KR20170022113A - Remote monitoring system for solar cell problem - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광발전 고장진단 원격감시 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광발전소의 다수 태양전지판을 소집단(小集團)으로 구획하여 소집단의 동작상태를 감지할 수 있는 수단을 추가하여 해당 소집단의 고장상태를 원격으로 검출 감시할 수 있는 모니터링 시스템과,More particularly, the present invention relates to a remote monitoring and monitoring system for a solar photovoltaic power generation system. More particularly, the present invention relates to a remote monitoring and monitoring system for detecting a malfunction of a solar power plant by dividing a plurality of solar panels of a solar power plant into small groups, A monitoring system capable of remotely detecting and monitoring a failure state of a small group,
다이오드의 발열을 최소화하여 효율을 높인 태양광 발전장치용 접속반에 관한 것이다 To a connecting board for a photovoltaic power generation apparatus in which heat generation of a diode is minimized to improve efficiency
화석연료의 고갈문제와 화석연료의 사용으로 인한 지구온난화 문제 등으로 대체에너지 개발 및 보급이 시급한 실정이어서 정부는 국내에서 소비하는 에너지 중 대체에너지의 비중을 점차 확대하는 정책을 추진하고 있다.As the problem of depletion of fossil fuels and the problem of global warming caused by the use of fossil fuels is urgent, the government is promoting a policy to gradually increase the proportion of alternative energy among domestic consumption.
오늘날 대체 에너지 가운데 가장 친환경적이고 무한한 에너지원으로서 태양광으로부터 직접 전기에너지로 변환하는 태양광 발전시스템이 각광을 받고 있으며, 정부의 지원으로 보급이 급속히 확대되고 있다. 이러한, 태양광 발전시스템은 태양광을 받아 전기에너지를 변환하는 다수의 태양전지판 모듈을 단위로 구성되어 있으며, 다수의 태양전지판 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 필요로 하는 전력을 얻고 있다.Today, as the most environment-friendly and infinite energy source of alternative energy, solar power generation system that converts directly from solar energy to electric energy is attracting attention, and supply is rapidly expanding with government support. The solar power generation system is composed of a plurality of solar panel modules that receive solar light and convert electric energy, and a plurality of solar panel modules are connected in series or in parallel to obtain necessary power.
태양광 발전시스템은 일반적으로 전류용량을 크게 하기 위해서는 태양전지판 모듈을 병렬로 연결하고, 전압을 크게 하기 위해서는 직렬로 연결하여 사용한다.Solar power generation systems generally use solar panel modules connected in parallel to increase the current capacity and in series to increase the voltage.
그러나, 이와 같이 다수의 태양전지판 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용하기 때문에 구성하는 단위 태양전지판 모듈 중 하나가 이상이 발생하게 될 경우 해당 단위 태양전지판 모듈을 포함하는 태양전지판 집단 전체However, since a plurality of solar panel modules are connected in series or parallel, if one of the unit solar panel modules is abnormal, the solar panel assembly including the corresponding solar panel module
가 이상동작을 한다.Is abnormal.
이에 따라, 태양광 발전에 사용되는 태양전지판 모듈은 동일한 전압, 전류 규격을 가지며 근접한 장소에 다수를 직·병렬로 연결하여 태양전지판 집단을 구성하여 발전된 전력을 인버터나 전력부하에 연결하여 사용하게 된다.Accordingly, the solar panel modules used for solar power generation have the same voltage and current specifications, and a large number of solar panels are connected in parallel at a close location to construct a solar panel group, and the generated power is connected to the inverter or the power load .
현재 태양광 발전시스템은 대부분이 산기슭이나 건물 옥상, 유휴지 등 설치된 장소가 사람이 접근하기 어려운 곳에 설치되어 무인으로 운용되고 있다. 따라서, 설치 이후에는 태양전지판 모듈을 효율적으로 관리하는 것이매우 어려운 실정이기 때문에 각 태양전지판 모듈의 고장진단이나 동작이상 유무를 상태를 원격지에서 진단할 수 있는 수단이 요구되고 있다.Currently, most of the solar power generation systems are installed at the foot of a mountain, rooftops of a building, idle land, etc., and they are installed in a place where people can not access. Accordingly, since it is very difficult to efficiently manage the solar panel module after the installation, means for diagnosing the failure of each solar panel module or the status of operation abnormality at a remote location is required.
한국 등록특허 제10-1023445호와 제10-0918964호에는 태양광으로부터 전력을 발생시키는 다수의 태양전지 모듈의 동작상태를 감지하는 전압·전류의 센서감지부와, 각 태양전지모듈의 인식부호를 중앙제어시스템의 데이터 송출명령에 따라, 상기 태양전지 모듈의 동작상태를 측정한 내용에 의한 데이터신호를 중앙제어시스템에 송출하며, Korean Patent No. 10-1023445 and No. 10-0918964 disclose a voltage and current sensor detecting unit for detecting an operation state of a plurality of solar cell modules generating power from sunlight, A central control system for transmitting data signals to the central control system in response to the data transmission command,
상기 중앙제어시스템의 제어명령을 수신하여 각부의 동작상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈원격 감시 및 제어시스템이 개시되어 있으나, 태양광 발전소 현장에 설치된 수 많은 태양전지 모듈마다 전압,And a controller for receiving the control command of the central control system and controlling the operating states of the respective units. However, in a solar cell module remote monitoring and control system,
전류신호를 감지하는 센서를 설치해야 하고 매 센서마다 배선을 하는데 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있다.There is a problem that it is necessary to install a sensor for detecting a current signal and it takes a lot of cost to wire each sensor.
한국 등록특허 제10-0983236호에는 태양전지 모듈들을 2개 이상의 모듈군들로 구분하여 모듈군의 중간 전압 특성을 검출하는 전압 검출부와, 전압 검출부에서 검출된 전체 전압 특성 및 중간 전압 특성을 비교 분석하여 태양전지 스트링의 이상 여부와 이상 부위를 검출하여 주요 부품에 대한 이상 여부를 실시간으로 검출하여 태양광발전 시스템의 지능관리형 태양광 발전시스템을 개시하고 있으나, Korean Patent No. 10-0983236 discloses a solar cell module comprising a voltage detector for detecting a middle voltage characteristic of a module group by dividing the solar cell modules into two or more module groups and a comparator for comparing the total voltage characteristic and the intermediate voltage characteristic detected by the voltage detecting unit And detects an abnormality or abnormality of a solar cell string and detects an abnormality of a main part in real time to disclose an intelligent management type solar power generation system of the solar power generation system,
태양전지 모듈의 전압특성은 부하전류와 전압이 수시로 변하는 조도와 온도에 크게 영향을 받으므로 모듈군의 전압특성만을 검출하여 이상유무를 파악하기에Since the voltage characteristics of the solar cell module are largely affected by the illuminance and temperature at which the load current and voltage change from time to time, only the voltage characteristics of the module group are detected,
는 곤란하다는 문제점이 있다.There is a problem that it is difficult.
한국 등록특허 제10-0944793호에는 태양전지 어레이의 출력 전압, 전류계측 및 출력 연산기능을 하는 표시장치가 장착된 제어부와 상기 태양전지 어레이 상에 설치되어 출력이 상기 제어부에 입력되도록 하는 일사량계와 온도센서와Korean Patent Registration No. 10-0944793 discloses a solar cell module including a control unit mounted with a display device for performing an output voltage, a current measurement and an output calculation function of a solar cell array, a solar radiation amount meter installed on the solar cell array, With temperature sensor
역시 상기 제어부와 연결되는 원격감시장치로 구성되어 태양광 발전시스템에 사용되는 태양전지 어레이의 열화상태나 고장상태를 감시하기 위해서 필요시에 일사량계와 온도센서를 접속하는 것에 의해 가능하도록 함으로서 간단하고 저가의 태양전지 어레이 감시기능을 제공하는 태양전지 어레이의 열화 진단기능 부가형 태양광 발전용전력변환장치 및 그 운용방법을 개시하고 있으나, And a remote monitoring device connected to the control unit, so that it is possible to monitor the deteriorated state or failure state of the solar cell array used in the photovoltaic power generation system by connecting the irradiation dose meter and the temperature sensor when necessary, Discloses a power conversion apparatus for a photovoltaic power generation apparatus with deterioration diagnosis function of a solar cell array that provides a low-cost solar cell array monitoring function,
설치된 수 많은 태양전지 어레이마다 전압, 전류신호를 감지 및 출력센서를 설치해야 하고 센서마다 독립적인 배선을 하는데 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 태양전지 어레이가 넓은 산기슭 같은 경사지에 설치되어 있는 경우, There is a problem in that it is necessary to install a voltage sensor and an output sensor for each of a large number of solar cell arrays installed and to make independent wiring for each sensor, and in addition, there is a problem that a solar cell array is installed at a wide mountain- Occation,
오전 또는 오후 태양 고도에 따라서 생기는 산 그림자나 지나가는 구름 그림자에 의해 태양전지 어레이의 조사량과 일사량계의 편차가 크기 때문에 일사량계의 측정값과 비교하여 태양전지 어레이의 고장상태나 열화상태를 관리자나 사용자가 정확하게 판단할 수 없기 때문에 태양광 발전소를 최적의 상태로 운전/유지할 수 없다는 문제점이 있다.Because of the scattering of solar array dose and solar irradiance system due to the shadow of the mountain or the passing cloud shadow caused by the morning or afternoon sun altitude, it is possible to compare the failure or deterioration state of the solar array with the measured value of the solar radiation system, There is a problem that the solar power plant can not be operated / maintained in an optimum state.
그리고, 대한민국 특허청 등록번호 10-1306963 등록일자 2013년09월03일 발명의 명칭 인버터를 포함하는 태양광 접속을 살펴보면,[0002] The present invention relates to a photovoltaic device including an inverter,
열기기에 의해 가열된 태양광 접속반의 내부공간을 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 하는 인버터를 포함하는 태양광 접속반을 제공하는 것에 있다. And an inverter for efficiently cooling the internal space of the solar cell module heated by the heater.
또 다른 측면은 발열기기에 의해 가열된 태양광 접속반의 내부공간을 자연 통풍과 강제 통풍을 동시에 진행하여 태양광 접속반의 내부공간을 신속히 냉각할 수 있도록 하는 인버터를 포함하는 태양광 접속반을 제공 하는 것에 있다.Another aspect of the present invention provides a solar light connecting panel including an inverter for rapidly cooling the internal space of the solar cell connecting unit by simultaneously performing natural ventilation and forced ventilation in the interior space of the solar cell connecting unit heated by the heat generating device It is on.
구성을 살펴보면, 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인버터를 포함하는 태양광 접속반(10)은, 외함 케이스(100) 양 측면부(110,120)의 일 영역에 형성된 제1공기 유입부(111,121)를 통하여 외부의 찬 공기를 유입시켜 발열기기(200~800)에 의해 가열된 외함 케이스(100)의 내부공간을 식힌 다음 The photovoltaic panel 10 including the inverter according to the embodiment of the present invention includes a first air inflow portion (not shown) formed in one area of both
외함 케이스(100) 후면부 (130)의 제1공기 배출부(131)에 인접하게 설치된 인버터용 송풍팬(810)을 통하여 제1공기 배출부(131)로 강제 배출시키는 제1강제통풍유로(PASS1)와, A first forced air flow passage PASS1 for forcedly discharging air to the first air discharging portion 131 through an air blowing fan 810 for an inverter installed adjacent to the first air discharging portion 131 of the
외함 케이스(100) 측면부(110,120)의 다른 영역에 형성된 공기 입출부(112,122)를 통하여 외부의 찬 공기가 유입되어 발열기기(200~800)에 의해 가열된 외함 케이스(100)의 내부공간을 식힌 다음 외함 케이스(100) 측면부(110,120)의 다른 영역에 형성된 공기 입출부(112,122)를 통하여 자연 배출되는 자연통풍유로(PASS2)와, 외함 케이스(100) 양 측면부(110,120)의 The external cold air is introduced through the air inlet / outlet portions 112 and 122 formed in other regions of the
또 다른 영역에 형성된 제2공기 유입부(113,123)를 통하여 외부의 찬 공기를 유입시켜 발열기기(200~800)에 의해 가열된 외함 케이스(100)의 내부공간을 식힌 다음 외함 케이스(100) 상면부(140) 전단의 제2공기 배출부(141)에 인접하게 설치된 송풍팬(142)을 통하여 제2공기 배출부(141)로 강제 배출시키는 제2강제통풍유로(PASS3)를 포함하여 구성된다. The cold air from the outside is introduced through the second air inflow portions 113 and 123 formed in another region to cool the inner space of the
이상에서 살펴본 바와 같이 인버터를 포함하는 태양광 접속반은 그 내부에 설치된 발열기기(200~800)에 의해 가열된 외함 케이스(100)의 내부공간을 식히기 위해 송풍팬(142)을 통하여 제2공기 배출부(141)로 강제 배출시키는 제2강제통풍유로(PASS3)를 구성하고 있다. As described above, in order to cool the inner space of the
상기 제2강제통풍유로(PASS3)는 제2A공기 유입부(113)와 제2B공기 유입부(123)로 이루어진 제2공기 유입부(113,123)를 통하여 외부의 찬 공기를 유입시켜 발열기기(200~800)에 의해 가열된 외함 케이스(100) 내부공간을 냉각시킨 The second forced ventilation passage PASS3 is connected to the
다음 외함 케이스(100) 상면부(140) 전단의 송풍팬(142)을 통하여 제2공기 배출부(141)로 강제 배출시킨다. And then forcedly discharged to the second air discharge portion 141 through the blowing fan 142 at the front end of the upper surface portion 140 of the
상기 자연통풍유로(PASS2)는 외함 케이스(100)의 제1측면부(110)에 형성된 제1공기 입출부(112)에 구비된 제1자연 통기구(112A)를 통하여 외부의 찬 공기가 유입되어 발열기기(200~800)에 의해 가열된 외함 케이스(100)의 내부공간을 냉각시킨 다음 외함 케이스(100)의 제2측면부(120)에 형성된 제2공기 입출부(122)에 구비된 제2자연 통기구(122A)를 통하여 자연 배출되는 구성이다.The natural ventilation passage PASS2 is connected to the first air inlet 112 formed in the
이와 같은 구성에서 할 수 있듯이 발열기기에서 발생된 열을 식히기 위해 여러가지 통풍시설을 연구하고 있는 실정이다.As can be seen from this configuration, various ventilation facilities are being studied to cool the heat generated by the heating device.
상기 종래의 구성은 열이 발생되는 근본적인 원인을 해결하지 않고 단지 발생된 열을 식히기 위한 방법이어서 접속판이 커지고 그 커진만큼 비용이 발생되는 문제점을 야기하고 있다.The above-described conventional configuration is a method for cooling the generated heat without solving the root cause of generation of heat, which causes a problem that the size of the connection plate is increased and the cost is increased.
다음은 본 발명과 기술적 내용이 일부 유사한 공지기술을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a description will be given of a known technique which is partially similar to the technical content of the present invention.
대한민국 특허청 등록번호 10-1169289, 등록일자 2012년07월23일자 발명의 명칭, 태양광 패널용 접속반 및 그의 제어 방법의 내용 일부를 인용하면 다음과 같다.(참조 5도)The name of the invention, the connection panel for a solar panel, and a part of the control method thereof are as follows (refer to reference numeral 5).
상기 접속반(200)은, 그룹화된 복수의 상기 태양전지 모듈(또는, 그룹화된 하나의 상기 태양 전지 모듈)(100)로부터 출력되는 직류 전류를 전달받는다(또는, 수신한다). 이때, 상기 접속반(200)은, The
복수의 입력단자(또는,복수의 채널)를 포함하며, 상기 복수의 입력단자를 통해, 그룹화된 복수의 태양전지 모듈로부터 출력되는 직류 전류를 각각 전달받아, 하나의 전류로 통합하여 출력한다.And a plurality of input terminals (or a plurality of channels), and receives the direct current output from the grouped plurality of solar cell modules through the plurality of input terminals, respectively, and integrates and outputs the single current.
또한, 상기 접속반(200)은, 상기 접속반(200) 내에 포함된 측정부를 통해 상기 복수의 입력단자를 통해 수신되는 중간전압(또는, 중간전류)을 각각 측정한다.The
또한, 상기 접속반(200)은, 상기 측정된 중간전압(또는, 평균전압)이 미리 설정된 전압 범위내에 존재할 때, 상기 스위칭부의 동작을 제어하여 상기 입력단자를 통해 수신되는 전압 또는 전류가 출력 단자에 연결되도록 제어한다. Also, when the measured intermediate voltage (or average voltage) is within a predetermined voltage range, the
즉, 상기 접속반(200)은, 상기 측정된 중간 전압이 미리 설정된 전압 범위내에 존재할 때, 상기 그룹화된 태양전지 모듈(100)의 발전 용량이 정상 상태인 것으로 판단하여, 상기 입력단자를 통해 수신되는 전압 또는 전류가 상기 접속반(200)에 포함된 다이오드를 통과하지 않고 상기 입력단자를 통해 수신되는 전압 또는 전류가 상기 출력단자에 직접 연결되도록 상기 스위칭부를 제어한다.That is, when the measured intermediate voltage is within a predetermined voltage range, the
또한, 상기 접속반(200)은, 상기 측정된 중간 전압이 미리 설정된 전압 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 스위칭부의 동작을 제어하여 상기 입력단자를 통해 수신되는 전압 또는 전류가 상기 다이오드를 통해 상기 출력단자에 전달되도록 제어한다. 즉, 상기 접속반(200)은, When the measured intermediate voltage is not within a preset voltage range, the
상기 측정된 중간 전압이 미리 설정된 전압 범위내에 존재하지 않을 때, 상기 그룹화된 태양 전지 모듈(100)의 발전용량이 미리 설정된 발전용량 이하이거나 선로 이상인 경우 등과 같이 무부하 상태인 경우로 판단하여, 상기 입력단자를 통해 수신되는 전압 또는 전류가 상기다이오드를 통해 상기 출력단자에 전달되도록 상기 스위칭부를 제어한다.When the measured intermediate voltage is not within a predetermined voltage range, it is determined that the grouped
일 예로, 상기 제어부(290)는, 상기 측정부(270)를 통해 측정된 중간전압(예를 들어, 10V)이 상기 미리 설정된 전압 범위(예를 들어, 16V 내지 26V)를 벗어날 때, 상기 그룹화된 태양전지 모듈(100)의 발전 용량이 비정상 상태인 것으로 판단하여, For example, when the intermediate voltage (for example, 10 V) measured through the measurement unit 270 is out of the predetermined voltage range (for example, 16 V to 26 V), the controller 290 controls the grouping It is determined that the power generation capacity of the
역전압 또는 역전류가 상기 입력단자(210)로 유입되는 것을 방지하기 위해서 상기 입력단자(210)를 통해 수신된 전압/전류를 상기 다이오드(240)를 통해 상기 출력단자(250)에 전달하도록 상기 스위칭부(230)를 상기 다이오드(240)에 연결한다.In order to prevent a reverse voltage or a reverse current from flowing into the input terminal 210, the voltage / current received through the input terminal 210 is transmitted to the output terminal 250 through the diode 240 And the switching unit 230 is connected to the diode 240.
여기서 상기 종래의 문제점을 설명하기로 한다. Here, the conventional problem will be described.
일반적으로 다이오드에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 다이오드가 설치된 기판(미도시)이 다이오드에서 발생한 열을 방출시키는 방열판(미도시)과 밀착되어 있다.In general, a substrate (not shown) provided with a diode for releasing heat generated in the diode to the outside is in close contact with a heat sink (not shown) for emitting heat generated in the diode.
그 발열판을 기판에 밀착하기 위해 기판과 발열판 사이에 열전도성이 우수한 실리콘 본드층(시중에서 실린콘 구리스라 칭한다)을 형성한다.A silicon bond layer (referred to as a commercially available cone paste) having excellent thermal conductivity is formed between the substrate and the heat generating plate so that the heat generating plate is brought into close contact with the substrate.
상기 실리콘 구리스는 기판과 방열판 사이 공간을 메워주는 것으로 열전도를 완벽하게 해주기 위해 필요한 것이다.The silicone grease is needed to fill the space between the substrate and the heat sink, thereby perfecting the heat conduction.
여기서 말하는 실리콘 구리스가 공간을 메워주지 않는다면, 다이오드 온도가 상당히 상승하여 기판 전체 불량을 야기시킬수 가 있고, 화제로 이어질 수 있다.If the silicon grease mentioned here does not fill the space, the diode temperature may considerably rise, causing a failure of the entire substrate, and may lead to a topic.
이와 같은 실리콘 구리스는 외부 온도(겨울철 외부 온도임)가 내려가면 제질이 알류미늄인 발열판으로터 예를들어 영하 30℃ 이하의 낮은 온도를 전달받아 그 낮은 온도에 의해 수축되거나 어는 현상이 발생하여 기판과 방열판에 공간부가 발생하고 그로인해 다이오드에서 발생된 열을 외부로 방출하는데 문제가 있다.When the external temperature of the silicon grease is lowered, it is heated to a temperature of
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 다이오드에 어느 정도 미미하지만 약간의 열을 가지고 있어야 상기한 실리콘 구리스가 수축되거나 얼지 않는다. In order to solve such a problem, the silicon grease is not shrunk or freezed until the diode has a slight but slight heat.
이와 같은 중대한 문제점이 있는데도 종래는, 전력이 입력단자(210), 퓨즈(220), 스위치부(230)를 통해 출력단자(250)로 출력하고 있어 다이오드는 전력이 흐르지 않아 방열판이나 실리콘 구리스가 겨울철에 냉동상태에 있는 것이다.In the conventional art, power is output to the output terminal 250 through the input terminal 210, the fuse 220, and the switch unit 230, so that no power flows through the diode, In the freezing state.
상기 종래는 역전류가 발생하는 경우에만 다이오드 방향으로 전력이 흐르기 때문에 역전류가 발생하지 않으면 다이오드의 기판과 발열판 그리고 실리콘 구리스가 지속적으로 냉동된 상태가 지속된다.In the prior art, since power flows in the diode direction only when a reverse current is generated, the diode substrate, the heating plate, and the silicon grease continue to be frozen continuously if no reverse current is generated.
이럴 경우 위에서 설명한 바와 같이, 실리콘 구리스에 문제가 발생하게 된다.In this case, as described above, a problem occurs in the silicon grease.
또 온도편차가 심하면 발열판이 수축과 평창이 심해 그 들 연결부분에 문제점이 발생한다. In addition, if the temperature deviation is excessive, the heating plate is shrinked and the purity is severe, thereby causing a problem in the connection portion thereof.
여기서 참고로, 태양광 패널용 접속판은 노지에 설치되기 때문에 겨울철 외부 낮은 온도에 노출되어 있다. For reference, the connection plate for a solar panel is exposed to a low temperature outside in the winter because it is installed in a hearth.
그리고 시베리아의 경우 겨울에 보통 영하 50℃정도는 기록한다. In the case of Siberia, it records about minus 50 ° C in winter.
마지막으로, 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 입력단자(210)로부터 출력되는 전력이 회로를 통해 스위치부(230)로 출력되고 스위치부(230)는 필요에 따라 다이오드(240)와 출력단자(250)로 전력을 출력하는 구성이다.5, the power output from the input terminal 210 is output to the switch unit 230 through the circuit and the switch unit 230 is connected to the diode 240 and the output terminal 250 To output power.
그러다 보니 입력단자(210)로부터 출력되는 전력 전량이 스위치부를 경유하게되므로 스위치부(230)의 접점부에서 아크가 발생하기 마련이고 그 아크는 불꽃으로 발전하여 접속반 전체를 태워 버린다.As a result, the total amount of electric power output from the input terminal 210 goes through the switch portion, so that an arc is generated at the contact portion of the switch portion 230, and the arc is generated as a spark to burn the entire connection portion.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무인운전되고 있는 태양광 발전소의 태양전지판 모듈의 동작상태를 사용자나 관리자가 원격지에서 경제적으로 진단 및 파악할 수 있는 태양전지판의 고장진단 원격감시 모니터링시스템을 제공하여 태양광 발전소를 최적의 상태로 유지 운전하도록 하는 데에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a fault diagnosis system for a solar panel capable of economically diagnosing and grasping the operation state of a solar panel module of a solar power plant, And to provide a surveillance monitoring system to operate and maintain the solar power plant in an optimum condition.
또, 접속함에 있어서 다이오드 방향으로 경유하는 전력을 우회 회로로 분산시켜 다이오드로부터 발생되는 열을 최소화 하므로 열로 인해 낭비되는 전력을 절약하고, 또, 열로 인해 단축되는 부품의 수명을 연장시킬 수 있다.In addition, in the connection box, the power dissipated in the diode direction is dispersed by the bypass circuit to minimize the heat generated from the diode, which saves power wasted by heat and prolongs the service life of the component shortened due to heat.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직렬연결된 태양전지판모듈을 적어도 2개 이상으로 집단화한 태양전지판 소집단으로 구분하고, 태양전지판 소집단 전력선에서 전압과 전류를 측정하여 순시전력을 계측하고, According to an aspect of the present invention, there is provided a solar panel module comprising: a plurality of solar panel modules connected in series; a plurality of solar panel subgroups grouped into at least two solar panels;
또한, 소집단의 근접 장소에 일사량측정기를 설치하여 순시일사량을 측정하여 일사량 기준값으로 하고, 정해진 시간 간격으로 상기 각 태양전지판 소집단 끼리의 계측된 순시전력값을비교하여 불평형 상태를 판단하고, In addition, a solar radiation measuring device is installed at a close proximity of a small group to measure an instantaneous solar radiation amount as a solar radiation reference value, determine the unbalanced state by comparing measured instantaneous power values of the respective solar panel small groups at predetermined time intervals,
또한, 계측된 순시 일사량 기준값과 개별 태양전지판 소집단의 계측된 순시전력값을 비교하여 해당 태양전지판 소집단의 태양전지판 모듈의 동작상태 및 열화를 판단하는 마이크로 프로세서와, 태양전지판 소집단의 동작상태 및 열화상태의 판단 및 데이터를 원격지 사용자의 이동통신 단말기로 송신 하는 통신수단이다The microprocessor compares the measured instantaneous irradiance reference value with the measured instantaneous power value of the individual solar panel subset to determine the operating state and deterioration of the solar panel module in the subset of the corresponding solar panel subset, To the mobile communication terminal of the remote location user
그리고, 도 4에 의해 설명하면, 복수 그룹의 회로(200)에 따로 따로 각각 연결된 복수의 태양광 패널(S1), 복수의 입력단자(S2), 복수의 퓨즈(S3) 및 차단기(이하 차단기라 칭함), 복수의 다이오드(S4)와 상기 복수의 다이오드로 출력되는 전력을 하나로 취합하는 출력단자(S5)를 포함한 접속반에 있어서,4, a plurality of solar panels S1, a plurality of input terminals S2, a plurality of fuses S3, and a breaker (hereinafter referred to as a breaker , A plurality of diodes S4 and an output terminal S5 for collecting power output from the plurality of diodes into one,
상기 복수의 퓨즈(S3)로부터 복수의 다이오드(S4)로 입력되는 전력을 우회하여 하나의 출력단자(S5)로 출력하는 복수의 우회 회로(100)와,A plurality of bypass circuits (100) for bypassing the power input from the plurality of fuses (S3) to the plurality of diodes (S4) and outputting the power to one output terminal (S5)
상기 복수의 우회 회로(100)를 제어부(130)의 제어신호에 따라 개폐하는 The plurality of bypass circuits (100) are opened and closed in accordance with a control signal of the controller (130)
복수의 우회 스위치(110)와,A plurality of detour switches 110,
상기 복수의 회로(200)에 각각 흐르는 전력값 상태를 감시하는 측정부(120)와, 상기 측정부(12)에 접속되어 상기 회로(200)의 상태를 판정하여 상기 우회 스위치(110)를 개폐시키되A
상기 복수의 우회 회로(100)를 개폐하는 복수의 우회 스위치(110)를 온 시킨 상태에서When a plurality of bypass switches 110 for opening and closing the plurality of
상기 복수의 그룹에서 각각 정상적으로 균등하게 전력을 생산하는 도중 어느 하나의 그룹에서 비정상적으로 낮은 전력이 발생하면 상기 측정부(120)를 통해 회로(200)를 측정하여 If abnormally low power is generated in any one of the groups in the course of normally generating power equally in each of the plurality of groups, the
측정된 측정값이 미리 설정된 전압(전력) 범위내를 벗어날 때, 정상적으로 생산된 높은 전력이 비정상적으로 흐르고 있는 회로 방향으로 역전류가 흐르는 것으로 판단하고 낮은 전력이 흐르는 회로(200)와 연결된 우회 스위치(110)를 오프'시켜 다이오드에 의해 역전류를 차단하고, When the measured value is out of the predetermined voltage range, it is determined that a reverse current flows in the circuit direction where the high power normally produced flows abnormally, and the bypass switch connected to the
감시중 상기 측정부(120)를 통해 측정된 전력값이 미리 설정된 전압 범위내에 존재할 때, 정상적인 전력생산이라 판단하고 우회 스위치(110)를 온'시켜 전력이 우회 회로(100)를 경유하여 출력단자(S5)로 출력되도록 하는 구성이다.When the measured power value through the
상기 우회 스위치는 기계적인 접점을 가지는 릴레이인 것을 특징으로 하는 구성이다.And the detour switch is a relay having a mechanical contact.
상기 릴레이는 래칭 릴레인 것을 특징으로 하는 구성이다Wherein the relay is a latching relay
이와 같은 구성의 실시예를 살펴보기로 한다. Hereinafter, an embodiment of such a configuration will be described.
앞에서 설명한 바와 같이, 먼저, 복수의 태양광 폐널에서 생산된 전력은 복수의 회로(200)에 각각 설치된 입력단자, 퓨즈, 다이오드, 우회 회로, 우회 스위치(110)가 출력되는데 여기서는 우회 스위치(110)가 온' 상태이기 때문에 우회 회로(100)를 경유하여 출력단자(S5)와 인버터를 지나 상용전력으로 출력된다.As described above, the power generated in the plurality of solar clogs is output to the input terminal, the fuse, the diode, the bypass circuit, and the
도시한 도 2,3의 흐름도에 의해 설명하면,Referring to the flowcharts shown in Figs. 2 and 3,
태양광 패널(S1)로부터 전류가 입력되는 입력단자(S2)와; 상기 입력단자(S2)로부터 출력되는 전류가 경유하는 퓨즈(S3) 및 차단기(이하 차단기라 칭함)와 ;An input terminal S2 to which a current is inputted from the solar panel S1; A fuse S3 and a breaker (hereinafter referred to as a breaker) through which the current output from the input terminal S2 passes;
상기 차단기(S3)를 경유하여 다이오드로 입력되는 상기 다이오드(S4)와; The diode S4 input to the diode via the circuit breaker S3;
상기 다이오드(S4)로부터 출력되는 전류가 출력단자(S5)를 경유하여 인버터(S6)로 출력되는 접속반(S7)에 있어서,In the connection circuit S7 in which the current output from the diode S4 is output to the inverter S6 via the output terminal S5,
상기 차단기(S3)로부터 출력된 전류가 입력되는 다이오드(S4)의 입력부(A)에 전원을 차단하거나 인가하는 릴레이(S8)의 입력부(A')를 결선하고, 상기 릴레이(S8)로 입력된 전류가 출력되는 릴레이(S8)의 출력부(B')는 상기 다이오드(S4)의 출력부(B)에 결선하며, 상기 릴레이(S8)는 상기 릴레이(S8)를 제어하는 제어장치(S9)와 연동되되 상기 제어장치(S9)는 상기 다이오드(S4)의 출력부(B)에서 발생된 전류값이 역전류인 경우 그 역전류를 전류감지센서(S10)를 통해 감지하여 상기 릴레이(S8)를 제어하는 구성을 특징으로 한다.The input part A 'of the relay S8 which disconnects or applies power to the input part A of the diode S4 to which the current outputted from the circuit breaker S3 is input is connected, The output B 'of the relay S8 to which the current is outputted is connected to the output B of the diode S4 and the relay S8 is connected to the control unit S9 for controlling the relay S8, The control unit S9 detects the reverse current of the current output from the output unit B of the diode S4 through the current sensing unit S10 and outputs the reverse current to the relay S8 And the like.
본 발명에 의한 태양광발전 고장진단 원격감시 모니터링 시스템은 태양광 발전소에 설치된 태양전지판 모듈을 소집단으로 구분하여 각 소집단의 순시전력을 비교하고, 또한, 일사량 측정값과 각 소집단의 순시전력을 비교함으로써,The remote monitoring and monitoring system for a solar photovoltaic power generation fault diagnosis system according to the present invention is characterized in that the solar panel modules installed in a solar power plant are divided into subgroups and the instantaneous power of each subgroup is compared and the instantaneous power of each subgroup is compared ,
모든 태양 전지판에 측정센서 설치와 배선을 하지 않고서도 고장이 발생한 태양전지판 소집단을 판단할 수 있어 경제적으로 고장진단을 할 수 있는 장점이 있다.It is possible to judge a small group of a solar panel in which a failure occurs even without mounting and wiring the measurement sensor on all the solar panels, thereby making it possible to economically diagnose faults.
또한, 이상이 발생시 무선 이동통신수단으로 사용자나 관리자의 이동 단말기에 통보함으로써 원격지에서 태양전지 소집단의 고장상태를 파악하고 조치를 할 수 있어 태양광 발전소를 최적의 상태로 유지할 수 있는 장점이 있다.In addition, when an abnormality occurs, a user or an administrator's mobile terminal is informed by a wireless mobile communication means, so that a malfunction state of a small group of solar cells can be detected at a remote place, and a measure can be taken to maintain the solar power plant in an optimal state.
또, 다이오드로부터 발생되는 열을 최소화 하므로 열로 인해 낭비되는 전류를 절약하고, 또, 열로 인해 단축되는 다이오드와 이 다이오드 주변에 구성된 부품의 수명을 연장시키는 효과가 있다.In addition, since the heat generated from the diode is minimized, the current consumed by the heat is saved, and the diode shortened due to heat and the lifetime of the components formed around the diode are extended.
제 1도는 본 발명의 실시예에 따른 전체구성을 나타낸 구성 블록도.
제 2도는 본 발명의 실시예에 따른의 흐름도,
제 3도는 본 발명의 또 다른 실시예의 흐름도.
제 4도는 본 발명의 접속반의 내부 구성을 나타낸 흐름도,FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration according to an embodiment of the present invention. FIG.
Figure 2 is a flow diagram of an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a flow diagram of another embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flow chart showing the internal configuration of the connection module of the present invention,
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 상세한 설명에서는 태양전지판에서 생산된 전력을 변환하는 인버터나 이동 통신망, 이동 통신 단말기 등 통상적인 기술에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the detailed description, the description of the conventional technologies such as the inverter, the mobile communication network, and the mobile communication terminal for converting the power produced by the solar panel is omitted.
도시된 바와 같이, 태양의 빛에너지를 직접 전기에너지로 변환하기 위한 통상의 태양광 발전소에 있어서, 직렬 연결된 태양전지판 모듈(11)들을 적어도 2개 이상으로 소집단화한 태양전지판 소집단들(SG1)~(SGn)과, 상기 태양전지판 소집단들 (SG1)~(SGn)의 전압과 전류를 측정하여 전력을 계측하는 전력측정수단(13) 및 전력계측값(P1)~(Pn)과, As shown in the figure, in a conventional solar power plant for converting light energy of the sun directly into electric energy, solar panel subgroups SG1 to SG3, which are subdivided into at least two
상기 각 태양전지판 소집단들(SG1)~(SGn)의 근접 장소에 설치된 일사량 측정센서(14) 및 계측된 일사량(L1)~(Ln)과, 정해진 시간 간격으로 상기 각 태양전지판 소집단(SG1)~(SGn) 끼리의 전력 계측값(P1~Pn)을 비교하여 불평형 상태인 경우 비정상으로 판단하고, The solar radiation
또한, 태양전지판 소집단(SG1)의 전력계측값(P1)과 해당 장소에서 계측된 일사량값(L1)에 태양전지판 소집단(SG1)의 면적을 보정한 전력량(Pc)과 비교하여 태양전지판 소집단(SG1)~(SGn)들의 동작상태 및 열화를 판단하고 처리하는 마이크로 프로세서(20)와, It is also possible to compare the power measurement value P1 of the small solar cell group SG1 and the solar radiation amount L1 measured at the place with the power amount Pc corrected for the area of the small solar cell group SG1, A
상기 마이크로 프로세서(20)에서 각 태양전지판 소집단(SG1)~(SGn)들의 동작상태 및 열화상태의 경보메시지 및 데이터를 무선통신 모듈(30)을 통하여 원격지 사용자의 이동 단말기(40)로 송신하는 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The
태양전지판 소집단(SG1)은, 소정의 전압을 얻기 위해 직렬로 연결한 복수개의 태양전지판 모듈(11) 및 전력선(12)과, The solar panel subgroup SG1 includes a plurality of
상기 전력선(12)으로부터 전압을 측정하고, 전류를 측정하기 위해 상기 전력선(12)의 어느 한 선에 연결된 표준저항(미도시)과, 상기 표준저항으로부터 전류에 비례하는 전압 측정선을 구비하는 태양전지판 소집단(SG1)을 포함하는 것을 특징으로 한다.(Not shown) connected to one of the lines of the
태양전지판 모듈(11)은 다수의 태양전지 셀로 구성되는데, 태양전지 셀이 실리콘인 경우, 각각의 태양전지 셀에서 발생하는 전압은 약 0.6V 정도이고, 생산되는 전력량은 일사량과 크기(면적)에 따라 다르나 셀당 1.5W 정도이다. In the case where the solar cell is made of silicon, the voltage generated in each solar cell is about 0.6 V, and the amount of generated electricity is about the amount of solar radiation and size It varies by about 1.5W per cell.
따라서, 필요한 전압과 전력을 생산하기 위해서는 태양전지 셀을 전기적으로 직렬 및 병렬연결해서 사용 하고 있다.Therefore, in order to produce the required voltage and power, the solar cells are electrically connected in series and in parallel.
태양광 발전시스템은 태양전지판 모듈(11)이 위치한 특정장소의 일사량과 온도에 많은 영향을 받는데, 이러한 일사량과 온도는 시간대별, 계절별, 날씨 등에 따라서 수시로 변화하고 있다. The solar power generation system is greatly affected by the solar radiation amount and temperature at a specific place where the
따라서, 태양전지판 모듈(11)들이 정상적으로 발전을 하고 있는지를 진단하기 위해서는 측정/진단 시점에서의 해당 태양전지판 소집단들 (SG1)~(SGn) 부근의 일사량과 온도를 측정하여 이를 기준 일사량으로 하여 해당 태양전지판 소집단들 (SG1)~(SGn)에서 발전하고 있는 순시전력량과 연동시켜 비교하여야 한다.Therefore, in order to diagnose whether or not the
일사량은 단위면적이 단위시간에 받는 일사에너지의 량을 의미하는데, 순간 복사량과 정해진 시간 동안 단위면적이 받는 총열량인 복사량으로 표현되는데,The amount of solar radiation refers to the amount of solar energy received per unit time in a unit time, expressed as the amount of instantaneous radiation and the amount of radiation, which is the total amount of heat received by a unit area over a fixed time,
본 발명의 일사량 측정기의 일사량 데이터는 매 10초마다 샘플링해 누적하고, 매 1분마다 1분전 누적값과 차를 구해 태양전지판 소집단(SG1)의 순시 전력량과 비교하는 기준 일사량 값으로 사용한다. The solar radiation amount data of the solar radiation amount measuring apparatus of the present invention is sampled and accumulated every 10 seconds, and the cumulative value and the difference of one minute before every minute are used as the reference solar radiation amount value to be compared with the instantaneous power amount of the solar panel small group SG1.
태양전지판 소집단(SG1)의 전력측정수단(13)은, 상기 태양전지판 소집단(SG1)의 전력선(12)에서 인출되는 전압 및 전류 측정선으로부터 전압을 주기적으로 계측하여 A/D변환하고, The power measuring means 13 of the solar panel small group SG1 periodically measures and voltage-converts the voltage from the voltage and current measuring lines drawn out from the
고유 식별번호를 부여하고, 디지탈로 변환된 전류 및 전압값과 고유 식별번호를 정해진 주기에 따라 마이크로프로세서(20)에 송출하여 연산장치에서 입력된 프로그램의 계산식에 의해 전력값으로 환산하여 저장하는 전력측정수단(13)으로 이루어진다.The
태양전지판 소집단(SG1)의 전력선(12)의 전압은 DC 전압(V) 형태이기 때문에, 이 전력선(12)에 흐르는 전류(A)를 측정하면 바로 전력(W = V·A)으로 환산할 수 있다. 전력선(12)에 흐르는 DC 전류를 측정하기 위해서는 전력선(12)의 어느 한 선에 표준저항(R)을 직렬로 연결하여 이 표준저항(R)의 양단에 생기는 전압차(E)에 의해서 간접적으로 전류(I)를 계측할 수 있다. Since the voltage of the
즉, 도선에 흐르는 전류 I = E/R로 표현할 수 있기 때문에 전압차(E)와 저항값(R)으로부터 전류(I)를 알 수 있다. 실제적으로 전류(I)를 측정하기 위해서는 표준저항(R) 양단에서 측정된 전압을 A/D변환하여 마이크로프로세서(20)에 송출하여 프로그램의 계산식에 의해 전류(I)값으로 환산하게 된다.That is, the current I flowing through the conductor can be represented by I = E / R, so that the current I can be determined from the voltage difference E and the resistance value R. In order to actually measure the current I, the voltage measured across the standard resistor R is A / D-converted and sent to the
마이크로프로세서(20)는, 상기의 전력측정수단(13)으로부터 A/D변환된 전류 및 전압에 해당하는 디지탈값과 고유식별번호, 일사량측정기로부터 일사량을 수신하는 인터페이스(미도시)와, The
상기 인터페이스로부터 수신된 고유식별번호의 디지탈 전압/전류 측정값 및 일사량 측정값을 기억장치에 저장하고, 각 태양전지판 소집단들(SG1)~(SGn)의 특성 및 크기에 따른 상수를 적용하여 전력량을 보정 계산하여 연산처리하고, The digital voltage / current measurement value and the solar radiation measurement value of the unique identification number received from the interface are stored in the storage device, and constants according to the characteristics and sizes of the respective solar panel subgroups SG1 to SGn are applied, Performs calculation processing by correction,
각 태양전지판 소집단들(SG1)~(SGn)에서 측정된 전력량이 해당 태양전지판 부근의 기준 일사량보다 낮거나, 일정시간 동안 비교된 태양전지판 소집단들(SG1)~(SGn)의 누적 전력량이 미리 설정된 편차값을 벗어날 경우 비정상으로 판단하는연산장치와, The cumulative power amount of the solar panel small groups SG1 to SGn compared to the reference solar radiation amount in the vicinity of the corresponding solar panel or the measured power amount in each of the solar panel small groups SG1 to SGn is set in advance An arithmetic unit for judging an abnormality when the deviation value is exceeded,
태양전지판 소집단들(SG1)~(SGn)의 태양전지판 모듈(11)의 면적, 설치개수 및 연산 프로그램 등을 입력하는 키 입력부와, 키 입력값 및 연산처리결과 등을 표시하는 LCD 모니터와, 프로그램 및 데이터를 저장하는 기억장치를 구비하는 마이크로프로세서(20)로 구성된다.A key input unit for inputting the area, the number of installation and the operation program of the
통신수단은, 상기 마이크로프로세서(20)의 연산처리결과가 비정상으로 판단되는 경우에는 WAP을 이용하여 관리자나 사용자의 이동 통신단말기(40)에 전송하는 무선 모듈(30)과, The communication means includes a
상기 무선모듈(30)과 기존 이동통신 통신망을 통하여 원격지의 관리자나 사용자의 이동통신 단말기(40)로 태양전지판 소집단(10)의 고유번호와 비정상 상태에 대응하여 정해진 경보문자 및 기억장치에 저장된 측정데이터를 원격지의 관리자나 사용자에게 전송하는 것으로 어느 태양전지판 소집단(10)이 이상상태인가를 원격지에서 알 수 있게 해준다.An alarm number determined in correspondence with the unique number and the abnormal state of the solar panel small group 10 to the manager or user's
이러한, 원격감시 시스템의 능동적인 작동을 간략하게 설명하면, 원격감시를 To briefly describe the active operation of the remote monitoring system,
원하는 관리자나 사용자가 이동통신 단말기에 설치되어 있는 응용프로그램을 구동하여 마이크로 프로세서(20)에 접속하고, 마이크로 프로세서A desired administrator or user drives an application program installed in the mobile communication terminal to access the
(20)로 상태확인 요청을 전송하면, 마이크로 프로세서(20)는 관리자나 사용자로부터의 상태확인 요청에 의하여 추출된 현재 또는 과거의 결과를 관리자나 사용자의 이동통신 단말기로 전송해준다.The
본 실시예에서는 마이크로 프로세서(20) 및 관리자나 사용자의 이동통신 단말기에 설치되어, 양 장비 사이의 무선 데이터통신을 가능하게 하는 WAP(무선 응용 프로토콜)을 이용함으로써, 별도의 장비없이, 원격감시를 수행할 수 있다. In this embodiment, by using a WAP (wireless application protocol) installed in the
WAP은 하나의 통신에뮬레이터의 역할을 하는 것으로, 미리 정해진 프로토콜에 따라, 상대방으로부터 수신·복조된 신호를 의미있는 정보로 변환하는 역할을 하여, 이동통신 단말기로 원격지에 있는 태양전지 소집단의 이상상태를 감시할 수 있게 해준다.The WAP acts as a communication emulator, which converts signals received and demodulated from the other party into meaningful information according to a predetermined protocol, and controls the mobile communication terminal to detect an abnormal state of a sub- It allows you to monitor.
도 4에 의해 구성을 제차 살펴보고 그 실시예를 설명한다.The configuration will be initially examined with reference to FIG. 4, and the embodiment will be described.
복수 그룹의 회로(200)에 따로 따로 각각 연결된 복수의 태양광 패널(S1), 복수의 입력단자(S2), 복수의 퓨즈(S3) 및 차단기(이하 차단기라 칭함), 복수의 다이오드(S4)와 상기 복수의 다이오드로 출력되는 전력을 하나로 취합하는 출력단자(S5)를 포함한 접속반에 있어서,A plurality of solar panels S1, a plurality of input terminals S2, a plurality of fuses S3 and a circuit breaker (hereinafter referred to as a circuit breaker), a plurality of diodes S4, And an output terminal (S5) for collecting power output from the plurality of diodes into one,
상기 복수의 퓨즈(S3)로부터 복수의 다이오드(S4)로 입력되는 전력을 우회하여 하나의 출력단자(S5)로 출력하는 복수의 우회 회로(100)와,A plurality of bypass circuits (100) for bypassing the power input from the plurality of fuses (S3) to the plurality of diodes (S4) and outputting the power to one output terminal (S5)
상기 복수의 우회 회로(100)를 제어부(130)의 제어신호에 따라 개폐하는 The plurality of bypass circuits (100) are opened and closed in accordance with a control signal of the controller (130)
복수의 우회 스위치(110)와,A plurality of detour switches 110,
상기 복수의 회로(200)에 각각 흐르는 전력값 상태를 감시하는 측정부(120)와, 상기 측정부(12)에 접속되어 상기 회로(200)의 상태를 판정하여 상기 우회 스위치(110)를 개폐시키되A
여기서 우회 스위치(110)는 제어부(130)의 전력을 인가받아 동작하는 릴레이(S8)를 말한다.Here, the
상기 복수의 우회 회로(100)를 개폐하는 복수의 우회 스위치(110)를 온 시킨 상태에서When a plurality of bypass switches 110 for opening and closing the plurality of
상기 복수의 그룹에서 각각 정상적으로 균등하게 전력을 생산하는 도중 어느 하나의 그룹에서 비정상적으로 낮은 전력이 발생하면 상기 측정부(120)를 통해 회로(200)를 측정하여 If abnormally low power is generated in any one of the groups in the course of normally generating power equally in each of the plurality of groups, the
측정된 측정값이 미리 설정된 전압 범위내를 벗어날 때, 정상적으로 생산된 높은 전력이 비정상적으로 흐르고 있는 회로 방향으로 역전류가 흐르는 것으로 판단하고When the measured value deviates from the predetermined voltage range, it is judged that a reverse current flows in the circuit direction in which the high power normally produced flows abnormally
낮은 전력이 흐르는 회로(200)와 연결된 우회 스위치(110)를 오프'시켜 다이오드에 의해 역전류를 차단하고, 감시중 상기 측정부(120)를 통해 측정된 전력값이 미리 설정된 전압 범위내에 존재할 때, The reverse current is cut off by the diode by turning off the
정상적인 전력생산이라 판단하고 우회 스위치(110)를 온'시켜 전력이 우회 회로(100)를 경유하여 출력단자(S5)로 출력되도록 하는 구성이다.It is determined that normal power production is performed and the
상기 측정부(120)은 각각의 태양광 패널(S1)로부터 회로(200)에 출력한 전력을 감지하는 것이다.The
다음은 도 2,3의 흐름도에 의해 설명하기로 한다.The following will be described with reference to the flowcharts of Figs.
태양광 패널(S1)로부터 전류가 입력되는 입력단자(S2)와; 상기 입력단자(S2)로부터 출력되는 전류가 경유하는 퓨즈(S3) 및 차단기(이하 차단기라 칭함)와 ;An input terminal S2 to which a current is inputted from the solar panel S1; A fuse S3 and a breaker (hereinafter referred to as a breaker) through which the current output from the input terminal S2 passes;
상기 차단기(S3)를 경유하여 다이오드로 입력되는 상기 다이오드(S4)와; The diode S4 input to the diode via the circuit breaker S3;
상기 다이오드(S4)로부터 출력되는 전류가 출력단자(S5)를 경유하여 인버터(S6)로 출력되는 접속반(S7)에 있어서,In the connection circuit S7 in which the current output from the diode S4 is output to the inverter S6 via the output terminal S5,
이와 같은 기술적 구성은 일반적인 종래의 접속반이다.Such a technical arrangement is a general conventional connection panel.
그 기술적인 내용을 살펴보면, 태양광 패널은 태양광에 의해 전류를 생산하여 입력단자(S2)와, 차단기(S3)와, 다이오드(S4)와, 출력단자(S5)를 경유시켜 인버터(S6)로 출력한다.The solar panel produces a current by the solar light and drives the inverter S6 via the input terminal S2, the breaker S3, the diode S4 and the output terminal S5, .
상기 입력단자(S2)는 태양광 패널(S1)에서 생산된 전류가 유입되는 단순한 전선(동판 등)에 불가하고, 상기 차단기(S3)는 태양광 패널을 포함한 전류출력라인에 누전 등이 발생하면 전류를 차단하는 안전장치이며, 상기 다이오드(S4)는 역전류를 차단하는 체크밸브기능과 같은 역할을 수행한다. The input terminal S2 can not be connected to a simple electric wire (copper plate or the like) into which a current generated from the solar panel S1 flows. When the electric current output line including the solar panel generates a short circuit or the like And the diode S4 functions as a check valve function for blocking reverse current.
그리고 출력단자(S5)는 인버터의 전선과 결선하는 동판으로된 전력선이다.And the output terminal S5 is a copper wire that is connected to the inverter.
상기 다이오드(S4)는 일측면에 상기 다이오드에서 발생되는 열을 방출하는 방열판이 접촉되어 있어 다이오드의 열을 외부로 방출한다.The diode S4 is in contact with a heat radiating plate for discharging heat generated from the diode on one side thereof, thereby discharging the heat of the diode to the outside.
다음은 본원이 발명한 기술적 내용을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the technical contents invented by the present invention will be described.
상기 차단기(S3)로부터 출력된 전류가 입력되는 다이오드(S4)의 입력부(A)에 전원을 차단하거나 인가하는 릴레이(S8)의 입력부(A')를 결선하고, 상기 릴레이(S8)로 입력된 전류가 출력되는 릴레이(S8)의 출력부(B')는 상기 다이오드(S4)의 출력부(B)에 결선하며, The input part A 'of the relay S8 which disconnects or applies power to the input part A of the diode S4 to which the current outputted from the circuit breaker S3 is input is connected, The output B 'of the relay S8 to which the current is output is connected to the output B of the diode S4,
상기 릴레이(S8)는 상기 릴레이(S8)를 제어하는 제어장치(S9)와 연동되되 상기 제어장치(S9)는 상기 다이오드(S4)의 출력부(B)에서 발생된 전류값이 역전류인 경우 그 역전류를 전류감지센서(S10)를 통해 감지하여 상기 릴레이(S8)를 제어하는 구성을 특징으로 한다.The relay S8 is interlocked with a control unit S9 for controlling the relay S8 and the control unit S9 controls the relay S8 when the current value generated at the output B of the diode S4 is reverse- And detects the reverse current through the current detection sensor S10 to control the relay S8.
이와 같은 구성의 실시예를 설명하면 아래와 같다.An embodiment of such a structure will be described below.
앞에서 설명한 바와 같이, 태양광 패널(S1)은 전기를 생산하여 접속반(S7)으로 출력하는데As described above, the solar panel S1 produces electricity and outputs it to the connection board S7
그 전류는 접속반에 설치된 입력단자(S2)와, 차단기(S3)와, 릴레이(S8)을 경유하여 출력단자(S5)를 통해 인버터로 출력된다. The current is outputted to the inverter through the input terminal S2 provided in the connection half, the circuit breaker S3 and the relay S8 via the output terminal S5.
여기서 참고로, 접속반(S7)은 예를들어 1그룹의 태양광 패널, 하나의 입력단자, 하나의 차단기, 하나의 다이오드를 포함한 구성이 하나의 그룹이다. Here, for example, the connection module S7 is a group of configurations including, for example, one group of solar panels, one input terminal, one breaker, and one diode.
이와 같이 구성된 그룹 복수가 하나의 접속반에 설치되고(태양광 패널 제외)그 복수의 그룹은 하나의 출력단자(S5)와 결선된다.The plurality of groups thus configured are installed in one connection panel (except for the solar panel) and the plurality of groups are connected to one output terminal S5.
그로 인해 복수의 그룹에서 생산된 전류가 하나의 출력단자(S5)를 통해 인버터로 출력된다. So that the currents produced in the plurality of groups are outputted to the inverter through one output terminal S5.
이와 같이 복수의 그룹이 하나의 출력단자(S5)와 연결되어 있기 때문에 예를들어, 3개의 그룹 중 하나의 그룹에서 전류를 생산하지 못할 경우 2개의 그룹에서 생산된 전류가 하나의 그룹으로 역류(역전류)하는 현상이 발생된다.Since a plurality of groups are connected to one output terminal S5 as described above, for example, when one of the three groups can not produce a current, the currents produced in the two groups are converted into a group Reverse current) occurs.
이렇게 역전류가 발생되면 그 역전류데이터를 전류감지센서(S10)가 감지하고 그 감지된 값을 연산처리하는 제어장치(S9)는 릴레이(S8)로 흐르는 전류를 차단한다.When the reverse current is generated in this manner, the current sensing sensor S10 senses the reverse current data and the control device S9 for calculating the sensed value blocks the current flowing to the relay S8.
이와 같이 릴레이(S8)에 흐르는 전류를 차단하면 역전류는 다이오드(S4) 방향으로 이동하기 때문에 다이오드(S4)가 그 역전류를 차단하게 된다.When the current flowing through the relay S8 is cut off as described above, the reverse current flows in the direction of the diode S4, so that the diode S4 blocks the reverse current.
그 후 전류감지센서(S10)로부터 역전류가 감지되지 않을 경우 릴레이(S8)를 접속시켜 전류가 릴레이(S8)를 경유하도록 한다.Then, when a reverse current is not detected from the current detection sensor S10, the relay S8 is connected and the current is passed through the relay S8.
이와 같이 본원은, 문제(역전류 발생)가 발생되는 경우만 다이오드(S4)에 전류가 인가(릴레이를 통해 전류가 출력되더라도 약간의 전력을 다이오드를 경유함)함으로 As described above, in the present invention, only when a problem (reverse current generation) occurs, a current is applied to the diode S4 (a slight amount of power is passed through the diode even though a current is outputted through the relay)
다이오드는 종래와 비교할 경우 열을 발생할 확율이 매우 낮아 수명이 연장되고, 전력소비량이 낮으며, 방열에 따른 발열판을 소형화 할 수 있어 그에 따른 비용이 절감되며, 또 접속반의 크기가 작아져 미관상 미려한 장점이 있어 상품성이 높다 할 수 있다. In comparison with the conventional diode, the diode has a very low probability of generating heat, so that the lifetime is extended, the power consumption is low, the heating plate due to heat dissipation can be miniaturized, the cost is reduced, and the size of the connection panel is reduced, And therefore, it can be said that the merchantability is high.
마지막으로, 상기 다이오드(S4)의 입력부(A)와 출력부(B)에 각각 전류값을 검출하는 센서(S11)를 결선하여 입력부(A)와 출력부(B)에 흐르는 전류값을 연산처리 하고 그 처리된 전류값이 동일하면 전류가 지속적으로 릴레이(S8)을 경유하도록 하되 여러가지 원인으로 역전류가 발생되면 상기 입력부(A)와 출력부(B)는 전류값이 편차가 발생된다.Finally, a sensor S11 for detecting a current value is connected to the input unit A and the output unit B of the diode S4, respectively, and the current value flowing through the input unit A and the output unit B is calculated If the processed current values are the same, the current is continuously passed through the relay S8. However, if a reverse current is generated for various reasons, the current values of the input unit A and the output unit B are varied.
그 편차값을 제어장치(S9)의 센서(S11)가 감지하여 컨트롤방법에 따라 릴레이 방향으로 흐르는 전류를 차단한다. 이와 같이 역적류는 릴레이와 다이오드에 의해 차단되어 더 이상 입력단자 방향으로 이동하지 못한다. The sensor S11 of the control device S9 detects the deviation value and cuts off the current flowing in the relay direction according to the control method. In this way, the reverse current is blocked by the relay and the diode, and can no longer move toward the input terminal.
상기 전류감지센서는 전류가 흐르는 출력부(B)에 아주 적은 저항을 직렬로 연결하여 저항 사이의 전압차를 이용하여 측정한다.The current sensing sensor measures the voltage difference between the resistors by connecting a very small resistance in series to the output portion (B) through which the current flows.
예를들어 위 회로에서 저항 값이 0.01옴이고 전압차 V가 0.02V로 읽혀 진다면 For example, if the resistance in the above circuit is 0.01 ohms and the voltage difference V is 0.02V
옴의 법칙에 의해 I = V/R = 0.02 / 0.01 = 2A 흐르는 것을 알 수 있음. According to Ohm's law, I = V / R = 0.02 / 0.01 = 2A flows.
다음은 릴레이에 대해 더 살펴보면 다음과 같다.The following is a more detailed description of the relay.
다이오드(S4)의 입력부(A)와 출력부(B)에 각각 전류값을 검출하는 센서(S11)를 결선하여 상기 입력부(A)와 출력부(B)에 흐르는 전류값을 연산처리하고 그 처리된 전력값이 설정된 전력보다 높은 경우 전류를 지속적으로 릴레이(S8)를 경유하도록 하고, 측정된 전력값이 설정된 전력보다 적은 경우와 여러가지 원인으로 상기 입력부(A)와 출력부(B)에 전류값이 편차가 발생되면 제어장치(S9)와 연동되는 센서(S11)가 감지하여 컨트롤방법에 따라 릴레이 방향으로 흐르는 전류를 차단하되, 설정된 전류가 감지되면 제차 릴레이(S8)를 경유하도록 하는 구성을 특징으로 한다.A sensor S11 for detecting a current value is connected to the input section A and the output section B of the diode S4 to calculate a current value flowing through the input section A and the output section B, If the measured power value is less than the set power value and if the measured current value is less than the set power value and if the current value of the input part A and the output part B When the deviation is generated, the sensor S11 interlocked with the control device S9 senses the current and cuts off the current flowing in the relay direction according to the control method. When the set current is sensed, the relay S8 is controlled .
이와 같이 구성함으로서, 예를들어 설정전력을 0.5와트로 설정하였다면, 상기 제어장치(S9)의 센서(S11)에 의해 감지된 전력이 0.5와트 이상일 경우 지속적으로 전류를 릴레이(S8)를 경유하도록 하되, By configuring in this way, for example, if the set power is set to 0.5 watt, if the power sensed by the sensor S11 of the control unit S9 is 0.5 watt or more, the current is continuously passed through the relay S8 ,
그러나 0.5와트 이하 즉, 0.4와트가 감지되는 경우와, 상기 입력부(A)와 출력부(B)는 전류값이 편차가 발생되면 제어장치(S9)의 센서(S11)가 상기한 값을 감지하여 컨트롤방법에 따라 릴레이 방향으로 흐르는 전류를 차단한다.However, when the current value is deviated from 0.5 watts or less, that is, when 0.4 watts is detected and when the current value of the input unit A and the output unit B is varied, the sensor S11 of the control unit S9 senses the above value According to the control method, the current flowing in the relay direction is cut off.
그 후 상기 입력부(A)와 출력부(B)가 전류값이 편차가 발생하지 않는 상태에서 전류감지값이 설정된 0.5와트가 감지되면 다시 릴레이 방향으로 전력이 흐르도록 한다.Thereafter, when the current detection value is set to 0.5 watts in a state where the current value does not vary between the input unit A and the output unit B, electric power flows in the relay direction again.
이와 같이 하는 이유는, 설정값 이상일 경우 릴레이를 동작하게 하면 릴레이가 높은 전류에 의해 아크가 발생하여 릴레이의 수명을 단축시키거나 화제의 위험이 따른다. 그러나 본원은 이러한 문제점을 감안하여 낮은 전류에서 릴레이가 작동하도록 한 것이다.The reason for doing this is that if the relay is operated when the set value is higher than the set value, the relay generates an arc due to the high current, shortening the life of the relay or risking the topic. However, in view of this problem, the present invention allows the relay to operate at a low current.
이에 대한 효과를 살펴보면, 이와 같은 기술을 제공함으로서 아직까지 해결하지 못한 접속반의 고열(현재(2015,1월)까지 수많은 발명자들이 해결하지 못하였음)을 본 발명자는 릴레이 제어방법으로 접속반의 수명과 열로 인해 손실된 에너지 낭비를 단숨에 해결한 것이다.As a result, the inventors of the present invention have found that, by providing such a technology, the inventors of the present invention have found that the high temperature of the connection module, which has not yet been solved, It solves the waste of energy lost at a glance.
이러한 기술은 국가발전에 이바지하는 효과가 있어 매우 바람직한 발명이라 말할 수 있는 것이다.This technology is a very desirable invention because it has the effect of contributing to national development.
11 : 태양전지판 모듈 12 : 전력선
13 : 전력측정수단 14 : 일사량 측정센서
15 : 일사량 신호선 16 : 일사량 측정계
2O : 마이크로 프로세서 30 : 무선통신 모듈
40 : 이동통신 단말기
100 ; 우회 회로 110 ; 우회 스위치
120 ; 측정부 130 ; 제어부
200 ; 회로11: Solar panel module 12: Power line
13: Power measuring means 14: Insolation measuring sensor
15: Insolation signal line 16: Insolation meter
2O: microprocessor 30: wireless communication module
40: Mobile communication terminal
100; A
120; A measuring
200; Circuit
Claims (1)
또한, 소집단의 근접 장소에 일사량측정기를 설치하여 순시일사량을 측정하여 일사량 기준값으로 하고, 정해진 시간 간격으로 상기 각 태양전지판 소집단 끼리의 계측된 순시전력값을비교하여 불평형 상태를 판단하고,
또한, 계측된 순시 일사량 기준값과 개별 태양전지판 소집단의 계측된 순시전력값을 비교하여 해당 태양전지판 소집단의 태양전지판 모듈의 동작상태 및 열화를 판단하는 마이크로 프로세서와, 태양전지판 소집단의 동작상태 및 열화상태의 판단 및 데이터를 원격지 사용자의 이동통신 단말기로 송신 하는 통신수단과,
복수의 퓨즈로부터 복수의 다이오드로 입력되는 전력을 우회하여 하나의 출력단자로 출력하는 복수의 우회 회로와,
상기 복수의 우회 회로를 제어부의 제어신호에 따라 개폐하는
복수의 우회 스위치와,
상기 복수의 회로에 각각 흐르는 전력값 상태를 감시하는 측정부와, 상기 측정부에 접속되어 상기 회로의 상태를 판정하여 상기 우회 스위치를 개폐시키되
상기 복수의 우회 회로를 개폐하는 복수의 우회 스위치를 온 시킨 상태에서
상기 복수의 그룹에서 각각 정상적으로 균등하게 전력을 생산하는 도중 어느 하나의 그룹에서 비정상적으로 낮은 전력이 발생하면 상기 측정부를 통해 회로를 측정하여
측정된 측정값이 미리 설정된 전압(전력) 범위내를 벗어날 때, 정상적으로 생산된 높은 전력이 비정상적으로 흐르고 있는 회로 방향으로 역전류가 흐르는 것으로 판단하고 낮은 전력이 흐르는 회로와 연결된 우회 스위치를 오프'시켜 다이오드에 의해 역전류를 차단하고, 감시중 상기 측정부를 통해 측정된 전력값이 미리 설정된 전압 범위내에 존재할 때, 정상적인 전력생산이라 판단하고 우회 스위치를 온'시켜 전력이 우회 회로를 경유하여 출력단자로 출력되도록 하는 구성이다.The solar panel modules in series are divided into solar panel subgroups that are grouped into at least two or more, and the instantaneous power is measured by measuring the voltage and current at the power line of the solar panel subgroup,
In addition, a solar radiation measuring device is installed at a close proximity of a small group to measure an instantaneous solar radiation amount as a solar radiation reference value, determine the unbalanced state by comparing measured instantaneous power values of the respective solar panel small groups at predetermined time intervals,
The microprocessor compares the measured instantaneous irradiance reference value with the measured instantaneous power value of the individual solar panel subset to determine the operating state and deterioration of the solar panel module in the subset of the corresponding solar panel subset, Communication means for transmitting the judgment and data of the remote user to the mobile communication terminal of the remote user;
A plurality of bypass circuits for bypassing power input from a plurality of fuses to a plurality of diodes and outputting the power to one output terminal,
The plurality of bypass circuits are opened and closed in accordance with a control signal of the control section
A plurality of detour switches,
A measuring unit connected to the measuring unit to determine the state of the circuit and to open and close the detour switch,
A plurality of bypass switches for opening and closing the plurality of bypass circuits are turned on
When abnormally low power is generated in any one of the groups in the course of normally generating power equally in each of the plurality of groups, the circuit is measured through the measurement unit
When the measured value deviates from the preset voltage (power) range, it is judged that a reverse current flows in the circuit direction in which the high power normally produced flows abnormally, and the bypass switch connected to the low- The reverse current is cut off by the diode, and when the measured power value through the measuring unit during the monitoring is within the predetermined voltage range, it is determined that the normal power production is performed and the detour switch is turned on so that the power is supplied to the output terminal .
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