KR101496199B1 - Solar cell module having function for breaking of power and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로 보다 자세하게는 정션박스와 연결되며 정션박스로부터 전력 차단 제어 명령을 수신하기 전에도 차단기가 자체적으로 이상 상황을 파악하여 이상 상황으로 판단한 경우 전력을 차단하는 기능을 구비한 태양 전지 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar cell system having a power cutoff function and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a solar cell system having a power cutoff function, and more particularly, A solar cell system having a function of cutting off electric power when judged, and a control method thereof.
일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고 여러 오염 물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체 에너지를 개발하고 있는 실정이다.Since the amount of fossil energy that is widely used is limited, it is exhausted sometime and various pollutants are emitted. Therefore, most countries are developing alternate energy that can be used instead.
화석 에너지를 대체할 수 있는 에너지는 여러 종류가 있는바, 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 생성하는 조력, 파도를 이용하여 에너지를 생성하는 파력, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 생성하는 풍력, 그리고 땅속의 열을 이용하여 에너지를 생성하는 지열 등이 있으며, 이들 에너지의 근원이 되는 태양 에너지가 있다.There are many types of energy that can replace fossil energy, such as an aid to generate energy using a tide-only car, a wave to generate energy using waves, a wind force to generate energy using wind power, And geothermal energy that generates energy using the heat of the ground. There is solar energy that is the source of these energy.
이러한 태양 에너지를 생산하는 태양광 발전은 태양 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 발전하는 시스템을 말하며, 발전된 직류 전기 에너지는 전력 변환 장치(인버터)를 통하여 교류 전기 에너지로 변환된다.Photovoltaic generation that generates such solar energy refers to a system that converts sunlight energy into electric energy, and the generated DC electric energy is converted into alternating electric energy through a power inverter (inverter).
생산된 전기는 한전계통과 연계되어 부하에 공급하게 되며, 나머지 전력은 한전계통으로 전송된다. 여기서 부족한 전기는 한전으로부터 공급받게 된다.The generated electricity is supplied to the load in connection with the KEPCO system, and the remaining power is transferred to the KEPCO system. The shortage of electricity is supplied by KEPCO.
이와 같이 계통과 연계되어 시스템이 구축될 경우, 태양전지에서 발생할 수 있는 과전압 또는 과전류, 고장 및 회로 이상 시 다른 태양전지 회로로 역전류 등 문제점이 발생할 수 있으므로 국내외 계통연계표준에 의해 보호 및 안정기능을 갖추어야 한다.If the system is constructed in such a system in conjunction with the system, problems such as overvoltage or overcurrent that may occur in the solar cell, failure or reverse current to other solar cell circuit in case of circuit failure may occur. .
이러한 안전기능을 갖추기 위해서는 배선용 차단기, 역전류 방지용 다이오드, 보호용 퓨즈 등을 구비하게 되고, 전력계측을 위해 태양광 발전 시스템에 별도의 계측장비를 구축하게 된다.In order to have such a safety function, a wiring breaker, a diode for preventing reverse current, a protection fuse, and the like are installed. In addition, a separate measuring device is installed in the photovoltaic power generation system for power measurement.
태양전지 모듈에 이상이 발생한 경우 이를 파악하여 태양전지 모듈로부터 지속적으로 전력이 공급되는 것을 방지하는 기술이 사용되고 있으나, 종래 기술은 접속부 내부에 이상 상황이 발생한 후에 이를 파악하여 전력을 차단하는 것으로 신속한 상황 파악 및 대응이 어려운 문제점이 있다.
A technique for preventing power from being continuously supplied from the solar cell module is used in the case where an abnormality occurs in the solar cell module. However, in the related art, after detecting an abnormal situation inside the connection part, There is a problem that it is difficult to grasp and respond.
본 발명은 접속부이 이상 상황을 파악하고 이상 상황에 대해 전력을 차단하기 이전에도 차단기 자체에서 이상 상황을 파악하여 신속한 대응이 가능한 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide a solar cell system having a power cutoff function capable of promptly responding to an abnormal situation in a circuit breaker itself before a connection portion detects an abnormal situation and blocks power to an abnormal situation and a control method thereof do.
또한, 본 발명은 차단한 전력을 복원시 센서의 확인 결과에 따라 이를 선택적으로 복원하는 기능을 구비한 태양 전지 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a solar cell system having a function of selectively restoring a shutdown power according to a result of detection by a sensor and a control method thereof.
발명의 실시예에 따른 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 시스템은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력하고 적어도 하나의 스트링을 형성하는 복수의 태양전지 모듈; 상기 스트링별로 전력을 공급받아 통합한 후 이를 계통에 연계하기 위해 인버터에 제공하며, 공급받는 전력의 전기적 특성과 계통 연계를 위한 내부 접속 회로의 이상 여부를 내부에 구비된 센서로 측정하여 이상 발생 시 외부 관리센터에 알리고 그에 따라 인버터와의 연결을 차단하며 각 스트링과 연결된 접속을 차단하도록 하는 제어 명령을 제공하는 접속반; 상기 적어도 하나의 스트링 각각에 연결되어 개별 스트링으로부터 발전되는 전압과 전류를 각각 측정하는 적어도 하나의 제1 센서; 및 상기 스트링 별로 구성된 제1 센서와 접속반 사이에 연결되어 상기 접속반의 제어 명령에 따라 스트링과 연결된 접속을 차단하도록 하며, 상기 제1 센서에서 측정된 전압과 전류값의 이상유무를 누적된 측정값을 포함하는 자체 기준으로 판단하여 이상 판단 시 접속반의 제어 명령 없이도 스트링과 연결된 접속을 차단하는 차단부;를 포함하되, 상기 접속반은 외부 관리센터로부터 전원 공급 복구 명령을 수신하여 인버터와의 연결을 복구하고, 해당 전원 공급 복구 명령을 상기 차단부에 제공하며, 상기 차단부는 상기 전원 공급 복구 명령을 수신하면 상기 제1 센서를 통해 각각 연결된 스트링의 전압 및 전류값을 확인하여 정상 상태인 경우에만 해당 스트링과 접속반과의 접속을 복구하는 것을 특징으로 한다.A solar cell system having a power shutdown function according to an embodiment of the present invention includes a plurality of solar cell modules for converting solar energy into electric energy and outputting the solar cells and forming at least one string; The power supply for each string is integrated and provided to the inverter in order to connect the system to the system. The sensor is provided with an internal sensor for measuring the electrical characteristics of the supplied power and the abnormality of the internal connection circuit for grid connection, A connection unit for providing a control command to the external management center so as to provide a control command for interrupting the connection with the inverter and blocking the connection with each string; At least one first sensor coupled to each of the at least one string to measure voltage and current respectively generated from the individual strings; And a connection unit connected between the first sensor and the connection unit, the connection being disconnected from the string in accordance with the control command of the connection unit, and the presence or absence of abnormality of the voltage and the current measured by the first sensor, And a blocking unit for blocking the connection with the string without a control command of the connection unit in the case of an abnormal judgment, the connection unit receiving the power supply restoration command from the external control center and detecting the connection with the inverter And provides the corresponding power supply restoration command to the blocking unit. Upon receiving the power supply restoration command, the blocking unit checks the voltage and current values of the strings respectively connected through the first sensor, And restores the connection between the string and the connection board.
발명의 실시예에 따른 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 제어 방법은 접속반이 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 복수의 태양전지 모듈로 이루어진 적어도 하나의 스트링별로 전력을 공급받아 통합한 후 이를 계통에 연계하기 위해 인버터에 제공하며, 공급받는 전력의 전기적 특성과 계통 연계를 위한 내부 접속 회로의 이상 여부를 내부에 구비된 센서로 측정하여 이상 발생 시 외부 관리센터에 알리고 그에 따라 인버터와의 연결을 차단하며 각 스트링과 연결된 접속을 차단하도록 하는 제어 명령을 차단부에 제공하는 단계; 차단부가 상기 적어도 하나의 스트링 각각에 연결되어 개별 스트링으로부터 발전되는 전압과 전류를 각각 측정하는 제1 센서와 접속반 사이에 연결되어 상기 접속반의 제어 명령에 따라 스트링과 연결된 접속을 차단하도록 하며, 상기 제1 센서에서 측정된 전압과 전류값의 이상유무를 누적된 측정값을 포함하는 자체 기준으로 판단하여 이상 판단 시 접속반의 제어 명령 없이도 스트링과 연결된 접속을 차단하는 단계; 상기 접속반이 외부 관리센터로부터 전원 공급 복구 명령을 수신하여 인버터와의 연결을 복구하고, 해당 전원 공급 복구 명령을 상기 차단부에 제공하는 단계; 및 상기 차단부가 상기 전원 공급 복구 명령을 수신하면 상기 제1 센서를 통해 각각 연결된 스트링의 전압 및 전류값을 확인하여 정상 상태인 경우에만 해당 스트링과 접속반과의 접속을 복구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
A method of controlling a solar cell having a power shutdown function according to an embodiment of the present invention includes a step of supplying power to at least one string consisting of a plurality of solar cell modules for converting solar energy into electrical energy, It is provided to the inverter to connect to the inverter. It measures the electrical characteristics of supplied power and the abnormality of the internal connection circuit for the grid connection with the sensor provided inside, informs the external management center in case of abnormality, Providing a blocking unit with a control command to block and disconnect a connection associated with each string; A blocking portion connected to each of said at least one string to connect between a first sensor and a connection half for measuring a voltage and a current respectively generated from an individual string and to cut off a connection connected to the string according to a control command of said connection half, Determining whether an abnormality of the voltage and the current measured by the first sensor is a self-reference including an accumulated measurement value, and blocking a connection with the string without a control command of the connection module when the abnormality is determined; Receiving the power supply restoration command from the external management center to restore the connection with the inverter, and providing the power supply restoration command to the blocking unit; And a step of checking the voltage and current values of the strings respectively connected through the first sensor when the blocking unit receives the power supply restoration command and restoring the connection between the string and the connection counter only when the block is in the normal state .
본 발명에 따르면 접속부의 이상 상황을 파악하고 이상 상황에 대해 전력을 차단하기 전에도 차단기 자체에서 이상 상황을 파악하여 신속한 대응이 가능하여 과열로 인한 화재를 효과적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to grasp the abnormal situation in the breaker itself and to quickly cope with the abnormal situation of the connecting part and to prevent the fire due to the overheating effectively before the power is cut off to the abnormal situation.
또한, 본 발명에 따르면 차단한 전력을 복원시 센서의 확인 결과에 따라 이를 선택적으로 복원하여 이상 상황에 대한 정확한 파악이 가능하다.
In addition, according to the present invention, it is possible to accurately grasp an abnormal situation by selectively restoring the blocked power according to the result of the sensor check.
도 1은 발명의 실시예에 따른 태양 전지 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 차단부 및 접속반의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 차단부의 스위치 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 발명의 실시예에 따른 접속반의 스위치 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 발명의 실시예에 따른 스위치의 복구 방법을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram illustrating a solar cell system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an internal configuration of a blocking part and a connection block according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a switch control method of a blocking unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a switch control method of a connection module according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a method of recovering a switch according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms can be understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprising" or "comprising" and the like should not be construed as encompassing various elements or stages of the invention, Or may further include additional components or steps.
또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in the present invention can be used to describe elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은 발명의 실시예에 따른 태양 전지 시스템을 나타낸 블록 구성도이다. 발명의 실시예에 따른 태양 전지 시스템은 태양전지 모듈(100), 제1 센서(150), 차단부(200), 접속반(300), 인버터(400), 저항(500), 통신망(600) 및 관리센터(700)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating a solar cell system according to an embodiment of the present invention. A solar cell system according to an embodiment of the present invention includes a
도 1에 도시된 태양 전지 시스템의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 태양 전지 시스템이 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 태양 전지 시스템이 구현될 수도 있다.All of the components of the solar cell system shown in Fig. 1 are not essential components, and the solar cell system can be implemented by more components than the components shown in Fig. 1, The system may be implemented.
태양전지 모듈(100)은 입사된 태양광 에너지를 태양전지 어레이(solar cell array)를 통해 직류의 전기 에너지로 변환하여 출력한다. 태양전지 모듈(100)은 보통 열 단위로 그룹화된 스트링으로 구동된다.The
제1 센서(150)는 태양전지 모듈(100)과 연결되며 내부에 전류 감지부 및 전압 감지부를 포함하도록 구성되고, 태양전지 모듈(100)의 전압 또는 전류를 측정한다. 제1 센서(150)는 전류 감지부 및 전압 감지부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
전류 감지부에서 감지된 발전 전류 감지값과 전압 감지부에서 감지된 발전 전압 감지값은 차단부(200)로 전달된다. 제1 센서(150) 및 차단부(200)는 접속반(300)의 외부에 설치된다.The generation current sensing value sensed by the current sensing unit and the generation voltage sensed value sensed by the voltage sensing unit are transmitted to the
차단부(200)는 전류 감지부와 전압 감지부로부터 주기적으로 발전 전류 감지값과 발전 전압 감지값을 각각 전달받아 저장하고, 전류 감지부 및 전압 감지부로부터 전달된 발전 전류 감지값 및 발전 전압 감지값을 미리 설정된 기간 동안 집적되어 저장된 발전 전류 감지값 및 발전 전압 감지값과 비교하여 태양전지 모듈(100)의 동작 상태(예를 들면, 정상, 성능저하, 과전류 또는 고장 등)를 판단할 수 있다.The
차단부(200)는 내부에 제1 제어부(210:도 2 참조) 및 제1 스위치(220:도 2 참조)를 포함하며, 제1 제어부(210)는 접속반(300)과 연결되어 접속반(300)으로부터의 제어 명령에 의해 제1 스위치(220)를 제어할 수 있고, 또는 접속반(300)으로부터의 제어 명령 없이도 제1 제어부(210) 자체의 제어 명령에 의해 제1 스위치(220)를 제어할 수도 있다.2), and the
접속반(300)은 차단부(200) 및 인버터(400) 사이에 연결되어 복수의 태양전지 모듈(100)에서 출력된 직류전류를 입력받아 결합한다. 접속반(300)은 내부에 제2 스위치(360:도 2 참조)를 포함할 수 있으며, 제2 제어부(330:도 2 참조)를 통해 제2 스위치(360)를 개폐하여 인버터(400)와의 연결을 제어한다.The
차단부(200) 및 접속반(300)의 동작에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 차단부(200)는 제1 스위치(220)의 개폐 여부에 관계없이 접속반(300)과 통신하는 통신수단(미도시)을 구비할 수 있다.The operation of the
인버터(400)는 접속반(300)에서 생성된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하(500)에 공급한다.The
관리센터(700)는 통신망(600)을 통해 접속반(300)과 연결된다. 관리센터(700)는 접속반(300)의 동작 상태를 모니터링하고, 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(360)의 개폐를 제어하는 명령을 전달한다.The
접속반(300)의 통신부(310)는 관리센터(700)의 제어 명령을 수신하여 제1 제어부(210) 및 제2 제어부(330)로 전달한다. 제1 제어부(210)는 제1 스위치(220)의 개폐를 제어하고, 제2 제어부(330)는 제2 스위치(360)의 개폐를 제어한다.The
도 2는 발명의 실시예에 따른 차단부(200) 및 접속반(300)의 내부 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing the internal construction of the
제1 센서(150)는 태양전지 모듈(100)과 연결되고 내부에 전류 감지부 및 전압 감지부를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 센서(150)는 태양전지 모듈(100)의 전압 및 전류를 감지하여 감지한 측정값을 차단부(200)로 전달한다.The
차단부(200)는 제1 센서(150) 및 접속반(300)과 연결되고, 내부에 제1 제어부(210) 및 제1 스위치(220)를 포함한다. 제1 제어부(210)는 제1 센서(150)로부터 전류 및 전압을 수신하여 저장하고, 제1 센서(150)에 포함되는 전류 감지부 및 전압 감지부로부터 전달된 발전 전류 감지값 및 발전 전압 감지값을 미리 설정된 기간 동안 집적되어 저장된 발전 전류 감지값 및 발전 전압 감지값과 비교하여 태양전지 모듈(100)의 동작 상태(예를 들면, 정상, 성능저하, 과전류 또는 고장 등)를 판단할 수 있다.The blocking
발전 전류 감지값 및 발전 전압 감지값이 미리 정해진 값을 초과하거나 미만인 경우에는 태양전지 모듈(100)의 동작 상태가 이상 상태라고 제1 제어부(210)가 판단하고, 이상 상태로 판단된 경우에는 접속반(300)으로부터의 제어 명령 없이도 제1 제어부(210)가 제1 스위치(220)를 오픈 상태로 제어하여 태양전지 모듈(100)로부터 생성된 전력이 접속반(300)으로 전달되지 않도록 한다. 이에 따라 이상 상태로 확인된 스트링에서 생성된 전력은 제1 스위치(220)가 오픈됨에 따라 접속반(300)으로 전달되지 않는다.When the generated current sensing value and the generated voltage sensed value are greater than or less than the predetermined value, the
또한, 태양전지 모듈(100)의 동작 상태가 이상 상태로 판단되거나, 접속반(300)의 제어 명령 등에 의해 제1 제어부(210)가 제1 스위치(220)를 오픈 상태로 제어한 경우에도, 제1 센서(150)에 의해 측정된 각각의 태양전지 모듈(100)의 전압 및 전류값이 접속반(300)을 통해 확인되므로 차단부(200) 내부의 제1 스위치(220)를 통해 각각의 태양전지 모듈(100)의 전압 상태를 확인 및 제어할 수 있다. 이에 따라 각각의 태양전지 모듈(100)의 연결을 제어할 수 있다.Even when the operation state of the
접속반(300)은 통신부(310), 독립전원부(320), 제2 제어부(330), 온도센서(340), 발전 전류 감지값과 발전 전압 감지값을 측정하는 제2 센서(351)가 내장된 접속부(350) 및 제2 스위치(360)를 포함한다.The
도 2에 도시된 접속반(300)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 2에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 접속반(300)이 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 접속반(300)이 구현될 수도 있다.Not all of the components of the
통신부(310)는 통신망(600)을 통해 관리센터(700)와 연결되며 관리센터(700)로 발전 상황과 관련된 정보를 전달하고, 이에 따른 관리센터(700)의 제어 명령을 수신할 수 있다. 통신부(310)는 제2 제어부(330) 및 관리센터(700)로부터 전송되는 데이터를 RF 신호로 변환하거나 안테나를 통해 외부로부터 전송되는 RF 신호를 복조시켜 RF 신호 내에 포함된 데이터 신호를 추출한다.The
또한, 통신부(310)는 차단부(200)의 제1 제어부(210)와 연결된다. 이에 따라 제1 제어부(210)로부터 태양전지 모듈(100)의 전압 및 전류값을 수신하고, 제2 제어부(330)로부터의 제1 스위치(220) 제어명령을 제1 제어부(210)에 전달한다. 제1 제어부(210)는 제2 제어부(330)로부터의 제어명령에 따라 제1 스위치(220)를 제어한다.In addition, the
제1 스위치(220)가 오픈되어, 해당하는 태양전지 모듈(100)로부터의 전류가 접속반(300)으로 전달되지 않는 경우에도 전압 및 전류 정보가 제1 제어부(210)로부터 제2 제어부(330)로 전달될 수 있다.Even when the
또한, 제1 스위치(220)가 오픈된 경우에도 제1 스위치(22)의 연결 여부에 관한 제어 정보를 제2 제어부(330)로부터 수신할 수 있다. 제1 센서(150) 및 차단부(200)가 태양전지 모듈(100)에 개별적으로 연결되어 있으므로 차단된 제1 스위치(220)의 복구 여부도 선택적으로 결정되고 제어될 수 있다.Also, even when the
독립전원부(320)는 통신부(310), 제2 제어부(330) 및 온도센서(340)에 구동전력을 제공한다. 독립전원부(320)는 정확한 정보 전달 및 제어 명령을 수신하기 위해 주변 상황에 의해 태양전지 모듈(100)이 전력을 생성하지 않는 경우에도 통신부(310), 제2 제어부(330) 및 온도센서(340)에 구동전력을 공급할 수 있도록 별도의 독립 전원으로 구성되는 것이 바람직하다.The independent
제2 제어부(330)는 통신부(310)로부터 전송되는 데이터를 통해 태양전지 모듈 정보와 관리 센터의 명령을 전달받고, 태양전지 모듈(100)의 전압, 전류 정보, 온도 센서(340)의 정보 및 관리 센터의 명령에 따라 제1 스위치(210) 및 제2 스위치(360)의 동작을 제어한다.The
제2 제어부(330)는 복수의 차단부(200)의 각각과 연결될 수 있고, 복수의 차단부(200) 각각으로부터 전압값 및 전류값을 전달받을 수 있다.The
또한, 제2 제어부(330)는 복수의 차단부(200)와 각각 연결되어 각각의 제1 제어부(210)를 제어할 수 있다.The
온도 센서(340)는 접속반(300)의 내부 또는 외부에 형성되어, 접속반(300)의 내부 또는 외부의 온도를 검출하여 제2 제어부(330)로 전달한다.The
온도 센서(340)는 접속반(300) 내부 또는 외부에서 발생하는 화재를 감지하여, 화재가 발생하는 경우 태양전지 모듈(100)의 작동을 차단하기 위한 수단으로 사용될 수 있다.The
즉, 태양광 발전 시스템이 건물 내에서 상용의 계통 전압과 병행하여 계통 연계형으로 사용되는 경우, 화재 발생 시 계통 전압은 계통측과 연결된 차단기에 의해 자동적으로 차단되는 것에 반해, 태양광 발전 시스템은 건물 내에 지속적으로 전력을 공급하게 된다. 이때, 건물 내의 전기 기기가 작동되면, 더 큰 화재 위험이 초래될 수 있을 뿐만 아니라, 화재 진압을 위해 건물 내로 투입되는 소방관은 감전 사고의 위험에 처할 수 있다.In other words, when the photovoltaic power generation system is used in the grid in parallel with the commercial grid voltage in the building, the grid voltage is automatically shut off by the circuit breaker connected to the grid side in case of fire, The building will continue to provide power. At this time, if the electrical equipment in the building is operated, not only may a greater fire risk occur, but a firefighter entering the building for fire suppression may be in danger of electric shock.
하지만, 본 발명에서는 온도 센서(340)를 구비함으로써 화재 발생 시 이를 감지하여 태양전지 모듈(100)로부터의 전력 공급을 차단할 수 있기 때문에, 이와 같은 상황에서 효과적으로 감전 사고 및 부가적인 화재 위험을 방지할 수 있게 된다.However, in the present invention, since the
온도 센서(340)는 정확하고 신뢰성 있는 동작을 위해 태양전지 모듈(100)의 발전 상태에 관계없이 별도의 독립전원에 의해 전원을 공급받는 것이 바람직하다.The
또한, 도시하지는 않았으나 접속반(300) 내부에는 연기, 불꽃 등을 감지할 수 있는 연기 센서 및 불꽃 센서가 포함될 수 있다. In addition, although not shown, a smoke sensor and a flame sensor capable of detecting smoke, flame, and the like may be included in the
연기 센서, 불꽃센서 및 온도센서(340)에 의해 이상이 감지되면 접속반(300)에 포함되는 제2 제어부(330)에 의해 제2 스위치(360)를 차단시키고, 이러한 상황을 통신부(310)를 통해 관리센터(700)로 통보할 수 있다.The
접속부(350)는 복수의 태양전지 모듈(100)에서 출력되는 전류를 공급받도록 배선되어 있으며, 바이패스 소자부(바이패스 다이오드)가 설치되어 발전량이 저하되는 태양전지 모듈(100)을 우회하여 전기가 흐르도록 하거나, 금속재질의 히트싱크가 설치되어 과열되지 않도록 한다.The
접속부(350)는 발전 전류 감지값과 발전 전압 감지값을 측정하는 제2 센서(351)를 포함할 수 있다. 제2 센서(351)는 발전 전류 감지값과 발전 전압 감지값을 측정하는 것으로, 측정값을 제2 제어부(330)로 전달한다.The
제2 제어부(330)는 제2 센서(351)로부터 전달된 발전 전류 감지값과 발전 전압 감지값을 미리 설정된 기간 동안 집적되어 저장된 발전 전류 감지값 및 발전 전압 감지값과 비교하여 태양전지 모듈(100)의 동작 상태(예를 들면, 정상, 성능저하, 과전류 또는 고장 등)를 판단할 수 있다.The
제2 제어부(330)는 제2 스위치(360)와 연결되어 상기 판단 결과에 따라 제2 스위치(360)를 제어할 수 있고, 또는 관리센터(700)로부터의 제어 명령에 따라 제2 스위치(360)를 제어할 수도 있다.The
제2 제어부(330)는 차단부(200), 제2 센서(351) 및 온도 센서(340)로부터 검출되는 값을 전달받아, 인버터(400) 및 관리센터(700) 등의 외부의 시스템으로 검출값을 전달하고, 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(360)를 제어하기 위한 구성으로, 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit, MCU) 형태로 마련될 수 있다.The
이때, 제2 제어부(330)는 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식을 사용하여 차단부(200) 및 관리센터(700) 등의 외부와 통신할 수 있다. 예컨대, 유선 통신 방식으로는 RS-485 직렬 통신 방식이 사용될 수 있고, 무선 통신 방식으로는 지그비(ZigBee) 통신 방식이 사용될 수 있다.At this time, the
RS-485 통신 등의 유선 통신 방식을 이용하는 경우, 제2 제어부(330)는 직접적으로 외부와 통신을 수행할 수 있으며, 지그비 통신 등의 무선 통신 방식을 이용하는 경우, 무선 통신을 수행하기 위한 무선 안테나를 구비한 별도의 통신부를 구비할 수 있다.In the case of using a wired communication method such as RS-485 communication, the
유선 통신 방식 및 무선 통신 방식은 어느 하나만이 택일적으로 접속반(300)에 탑재될 수도 있고, 두 방식이 모두 접속반(300)에 탑재되어 함께 사용될 수도 있다.Either one of the wired communication method and the wireless communication method may be alternatively installed in the connection block 300 or both of them may be installed in the
제2 스위치(360)는 접속부(350)과 인버터(400) 사이에 설치되고, 제2 제어부(330)로부터 전달되는 제어신호에 따라 태양전지 모듈(100)에서 생성된 발전전력이 인버터(400)로 전달되도록 태양전지 모듈(100)과 인버터(400) 사이를 연결시키거나 태양전지 모듈(100)에서 생성된 발전전력이 인버터(400)로 전달되는 것을 방지하기 위해 태양전지 모듈(100)과 인버터(400) 사이가 차단되도록 스위칭된다.The
상기에서 검토한 바와 같이, 접속반(300)의 제어명령 없이도, 태양전지 모듈(100)의 전압 및 전류값을 측정하여 이상 상태로 판단되는 경우 복수로 연결된 태양전지 모듈(100) 각각의 스위치를 차단하여, 태양전지 모듈(100) 각각에 대해 신속하고 개별적인 관리가 가능한 효과가 있다.As described above, the voltage and current values of the
도 3은 발명의 실시예에 따른 차단부의 스위치 제어 방법을 나타내는 도면이다. 처음으로, 제1 센서(150)는 태양전지 모듈(100)의 전압 및 전류값을 측정한다(S100). 제1 센서(150)에 의해 측정된 전압 및 전류값은 차단부(200)로 전달된다.3 is a diagram illustrating a switch control method of a blocking unit according to an embodiment of the present invention. First, the
다음으로, 차단부(200)는 측정된 전압 및 전류값을 바탕으로 태양전지 모듈(100)의 동작 상태를 판단하고(S110), 이상 상태인지 여부를 판단한다(S120). Next, the blocking
이상 상태로 판단된 경우, 차단부(200)는 제1 스위치(220)를 오프하고(S130), 정상 상태로 판단된 경우, 차단부(200)는 제1 스위치(220)를 온한다(S140).If it is determined that there is an abnormal state, the blocking
필요에 따라 제1 스위치(접속220)의 온, 오프 정보를 접속반(300)의 제2 제어부(330)로 전달할 수 있다.And can transmit the on / off information of the first switch (connection 220) to the
이러한 방법에 의해, 측정된 태양전지 모듈(100)의 전압, 전류값이 정상 범위를 벗어나는 경우 접속반(300)으로 측정값을 전달하고, 접속반(300)으로부터 제어 명령을 수신하여 스위치를 제어하는 것에 비해 신속한 대응이 가능한 효과가 있다.In this way, when the voltage and current values of the measured
도 4는 발명의 실시예에 따른 접속반의 스위치 제어 방법을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a switch control method of a connection module according to an embodiment of the present invention.
처음으로, 온도 센서(340)는 접속반(300)의 온도를 측정하고(S200), 측정된 온도값이 정상 범위인지를 판단한다(S210).First, the
정상 범위로 판단된 경우에는 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(360)를 온하고, 정상 범위를 벗어나는 경우에는 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(360)를 오프한다.The
이때, 접속반(300)에 포함되는 제2 제어부(330)는 차단부(200)의 제1 제어부(210)로 제1 스위치(220)의 제어 명령을 전달하고, 제2 제어부(330)와 연결된 제2 스위치(360)를 직접 제어할 수 있다.At this time, the
이러한 방법에 의해, 접속반(300)에 화재가 발생한 경우, 인버터(400)와 연결되는 제2 스위치(360)를 오프하고, 또한 태양전지 모듈(100)의 공급 전류를 차단하기 위해 제1 스위치(220)를 오프하여, 효과적인 대응이 가능한 효과가 있다.In this way, when a fire occurs in the
도 5는 발명의 실시예에 따른 스위치의 복구 방법을 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a method of recovering a switch according to an embodiment of the present invention.
처음으로, 관리센터(700)로부터의 전원 공급 복구 명령을 수신한다(S300). 복구 명령이 수신되면 제2 제어부(330)는 이를 제1 제어부(210)로 전달하고, 태양전지 모듈(100)에 각각 연결된 제1 제어부(210)가 각각의 전압 및 전류값을 확인한다(S310).First, a power supply restoration command is received from the management center 700 (S300). The
확인된 전압 및 전류값의 정상 범위를 판단하여(S320), 정상 상태를 벗어나는 경우 제1 스위치(220)를 오프하고(S330), 정상 상태인 경우 태양전지 모듈(100)로부터의 전류가 접속반(300)으로 공급될 수 있도록 제1 스위치(220)를 온한다(S340).If the steady state is not satisfied, the
이러한 방법에 의해, 스위치의 연결 복원시 태양전지 모듈(100)과 연결된 각각의 제1 센서(150)에 의해 확인된 전류 및 전압값에 따라 선택적인 복원이 가능한 효과가 있다.According to this method, there is an effect that selective restoration can be performed according to the current and voltage values identified by the respective
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.
100 태양전지 모듈 150 제1 센서
200 차단부 210 제1 제어부
220 제1 스위치 300 접속반
310 통신부 320 독립전원부
330 제2 제어부 340 온도센서
350 접속부 351 제2 센서
360 제2 스위치 400 인버터
500 저항 600 통신망
700 관리 센터100
200
220
310
330
350
360
500
700 Management Center
Claims (8)
상기 스트링별로 전력을 공급받아 통합한 후 이를 계통에 연계하기 위해 인버터에 제공하며, 공급받는 전력의 전기적 특성과 계통 연계를 위한 내부 접속 회로의 이상 여부를 내부에 구비된 센서로 측정하여 이상 발생 시 외부 관리센터에 알리고 그에 따라 인버터와의 연결을 차단하며 각 스트링과 연결된 접속을 차단하도록 하는 제어 명령을 제공하는 접속반;
상기 적어도 하나의 스트링 각각에 연결되어 개별 스트링으로부터 발전되는 전압과 전류를 각각 측정하는 적어도 하나의 제1 센서; 및
상기 스트링 별로 구성된 제1 센서와 접속반 사이에 연결되어 상기 접속반의 제어 명령에 따라 스트링과 연결된 접속을 차단하도록 하며, 상기 제1 센서에서 측정된 전압과 전류값의 이상유무를 누적된 측정값을 포함하는 자체 기준으로 판단하여 이상 판단 시 접속반의 제어 명령 없이도 스트링과 연결된 접속을 차단하는 차단부;
를 포함하되,
상기 접속반은 외부 관리센터로부터 전원 공급 복구 명령을 수신하여 인버터와의 연결을 복구하고, 해당 전원 공급 복구 명령을 상기 차단부에 제공하며,
상기 차단부는 상기 전원 공급 복구 명령을 수신하면 상기 제1 센서를 통해 각각 연결된 스트링의 전압 및 전류값을 확인하여 정상 상태인 경우에만 해당 스트링과 접속반과의 접속을 복구하는 것을 특징으로 하는 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 시스템.
A plurality of solar cell modules converting solar energy into electrical energy and outputting the solar energy and forming at least one string;
The power supply for each string is integrated and provided to the inverter in order to connect the system to the system. The sensor is provided with an internal sensor for measuring the electrical characteristics of the supplied power and the abnormality of the internal connection circuit for grid connection, A connection unit for providing a control command to the external management center so as to provide a control command for interrupting the connection with the inverter and blocking the connection with each string;
At least one first sensor coupled to each of the at least one string to measure voltage and current respectively generated from the individual strings; And
A first sensor connected to the first sensor and connected to the connection unit to block a connection to the string according to a control command of the connection unit and to measure a difference between the voltage and the current measured by the first sensor, A blocking unit for blocking a connection connected to the string without a control command of the connection unit when it is judged as an own criterion including an error;
, ≪ / RTI &
Wherein the connection module receives a power supply restoration command from an external management center to recover the connection with the inverter, and provides the power supply restoration command to the blocking portion,
When the power supply restoration command is received, the blocking unit checks the voltage and current values of the strings connected to the first sensor through the first sensor, and restores the connection between the string and the connection unit only in the normal state. And a solar cell.
상기 차단부는 상기 태양전지 모듈의 각 스트링과 상기 접속반의 연결 여부를 스위칭하는 제1 스위치; 및
상기 제1 센서에서 측정된 전압 및 전류의 이상 유무 및 상기 접속반으로부터의 제어 명령에 따라 상기 제1 스위치를 제어하는 제1 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 시스템.
The method according to claim 1,
A first switch for switching whether each string of the solar cell module and the connection unit is connected; And
And a first controller for controlling the first switch in accordance with an abnormality of voltage and current measured by the first sensor and a control command from the connection module. .
상기 차단부는 상기 접속반과 통신하는 통신수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 시스템.
The method according to claim 1,
And the blocking unit communicates with the connection unit. The solar cell system according to claim 1,
상기 접속반은 상기 차단부 및 상기 인버터의 연결 여부를 스위칭하는 제2 스위치; 및
상기 제2 스위치를 제어하는 제2 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 시스템.
The method according to claim 1,
A second switch for switching whether the blocking unit and the inverter are connected or not; And
And a second control unit for controlling the second switch.
차단부가 상기 적어도 하나의 스트링 각각에 연결되어 개별 스트링으로부터 발전되는 전압과 전류를 각각 측정하는 제1 센서와 접속반 사이에 연결되어 상기 접속반의 제어 명령에 따라 스트링과 연결된 접속을 차단하도록 하며, 상기 제1 센서에서 측정된 전압과 전류값의 이상유무를 누적된 측정값을 포함하는 자체 기준으로 판단하여 이상 판단 시 접속반의 제어 명령 없이도 스트링과 연결된 접속을 차단하는 단계;
상기 접속반이 외부 관리센터로부터 전원 공급 복구 명령을 수신하여 인버터와의 연결을 복구하고, 해당 전원 공급 복구 명령을 상기 차단부에 제공하는 단계; 및
상기 차단부가 상기 전원 공급 복구 명령을 수신하면 상기 제1 센서를 통해 각각 연결된 스트링의 전압 및 전류값을 확인하여 정상 상태인 경우에만 해당 스트링과 접속반과의 접속을 복구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 제어 방법.
The connection module supplies power to at least one string consisting of a plurality of solar cell modules for converting solar energy into electric energy, and supplies the electric power to the inverter in order to link it to the system. A control command is sent to the external control center to notify the external control center of abnormality, thereby blocking the connection with the inverter and blocking the connection with each string. ;
A blocking portion connected to each of said at least one string to connect between a first sensor and a connection half for measuring a voltage and a current respectively generated from an individual string and to cut off a connection connected to the string according to a control command of said connection half, Determining whether an abnormality of the voltage and the current measured by the first sensor is a self-reference including an accumulated measurement value, and blocking a connection with the string without a control command of the connection module when the abnormality is determined;
Receiving the power supply restoration command from the external management center to restore the connection with the inverter, and providing the power supply restoration command to the blocking unit; And
And when the blocking unit receives the power supply restoration command, checking the voltage and current values of the strings connected through the first sensor, and restoring the connection between the string and the connector only when the blocking unit is in the normal state And a power shutoff function.
상기 차단부가 접속반의 제어 명령 없이도 스트링과 연결된 접속을 차단할 경우 접속 차단에 관한 정보와 제1 센서를 통해 측정되는 발전 전압과 전류 정보를 상기 접속반으로 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 제어 방법.
6. The method of claim 5,
And transmitting the information about the connection cutoff and the power generation voltage and current information measured through the first sensor to the connection module when the cutoff unit cuts off the connection connected to the string without the control command of the connection class. A solar cell control method having a shutoff function.
상기 접속반이 내부에 구비된 센서로 접속반의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 온도의 측정 결과에 근거하여 상기 접속반에 포함되는 제2 제어부가 스트링과 상기 접속반 사이에 구성되는 제1 스위치 및 상기 접속반과 인버터 사이에 구성되는 제2 스위치의 개폐 여부를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 차단 기능을 구비한 태양 전지 제어 방법.
6. The method of claim 5,
Measuring a temperature of the connection module by a sensor provided inside the connection module; And
Controlling whether a second control unit included in the connection module based on a result of the temperature measurement has a first switch configured between the string and the connection module, and a second switch configured between the connection module and the inverter; The method of claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR20140046792A KR101496199B1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Solar cell module having function for breaking of power and control method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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KR20140046792A KR101496199B1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Solar cell module having function for breaking of power and control method therefor |
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Cited By (14)
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