본문 1~71절이 모든 제품에 적용되는 요건이었다면, 72절부터는 제품 종류별 추가 절이다. 배터리 충전을 제어하는 충전 컨트롤러(72~83절)와 태양광 모듈에 인버터나 전자장치가 붙은 AC 모듈·PVIE(84~91절)에 대해, 본문을 어떻게 보완하고 어디를 고치는지를 읽는다.
72.2와 84.1은 같은 문장 구조로 시작한다. 이 절들은 본문(6~70절 또는 6~71절)의 요건을 보완하고, 경우에 따라 수정한다. 그러므로 충전 컨트롤러나 AC 모듈은 먼저 본문 전체를 적용받고, 그 위에 이 절들이 덧붙이는 요건을 받으며, 이 절들이 명시적으로 다르게 정한 곳에서만 본문 대신 이 절을 따른다. 두 제품은 공통점이 있다. 둘 다 배터리나 모듈이라는 직류 쪽 장치에 물려 있어서, 본문이 전제한 "교류 출력 인버터"의 모형에 잘 맞지 않는 자리가 생긴다. 충전 컨트롤러는 배터리 극성과 연결 순서가 위험을 낳고, AC 모듈은 햇빛에 달궈진 모듈의 열을 전자장치가 함께 받는다. 이 절들은 그 어긋난 자리를 메운다.
72.1은 태양광 패널, 태양광 배전 장비, 제어반·시스템에 설치되는 영구 접속형 충전 컨트롤러를 대상으로 한다. 73.1은 컨트롤러의 입력과 출력을 잇는 내부 통전 도체 중 하나(보통 음극)를 접지 회로·시스템에서 접지 도체로 쓸 도체로 식별하게 하고, 그 도체에 계전기·트랜지스터 같은 부품이 들어가서는 안 된다고 정한다. 접지 도체가 스위칭 소자를 거치면 소자가 열렸을 때 부하 쪽 접지 기준이 떠 버리기 때문이다. 예외로 음극선의 션트(전류 측정용 저저항)는 허용된다. 73.2는 션트를 쓰면 시스템 접지 연결점을 식별하고 션트 단면적을 해당 전류·재료의 최소 도체 크기(표 21.2 참조) 이상으로 하되, 정상 운전에서 지지 재료·주변 부품의 정격 온도를 넘지 않고 50절 이상 시험에서 개방되지 않으면 더 작아도 된다고 한다.
73.3은 배터리 충전 상태 조정 제어를 자격 있는 서비스 요원만 접근하게 하고, 컨트롤러·배전반·인버터의 온·오프 스위치나 단로 장치는 충전 상태 제어로 보지 않는다. 설정 전압을 잘못 올리면 배터리가 과충전되어 가스가 나오고 폭발할 수 있으므로 사용자 접근을 막는다. 73.4는 온도 보상 감시를 쓰는 컨트롤러의 감시 수단(온도 센서)을 컨트롤러 밖에 두게 하되, 82.4 표시와 83.6 설명서가 있으면 내부에 둘 수 있게 한다. 온도 보상은 배터리 온도가 높을수록 충전 전압을 낮추는 기능인데, 센서가 컨트롤러 내부에 있으면 컨트롤러 자체의 발열을 배터리 온도로 오인한다. 73.5는 PV 모듈의 배선 구획 안에 설치되는 컨트롤러의 고분자 재료에 상대 열 지수(RTI) 90 °C 이상을 요구한다. RTI는 UL 746B가 정하는, 재료가 장기간 견디는 온도 지표다.
74.1은 충전 컨트롤러에 76.1~80.4의 시험을 적용한다. 74.2는 태양광 제어반용 컨트롤러를 지정된 가장 작은 외함에 설치해 시험하게 하고, 74.3은 PV 모듈 배선 구획용 컨트롤러를 설치 가능한 가장 작은 구획에 넣고, 시험 전에 UL 1703의 온도 사이클 시험 20사이클을 거치게 하며, 시험 중에는 전기 외함 없이 60 °C 이상 또는 제조사 정격의 주위 온도에 두게 한다. 75.1은 PV 입력을 모의 전원으로 시험할 때 전원을 최대 정격 입력 전압으로 맞추고 DUT 단자에서 잰 정격 최대 입력 단락전류를 낼 수 있게 한다. 75.2는 출력에 실제 배터리나 모의 배터리 부하를 쓸 수 있게 하며, 모의 배터리는 표 75.1의 커패시터(배터리 전류 정격에 따라 100,000·185,000·300,000 μF)를 부하 저항 및 배터리 전압을 모의하는 전원과 병렬로 연결한 회로다. 커패시터 뱅크에는 직렬 저항을 넣어 시정수를 배터리 포트 Isc max 10 kA 이하이면 3 ms 이상, 초과이면 8 ms 이상으로 하고, 전원은 DUT의 정격 최대 배터리 단락전류를 낼 수 있어야 한다. 주석은 이 시정수가 UL 489의 직류 차단기 시험 조건과 맞춘 값이라고 한다. 시정수를 정하는 이유는 직류 회로의 단락 전류가 오르는 속도가 차단기의 아크 소호 성패를 가르기 때문이다.
76.1과 76.2는 컨트롤러가 정격 입력·출력·배터리 충방전 전류를 10 %를 넘게 초과하지 않고, 정격 전압을 넘지 않으며, 온·오프형과 정전압형은 운전 1분 뒤 배터리 단자나 부하 단자의 전압이 정격을 10 %를 넘게 초과하지 않아야 한다고 정한다. 76.3은 75절대로 맞춘 PV 전원에 연결하고 배터리 단자를 개방한 채 부하 단자에 최대 출력 전류를 끌어내는 부하를 걸어 부하 단자와 배터리 단자의 전압을 재게 한다. 배터리 없이 운전하면 컨트롤러 출력이 전압을 붙들어 줄 것이 없어 최악의 전압 상승이 나온다. 76.4는 그 뒤 단락을 뺀 부하 범위에서 부하를 바꾸며 전압을 재고, 76.5는 배터리 단자 개방 상태로 동작하지 않는 컨트롤러에 대해 정격 PV 전류의 125 %를 낼 수 있는 전원, 정격 배터리 전압의 배터리 또는 모의 배터리, 정격 전류를 끌어내는 부하로 76.4를 수행하며 출력 전류를 재게 한다.
77.1은 73.5에 따라 모듈 배선 구획에 설치되는 컨트롤러의 고분자 재료 온도가 UL 746B로 정한 RTI를 넘지 않아야 한다고 한다. 78절 온도 보상 시험은 내장 온도 보상이 있는 컨트롤러가 온도 센서 입력의 단락 또는 개방 상태에서 정지하거나 부하로의 충전 출력을 제한해야 한다고 정하고(78.1), 정격 입력과 정격 부하를 연결한 채 센서 입력을 개방한 뒤 단락하는 순서로 시험한다(78.2). 센서선이 끊기거나 붙었을 때 컨트롤러가 극단 온도로 해석해 과충전하는 것을 막는 시험이다. 79절 연결 순서 시험은 79.2~79.4에서 전압과 전류가 정격 안에 머물러야 한다고 정하고(79.1), 연결 순서가 표시된 컨트롤러는 그 순서로 연결해 76절 시험을 하며(79.2), 표시가 없으면 배터리를 먼저 연결한 뒤 PV를, 이어 PV를 먼저 연결해 통전한 뒤 배터리를 연결하는 두 순서로 76절 출력을 재고(79.3), 모든 컨트롤러에 대해 정상 운전 중 배터리를 뗐다 다시 붙이며 PV 입력·부하 출력·배터리 단자의 전압·전류를 잰다(79.4). 배터리가 없는 순간 PV 개방전압이 부하에 그대로 걸리는 것이 이 시험이 잡으려는 위험이다.
80.1.1은 컨트롤러에 본문 50.2~50.6과 80.2~80.4를 적용하고 50.1.1의 판정을 따르게 한다. 80.1.2는 부하 상태에서 배터리 출력 단자를 단락해야 할 때 계전기로 DUT 단자를 단락하면서 배터리를 개방하게 한다. 80.2 입출력 고장은 PV 연결을 직류 모의 전원에 연결하고 부하 단자에 정격 부하를 건 채 PV 입력을 단락하는 시험(80.2.1)과, 같은 상태에서 출력을 단락하는 시험(80.2.2)이다. 80.3 오배선 시험은 표 80.1의 다섯 조건(A~E)에 따라 PV 전원과 배터리를 정해진 순서와 극성으로 연결한다. 표는 먼저 연결할 전원과 그 양·음극에 붙일 리드, 계전기를 통해 나중에 연결할 전원과 그 리드를 조건마다 정하며, 두 번째 전원은 첫 전원이 통전된 뒤에 계전기로 붙인다. 81.1 표시로 연결 순서를 지정한 컨트롤러는 그 순서에 어긋나는 조건을 면제받는다(예: 어레이 먼저 연결이면 A·C·D·E 면제). 모의 어레이를 쓰면 어레이 바이패스 다이오드의 동작을 모의하는 역바이어스 다이오드를 전원에 병렬로 둔다(80.3.2). 부하 제어 단자가 있는 컨트롤러는 조건 A가 아닌 한 단자에 역극성 전압이나 전류가 나타나서는 안 되고(80.3.3), 시험 회로에 추가 외부 과전류 보호를 두지 않는다(80.3.4). 80.4 저전압 차단 시험은 배터리 방전을 막기 위해 부하를 끊는 저전압 차단(LVD) 기능이 있는 컨트롤러가 배터리 충방전 전 범위에서 안정되게 동작해야 한다고 정하고(80.4.1), 정격 입력·배터리·정격 부하를 연결한 뒤 배터리 전압을 정격의 25·50·75·100 %로 맞추고 부하를 조정해 설계대로 충전과 방전 사이를 오가게 하며, 조정 가능한 충전 설정점은 충전 중 순환하도록 가장 가까운 허용차로 맞춘다(80.4.2).
81.1은 특정 연결 방법이 필요한 컨트롤러에 "WARNING: 화재·감전 위험, __ 단자를 __ 단자보다 먼저 통전하라"는 표시를 요구하고, 중전압 정격은 DANGER 표시를 쓴다. 82절은 66·67절의 표시를 그대로 적용하면서(82.1), PV 모듈 배선 구획용 컨트롤러에 해당 모듈의 제조사·모델 표시(82.2), 서비스 요원이 조정하는 온도 보상 설정점의 상세 표시(82.3), 내부 온도 보상 컨트롤러에 "WARNING: 화재 위험, 내부 온도 보상, 배터리에서 __ m 이내에서 사용" 또는 "CAUTION: 화재 위험, 배터리에 접촉하도록 장착" 표시(82.4), 그리고 단락 보호용 과전류 장치의 최소 차단 정격 표시(예: "Minimum interrupting rating __ Adc", 82.5)를 더한다. 배터리 단락 전류는 수천 암페어에 이르므로 차단 정격이 모자란 퓨즈는 끊어지면서 아크를 지속한다. 83절 설명서는 73.1의 접지 도체 식별(83.1), 배터리 종류와 화학 조성(83.2, 69.4(I) 참조), NEC 690조에 따른 연결 방법과 전선 크기 범위를 담은 배선도(83.3), 배선 구획용 컨트롤러의 모듈 제조사·모델(83.4), NEC 690조에 따른 최대 과전류 보호(83.5), 내부 온도 보상 컨트롤러의 배터리 대비 설치 위치와 잘못 설치했을 때의 위험(83.6), 조정 가능한 온도 보상 설정점마다의 배터리 화학·종류와 잘못된 설정의 위험(83.7)을 요구한다.
84.1은 85~91절이 본문 6~71절을 보완·수정한다고 밝힌다. 85.1은 계통 연동 운전이 가능한 AC 모듈에 본문 6~71절의 계통 연동 인버터 요건을 그대로 적용한다. 85.2 이하는 모듈 쪽 요건이며, 대부분 다른 UL 표준을 끌어온다.
| 조항 | 대상 | 적용 표준·요건 |
|---|---|---|
| 85.2 | PV 패널·모듈, 바이패스 다이오드 기능을 하는 전자장치 | UL 1703 또는 UL 61730-1/-2; 바이패스 기능은 UL 61730-1 5.3.10의 구조 요건과 열 시험(MST 25)·핫스팟(MST 22)·기능(MST 07)·외관(MST 01) |
| 85.3 | 라미네이트에 고정되는 정션 박스 / 그 밖의 외함 | UL 3730(PV 정션 박스) / 본문 6~71절 |
| 85.4~85.5 | 직류 입력 회로에 걸린 부품 | 모듈 최대 개방전압의 125 % 정격, 또는 SAND2004-3535(−40 °C, 1000 W/m², AM1.5, 풍속 1 m/s)로 도출한 전압; 비정질·박막은 온도와 무관하게 Voc |
| 85.6 | 교류·직류 단로 수단 | 정상·예견 가능한 이상 조건의 부하 차단 정격; PV 회로 단로는 Voc의 125 % 또는 SAND2004-3535 값; PV 커넥터는 단일 모듈의 낮은 전압에서 부하 단로 기능을 평가할 수 있음 |
| 85.7 | 고분자 재료(봉지재 제외) | UL 746B RTI가 정상 온도 시험 측정값 이상이고 90 °C 이상 |
| 85.8 | 모듈 외부 커넥터 | UL 6703(PV 커넥터)의 재료·전처리 요건; 다른 전력 시스템에 쓰이는 NEMA 형상 금지(PV·저장 전용 NEMA 형상은 허용) |
| 85.9 | 배선 하니스 | UL 9703(분산 발전 배선 하니스 조사 개요) |
| 85.10 | 직류 입력 회로의 장비 접지 | 20.1.2의 요건을 AC 모듈·PVIE에는 적용하지 않음 |
| 85.11 | 모듈과 전자장치 사이의 본딩 | 88절과 UL 2703 18절 습도 시험 |
| 85.12 | 보호 하우징의 개스킷 | UL 3730 |
| 85.13 | 하류 전압·전류 한계를 유지하는 제어(정격을 정하는 제어) | 43·48절 + UL 991 또는 UL 60730-1; 소프트웨어는 UL 1998 또는 UL 60730-1 |
| 85.14 | 모듈 퓨즈 정격보다 큰 입력·출력·역급전 전류의 PVIE | UL 61730-2의 등전위 본딩 연속성(MST 13)과 역전류 과부하(MST 26)를 그 큰 전류로 |
85.4의 SAND2004-3535는 샌디아 국립연구소가 2004년 발간한 태양광 어레이 성능 모델 보고서로, 온도와 조사강도에 따른 모듈 전압을 계산하는 식을 담고 있다. 표준은 겨울 새벽(−40 °C)의 개방전압을 그 식으로 구해 부품 정격의 기준으로 삼거나, 계산 없이 Voc의 125 %를 쓰게 한다. 85.15는 현장 수리 가능한 AC 모듈의 조건이다. 별도 마이크로인버터가 도체와 커넥터로 모듈에 연결된 AC 모듈은 원제조사나 개조 키트 제조사가 수리 가능하다고 정했을 때 현장에서 마이크로인버터나 모듈을 교체할 수 있으며, 그 경우 본딩용 기계 장치는 5회 탈착 뒤 51절 접지 임피던스를 만족하고, 분리되어 환경에 노출된 커넥터는 85.8을 만족하면서 보호되며, 모든 입출력 접속은 인버터 외함이나 정션 박스를 열지 않고 공구로 분리할 수 있고 같은 제조사·시리즈의 커넥터와만 결합하며, 원래 부품이 단종되면 제조사나 키트 제조사가 대체품과 교체 절차(핵심 부품 목록 포함)를 제공해야 한다.
86.1은 접착제로 모듈에 붙인 전자장치에 87절 고정 시험을 적용한다. 86.2는 46절 온도 시험을 86.3 또는 86.4의 방법으로 제조사가 정한 환경 온도 정격을 기준으로 수행하고, 그 정격을 제품과 설명서에 표시하게 한다.
86.3은 35 °C부터 제조사 환경 온도 정격 + 5 °C까지의 열 챔버에서 IEC 60904-9의 CCC급 이상 연속 태양 시뮬레이터로 1000 W/m² 이상을 쬐고, 풍속 1 m/s 이하, PVIE에 가장 열이 쌓이는 설치 자세로 모듈을 장착하며, 전자장치에는 최대 입출력 전류 등 최대 발열 조건의 전기 부하를 건다. 태양 시뮬레이터의 등급은 스펙트럼 일치·조사 균일도·시간 안정성 각각 A·B·C로 매기며 CCC는 그 최저 허용 등급이다. 86.4는 시뮬레이터가 없을 때의 대체 절차로, (a) UL 1703 19절 온도 시험(개방 회로) 또는 UL 61730-2 MST 21(최대 전기 부하)로 전력 변환기를 연결한 모듈의 기준 온도 분포를 구하되 46절의 열전대 위치에 더해 모듈 아래의 국부 공기 온도, 모듈에 닿거나 가장 가까운 전자장치 면, 나머지 면의 평균을 함께 재고, (b) 그 자료로 열 챔버에서 모듈을 순방향 바이어스 전원(양극-양극, 음극-음극)이나 전자장치 외함 면적의 4배 이상을 덮는 가열 판·패드로 목표 온도까지 가열하며, (c) 외부 제어 전원으로 핵심 부품이 가장 뜨거워지는 조건(보통 최대 출력 전류; 저전압과 고전압 조건에서 각각 뜨거워지는 부품이 다르면 두 번)으로 전자장치를 운전한다. 86.5는 시험 주위 온도가 정격과 다르면 표 46.3의 방식으로 더하거나 빼서 보정하고, 86.6은 외함 등급이 있는 모듈·장착 시스템에 현장 설치되는 전자장치를 그 등급 요건으로 평가하게 한다.
87절 모듈 장착 장비 고정 시험은 접착제로 고정된 장비에 UL 61730-2 그림 1의 시퀀스 C를 적용하며, MST 16 시험 중 절연 시험 대신 47절 절연내력 시험을 써도 된다(87.1). 고분자가 없는 접착 수단은 접착제가 햇빛에 노출되지 않으면 자외선 시험(MST 54)을 면제하고, 가하는 힘은 156 N과 모듈 장착 전자장치 조립품 무게의 4배 중 큰 쪽이다. 87.2는 참조 시험의 판정에 더해 활선부 노출, 외함과 기판·상판의 분리, 외함·기판·상판의 균열이 없어야 한다고 한다. 88절 모듈-전자장치 본딩은 접근 가능한 도전 표면을 가진 모듈과 전자장치 사이의 본딩에 적용되며(88.1), 모듈의 접지 단자·리드와 AC 모듈·PVIE의 도전 표면 사이 본딩은 UL 2703 18절 습도 시험으로 전처리한 뒤 UL 2703 13절 본딩 경로 저항 시험을 만족해야 하고, 87.1의 시료는 습도 전처리 없이 쓸 수 있다(88.2). 88.3은 여러 가닥의 가는 접지 도체로 필요한 단면적을 확보하는 구조를 제조사가 정한 최소 수보다 하나 적은 수로 평가·시험하게 한다. 마이크로인버터 5대가 모듈 랙의 접지 경로를 이룬다면 하나가 빠진 4대 기준으로 전선 크기와 시험 전류를 정하는 식이다.
89.1은 모듈에 일체로 붙은 AC 모듈 인버터와 모듈 장착 전자장치에 표 65.1의 직류 입력 정격 (a)~(e)를 요구하지 않는다. 입력이 그 모듈로 고정되어 있기 때문이다. 89.2는 전력 변환이나 전압·전류 조절을 하지 않는 모듈 장착 전자장치(급속차단 기능만 있는 모듈이 예시다)에 UL 1703 또는 UL 61730-1의 정격을 요구하고, 그 장치가 제어하는 동작 변수를 근거와 함께 명시하게 한다. 89.3은 EPS에 직접 연결되지 않는 교류 출력 PVIE에 65절의 인버터 정격·표시를 적용한다. 90절 표시는 직렬·병렬 연결 최대 대수(90.1), 89절의 정격(90.2), 최종 설치에서 필요한 과전류 보호의 최대 크기(90.3), AC 모듈 외의 GFDI 없는 PVIE에 69.4(S) 표시(90.4), 66·67절의 그 밖의 표시(90.5), AC 모듈에는 "AC module", 그 밖의 장치에는 "이 PV 모듈은 통합 전자장치를 포함한다"와 "설치 설명서 참조" 또는 ISO 7000-1641 기호(90.6), 가는 연선 케이블의 종단 접속 문구(90.7, 69.4(T)와 같다), 현장 수리 평가를 받지 않은 AC 모듈의 마이크로인버터와 모듈 양쪽에 "WARNING: 감전 위험, 이 AC 모듈은 현장 수리에 대해 평가되지 않았다"는 표시(90.8)를 요구한다. 91절 설명서는 89·90절 정보(91.1), 현장 수리 가능 AC 모듈의 교체 절차(전용 교류 출력 회로 차단기 개방 포함), 노출 커넥터 보호, 동일 부품이 없을 때의 문의처(91.2), 수리 불가 AC 모듈의 경고(91.3), 69.4(U)의 병렬 연결 정보(91.4)를 요구한다.
충전 컨트롤러 절(72~83)이 본문에 더하는 것은 배터리라는 강력한 직류 전원을 다루는 규칙이다. 접지 도체에 스위칭 소자를 두지 못하게 하고(73.1), 충전 설정을 사용자에게서 떼어 놓고(73.3), 온도 센서를 배터리 옆에 두게 하며(73.4), 배터리 없이 운전할 때의 전압 상승(76.3), 센서 단선·단락(78), 연결 순서와 극성(79, 80.3), 저전압 차단의 안정성(80.4)을 시험하고, 배터리 단락 전류에 맞는 차단 정격을 표시하게 한다(82.5). AC 모듈 절(84~91)이 더하는 것은 모듈이라는 열원과 옥외 환경을 다루는 규칙이다. 모듈·정션 박스·커넥터·하니스·본딩을 각각 UL 1703/61730, 3730, 6703, 9703, 2703으로 보내고(85절), 온도 시험을 태양 시뮬레이터나 인위 가열로 바꾸며(86절), 접착 고정과 본딩 경로를 모듈 시험 시퀀스로 확인하고(87~88절), 현장 수리 가능 여부를 표시하게 한다(85.15, 90.8).
두 절에 공통으로 나타나는 것은 참조 표준의 연쇄다. UL 1741 인증 뒤에는 부품과 하위 조립품마다 다른 UL 표준이 걸리고 그 표준들이 다시 UL 1741을 참조한다. 이 구조는 다음 강의의 급속차단 절(92~103)에서 더 두드러진다. 급속차단 장비는 그 자체가 다른 제품(인버터, 모듈, 옵티마이저) 안에 들어가는 기능이어서, 어떤 제품이 PVRSE로 정격될 수 있고 어떤 조합이 PVRSS를 이루는지가 절의 핵심이 된다. 아직 남는 물음은 AC 모듈이 계통 지원 인버터로 인증될 때 85.1이 말하는 "본문의 계통 연동 인버터 요건"에 보충 SA·SB가 포함되는가인데, 49.2의 문언상 계통 지원 정격을 받으려면 포함된다.