KR102204955B1 - Pid 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템은, 음극 및 양극 단자를 각각 포함하는 하나 이상의 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈에서 생산된 전력을 변환하는 전력변환장치; 상기 전력변환장치 앞단에 구비되어 PID 보상 전압을 인가하는 PID 보상장치;및 상기 PID 보상장치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 PID 보상장치는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 PID 보상장치를 선택적으로 연결/해제하는 PID 스위치를 더 포함하고, 상기 PID 보상장치는, 상기 하나 이상의 태양전지모듈에 동시에 상기 PID 보상 전압을 인가하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명은 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 발전시스템의 전력변환장치가 멀티스트링으로 구성 될 때, 하나의 PID 보상장치로 다수의 태양전지모듈에 PID 전압 보상을 할 수 있다.
또한, 지락검출장치와 PID 보상장치를 선택적으로 동작하고, 필요시 동시 동작하여 태양광 발전시스템의 정상동작 여부를 확인할 수 있다.

Description

PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템{Solar power unit having the function of anti-Potential Induced Degradation}
본 발명은 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 특히 지락방지기능과 PID 방지 기능을 모두 갖는 태양광 발전시스템에 관한 것이다.
PID(Potential Induced Degradation) 현상은 태양광 발전소에 설치되어 가동되는 모듈 일부에 가해진 고전압 스트레스에 의해 셀의 전기적 특성이 저하되고 이에 따라 모듈의 출력 특성도 동시에 저하되는 현상을 말한다.
일반적으로 태양광 발전시스템에서 태양전지 프레임은 전위가 0V가 되고, 태양전지는 접지 위치에 따라 -나 +로 전위가 달라진다. 이때, 태양전지와 프레임 간의 전압으로 인해 모듈에 사용되는 재질로부터 전자가 방출되어 접지된 프레임을 통해 방전이 발생하게 된다. 이로 인해 태양전지의 전류 특성이 부정적으로 변화시킬 수 있는 분극화가 일어난다. 이러한 분극화는 전체 태양광 발전량을 감소시키고, 태양광 발전시스템의 신뢰성이 감소된다.
일반적으로 알려진 PID 저감 기술은 태양전지, 모듈 및 시스템 레벨에서 각각 개발되고 있다. Nagel 등에 의하면 태양전지 레벨에서 가장 널리 쓰이고 있는 방법은 반사방지막의 정전용량을 최소화하는 것으로 반사방지막의 굴절율을 변화시켜 PID 저감 효과를 얻을 수 있으나, 이 방법은 셀 효율의 감소 요인이 되기도 한다.
그리고 모듈 레벨에서는 수분 침투를 최소화하는 것으로 모듈 제조 공정을 최적화하거나 재료를 변경하여 PID 저감 효과를 얻을 수 있으나, 이 방법은 모듈 제조 원가 증가 요인이 되기도 한다.
한국공개특허 제10-2018-0024169호
본 발명은 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 발전시스템의 전력변환장치가 멀티스트링으로 구성 될 때, 하나의 PID 보상장치로 다수의 태양전지모듈에 PID 전압 보상을 할 수 있는 것을 목적으로 한다.
또한, 지락검출장치와 PID 보상장치를 선택적으로 동작하고, 필요시 동시 동작하여 태양광 발전시스템의 정상동작 여부를 확인하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템은, 음극 및 양극 단자를 각각 포함하는 하나 이상의 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈에서 생산된 전력을 변환하는 전력변환장치; 상기 전력변환장치 앞단에 구비되어 PID 보상 전압을 인가하는 PID 보상장치;및 상기 PID 보상장치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 PID 보상장치는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 PID 보상장치를 선택적으로 연결/해제하는 PID 스위치를 더 포함하고, 상기 PID 보상장치는, 상기 하나 이상의 태양전지모듈에 동시에 상기 PID 보상 전압을 인가하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 PID 보상장치는 계통으로부터 전원을 공급받아 PID 보상 전압을 생성하는 전압생성부를 더 포함하고, 상기 전압생성부는 계통 전원을 입력받아 AC전원을 DC전원으로 정류하는 정류회로부; 및 상기 정류된 DC전원을 승압하여 PID 보상 전압을 생성하는 승압회로부;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 PID 보상장치는, 각각의 태양전지모듈의 양극단자와 연결되어 과전압 또는 과전류를 방지하는 퓨즈; 및 상기 퓨즈와 연결되어 직류전류가 역으로 흘러 들어가는 것을 방지하는 역전류 다이오드;를 포함하고, 상기 퓨즈 및 역전류 다이오드는 순방향으로 구성되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 PID 보상장치는, 상기 퓨즈의 출력단 전압을 검출하여 상기 퓨즈의 소손 여부를 검출하는 퓨즈 소손 검출부; 상기 전압생성부 출력단의 전압을 검출하는 출력전압 검출부; 및 상기 전압생성부 출력단의 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 태양전지모듈에서 발생하는 지락사고를 검출하는 지락검출장치를 더 포함하고, 상기 지락검출장치는 상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치는 서로 상보적으로 동작하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 PID 보상장치 동작 중 상기 지락검출장치를 동작시켜 간헐적으로 접지상태를 확인하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 지락검출장치 동작 중 상기 PID 보상장치를 동작시켜 상기 지락검출장치의 정상동작여부를 확인하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 제어부는, 상기 태양전지모듈의 출력전압 또는 전류에 따라 상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치를 제어하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 제어부는, 일출시간 또는 일몰시간에 따라 상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치를 제어하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 제어부는, 일사량 및 온도에 따라 상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치를 제어하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 PID 보상장치는 상기 태양전지모듈의 양극단자와 연결되어 PID 방지 기능을 갖는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 PID 보상장치는 상기 태양전지모듈의 음극단자와 연결되어 PID 방지 기능을 갖는 점에 그 특징이 있다.
본 발명은 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 발전시스템의 전력변환장치가 멀티스트링으로 구성 될 때, 하나의 PID 보상장치로 다수의 태양전지모듈에 PID 전압 보상을 할 수 있다.
또한, 지락검출장치와 PID 보상장치를 선택적으로 동작하고, 필요시 동시 동작하여 태양광 발전시스템의 정상동작 여부를 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하나 이상의 태양전지모듈에 PID 전압을 동시에 인가하는 것을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PID 보상장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로 지락검출장치를 포함하는 태양광 발전시스템을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하나 이상의 태양전지모듈에 PID 전압을 동시에 인가하는 것을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PID 보상장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템은, 태양전지모듈(100), PID 보상장치(200), PID 스위치(210), 전력변환장치(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다.
상기 태양전지모듈(100)은 하나 이상이 구비되고, 각각 음극단자(-) 및 양극단자(+)를 포함한다.
PID(Potential induced degradation)는 비절연 태양광 발전시스템에서 태양전지모듈이 스트링으로 구성될 때, 태양전지모듈의 음극전압이 접지저항 대비 -로 발생되어 태양전지모듈의 이온화가 진행되면서 지속적으로 패널의 용량이 감소하게 되는 현상이다. 이를 방지하기 위해 태양전지모듈의 음극전압을 접지 대비 +로 만들어 줌으로써 PID 현상을 방지할 수 있다.
상기 PID 보상장치(200)는 상기 전력변환장치(400) 앞단에 구비되어 PID 보상 전압을 상기 태양전지모듈(100)로 인가한다. 상기 PID 보상장치(200)의 일단은 상기 전력변환장치(400) 앞단에 연결되고 타단은 접지(G)와 연결된다.
보다 구체적으로, 상기 PID 보상장치(200)는 도 1과 같이 태양전지모듈(100)의 양극전압과 연결될 수 있다. 또는 도면에 도시되지 않았으나, 상기 태양전지모듈(100)의 음극전압과 연결될 수 있다.
상기 PID 보상장치(200) 앞단에 PID 스위치(210)가 배치된다. 상기 PID 스위치(210)는 상기 제어부(500)의 제어에 따라 상기 PID 보상장치(200)와 상기 태양전지모듈(100)을 선택적으로 연결 또는 해제할 수 있다. 즉, PID 보상장치(200)에 문제가 생겼을 경우, 상기 제어부(500)에서 제어하여 PID 보상장치(200)를 태양전지모듈(100)과 해제하도록 상기 PID 스위치(210)를 오픈하도록 할 수 있다.
상기 PID 보상장치(200)는 전압생성부(220)를 포함한다. 상기 전압생성부(220)는 계통(10)으로부터 전원을 공급받아 PID 보상 전압을 생성한다.
상기 전압생성부(220)는 정류회로부(221) 및 승압회로부(222)를 포함한다.
상기 정류회로부(221)는 계통 전원을 입력받아 AC전원을 DC전원으로 정류한다. 상기 승압회로부(222)는 상기 정류된 DC전원을 승압하여 PID 보상 전압을 생성한다. 상기 PID 보상 전압은 상기 제어부(500)에 의해 설정될 수 있고, 상기 승압회로부(222)는 상기 제어부(500)에 의해 설정된 PID 보상 전압을 생성할 수 있다.
상기 PID 보상 전압을 상기 태양전지모듈(100) 양극단자(+)를 통해 인가함으로써 PID 현상을 방지할 수 있게된다.
또한, 도면에 도시되지 않았으나, 상기 PID 보상 전압을 상기 태양전지모듈(100) 음극단자(-)를 통해 인가함으로써 PID 현상을 방지할 수 있다.
상기 태양전지모듈(100)이 하나 이상으로 구비되어 발전되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 PID 보상장치(200)는 동시에 PID 보상 전압을 인가할 수 있다. 하나의 PID 보상장치(200)를 통해 복수개의 태양전지모듈(100)에 동시에 PID 보상 전압을 인가함으로써 보다 쉽게 PID 보상 전압을 제어하고 원가 절감의 효과를 가져올 수 있다. 이 때, 상기 PID 보상장치(200)와 복수개의 태양전지모듈(100)은 병렬로 연결되어 상기 각각의 태양전지모듈(100)에 같은 PID 보상 전압을 인가할 수 있다.
상기 PID 보상장치(200)는 퓨즈(230) 및 역전류 다이오드(240)를 포함한다.
상기 퓨즈(230)는 상기 태양전지모듈(100)의 양극단자(+)와 연결되어 과전압 또는 과전류를 방지한다.
상기 역전류 다이오드(240)는 상기 퓨즈(230)와 연결되어 직류 전류가 역으로 흘러들어가는 것을 방지한다. 상기 퓨즈(230)와 역전류 다이오드(240)는 순방향으로 구성된다.
PID 보상전압은 상기 전압생성부(220)에서 생성되어 역전류 다이오드(240), 퓨즈(230)를 거쳐 각각의 태양전지모듈(100)의 양극단자(+)로 인가되게 된다.
상기 PID 보상장치(200)는 퓨즈 소손 검출부(260)를 더 포함할 수 있다. 상기 퓨즈 소손 검출부(260)는 상기 퓨즈(230)의 출력단 전압을 검출하여 상기 퓨즈(230)의 소손 여부를 검출한다. 상기 퓨즈(230)의 소손 여부를 검출하여 상기 태양전지모듈(100)에 PID 보상 전압이 정상적으로 인가되고 있는지 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 퓨즈(230)의 출력단 전압과 상기 제어부(500)에서 설정된 PID 보상 전압을 비교하여 정상적인 PID 보상 전압이 인가되는지 확인한다.
상기 PID 보상장치(200)는 출력전압 검출부(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 출력전압 검출부(250)는 상기 전압생성부(220)에서 생성된 PID 보상 전압을 상기 전압생성부(220) 출력단에서 검출한다. 상기 출력전압 검출부(250)에서 검출된 전압과 상기 제어부(500)에서 설정된 PID 보상 전압을 비교하여 정상적인 PID 보상 전압이 출력되고 있는지 판단할 수 있다.
상기 PID 보상장치(200)는 누설전류 검출부(270)를 더 포함할 수 있다. 상기 누설전류 검출부(270)는 상기 전압생성부(220) 출력단에서 누설되는 전류를 검출하고 누설전류가 검출되는 경우 제어부(500)로 누설전류 검출을 알려 PID 보상장치(200)를 보호할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로 지락검출장치를 포함하는 태양광 발전시스템을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전시스템은 지락검출장치(300)를 더 포함한다. 상기 지락검출장치(300)는 상기 태양전지모듈(100)에서 발생하는 지락사고를 검출한다. 상기 지락검출장치(300)는 제어부(500)에 의해 제어되고, 상기 PID 보상장치(200)와 상기 지락검출장치(300)는 서로 상보적으로 동작한다.
상기 지락검출장치(300)는 제 1분압저항(310), 제 2분압저항(320), 접지저항(330), 접지저항전압검출부(340) 및 기준전압비교부(350)로 구성된다.
상기 제 1분압저항(310) 및 제 2분압저항(320)은 상기 태양전지모듈(100)의 음극과 양극 양단의 전압을 분압하기 위한 것이고, 상기 접지저항(330) 일단이 상기 제 1분압저항(310)과 제 2분압저항(320) 사이의 공통중성점(N)에 연결되고, 타단이 접지점에 연결된다. 상기 접지저항전압검출부(340)는 상기 접지저항(330)의 양단전압을 검출하고, 상기 기준전압비교부(350)는 상기 접지저항전압검출부(340)로부터 검출된 상기 접지저항(330)의 양단전압과 기준전압값을 비교하여 지락사고 발생여부를 판단한다.
정상운전중에는 각 분압저항 양단 전압은 같으며, 분압저항 출력의 공통중성점과 접지 사이의 접지저항(330)에는 전류가 흐르지 않는다. 그러나, 태양전지 모듈의 DC출력 양극이나 음극이 접지와 도통되는 지락사고가 발생하면 각 분압저항 양단 전압은 편차가 생기며, 분압저항 출력의 공통중성점(N)과 접지 사이에 설치한 접지저항(330)에는 전류가 생기게 된다.
지락사고 발생시 접지저항(330) 양단에 전류가 흐르고, 접지저항(330) 양단에 전압강하가 발생하며, 접지저항(330)의 양단 전압을 계측하여 지락사고 발생여부를 판단한다.
상기 제어부(500)는 상기 기준전압제어부에서 상기 접지저항(330)의 양단전압이 상기 기준전압을 초과하여 지락사고가 발생한 것으로 판단된 경우 태양광발전시스템의 운전을 정지하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 기준전압제어부에서 상기 접지저항(330)의 양단전압이 상기 기준전압을 초과하여 지락사고가 발생한 것으로 판단된 경우 지락사고가 발생하였다는 알람을 표시하도록 상기 태양광발전시스템의 동작을 제어할 수도 있다.
상기 지락검출장치(300)를 필요에 따라 분압저항에서 접지저항(330)으로 구성을 선택적으로 연결/해제할수 있도록 하기 위한 릴레이스위치(360)를 더 포함하여 구성된다. 상기 릴레이스위치(360)는 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 접지저항(330)과 상기 제 1분압저항(310)과 제 2분압저항(320) 사이의 공통중성점(N) 사이에 연결되어 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 릴레이스위치(360)는 접지저항(330)을 상기 공통중성점(N)으로부터 연결하거나 해제하는 방식으로 온/오프 제어되고 이러한 온/오프 제어에 의해 지락검출장치를 연결/해제하여 지락검출기능을 켜거나 끄게 된다.
상기 제어부(500)는 상기 PID 보상장치(200), 지락검출장치(300) 및 전력변환장치(400)를 제어한다.
상기 제어부(500)는 PID 보상장치(200) 동작 중 지락검출장치(300)를 동작시켜 간헐적으로 접지상태를 확인할 수 있다.
상기 제어부(500)는 태양전지모듈(100)이 정상동작하는 중에 PID 보상장치(200)를 동작시켜 상기 지락검출장치(300)의 정상동작 여부를 확인할 수 있다. 상기 태양전지모듈(100)이 정상동작 중에 PID 보상장치(200)의 동작으로 PID 보상 전압이 태양전지모듈(100)의 양극 단자(+)에 인가되면 상기 지락검출장치(300)는 지락사고로 판단할 수 있다. 상기와 같이 상기 제어부(500)는 PID 보상장치(200) 및 지락검출장치(300)를 선택적으로 동작 제어하고, 또는 동시에 동작 제어하여 태양광 발전시스템의 정상동작 여부를 확인할 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 태양전지모듈(100)의 출력전압 또는 전류에 따라 PID 보상장치(200) 및 지락검출장치(300)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 태양전지모듈(100)의 출력전압이나 전류가 미리 설정된 일정값 이상이면 상기 릴레이스위치(360)를 온 상태로 제어하고, 태양전지모듈(100)의 출력전압이나 전류가 미리 설정된 일정값 미만이면 상기 릴레이스위치(360)를 오프 상태로 제어한다. 또한, 태양전지모듈(100)의 출력전압이나 전류에 따라 상기 PID 보상장치(200)의 온/오프를 제어할 수 있다. 상기 동작의 온/오프는 PID 스위치(210)의 온/오프로 제어할 수도 있다.
상기 제어부(500)는 일출시간 또는 일몰시간에 따라 상기 PID 보상장치(200) 및 지락검출장치(300)를 제어할 수 있다. 계절 및 지역에 따라 일출시간 또는 일몰시간이 달라지므로 상기 제어부(500)는 변화하는 일출시간 또는 일몰시간에 따라 상기 PID 보상장치(200) 및 지락검출장치(300)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 일출시간으로부터 일몰시간까지 미리 설정된 일정 범위 내에 해당되면 상기 릴레이스위치(360)를 온 상태로 제어하고, 일출시간으로부터 일몰시간까지 미리 설정된 일정 범위 내에 해당되지 않으면 상기 릴레이스위치(360)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 또한, PID 보상장치(200)는 일출시간 또는 일몰시간에 따라 그 동작의 온/오프를 제어할 수 있고, 상기 동작의 온/오프는 PID 스위치(210)의 온/오프로 제어할 수도 있다. 지락검출장치(300) 없이 PID 보상장치(200)만 구비되어 있는 경우, PID 보상장치(200)를 일출시간으로부터 일몰시간까지 미리 설정된 일정 범위 내에 동작시키거나, 또는 정지 없이 계속 동작시킬 수도 있다. 상기 PID 보상장치(200) 및 지락검출장치(300)의 동작시간을 사용자가 임의로 지정할 수도 있다.
상기 제어부(500)는 일사량 및 온도에 따라 PID 보상장치(200) 및 지락검출장치(300)를 제어할 수 있다. 예를 들면 일사량 및 온도가 미리 설정된 일정값 이상이면 릴레이스위치(360)를 온하여 지락검출장치(300)가 동작하도록 연결하고, 일사량 및 온도가 미리 설정된 일정값 이하이면 상기 릴레이스위치(350)를 오프하여 상기 지락검출장치(300)의 동작을 해제한다. 또한, PID 보상장치(200)도 일사량 및 온도에 따라 태양전지모듈(100)의 발전량이 달라지므로, 상기 일사량 및 온도에 따른 태양전지모듈(100)의 발전량에 따라 PID 보상 전압을 설정할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 계통 100 태양전지모듈
200 PID 보상장치 210 PID 스위치
220 전압생성부 221 정류회로부
222 승압회로부 230 퓨즈
240 역전류 다이오드 250 출력전압 검출부
260 퓨즈 소손 검출부 300 지락검출장치
310 제1분압저항 320 제2분압저항
330 접지저항 340 접지저항 검출부
350 기준전압 비교부 360 릴레이스위치
400 전력변환장치 500 제어부

Claims (12)

  1. 음극 및 양극 단자를 각각 포함하는 하나 이상의 태양전지모듈;
    상기 태양전지모듈에서 생산된 전력을 변환하는 전력변환장치;
    상기 전력변환장치 앞단에 구비되어 PID 보상 전압을 인가하는 PID 보상장치;및
    상기 PID 보상장치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 PID 보상장치는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 PID 보상장치를 선택적으로 연결/해제하는 PID 스위치를 더 포함하고,
    상기 PID 보상장치는,
    상기 하나 이상의 태양전지모듈에 동시에 상기 PID 보상 전압을 인가하고,
    상기 태양전지모듈에서 발생하는 지락사고를 검출하는 지락검출장치를 더 포함하고,
    상기 지락검출장치는 상기 제어부에 의해 제어되고,
    상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치는 서로 상보적으로 동작하고,
    상기 PID 보상장치 동작 중 상기 지락검출장치를 동작시켜 간헐적으로 태양광 발전시스템의 접지상태를 확인하고,
    상기 지락검출장치 동작 중 상기 PID 보상장치를 동작시켜 상기 지락검출장치의 정상동작여부를 확인하고,
    상기 지락검출장치는,
    상기 태양전지모듈의 음극과 양극 양단 전압을 분압하는 제1분압저항 및 제2분압저항;
    상기 제1분압저항 및 제2분압저항 사이의 공통중성점에 연결되는 접지저항;
    상기 접지저항의 양단전압을 검출하는 접지저항검출부;
    상기 접지저항검출부로부터 검출된 상기 접지저항의 양단전압과 기준전압값을 비교하여 지락사고 발생여부를 판단하는 기준전압비교부;및
    상기 공통중성점과 상기 접지저항 사이에 구비되어 상기 지락검출장치를 필요에 따라 선택적으로 연결/해제할 수 있도록 하기 위한 릴레이스위치;를 포함하는, PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PID 보상장치는 계통으로부터 전원을 공급받아 PID 보상 전압을 생성하는 전압생성부를 더 포함하고,
    상기 전압생성부는 계통 전원을 입력받아 AC전원을 DC전원으로 정류하는 정류회로부; 및
    상기 정류된 DC전원을 승압하여 PID 보상 전압을 생성하는 승압회로부;를 포함하는 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PID 보상장치는,
    각각의 태양전지모듈의 양극단자와 연결되어 과전압 또는 과전류를 방지하는 퓨즈; 및
    상기 퓨즈와 연결되어 직류전류가 역으로 흘러 들어가는 것을 방지하는 역전류 다이오드;를 포함하고,
    상기 퓨즈 및 역전류 다이오드는 순방향으로 구성되는 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 PID 보상장치는,
    상기 퓨즈의 출력단 전압을 검출하여 상기 퓨즈의 소손 여부를 검출하는 퓨즈 소손 검출부;
    상기 전압생성부 출력단의 전압을 검출하는 출력전압 검출부; 및
    상기 전압생성부 출력단의 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부;를 포함하는 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 태양전지모듈의 출력전압 또는 전류에 따라 상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치를 제어하는 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    일출시간 또는 일몰시간에 따라 상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치를 제어하는 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    일사량 및 온도에 따라 상기 PID 보상장치 및 상기 지락검출장치를 제어하는 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 PID 보상장치는 상기 태양전지모듈의 양극단자와 연결되어 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 PID 보상장치는 상기 태양전지모듈의 음극단자와 연결되어 PID 방지 기능을 갖는 태양광 발전시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023113169A1 (ko) * 2021-12-17 2023-06-22 주식회사 엘지에너지솔루션 에너지 저장 시스템 및 에너지 저장 시스템의 접지구조 제어 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113852129B (zh) * 2021-11-04 2024-05-14 阳光电源股份有限公司 一种光伏发电***及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2943133B2 (ja) * 1994-04-30 1999-08-30 キヤノン株式会社 絶縁状態測定方法、絶縁状態判定装置及びそれを用いた分散型発電装置
JP2014099438A (ja) * 2012-11-13 2014-05-29 Nisshinbo Mechatronics Inc 太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置および出力低下予防回復方法
KR101479285B1 (ko) * 2014-08-12 2015-01-07 주식회사 대경산전 태양광 발전시스템의 접속함 접촉불량 검출장치
JP2017011956A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 オムロン株式会社 太陽光発電システムの出力回復方法およびその装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101776159B1 (ko) * 2015-09-07 2017-09-07 강문수 태양전지 모듈의 수명 연장이 가능한 접속반을 구비한 태양광 발전 시스템
KR20180024169A (ko) 2016-08-29 2018-03-08 엘에스산전 주식회사 태양광 인버터

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2943133B2 (ja) * 1994-04-30 1999-08-30 キヤノン株式会社 絶縁状態測定方法、絶縁状態判定装置及びそれを用いた分散型発電装置
JP2014099438A (ja) * 2012-11-13 2014-05-29 Nisshinbo Mechatronics Inc 太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置および出力低下予防回復方法
KR101479285B1 (ko) * 2014-08-12 2015-01-07 주식회사 대경산전 태양광 발전시스템의 접속함 접촉불량 검출장치
JP2017011956A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 オムロン株式会社 太陽光発電システムの出力回復方法およびその装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023113169A1 (ko) * 2021-12-17 2023-06-22 주식회사 엘지에너지솔루션 에너지 저장 시스템 및 에너지 저장 시스템의 접지구조 제어 방법

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