KR101360401B1 - 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템에 관한 것으로,
태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 역할을 수행하는 태양 전지 모듈과,
태양광 발전 시스템의 어레이를 접속하는 접속함과,
접속함으로부터 태양광발전 시스템의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수신하고 이를 네트워크망을 통해 중앙제어장치 및 서버로 전송하며 태양전지에 의해 직류전원으로 변환된 전기에너지를 교류 전원으로 변환하는 인버터로 구성하되,
정션박스는,
상기 태양 전지 모듈의 배면에 부착되며 리본과 다이오드를 내장하고 있는 하우징과,
상기 하우징에 착탈되는 커버와,
상기 커버의 윗면에는 발광 다이오드를 형성하여 상기의 태양 전지 모듈로부터 변환되어 흐르는 직류전원의 전압값을 비교기로 비교하면서 정상적인 발전상태와 비정상적인 발전상태 또는 문제가 발생한 상태에 따라 각각 다른 색상의 발광다이오드를 점등하여 태양전지의 이상 유무를 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
그리고 접속함은,
상기 태양전지모듈에서 출력되는 전압과 전류를 감지하는 전원측정부와,
상기 전원측정부에서 측정한 입출력 전원을 기준 전압과 비교하면서 정상의 여부를 판단하는 전원 비교부와,
접속함의 내부 온도와 외부 온도를 측정하는 센서감지부와,
일조량을 감지하는 일조량 감지부와,
상기의 전원측정부 및 센서감지부의 감지 결과에 따라 내부의 동작을 제어하는 컨트롤러와,
상기 컨트롤러의 제어를 받아 내부의 팬을 가동하여 내부 온도를 낮추는 팬구동부와,
상기 컨트롤러의 제어에 의해 내부의 히터를 가동하면서 내부 온도를 높여주는 히터구동부와,
외부와 유선 및 무선으로 데이터를 중앙제어장치로 송신하고 중앙제어장치로부터의 제어신호를 수신하는 송수신부와,
상기 컨트롤러의 제어에 따라 내부의 데이터를 외부로 전송하기 위한 송수신부의 온/오프 동작을 제어하는 제1 스위칭부와,
상기 중앙 제어장치의 제어를 받으면서 상기 태양 전지 모듈의 작동을 온.오프하는 제2 스위칭부로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템{photovoltaic power generation}
본 발명은 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 상세하게는 태양 전지 모듈의 이상 시 전압 변동이 발생함을 감지하여 이상 유무 및 그 상태를 발광 다이오드로 표시하도록 하고, 각 태양 전지 모듈의 어레이별 전압과 전류를 검출하면서 그 값을 저장하며, 접속함 내의 입출력 전압과 전류를 비교하면서 이상 유무를 판단하도록 하고, 접속함 내부의 온도와 외부 온도 및 일사량계의 데이터를 통합하여 관리하면서 성능 향상을 위하여 자동으로 환기시키거나 통합 관리하는 데이터를 전송하여 원격감시가 가능하도록 한 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 세계 각국에서는 화석연료 사용증가로 인한 기후변화 위기, 세계인구의 증가와 브릭스(BRICs)의 급성장으로 인한 에너지 및 자원 위기 등을 극복하기 위해 저탄소 녹색기술 및 녹색산업을 신성장동력으로 하는 녹색 성장의 시대를 새로운 국가발전의 패러다임으로 채택하고 있다.
즉, 녹색 성장은 환경과 경제가 상충된다는 고정 관념에서 탈피하여 양자의 시너지를 극대화시켜, 경제성장이 환경개선에 기여하고 환경이 성장동력으로 전환되어 경제와 환경이 선순환하는 새로운 국가발전의 전력을 의미한다.
이러한 녹색 성장의 구체적 추진방향의 하나로, 태양광 발전은 탈석유 및 에너지 자립을 구현할 수 있는 하나의 수단으로 각광받고 있다. 일반적으로, 태양광 발전은 태양빛을 받아 반도체 물질로 이뤄진 태양 전지에서 바로 전기를 생성하는 발전 형태로 구현된다. 즉, 태양광 발전은 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜 발전하는 방식이다.
태양광 발전은 태양전지판(모듈)에서 생산된 전류를 컨트롤러를 통해 축전지로 저장하고 접속함, 인버터, 분배반을 거쳐 교류전원으로 변환한 뒤 가정용 전류 등으로 사용하게 된다.
이러한 태양광발전이 대용량화될 경우 하나의 태양전지판마다 선을 연장하여 인버터로 연결할 경우 많은 수의 전선이 필요하므로 태양전지판마다 단자함 역할의 정션박스를 구성하여 상기 정션박스를 서로 연결해줌으로써 태양전지판에서 생산한 전기를 전선의 수를 줄여 인버터 및 축전지로 연결해줄 수 있다.
즉, 이러한 기능을 가지는 정션박스는 보통 하우징(housing), 케이블(cable), 커넥터([0004] connector)를 포함하여 구성되는데, 상기 정션박스는 하우징 내에 태양전지판과 접속되어 있는 리본과, 상기 리본 사이의 전류흐름을 단속해주는 다이오드를 포함하여 구성되며 하우징의 일측에는 수분이나 불순물의 침투 방지를 위해 방수기능이 있는 커버가 부착되게 된다.
가정용을 비롯한 대용량 태양광발전에 주로 사용되는 태양전지판은 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 태양전지판은 태양전지셀이 6줄의 행으로 배열되어 있고 12줄의 열로 배열되어 있는데 통상 규격을 6*12열로 표시한다.
이러한 태양전지판은 2줄의 행을 하나의 블록으로 하여 행과 행 사이를 직렬로 연결하여 도 2에 도시한 것과 같이 정션박스의 리본에 연결하게 된다. 즉, 3개의 블록(1a, 1b, 1c)에서 나온 +, - 전선이 4개의 리본에 접속하게 된다.
이때 중간 블록(1b)에서 생산된 전압이 처음 블록(1a)에서 생산된 전압보다 높게 되면 중간 블록(1b)에서 생산된 전기가 중간 블록(1b)이 접속된 리본(11b, 11c)에서 처음 블록(1a)이 접속된 리본(11a, 11b) 쪽으로 흐를 수 있는데 이런 경우를 방지하고자 하우징(10) 내에는 리본과 리본 사이에 바이패스 역할을 하는 다이오드(12)가 형성되어 있다.
이런 다이오드(12)는 전류가 역방향으로 흐르는 것을 방지하여 태양전지 셀의 파손을 막아준다.
이런 종래의 정션박스는 리본(11)과 다이오드(12)가 내장된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)에 체결되어 물이나 불순물의 침투를 방지하는 커버(20)와, 일측 리본(11)과 연결된 케이블(14) 및 커넥터(도시하지 않음) 등으로 구성된다.
이러한 정션박스는 태양전지판의 고장으로 인해 정상적으로 전기의 생산이 이루어지지 않을 경우 커버(20)를 열고 하우징(10)의 리본(11) 사이에 테스트기 등의 점검장치를 이용해 전류의 흐름을 일일이 확인해야 하는 불편함이 있다.
즉, 태양전지판은 상술한 바와 같이 하나의 블록이 리본과 리본 사이에 연결되어 있으므로 도 1과 같이 3개의 블록(1a. 1b, 1c)으로 이루어진 태양전지판(1)의 경우 블록마다 점검을 위해서는 리본과 리본 사이의 전류 흐름을 총 3번에 걸쳐 체크해주어야 한다.
또한, 커버(20)는 물이나 불순물의 침투방지를 위해 하우징(10)과 견고한 결합상태를 유지해주기 위해 복수의 후크(13, 23) 등으로 결합되어 있어 커버(20)를 하우징(10)에서 분리하는 작업 또한 간편한 일이 아니다.
결국, 복수의 태양전지판이 형성된 발전모듈의 경우 발전량 저하로 인해 태양전지판을 점검하고자 하면 태양전지판마다 형성되어 있는 정션박스(J)의 커버(20)를 열고 테스트기 등으로 전기의 양과 흐름을 점검한 다음 다시 커버(20)를 하우징(10)에 체결해주어야 하므로 점검에 많은 시간이 소모되고 점검작업이 매우 번거롭다.
그리하여 2011년 03월 30일 특허출원 제10-2011-0028779호(정션박스가 형성된 태양전지판)가 제안되었으며,
이는 도 2에 도시한 것과 같이, 태양전지판(1)의 배면에 부착되며 리본(11)과 다이오드(12)를 내장하고 있는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)에 착탈되는 커버(20)를 포함하여 구성된 정션박스가 형성된 태양전지판에 있어서,
상기 커버(20)의 윗면(20a)에는 발광 다이오드(22)가 형성된 조명부(21)가 형성되어 태양전지판(1)의 이상 유무를 육안으로 확인할 수 있으며, 상기 조명부(21)에 형성된 발광 다이오드(22)는 커버(20)와 하우징(10)을 체결할 때 리본(11)과 접촉되어 리본(11) 사이에 전류가 흐를 경우 발광 다이오드(22)가 발광하도록 구성하였다.
그러나 상기와 같은 종래의 정션박스가 형성된 태양전지판에 의하여서는 단순히 전류의 유무만 검출하면서 전류에 의해 발광 다이오드(22)가 점등하도록 하였으므로 태양 전지판에 의한 발전의 상태를 정확하게 인식할 수 없는 단점이 있었다.
그리하여 2011년 03월 30일자 특허출원 제10-2011-0028836호(태양광 발전 시스템 및 이의 효율진단 방법)이 제안되었으며,
이는, 태양광을 직류 전력으로 변환하는 m개(m은 1보다 큰 자연수)의 태양광발전모듈들을 포함하는 태양광 발전 어레이;
상기 m개의 태양광 발전 모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 교류로 변환하는 인버터;
상기 태양광 발전 어레이가 설치된 설치 장소에 대한 수평면 일사량 및 적어도 하나의 태양광 발전 모듈에 대한 경사면 일사량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 일사량측정부;
상기 m개의 태양광발전모듈들이 설치된 설치 장소의 외기 온도 및 적어도 하나의 태양광 발전 모듈의 모듈 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 온도측정부;
상기 m개의 태양광 발전 모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 개별적으로 측정하는 m개의 전력측정기들; 및
초기화 상태의 m개의 태양광 발전 모듈들을 시험 운전기간 동안 시험 운전하여 측정된 상기 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 m개의 직류 전력들을 모두 합한 총 전력 중 적어도 어느 하나에 근거하여 기준전력을 산출하고, 실 운전기간 동안 산출된 실 전력과 상기 기준 전력을 비교하여 상기 태양광 발전 어레이의 발전 유지율을 산출하는 진단장치를 포함하여 구성하였다.
그러나 상기와 같은 종래의 태양광 발전 시스템 및 이의 효율진단 방법에 의하여서는 태양광 발전 시스템의 접속함이 최적의 조건을 유지하도록 하기 위하여 온도와 발전량 등을 측정하면서 그에 따른 조치를 취하지 못하는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 태양 전지 모듈의 이상 시 전압 변동이 발생됨을 감지하여 이상 유무 및 그 상태를 발광 다이오드로 표시하도록 하고, 각 태양 전지 모듈의 어레이별 전압과 전류를 검출하면서 그 값을 저장하며, 접속함 내의 입출력 전압과 전류를 비교하면서 이상 유무를 판단하도록 하고, 접속함 내부의 온도와 외부 온도 및 일사량계의 데이터를 통합하여 관리하면서 성능 향상을 위하여 자동으로 환기시키거나 통합 관리하는 데이터를 전송하여 원격감시가 가능하도록 한 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템은,
태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 역할을 수행하는 태양 전지 모듈과,
태양광 발전 시스템의 어레이를 접속하는 접속함과,
접속함으로부터 태양광발전 시스템의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하여 수신하고 이를 네트워크망을 통해 중앙제어장치 및 서버로 전송하며 태양전지에 의해 직류전원으로 변환된 전기에너지를 교류 전원으로 변환하는 인버터로 구성하되,
정션박스는,
상기 태양 전지 모듈의 배면에 부착되며 리본과 다이오드를 내장하고 있는 하우징과,
상기 하우징에 착탈되는 커버와,
상기 커버의 윗면에는 발광 다이오드를 형성하여 상기의 태양 전지 모듈로부터 변환되어 흐르는 직류전원의 전압값을 제1 및 제2 비교기로 비교하면서 정상적인 발전상태와 비정상적인 발전상태 또는 문제가 발생한 상태에 따라 각각 삼색 발광다이오드가 다른 색상으로 점등하도록 하여 태양전지의 이상 유무를 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
그리고 접속함은,
상기 태양전지모듈에서 출력되는 전압과 전류를 감지하는 전원측정부와,
상기 전원측정부에서 측정한 입출력 전원을 기준 전압과 비교하면서 정상의 여부를 판단하는 전원 비교부와,
접속함의 내부 온도와 외부 온도를 측정하는 센서감지부와,
일조량을 감지하는 일조량 감지부와,
상기의 전원측정부 및 센서감지부의 감지 결과에 따라 내부의 동작을 제어하는 컨트롤러와,
상기 컨트롤러의 제어를 받아 내부의 팬을 가동하여 내부 온도를 낮추는 팬구동부와,
상기 컨트롤러의 제어에 의해 내부의 히터를 가동하면서 내부 온도를 높여주는 히터구동부와,
외부와 유선 및 무선으로 데이터를 중앙제어장치로 송신하고 중앙제어장치로부터의 제어신호를 수신하는 송수신부와,
상기 컨트롤러의 제어에 따라 내부의 데이터를 외부로 전송하기 위한 송수신부의 온/오프 동작을 제어하는 제1 스위칭부와,
상기 중앙 제어장치의 제어를 받으면서 상기 태양 전지 모듈의 작동을 온.오프하는 제2 스위칭부로 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 본 발명에 따른 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템에 의하여서는 태양 전지 모듈의 이상 시 전압 변동이 발생함을 감지하여 이상 유무를 발광 다이오드로 표시할 수 있도록 하고,
발광 다이오드에 의해 이상 유무를 확인하여 측정 단자대에 형성한 전압측정용 접점을 형성하여 단자를 분리하지 않은 상태에서 이상 전압을 정확히 체크 할 수 있어 유지 보수함에 있어 이상유무를 빠르고 정확하게 판단할 수 있으며 시간, 작업효율을 높일 수 있도록 한다.
그리고 태양 전지 어레이별로 입력되는 전압, 전류를 검출하여 여러 개의 접속함과 비교하여 이상 어레이를 판별하고 입력 전압, 전류와 출력 전압, 전류를 비교하여 접속함 내 고장 유무를 판단하고 판단의 결과에 따라 고장의 유무를 감지하여 이상 유무를 창에 표시하도록 하고,
접속함 내 온도를 감지하여 팬/히터를 작동시키도록 하여 시스템 성능의 외부 온도에 의한 영향을 최소화하도록 하고,
모듈 표면 검출 온도 데이터 및 외부 검출 온도 데이터, 일사량계 검출 데이터를 통합하여 메인 모니터링 시스템에 전송하도록 하여 원격의 통합 운영이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 태양 전지 모듈의 구성도.
도 2는 종래의 실시예에 따른 정션박스의 구성도.
도 3은 종래의 다른 실시예에 따른 정션박스의 구성도.
도 4는 본 발명의 전체 구성을 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 정션박스의 외관을 나타낸 구성도.
도 6은 본 발명의 정션박스의 내부 구성을 도시한 회로도.
도 7은 본 발명의 접속함의 구성을 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템은,
태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 역할을 수행하는 태양 전지 모듈(100)과,
상기 태양 전지 모듈(100)을 나란히 다수 배열하여 관리할 수 있도록 하는 태양 전지 어레이(101)와,
상기 태양 전지 어레이(101)를 접속하는 접속함(102)과,
상기 접속함(102)으로부터 태양광발전 시스템의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하여 수신하고 이를 네트워크망을 통해 중앙 제어장치 및 서버로 전송하며 태양전지에 의해 직류전원으로 변환된 전기에너지를 교류 전원으로 변환하는 인버터(103)로 구성하되,
정션박스(110)는,
상기 태양 전지 모듈(100)의 배면에 부착되며 다이오드(112)를 통해 전원이 흐르도록 하는 하우징(111)과,
상기 하우징(111)에 착탈되는 커버(113)와,
상기 커버(113)의 윗면에는 삼색 발광 다이오드의 청색 발광 다이오드(114)와 적색 발광 다이오드(115)를 형성하여 상기의 태양 전지 모듈(100)로부터 변환되어 다이오드(112)로 흐르는 직류전원의 전원값을 제1 비교기(116) 및 제2 비교기(117)로 비교하면서 정상적인 발전상태에는 두 발광 다이오드(114)(115)가 모두 점등되어 황색 빛을 발생하도록 하며 비정상적인 발전상태에서는 청색 발광 다이오드(114)가 점등되도록 하고 문제가 발생한 상태에는 적색 발광다이오드(115)를 점등하도록 하여 태양전지의 이상 유무를 육안으로 확인하도록 하고,
상기 다이오드(112)의 양단에는 외부에 +단자(118)와 -단자(119)가 노출되도록 전기적으로 연결하여 커버(113)를 개방하지 않더라도 외부에서 두 단자 (118)(119)를 통하여 정확한 전압이나 전류를 측정할 수 있도록 한다.
그리고 접속함(102)은,
상기 태양전지모듈(100)에서 출력되는 전압과 전류를 감지하는 전원측정부(121)와,
상기 전원측정부(121)에서 측정한 입출력 전원을 기준 전압과 비교하면서 정상의 여부를 판단하는 전원 비교부(122)와,
상기 접속함(102)의 제1 온도 센서(124)로 내부 온도를 측정하면서 제2 온도 센서(125)로 외부 온도를 측정하는 센서감지부(123)와,
일조량을 감지하는 일조량 감지부(126)와,
상기의 전원측정부(121)와 전원 비교부(122)와 센서감지부(123) 및 일조량 감지부(126)의 감지 결과에 따라 내부의 동작을 제어하는 컨트롤러(127)와,
상기 컨트롤러(127)의 제어를 받아 내부의 팬(129)을 가동하여 내부 온도를 낮추는 팬구동부(128)와,
상기 컨트롤러(127)의 제어에 의해 내부의 히터(131)를 가동하면서 내부 온도를 높여주는 히터구동부(130)와,
외부와 유선 및 무선으로 데이터를 중앙제어장치(140) 및 서버(141)로 송신하고 중앙제어장치(140)로부터의 제어신호를 수신하는 송수신부(132)와,
상기 컨트롤러(127)의 제어에 따라 내부의 데이터를 외부로 전송하기 위한 송수신부(132)의 온/오프 동작을 제어하는 제1 스위칭부(133)와,
상기 중앙 제어장치(140)의 데이터에 의해 컨트롤러(127)의 제어를 받으면서 상기 태양 전지 모듈(100)의 작동을 온.오프하는 제2 스위칭부(134)로 구성한 것이다.
상기와 같이 구성한 본 발명의 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템은,
태양 전지 모듈(100)은 태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 역할을 수행한다.
태양 전지 어레이(101)은 상기 태양 전지 모듈(100)을 나란히 다수 배열하여 관리할 수 있도록 한다.
상기 태양 전지 어레이(101)를 접속함(102)에 접속하여 관리가 용이하도록 한다.
인버터(103)는 상기 접속함(102)으로부터 태양광발전 시스템의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하여 수신하고 이를 네트워크망을 통해 중앙 제어장치 및 서버로 전송하며 태양전지모듈(100)에 의해 직류전원으로 변환된 전기에너지를 교류 전원으로 변환하도록 한다.
한편, 정션박스(110)는 커버(113)가 착탈되는 하우징(111)의 내부에 다이오드(112)와 제1 및 제2 비교기(116)(117)를 내장하면서 삼색 발광 다이오드의 청색 발광 다이오드(114), 적색 발광 다이오드(115)가 외부로 노출되도록 설치한다.
그러므로 상기 태양 전지 모듈(100)에서 발전이 행하여지는 동안에는 배면에 부착된 정션박스(110)의 하우징(111)의 다이오드(112)를 통해 전원이 흐르게 된다.
상기 커버(113)의 윗면에는 삼색 발광 다이오드의 청색 발광 다이오드(114)와 적색 발광 다이오드(115)가 형성되어 상기의 태양 전지 모듈(100)로부터 변환되어 다이오드(112)로 흐르는 직류전원의 전원값을 제1 비교기(116) 및 제2 비교기(117)로 비교하면서 정상적인 발전상태의 여부를 판단하도록 한다.
즉, 제1 비교기(116)와 제2 비교기(116)에서 "H"로 출력되는 정상적인 발전 상태에는 청색 발광 다이오드(114)와 적색 발광 다이오드(115)가 모두 점등되면서 황색 발광 다이오드가 점등된 상태와 같이 황색으로 빛으로 발광하도록 한다.
상기의 제1 비교기(116)에서만 "H"로 출력되면서 제2 비교기(117)에서 "L"로 출력되는 비정상적인 발전상태에서는 청색 발광 다이오드(114)만 점등되도록 한다.
그리고 제2 비교기(117)에서만 "H"로 출력되는 문제가 발생한 상태에서는 적색 발광다이오드(115)가 점등하도록 하여 태양전지의 이상 유무를 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
또한 상기 다이오드(112)의 양단에는 외부에 +단자(118)와 -단자(119)가 노출되도록 전기적으로 연결하여 커버(113)를 개방하지 않더라도 외부에서 두 단자 (118)(119)를 통하여 정확한 전압이나 전류를 측정할 수 있도록 한다.
한편, 상기의 접속함(102)에는 전원측정부(121), 전원 비교부(122), 센서감지부(123)의 제1 및 제2 온도 센서(124), 일조량 감지부(126), 컨트롤러(127), 팬구동부(128)의 팬(129), 히터구동부(130)의 히터(131), 송수신부(132), 제1 스위칭부(133) 및 제2 스위칭부(134)를 내장히여 구성한다.
그러므로 전원측정부(121)에서 상기 태양전지모듈(100)에서 출력되는 전압과 전류를 감지하여 입출력 전원을 전원 비교부(122)의 기준 전압과 비교하면서 정상의 여부를 판단하도록 한다.
상기 접속함(102)의 센서감지부(123)에서는 제1 온도 센서(124)로 내부 온도를 측정하면서 제2 온도 센서(125)로 외부 온도를 측정하여 접속함(102)의 온도에 따른 환경을 측정하도록 한다.
그리고 일조량 감지부(126)에서 일조량을 감지하도록 하여 컨트롤러(127)에서 상기의 전원측정부(121), 전원 비교부(122), 센서감지부(123) 및 일조량 감지부(126)의 감지 결과에 따라 내부의 동작을 제어하도록 한다.
그러므로 하절기와 같이 내부의 온도가 높은 경우에는 상기 컨트롤러(127)의 제어를 받는 팬구동부(128)에서 내부의 팬(129)을 가동하여 내부 온도를 낮추도록 한다.
그리고 동절기와 같이 내부의 온도가 낮은 경우에는 상기 컨트롤러(127)의 제어를 받는 히터구동부(130)에서 내부의 히터(131)를 가동하면서 내부 온도를 높여주도록 한다.
상기 컨트롤러(127)의 제어를 받는 송수신부(132)는 외부와 유선 및 무선으로 컨트롤러(127)로부터의 데이터를 중앙제어장치(140) 및 서버(141)로 송신하거나, 중앙제어장치(140)로부터의 제어신호를 수신하여 컨트롤러(127)에 전달하도록 한다.
상기 컨트롤러(127)의 제어를 받는 제1 스위칭부(133)에서 내부의 데이터를 외부로 전송하기 위한 송수신부(132)의 온/오프 동작을 제어하여 불필요한 신호를 수신하는 중에 전원이 낭비되는 것을 방지하도록 한다.
상기 중앙 제어장치(140)의 데이터에 의해 컨트롤러(127)의 제어를 받는 제2 스위칭부(134)에서 상기 비정상이거나 문제가 있는 태양 전지 모듈(100)의 작동을 오프시켜 A/S가 용이하게 이루어지도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
100 : 태양 전지 모듈 101 : 태양 전지 어레이
102 : 접속함 103 : 인버터
110 : 정션박스 112 : 다이오드
114, 115 : 발광 다이오드 116, 117 : 비교기
121 : 전원측정부 122 : 전원 비교부
123 : 센서감지부 126 : 일조량 감지부
127 : 컨트롤러 132 : 송수신부
133, 134 : 스위칭부

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 역할을 수행하는 태양 전지 모듈(100)과,
    상기 태양 전지 모듈(100)을 나란히 다수 배열하여 관리할 수 있도록 하는 태양 전지 어레이(101)와,
    상기 태양 전지 어레이(101)를 접속하는 접속함(102)과,
    상기 접속함(102)으로부터 태양광발전 시스템의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하여 수신하고 이를 네트워크망을 통해 중앙 제어장치 및 서버로 전송하며 태양전지에 의해 직류전원으로 변환된 전기에너지를 교류 전원으로 변환하는 인버터(103)로 구성한 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템에 있어서,
    상기의 접속함(102)에는,
    일조량을 감지하는 일조량 감지부(126)와 상기의 전원측정부(121)와 전원 비교부(122) 및 센서감지부(123)의 감지 결과에 따라 내부의 동작을 제어하는 컨트롤러(127)의 제어를 받는 팬구동부(128)에서 내부의 팬(129)을 가동하여 내부 온도를 낮추도록 하고,
    상기 컨트롤러(127)의 제어에 의해 히터구동부(130)에서 내부의 히터(131)를 가동하면서 내부 온도를 높여주도록 하고,
    상기 컨트롤러(127)의 제어에 의해 송수신부(132)에서 외부와 유선 및 무선으로 데이터를 중앙제어장치(140) 및 서버(141)로 송신하고 중앙제어장치(140)로부터의 제어신호를 수신하도록 하고,
    상기 컨트롤러(127)의 제어에 따라 제1 스위칭부(133)에서 내부의 데이터를 외부로 전송하기 위한 송수신부(132)의 온/오프 동작을 제어하도록 하고,
    상기 중앙 제어장치(140)의 데이터에 의해 컨트롤러(127)의 제어를 받으면서 제2 스위칭부(134)에서 상기 태양 전지 모듈(100)의 작동을 온.오프하도록 하고,
    상기 태양 전지 모듈(100)의 배면에 부착되는 정션박스(110)에는,
    커버(113)의 윗면에는 삼색 발광 다이오드의 청색 발광 다이오드(114)와 적색 발광 다이오드(115)를 형성하여 상기의 태양 전지 모듈(100)로부터 변환되어 다이오드(112)로 흐르는 직류전원의 전원값을 제1 비교기(116) 및 제2 비교기(117)로 비교하면서,
    제1 비교기(116)과 제2 비교기(117)에서 모두 "H"로 출력되는 정상적인 발전 상태에는 삼색 발광 다이오드의 청색 발광 다이오드(114)와 적색 발광 다이오드(115)가 모두 점등되어 황색 빛을 발생하도록 하고,
    상기의 제1 비교기(116)만 "H"로 출력되면서 제2 비교기(117)에서 "L"로 출력되는 비정상적인 발전상태에서는 삼색 발광 다이오드의 청색 발광 다이오드(114)가 점등되도록 하고,
    상기의 제2 비교기(117)만 "H"로 출력되는 문제가 발생한 상태에서는 삼색 발광 다이오드의 적색 발광다이오드(115)만 점등하도록 하여 태양전지의 이상 유무를 육안으로 확인할 수 있도록 하고,
    상기 다이오드(112)의 양단에는 외부에 +단자(118)와 -단자(119)가 노출되도록 전기적으로 연결하여 커버(113)를 개방하지 않더라도 외부에서 두 단자 (118)(119)를 통하여 정확한 전압이나 전류를 측정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 자기진단 기능을 구비한 태양광 발전시스템.
  3. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101630449B1 (ko) 2015-07-07 2016-06-14 주식회사 대은계전 자기센서를 이용한 지능형 태양광발전 모니터링 시스템
KR101849899B1 (ko) * 2018-01-15 2018-04-18 주식회사 온누리이엔지 태양광 패널의 정상동작 여부 검출장치
CN110417348A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 北京汉能光伏投资有限公司 太阳能组件接线盒、太阳能***及太阳能组件控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050024848A (ko) * 2003-09-05 2005-03-11 어은수 Pc led 전구를 구비한 도로 표지판 장치
KR20090093318A (ko) * 2008-02-29 2009-09-02 (주)동양기술단 태양전지회로의 안전접속감시제어장치가 구비된 태양광발전시스템 및 그의 제어방법
KR101053065B1 (ko) * 2011-03-30 2011-08-01 한명전기주식회사 정션박스가 형성된 태양전지판
KR101111551B1 (ko) * 2011-03-30 2012-02-24 권영복 태양광 발전 시스템 및 이의 효율진단 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050024848A (ko) * 2003-09-05 2005-03-11 어은수 Pc led 전구를 구비한 도로 표지판 장치
KR20090093318A (ko) * 2008-02-29 2009-09-02 (주)동양기술단 태양전지회로의 안전접속감시제어장치가 구비된 태양광발전시스템 및 그의 제어방법
KR101053065B1 (ko) * 2011-03-30 2011-08-01 한명전기주식회사 정션박스가 형성된 태양전지판
KR101111551B1 (ko) * 2011-03-30 2012-02-24 권영복 태양광 발전 시스템 및 이의 효율진단 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101630449B1 (ko) 2015-07-07 2016-06-14 주식회사 대은계전 자기센서를 이용한 지능형 태양광발전 모니터링 시스템
KR101849899B1 (ko) * 2018-01-15 2018-04-18 주식회사 온누리이엔지 태양광 패널의 정상동작 여부 검출장치
CN110417348A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 北京汉能光伏投资有限公司 太阳能组件接线盒、太阳能***及太阳能组件控制方法

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