태양광 발전단지 내부 그리드의 안전 특성화 접지 설계에 관한 연구 = A Study on the Safety Characterization Grounding Design of the Inner Photovoltaic System

국문 초록 (Abstract)

연구목적: 본 논문에서는 우리사회의 대체 전력 에너지원으로 적합하고 유용하게 활용 할 수 있는 태양광 발전 단지 건설 시 안전 특성화 접지에 관한 설계 기법을 제안하고자 한다. 즉, 태양광 발전 단지 내의 셀 모듈부터 전기실까지 내부 그리드의 신뢰성을 향상하고 최적화 할 수 있는 용도별 안전 접지를 적용한 사례들을 소개하고자 한다. 연구방법: 태양광 발전 단지 내 토양의 대지 고유저항을 분석하고 컴퓨터 프로그램(CDEGS)을 활용해 전격을 일으키는 접촉전압과 보폭전압을 해석하여 안전접지에 관한 계산과 산출방법에 대해 제안한다. 또한, 토양 환경을 고려한 반영구적인 접지전극의 재료 선정에 관한 연구에 중요성을 논하고자 한다. 연구결과: Wenner 4 전극법으로 측정한 데이터 중 3개 지역의 CASE별 대지 고유저항 최대값과 최소값을 얻을 수 있었고 이 두 값으로 토양의 두께를 알 수 있다. 측정된 데이터를 기본수식 ${\rho}=6.28aR$에 대입하여 MATLAB 컴퓨터 프로그램으로 계산하였다. 즉, 최소 저항값의 두께는 접지전극을 설치하기에 가장 유리한 토양 환경임을 판단 할 수 있다. 결론: 본 연구를 통해 지역의 CASE별 태양광 발전소 내부 그리드에 대지 표면에 전위상승을 억제 할 수 있는 접지시스템 설계기법을 제안하였다. 하지만 대지의 고유저항과 접지시스템에 경련변화를 실시간으로 확인 할 수 있는 모니터링 시스템과 빅 데이터를 축적 할 수 있는 스마트 디바이스의 개발이 추가적으로 연구되어야 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose: In this paper, we propose a design technique for the safety characterization grounding in the construction of the photovoltaic power generation complex which can be useful and useful as an alternative power energy source in our society. In other words, we will introduce the application of safety grounding for each application, which can improve and optimize the reliability of the internal grid from the cell module to the electric room in the photovoltaic power generation complex. Method: We analyze the earth resistivity of the soil in the solar power plant and use the computer program (CDEGS) to analyze the contact voltage and stratospheric voltage causing the electric shock, and propose the calculation and calculation method of the safety ground. In addition, we will discuss the importance of semi-permanent ground electrode selection in consideration of soil environment. Results: We could obtain the maximum and minimum value of ground resistivity for each of the three areas of the data measured by the Wenner 4 - electrode method. The measured data was substituted into the basic equation and calculated with a MATLAB computer program. That is, it can be determined that the thickness of the minimum resistance value is the most favorable soil environment for installing the ground electrode. Conclusion: Through this study, we propose a grounding system design method that can suppress the potential rise on the ground surface in the inner grid of solar power plant according to each case. However, the development of smart devices capable of accumulating big data and a monitoring system capable of real-time monitoring of seismic changes in earth resistances and grounding systems should be further studied.