KR20100111670A - 태양광발전 인버터 인터페이스 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

태양광발전 인버터 인터페이스 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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에릭 세이무르
잭 에이. 길모어
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어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드
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Abstract

태양광발전 시스템, 방법 및 장치가 기술된다. 예시적 실시예에서, 상기 시스템은, 태양광발전 어레이의 제1 및 제2 레일에 결합하기 위한 제1 및 제2 입력; 태양광발전 어레이로부터의 DC 전력을 AC 전력으로 변환하도록 구성되는 인버터; 및 상기 제1 및 제2 입력과 인버터에 결합되는 인터페이스부를 포함하고, 상기 인터페이스부는, 제1 및 제2 입력 중 하나를 인버터로부터 절연하고 또한 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압 인가를 변조하여 태양광발전 어레이 상의 부하를 증가시키고 태양광발전 어레이로부터 인버터로 인가되는 전압을 감소시키도록 구성된다.

Description

태양광발전 인버터 인터페이스 장치, 시스템 및 방법{PHOTOVOLATIC INVERTER INTERFACE DEVICE, SYSTEM, AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 태양 에너지를 전기 에너지로 보다 효율적으로 변환하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
태양광발전(photovoltaic: PV) 시스템을 사용하여 광에너지를 전기 에너지로 변환하는 것은 오랜 시간 동안 알려져 왔으며 이들 태양광발전 시스템들은 주거용, 상업용, 산업용으로 증가하여 실시되고 있다. 비록 이들 태양광발전 시스템에 대한 개발 및 개선이 지난 수년에 걸쳐 그들의 효율을 향상시키기 위해 행해지고 있으나, 태양광발전 시스템의 효율은 태양광발전 장치의 경제적 실용가능성을 지속하기 위해 여전히 중요한 관심사이다.
태양광발전 시스템은 전형적으로, 다른 부품 중에서도, DC 전력을 생성하고 DC 전력을 AC 전력(예컨대, 단상 또는 3상 전력)으로 변환하는 태양광발전 어레이를 포함한다. 대전류 소자와 연관된 비용을 절감하고 또한 에너지 손실을 감소시키기 위해, 출력되는 전압을 비교적 높게 하여 저 전류로 되도록 태양광발전 어레이를 설계하고 동작시키는 것이 종종 요망된다.
결정질(예컨대, 단결정 또는 다결정) 실리콘을 포함하는 태양광발전 어레이는 예컨대, 1200 V에서 개방 부하 상태로 동작할 수도 있고 비정질 실리콘은 1400 V에서 개방 부하 상태로 동작할 수도 있다. 비록 어레이들은 높은 개방 부하 전압을 인가할 수는 있지만 일단 전력이 어레이로부터 인출되고 어레이들의 부하 전압은 상당히 저하되기 때문에 어레이들은 그와 같이 할 수 없다. 예컨대, 부하 상태 하에서, 결정질 실리콘은 780 내지 960 V 사이에서 동작할 수도 있고 비정질 실리콘은 680 V 부근에서 동작할 수도 있다.
인버터들은, 빈번히 접하는 어레이의 무부하 전압 상태를 수용하기 위해 다양한 정격 전압으로 가동한다. 그러나 일반적으로 높은 정격 전압의 인버터들은 비용이 고가이며 낮은 전압에서 동작하도록 설계된 인버터에 비해 저효율로 동작한다. 따라서, 인버터들은 종종, 높은 개방 부하 전압을 처리하도록 설계되지 않을 경우 사용될 수 있는 실리콘보다 저효율이고 저렴한 실리콘으로 설계된다.
예컨대, 1400V 부근의 정격 전압을 갖는 실리콘을 채용하는 인버터들은 1200V 정격의 인가를 위한 실리콘을 이용하는 인버터보다 상당히 많은 손실 및 비용을 초래한다. 따라서, 현재 기술의 단점을 극복하고 새롭고 혁신적인 특징을 제공하는 것이 필요하다.
도면에 도시된 본 발명의 예시적 실시예는 다음과 같다. 이들 및 다른 실시예는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란에 상세히 기술된다. 그러나, 발명의 요약이나 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기술된 형태에 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 당업자는 특허청구범위에 명시된 바와 같이 발명의 정신 및 관점 내에 들어가는 많은 변형예, 등가물 및 대안적 구성들이 있다는 것을 이해할 것이다.
1 실시예에서, 본 발명은 태양광발전 어레이의 제1 및 제2 레일에 결합하기 위한 제1 및 제2 입력을 포함하는 태양광발전 시스템으로 특정된다. 이 실시예에서, 인버터는, 태양광발전 어레이로부터의 DC 전력을 AC 전력으로 변환하도록 구성되고 상기 제1 및 제2 입력과 인버터에 결합되는 인터페이스부는, 제1 및 제2 입력 중 하나를 인버터로부터 절연하고 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압 인가를 변조하여 태양광발전 어레이 상의 부하를 증가시키고 태양광발전 어레이로부터 인버터로 인가되는 전압을 감소시키도록 구성된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 태양광발전 어레이를 인버터와 연계 (interfacing) 시키기 위한 방법으로 특정될 수 있다. 이 실시예의 발명은 태양광발전 어레이를 인버터로부터 전기적으로 분리하고, 태양광발전 어레이의 출력에서 초기 전압을 인가하고, 태양광발전 어레이의 출력에 감소된 전압을 제공하기 위해 태양광발전 어레이 상에 위치된 부하를 변조하고, 인버터에 전력을 인가하기 위해 상기 감소된 전압을 이용하는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 태양광발전 어레이에 결합할 수 있는 두 입력을 포함하는 태양광발전 인터페이스로서 특정될 수 있고, 상기 입력들은 태양광발전 어레이에 의해 인가된 초기 전압을 수신하도록 구성된다. 또한, 이 실시예의 인터페이스는 인버터에 결합할 수 있는 두 개의 출력을 포함하며, 상기 출력들은 인버터에 동작 전압을 인가하도록 구성된다. 이 실시예에서 스위칭 세그먼트는 인버터의 동작 전압에 대해 태양광발전 어레이에 의해 인가된 초기 전압을 감소시키도록 두개의 입력에 걸쳐 부하를 점차적으로 위치시키도록 구성된다.
전술한 바와 같이, 상기 실시예 및 구체예는 오직 예시를 목적으로 한 것이다. 본 발명의 수많은 다른 실시예, 구체예 등이 이하의 설명 및 특허청구범위로부터 용이하게 인식될 것이다.
본 발명의 각종 목적과 이점 및 보다 완전한 이해를 위해 첨부 도면을 참조하여 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위와 관련하여 이하에 상세히 설명한다.
도1은 태양광발전 시스템의 예시적 실시예를 도시한 블록도이다.
도2는 도1을 참조하여 기술된 시스템의 예시적 실시예의 개략도이다.
도3은 도1을 참조하여 기술된 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도4A는 도3에 나타낸 스위치의 위치를 시간의 함수로 나타낸 그래프이다.
도4B는 도3에 나타낸 어레이로부터 인버터로 흐르는 전류를 시간의 함수로 나타낸 그래프이다.
도4C는 도3에 나타낸 태양광발전 어레이의 전압을 시간의 함수로 나타낸 그래프이다.
도5는 도1을 참조하여 기술된 시스템의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도6은 도1-5를 참조하여 기술된 실시예들과 관련하여 수행될 수 있는 예시적 실시예를 나타낸 플로우챠트이다.
도면을 참조하면, 여러 도면에 걸쳐 유사한 부재들이 동일한 참조 부호로 표시되어 있고, 특히 도1을 참조하면, 태양광발전(PV) 인터페이스(104)를 통해 인버터(108)에 결합된 태양광발전 어레이(102)를 포함하는 태양광발전 시스템(100)을 도시한 블록도이다.
일반적으로, 태양광발전 어레이(102)는 태양 에너지를 DC 전력으로 변환하며, 이 DC 전력은, 인버터(108)에 의해 AC 전력(예컨대, 3상 전력)으로 변환된다. PV 인터페이스(104)는 일반적으로 인버터(108)를 가동하도록 동작하며, 상기 인버터는 일반적으로, 낮은 전압으로 동작하도록 설계되는 인버터가, 인버터(108)의 설계 동작 전압을 초과하는 전압으로 (예컨대 무부하 동안) 적어도 일부 시간 동작하는 PV 어레이(102)와 관련하여 이용될 수 있도록 동작한다.
많은 실시예에서, PV 인터페이스(104)는 낮은 듀티 팩터 장치로서, 이는 PV 어레이(102)를 인버터(108)에 점차적으로 연결 또는 분리하기 위해 기동 및/또는 차단 시에만 간단히 동작한다. 어떤 실시예에서, 예컨대 PV 인터페이스(104)는, 기동 및/또는 차단 시 일초 또는 수초 동안 동작한다. 예컨대 어떤 구체예에서, 인터페이스의 스위칭 세그먼트의 듀티 사이클은 PV 어레이(102)를 서서히 로드시키기 위해 낮은 듀티 사이클로부터 높은 듀티 사이클로(예컨대 10%로부터 100%로) 펄스폭 변조되며, 이에 따라 어레이(102)의 전압을 초기 전압(예컨대, 무부하 전압)으로부터 저 전압(예컨대, 인버터 108의 대략 최적 전압)으로 감소시킨다.
일단 PV 어레이(102)가 로드되면, PV 어레이의 전압은 그의 초기 전압으로부터 감소되고, 인터페이스(104)는 PV 어레이(102)를 인버터(108)에 결합하고 인터페이스(104)의 스위칭 세그먼트는 동작으로부터 제거된다. 이에 따라, 많은 실시예에서, 인버터(108)는 잠재적으로 악영향을 주는 PV 어레이(102)의 개방 부하 전압에 노출되지 않으며, 정상 상태의 동작 시(예컨대, PV 어레이 102의 전압이 감소된 후), 시스템(100)의 효율에 따른 인터페이스(104)의 스위칭 세그먼트의 영향이 무시될 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 시스템(100)의 효율은 종래에 비해 상당히 개선되는데 그 이유는 인버터(108)는 PV 어레이(102)의 초기(예컨대 무부하 전압)보다 낮은 전압에서 동작하도록 설계되는 실리콘으로 실현되기 때문이다.
어떤 실시예에서, 태양광발전 어레이(102)는 바이폴라 어레이이고, 이들 실시예에서 대부분, 어레이(102)의 적어도 일부는 그라운드에 대해 플러스 전압으로 동작하도록 배치되는 한편 어레이(102)의 다른 부분은 그라운드전압 아래에서 동작한다. 그러나 이는 반드시 필요한 것은 아니며, 다른 실시예에서, 태양광발전 어레이(102)는 단극성 어레이이고 이는 어떤 변형예에서 실질적으로 그라운드보다 높거나 또는 그라운드 아래의 전압으로 동작한다.
어떤 실시예에서, 어레이(102)의 셀은 1200 V에서 개방 부하 상태로 동작하고 780 V와 960 V 사이의 부하 상태로 동작하는 결정질(예컨대 단결정 또는 다결정) 실리콘을 포함한다. 다른 실시예에서, 어레이는 1400 V에서 개방 부하 상태로 동작하고 900 V 부근에서 부하 상태로 동작하는 비정질 실리콘을 구비하는 셀을 포함한다. 그러나, 당업자는, 다양한 다른 구성으로 배치되는 다양한 다른 형태의 광전지 셀을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 광전지 셀은 병렬, 직렬 또는 이들의 조합으로 배치될 수도 있다.
인터페이스(104)의 몇몇 실시예는 효율적인 고전압 PV 어레이와 관련하여 저 코스트 및 효율적 인버터가 바람직하게 이용되도록 한다. 예컨대, 1400 V 개방 부하 PV 전압을 수용하도록 1400 V 실리콘(예컨대 인버터 108의 IGBT에)을 이용하는 대신, 어떤 실시예에서 1200 V 실리콘이 인버터(108)에 실시되며, 이는 1400 V 실리콘의 대략 절반 가격이고 더욱 효율적이다.
도2에는 도1을 참조하여 기술된 시스템(100)의 예시적 실시예의 개략도가 도시된다. 도2에 도시한 시스템(200)에 나타낸 바와 같이, 바이폴라 태양광발전 어레이(202)는, 잠재적으로 악영향을 미치는 어레이(202)의 개방 부하 전압에 인버터(208)가 노출되지 않고 상기 인버터(208)를 어레이(202)에 결합하도록 배치 및 구성되는 션트 스위치(206)를 구비하는 스위칭 세그먼트를 포함하는 예시적 인터페이스(204)를 통해 인버터(208)에 결합된다.
도시된 바와 같이, 션트 스위치(206)는 어레이(202)의 포지티브 및 네가티브 레일에 걸쳐 배치되며, 입력 리드(212)에 의해 인터페이스(204)의 콘트롤 세그먼트(210)에 결합된다. 또한, 시스템(200)의 포지티브 레일을 따라, 콘트롤 리드(218)에 의해 콘트롤 세그먼트(210)에 결합되는 콘택터(216)와 직렬로 다이오드(214)가 배치된다. 비록 도시되지는 않았지만, 많은 구체예에서 인터페이스의 네가티브 레일은 또한 인버터(208)에 어레이(202)의 출력을 분리 또는 연결하기 위한 DC 콘택터를 포함한다.
많은 실시예에서, 스위치(206)는, IGBT의 콜렉터-에미터 전류 경로가 인터페이스(204)의 포지티브 레일과 네가티브 레일 간에 결합되도록 배치된 절연 게이트형 바이폴라 트랜지스터(IGBT)이며, 상기 스위치(206)의 게이트는 콘트롤 리드(212)에 결합된다. 그러나, 다른 실시예에서, 스위치(206)는 청구된 발명의 관점으로부터 이탈함이 없이 다른 스위칭 기술에 의해 실시된다.
어떤 실시예에서, 콘트롤 세그먼트(210)는 메모리에 저장된 명령을 실행하도록 구성되는 프로세서에 의해 실현되나, 이는 반드시 필요한 것은 아니며, 다른 실시예에서 콘트롤 세그먼트(210)는 하드웨어로 실현된다. 또 다른 실시예에서 콘트롤 세그먼트(210)는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 실시된다. 또한, 콘트롤 세그먼트(210)의 도시는 단순히 논리적이며 인터페이스(204)는 인터페이스(204)의 내측 및/또는 외측에 배분되는 콘트롤 부품에 의해 제어될 수도 있다.
어떤 실시예에서, 인터페이스(204)는 기동 시 이용되어 어레이(202)가 인버터(208)에 대해 잠재적으로 악영향을 주는 초기 전압을 발생하는 동안 인버터(208)를 어레이와 온라인으로 인버터(208)를 제공하도록 한다. 다른 실시예에서, 인터페이스(204)는 차단 시 채용되어, 어레이(202)가 시스템(200)의 레일들에 걸쳐 여전히 상당한 전압을 인가하는 동안 어레이로부터 인버터(208)를 제거하도록 한다. 또 다른 실시예에서, 인터페이스(204)는 기동 시 및 차단 시 모두 사용된다.
예시적 기동 절차 동안, 커패시터(215)가 (도시되지 않은 소프트 스타트 스위치 기어 또는 PV 어레이 202를 사용하여) 인버터(208)의 대략 동작 전압(예컨대, 대략 900 V)으로 충전되고, 인버터(208)는 콘택터(216)가 개방인 상태에서 ON된다. 다음 션트 스위치(206)가 닫혀 어레이(202)가 단락되고, 션트 스위치(216)를 개방함으로써 전류가 인버터(208)로 돌입하기 전에 콘택터(216)가 닫힌다. 이 실시예에서 다이오드(214)는 션트 스위치(206)가 닫히는 동안 버스 커패시터(215)에 대한 충격을 방지한다.
1 실시예에서, 차단 시, 션트 스위치(206)가 닫혀 콘택터(216)를 통해 인버터(208)로 상당한 양의 전류가 흐르는 것을 방지한다. 다음 콘택터(216)가 개방되어 인버터(208)를 어레이(202)로부터 분리하고, 다음 션트 스위치(206)가 개방된다.
도3은 도1을 참조하여 기술된 시스템의 다른 실시예의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 이 실시예의 시스템(300)은, 시스템(300)의 포지티브 레일을 따라 직렬로 배치되는 스위치(320)를 포함하는 스위칭 세그먼트에 의해 부분적으로 실현되는 인터페이스(304)를 통해 인버터(308)에 결합되는 어레이(302)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 스위치(320)는, 인터페이스(304)의 포지티브 레일을 따라 배치된 DC 콘택터(316)에 병렬인 경로에 인덕터(322)와 함께 배치된다. 또한 인터페이스(302)의 포지티브 레일과 네가티브 레일 간에 커패시터(324)가 결합되고 인덕터(322)와 스위치(320)의 접합 지점 사이에 순환 다이오드(326)가 결합되는 것이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 콘트롤 세그먼트(310)는 스위치(320)의 입력 리드(328)와 콘택터(316)의 콘트롤 리드(318) 모두에 결합된다.
동작의 많은 모드에 있어서, 도3에 도시된 인터페이스(304)는 어레이(302)를 인버터(308)에 점차적으로 결합하도록 동작하여 인버터(308)가 어레이(302)의 (예컨대 개방 부하 전압과 같은) 잠재적으로 악영향을 미치는 전압에 노출되지 않게 한다. 도4A, 도4B 및 도4C는, 예컨대, 스위치(320)의 위치, 어레이(302)로부터 인버터(308)로 흐르는 전류 및 어레이(302)의 전압을 각각 시간의 함수로 나타낸 그래프들이다.
도시된 바와 같이, 초기에 어레이(302)가 태양에 노출되었으나 아직 인버터(308)에 결합되지 않았을 때, 콘택터(316)가 개방되고 어레이(302)는 개방 부하 전압 V1을 인터페이스(304)에 인가하지만, 전류는 어레이(302)로부터 인터페이스(304)를 통해 인버터(308)에 흐르지 않는다. 시간 t1에서 스위치(320)는 도4A에 나타낸 바와 같이 간단히 닫히고; 전류는 도4B에 나타낸 바와 같이 인터페이스(304)를 통해 흐르기 시작하고; 도4C에 나타낸 바와 같이, 어레이(302)에 의해 출력되는 전압이 V1 밑으로 떨어지기 시작한다.
도4A에 나타낸 바와 같이, 동작의 이 예시적 모드에서, 스위치(320)로의 신호(328) 및 스위치(320)의 닫힘은 펄스폭 변조되어 스위치(320)가 시간 t1과 t2 사이의 연속적으로 긴 시간 양 동안 닫히도록 한다. 도4A, 도4B 및 도4C에 나타낸 바와 같이, 스위치(320)의 듀티 사이클은 시간 t1과 t2 사이에서 증가되는 동안, 어레이(302)로부터 인버터(308)로 인터페이스(304)를 통한 전류는 계속 증가하고, 어레이(302)의 출력에서의 전압은 V1에서 V2로 계속 하강한다. 1 실시예에서, 스위치(320)는 펄스폭 변조되어 스위치(320)의 듀티 사이클이 시간 t1 및 t2로부터 10%에서 100%로 변하도록 하며, 스위치(320)는 시간 t1과 t2 간에 대략 1초의 시간 주기에 걸쳐 대략 100번 맥동(및 클로즈)되나, 이는 반드시 필요한 것은 아니고 다른 실시예에서는 다른 변조 구성이 이용된다.
많은 실시예에서, 어레이(302)에 의해 출력된 전압이 소망 레벨(예컨대, 인버터에 대해 허용가능한 레벨 및/또는 전력 전달에 대한 최적 레벨) 까지 감소되면, 콘택터(308)가 닫히고 스위치(320)는 개방되어 어레이(302)로부터 출력된 전압 V2가 인버터(308)에 인가되도록 한다. 어떤 실시예에서, 예컨대, 전압 V1은 대략 1200 VDC이고 V2는 대략 900 VDC이다.
어떤 실시예에서, 어레이(302)가 인버터(308)에 상당한 전압(예컨대, 전부하 전압)을 인가하는 동안 인터페이스(304)는 또한 어레이(302)로부터 인버터(308)를 분리하도록 구성된다. 이들 실시예에서, 스위치(302)는 닫히고, 다음 콘택터(316)는 개방되어 높은 듀티 사이클(예컨대, 100% 듀티 사이클)로부터 낮은 듀티 사이클(예컨대, 0% 듀티 사이클로 스위칭됨으로서 스위치(320)가 인버터(308)로부터 어레이(320)를 점차적으로 분리하도록 한다.
다음, 도5는 도1을 참조하여 기술된 시스템(100)의 또 다른 예시적 실시예의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 시스템(500)의 인터페이스(504)는 콘트롤 세그먼트(510)에 의해 제어되는 직렬 배치 스위치(320) 및 션트 스위치(206) 모두를 포함한다. 이 실시예에서 직렬 스위치(320)는 기동시 이용되어, 어레이가 도3 및 4를 참조하여 기술된 방식으로 시스템(500)의 레일에 전압을 인가하는 동안 인버터(508)를 어레이(502)에 점차적으로 결합하도록 하며, 션트 스위치(306)는 도2를 참조하여 기술된 바와 같이 인버터(508)를 어레이(502)로부터 분리하도록 사용된다.
비록 도3 및 4를 참조하여 기술된 직렬 스위치(320) 또는 도2를 참조하여 기술된 션트 스위치(206)는 기동 및 차단 절차 모두에 이용될 수도 있으며, 이 실시예에서 션트 스위치(206)는 어레이(502)를 인버터(508)로부터 보다 신속히 제거할 수 있고, 직렬 스위치(320)는 일반적으로 어레이(502)를 인버터(508)에 보다 유연하게 결합하도록 되는 것이 바람직하다.
도6은 도1-5를 참조하여 기술된 실시예들과 관련하여 수행될 수 있는 예시적 실시예를 나타낸 플로우챠트(600)이다. 도시된 바와 같이, 초기에 태양광발전 어레이(예컨대, 어레이 102)는, 어레이가 어레이의 출력에서 전압(예컨대, 개방 부하 전압)을 인가하는 동안 인버터(예컨대, 인버터 108)로부터 전기적으로 분리된다(블록 602, 604 및 606). 다음, 태양광발전 어레이 상에 위치된 부하는 변조되어 태양광발전 어레이의 출력에서 감소된 전압을 제공하고, 상기 감소된 전압은 인버터에 전력을 인가하기 위해 이용된다(블록 608, 610 및 612).
어떤 실시예에서, 션트 스위치(예컨대, 션트 스위치 206)를 포함하는 스위치 세그먼트가 어레이 상에 위치된 부하를 변조하기 위해 이용된다. 다른 실시예에서, 직렬 배치된 스위치(예컨대 직렬 배치된 스위치 320)를 포함하는 스위칭 세그먼트가 어레이에 걸쳐 위치된 부하를 변조하기 위해 이용된다.
결론적으로, 본 발명은 무엇보다도, 태양광발전 어레이와 연계하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 당업자들은 본 발명에 있어서 여러가지 변형 예 및 대체 예가 이루어질 수 있음을 용이하게 인식할 것이며, 상기 예를 실질적으로 달성하기 위한 사용 및 그의 구성은 본 명세서에서 기술된 실시예들에 의해 성취된다. 따라서, 본 발명은 기술된 예시적 형태들에 한정되지 않으며, 많은 변형예, 개조 및 대안적 구성은 특허청구범위에 기재된 발명의 관점 및 정신 내에 들어가는 것이다.

Claims (19)

  1. 태양광발전 어레이의 제1 및 제2 레일에 결합하기 위한 제1 및 제2 입력;
    태양광발전 어레이로부터의 DC 전력을 AC 전력으로 변환하도록 구성되는 인버터; 및
    상기 제1 및 제2 입력과 인버터에 결합되는 인터페이스부를 포함하고, 상기 인터페이스부는, 제1 및 제2 입력 중 하나를 인버터로부터 분리하고 또한 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압의 인가를 변조하여 태양광발전 어레이 상의 부하를 증가시키고 태양광발전 어레이로부터 인버터로 인가되는 전압을 감소시키도록 구성되는, 태양광발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스부는 절연 스위치와 병렬로 배치되는 직렬 스위치를 포함하고, 상기 직렬 및 절연 스위치의 각각은 상기 제1 및 제2 입력 중 하나에 결합되고. 상기 절연 스위치는 개방하도록 구성되어 상기 제1 및 제2 입력 중 하나를 인버터로부터 분리하도록 하고, 상기 직렬 스위치는 연속적으로 긴 시간 동안 닫힐 수 있도록 구성되어 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압의 인가를 변조하도록 하는, 태양광발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 직렬 스위치는 절연 게이트형 바이폴라 트랜지스터를 포함하는, 태양광발전 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스부는, 제1 및 제2 입력에 걸쳐 배치되는 션트 스위치를 포함하고, 상기 션트 스위치는 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압의 인가를 변조하기 위해 연속적으로 짧은 시간 동안 닫히도록 구성되는, 태양광발전 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스부는,
    직렬 및 절연 스위치의 각각이 상기 제1 및 제2 입력 중 하나에 결합되고. 상기 절연 스위치는 개방하도록 구성되어 상기 제1 및 제2 입력 중 하나를 인버터로부터 분리하도록 하고, 상기 직렬 스위치는 연속적으로 긴 시간 동안 닫히도록 구성되어 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압의 인가를 변조하도록 하는, 절연 스위치와 병렬로 배치되는 직렬 스위치; 및
    제1 및 제2 입력에 걸쳐 배치되고, 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압의 인가를 변조하기 위해 연속적으로 긴 시간 주기 동안 닫히도록 구성되는 션트 스위치를 포함하는, 태양광발전 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 직렬 스위치는 태양광발전 어레이 상의 부하를 연속적으로 증가시키기 위해 연속적으로 긴 시간 동안 닫히도록 되고, 상기 션트 스위치는 태양광발전 어레이에 위치된 인버터 부하를 감소시키기 위해 연속적으로 긴 시간 주기 동안 닫히도록 구성되는, 태양광발전 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스부는, 태양광발전 어레이로부터 인버터에 인가되는 전압을 1000 V보다 큰 전압으로부터 1000 V 미만의 전압으로 감소시키도록 구성되는, 태양광발전 시스템.
  8. 태양광발전 어레이를 인버터로부터 전기적으로 분리하고;
    태양광발전 어레이의 출력에서 초기 전압을 인가하고;
    감소된 전압을 태양광발전 어레이의 출력에서 제공하기 위해 태양광발전 어레이 상에 위치된 부하를 변조하고;
    인버터에 전력을 인가하기 위해 상기 감소된 전압을 이용하는 것을 포함하는, 인버터와 태양광발전 어레이를 연계시키기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 태양광발전 어레이를 인버터로부터 전기적으로 분리시키는 것은, 인버터로부터 태양광발전 어레이의 한 레일을 분리하는 것을 포함하는, 인버터와 태양광발전 어레이를 연계시키기 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 태양광발전 어레이의 출력에서 인가되는 초기 전압은 1300V를 초과하고, 상기 감소된 전압은 1000V보다 적은, 인버터와 태양광발전 어레이를 연계시키기 위한 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 변조는 긴 시간 주기 동안 태양광발전 어레이상에 부하를 연속적으로 위치시키는 것을 포함하는, 인버터와 태양광발전 어레이를 연계시키기 위한 방법.
  12. 제8항에 있어서, 태양광발전 어레이로부터 감소된 전압이 소망 전압에 달한 후, 인버터에 태양광발전 어레이를 전기적으로 결합하는 것을 포함하는, 인버터와 태양광발전 어레이를 연계시키기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 초기 전압은 인버터의 설계 전압보다 높은, 인버터와 태양광발전 어레이를 연계시키기 위한 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    태양광발전 어레이로부터 인버터에 인가된 전압을 감소시키기 위해 인버터로부터 전류를 분로(shunting) 시키고;
    상기 분로에 이어, 태양광발전 어레이로부터 인버터를 제거하기 위해 인버터로부터 태양광발전 어레이를 전기적으로 분리하는, 인버터와 태양광발전 어레이를 연계시키기 위한 방법.
  15. 태양광발전 어레이에 결합할 수 있고, 상기 태양광발전 어레이에 의해 인가된 초기 전압을 받도록 구성되는 두 개의 입력;
    인버터에 결합할 수 있고, 상기 인버터에 동작 전압을 인가하도록 구성되는 두 개의 출력; 및
    상기 태양광발전 어레이에 의해 인가된 초기 전압을 상기 인버터의 동작 전압까지 감소시키기 위해 상기 두 개의 입력에 걸쳐 부하를 점차적으로 위치시키도록 구성되는 스위칭 세그먼트를 포함하는, 태양광발전 인터페이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 스위칭 세그먼트는 절연 스위치와 병렬로 배치되는 직렬 스위치를 포함하고, 상기 직렬 및 절연 스위치의 각각은 상기 제1 및 제2 입력 중 하나에 결합되고, 상기 절연 스위치는 개방하도록 구성되어 상기 제1 및 제2 입력 중 하나를 인버터로부터 분리하도록 하고, 상기 직렬 스위치는 연속적으로 긴 시간 동안 닫힐 수 있도록 구성되어 태양광발전 어레이로부터 인버터로의 전압의 인가를 변조하도록 하는, 태양광발전 인터페이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 스위칭 세그먼트는 상기 제1 및 제2 입력에 걸쳐 배치되는 션트 스위치를 포함하는, 태양광발전 인터페이스.
  18. 제16항에 있어서, 상기 스위칭 세그먼트는 상기 제1 및 제2 입력 중 적어도 하나와 직렬로 배치된 직렬 스위치를 포함하고, 상기 직렬 스위치는 인버터에 태양광발전 어레이를 점차적으로 결합하기 위해 듀티 사이클이 낮은 듀티 사이클로부터 높은 듀티 사이클로 되도록 구성되는, 태양광발전 인터페이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 스위칭 세그먼트는 상기 제1 및 제2 입력에 걸쳐 배치되는 션트 스위치를 포함하고, 상기 션트 스위치는, 인버터를 충격 전류에 노출시키지 않고 인버터가 태양광발전 어레이로부터 제거되도록, 닫혀지도록 구성되는, 태양광발전 인터페이스.
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