KR101688862B1 - 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치 - Google Patents

마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불량 태양전지 모듈 발생시 래치 릴레이로 불량 태양전지 모듈을 합선시켜 직렬 연결에서 제외하고 마이크로컨버터를 추가로 연결하여 부족한 전력만큼 보충함으로써 정상적으로 발전할 수 있도록 하는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치는, 직렬 연결된 다수의 태양전지 모듈과, 마이크로컨버터와, 상기 다수의 태양전지 모듈 중 어느 하나의 태양전지 모듈과 마이크로컨버터 사이에 개재되는 스위치와, 상기 태양전지 모듈과 1 대 1이나 1 대 n으로 구비되어 해당 태양전지 모듈의 전원을 공급받아 동작하는 것으로, 해당 태양전지 모듈을 모니터링하여 정상인지 또는 불량인지 판별하고, 불량인 경우 내부의 래치 릴레이를 접속시켜 해당 태양전지 모듈을 합선시키는 모니터링 및 제어부, 및 상기 다수의 태양전지 모듈의 스트링 뒷단에 연결되어 태양전지 모듈이 불량인 경우 상기 스위치를 작동시켜 어느 하나의 태양전지 모듈과 마이크로컨버터를 연결하여 상기 마이크로컨버터로 하여금 부족한 전력만큼 보충하게 하는 접속반을 포함하여 구성된다.

Description

마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치 {Solar power system through micro-converter and power regression control}
본 발명은 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불량 태양전지 모듈 발생시 래치 릴레이로 불량 태양전지 모듈을 합선시켜 직렬 연결에서 제외하고, 마이크로컨버터를 추가로 연결하여 부족한 전력만큼 보충함으로써 정상적으로 발전할 수 있도록 하는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
태양광 발전장치는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈이 직렬로 연결되어 있고, 직렬 연결된 태양전지 모듈의 한쪽은 서로 연결되어 공동 접지(-)되어 있으며, 다른 한쪽은 직렬로 연결된 각각의 태양전지 모듈의 (+)측이 결속기로 공동 접속되어 있다.
결속기로 결속된 (+)직류전원 스트링은 단로기와 누설전류 차단기를 거쳐 전기장치인 인버터로 들어가 AC 전원으로 변환되어 사용된다.
일반적으로 각 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀로 구성되는 데, 예를 들면, 전형적인 태양전지 모듈이 24개의 태양전지 셀로 구성되어 있는 경우, 태양광 아래에서 양극(+) 단자와 음극(-) 단자 사이에 약 12V를 생산한다.
실제로 이와 같은, 태양전지 모듈 다수가 직병렬로 연결된 태양광발전 어레이의 (+)전원 스트링(string)과 접지(-) 사이에는 600~5000V의 고압과 수 암페어(A)의 전류가 흐른다.
도 1은 종래 태양전지 모듈 연결 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 태양전지 어레이는 다수 개의 태양전지 모듈(SM)의 +극이 다른 태양전지 모듈(SM)의 -극에 연결되는 형태의 직렬 연결 구성을 한다.
또한, 경우에 따라 필요로 하는 레벨의 전류량을 공급하기 위해 직렬 연결된 다수 개의 태양전지 모듈(SM)을 서로 병렬로 연결하여 구성하기도 하지만, 기본적으로는 태양전지 어레이는 필요로 하는 레벨의 전압을 획득하기 위해 다수 개의 태양전지 모듈(SM)을 직렬로 연결하여 이용한다.
보통 직렬 연결된 다수 개의 태양전지 모듈(SM) 회로 4~24개가 접속반(1)에 연결되고, 상기 접속반(1)은 스트링으로 연결된 태양전지 모듈(SM)에서 생산된 전력을 모아 인버터(미도시)에 공급한다.
이때 다수 개의 태양전지 모듈 각각은 기후나 다양한 요인(이물질이 표면에 부착되거나 부분적인 음영이 발생하는 경우 등)에 의해 불량모듈이 발생할 수 있다.
이 경우 태양전지 모듈이 직렬로 연결되어 하나의 태양전지 모듈이라도 불량이 발생하면 직렬로 연결된 태양전지 모듈의 전체 생산량에 막대한 영향을 끼쳐 전체의 발전량이 현저히 저하된다.
따라서 불량 태양전지 모듈 발생시 이를 교체하여 안정적인 전압을 확보하여야 하며, 그 불량 태양전지 모듈 교체 전에 안정적인 태양광발전을 유지하도록 하여 전체 전력 생산량에 악영향을 미치지 않도록 조치를 취해야 한다.
등록번호 제10-1279554호(공고일자 2013년07월01일)
따라서 본 발명은 불량 태양전지 모듈 발생시 래치 릴레이로 불량 태양전지 모듈을 합선시켜 직렬 연결에서 제외하고 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 모아 인버터에 공급하는 접속반에 연결된 마이크로컨버터를 추가로 연결하여 부족한 전력만큼 보충하여 정상적으로 발전함으로써, 불량 태양전지 모듈에 의한 전력 손실이 크지 않고 안정적인 전력 생산이 가능하며 마이크로컨버터 사용으로 원가를 절감할 수 있는 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치는, 직렬 연결된 다수의 태양전지 모듈;
마이크로컨버터;
상기 다수의 태양전지 모듈 중 어느 하나의 태양전지 모듈과 마이크로컨버터 사이에 개재되는 제1스위치;
상기 태양전지 모듈과 1 대 1이나 1 대 n으로 구비되어 해당 태양전지 모듈의 전원을 공급받아 동작하는 것으로, 해당 태양전지 모듈을 모니터링하여 정상인지 또는 불량인지 판별하고, 불량인 경우 해당 태양전지 모듈의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 내부의 래치 릴레이를 접속시켜 해당 태양전지 모듈을 합선시키는 방식으로 직렬 연결에서 제외하는 모니터링 및 제어부; 및
상기 다수의 태양전지 모듈의 스트링 뒷단에 연결되어 상기 다수의 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 모아 인버터에 공급하며 태양전지 모듈이 불량인 경우 상기 제1스위치를 작동시켜 어느 하나의 태양전지 모듈과 마이크로컨버터를 연결하여 상기 마이크로컨버터로 하여금 부족한 전력만큼 보충하게 하는 접속반; 을 포함하되,
상기 마이크로컨버터는 상기 다수의 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 모아 인버터에 공급하는 접속반에 제2스위치를 통해 연결되어 접속반에서 전력의 일부를 마이크로컨버터에 회귀시켜 부족한 전력만큼 보충하고,
상기 모니터링 및 제어부는 인접한 모니터링 및 제어부 간에 적외선 릴레이 방식으로 정보를 전송하되, 각 모니터링 및 제어부는 해당 태양전지 모듈마다 고유하게 부여된 ID와 불량 여부를 포함하는 태양전지 모듈 정보를 인접한 이후 모니터링 및 제어부에 전송하고, 이때 인접한 이전 모니터링 및 제어부에서 전송한 이전 태양전지 모듈의 정보가 있는 경우 이와 함께 이후 모니터링 및 제어부에 전송하며, 불량 태양전지 모듈에 구비된 모니터링 및 제어부가 있는 경우 이전 모니터링 및 제어부에서 송신한 이전 태양전지 모듈의 정보가 그 모니터링 및 제어부를 건너뛰어 이후 모니터링 및 제어부에 전송되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 스위치는 A접점과 B접점이 하나의 쌍을 이룬 것으로, 상기 B점점은 마이크로컨버터의 +단자와 태양전지 모듈의 +단자 사이에 연결되고, 상기 A접점은 마이크로컨버터의 -단자와 태양전지 모듈의 +단자 사이에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 직렬 연결된 다수 태양전지 모듈이 2개 이상 구비되어 병렬 연결되는 경우, 상기 스위치는 다수개의 직병렬로 구성된 릴레이 스위치인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모니터링 및 제어부는 인접한 모니터링 및 제어부 간에 적외선 릴레이 방식으로 정보를 전송하되, 각 모니터링 및 제어부는 해당 태양전지 모듈마다 고유하게 부여된 ID와 불량 여부를 포함하는 태양전지 모듈 정보를 인접한 이후 모니터링 및 제어부에 전송하고, 이때 인접한 이전 모니터링 및 제어부에서 전송한 이전 태양전지 모듈의 정보가 있는 경우 이와 함께 이후 모니터링 및 제어부에 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모니터링 및 제어부는,
상기 태양전지 모듈의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 래치 릴레이와,
상기 래치 릴레이 후단의 태양전지 모듈의 입력단과 출력단 사이에 연결되어 태양전지 모듈로부터 인가되는 전력의 전압 레벨을 감지하여, 전압값을 ADC에 출력하는 전압계와,
상기 전압계에서 출력한 아날로그 전압값을 디지털로 변환하여 MCU에 출력하는 ADC와,
상기 ADC에서 출력한 디지털 전압값을 기설정된 기준 전압값과 비교하여 정상인지 또는 불량인지 판단하고 불량인 경우 상기 래치 릴레이를 구동, 접점을 연결하여 해당 태양전지 모듈을 합선시키는 MCU와,
상기 MCU의 제어에 의해 인접한 모니터링 및 제어부 간에 적외선 릴레이 방식으로 해당 태양전지 모듈의 정보를 전송하는 적외선 송수신부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
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상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 불량 태양전지 모듈 발생시 래치 릴레이로 불량 태양전지 모듈을 합선시켜 직렬 연결에서 제외하고 마이크로컨버터를 추가로 연결하여 부족한 전력만큼 보충하여 정상적으로 발전함으로써, 불량 태양전지 모듈에 의한 전력 손실이 크지 않고 안정적으로 전력을 생산할 수 있으며 마이크로컨버터 사용으로 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 종래 태양전지 모듈 연결 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 모니터링 및 제어부의 내부 블록도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로컨버터(50), 접속반(60), 태양전지 모듈(SM), 모니터링 및 제어부(20), 스위치(30) 및 인버터(70)를 포함하여 구성된다.
태양전지 모듈(SM)은 태양전지셀 다수 개를 직렬로 접속하여 패널 형태(또는 박막 형태 등)로 만들어서 각 태양전지셀에서 생산된 전기를 최종적으로 +단자와 -단자로 모이게 구성하여 이루어진다.
또한, 상기 태양전지 모듈(SM) 각각은 각각 고유하게 부여된 ID를 구비하고 다수 개가 직렬 연결되어 이루어지되, 필요한 경우 직렬 연결된 다수의 태양전지 모듈(SM)이 2개 이상 구비되어 병렬 연결될 수 있다.
모니터링 및 제어부(20)는 상기 태양전지 모듈(SM)과 1 대 1이나 1 대 n으로 구비되어 태양전지 모듈(SM)로부터 전원을 공급받아 동작하는 것으로, 해당 태양전지 모듈(SM)을 모니터링하여 정상인지 또는 불량인지 판별하고, 상기 해당 태양전지 모듈(SM)이 불량인 경우 내부 래치 릴레이(LR)를 접속시켜 태양전지 모듈(SM)을 합선시킴으로써 직렬 연결에서 제외시킨다.
하나의 태양전지 모듈(SM)만큼 전력을 출력하는 마이크로컨버터(50)는 접속반(60)에 스위치를 통해 연결되는 것으로, 상황에 따라 다수 개가 구비될 수 있다.
이를 통해 접속반(60)에서 전력의 일부를 마이크로컨버터(50)에 회귀시켜 전력을 보충한다.
상기 마이크로컨버터(50)는 직렬 연결된 다수 개의 태양전지 모듈들 중 어느 하나의 태양전지 모듈에 스위치(30)를 통해 연결된다.
여기서 스위치(30)는 A접점과 B접점이 하나의 쌍으로 이루어진 것으로, A접점(arbeit contact)은 전기적으로 릴레이에 전류가 흐르면 동작하여 닫히는(ON) 접점(normally open contact)이고, B접점(break contact)은 전기적으로 릴레이에 전류가 흐르면 동작하여 접점이 열리는(OFF) 접점 즉, 상시폐접점(normally closed contact)이다.
상기 B점점은 마이크로컨버터(50)의 +단자와 태양전지 모듈(SM)의 +단자 사이에 연결되고, 상기 A접점은 마이크로컨버터(50)의 -단자와 태양전지 모듈(SM)의 +단자 사이에 연결된다.
이에 따라 모든 태양전지 모듈(SM)이 모두 정상인 평상시에는 접속반의 제어에 의해 B접점을 통해 마이크로컨버터(50)와 태양전지 모듈(SM)의 +단자끼리 연결된다(이때 A접점은 오픈(open)되어 연결되지 않는다).
반대로 다수의 태양전지 모듈들(SM) 중 어느 하나 이상이 불량인 비상인 경우에는 접속반(60)의 제어에 의해 A접점이 클로즈(close)되어 A접점을 통해 마이크로컨버터(50)의 -단자와 태양전지 모듈(SM)의 +단자가 연결되고, 이에 따라 마이크로컨버터(50)는 각 태양전지 모듈(SM)에서 생산된 전력을 모아 인버터(70)에 공급하는 접속반(50)의 전력의 일부를 마이크로컨버터에 회귀시켜며, 불량 태양전지 모듈로 인한 부족한 전압만큼 그에 연결된 태양전지 모듈에 보충한다.
상기 스위치(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 직렬 연결된 다수의 태양전지 모듈(SM)이 2개 이상 구비되어 다시 병렬 연결되는 경우 다수개의 직병렬로 구성된 릴레이 스위치일 수 있다.
상기 다수개의 직병렬로 구성된 릴레이 스위치는 복수의 입력단과 복수의 출력단 간의 전기적 연결을 위한 스위치들의 배열로 이루어진다.
상기 직렬로 연결된 다수의 태양전지 모듈의 스트링 뒷단에는 접속반(60)이 구비되고, 상기 접속반(60)에는 각 채널의 전류를 측정하는 전류센서(62)와 전류의 역류를 방지하기 위한 역류 방지용 다이오드(D)가 구비된다.
상기 접속반(60)은 복수 개의 태양전지 어레이를 직렬 또는 병렬로 연결하기 위해 구비되고, 각 태양전지 모듈(SM)에서 생산된 전력을 모아 인버터(70)에 공급하며, 상기 인버터(70)는 계통전원에 연결된다.
상기 접속반(60)은 각 태양전지 모듈(SM)의 전압값을 적외선 릴레이 중계를 통해 취합하여, 각 태양전지 모듈(SM)의 전압값이 동일하거나 미소한 차이가 있을 때 정상이라고 판단하고, 전압값의 편차가 발생하는 경우 고장이라고 판단한다.
또한, 상기 접속반(60)은 각 채널에 구비된 전류센서(62)의 채널별 전류값으로 불량을 판단할 수 있는 바, 예를 들어 2채널인 경우 1번 채널과 2번 채널의 전류의 불평형이 발생할 경우 고장이라고 판단한다.
상기 모니터링 및 제어부(20)는 해당 태양전지 모듈(SM)의 정보(예를 들어 태양전지 모듈마다 부여된 고유 ID와 불량 여부)를 적외선 통신 방식으로 인접한 모니터링 및 제어부(20)에 전송하되, 인접한 이전 모니터링 및 제어부(20)로부터 받은 태양전지 모듈(SM)의 정보를 인접한 이후 모니터링 및 제어부(20)에 함께 전달하고, 결국, 맨 뒷단의 상기 접속반(60)은 모든 태양전지 모듈(SM)의 정보를 수신하게 된다.
상기 접속반(60)은 어느 하나의 태양전지 모듈(SM)에서 불량이 발생하는 경우 불량 태양전지 모듈(SM)에 연결된 스위치(30)가 구동하도록 제어하여 마이크로컨버터(50)와 불량 태양전지 모듈에 직렬 연결된 다른 태양전지 모듈의 어느 하나를 연결시킨다.
상기 접속반(60)은 전력의 일부를 마이크로컨버터(50)를 통해 보충하는 것으로, 특히 여기서는 불량 태양전지 모듈(SM)로 인해 발생하는 부족한 전력만큼을 마이크로컨버터(50)를 통해 불량 태양전지 모듈(SM)에 연결된 스트링에 보충한다.
도 3은 도 2에 나타낸 모니터링 및 제어부의 내부 블록도로서, 여기서는 태양전지 모듈(SM3)이 불량인 것으로 가정하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이 모니터링 및 제어부(20c)는 래치 릴레이(LR), 전압계(21c), ADC(22c), MCU(23c), SMPS(24c) 및 적외선 송수신부(25c)를 포함하여 구성된다.
래치 릴레이(Latch Relay)(LR)는 해당 태양전지 모듈(SM3)의 입력단과 출력단 사이에 연결되며, 일반 릴레이와 달리 코일(Coil) 여자용 전압이 차단되어도 마지막 구동상태가 유지된다.
즉, 래치 릴레이(LR)는 세트(set)코일과 리셋 (reset)코일이 구비되어 있어서 세트코일에 전기를 인가하면 접점스위치가 연결되고 전기가 차단되어도 그 접점스위치가 그대로 연결상태를 유지하며, 리셋 코일에 전기가 인가되면 접점스위치가 개방되고 전기가 차단되어도 접점스위치가 그대로 개방상태를 유지하도록 되어 있다.
전술한 바와 같이 모니터링 및 제어부(25c)에서 사용되는 전원을 해당 태양전지 모듈(SM3)에서 공급받는바, 만약 해당 태양전지 모듈(SM3)이 불량이면 전압이 떨어지고 이때 모니터링 및 제어부(25c)에서 래치 릴레이(LR)를 구동하여 불량 태양전지 모듈(SM3)을 합선시켜 전압을 제거하게 된다.
이 상태에서는 모니터링 및 제어부(25c)의 전원이 공급되지 않기 때문에 소정기간 마지막 구동상태를 유지하는 래치 릴레이(LR)가 필요하다.
전압계(21c)는 상기 래치 릴레이(LR) 후단의 해당 태양전지 모듈(SM3)의 입력단과 출력단 사이에 연결되어 태양전지 모듈(SM3)로부터 인가되는 전력의 전압 레벨을 감지하여, 전압값을 ADC(22c)에 출력한다.
상기 ADC(Analog to Digital Converter)(22c)는 전압계(21c)에서 전송하는 아날로그 전압값을 디지털로 변환하여 MCU(23c)에 출력한다.
상기 MCU(micro controller unit)(23c)는 상기 ADC(22c)에 출력한 디지털 전압값을 기설정된 기준 전압값과 비교하여 정상인지 또는 불량인지 판단하고, 불량인 경우 상기 래치 릴레이(LR)를 구동, 접점을 연결하여 해당 태양전지 모듈(SM3)을 합선시킨다.
또한, 평상시에 상기 MCU(23c)는 적외선 송수신부(25c)를 제어하여 인접한 이전 모니터링 및 제어부(20b)에서 적외선(IR) 통신방식으로 송신한 인접한 태양전지 모듈(SM2)의 정보를 수신하여 해당 태양전지 모듈(SM3) 정보와 함께 다른 인접한 이후 모니터링 및 제어부(20d)에 적외선 통신방식으로 송신한다.
그러나 태양전지 모듈(SM3)이 불량인 경우 상기 래치 릴레이(LR)의 구동으로 해당 태양전지 모듈(SM3)이 합선된 경우 적외선 송수신부(25c)에도 전원이 공급되지 않아 작동하지 않고, 따라서 이전 모니터링 및 제어부(20b)에서 송신한 이전 태양전지 모듈(SM2)의 정보가 모니터링 및 제어부를 건너뛰어 이후 모니터링 및 제어부(20d)에 전송되고 이의 반복으로 통신을 지속적으로 유지하게 된다.
SMPS(24c)는 상기 래치 릴레이(LR) 후단에서 해당 태양전지 모듈(SM3)로부터 전원을 공급받아 모니터링 및 제어부(20c)의 작동에 필요한 전압으로 바꾸어, 예를 들어 태양전지 모듈(SM3)의 DC 40V 전압을 DC 5V로 감압하여 모니터링 및 제어부(20c)의 각 구성부에 공급한다.
이상과 같은 도 2와 도 3의 구성에서 만약 태양전지 모듈(SM3)이 불량인 경우, 모니터링 및 제어부(20c)의 MCU(23c)는 전압계(21c)와 ADC(22c)를 통해 태양전지 모듈(SM3)의 전압값을 입력받아 기설정된 기준 전압값과 비교하여 불량으로 판단하고, 래치 릴레이(LR)를 구동하여 태양전지 모듈(SM3)을 합선시킴으로써 직렬 연결에서 제외시킨다.
이에 따라 태양전지 모듈(SM3)의 전원이 모니터링 및 제어부(20c)에 공급되지 않고 따라서 적외선 송수신부(25c)는 구동되지 않아 이전 모니터링 및 제어부(20b)에서 적외선 통신으로 송신한 이전 태양전지 모듈(SM2)의 정보는 모니터링 및 제어부(20c)를 건너뛰어 이후 모니터링 및 제어부(20d)에 전송된다.
이와 같은 인접한 모니터링 및 제어부(20) 간의 적외선 릴레이 방식으로 태양전지 모듈(SM)의 정보가 접속반(60)에 송신된다.
상기 접속반(60)에서는 태양전지 모듈들(SM)의 정보를 취합하여 어느 태양전지 모듈(SM3)이 불량인지 판단하고, 다수개의 직병렬로 구성된 릴레이 스위치(30) 중 해당 불량 태양전지 모듈(SM3)에 연결된 스위치를 구동하여 A접점이 연결되도록 함으로써 불량 태양전지 모듈에 직렬 연결된 어느 하나의 태양전지 모듈과 마이크로컨버터(50)를 연결시킨다.
상기 마이크로컨버터(50)가 불량 태양전지 모듈(SM3)의 합선으로 인한 부족 전력만큼을 접속반(60)으로부터 직렬 연결된 태양전지 모듈(SM)의 스트링에 보충함으로써 정상적으로 전력을 생산하게 된다.
이후 작업자는 불량 태양전지 모듈을 새로운 태양전지 모듈로 교체하고 마이크로컨버터는 다시 불량에 대비할 수 있도록 조치를 취한다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
1: 접속반 20: 모니터링 및 제어부
21c: 전압계 22c: ADC
23c: MCU 24c: SMPS
25c: 적외선 송수신부 30: 스위치
50: 예비 태양전지모듈 60: 접속반
D: 다이오드 LR: 래치 릴레이
SM: 태양전지 모듈

Claims (6)

  1. 직렬 연결된 다수의 태양전지 모듈;
    마이크로컨버터;
    상기 다수의 태양전지 모듈 중 어느 하나의 태양전지 모듈과 마이크로컨버터 사이에 개재되는 제1스위치;
    상기 태양전지 모듈과 1 대 1이나 1 대 n으로 구비되어 해당 태양전지 모듈의 전원을 공급받아 동작하는 것으로, 해당 태양전지 모듈을 모니터링하여 정상인지 또는 불량인지 판별하고, 불량인 경우 해당 태양전지 모듈의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 내부의 래치 릴레이를 접속시켜 해당 태양전지 모듈을 합선시키는 방식으로 직렬 연결에서 제외하는 모니터링 및 제어부; 및
    상기 다수의 태양전지 모듈의 스트링 뒷단에 연결되어 상기 다수의 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 모아 인버터에 공급하며 태양전지 모듈이 불량인 경우 상기 제1스위치를 작동시켜 어느 하나의 태양전지 모듈과 마이크로컨버터를 연결하여 상기 마이크로컨버터로 하여금 부족한 전력만큼 보충하게 하는 접속반; 을 포함하되,
    상기 마이크로컨버터는 상기 다수의 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 모아 인버터에 공급하는 접속반에 제2스위치를 통해 연결되어 접속반에서 전력의 일부를 마이크로컨버터에 회귀시켜 부족한 전력을 보충하게 하고,
    상기 모니터링 및 제어부는 인접한 모니터링 및 제어부 간에 적외선 릴레이 방식으로 정보를 전송하되, 각 모니터링 및 제어부는 해당 태양전지 모듈마다 고유하게 부여된 ID와 불량 여부를 포함하는 태양전지 모듈 정보를 인접한 이후 모니터링 및 제어부에 전송하고, 이때 인접한 이전 모니터링 및 제어부에서 전송한 이전 태양전지 모듈의 정보가 있는 경우 이와 함께 이후 모니터링 및 제어부에 전송하며, 불량 태양전지 모듈에 구비된 모니터링 및 제어부가 있는 경우 이전 모니터링 및 제어부에서 송신한 이전 태양전지 모듈의 정보가 그 모니터링 및 제어부를 건너뛰어 이후 모니터링 및 제어부에 전송되는 것을 특징으로 하는 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1스위치는 A접점과 B접점이 하나의 쌍을 이룬 것으로, 상기 B접점은 마이크로컨버터의 +단자와 태양전지 모듈의 +단자 사이에 연결되고, 상기 A접점은 마이크로컨버터의 -단자와 태양전지 모듈의 +단자 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 직렬 연결된 다수 태양전지 모듈이 2개 이상 구비되어 병렬 연결되는 경우, 상기 제1스위치는 다수개의 직병렬로 구성된 릴레이 스위치인 것을 특징으로 하는 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 및 제어부는,
    상기 태양전지 모듈의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 래치 릴레이와,
    상기 래치 릴레이 후단의 태양전지 모듈의 입력단과 출력단 사이에 연결되어 태양전지 모듈로부터 인가되는 전력의 전압 레벨을 감지하여, 전압값을 ADC에 출력하는 전압계와,
    상기 전압계에서 출력한 아날로그 전압값을 디지털로 변환하여 MCU에 출력하는 ADC와,
    상기 ADC에서 출력한 디지털 전압값을 기설정된 기준 전압값과 비교하여 정상인지 또는 불량인지 판단하고 불량인 경우 상기 래치 릴레이를 구동, 접점을 연결하여 해당 태양전지 모듈을 합선시키는 MCU와,
    상기 MCU의 제어에 의해 인접한 모니터링 및 제어부 간에 적외선 릴레이 방식으로 해당 태양전지 모듈의 정보를 전송하는 적외선 송수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로컨버터 및 전력 회귀제어를 통한 태양광발전장치.
  6. 삭제
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