KR200495993Y1 - 태양광 접속반 시스템 - Google Patents

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Abstract

태양광 접속반 시스템은 복수의 태양광 모듈로부터 생성된 전류가 입력되는 입력단자부, 입력단자부의 전압을 측정하는 입력전압측정부, 입력된 전류를 출력되는 출력단자부, 입력된 전류를 외부로 접지하는 접지단자부, 입력단자부와 접지단자부 사이에 배치되어 입력단자부로 입력되는 전압이 조정되어 일정하게 출력단자부로 출력되도록 하는 레귤레이터, 입력단자부와 출력단자부 사이에 배치되어 입력단자부를 출력단자부, 레귤레이터 및 접지단자부 중 어느 하나와 연결되도록 하는 스위칭부 및 입력단자부로 입력되는 정상전압범위를 저장하며, 입력전압측정부에서 측정된 전압이 정상전압범위를 벗어나는 경우 입력단자부와 레귤레이터가 연결되도록 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

태양광 접속반 시스템{Solar Junction System}
본 고안은 태양광 접속반 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정적으로 전원을 연결하도록 하는 태양광 접속반 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 접속반은, 태양광 발전 시스템에 포함된 복수의 태양광 모듈로부터 생성된 직류 전류를 취합하여 상기 태양광 발전 시스템에 포함된 인버터에 출력하는 장치이다.
복수의 태양광 모듈은 일기에 따라 태양광의 세기가 다르므로 생성된 직류 전류가 과전압이 되기도 하며, 이 과전압의 전류가 인버터에 전달되는 경우 인버터가 고장나는 경우가 발생하므로 스위치를 중간에 마련하여 접지되도록 하고 있으나 생산된 전류가 낭비되며 인버터로 연결되는 경우 여전히 인버터가 고장나는 문제가 있다.
따라서 본 고안의 목적은 태양광 모듈에서 생산된 전류를 안정적인 전압으로 인버터에 전달되도록 할 수 있는 태양광 접속반 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 태양광 접속반 시스템은, 복수의 태양광 모듈로부터 생성된 전류가 입력되는 입력단자부; 상기 입력단자부의 전압을 측정하는 입력전압측정부; 상기 입력된 전류를 출력되는 출력단자부; 상기 입력된 전류를 외부로 접지하는 접지단자부; 상기 입력단자부와 상기 접지단자부 사이에 배치되어 상기 입력단자부로 입력되는 전압이 조정되어 일정하게 상기 출력단자부로 출력되도록 하는 레귤레이터; 상기 입력단자부와 상기 출력단자부 사이에 배치되어 상기 입력단자부를 상기 출력단자부, 상기 레귤레이터 및 접지단자부 중 어느 하나와 연결되도록 하는 스위칭부; 및 상기 입력단자부로 입력되는 정상전압범위를 저장하며, 상기 입력전압측정부에서 측정된 전압이 상기 정상전압범위를 벗어나는 경우 상기 입력단자부와 상기 레귤레이터가 연결되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다. 과전압의 전류가 발생하는 경우에도 입력전압을 측정하여 레귤레이터를 통하여 안정적인 전압으로 출력단자부에서 인버터로 제공될 수 있도록 하여 고장이 나지 않고 안정적으로 안정적인 전압을 제공하여 전력의 낭비를 줄이고 유지관리비용을 줄이는 경제성이 향상될 수 있다.
여기서, 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 중 적어도 하나의 열 및 화상을 감지하는 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 각각의 정상온도범위 및 정상화상범위를 저장하며, 상기 센서부로부터 감지된 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터의 온도 및 화상이 상기 정상온도범위 및 상기 정상화상범위를 벗어나는 정도에 따라 화재위험을 판단하면 태양광 접속반 시스템의 화재 발생 가능성을 화재 이전에 미리 발견할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터를 향해 냉풍을 출력하는 냉각부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 감지된 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 각각의 온도가 상기 정상온도범위를 초과하면 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 중 상기 정상온도범위를 초과한 적어도 하나를 향해 냉풍이 출력되도록 상기 냉각부를 제어하면 화재 발생 가능성이 높은 입력단자부, 출력단자부, 스위칭부 및 레귤레이터의 높아진 온도 및 화상이 화재 발생 가능성이 낮아지도록 냉풍을 출력할 수 있어 바람직하다.
본 고안에 따르면 과전압의 전류가 발생하는 경우에도 입력전압을 측정하여 레귤레이터를 통하여 안정적인 전압으로 출력단자부에서 인버터로 제공될 수 있도록 하여 고장이 나지 않고 안정적으로 안정적인 전압을 제공하여 전력의 낭비를 줄이고 유지관리비용을 줄이는 경제성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안에 따른 태양광 접속반 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 고안에 따른 태양광 접속반 시스템의 제어블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 본 고안에 따른 태양광 접속반 시스템(1)을 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 태양광 접속반 시스템(1)의 개략도이고, 도 2는 본 고안에 따른 태양광 접속반 시스템(1)의 제어블록도이다.
도 1과 도2를 참조하여 태양광 접속반 시스템(1)을 설명한다.
태양광 접속반 시스템(1)은 입력단자부(10), 입력전압측정부(20), 출력단자부(30), 접지단자부(40), 스위칭부(50), 레귤레이터(60), 냉각부(70), 센서부(80) 및 제어부(90)를 포함할 수 있다. 태양광 접속반 시스템(1)은 입력단자부(10), 입력전압측정부(20), 출력단자부(30), 접지단자부(40), 스위칭부(50), 레귤레이터(60), 냉각부(70), 센서부(80) 및 제어부(90)를 수용할 수 있는 하우징(미도시)을 더 포함할 수 있다.
입력단자부(10)는 복수의 태양광 모듈(2)로부터 생성된 전류가 입력되도록 복수의 태양광 모듈(2)과 전기적으로 연결된다.
입력전압측정부(20)는 입력단자부(10)로 입력되는 전류의 전압을 측정할 수 있다. 입력전압측정부(20)는 측정된 입력단자부(10)의 전압을 후술할 제어부(90)로 전달할 수 있다.
출력단자부(30)는 입력단자부(10)로 입력된 전류를 후단의 인버터(3)로 출력할 수 있도록 인버터(3)와 전기적으로 연결된다.
접지단자부(40)는 입력단자부(10)와 출력단자부(30) 사이에서 입력된 전류를 외부로 접지할 수 있다.
스위칭부(50)는 입력단자부(10)와 출력단자부(30) 사이에 배치되어 입력단자부(10)를 출력단자부(30), 후술할 레귤레이터(60) 및 접지단자부(40) 중 어느 하나와 연결되도록 할 수 있다. 여기서, 접지단자부(40)는 레귤레이터(60)에 연결되어 있을 수도 있고, 스위칭부(50)에서 직접 연결되어 있을 수도 있다.
레귤레이터(60)는 입력단자부(10)와 접지단자부(40) 사이에 배치되어 입력단자부(10)로 입력되는 전압이 조정되어 일정하게 출력단자부(30)로 출력되도록 할 수 있다. 레귤레이터(60)는 출력단자부(30)로 설정된 일정한 전압을 출력할 수 있도록 할 수 있으며, 입력단자부(10)로부터 과전압이 입력되는 경우와 저전압이 입력되는 경우에도 감압과 승압하여 일정한 전압이 출력단자부(30)로 출력되도록 할 수 있다.
냉각부(70)는 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)를 향해 냉풍을 출력할 수 있다. 냉각부(70)는 냉각소자(71)와 송풍기(72)를 포함할 수 있다.
냉각소자(71)는 복수의 열전소자로 이루어진다. 열전소자는 열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자의 총칭이다. 회로의 안정화와 열, 전력, 빛 검출 등에 사용하는 서미스터, 온도를 측정할 때 사용하는 제베크 효과를 이용한 소자, 냉동기나 항온조제작에 사용되는 펠티에 소자 등이 있다. 여기서, 펠티에 효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트·텔루륨 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열·발열 작용을 하는 펠티에 소자를 얻을 수 있다.
이것은 전류 방향에 따라 흡열/발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열/발열량이 조절되므로, 용량이 적은 냉동기 또는 상온 부근의 정밀한 항온조(恒溫槽) 제작에 응용한다. 펠티에 소자는 펠티에 효과를 나타내기 위해 N형과 P형의 반도체를 한 번씩 사용하여 발열과 흡열 반응을 일으킨다. 냉각부(71)의 열전소자는 상기와 같이 발열부와 흡열부를 모두 가지고 형성될 수도 있으며 흡열부만을 가지고 형성될 수도 있다.
냉각소자(71)는 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)를 향해 배치된 후술할 송풍기(72)의 전단 즉, 송풍방향 측에 배치될 수 있다.
송풍기(72)는 냉각소자(71)를 향해 송풍되도록 배치되어 송풍이 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)로 유동되도록 할 수 있다.
센서부(80)는 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 중 적어도 하나의 열 및 화상을 감지할 수 있다. 센서부(80)는 화상감지센서(81), 열감지센서(82) 및 외부온도센서(83)를 포함할 수 있다.
화상감지센서(81)는 열화상카메라로 마련될 수 있으며, 내부의 화상을 감지하고 촬영할 수 있다. 화상감지센서(81)는 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 중 적어도 하나의 열화상을 촬영할 수 있다. 화상감지센서(81)는 화재가 발생하여도 화상을 촬영할 수 있고, 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)의 온도가 상승하여도 열화상을 촬영할 수 있다.
열감지센서(82)는 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)로부터 발산되는 열을 감지할 수 있다.
외부온도센서(83)는 하우징 외부의 온도를 감지할 수 있다.
제어부(90)는 입력단자부(10)로 입력되는 정상전압범위를 저장하며, 입력전압측정부(20)에서 측정된 전압이 정상전압범위를 벗어나는 경우 입력단자부(10)와 레귤레이터(60)가 연결되도록 스위칭부(50)를 제어할 수 있다. 제어부(90)는 입력단자부(10)로 입력되는 전압이 정상전압범위를 벗어나는 과전압이거나 저전압이거나 하면 입력전압이 출력단자부(30)로 출력되지 않도록 스위칭하여 입력전압이 레귤레이터(60)로 입력되도록 할 수 있다. 제어부(90)는 레귤리에터(60)의 용량보다 많은 전류가 입력되면 넘치는 전류는 접지로 연결되도록 하는 내부스위치를 더 가질 수 있다.
제어부(90)는 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 각각의 정상온도범위 및 정상화상범위를 저장하며, 센서부(80)로부터 감지된 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)의 온도 및 화상이 정상온도범위 및 정상화상범위를 벗어나는 정도에 따라 화재위험을 판단할 수 있다.
제어부(90)는 화재위험단계를 복수로 마련할 수도 있다. 제어부(90)는 열감지센서(82)에서 감지되는 열발산온도를 복수의 범위로 구분하여 화재위험을 판단할 수도 있고, 화상감지센서(81)에서 감지되는 화상을 복수의 범위로 구분하여 화재위험을 판단할 수도 있다. 예를 들어, 화재가능성1, 화재가능성2 및 화재가능성3으로 구분하여 화재가능성1로 판단되는 경우 냉풍 1단계가 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)로 출력되도록 냉각부(70)를 제어할 수도 있다. 제어부(90)는 냉풍의 출력세기에 따라 냉풍1단계, 냉풍2단계 및 냉풍3단계가 출력되도록 할 숟도 있다.
제어부(90)는 센서부(80)로부터 감지된 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 각각의 온도가 정상온도범위를 초과하면 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 중 정상온도범위를 초과한 적어도 하나를 향해 냉풍이 출력되도록 냉각부(70)를 제어할 수 있다.
제어부(90)는 센서부(80)로부터 감지된 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 각각의 온도에 따라 냉각소자(71)의 냉각온도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(90)는 센서부(80)로부터 감지된 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 각각의 온도에 따라 송풍기(72)의 회전속도를 제어하여 송풍량이 제어되도록 할 수도 있다.
제어부(90)는 외부온도센서(83)의 온도에 따라 냉각소자(71)의 냉각온도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(90)는 외부온도센서(83)의 온도에 따라 송풍기(72)의 회전속도를 제어하여 송풍량이 제어되도록 할 수도 있다. 제어부(90)는 외부온도가 기설정 온도 이상이 되는 경우 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60) 각각의 정상온도범위 및 정상화상범위를 낮추도록 변경할 수 있다. 이에 따라 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)의 온도가 낮은 경우에도 냉각부(70)가 가동될 수도 있다.
상기의 실시 예 이 외의 변형 가능한 실시 예를 설명한다.
상기 레귤레이터(60)와 출력단자부(30) 사이에는 복수의 다이오드가 마련되어 출력단자부(30)로부터 레귤레이터(60)로 전류가 역류되지 않도록 할 수도 있다.
상기 레귤레이터(60)는 유지관리 및 고장 시를 대비하여 복수로 마련될 수 있으며, 전류가 우회되도록 하는 우회경로 및 우회경로 상의 단속밸브가 마련될 수 있다. 또한, 레귤레이터(60)의 이상이 있을 시 이에 대한 정보를 알릴 수 있도록 하는 알림부를 추가로 가질 수 있다. 알림부는 화재위험의 가능성이 있을 경우에도 화재위험의 가능성에 대한 정보를 알리 수 있다. 알림부는 다양한 경우에 경보를 울리 수도 있다.
상기의 냉각부(70)의 냉각소자(71)는 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)를 둘러싸면 배치되어 온도가 상승하는 경우 가동되어 입력단자부(10), 출력단자부(30), 스위칭부(50) 및 레귤레이터(60)의 온도를 낮추도록 할 수도 있다.
상기의 태양광 접속반 시스템(1)으로 인하여, 과전압의 전류가 발생하는 경우에도 입력전압을 측정하여 레귤레이터(60)를 통하여 안정적인 전압으로 출력단자부(30)에서 인버터(3)로 제공될 수 있도록 하여 고장이 나지 않고 안정적으로 안정적인 전압을 제공하여 전력의 낭비를 줄이고 유지관리비용을 줄이는 경제성이 향상될 수 있다.
1: 태양광 접속반 시스템 2: 태양광 모듈
3: 인버터
10: 입력단자부 20: 입력전압측정부
30: 출력단자부 40: 접지단자부
50: 스위칭부 60: 레귤레이터
70: 냉각부 71: 냉각소자
72: 송풍기 80: 센서부
81: 화상감지센서 82: 열감지센서
83: 외부온도센서 90: 제어부

Claims (3)

  1. 태양광 접속반 시스템에 있어서,
    복수의 태양광 모듈로부터 생성된 전류가 입력되는 입력단자부;
    상기 입력단자부의 전압을 측정하는 입력전압측정부;
    상기 입력된 전류를 출력되는 출력단자부;
    상기 입력된 전류를 외부로 접지하는 접지단자부;
    상기 입력단자부와 상기 접지단자부 사이에 배치되어 상기 입력단자부로 입력되는 전압이 조정되어 일정하게 상기 출력단자부로 출력되도록 하는 레귤레이터;
    상기 입력단자부와 상기 출력단자부 사이에 배치되어 상기 입력단자부를 상기 출력단자부, 상기 레귤레이터 및 접지단자부 중 어느 하나와 연결되도록 하는 스위칭부; 및
    상기 입력단자부로 입력되는 정상전압범위를 저장하며, 상기 입력전압측정부에서 측정된 전압이 상기 정상전압범위를 벗어나는 경우 상기 입력단자부와 상기 레귤레이터가 연결되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 레귤레이터는,
    상기 스위칭부에 의해 상기 입력단자부로 연결되면, 상기 입력단자부로부터 유입되는 과전압과 저전압에 따라 감압과 승압을 통해 일정한 전압으로 유도하여 상기 출력단자부로 출력시키는 것을 특징으로 하는 태양광 접속반 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 중 적어도 하나의 열 및 화상을 감지하는 센서부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 각각의 정상온도범위 및 정상화상범위를 저장하며, 상기 센서부로부터 감지된 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터의 온도 및 화상이 상기 정상온도범위 및 상기 정상화상범위를 벗어나는 정도에 따라 화재위험을 판단하는 태양광 접속반 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터를 향해 냉풍을 출력하는 냉각부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 센서부로부터 감지된 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 각각의 온도가 상기 정상온도범위를 초과하면 상기 입력단자부, 상기 출력단자부, 상기 스위칭부 및 상기 레귤레이터 중 상기 정상온도범위를 초과한 적어도 하나를 향해 냉풍이 출력되도록 상기 냉각부를 제어하는 태양광 접속반 시스템.
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