KR100860337B1 - 태양광을 이용한 발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광을 이용한 발전시스템에 관한 것으로서, 태양광을 이용해 전력을 생산하는 다수의 솔라모듈 자체에 컨버터 및 인버터 기능을 포함하는 전력생산 컨트롤러가 각각 개별적으로 장착된 구성을 갖는 것이다.

또한, 다수의 솔라모듈에 대한 상태정보는 각각 관리서버로 전달되며, 관리서버에서는 이를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

태양광 발전, 솔라모듈, 인버터, 컨버터, 리액터, 통신수단, 관리서버

Description

태양광을 이용한 발전시스템 {Solar photovoltaic system}

도 1은 종래기술에 따른 태양열 발전장치를 개략적으로 도시한 블록도이며,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 발전시스템을 개략적으로 도시한 시스템 구성도이며,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력생산 컨트롤러에 대한 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.

본 발명은 태양광을 이용한 발전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각각의 태양광을 이용해 전력을 생산하는 솔라모듈 자체에 컨버터 및 인버터 기능을 포함하는 전력생산 컨트롤러가 개별적으로 장착되고, 또한 관리서버를 통해서 각각의 솔라모듈의 상태정보를 모니터링할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 발전시스템에 관한 것이다.

현재 전 세계적으로 에너지 의존도가 가장 높은 화력과 원자력 발전은 자원의 고갈과 환경 및 안정성 등의 문제로 인해 대체 에너지에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 그 중에서도 태양광 발전은 유지보수비가 거의 들지 않으며, 무한한 청정에너지라는 관점에서 상당한 각광을 받으며, 현재에도 많은 연구가 이루어지고 있다.

이러한 태양광 발전은 반도체로 구성된 광전지 셀(Photovoltaic Cell)에 태양광이 조사되면 광 기전력현상에 의하여 전류가 발생되는데, 이렇게 발전된 전기를 충전하여 실생활에 사용할 수 있도록 하는 것이다.

일반적인 태양광 발전장치는 다수의 광전지 셀의 조합으로 구성된 솔라모듈로부터 직류전원을 생산한 후 출력조절장치를 거쳐 축전지에 충전하거나, 인버터를 통해 교류로 변환하여 수용가 등에 공급하는 장치이다. 즉, 태양광 발전장치는 축전지를 구비한 독립형과, 수용가 또는 전력회사 등과 연계되어 생산된 전력을 외부로 공급하는 연계형으로 구분할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 태양열 발전장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1에서 도시한 태양열 발전장치는 생산된 전력을 전력회사 등에 공급할 수 있도록 이루어진 전력회사 연계형에 관한 것으로, 태양광으로부터 전력을 생산하는 솔라모듈(10)과, 직ㆍ병렬 방식에 의해 연결된 다수의 솔라모듈로부터 생산된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 외부로 공급하는 인버터(20)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 종래기술에 의하면, 전기적으로 연결된 다수의 솔라모듈(10)에 있어서, 어느 하나의 솔라모듈(10)에 고장 및 문제가 생기면 전체 출력이 줄어들거나 효율이 떨어질 수 있는 문제가 있었으며, 또한, 문제발생시 어느 솔라모듈(10)상에 문제가 발생한 것인지 그 대상을 찾는데 있어서도 많은 어려움이 있었다.

뿐만 아니라, 상기와 같은 종래기술에 의하면 인버터(20)의 용량에 따라 생산할 수 있는 전력량이 한정된다는 문제점도 있었으며, 생산된 전력을 수집한 후 교류로 변환하여 외부로 공급하는 인버터(20)측에 문제가 발생하면 전체 시스템의 작동이 중단될 수 밖에 없다는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 태양광을 이용한 발전시스템을 구축함에 있어서 각각의 솔라모듈상에 컨버터 및 인버터 기능을 포함한 전력생산 컨트롤러가 개별적으로 설치되어 태양광으로부터 생산된 전력을 각각의 솔라모듈로부터 공급할 수 있는 시스템을 구축하도록 함에 본 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명은 각각의 솔라모듈의 동작상태 및 이상 여부가 통신수단에 의해 관리서버로 전달되며, 관리서버에서는 이를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 구성함에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 태양광으로부터 직류전원을 생성하 는 최소 하나 이상의 솔라모듈과, 상기의 솔라모듈로부터 생성된 직류전원을 승압 및 변환하는 전력생산 컨트롤러와, 상기 솔라모듈과 관리서버간에 데이터 송,수신수단을 제공하는 통신수단과, 각각의 솔라모듈에 대한 상태정보를 수신하여 모니터링하는 관리서버를 포함하여 구성되며,

상기에서 전력생산 컨트롤러는 솔라모듈로부터 생산된 전력을 승압하는 컨버터와, 상기의 컨버터로부터 승압된 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터와, 상기의 인버터에서 변환된 교류전원에 대한 필터링기능을 하는 리액터와, 회로의 각 구성부를 제어하며 전력변환상태를 검증하는 제어부와, 솔라모듈 또는 전력생산 컨트롤러의 각종 상태정보 데이터를 관리서버측으로 전송하는 통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 발전시스템을 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명은 태양광으로부터 직류전원을 생성하는 솔라모듈(100)과, 상기의 솔라모듈(100)로부터 생성된 직류전원을 변환하여 전력회사로 공급하는 전력생산 컨트롤러(200)와, 상기 솔라모듈(100)의 상태정보를 관리서버(400)측에 전달할 수 있도록 데이터 송ㆍ수신수단을 제공하는 통신수단(300)과, 상기의 통신수단(300)을 통해 전송되는 솔라모듈(100)의 상태정보를 수집하여 모니터링하는 관리서버(400)를 포함하여 구성된다.

솔라모듈(100)은 광전지 셀에 의해 태양광으로부터 전류를 생성하는 것으로, 본 발명에 의하면 최소 하나 이상의 솔라모듈(100)이 발전시스템에 적용된다.

전력생산 컨트롤러(200)는 각각의 솔라모듈(100)측에 장착되는 것으로, 솔라모듈(100)로부터 생산된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 외부 전력회사 등에 공급하는 기능을 한다. 상기의 전력생산 컨트롤러(200)는 컨버터(210)와, 인버터(220)와, 리액터(230)와, 제어부(240)와, 통신부(250)를 포함하여 구성된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력생산 컨트롤러에 대한 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.

상기에서 컨버터(210)는 솔라모듈(100)로부터 생성된 직류전원에 대한 전압을 기준치 이상으로 승압하는 기능을 한다.

상기의 컨버터(210)로부터 승압된 직류전원은 인버터(220)로 전달되며, 인버터(220)는 컨버터(210)로부터 공급받은 직류전원을 실생활에서 사용 가능한 교류전원으로 변환하는 기능을 한다.

상기에서 리액터(230)는 상기의 인버터(220)에서 변환된 교류전원에 대한 필터링기능을 하는 것으로, 인가되는 PWM신호를 정형파로 변환하는 기능을 한다. 상기의 리액터(230)를 통해 필터링된 전류는 연계된 전력회사측으로 공급된다.

상기에서 제어부(240)는 회로를 형성하고 있는 각각의 구성부를 제어하는 것으로, 인버터(220)의 입력단 및 출력단으로부터 신호를 인가받아 전력변환상태를 검증하며, 솔라모듈(100)과 전력생산 컨트롤러(200)의 작동상태 및 생산된 전압ㆍ전력값을 통신부(250)측에 전달하는 기능을 포함한다.

상기에서 통신부(250)는 제어부(240)를 통해 전달된 각종 상태정보 데이터를 관리서버(400)측으로 전달하기 위한 데이터 송,수신부를 포함하는 것이다.

상기에서 통신수단(300)은 각각의 솔라모듈(100)측에 구성된 통신부(250)와 관리서버(400)간에 데이터 송수신이 가능하도록 통신매체 및 통신방법을 제공하는 것이다. 상기의 통신수단(300)은 통신케이블 및 유ㆍ무선 인터넷통신망 등을 포함할 수 있다.

상기에서 관리서버(400)는 각각의 솔라모듈(100)의 작동상태 및 이상여부와, 생산된 전력량 등을 모니터링하는 기능을 한다. 즉, 다수 솔라모듈(100)의 통신부(250)측과 통신수단(300)을 통해 전송되는 상태정보로 동작상태를 감시하며 유지보수 여부를 판단한다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 태양광을 이용한 발전시스템에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 태양광으로부터 생산된 직류전원을 승압한 후 교류전원으로 변환하는 전력생산 컨트롤러가 각각의 솔라모듈에 개별적으로 장착됨으로써 솔라모듈의 동작이 상호간에 영향을 미치지 않는 효과가 있다.

둘째, 각각의 솔라모듈은 관리서버를 통해 실시간으로 모니터링되므로 문제 발생시 즉시 유지보수 할 수 있으며, 생산되는 전력량을 한 눈에 확인할 수 있는 효과도 있다.

셋째, 관리서버를 통해서 모니터링되는 솔라모듈은 문제발생시 그 대상이 되는 솔라모듈의 위치를 쉽게 찾아낼 수 있는 효과도 있다.

넷째, 컨버터 및 인버터를 포함하는 전력생산 컨트롤러가 각각의 솔라모듈에 장착되므로 전력생산이 인버터의 용량에 한정되었던 종래기술의 문제점을 해결한 효과도 있다.

Claims (1)

1. 태양광으로부터 직류전원을 생성하는 최소 하나 이상의 솔라모듈(100)과;

   상기의 솔라모듈(100)로부터 생성된 직류전원을 승압 및 변환하는 것으로, 각각의 솔라모듈(100)에 개별적으로 장착된 전력생산 컨트롤러(200)와;

   상기 솔라모듈(100)과 관리서버(400)간에 데이터 송,수신수단을 제공하는 통신수단(300)과;

   각각의 솔라모듈(100)에 대한 상태정보를 수신하여 모니터링하는 관리서버(400);를 포함하여 구성되며,

   상기에서 전력생산 컨트롤러(200)는,

   솔라모듈(100)로부터 생산된 전력을 승압하는 컨버터(210)와;

   상기의 컨버터(210)로부터 승압된 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(220)와;

   상기의 인버터(220)에서 변환된 교류전원에 대한 필터링기능을 하는 리액터(230)와;

   회로의 각 구성부를 제어하며, 전력변환상태를 검증하는 제어부(240)와;

   솔라모듈(100) 또는 전력생산 컨트롤러(200)의 각종 상태정보 데이터를 관리서버(400)측으로 전송하는 통신부(250)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 발전시스템.

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