KR20180087070A - 태양광 접속반 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 접속반 장치로서, 태양 전지 모듈로부터 생성된 발전 전류를 취합하여 인버터에 출력하는 태양광 접속반 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 복수의 태양 전지 모듈로부터 생성된 전류를 취합하여 인버터에 연결된 출력 단자로 제공하는 입력 단자; 상기 입력 단자의 전압인 입력 전압을 측정하는 입력 전압 측정부; 상기 입력 단자를 통해 제공되는 전류를 인버터로 출력하는 출력 단자; 복수의 다른 색상으로 발광되는 상태알림 램프; 및 상기 입력 전압의 측정 결과, 상기 입력 전압 측정부를 통해 입력 전압이 측정되지 않는 경우 상기 상태 알림 램프를 소등시키며, 상기 입력 전압 측정부를 통해 입력 전압이 측정되지만 측정되는 입력 전압이 미리 설정된 한도 전압 이하인 경우에는 상기 상태 알림 램프를 제1발광색으로 발광시키며, 상기 입력 전압 측정부를 통해 측정되는 입력 전압이 상기 한도 전압을 초과하는 과전압 상태인 경우 상기 상태 알림 램프를 상기 제1발광색과 다른 제2발광색으로 발광시키는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

태양광 접속반 장치{Apparatus for Photovoltaic Junction Box}

본 발명은 태양광 접속반 장치로서, 태양 전지 모듈로부터 생성된 발전 전류를 취합하여 인버터에 출력하는 태양광 접속반 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 접속반은, 도 1에 도시한 바와 같이 태양광 발전 시스템에 포함된 복수의 태양 전지 모듈(100)로부터 생성된 발전 전류를 취합하여 태양광 발전 시스템에 포함된 인버터(300)에 출력하는 장치이다. 나아가 태양광 접속반(200)은 태양광 발전 시스템에서 태양 전지 모듈(100)에서 계통 연계형 인버터(300)로 접속할, 과전압, 과전류로부터 인버터(300)를 보호하기 위한 접속 모듈이다.

아울러, 태양광 접속반(200)은 태양 전지 모듈(100)의 2채널(2CH)을 입력받아 인버터(300)의 +, -단자에 출력하며, 아울러 태양광 모듈이 발전을 하고 있을 경우 상태 알림 램프를 초록색으로 발광하여 정상 상태를 표시한다.

즉, 태양광 접속반(200)은, 태양광 접속반(200)이 고장없이 정상 상태일 경우 태양 전지 모듈(100)의 발전 동작시에, 상태 알림 램프를 초록색으로 발광하여 정상 상태를 표시하며, 태양 전지 모듈(100)의 발전 동작이 없을 시에는, 상태 알림 램프를 소등하여 오프시킨다. 또한, 태양광 접속반(200)은 태양 전지 모듈(100)의 과전압이나 과전류 발생시에도 상태 알림 램프를 소등하여 오프시킨다.

이와 같이 태양 전지 모듈(100)의 발전 동작이 없거나, 또는 태양 전지 모듈(100)의 과전압 발생시에는, 똑같이 상태 알림 램프(250)가 소등되어 오프된다.

따라서 태양광 접속반(200)의 상태 알림 램프가 소등되어 있는 경우, 관리자 입장에서는, 태양 전지 모듈(100)에서 전류가 출력되고 있지 않은 비발전 상태인지, 아니면 태양 전지 모듈(100)로부터 전류가 출력되는 발전 상태이지만 과전압이나 과전류의 비정상 상태인지를 알 수 없게 된다.

이와 같이 태양광 접속반(200)의 상태 알림 램프의 소등이 발생될 경우, 현재 상태를 정확히 알 수 없게 되어 혼동하게 되는 문제가 있다.

(특허문헌 0001) 한국공개특허 10-2009-0090723호

본 발명의 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 동작 여부, 과전압 여부 등을 정확히 알려줄 수 있는 태양광 접속반 장치를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 과전압 시에 인버터를 보호할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 태양광 접속반 장치에 있어서,

상기 태양광 접속반 장치는, 복수의 태양 전지 모듈로부터 생성된 전류를 취합하여 인버터에 연결된 출력 단자로 제공하는 입력 단자와; 상기 입력 단자의 전압인 입력 전압을 측정하는 입력 전압 측정부와; 상기 입력 단자를 통해 제공되는 전류를 인버터로 출력하는 출력 단자와; 복수의 다른 색상으로 발광되는 상태알림 램프와; 상기 입력 전압의 측정 결과, 상기 입력 전압 측정부를 통해 입력 전압이 측정되지 않는 경우 상기 상태 알림램프를 소등시키며, 상기 입력 전압 측정부를 통해 입력 전압이 측정되지만 측정되는 입력 전압이 미리 설정된 한도 전압 이하인 경우에는 상기 상태 알림 램프를 제1발광색으로 발광시키며, 상기 입력 전압 측정부를 통해 측정되는 입력 전압이 상기 한도 전압을 초과하는 과전압 상태인 경우 상기 상태 알림 램프를 상기 제1발광색과 다른 제2발광색으로 발광시키는 제어부와; 상기 제어부의 지령에 따라 경보신호를 출력하는 경보신호 자동 출력부(1000)를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 경보신호 자동 출력부(1000)는, 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와; 제어부로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 경보신호 출력부(1102)와; 상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와; 상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와; 상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 디스플레이 되도록 유도하는 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시키는 회로 작동용 철편(1131)과; 상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 경보신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 경보신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 경보신호 자동 출력부(1000)는, 상기 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편 사이에 설치되어 미작동시 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 탄발 스프링(1133)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치의 일단에 설치되며 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편이 끌어당겨져 제 1 회로 연결 스위치가 스위칭되면 회로 작동용 철편을 부착시켜 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 전원 유지용 스위칭부의 온 상태를 지속시키는 영구자석(1134)과; 상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 태양 전지 모듈의 동작 여부, 과전압 여부 등을 다양한 발광색과 발광 강도로 알려줌으로써, 관리자가 이를 즉시 인지할 수 있다. 또한 태양 전지 모듈의 과전압 발생시에 일부 전류를 그라운드로 흘러보내고 이러한 상태를 점멸로 알려줌으로써, 관리자가 이를 즉시 인지할 수 있다.

도 1은 태양광 발전 시스템을 도시한 그림.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반이 태양 전지 모듈과 인버터 사이에 위치한 태양광 발전 시스템을 도시한 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 입력 전압의 크기에 따라서 상태 알림 램프의 발광 색상이 다르게 발광되는 모습을 도시한 그림.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 레벨 데이터베이스가 구비된 태양광 접속반의 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 과전압의 레벨에 따라서 제2발광색의 강도가 다르게 되어 발광되도록 설정된모습을 도시한 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제1스위칭 모드로 동작하는 태양광 접속반을 도시한 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제2스위칭 모드로 동작하는 태양광 접속반을 도시한 그림.
도 8은 본 발명의 경보신호 출력을 위한 블록도.
도 9는 본 발명의 경보신호 자동 출력부 회로도.
도 10은 도 9의 요부 확대도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반이 태양 전지 모듈과 인버터 사이에 위치한 태양광 발전 시스템을 도시한 그림.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 입력 전압의 크기에 따라서 상태 알림 램프의 발광 색상이 다르게 발광되는 모습을 도시한 그림.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 레벨 데이터베이스가 구비된 태양광 접속반의 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 과전압의 레벨에 따라서 제2발광색의 강도가 다르게 되어 발광되도록 설정된모습을 도시한 그림.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제1스위칭 모드로 동작하는 태양광 접속반을 도시한 그림.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제2스위칭 모드로 동작하는 태양광 접속반을 도시한 그림.

도 8은 본 발명의 경보신호 출력을 위한 블록도.

도 9는 본 발명의 경보신호 자동 출력부 회로도.

도 10은 도 9의 요부 확대도로서,

본 발명의 태양광 발전 시스템은, 태양 전지 모듈(100), 태양광 접속반(200), 및 인버터(300)를 포함한다. 이밖에 도시하지는 않았지만, 배전반, 전력 계통 시스템, 부하 등으로 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 태양광 발전 시스템의 구성 요소 모두보다 많은 구성 요소에 의해 태양광 발전 시스템이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 태양광 발전 시스템이 구현될 수도 있다.

태양 전지 모듈(100)은, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 태양 전지 모듈(100) 또는 하나의 태양 전지 모듈(100)이 하나의 그룹을 형성한다. 여기서, 상기 하나의 그룹은, 상기 태양광 접속반(200)에 포함된 하나 이상의 복수의 입력 단자(210)(또는, 복수의 채널) 중 어느 하나와 연결된다. 또한, 태양 전지 모듈(100)은, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력한다.

또한, 태양 전지 모듈(100)은, 복수의 단위 셀들의 집합으로 구성한다. 이러한 단위 셀은, 일반적으로 0.5V ~0.6V의 전압 즉, 약 3W ~ 4W의 전력을 생성(또는, 생산)한다. 또한, 복수의 단위 셀들로 구성된 태양 전지 모듈(100)은, 태양 전지 모듈(100)을 구성하는 단위 셀의 개수에 따라 차이는 있으나, 일반적으로 약 16V ~ 26V,120W ~ 200W의 출력을 갖는다. 일 예로, 태양 전지 모듈(100)은, 54개의 단위 셀들로 구성되며, 이러한 셀들은 18개의 셀이 직렬 연결되어 하나의 그룹을 형성하고, 3개의 그룹이 병렬로 연결되어 하나의 태양 전지 모듈(100)을 형성할 수 있다.

인버터(300)는, 접속반으로부터 출력되는 직류 전류를 수신하고, 수신한 직류 전류를 교류 전류로 변환한다. 인버터(300)는, 변환된 교류 전류를 전력 계통의 전압과 동기화하여 출력한다. 또한, 인버터(300)는, 수신된 직류 전류, 직류 전압, 상기 변환된 교류 전류, 교류 전압, 인버터(300)의 온도 및, 인버터(300)의 이상 여부를 감지할 수 있는 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한 인버터(300)는, 현재 출력 전력, 금일 발전량, 누적 발전량, 이산화탄소 저감량 등의 정보를 감지할 수 있다.

태양광 접속반(200)은, 그룹화된 복수의 태양 전지 모듈(100)(또는, 그룹화된 하나의 상기 태양 전지 모듈(100))로부터 출력되는 직류 전류를 입력받는다. 이때, 접속반은, 하나 이상의 입력 단자(210)(또는, 하나 이상의 채널)를 포함하며, 입력 단자(210)를 통해, 그룹화된 복수의 태양 전지 모듈(100)로부터 출력되는 직류 전류를 각각 전달받아, 하나의 전류로 취합하여 인버터(300)로 출력한다.

특히 본 발명의 태양광 접속반(200)은, 태양 전지 모듈(100)로부터 입력되는 전류가 있는지의 여부, 태양 전지모듈(100)로부터 입력되는 전류가 과전압 상태인지 여부에 따라서 상태를 알려주는 발광 색상을 다르게 제어한다.

이를 위하여 본 발명의 태양광 접속반(200)은, 도 2에 도시한 바와 같이 입력 단자(210), 입력 전압 측정부(230), 출력 단자(220), 상태 알림 램프(250), 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.

입력 단자(210)는, 복수의 태양 전지 모듈(100)로부터 생성된 전류를 취합하여 인버터(300)에 연결된 출력 단자(220)로 제공하는 단자이다. 태양 전지 모듈(100)이 복수개 일 경우, 복수개의 태양 전지 모듈(100)은 단일의 입력 단자(210)로 연결되어, 각 태양 전지 모듈(100)에서 생성되는 직류 전류가 입력 단자(210)에서 취합되어 출력 단자(220)로 제공된다.

입력 전압 측정부(230)는, 입력 단자(210)의 전압인 입력 전압을 측정하는 전압 측정기이다.

출력 단자(220)는, 입력 단자(210)를 통해 입력되는 전류를 인버터(300)로 출력한다. 따라서 출력 단자(220)의 일단은 입력 단자(210)에 연결되고, 출력 단자(220)의 타단은 인버터(300)에 연결된 구조를 가진다.

상태 알림 램프(250)는, LED 램프 등의 발광 램프로서, 다양한 서로 다른 복수의 색상으로 발광될 수 있다. 따라서 상태 알림 램프(250)는, 입력 단자(210)에서 측정되는 입력 전압의 측정 여부, 입력 단자(210)에서 측정되는 입력 전압의 과전압 여부에 따라서 각각 별개의 색상으로 발광된다.

제어부(240)는, 입력 전압의 측정 결과, 입력 전압 측정부(230)를 통해 입력 전압이 측정되지 않는 경우 상태알림 램프(250)를 소등시키며, 입력 전압 측정부(230)를 통해 입력 전압이 측정되지만 측정되는 입력 전압이 미리 설정된 한도 전압 이하인 경우에는 알림 램프를 제1발광색으로 발광시키며, 입력 전압 측정부(230)를 통해 측정되는 입력 전압이 한도 전압을 초과하는 과전압 상태 경우 상태 알림 램프(250)를 제1발광색과 다른 제2발 광색으로 발광시키는 제어를 수행한다.

예를 들어, 도 3(a)에 도시한 바와 같이 입력 전압이 감지되지 않는 경우에는 상태 알림 램프(250)를 소등시킨다. 또한 도 3(b)에 도시한 바와 같이 입력 전압 측정부(230)를 통해 입력 전압이 측정되지만 측정되는 입력 전압이 미리 설정된 한도 전압 이하인 경우에는 알림 램프를 제1발광색으로 설정된 초록색으로 발광시킨다. 또한 도 3(c)에 도시한 바와 같이 입력 전압 측정부(230)를 통해 측정되는 입력 전압이 한도 전압을 초과하는 과전압상태 경우 상태 알림 램프(250)를 제2발광색으로 설정된 적색으로 발광시킨다.

따라서 관리자는, 태양광 접속반(200)에 마련된 상태 알림 램프(250)의 발광 색상을 통하여, 태양 전지 모듈(100)의 발전 여부, 태양 전지 모듈(100)의 과전압 여부 등을 알 수 있게 된다.

한편, 상기에서 설명한 바와 같이 태양 전지 모듈(100)에서 생성되는 과전류로 인하여 입력 단자(210)에서 측정되는 전압이 과전압 상태일 경우, 상태 알림 램프(250)를 제2발광색인 적색으로 발광시킴으로써, 관리자는 인버터(300)로의 전류 출력을 차단하는지 등의 조치를 취할 수 있게 된다.

다만, 한도 전압을 초과하기만 하면 과전압 상태를 알리는 제2발광색으로 상태 알림 램프(250)를 발광하게 되는데, 이럴 경우, 과전압의 크기를 알 수 없게 된다. 관리자가, 과전압의 크기에 따라서 그에 따른 합당한 조치를 취할 수 있는데, 단일의 제2발광색의 발광만으로서는 관리자가 과전압의 크기를 알 수 없게 된다.

이에 본 발명은, 측정되는 과전압의 크기에 따라서 제2발광색의 발광 강도를 비례하여 발광시키도록 구현한다.

이하, 도 4 및 도 5와 함께 상술한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 레벨 데이터베이스가 구비된 태양광 접속반의 구성도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 과전압의 레벨에 따라서 제2발광색의 강도가 다르게 되어 발광되도록 설정된 모습을 도시한 그림이다.

본 발명의 태양광 접속반(200)은, 상기의 도 2에서 설명한 입력 단자(210), 입력 전압 측정부(230), 출력 단자(220), 상태 알림 램프(250), 및 제어부(240) 이외에도 발광 강도 데이터베이스(260)를 더 포함할 수 있다.

발광 강도 데이터베이스(260)는, 전압 범위별로 발광 강도가 할당되어 저장되어 있는 데이터베이스(DB;DataBase)이다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이 전압 범위가 0[V]~5[V]인 제1과전압 상태인 경우에는 제1발광 강도가 할당되며, 전압 범위가 5[V]~10[V]인 제2과전압 상태인 경우에는 제2발광 강도가 할당되며, 전압 범위가 10[V]~15[V]인 제3과전압 상태인 경우에는 제3발광 강도가 할당되며, 전압 범위가 15[V]~20[V]인 제4과전압 상태인 경우에는 제4발광 강도가 할당될 수 있다. 이러한 발광 강도는 과전압 상태가 높을수록 그에 비례하여 높게 설정된다.

이러한 전압 범위는, 인버터(300)의 용량이 클수록 전압 범위의 단위가 크게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1인버터(300)의 용량이 A인 경우, 전압 범위는 5[V] 단위로서 범위가 결정될 수 있지만, 제2인버터(300)의 용량이 제1인버터(300) 용량의 두 배인 2A인 경우, 전압 범위는 5[V] 단위보다 더 큰 10[V] 단위로서 범위가 결정될 수 있다. 따라서 제1인버터(300)의 경우에는 전압 범위가 0[V]~5[V], 5[V]~10[V], 10[V]~15[V], 15[V]~20[V],,,,의 형태로서 설정되지만, 용량이 더 큰 제2인버터(300)의 경우에는 전압 범위가 0[V]~10[V], 10[V]~20[V], 20[V]~30[V], 30[V]~40[V],,,,의 형태로서 설정된다. 이는, 용량이 큰 인버터(300)일수록 전류 인버팅 능력이 크기 때문에, 전압 범위의 단위를 크게 하여 발광 강도의 레벨을 그에 따라 할당되도록 하기 위함이다.

제어부(240)는, 입력 전압 측정부(230)를 통해 측정되는 입력 전압이 한도 전압을 초과하는 과전압 상태 경우, 측정되는 입력 전압을 이용하여 한도 전압을 초과하는 전압(이하, '초과 전압'이라 함)을 산출하고, 산출한 초과 전압이 속하는 전압 범위에 할당된 발광 강도를 발광 강도 데이터베이스(260)에서 추출하여, 추출한 발광 강도를 가지는 제2발광색으로서 상태 알림 램프(250)를 발광시킬 수 있다.

예를 들어, 한도 전압이 20[V]라 가정할 때, 입력 전압이 32[V]인 경우, 초과 전압은 32[V]-20[V]=12[V]가 된다. 따라서 초과 전압 12[V]는 도 5에 도시된 10[V]~15[V]인 제3과전압 상태에 속하게 되어, 그에 할당된 제3발광 강도로서 제2발광색의 발광이 이루어진다.

한편, 태양 전지 모듈(100)은 복수개로 마련되어 태양광 접속반(200)으로 입력될 수 있는데, 이럴 경우 과전압 여부에 따라서 입력되는 태양 전지 모듈(100)의 일부 전류를 인버터(300)로 제공하지 않고 접지로 흘러보내도록 구현할 수 있다. 이하, 도 6 및 도 7과 함께 상술한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제1스위칭 모드로 동작하는 태양광 접속반을 도시한 그림이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제2스위칭 모드로 동작하는 태양광 접속반을 도시한 그림이다.

N개의 태양 전지 모듈(100)로부터 생성된 전류가 입력된다고 할 때, 본 발명의 태양광 접속반(200)의 입력 단자(210)는, N개 중에서 N/2개의 태양 전지 모듈(100)로부터 생성된 전류가 입력되어 출력 단자(220)로 제공하는 제1입력 단자(210a)와, N개 중에서 제1입력 단자(210a)로 입력되는 N/2개를 제외한 나머지 N/2개의 태양 전지모듈(100)로부터 생성된 전류가 입력되는 제2입력 단자(210b)로 이루어진다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 태양 전지 모듈(100)이 N개인 6개로 마련된 경우, 제1,2,3태양 전지 모듈(100a,100b,100c)는 제1입력단자(210a)에 연결되고, 제4,5,6태양 전지 모듈(100d,100e,100f)는 제2입력 단자(210b)에 연결된다.

태양광 접속반(200)은, 스위칭 소자(270)를 더 포함하는데, 스위칭 소자(270)는, 제2입력 단자(210b)를 통해 입력되는 전류를 출력 단자(220) 또는 접지 단자로 스위칭한다.

제어부(240)는, 입력 전압 측정부(230)를 통해 측정된 입력 전압의 크기에 따라서 스위칭 소자(270)를 출력 단자(220) 또는 접지 단자 중 어느 하나의 단자로 스위칭할 수 있다.

제어부(240)는, 입력 전압 측정부(230)를 통해 측정된 입력 전압이 한도 전압 이하인 정상 전압인 경우 스위칭 소자(270)를 출력 단자(220)로 스위칭하는 제1스위칭 모드로 동작시키며, 입력 전압 측정부(230)를 통해 측정된 입력 전압이 한도 전압을 초과한 과전압인 경우 스위칭 소자(270)를 접지 단자(GND)로 스위칭하는 제2스위칭 모드로 동작시킬 수 있다.

즉, 과전압 상태가 아닌 정상적인 경우에는 도 6에 도시한 바와 같이 제1스위칭 모드로 동작되어, 제1입력 단자(210a)의 입력 전류와 제2입력 단자(210b)의 입력 전류 모두가 출력 단자(220)로 제공된다. 반면에, 과전압 상태인 경우에는, 도 7에 도시한 바와 같이 제2스위칭 모드로 동작되어, 제2입력 단자(210b)의 입력 전류는 접지단자(GND)로 흘러나가 버리고, 제1입력 단자(210a)의 입력 전류만이 인버터(300)로 제공된다. 따라서 과전압 검출될 시에 태양 전지 모듈(100)에서 생성된 전류의 1/2만 인버터(300)에 제공함으로써, 인버터(300)의 고장을 사전에 방지할 수 있다.

또한 제어부(240)는, 과전압 상태일 때 제2스위칭 모드로 동작하는데, 한도 전압을 초과하는 전압인 초과 전압이 높을수록 제2스위칭 모드의 유지 시간을 비례하여 증가시킨다. 이는, 초과 전압이 높을수록 태양 전지 모듈(100)에서 생성된 전류의 1/2만 인버터(300)에 제공하는 시간을 길게 하여, 태양광 발전 시스템의 안정화를 이루는 시간을 가지기 위함이다.

또한 제어부(240)는, 제2스위칭 모드로 동작하는 경우, 상태 알림 램프(250)를 제2발광색으로서 점등과 소등을 교대로 수행하는 점멸 형태로 발광시킨다. 따라서 상태 알림 램프(250)를 점멸시킴으로써, 태양 전지 모듈(100)에서 생성된 전류의 일부만 인버터(300)로 제공되고 있음을 관리자가 즉시 알 수 있게 된다.

또한 제어부(240)는, 제2스위칭 모드로 동작하는 경우, 초과 전압이 높을수록 상태 알림 램프(250)의 점멸 주기를 빠르게 하여 점멸시킨다. 따라서 초과 전압이 높을수록 상태 알림 램프의 점멸 주기를 빠르게 함으로써, 초과 전압이 높은 상태라는 것을 관리자가 점멸 주기만을 보고서 손쉽게 파악할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제어부는 전압을 초과하는 과전압상태 경우 상태 알림 램프를 점등시킴과 동시에 경보신호 자동 출력부(1000)를 통해 계속적인 경보음을 출력하여 관리자에게 주의를 환기시킬 수 있다.

상기 경보신호 자동 출력부(1000)는, 회로 전원부(1101)와, 경보신호 출력부(1102)와, 발진 트랜스(1103)와, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와, 릴레이 스위치(1107)와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 통신 단말기 전원 스위치(sw2)와, 전원 유지용 스위칭부(1118)을 포함하여 이루어진다.

상기 전원부(1101)는 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시킨다.

상기 경보신호 출력부(1102)는 제어부로부터 제어신호가 출력되면 전원 회로를 스위칭시킨다.

상기 발진 트랜스(1103)는 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력한다.

상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)는 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 된다.

상기 릴레이 스위치(1107)는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시킨다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.

상기 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 한다.

상기 전원 유지용 스위칭부(1118)는 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단시킨다. 그리고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 경보신호가 출력되도록 유도한다.

또한, 본 발명은 회로 작동용 철편(1131)과, 경보신호 작동 제어부 전원 연결용 철편(1132)과, 탄발 스프링(1133)과, 영구자석(1134)과, 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성한다.

상기 회로 작동용 철편(1131)은 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시킨다.

상기 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)은 상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 경보신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도한다.

상기 탄발 스프링(1133)은 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편 사이에 설치되어 미작동시 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편이 항상 오프상태를 유지하도록 유도한다.

상기 영구자석(1134)은 제 1 회로 연결 스위치의 일단에 설치되며 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편이 끌어당겨져 제 1 회로 연결 스위치가 스위칭되면 회로 작동용 철편을 부착시켜 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 전원 유지용 스위칭부의 온 상태를 지속시킨다.

상기 수동 작동 스위치(1135)는 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 한다.

이하에서 경보신호 자동 출력부(1000)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 경보신호 출력부(1102)가 온 되면 직류 전원이 연결되어 발진 트랜스에 전원이 인가되고, 발진 트랜스의 2차측에 높은 전압이 인가된다.

2차측에 유기된 전원은 정류다이오드를 통해 반파의 직류 전원이 되고, 이 반파 직류전원은 콘덴서의 충방전 작용으로 인하여 보다 안정된 직류 전원이 된다.

이 직류 전원은 릴레이 스위치(1107)의 코일을 거쳐 사이리스터의 애노드단에 인가되고, 한편 이 직류 전원은 저항을 통해 콘덴서에 충전작용을 하게 된다. 상승된 전압은 다이악을 통과하면서 릴레이 작동용 스위칭부(1108)를 트리거하여 에노드단과 케소드단이 스위칭되어 릴레이 스위치의 동작이 이루어지도록하고, 이에 따라 릴레이 스위치(1107)의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 인가되어 경보신호가 디스플레이 된다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 전원 유지용 스위칭부(1118)의 베이스단을 활성화시키면서 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터단 및 콜렉터단에 폐회로를 유도하여 트랜스로 향하는 전원을 오프시키게 된다.

즉, 저항(1109)과 콘덴서(1110) 사이의 전압이 다이오드(1120)를 통해 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터 단자 및 콜렉터 단자 사이로 흘러 바이패스되며 이 바이패스에 의한 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되고, 이렇게 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되면 릴레이 작동용 스위칭부(1108)로 향하는 트리거 신호를 멈추게 되어 에노드단과 케스단이 오프되면서 릴레이 스위치(1107)에 전류가 흐르지 않아서 스위칭을 위해 계속 전원이 공급되는 것을 멈추게 된다.

한편, 만약 작업자가 경보신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 경보신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 폐회로의 전류 흐름이 없게 되고 이에 따라 전원 유지용 스위칭부의 에미터단과 베이스단 사이에 흐르는 바이어스 전압이 사라져서 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프된다.

상기 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프되면서 다이오드(1120)를 통한 저항과 콘덴서 사이의 바이패스 전압이 없어지고 이 전압은 콘덴서(1110)에 충전된다.

이 충전된 전압이 다이악(1111)의 브레이크 오버 현상을 이르키게 되고 다이악에서 트리거 신호를 보조 스위치 작동용 스위칭부(1108)로 출력하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 경보신호 제어부(1140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 경보신호 디스플레이부(1150)를 작동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 경보요인을 치유하지 않으면 계속적으로 경고음을 출력시키도록하여 반드시 경보요인을 치유하도록 유도한다.

즉, 경보신호 출력부(1102)가 온 상태에서는 사용자가 수동 스위치(1135)를 작동시켜 경보신호를 오프시키게 되더라도, 다시 전원을 복귀시켜 경보신호가 자동으로 출력되며, 이에 따라 경보상황이 완전히 제거되는 것을 인지하지 못하여 경보신호를 차단하더라도 다시 재작동되므로 경보신호를 완전히 차단하는 것을 유도할 수 있다.

만약에 경보신호 출력부가 오프되면 이때에는 수동 스위치(1135)를 사용자가 조작하여 경보신호를 수동으로 차단시킬 수 있게 된다.

100:태양 전지 모듈 200:태양광 접속반
210:입력 단자 220:출력 단자
230:입력 전압 측정부 240:제어부
250:상태 알림 램프 260:발광 강도 데이터베이스
270:스위칭 소자 300:인버터

Claims (3)

1. 태양광 접속반 장치에 있어서,
   상기 태양광 접속반 장치는,
   복수의 태양 전지 모듈로부터 생성된 전류를 취합하여 인버터에 연결된 출력 단자로 제공하는 입력 단자와;
   상기 입력 단자의 전압인 입력 전압을 측정하는 입력 전압 측정부와;
   상기 입력 단자를 통해 제공되는 전류를 인버터로 출력하는 출력 단자와;
   복수의 다른 색상으로 발광되는 상태 알림 램프와;
   상기 입력 전압의 측정 결과, 상기 입력 전압 측정부를 통해 입력 전압이 측정되지 않는 경우 상기 상태 알림램프를 소등시키며, 상기 입력 전압 측정부를 통해 입력 전압이 측정되지만 측정되는 입력 전압이 미리 설정된 한도 전압 이하인 경우에는 상기 상태 알림 램프를 제1발광색으로 발광시키며, 상기 입력 전압 측정부를 통해 측정되는 입력 전압이 상기 한도 전압을 초과하는 과전압 상태인 경우 상기 상태 알림 램프를 상기 제1발광색과 다른 제2발광색으로 발광시키는 제어부와;
   상기 제어부의 지령에 따라 경보신호를 출력하는 경보신호 자동 출력부(1000)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 경보신호 자동 출력부(1000)는,
   자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와;
   제어부로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 경보신호 출력부(1102)와;
   상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와;
   상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와;
   상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와;
   상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
   상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 디스플레이 되도록 유도하는 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
   상기 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시키는 회로 작동용 철편(1131)과;
   상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 경보신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과;
   상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 경보신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양광 접속반 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 경보신호 자동 출력부(1000)는,
   상기 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편 사이에 설치되어 미작동시 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 탄발 스프링(1133)과;
   상기 제 1 회로 연결 스위치의 일단에 설치되며 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편이 끌어당겨져 제 1 회로 연결 스위치가 스위칭되면 회로 작동용 철편을 부착시켜 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 전원 유지용 스위칭부의 온 상태를 지속시키는 영구자석(1134)과;
   상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양광 접속반 장치.

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