2000V 시대가 온다: 당신의 태양광 모듈은

빠른 답변: 태양광 산업은 현재 표준인 1500 V와 그 이전의 1000 V 및 600 V 수준에서 2000 V 시스템 전압으로 이동하고 있습니다. 이러한 변화는 시스템 측에서 비롯되며, 더 높은 DC 전압은 단일 스트링이 더 많은 모듈을 운반할 수 있게 하고 동일한 설치 용량에 대해 인버터, 컴바이너 및 케이블 런의 수를 줄여줍니다. 이는 이 주제가 유틸리티 규모 계획에서 빠르게 움직이는 이유입니다. 모듈 및 셀 제조업체에게 그 결과는 설계 변경이 아니라 테스트 요구 사항입니다. 절연, 힙포트 및 습식 누설 테스트 모두 더 높은 전압 등급에서 지정되어야 하며, 모듈의 내부 간격과 봉지재 유전 강도가 제한 요소가 됩니다. 5 GW급 생산 능력을 갖춘 제조업체들은 이미 SNEC 2026과 같은 전시 단계에서 더 높은 전압 표준에 맞춰 견적을 요청받고 있습니다.

PV 모듈 제조 · Ooitech의 Jerry 작성

2000V 시대가 다가옵니다: 태양광 모듈과 셀이 준비되었나요?

최근 모듈 제조사 라오리가 가장 자주 듣는 질문은 간단합니다: "2000V 모듈은 언제 준비되나요?"

그는 아직 명확한 답을 가지고 있지 않습니다.

셀 효율은 진짜 문제가 아니다. 선도 TOPCon 제조사들은 이미 양산 효율을 27%까지 끌어올리고 있으며, 중환신에너지는 27.2%를 보고했다. SNEC 2026에서 선도 기업들은 27% 임계값을 넘는 모듈 효율 수치도 제시했다.

그를 잠 못 이루게 하는 것은 덜 눈에 띄는 것입니다: 태양광 셀과 알루미늄 프레임 사이의 수십 밀리미터 절연 경로가 2000V 시스템에 충분한가?

이 우려는 한 제조사에 국한되지 않습니다. 2026년 3월, 화선의 2000V HJT 모듈이 TÜV SÜD 인증을 받았습니다. 이전에 징코솔라와 트리나솔라는 이미 2000V 모듈에 대한 UL 인증을 획득했습니다. 모듈 개발은 빠르게 진행되고 있지만, 이 전압 전환 뒤의 기술적 세부 사항은 아직 널리 이해되지 않고 있습니다.

이 기사는 2000V 모듈 설계에서 가장 중요하면서도 간과되기 쉬운 차원 중 하나에 초점을 맞춥니다: 연면거리.

왜 2000V로 전환하는가?

PV 시스템 전압 업그레이드의 역사는 케이블, 기초, 마운팅 구조 및 토지 요구 사항을 줄이는 역사이기도 합니다:

600V → 1000V → 1500V → 2000V

더 높은 시스템 전압은 하나의 스트링에 더 많은 모듈을 연결할 수 있게 합니다. 1500V에서 2000V로의 전환은 2000 ÷ 1500 = 1.333이므로 33%의 전압 증가를 나타냅니다. 이론적으로 각 스트링의 모듈 수는 비슷한 비율로 증가할 수 있습니다.

더 긴 스트링은 유틸리티 규모 태양광 프로젝트에 필요한 DC 케이블, 마운팅 하드웨어, 기초 및 토지의 양을 줄일 수 있습니다.

S&P Global은 2000V 제품의 전 세계 공급량이 2026년 5GW 미만에서 2030년 380GW로 증가할 것으로 전망했습니다. 2030년 말까지 2000V 제품은 전 세계 유틸리티 규모 프로젝트 시장의 77%를 차지할 것으로 예상됩니다.

화선(Huasun)은 산둥성 지모(Jimo)의 해상 태양광 프로젝트에 대한 경제성을 계산했습니다. 1500V TOPCon 솔루션과 비교하여 2000V HJT 솔루션은 BOS(대금 균등화) 비용을 약 0.24위안/W 절감하는 것으로 보고되었습니다. 1GW 발전소의 경우 약 2억 4천만 위안의 잠재적 절감 효과를 의미합니다. 프로젝트 IRR은 0.35% 포인트 증가할 것으로 추정되었습니다.

하지만 2000V는 추가적인 위험 없이 오는 것은 아닙니다. UL 정의에 따르면 2000V DC는 이미 고전압으로 간주됩니다. 시스템은 유전체 파괴, 누설 전류, 아크, 감전 및 화재의 더 큰 위험에 직면합니다.

시스템 수준에서 절약되는 모든 금액은 모듈 수준에서 더 강한 절연으로 뒷받침되어야 합니다.

핵심 질문

여기서 논의되는 질문은 간단합니다: 2000V에서 내부 충전부와 접근 가능한 도전부 사이의 절연 경로가 어떻게 충분히 유지될 수 있으며, 제조업체가 활성 영역을 너무 많이 희생하지 않고 이를 달성할 수 있는 방법은 무엇입니까?

크리피지 거리(Creepage Distance)의 실제 의미

두 가지 거리: 하나는 과도 현상을 처리하고, 다른 하나는 수십 년 동안 지속되어야 합니다.

모듈 안전 설계에는 두 가지 다른 거리가 사용되며, 종종 혼동됩니다.

클리어런스(Clearance) 는 두 도전부 사이의 공기를 통한 최단 거리입니다. 낙뢰 임펄스 및 전기 서지와 같은 단기 이벤트로부터 보호합니다. 짧은 방전 후 공기는 절연 특성을 회복할 수 있습니다.

크리피지 거리(Creepage distance) 는 절연 재료의 표면을 따라 측정된 두 도전부 사이의 최단 경로입니다. 표면 트래킹(tracking)으로부터 보호합니다. 먼지가 수분을 흡수하고, 누설 전류가 열을 생성하며, 표면이 탄화되기 시작하고, 영구적인 도전 경로가 형성될 수 있습니다. 짧은 방전 후의 공기와 달리 손상된 절연 표면은 회복되지 않습니다.

일반적인 업계 비교는 두 마리의 개미를 사용합니다. 클리어런스는 날개가 있는 개미가 공기를 통해 직접 비행하는 경로입니다. 크리피지는 날개가 없는 개미가 표면을 따라 기어가는 경로입니다. 모든 방전 경로가 공기를 통해 이동할 수 있는 것은 아니므로 요구되는 크리피지 거리는 일반적으로 클리어런스 거리보다 깁니다.

전기 트래킹: 옥외 모듈의 만성적 문제

크리피지 거리는 주로 전기 트래킹을 방지하기 위한 것입니다. 고장 체인은 다음과 같습니다:

표면에 먼지와 수분이 쌓이면 → 전해질 막이 형성되고 → 작동 전압 하에서 누설 전류가 줄 열을 발생시키며 → 수분이 증발하고 표면이 탄화되어 → 보이지 않는 전도 경로가 발생하고 → 절연이 영구적으로 파괴되어 → 단락 또는 화재가 발생할 수 있습니다.

옥외 모듈은 특히 노출되기 쉽습니다. 먼지, 염분, 결로, 새 배설물 모두 전해질 막 형성에 기여할 수 있습니다.

이것이 연면 거리 논의에 수분 차단이 포함되는 이유이기도 합니다. 수분은 표면 트래킹을 가속화합니다. 수분을 차단하면 반응에 필요한 주요 성분 중 하나가 제거됩니다.

CTI: 재료의 자연적인 트래킹 저항성

절연 재료는 트래킹 저항성에 있어 큰 차이를 보입니다. 표준은 이 성능을 CTI(비교 트래킹 지수).

CTI는 재료 표면이 트래킹 파괴 없이 전해질 용액 50방울을 견딜 수 있는 최고 전압을 나타냅니다. CTI가 높을수록 트래킹 저항성이 우수하며 더 짧은 연면 거리를 허용할 수 있습니다.

태양광 모듈 설계는 일반적으로 오염 등급 2 및 재료 그룹 IIIa 가정에서 시작하여 시스템 전압과 적용 표준에 따라 필요한 거리를 결정합니다.

재료의 CTI가 낮을수록 이를 보상하기 위해 더 긴 거리가 필요합니다. 이것이 연면 거리 설계의 첫 번째 핵심 규칙입니다.

태양광 모듈 내부의 4가지 주요 연면 거리 영역

거리는 전압에 비례하여 증가하지 않습니다

여기에는 불편한 엔지니어링 현실이 있습니다. 1500V 설계는 이미 IEC 60664-1 표준 표의 상한에 가깝고 종종 보간이 필요합니다. 2000V 설계는 기존 표 범위를 벗어나므로 인증 요구 사항은 추가 표준 해석과 외삽에 의존합니다.

2024년 초, UL은 UL 61730에 따라 2000V 모듈 인증 요구 사항을 발표했습니다. 이 결정의 목적 중 하나는 이러한 고전압 설계를 평가하는 방법을 정의하는 것이었습니다.

1500V에서 인버터 측의 연면 거리는 보간 후 약 12.5–16mm에 도달할 수 있습니다. 모듈 내부 부품은 절연 재료로 캡슐화되어 있어 이론적 거리는 더 작을 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 시스템 전압을 1500V에서 2000V로 높이는 것이 요구 거리가 33%만 증가한다는 의미는 아닙니다.

전계 집중 및 트래킹 위험은 더 높은 전압에서 더 심각해집니다. 따라서 절연 문제는 공칭 전압 비율보다 더 빠르게 증가할 수 있습니다.

생산 라인 언어로 번역하면 문제는 명확합니다. 셀과 프레임 사이의 거리가 너무 짧으면 모듈이 2000V 인증에 실패할 수 있습니다. 거리를 너무 많이 늘리면 사용 가능한 영역에 맞는 셀이 줄어들거나 활성 영역이 감소하여 모듈 출력이 줄어듭니다.

이것이 2000V 시대에 모듈 엔지니어가 해결해야 할 실제 설계 문제입니다.

2000V 모듈이 어떻게 제작되고 있는가

화선(Huasun)의 760HV 모듈에 사용된 접근 방식을 살펴볼 가치가 있습니다:

부틸 엣지 실링 기술은 매우 높은 절연 성능을 제공하면서 연면 거리 요구 사항을 크게 줄여 표준 형식 모듈이 2000V 시스템 전압을 지원할 수 있게 합니다.

간단히 말해, 기존 설계는 더 많은 거리 를 사용하여 안전성을 확보합니다. 이 접근 방식은 더 나은 재료 를 사용하여 그 거리의 일부를 회복합니다.

부틸 실란트가 효과적인 이유

부틸 실란트는 주로 부틸 고무(IIR)와 폴리이소부틸렌(PIB)을 기반으로 합니다. 이는 세 가지 중요한 기능을 수행합니다:

• 전기 절연: 부틸 재료는 높은 체적 저항률을 가집니다. 엣지 실링 스트립은 절연 장벽으로도 기능할 수 있습니다.

• 습기 보호: 부틸 실란트는 기존 EVA 또는 POE 봉지재에 비해 매우 낮은 수분-증기 투과율을 가집니다. 엣지에서 습기를 차단하면 전기적 트래킹의 주요 원인을 제거하는 데 도움이 됩니다.

• 환경 저항성: 부틸 실란트는 염수 분무, 암모니아, 진동에 대한 저항성을 제공할 수 있습니다. 이러한 특성은 해상 프로젝트, 해안 환경, 농장, 화학 산업 지역에서 특히 중요합니다.

하나의 재료가 두 가지 문제를 동시에 해결합니다. 설계에 필요한 물리적 절연 경로를 단축하고 표면 트래킹을 촉진할 수 있는 습기의 유입을 줄입니다.

이것이 First Applied Material의 부틸 제품이 태양광 모듈 엣지 실링 재료에 대한 IEC 62788-5-1에 따른 최초의 TÜV 인증을 받은 이유이기도 합니다. 재료 측면의 산업은 이미 더 넓은 2000V 배포를 준비하고 있습니다.

Huasun은 HJT 모듈 제품군 전반에 걸쳐 부틸 엣지 실링을 사용합니다. 해당 모듈은 IEC 61730-1의 2023년판에서 참조된 34kV 요구 사항을 초과하는 42.3kV 충격 전압 테스트를 통과한 것으로 알려졌습니다.

기타 설계 조치

부틸 엣지 실링만이 유일한 방법은 아닙니다. 제조업체들은 여러 접근 방식을 결합하고 있습니다:

• 엣지 절연 부품: 라미네이트 엣지와 알루미늄 프레임 사이에 절연 부품을 삽입할 수 있습니다. 이는 유리 엣지 간격을 동일하게 늘리지 않고도 표면 경로를 연장합니다. JinkoSolar를 포함한 기업들이 이 분야에서 특허 레이아웃을 개발했습니다.

• 최적화된 정션박스 구조: 더 높은 리브, 내부 파티션, 크리피지 리브는 단자 사이의 표면 경로를 연장한다. 2000V 정션 박스es 및 커넥터에 대한 인증 표준은 이미 2023년에 도입되기 시작했다.

• 더 높은 CTI 재료: 정션박스 하우징 및 기타 절연 부품을 더 나은 재료 그룹으로 업그레이드하면 물리적 거리에만 의존하지 않고 더 많은 설계 여유를 확보할 수 있습니다.

EGing Photovoltaic의 특허는 최소 15mm의 가장자리 연면 거리를 설명합니다. 이 설계는 모듈의 내전압 성능을 개선하고 2000V 시스템 전압과 24kV 이상의 충격 전압 테스트를 지원하기 위한 것입니다.

비용은 얼마인가?

부틸 실란트는 무료가 아닙니다. 재료 요구 사항을 추가하고 추가적인 공정 관리 지점을 도입합니다.

시스템 수준 계산이 여전히 더 중요합니다. Huasun의 보고된 BOS 절감액은 RMB 0.24/W였으며, 모듈당 추가 재료 비용은 수십 위안으로 측정될 수 있습니다. 이러한 수치가 프로젝트 수준에서 유지된다면 시스템 절감액은 모듈 수준 비용 증가보다 훨씬 큽니다.

이것이 2000V 전환을 지지하는 기본적인 경제 논리입니다.

완전히 해결되지 않은 세 가지 문제

연면 거리 대 활성 발전 면적

연면 거리는 모듈 면적에서 지불하는 임대료와 같습니다. 절연을 위해 예약된 공간이 많을수록 발전에 사용할 수 있는 공간이 줄어듭니다.

Huasun 760HV는 부틸 실란트를 사용하여 해당 면적의 일부를 회수합니다. 셀 대 모듈 면적 비율은 95.8%로 보고되며, 유효 발전 면적은 2.1% 증가, 모듈 출력은 20W 증가, 효율은 0.66% 증가합니다.

2000V 모듈 간의 경쟁은 부분적으로 한 가지 질문으로 귀결됩니다: 비활성 가장자리 면적을 줄이면서 적절한 절연을 달성할 수 있는 사람은 누구인가?

모듈이 지원 장비보다 빠르게 움직이고 있습니다

업계는 2000V 모듈을 상업적으로 실현 가능한 것으로 점점 더 간주하고 있지만, 인버터, 결합기 상자, 스위치, 커넥터 및 기타 시스템 장비의 업그레이드는 여전히 진행 중입니다.

2026년 고전압 생태계 포럼에서 실증 플랜트의 Huawei 460kW 인버터 운영 데이터가 내전압 성능이 시스템 요구 사항을 충족할 수 있음을 보여주는 데 사용되었습니다.

모듈은 현재 지원 전기 시스템의 일부보다 앞서 나가고 있습니다. 이것이 2000V 시장의 실제 상태입니다.

인증이 장기 현장 증거보다 앞서 있습니다

JinkoSolar는 2024년에 2000V 모듈에 대한 최초의 글로벌 UL 인증으로 설명된 것을 획득했습니다. 2025년 9월, 최초의 2000V PV 현장 실증 인증 기지가 하이난성 원창에 설립되었으며 Datang Hainan이 운영합니다.

인증은 설계가 정의된 실험실 요구 사항을 충족하는지 여부를 묻습니다. 현장 검증은 설계가 25년 동안 옥외에서 생존할 수 있는지 여부를 묻습니다.

두 번째 질문은 이제 막 답변되기 시작했습니다.

실용적 결론

업계의 일반적인 견해는 2000V 시스템의 주요 채택 시기가 2027년 말에서 2028년 사이에 도래할 수 있다는 것입니다. 그 예측이 맞다면, 이는 기다릴 때가 아니라 계획을 세울 시기입니다.

세 그룹이 특히 주의를 기울여야 합니다.

모듈 엔지니어를 위한 사항: 2000V 시대의 첫 번째 설계 변수는 효율성 단독에서 완전한 절연 경로로 전환되고 있습니다. 셀 레이아웃을 확정하기 전에 연면 거리를 계산하십시오. 그 순서를 뒤집으면 나중에 비용이 많이 드는 인증 문제가 발생할 수 있습니다.

공정 및 재료 엔지니어를 위한 사항: 부틸 적용은 새로운 공정 관리 포인트가 될 것이다. 코팅 균일성, 유리 및 백시트s에 대한 접착력, 재료 치수, 가장자리 연속성, 경화 또는 가교 거동은 모두 수율과 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 공정은 2000V 제품이 대량 생산에 들어가기 전에 생산 라인에서 테스트되어야 한다.

품질 및 인증 엔지니어를 위한 사항: 1500V에서 2000V로 전환하면 절연 내력, 습기 누설, 절연 저항 및 충격 전압 테스트에 필요한 여유가 변경됩니다. 적용 가능한 2000V 테스트 요구 사항을 이해하는 것은 향후 2년 동안 가장 가치 있는 기술 중 하나가 될 수 있습니다.

마지막 요점은 간단합니다. 태양 전지는 변환 효율의 상한을 결정하지만, 가장자리 재료는 시스템 전압의 상한을 결정할 수 있습니다. 태양광 산업은 효율성에 대해 수년간 논쟁을 벌였습니다. 다음 주요 엔지니어링 전투는 절연을 두고 벌어질 것입니다.

독자 설문

2000V 태양광 시스템이 대규모 채택에 도달할 시기가 언제라고 생각하십니까?

의견을 공유하고 귀사의 2000V 모듈 개발 진행 상황을 알려주십시오.

주제: 2000V 모듈, 태양광 기술, 연면 거리, 부틸 실란트, HJT, TOPCon, 모듈 설계

Ooitech의 견해

주요 생산 과제는 기존 모듈 설계에 부틸 실란트를 단순히 추가하는 것이 아니라, 전체 엣지 절연 공정을 제어하는 것입니다. 재료 배치, 적층 정확도, 라미네이션 거동, 프레임 공차, 습식 누설 테스트, EL 검사가 하나의 공정 창으로 작동해야 합니다. 2000V 모듈은 프로토타입 테스트를 통과할 수 있지만, 이러한 공차가 처음부터 라인에 구축되지 않으면 대량 생산에서 여전히 어려움을 겪을 수 있습니다.