가격이 최저 가격보다 훨씬 비싼 경우입니다.
이 시스템은 첫째, 태양광 발전을 이용하여 부하에 전력을 공급함으로써, 최고 전력 가격 시간대에 출력을 설정하여 전기 요금을 절감할 수 있습니다. 둘째, 최저 전력 가격 시간대에 충전하고 최고 전력 가격 시간대에 방전하여 최고 가격과 최저 가격의 차익을 창출할 수 있습니다. 셋째, 전력망이 정상적으로 공급될 때는 일반 계통 연계 시스템처럼 작동하여 태양광 발전 전력을 부하에 우선적으로 공급하고, 남는 전력은 배터리에 저장하거나 계통에 판매합니다. 인버터를 독립형 모드로 전환하면 시스템은 백업 전원 공급 장치로 계속 작동하며, 태양광 및 배터리 전력을 인버터를 통해 중요한 부하에 공급하여 낭비를 방지합니다.
계통연계 연결/비연계 모드 모두 배터리에 대한 요구 사항은 동일하지만, 초기 투자 비용이 상대적으로 높습니다.
이러한 접근 방식은 양측의 이익을 고려하여 전력망 회사와 관련 전력 판매 계약을 협상해야 합니다.
일반적으로 대부분은 계통연계형 모드를 사용하지만, 어떤 모드를 선택할지는 프로젝트의 구체적인 요구사항에 따라 달라집니다.
