테크놀로지

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안전한 제품과 솔루션을 공급합니다.

기술자료

태양광(PV)용과 ESS용 서지보호기(SPD)의 결정적 차이

PV SPD vs. ESS SPD

태양광(PV)용과 ESS용 서지보호기(SPD)의 결정적 차이

Surgefree (주식회사 써지프리)  ·  Authorized Raycap Partner

"단순히 전압만 맞춘다고 PV용을 ESS에 쓰면 대형 화재로 이어질 수 있습니다."

1. 전원 특성의 차이: '전류의 힘'

가장 근본적인 차이는 사고 발생 시 전원이 밀어내는 에너지의 크기, 즉 단락 전류(Short-Circuit Current) 처리 능력입니다.

◆  PV용 SPD — Limited Current 환경

태양광 패널은 일조량에 따라 전류가 제한됩니다. 사고가 나더라도 패널이 생성할 수 있는 최대 전류 이상은 흐르지 않습니다. 따라서 내부 분리 장치(Disconnector)는 비교적 낮은 전류를 끊도록 설계되어 있으며, 열 분리 방식으로 충분합니다.

◆  ESS용 SPD — High Energy 환경

배터리는 거대한 에너지 저장고입니다. 단락(Short-circuit) 사고 시 저장된 에너지가 한꺼번에 방출되며, 이를 심각한 단락 전류(High Fault Current)라 합니다. PV용 SPD는 이 수준의 아크(Arc)를 감당하지 못해 폭발할 수 있습니다.

⚡  핵심 포인트

  · ESS 배터리의 단락 전류는 수십 kA에 달해 PV 계통보다 수~수십 배 큰 에너지를 순간적으로 방출합니다.

  · IEC 61643-41은 이 환경에서의 안전 동작 및 확실한 회로 차단을 검증하는 전용 규격입니다.

  · SPD 선정 시 전압뿐 아니라 ISCCR(단락 전류 내성) 값을 반드시 확인해야 합니다.

2. 규격 및 인증 비교

국제 표준은 두 용도를 엄격히 구분하며, 혼용을 허용하지 않습니다.

IEC 61643-31  —  태양광(PV) 전용

  • PV 발전 시스템 DC 측(최대 1500 V DC) SPD의 요구사항 및 시험 방법
  • 태양광 특유의 전압 변동 및 일조 가변 환경에 최적화
  • Iscpv 기준 단락 전류 시험 — 배터리 계통 대비 상대적으로 낮은 레벨

IEC 61643-41  —  저압 DC 전원(ESS/BESS) 전용

  • DC 저압 전원 계통용 SPD — 배터리, 산업용 DC 버스, EV 충전기 등 포괄
  • PV 표준과의 주요 차이점: ① 높은 단락 전류(ISCCR ≥ 30 kA) 요구, ② TOV(임시 과전압) 이중 전압 조건 시험, ③ 다양한 네트워크 구성(TN, TT, IT, 절연형) 대응
  • 고장 시 회로를 확실히 차단할 수 있는지 엄격하게 검증
  • 2025년 5월 Edition 1.0 정식 발행 — 국내외 ESS 설계·인증 필수 기준

3. 내부 차단 메커니즘 (Disconnector)

PV용 — 열 분리 장치(Thermal Disconnector)

주로 MOV 소자의 열 반응을 이용해 회로를 분리합니다. 전류가 낮아 아크의 에너지도 상대적으로 작기 때문에 열 방식으로 충분히 차단 가능합니다.

ESS용 — 강제 아크 차단 기술(Forced Arc Extinction)

배터리의 강력한 에너지는 아크를 지속적으로 유지하려 합니다. 이를 끊으려면 아크를 물리적으로 멀리 밀어내어 강제 소멸시키는 기술이 필수입니다. Raycap ProTec DCU 시리즈는 이 메커니즘을 적용하여 30 kA ISCCR(DC) · 100 kA SCCR(UL)을 달성했습니다.

????  실무 주의사항 (Field Warning)

  현장에서 흔한 실수: "전압(예: 1000 V DC)이 같으니 PV용을 ESS에 써도 되겠지"

  → ESS 배터리의 단락 전류는 SPD 차단 용량을 초과할 수 있습니다.

  → IEC 61643-41 인증 + 높은 ISCCR 제품을 반드시 사용해야 안전검사 통과 및 화재 예방이 가능합니다.

  → Raycap ProTec DCU 시리즈: IEC 61643-41:2025 + UL 1449 5th Edition 동시 인증 완료.

4. 핵심 차이점 비교 요약

구 분

태양광(PV) 전용 SPD

ESS / DC 전원용 SPD

적용 규격

IEC 61643-31

IEC 61643-41

단락 전류 내성

상대적으로 낮음 (Iscpv)

매우 높음 (Isccr ≥ 30 kA)

전원 특성

전류 제한적 · 일조량 가변

에너지 밀도 매우 높음 · 일정 방전

주요 보호 대상

인버터, 태양광 모듈

배터리 랙, PCS, BMS

내부 차단 메커니즘

열 분리 장치 위주

강제 아크 차단 기술 필수

오용 시 위험

단락 사고 시 아크 차단 실패 가능

SPD 폭발 및 대형 화재 위험

대표 제품 (Raycap)

Strikesorb® 35 / 40 PV, ProTec T1 PV

ProTec T2 DCU / DCB · Strikesorb® 35

5. Raycap ESS 전용 SPD — ProTec DCU 시리즈 소개

써지프리(주)는 Raycap의 공인 파트너로서 ESS · BESS · PV · EV 충전 인프라 전용 SPD를 공급합니다.

◆  ProTec T2 DCU 3Y (단극, Unipolar)

산업용 DC 시스템 및 ESS DC 버스 보호에 최적화된 DIN 레일형 플러그인 SPD입니다.

  • 적용 분야: ESS 배터리↔PCS DC 링크, 산업용 DC 버스, EV 급속충전기
  • 전압 범위: 500 / 1000 / 1500 V DC (단극 접지/비접지, TN·TT·IT 대응)
  • 방전 성능: In 20 kA / Imax 40 kA (8/20 µs)
  • 단락 내성: ISCCR 30 kA (DC) · SCCR 100 kA (UL 기준)
  • 응답 속도: < 25 ns · 동작 온도 -40°C ~ +85°C
  • 인증: IEC 61643-41:2025 Ed.1 · UL 1449 5th Edition, Supplement SB
  • 설치: 35 mm DIN 레일, IP20, 퓨즈 연동 가능 (ETI NH1 BAT 200A)
  • 옵션: Remote Contact(RC) 원격 경보 접점, 열 보호 내장, 녹색 상태 표시

◆  ProTec T2 DCB 3Y (양극, Bipolar)

  • ESS·산업용 DC 시스템 양극(+/-) 보호 전용
  • 전압 범위: 250 / 500 / 750 V DC (접지형 TN 계통)
  • 방전 성능 및 인증: DCU 동급 — In 20 kA / Imax 40 kA · IEC 61643-41:2025 + UL 1449 5th

◆  Strikesorb® 35 — 고에너지 ESS/BESS 전용 T1 SPD

  • 적용: Class I/II 복합(T1+T2) — 직격뢰 전류까지 대응
  • 최대 1500 V DC · 12.5 kA (10/350 µs) 임펄스 전류
  • 백업 퓨즈 없이 100 kA 단락 전류 환경에서도 설치 가능 — BESS 현장 최대 강점
  • UL 1449 5th Edition Supplement SB 인증 · IP65 · 유지보수 불필요

▶  ProTec T2 DCU 3Y 주요 전기 사양

모델 (DCU 3Y)

정격전압 Un

최고사용전압 Uc

In (8/20µs)

Imax

Up

ISCCR

SCCR (UL)

T2-500DCU-3Y

500 V

500 V

20 kA

40 kA

2400 V

30 kA

100 kA

T2-1000DCU-3Y

1000 V

1000 V

20 kA

40 kA

3150 V

30 kA

100 kA

T2-1500DCU-3Y

1500 V

1500 V

20 kA

40 kA

3700 V

30 kA

100 kA

▶  써지프리 공급 Raycap ESS/PV SPD 전체 라인업

모 델

주요 용도

정격 전압

In / Imax

인증 규격

IEC/UL 등급

ProTec T2 DCU 3Y

ESS DC 버스, 산업용 DC

500 / 1000 / 1500 V DC

20 kA / 40 kA

IEC 61643-41 + UL 1449 5th

Class II, DC SPD Type 1

ProTec T2 DCB 3Y

ESS · 산업용 DC (양극)

250 / 500 / 750 V DC

20 kA / 40 kA

IEC 61643-41 + UL 1449 5th

Class II, DC SPD Type 1

ProTec T2 DCGU 3Y

EV 충전기 DC

1000 / 1500 V DC

20 kA / 40 kA

IEC 61643-41 + UL 1449 5th

Class II, DC SPD Type 4CA

Strikesorb® 35

ESS / BESS · PV DC 고에너지

최대 1500 V DC

12.5 kA (10/350 µs)

IEC 61643-31 + UL 1449 5th

Class I/II (T1+T2)

ProTec T1 PV 5Y

태양광 PV 전용 (스트링~인버터)

최대 1000 V DC

12.5 kA (10/350 µs)

IEC 61643-31

Class I (T1)

6. ESS 시스템 SPD 적용 위치별 권장 제품

설치 위치

SPD 등급

적용 규격

권장 제품

AC 인입 메인 분전반

T1+T2 AC

IEC 61643-11

Strikesorb® 40/80 AC

AC 분기 분전반

T2 AC

IEC 61643-11

ProTec T2 (AC)

ESS DC 버스 (배터리↔PCS)

T1/T2 DC

IEC 61643-41

ProTec T2 DCU / Strikesorb® 35

PV DC 버스 (패널↔인버터)

T1+T2 DC

IEC 61643-31

ProTec T1 PV 5Y / Strikesorb® 35

EV 급속충전기 DC 버스

T2 DC

IEC 61643-41

ProTec T2 DCGU

BMS / EMS / SCADA 신호선

—

IEC 61643-21

ProTec TLP / TEL

7. 결론 및 써지프리 추천

PV용 SPD와 ESS용 SPD는 직류(DC)라는 공통점을 가지지만, 보호해야 할 환경이 근본적으로 다릅니다. 단락 전류 내성, 아크 차단 메커니즘, 국제 규격 모두 별도로 설계되어야 합니다.

  • ESS/BESS 현장에는 반드시 IEC 61643-41 인증을 받은 DC 전용 SPD를 사용하십시오.
  • Raycap ProTec T2 DCU / DCB 시리즈는 IEC 61643-41:2025 + UL 1449 5th 동시 인증을 획득한 글로벌 최상위 제품입니다.
  • Strikesorb® 35는 BESS 환경에서 백업 퓨즈 없이 100 kA 단락 전류까지 견디는 독보적 솔루션입니다.
  • 써지프리는 기술 검토, 현장 적용 사양 선정, 가격 협의, 납품까지 원스톱으로 지원합니다.

????  제품 문의 및 기술 지원

주식회사 써지프리 (Surgefree Corp.) — Raycap Authorized Partner

ESS · PV · EV 충전 · 산업용 서지 보호 전문 공급 · 기술 지원

본 자료는 써지프리(주)의 기술 자료를 기반으로 작성되었습니다. 제품 사양은 Raycap 공식 데이터시트 기준이며, 현장 적용 시 별도 기술 검토를 권장합니다.

출처: Raycap ProTec T2 DCU 3Y Datasheet (G29-01-321 RevD), Raycap BESS Application Note (G09-00-190), IEC 61643-41:2025 Ed.1

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