KR102077530B1 - Intelligent fault diagnosis apparatus of photovoltaic module - Google Patents

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KR102077530B1
KR102077530B1 KR1020190098791A KR20190098791A KR102077530B1 KR 102077530 B1 KR102077530 B1 KR 102077530B1 KR 1020190098791 A KR1020190098791 A KR 1020190098791A KR 20190098791 A KR20190098791 A KR 20190098791A KR 102077530 B1 KR102077530 B1 KR 102077530B1
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photovoltaic module
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섭동현
이창성
김동옥
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(주)세명이앤씨
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Abstract

The present invention relates to an intelligent photovoltaic module fault diagnosis apparatus which is installed at a photovoltaic module generating electric energy using incident solar rays to diagnose whether the photovoltaic module has a fault. According to the present invention, the intelligent photovoltaic module fault diagnosis apparatus comprises: a temperature measurement module measuring temperature of the photovoltaic module; an output current measurement module measuring current output from the photovoltaic module; an output voltage measurement module measuring voltage output from the photovoltaic module; a central control unit converting the measurement value, inputted by the temperature measurement module, into a temperature value of the photovoltaic module, converting the measurement value, inputted by the output current measurement module, into an output current value of the photovoltaic module, converting the measurement value, inputted by the output voltage measurement module, into an output voltage value of the photovoltaic module, and comparing the temperature value of the photovoltaic module, the output current value of the photovoltaic module and the output voltage value of the photovoltaic module, which have been converted, with set normal reference values of the photovoltaic module to diagnose whether the photovoltaic module has a fault; a wireless communication module wirelessly transmits the temperature value of the photovoltaic module, the output current value of the photovoltaic module and the output voltage value of the photovoltaic module, transmitted by the central control unit, to a fault diagnosis server; and a power supply unit supplying power to the temperature measurement module, the output current measurement module, the output voltage measurement module, the central control unit and the wireless communication module.

Description

지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치{Intelligent fault diagnosis apparatus of photovoltaic module}Intelligent fault diagnosis apparatus of photovoltaic module

본 발명은 태양광 모듈의 고장 여부를 진단할 수 있는 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent photovoltaic module failure diagnosis apparatus capable of diagnosing a failure of a photovoltaic module.

우리 나라의 전력 수요는 급변하는 산업 구조 및 주거용 부하의 대용량화에 따라 매년 두 자리 수의 증가율을 보이고 있다.The demand for electricity in our country is increasing by double digits every year due to the rapidly changing industrial structure and the large capacity of residential load.

이와 같이 급증하는 전력 수요를 충족시키기 위해서는 장기적 개발 계획에 따라 전력 설비의 확충 및 신설이 지속적으로 이루어지고 있으나, 화석 연료와 같은 에너지 자원은 한정적이며, 전원 설비에 대한 환경 문제 및 입지 확보 문제 등으로 인해 새로운 형태의 에너지원 즉, 대체 에너지에 대한 관심이 고조되고 있다.In order to meet this rapidly growing power demand, the expansion and establishment of electric power facilities is being made continuously according to the long-term development plan. However, energy resources such as fossil fuels are limited, and due to environmental problems and securing location of power facilities, etc. There is a growing interest in new forms of energy sources, alternative energy sources.

또한, 기후 변화 협약에 따라 온실 가스 감축 의무 부담으로 친환경 대체 에너지의 확보가 시급한 실정으로 정부에서는 국내에서 소비하는 에너지 중 대체 에너지의 공급 비율을 2010년까지 5%로 목표 설정하여 각종 기술 개발 및 보급 사업을 추진 중에 있으며, 전력 산업의 경쟁 체제에서 태양광 발전 및 풍력 발전, 연료 전지 발전 등은 분산 전원의 도입을 가속시키는 주요 원인이 되고 있다.In addition, in accordance with the climate change agreement, it is urgent to secure eco-friendly alternative energy due to the burden of greenhouse gas reduction, and the government has set a goal of supplying alternative energy among domestic energy consumption by 5% by 2010 to develop and distribute various technologies. In the power industry, solar power generation, wind power generation, fuel cell power generation, etc., are the main reasons for accelerating the introduction of distributed power generation.

2004년부터 공공 기관에서 발주하는 연면적 3,000㎡ 이상의 신축 건물에 대해 총 건축비의 5% 이상을 대체 에너지로 설비, 설치해야 하는 의무화 제도가 확정되었으며, 이에 따라 대체 에너지 관련 분야에 대한 투자와 보급이 나날이 증가하고 있는 실정이다.Since 2004, mandatory system to install and install more than 5% of the total construction cost as alternative energy for new buildings with 3,000m2 or more ordered by public institutions has been established. It is increasing.

특히, 장래의 청정 에너지 공급원으로 기대되고 있는 태양 에너지는 태양열 발전과, 태양 전지를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 태양광 발전으로 대별할 수 있으며, 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.In particular, solar energy, which is expected to be a future source of clean energy, can be roughly classified into solar power generation and solar power generation that generates electrical energy using solar cells, and research on this is being actively conducted.

태양광 발전은 무한의 친환경 청정 에너지로 발전 규모 선택과 유지 보수가 용이하고, 무인화가 가능하며, 설치를 위한 공간 제약이 적고, 부하 밀집 지역에 설치가 가능하다는 장점이 있다.Photovoltaic power generation has the advantages of being an infinitely clean and clean energy, easy to select and maintain the power generation, unmanned, less space constraints for installation, and can be installed in a dense load area.

국내에서는 태양광 발전 기술에 대한 연구 개발을 정부 주도로 착수하여 독립형 태양광 시스템의 경우 도서 벽지 등에, 그리고, 계통 연계형 태양광 시스템의 경우 정부의 시범 사업으로 정부 산하 기관 20여 개소에 설치 운영중에 있다.In Korea, R & D on solar power technology is undertaken by the government, and it is installed and operated in over 20 government agencies under the government's pilot project for standalone solar system, island wallpaper, and grid-connected solar system. There is.

그 결과 태양전지 모듈과, 축전기, 전력 변환 장치 등 핵심 기술은 확보된 상태이나 태양광 발전의 양산 기술과 시스템 이용 기술이 미흡하고 특히 태양광 발전의 핵심이 되는 태양 전지 고장시 이를 진단할 수 있는 장치의 개발 등 태양광 발전 시스템의 급격한 보급 확대에 따른 유지 보수 및 고장 이상 진단 기술 등의 확보가 시급한 실정이다.As a result, core technologies such as solar cell modules, capacitors and power converters have been secured, but the mass production technology and system use technology of solar power generation are insufficient, and especially when solar cell failures that are the core of solar power generation can be diagnosed. It is urgent to secure maintenance and diagnosis of malfunctions due to the rapid expansion of solar power generation systems such as the development of devices.

한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1549428"호의 "태양전지모듈 모니터링 장치"가 출원되어 등록되었는데, 상기 태양전지모듈 모니터링 장치는 개별적인 통신 기능과 온도 센서를 구비하여 자체의 온도변화를 검출하여 전송하는 태양전지모듈들이 격자 상으로 배치되는 다수의 태양전지판; 및 상기 태양전지모듈과 통신을 수행하는 서버통신부를 구비하여, 상기 태양전지판으로부터 전송된 상기 태양전지 모듈별 동작 온도 변화를 수신하여 기 설정된 기준 온도 변화에 대하여 일정 온도 범위의 고장범위를 벗어난 경우 고장 상태로 판단하는 관리서버;를 포함하여 구성되고, 상기 기준 온도 변화는 정상적인 태양전지모듈들이 태양광에 의해 발전을 수행하는 정상동작 상태에서 일정 시간 동안 측정된 상기 태양전지모듈의 온도 변화이다.On the other hand, the prior art of the present invention has been applied for and registered a "solar cell module monitoring device" of the patent registration number "10-1549428", the solar cell module monitoring device has its own temperature by providing a separate communication function and temperature sensor A plurality of solar panels arranged on a grid to detect and transmit changes in the solar cell modules; And a server communication unit which communicates with the solar cell module, and receives a change in operating temperature for each solar cell module transmitted from the solar cell panel and falls out of a failure range of a predetermined temperature range with respect to a preset reference temperature change. And a management server for determining the state, wherein the reference temperature change is a temperature change of the solar cell module measured for a predetermined time in a normal operation state in which normal solar cell modules generate power by sunlight.

하지만, 상기 태양전지모듈 모니터링 장치는 태양전지모듈의 온도값만을 가지고 태양전지모듈의 고장 여부를 판단하기 때문에 고장 진단에 대한 신뢰성이 부족하고, 측정 온도값만 가지고 태양전지모듈의 고장 원인을 파악하기 어렵다는 문제점이 있었다.However, since the solar cell module monitoring device determines the failure of the solar cell module only by using the temperature value of the solar cell module, the reliability of the failure diagnosis is insufficient, and the cause of the failure of the solar cell module is determined only by the measured temperature value. There was a difficult problem.

대한민국 특허등록번호 10-1549428 (2015.9.2)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1549428 (September 2, 2015)

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 태양광 모듈의 상태를 실시간으로 진단함으로써 태양광 발전에 차질이 없도록 한 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an intelligent photovoltaic module failure diagnosis apparatus that does not interfere with photovoltaic power generation by diagnosing a state of a photovoltaic module in real time in order to solve the above problems.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 고장난 태양광 모듈을 고장 즉시 발견할 수 있도록 함으로써 태양광 모듈의 유지 보수를 용이하게 한 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide an intelligent photovoltaic module failure diagnosis device that facilitates the maintenance of the photovoltaic module by allowing a failed photovoltaic module to be discovered immediately.

또, 본 발명은 시설 관리자가 태양광 모듈과 멀리 떨어진 원격지에서도 휴대용 단말기를 통해 태양광 모듈의 상태를 간편하게 모니터링 할 수 있도록 한 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치를 제공하는 것이다.In addition, the present invention is to provide an intelligent photovoltaic module failure diagnosis device that allows a facility manager to easily monitor the status of the photovoltaic module through a portable terminal even in a remote place far from the photovoltaic module.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치는 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생하는 태양광 모듈에 설치되어 상기 태양광 모듈의 고장 여부를 진단하는 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치에 있어서, 상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치는 상기 태양광 모듈의 온도를 측정하는 온도 측정 모듈과; 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전류를 측정하는 출력 전류 측정 모듈; 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압을 측정하는 출력 전압 측정 모듈; 상기 온도 측정 모듈로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 온도값으로 환산하고, 상기 출력 전류 측정 모듈로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 출력 전류값으로 환산하며, 상기 출력 전압 측정 모듈로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 출력 전압값으로 환산하고, 환산된 상기 태양광 모듈의 온도값과 상기 태양광 모듈의 출력 전류값 그리고 출력 전압값을 설정된 태양광 모듈의 정상 기준치와 비교하여 태양광 모듈의 고장 여부를 진단하는 중앙 제어부; 상기 중앙 제어부로부터 전달된 상기 태양광 모듈의 온도값과, 상기 태양광 모듈의 출력 전류값, 상기 태양광 모듈의 출력 전압값을 고장 진단 서버로 무선 전송하는 무선 통신 모듈; 및 상기 온도 측정 모듈과, 출력 전류 측정 모듈, 출력 전압 측정 모듈, 중앙 제어부, 무선 통신 모듈에 전원을 공급하는 전원 공급부로 이루어질 수 있다.Intelligent solar module failure diagnosis apparatus according to the present invention for achieving the above object is installed in a solar module for generating electrical energy using the incident solar light intelligent solar module for diagnosing the failure of the solar module A failure diagnosis apparatus, wherein the intelligent solar module failure diagnosis apparatus comprises: a temperature measuring module measuring a temperature of the solar module; An output current measuring module measuring current output from the solar module; An output voltage measuring module measuring a voltage output from the solar module; The measured value received from the temperature measuring module is converted into the temperature value of the photovoltaic module, the measured value input from the output current measuring module is converted into the output current value of the photovoltaic module, and from the output voltage measuring module The measured measured value is converted into the output voltage value of the solar module, and the converted temperature value of the solar module, the output current value of the solar module, and the output voltage value are compared with the normal reference values of the set solar module. A central control unit for diagnosing a failure of the solar module; A wireless communication module for wirelessly transmitting a temperature value of the solar module, an output current value of the solar module, and an output voltage value of the solar module transmitted from the central control unit to a failure diagnosis server; And a power supply unit supplying power to the temperature measuring module, the output current measuring module, the output voltage measuring module, the central control unit, and the wireless communication module.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치는 각각의 태양광 모듈에 1:1로 설치되어 태양광 모듈의 온도와 출력 전압 및 출력 전류를 실시간으로 측정한다.The intelligent photovoltaic module fault diagnosis apparatus according to the present invention having such a configuration is installed 1: 1 in each photovoltaic module to measure the temperature, output voltage, and output current of the photovoltaic module in real time.

또한, 본 발명은 측정된 태양광 모듈의 온도와 출력 전압 및 출력 전류가 설정된 기준치를 벗어났을 경우 태양광 모듈의 고장이라 판단하여 알람 신호를 발생한다.In addition, the present invention generates an alarm signal is determined to be a failure of the photovoltaic module when the measured temperature, output voltage and output current of the photovoltaic module is out of the set reference value.

또, 본 발명은 측정된 태양광 모듈의 온도와 출력 전압 및 출력 전류를 무선 네트워크를 통해 고장 진단 서버로 전송하여 관리자가 원격지에서도 휴대용 단말기를 이용하여 태양광 모듈의 고장 여부를 확인할 수 있다.In addition, the present invention transmits the measured temperature, the output voltage and the output current of the solar module to the failure diagnosis server through a wireless network, the administrator can check whether the solar module is broken using a portable terminal even at a remote location.

따라서, 본 발명에 따른 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치는 태양광 모듈의 상태를 실시간으로 진단함으로써 태양광 발전에 차질이 없도록 하고, 고장난 태양광 모듈을 고장 즉시 발견할 수 있도록 함으로써 태양광 모듈의 유지 보수를 용이하게 한다.Therefore, the intelligent photovoltaic module failure diagnosis apparatus according to the present invention diagnoses the state of the photovoltaic module in real time so that there is no disruption to the photovoltaic power generation, and maintains the photovoltaic module by enabling the instant detection of the failed photovoltaic module. Easy to repair

또, 본 발명은 시설 관리자가 태양광 모듈과 멀리 떨어진 원격지에서도 휴대용 단말기를 통해 태양광 모듈의 상태를 간편하게 모니터링 할 수 있다.In addition, the present invention allows the facility manager to easily monitor the status of the solar module through a portable terminal even at a remote location away from the solar module.

도면 1은 본 발명의 제어 블록도,
도면 2는 인디케이터를 도시한 도면,
도면 3은 온도 측정 모듈의 제어 블록도,
도면 4는 온도 측정 모듈의 제어 회로도,
도면 5는 출력 전압 측정 모듈의 제어 블록도,
도면 6은 출력 전압 측정 모듈의 제어 회로도,
도면 7은 출력 전류 측정 모듈의 제어 블록도,
도면 8은 출력 전류 측정 모듈의 제어 회로도,
도면 9는 전원 공급부의 제어 회로도,
도면 10은 본 발명을 실제 제작한 사진,
1 is a control block diagram of the present invention;
2 shows an indicator;
3 is a control block diagram of a temperature measuring module;
4 is a control circuit diagram of the temperature measuring module,
5 is a control block diagram of an output voltage measuring module;
6 is a control circuit diagram of the output voltage measurement module,
7 is a control block diagram of the output current measurement module,
8 is a control circuit diagram of an output current measuring module;
9 is a control circuit diagram of a power supply unit;
10 is a photograph actually produced the present invention,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명에 따른 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 도면 1에 도시한 바와 같이, 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생하는 태양광 모듈에 설치되어 상기 태양광 모듈의 고장 여부를 진단하는 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)에 있어서, 상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 상기 태양광 모듈의 온도를 측정하는 온도 측정 모듈(1)과; 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전류를 측정하는 출력 전류 측정 모듈(2); 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압을 측정하는 출력 전압 측정 모듈(3); 상기 온도 측정 모듈(1)로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 온도값으로 환산하고, 상기 출력 전류 측정 모듈(2)로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 출력 전류값으로 환산하며, 상기 출력 전압 측정 모듈(3)로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 출력 전압값으로 환산하고, 환산된 상기 태양광 모듈의 온도값과 상기 태양광 모듈의 출력 전류값 그리고 출력 전압값을 설정된 태양광 모듈의 정상 기준치와 비교하여 태양광 모듈의 고장 여부를 진단하는 중앙 제어부(4); 상기 중앙 제어부(4)로부터 전달된 상기 태양광 모듈의 온도값과, 상기 태양광 모듈의 출력 전류값, 상기 태양광 모듈의 출력 전압값을 고장 진단 서버로 무선 전송하는 무선 통신 모듈(6); 및 상기 온도 측정 모듈(1)과, 출력 전류 측정 모듈(2), 출력 전압 측정 모듈(3), 중앙 제어부(4), 무선 통신 모듈(6)에 전원을 공급하는 전원 공급부(7)로 이루어질 수 있다.Intelligent solar module failure diagnosis device (A) according to the present invention, as shown in Figure 1, is installed in a solar module for generating electrical energy using the incident sunlight to diagnose whether the solar module failure An intelligent photovoltaic module failure diagnosis apparatus (A), wherein the intelligent photovoltaic module failure diagnosis apparatus (A) comprises: a temperature measuring module (1) for measuring a temperature of the photovoltaic module; An output current measuring module (2) measuring current output from the solar module; An output voltage measuring module (3) for measuring a voltage output from the solar module; Converting the measured value input from the temperature measuring module 1 into the temperature value of the solar module, converting the measured value input from the output current measuring module 2 into the output current value of the solar module, The measured value received from the output voltage measuring module 3 is converted into an output voltage value of the photovoltaic module, and the converted temperature value of the photovoltaic module, the output current value of the photovoltaic module, and the output voltage value are set. A central control unit (4) for diagnosing the failure of the solar module in comparison with the normal reference value of the solar module; A wireless communication module (6) for wirelessly transmitting a temperature value of the photovoltaic module, the output current value of the photovoltaic module and the output voltage value of the photovoltaic module transmitted from the central control unit (4) to a failure diagnosis server; And a power supply unit 7 for supplying power to the temperature measuring module 1, the output current measuring module 2, the output voltage measuring module 3, the central control unit 4, and the wireless communication module 6. Can be.

상기 중앙 제어부(4)는 상기 온도 측정 모듈(1)로부터 입력받은 측정값과, 상기 출력 전류 측정 모듈(2)로부터 입력받은 측정값, 그리고, 상기 출력 전압 측정 모듈(3)로부터 입력받은 측정값을 디지털 데이터로 변환 후 변환된 디지털 데이터를 태양광 모듈의 온도와, 태양광 모듈로부터 출력되는 전압값 그리고 전류값으로 환산한다.The central control unit 4 measures the measured value input from the temperature measuring module 1, the measured value input from the output current measuring module 2, and the measured value input from the output voltage measuring module 3. After converting the digital data to digital data converted into a temperature of the solar module, a voltage value and a current value output from the solar module.

상기 중앙 제어부(4)는 채터링(Chattering) 현상에 의해 잘못된 센싱(Sensing) 데이터가 들어오는 현상을 극복하기 위해 변환된 디지털 데이터를 10개 이상의 버퍼(Buffer)에 저장하고, 저장된 10개 이상의 데이터에 대한 평균값을 최종 센싱값으로 이용한다.The central controller 4 stores the converted digital data in ten or more buffers to overcome the phenomenon of incorrect sensing data coming from the chattering phenomenon, and stores the converted digital data in ten or more buffers. Is used as the final sensing value.

상기 무선 통신 모듈(6)은 로라(LoRa) 무선 통신 방식을 이용한다.The wireless communication module 6 uses a LoRa wireless communication scheme.

상기 중앙 제어부(4)는 태양광 모듈의 온도값과 출력 전압 및 출력 전류값을 배열 형태로 통합한 후 배열 선단에 스트링(String) 데이터 헤더(Header) 정보를 추가한 다음, 스트링 데이터 헤더 정보가 추가된 데이터를 무선 통신 모듈(6)을 통해 게이트웨이(Gateway)로 전송한다.The central control unit 4 integrates the temperature value of the photovoltaic module with the output voltage and output current value in an array form, adds string data header information to the front end of the array, and then adds the string data header information. The added data is transmitted to the gateway through the wireless communication module 6.

상기 무선 통신 모듈(6)은 922.1 MHz 내지 923.3 MHz의 주파수 대역을 사용한다.The wireless communication module 6 uses a frequency band of 922.1 MHz to 923.3 MHz.

본 발명은 상기 무선 통신 모듈(6)로부터 출력된 태양광 모듈의 온도값과, 출력 전압값, 및 출력 전류값은 게이트웨이(Gateway)를 거쳐 고장 진단 서버로 전송된다.According to the present invention, the temperature value, the output voltage value, and the output current value of the solar module output from the wireless communication module 6 are transmitted to the failure diagnosis server via a gateway.

상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 도면 1에 도시한 바와 같이, 상기 중앙 제어부(4)에 의해 환산된 상기 태양광 모듈의 온도값과, 상기 태양광 모듈의 출력 전류값, 상기 태양광 모듈의 출력 전압값이 상기 중앙 제어부(4)에 설정된 정상 기준치를 벗어났을 경우 상기 중앙 제어부(4)의 제어 신호에 따라 알람(Alarm) 신호를 발생하는 인디케이터(8)(Indicator)를 더 포함한다.The intelligent photovoltaic module fault diagnosis apparatus A includes a temperature value of the photovoltaic module converted by the central control unit 4, an output current value of the photovoltaic module, and the sun as illustrated in FIG. 1. And an indicator 8 for generating an alarm signal according to the control signal of the central controller 4 when the output voltage value of the optical module is out of the normal reference value set in the central controller 4. do.

상기 인디케이터(8)는 도면 2에 도시한 바와 같이, LED(81)와, 상기 태양광 모듈의 고장 발생시 상기 중앙 제어부(4)의 제어 신호에 따라 상기 LED(81)를 점등시키는 LED 구동부(82)로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 2, the indicator 8 lights an LED 81 and an LED driver 82 which lights the LED 81 in response to a control signal of the central controller 4 when a failure of the solar module occurs. It can be made of).

상기 LED 구동부(82)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 입력단이 전원 연결되고 출력단이 상기 LED(81)의 애노드(Anode) 단자에 연결된 LED 보호 저항(821)과, 컬렉터(Collector) 단자가 상기 LED(81)의 캐소드(Cathode) 단자에 연결되고 에미터(Emitter) 단자가 접지되며 베이스(Base) 단자로 상기 중앙 제어부(4)로부터 출력된 제어 신호를 입력받는 LED 제어용 NPN 트랜지스터(822)를 포함하여, 상기 중앙 제어부(4)로부터 상기 LED 제어용 NPN 트랜지스터(822)의 베이스(Base) 단자로 하이(High) 디지털 신호가 입력되면 상기 LED 제어용 NPN 트랜지스터(822)가 턴 온(Turn On)되면서 LED(81)가 점등되고, 상기 중앙 제어부(4)로부터 상기 LED 제어용 NPN 트랜지스터(822)의 베이스(Base) 단자로 로우(Low) 디지털 신호가 입력되면 상기 LED 제어용 NPN 트랜지스터(822)가 턴 오프(Turn Off)되면서 LED(81)가 소등된다.As shown in FIG. 2, the LED driver 82 has an LED protection resistor 821 connected to an input terminal and an output terminal connected to an anode terminal of the LED 81 and a collector terminal. NPN transistor 822 for LED control connected to the cathode terminal of the LED 81, the emitter terminal is grounded, and receives the control signal output from the central control unit 4 to the base terminal. When the high digital signal is input from the central control unit 4 to the base terminal of the LED control NPN transistor 822, the LED control NPN transistor 822 is turned on. When the LED 81 is turned on and a low digital signal is input from the central control unit 4 to the base terminal of the LED control NPN transistor 822, the LED control NPN transistor 822 is turned off. (Turn Off) and the LED 81 is turned off.

상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)의 고유 주소를 설정하는 주소 설정부(9)를 더 포함한다.The intelligent photovoltaic module failure diagnosis device A further includes an address setting unit 9 for setting a unique address of the intelligent photovoltaic module failure diagnosis device A. FIG.

상기 주소 설정부(9)는 상기 중앙 제어부(4)에 주소값에 해당하는 4비트 이진 코드를 입력한다.The address setting unit 9 inputs a 4-bit binary code corresponding to an address value to the central control unit 4.

상기 온도 측정 모듈(1)은 도면 3에 도시한 바와 같이, 태양광 모듈의 온도를 센싱(Sensing)하고 센싱(Sensing)된 온도에 비례하거나 반비례하는 전압 신호를 출력하는 온도 센싱부(11)와, 상기 온도 센싱부(11)로부터 출력되는 신호 중 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하는 1차 노이즈 저감부(12), 상기 1차 노이즈 저감부(12)로부터 출력되는 전압이 3.3V 또는 5V를 초과하지 않도록 보호하는 온도 측정측 보호 회로부(13), 및 상기 1차 노이즈 저감부(12)로부터 출력되는 전압이 감쇄되지 않고 상기 중앙 제어부(4)로 입력되도록 하는 온도 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(14)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the temperature measuring module 1 senses the temperature of the photovoltaic module and outputs a voltage signal proportional to or inversely proportional to the sensed temperature. The primary noise reduction unit 12 for attenuating noise components among the signals output from the temperature sensing unit 11 and the voltage output from the primary noise reduction unit 12 exceed 3.3 V or 5 V. Temperature measurement side protection circuit 13 for protecting the circuit from being prevented, and temperature measurement side signal attenuation prevention circuit 14 for allowing the voltage output from the primary noise reduction unit 12 to be inputted to the central control unit 4 without being attenuated. ).

상기 온도 센싱부(11)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 입력단이 전원 연결된 온도 센서측 분압 저항(111)과, 상기 태양광 모듈의 온도에 따라 저항값이 변화되고 일단이 상기 온도 센서측 분압 저항(111)과 연결되며 타단이 접지된 온도 센서(112), 상기 온도 센서측 분압 저항(111)과 상기 온도 센서(112)의 접속점으로부터 출력되는 교류 신호를 바이패스(Bypass)시켜 접지로 내보내는 교류 신호 바이패스(Bypass) 회로부(113), 및 상기 온도 센싱부(11)로부터 출력되는 전압 변화폭을 증가시키거나 감소시키는 출력 전압 범위 조정부(114)를 포함한다.As illustrated in FIG. 4, the temperature sensing unit 11 has a temperature sensor side voltage divider 111 connected to an input terminal and a resistance thereof according to a temperature of the solar module, and one end of the temperature sensor side partial pressure. Bypass the AC signal output from the temperature sensor 112 connected to the resistor 111 and the other end is grounded, the voltage sensor side voltage divider 111 and the connection point of the temperature sensor 112 by bypass (Bypass) An AC signal bypass circuit unit 113 and an output voltage range adjusting unit 114 for increasing or decreasing the voltage change range output from the temperature sensing unit 11.

상기 출력 전압 범위 조정부(114)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 일단이 상기 온도 센서측 분압 저항(111)과 상기 온도 센서(112)의 접속점에 연결되고 타단이 접지된 출력 전압 범위 조정 저항(1141)으로서, 저항값이 높아짐에 따라 상기 온도 센싱부(11)로부터 출력되는 전압 변화폭도 커지게 된다.As shown in FIG. 4, the output voltage range adjusting unit 114 has an output voltage range adjusting resistor having one end connected to a connection point of the temperature sensor side voltage divider 111 and the temperature sensor 112 and the other end grounded. 1141, as the resistance value increases, the voltage change range output from the temperature sensing unit 11 also increases.

상기 1차 노이즈 저감부(12)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 입력단이 상기 온도 센싱부(11)의 출력단에 연결된 노이즈 저감용 제1 저항(121)과, 한쪽 전극이 상기 노이즈 저감용 제1 저항(121)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 노이즈 저감용 제1 커패시터(122)를 포함하여, 상기 온도 센싱부(11)로부터 출력되는 신호 중

Figure 112019082941806-pat00001
이상의 신호를 감쇄시킨다.As shown in FIG. 4, the primary noise reduction unit 12 includes a noise reduction first resistor 121 having an input terminal connected to an output terminal of the temperature sensing unit 11, and one electrode of the noise reduction agent. One of the signals output from the temperature sensing unit 11, including a noise reduction first capacitor 122 connected to the output terminal of the first resistor 121, the other electrode is grounded
Figure 112019082941806-pat00001
The above signal is attenuated.

상기 온도 측정측 보호 회로부(13)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 애노드(Anode)단이 상기 1차 노이즈 저감부(12)의 출력단에 연결되고 캐소드(Cathode)단이 전원 연결된 온도 측정측 회로 보호용 다이오드(131)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the temperature measuring side protection circuit 13 includes an anode terminal connected to an output terminal of the primary noise reduction unit 12 and a cathode terminal connected to a power source. A protective diode 131 is included.

상기 온도 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(14)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자가 상기 1차 노이즈 저감부(12)의 출력단에 연결된 온도 측정측 오피 앰프(141)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the temperature measuring side signal attenuation prevention circuit unit 14 is connected to an inverting input terminal and an output terminal, and a non-inverting input terminal is connected to an output terminal of the primary noise reduction unit 12. An operational amplifier 141.

상기 출력 전압 측정 모듈(3)은 도면 5에 도시한 바와 같이, 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압을 측정하기 위해 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압을 분압시켜 소정 비율로 낮추는 분압 회로부(31)와, 상기 분압 회로부(31)로부터 출력되는 신호의 맥동률(Ripple Factor)을 낮추는 평활부(32), 상기 평활부(32)로부터 출력되는 노이즈 성분을 감쇄하는 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33), 상기 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33)로부터 출력되는 전압이 3.3V나 5V를 초과하지 않도록 제한하는 전압 측정측 보호 회로부(34), 및 상기 전압 측정측 보호 회로부(34)로부터 출력되는 전압이 감쇄되지 않고 중앙 제어부(4)로 입력되도록 하는 전압 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(35)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the output voltage measuring module 3 divides the voltage output from the photovoltaic module and divides the voltage output from the photovoltaic module and lowers the voltage to a predetermined ratio. A smoothing unit 32 for lowering a ripple factor of the signal output from the voltage dividing circuit unit 31, a voltage measuring side noise attenuating unit 33 for attenuating noise components output from the smoothing unit 32, The voltage measurement side protection circuit unit 34 for limiting the voltage output from the voltage measurement side noise attenuator 33 not to exceed 3.3V or 5V, and the voltage output from the voltage measurement side protection circuit unit 34 is attenuated. And a voltage measuring side signal attenuation prevention circuit section 35 for inputting to the central control section 4 without being input.

상기 분압 회로부(31)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 저항이 직렬 연결되고 입력단이 상기 태양광 모듈의 출력측 플러스(+) 단자에 연결된 제1 분압 직렬 저항부(311)와, 일단이 상기 제1 분압 직렬 저항부(311)의 출력단에 연결되고 타단이 접지된 제2 분압 저항(312)을 포함한다.As shown in FIG. 6, the voltage dividing circuit part 31 includes a first voltage dividing series resistor part 311 having two or more resistors connected in series and having an input terminal connected to an output (+) terminal of the solar module. And a second voltage divider resistor 312 connected to an output terminal of the first voltage dividing series resistor part 311 and the other end of which is grounded.

상기 제1 분압 직렬 저항부(311)와 상기 제2 분압 저항(312)의 접속점에서는 상기 제1 분압 직렬 저항부(311)와 상기 제2 분압 저항(312)의 저항비에 따라 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 직류 전압이 분압되어 출력된다.At the connection point of the first divided series resistor unit 311 and the second divided resistor 312, the photovoltaic module according to the resistance ratio of the first divided series resistor unit 311 and the second divided resistor 312. DC voltage output from the voltage is divided and output.

상기 제1 분압 직렬 저항부(311)는 2개 이상의 저항이 직렬 연결되어 상기 태양광 모듈로부터 입력되는 전류를 낮추고 직렬 연결된 2개 이상의 저항을 통해 열을 분산시킨다.The first divided series resistor unit 311 has two or more resistors connected in series to lower the current input from the photovoltaic module and dissipate heat through two or more resistors connected in series.

상기 평활부(32)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 한쪽 전극이 상기 분압 회로부(31)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지되어 상기 분압 회로부(31)로부터 출력되는 교류 성분을 접지로 내보내는 평활 커패시터(321)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the smoothing part 32 has one electrode connected to the output terminal of the voltage divider circuit 31 and the other electrode grounded to discharge the AC component outputted from the voltage divider circuit 31 to the ground. A smoothing capacitor 321 is included.

상기 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 입력단이 상기 분압 회로부(31)의 출력단에 연결된 노이즈 저감용 제2 저항(331)과, 한쪽 전극이 상기 노이즈 저감용 제2 저항(331)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 노이즈 저감용 제2 커패시터(332)를 포함하여, 상기 분압 회로부(31)로부터 출력되는 신호 중

Figure 112019082941806-pat00002
이후의 신호를 감쇄한다.As illustrated in FIG. 6, the voltage measuring side noise canceling unit 33 includes a noise reducing second resistor 331 connected to an output terminal of the voltage dividing circuit unit 31, and one electrode of the noise reducing agent 33. And a second capacitor 332 for noise reduction connected to the output terminal of the second resistor 331 and the other electrode is grounded.
Figure 112019082941806-pat00002
Attenuate subsequent signals.

상기 전압 측정측 보호 회로부(34)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 애노드(Anode)단이 상기 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33)의 출력단에 연결되고 캐소드(Cathode)단이 전원 연결된 전압 측정측 회로 보호용 다이오드(341)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the voltage measuring side protection circuit unit 34 has an anode terminal connected to an output terminal of the voltage measuring side noise attenuating unit 33 and a cathode terminal is connected to a power source. A circuit protection diode 341 is included.

상기 전압 측정측 보호 회로부(34)는 상기 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33)로부터 출력되는 전압이 3.3V나 5V를 초과하지 않도록 한다.The voltage measuring side protection circuit 34 prevents the voltage output from the voltage measuring side noise attenuating unit 33 from exceeding 3.3V or 5V.

상기 전압 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(35)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자가 상기 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33)에 연결되어 상기 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33)로부터 출력된 신호를 감쇄없이 중앙 제어부(4)로 전달하는 전압 측정측 오피 앰프(351)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the voltage measurement side signal attenuation prevention circuit unit 35 is connected to an inverting input terminal and an output terminal, and a non-inverting input terminal is connected to the voltage measurement side noise attenuation unit 33 to measure the voltage. And a voltage measuring side op amp 351 which transfers the signal output from the side noise attenuator 33 to the central controller 4 without attenuation.

상기 출력 전류 측정 모듈(2)은 도면 7에 도시한 바와 같이, 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전류를 측정하기 위해 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전류를 소정 비율로 낮추고 낮춰진 전류를 전류에 비례하는 전압으로 변환하는 전처리부(21)와, 상기 전처리부(21)로부터 출력되는 전압을 소정 이득 증폭시키고, 증폭된 신호의 기준 전압 레벨을 조정하는 신호 변환부(22), 상기 신호 변환부(22)로부터 출력되는 노이즈(Noise) 성분을 감쇄시키는 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23), 상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)로부터 출력되는 전압이 3.3V나 5V를 초과하지 않도록 보호하는 전류 측정측 회로 보호부(24), 및 상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)로부터 출력되는 전압이 감쇄되지 않고 상기 중앙 제어부(4)로 전달되도록 하는 전류 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(25)를 포함한다.As illustrated in FIG. 7, the output current measuring module 2 lowers the current output from the photovoltaic module at a predetermined ratio and measures the lowered current in proportion to the current to measure the current output from the photovoltaic module. A pre-processing unit 21 for converting to a voltage, a signal converter 22 and a signal-converting unit 22 for gain-amplifying a voltage output from the pre-processing unit 21 and adjusting a reference voltage level of the amplified signal. Current measuring side for attenuating the noise component outputted from the noise measuring unit 23, the current measuring side for protecting the voltage output from the current measuring side noise attenuating unit 23 does not exceed 3.3V or 5V Current measurement-side signal attenuation prevention circuit which allows the voltage output from the circuit protection unit 24 and the current measurement-side noise attenuation unit 23 to be transmitted to the central control unit 4 without being attenuated. And a 25.

상기 신호 변환부(22)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 상기 전처리부로부터 출력되는 전압을 소정 이득 증폭시키는 신호 증폭부(221)와; 상기 신호 증폭부(221)로부터 출력되는 신호의 레퍼런스(Reference) 전압 레벨을 조정하는 레퍼런스 전압 조정부(222)를 포함한다.As shown in FIG. 8, the signal converter 22 includes: a signal amplifier 221 for amplifying a predetermined gain amplified by the voltage output from the preprocessor; A reference voltage adjuster 222 adjusts a reference voltage level of the signal output from the signal amplifier 221.

상기 신호 증폭부(221)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 비반전(+) 입력 단자가 상기 전처리부(21)의 플러스(+) 전압 출력 단자에 연결된 제1 오피 앰프(2210)와, 비반전(+) 입력 단자가 상기 전처리부(21)의 마이너스(-) 신호 출력 단자에 연결된 제2 오피 앰프(2211), 일단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 반전(-) 입력 단자에 연결되고 타단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 반전(-) 입력 단자에 연결된 제1 저항(2212), 일단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 출력 단자에 연결되고 타단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 반전 입력 단자에 연결된 제2 저항(2213), 일단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 출력 단자에 연결되고 타단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 반전 입력 단자에 연결된 제3 저항(2214), 일단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 출력단에 연결된 제4 저항(2215), 일단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 출력단에 연결된 제5 저항(2216), 반전 입력 단자가 상기 제4 저항(2215)의 타단에 연결되고 비반전 입력 단자가 상기 제5 저항(2216)의 타단에 연결된 제3 오피 앰프(2217), 일단이 상기 제3 오피 앰프(2217)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 상기 제3 오피 앰프(2217)의 출력 단자에 연결된 제6 저항(2218), 일단이 상기 제3 오피 앰프(2217)의 비반전 입력 단자에 연결된 제7 저항(2219)을 포함하여, 상기 제4 저항(2215)값과 제5 저항(2216)값이 같고, 상기 제6 저항(2218)값과 제7 저항(2219)값이 같을 때, 상기 신호 증폭부(221)는 전처리부(21)로부터 출력된 전압을

Figure 112019082941806-pat00003
증폭한다.As illustrated in FIG. 8, the signal amplifier 221 may include a first op amp 2210 having a non-inverting (+) input terminal connected to a positive (+) voltage output terminal of the preprocessor 21. A second op amp 2211 connected to a negative (−) signal output terminal of the preprocessor 21 and one end thereof is connected to an inverting (−) input terminal of the first op amp 2210. And the other end of the first resistor 2212 connected to the inverting (−) input terminal of the second op amp 2211, one end of which is connected to an output terminal of the first op amp 2210, and the other end of the first op amp 2211. A second resistor 2213 connected to an inverting input terminal of 2210, a third end connected to an output terminal of the second op amp 2211 and another end connected to an inverting input terminal of the second op amp 2211 The resistor 2214, one end of the fourth resistor 2215 connected to the output terminal of the first operational amplifier 2210, and one end of the second operational amplifier 2211. A third op amp 2217 connected to a fifth resistor 2216 connected to an output terminal, an inverting input terminal connected to the other end of the fourth resistor 2215, and a non-inverting input terminal connected to the other end of the fifth resistor 2216, A sixth resistor 2218 having one end connected to an inverting input terminal of the third op amp 2217 and the other end connected to an output terminal of the third op amp 2217, and one end of the third op amp 2217. The fourth resistor 2215 and the fifth resistor 2216 have the same value as the seventh resistor 2219 connected to the non-inverting input terminal, and the sixth resistor 2218 and the seventh resistor 2219 are equal to each other. When the values are the same, the signal amplifier 221 outputs the voltage output from the preprocessor 21.
Figure 112019082941806-pat00003
Amplify.

상기 레퍼런스 전압 조정부(222)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 입력단이 전원 연결된 제8 저항(2221), 캐소드(Cathode)단이 상기 제8 저항(2221)에 연결되고 애노드(Anode)단이 접지된 제너 다이오드(2222), 일단이 상기 제너 다이오드(2222)(Zener Diode)의 캐소드(Cathode)단에 연결된 가변 저항(2223), 일단이 상기 가변 저항(2223)의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제9 저항(2224), 및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자가 상기 가변 저항(2223)의 분압 출력단에 연결되며 출력 단자가 상기 제7 저항(2219)에 연결된 제4 오피 앰프(2225)를 포함하여, 상기 가변 저항(2223)은 상기 제너 다이오드(2222)의 제너 전압을 분압 출력단을 통해 분압하여 출력하고 상기 제4 오피 앰프(2225)는 상기 가변 저항(2223)의 분압 출력단으로부터 출력된 전압을 감쇄없이 제7 저항(2219)으로 전달하며, 상기 신호 증폭부(221)는 상기 레퍼런스 전압 조정부(222)로부터 출력된 전압을 기준 오프셋(Offset) 전압으로 이용한다.As illustrated in FIG. 8, the reference voltage adjuster 222 has an eighth resistor 2221 and a cathode terminal connected to an eighth resistor 2221 and an anode terminal grounded. Zener diode 2222, one end of the variable resistor 2223 is connected to the cathode (Cathode) terminal of the Zener diode 2222 (Zener Diode), one end is connected to the other end of the variable resistor 2223 and the other end is grounded A fourth op amp connected with a ninth resistor 2224 and an inverting input terminal and an output terminal, a non-inverting input terminal connected to a divided output terminal of the variable resistor 2223, and an output terminal connected to the seventh resistor 2219. The variable resistor 2223 divides the zener voltage of the zener diode 2222 through a voltage divider output stage, and outputs the divided resistor 2223, and the fourth op amp 2225 outputs the voltage divider output stage of the variable resistor 2223. Seventh resistor (2219) without attenuating the voltage output from the The signal amplifier 221 uses the voltage output from the reference voltage adjuster 222 as a reference offset voltage.

상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 입력단이 상기 신호 변환부(22)의 출력단에 연결된 제10 저항(231)과, 입력단이 상기 제10 저항(231)의 출력단에 연결된 제11 저항(232), 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결된 제5 오피 앰프(233), 한쪽 전극이 상기 제10 저항(231)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 상기 제5 오피 앰프(233)의 반전 입력 단자에 연결된 제3 커패시터(234), 및 한쪽 전극이 상기 제11 저항(232)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 제4 커패시터(235)를 포함하여, 상기 신호 변환부(22)로부터 출력되는 신호 중

Figure 112019082941806-pat00004
이후의 신호를 감쇄한다.As illustrated in FIG. 8, the current measurement side noise canceling unit 23 includes a tenth resistor 231 having an input terminal connected to an output terminal of the signal converter 22, and an input terminal of the tenth resistor 231. An eleventh resistor 232 connected to an output terminal, a fifth op amp 233 connected to an inverting input terminal and an output terminal, one electrode is connected to an output terminal of the tenth resistor 231, and the other electrode is connected to the fifth op amp. The signal includes a third capacitor 234 connected to the inverting input terminal of 233 and a fourth capacitor 235 connected to an output terminal of the eleventh resistor 232 and the other electrode grounded; Of the signals output from the converter 22
Figure 112019082941806-pat00004
Attenuate subsequent signals.

상기 전류 측정측 회로 보호부(24)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 애노드(Anode)단이 상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)의 출력단에 연결되고 캐소드(Cathode)단이 전원 연결된 전류 측정측 회로 보호용 다이오드(241)를 포함한다.As shown in FIG. 8, the current measuring circuit protection unit 24 measures an electric current at which an anode terminal is connected to an output terminal of the current measuring side noise attenuating unit 23 and a cathode is powered. A side circuit protection diode 241 is included.

상기 전류 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(25)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자가 상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)에 연결되어 상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)로부터 출력된 신호를 감쇄없이 중앙 제어부(4)로 전달하는 전류 측정측 오피 앰프(251)를 포함한다.As illustrated in FIG. 8, the current measurement side signal attenuation prevention circuit unit 25 is connected to an inverting input terminal and an output terminal, and a non-inverting input terminal is connected to the current measurement side noise attenuation unit 23 to measure the current. And a current measurement side op amp 251 for transmitting the signal output from the side noise attenuator 23 to the central controller 4 without attenuation.

상기 전원 공급부(7)는 도면 9에 도시한 바와 같이, 컬렉터(Collector) 단자로 직류 전원이 공급되는 NPN 트랜지스터(71)와, 캐소드(Cathode) 단자가 상기 NPN 트랜지스터(71)의 에미터(Emitter) 단자에 연결되고 애노드 단자가 접지된 환류 다이오드(72), 입력단이 상기 NPN 트랜지스터(71)의 에미터(Emitter) 단자에 연결된 전원 공급측 인덕터(73)(Inductor), 한쪽 전극이 상기 전원 공급측 인덕터(73)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 전원 공급측 커패시터(74), 상기 NPN 트랜지스터(71)의 베이스 단자에 일정 주파수와 듀티비를 갖는 펄스 신호를 공급하는 스위칭 소자 제어 수단(75), 상기 전원 공급측 인덕터(73)의 출력단에 연결되어 전원 공급측 인덕터(73)로부터 출력되는 전원의 리플(Ripple)을 저감하는 리플 저감 회로부(76)를 포함한다. As illustrated in FIG. 9, the power supply unit 7 includes an NPN transistor 71 in which DC power is supplied to a collector terminal, and a cathode terminal of an emitter of the NPN transistor 71. A reflux diode 72 connected to the terminal and the anode terminal grounded, a power supply side inductor 73 connected to an emitter terminal of the NPN transistor 71, and one electrode of the power supply side inductor A power supply-side capacitor 74 connected to the output terminal of 73 and the other electrode grounded, and switching element control means 75 for supplying a pulse signal having a constant frequency and duty ratio to a base terminal of the NPN transistor 71. And a ripple reduction circuit unit 76 connected to an output terminal of the power supply side inductor 73 to reduce ripple of power output from the power supply side inductor 73.

상기 전원 공급부(7)는 NPN 트랜지스터(71)의 베이스 단자로 입력되는 펄스 신호의 듀티비(Duty Ratio)에 따라 전원 공급부(7)로 입력되는 직류 전압을 낮추고, 베이스 단자로 입력되는 펄스 신호의 주파수에 따라 상기 전원 공급부(7)로부터 출력되는 리플(Ripple) 세기가 조절된다.The power supply unit 7 lowers the DC voltage input to the power supply unit 7 in accordance with the duty ratio of the pulse signal input to the base terminal of the NPN transistor 71, and reduces the voltage of the pulse signal input to the base terminal. Ripple intensity output from the power supply 7 is adjusted according to the frequency.

예를 들어 듀티비가 높아지면, 상기 전원 공급부(7)의 출력 전압은 상기 전원 공급부(7)로 입력되는 전압에 가까워지는 반면, 듀티비가 낮아지면 상기 전원 공급부(7)의 출력 전압은 낮아진다.For example, when the duty ratio is high, the output voltage of the power supply 7 is close to the voltage input to the power supply 7, while when the duty ratio is low, the output voltage of the power supply 7 is low.

또한, 상기 펄스 신호의 주파수가 높아지면 상기 전원 공급부(7)로부터 출력되는 전압의 리플(Ripple)분이 낮아지는 반면, 상기 펄스 신호의 주파수가 낮아지면 상기 전원 공급부(7)로부터 출력되는 전압의 리플분이 높아진다.In addition, when the frequency of the pulse signal is increased, the ripple of the voltage output from the power supply unit 7 is lowered, while when the frequency of the pulse signal is lowered, the ripple of the voltage output from the power supply unit 7 is reduced. Minutes increase.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 각각의 태양광 모듈에 1:1로 설치되어 태양광 모듈의 온도와 출력 전압 및 출력 전류를 실시간으로 측정한다.Intelligent solar module failure diagnosis device (A) according to the present invention having such a configuration is installed in each solar module 1: 1 to measure the temperature and output voltage and output current of the solar module in real time.

또한, 본 발명은 측정된 태양광 모듈의 온도와 출력 전압 및 출력 전류가 설정된 기준치를 벗어났을 경우 태양광 모듈의 고장이라 판단하여 알람 신호를 발생한다.In addition, the present invention generates an alarm signal is determined to be a failure of the photovoltaic module when the measured temperature, output voltage and output current of the photovoltaic module is out of the set reference value.

또, 본 발명은 측정된 태양광 모듈의 온도와 출력 전압 및 출력 전류를 무선 네트워크를 통해 고장 진단 서버로 전송하여 관리자가 원격지에서도 휴대용 단말기를 이용하여 태양광 모듈의 고장 여부를 확인할 수 있다.In addition, the present invention transmits the measured temperature, the output voltage and the output current of the solar module to the failure diagnosis server through a wireless network, the administrator can check whether the solar module is broken using a portable terminal even at a remote location.

따라서, 본 발명에 따른 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 태양광 모듈의 상태를 실시간으로 진단함으로써 태양광 발전에 차질이 없도록 하고, 고장난 태양광 모듈을 고장 즉시 발견할 수 있도록 함으로써 태양광 모듈의 유지 보수를 용이하게 한다.Therefore, the intelligent photovoltaic module failure diagnosis device (A) according to the present invention diagnoses the state of the photovoltaic module in real time so that there is no disruption to the photovoltaic power generation, and makes it possible to immediately detect the failed photovoltaic module. Easy maintenance of the module.

또, 본 발명은 시설 관리자가 태양광 모듈과 멀리 떨어진 원격지에서도 휴대용 단말기를 통해 태양광 모듈의 상태를 간편하게 모니터링 할 수 있다.In addition, the present invention allows the facility manager to easily monitor the status of the solar module through a portable terminal even at a remote location away from the solar module.

A. 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치
1. 온도 측정 모듈 11. 온도 센싱부
111. 온도 센서측 분압 저항 112. 온도 센서
113. 교류 신호 바이패스 회로부 114. 출력 전압 범위 조정부
1141. 출력 전압 범위 조정 저항 12. 1차 노이즈 저감부
121. 노이즈 저감용 제1 저항 122. 노이즈 저감용 제1 커패시터
13. 온도 측정측 보호 회로부 131. 온도 측정측 회로 보호용 다이오드
14. 온도 측정측 신호 감쇄 방지 회로부
141. 온도 측정측 오피 앰프 2. 출력 전류 측정 모듈
21. 전처리부 22. 신호 변환부
221. 신호 증폭부 2210. 제1 오피 앰프
2211. 제2 오피 앰프 2212. 제1 저항
2213. 제2 저항 2214. 제3 저항
2215. 제4 저항 2216. 제5 저항
2217. 제3 오피 앰프 2218. 제6 저항
2219. 제7 저항 222. 레퍼런스 전압 조정부
2221. 제8 저항 2222. 제너 다이오드
2223. 가변 저항 2224. 제9 저항
2225. 제4 오피 앰프 9. 주소 설정부
23. 전류 측정측 노이즈 감쇄부 231. 제10 저항
232. 제11 저항 233. 제5 오피 앰프
234. 제3 커패시터 235. 제5 커패시터
24. 전류 측정측 회로 보호부 241. 전류 측정측 회로 보호용 다이오드
25. 전류 측정측 신호 감쇄 방지 회로부
251. 전류 측정측 오피 앰프 3. 출력 전압 측정 모듈
31. 분압 회로부 6. 무선 통신 모듈
311. 제1 분압 직렬 저항부 312. 제2 분압 저항
32. 평활부 321. 평활 커패시터
33. 전압 측정측 노이즈 감쇄부 331. 노이즈 저감용 제2 저항
332. 노이즈 저감용 제2 커패시터 34. 전압 측정측 보호 회로부
341. 전압 측정측 회로 보호용 다이오드
35. 전압 측정측 신호 감쇄 방지 회로부
351. 전압 측정측 오피 앰프 4. 중앙 제어부
7. 전원 공급부 71. NPN 트랜지스터
72. 환류 다이오드 73. 전원 공급측 인덕터
74. 전원 공급측 커패시터 75. 스위칭 소자 제어 수단
76. 리플 저감 회로부 8. 인디케이터
81. LED 82. LED 구동부
821. LED 보호 저항 822. NPN 트랜지스터
A. Intelligent Solar Module Fault Diagnosis Device
1. Temperature measurement module 11. Temperature sensing unit
111. Temperature sensor side voltage divider 112. Temperature sensor
113. AC signal bypass circuit section 114. Output voltage range adjustment section
1141. Output voltage range adjustment resistor 12. Primary noise reduction unit
121. First resistor for noise reduction 122. First capacitor for noise reduction
13. Temperature measuring circuit protection circuit 131. Temperature measuring circuit protection diode
14. Temperature attenuation signal attenuation prevention circuit
141. Op amp on the temperature measurement side 2. Output current measurement module
21. Preprocessor 22. Signal converter
221. Signal amplifier 2210. First op amp
2211.2nd op amp 2212.1st resistor
2213. Second Resistance 2214. Third Resistance
2215. Fourth resistor 2216. Fifth resistor
2217. Third op amp 2218. Sixth resistor
2219. Seventh resistor 222. Reference voltage adjuster
2221.The eighth resistor 2222.Zener diodes
2223. Variable resistors 2224. Ninth resistors
2225. Fourth operational amplifier 9. Address setting unit
23. Noise reduction part of current measurement side 231. Tenth resistance
232. Eleventh Resistor 233. Fifth Op Amp
234. Third Capacitor 235. Fifth Capacitor
24. Circuit for protection of current measurement side 241. Diode for protection of current measurement circuit
25. Signal attenuation prevention circuit part of current measurement side
251. Op amp on current measurement side 3. Output voltage measurement module
31. Division circuit section 6. Wireless communication module
311. First voltage divider resistor 312. Second voltage divider resistor
32. Smoothing part 321. Smoothing capacitor
33. Noise reduction part of voltage measurement side 331. Second resistor for noise reduction
332. Second capacitor for noise reduction 34. Protection circuit part of voltage measurement side
341.Surface protection diodes for voltage measurement
35. Voltage attenuation prevention circuit part
351. Op amp in voltage measurement side 4. Central control unit
7. Power Supply 71. NPN Transistor
72. Free-wheel diode 73. Power supply side inductor
74. Capacitors on the power supply side 75. Switching element control means
76. Ripple Reduction Circuit Section 8. Indicator
81.LED 82.LED Driver
821.LED Protection Resistors 822.NPN Transistors

Claims (6)

입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생하는 태양광 모듈에 설치되어 상기 태양광 모듈의 고장 여부를 진단하는 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)에 있어서,
상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 상기 태양광 모듈의 온도를 측정하는 온도 측정 모듈(1)과;
상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전류를 측정하는 출력 전류 측정 모듈(2);
상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압을 측정하는 출력 전압 측정 모듈(3);
상기 온도 측정 모듈(1)로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 온도값으로 환산하고, 상기 출력 전류 측정 모듈(2)로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 출력 전류값으로 환산하며, 상기 출력 전압 측정 모듈(3)로부터 입력받은 측정값을 상기 태양광 모듈의 출력 전압값으로 환산하고, 환산된 상기 태양광 모듈의 온도값과 상기 태양광 모듈의 출력 전류값 그리고 출력 전압값을 설정된 태양광 모듈의 정상 기준치와 비교하여 태양광 모듈의 고장 여부를 진단하는 중앙 제어부(4);
상기 중앙 제어부(4)로부터 전달된 상기 태양광 모듈의 온도값과, 상기 태양광 모듈의 출력 전류값, 상기 태양광 모듈의 출력 전압값을 고장 진단 서버로 무선 전송하는 무선 통신 모듈(6);
및 상기 온도 측정 모듈(1)과, 출력 전류 측정 모듈(2), 출력 전압 측정 모듈(3), 중앙 제어부(4), 무선 통신 모듈(6)에 전원을 공급하는 전원 공급부(7)로 이루어지고,
상기 온도 측정 모듈(1)은 태양광 모듈의 온도를 센싱(Sensing)하고 센싱(Sensing)된 온도에 비례하거나 반비례하는 전압 신호를 출력하는 온도 센싱부(11)와,
상기 온도 센싱부(11)로부터 출력되는 신호 중 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하는 1차 노이즈 저감부(12),
상기 1차 노이즈 저감부(12)로부터 출력되는 전압이 3.3V 또는 5V를 초과하지 않도록 보호하는 온도 측정측 보호 회로부(13),
및 상기 1차 노이즈 저감부(12)로부터 출력되는 전압이 감쇄되지 않고 상기 중앙 제어부(4)로 입력되도록 하는 온도 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(14)를 포함하며,
상기 온도 센싱부(11)는 입력단이 전원 연결된 온도 센서측 분압 저항(111)과,
상기 태양광 모듈의 온도에 따라 저항값이 변화되고 일단이 상기 온도 센서측 분압 저항(111)과 연결되며 타단이 접지된 온도 센서(112),
상기 온도 센서측 분압 저항(111)과 상기 온도 센서(112)의 접속점으로부터 출력되는 교류 신호를 바이패스(Bypass)시켜 접지로 내보내는 교류 신호 바이패스(Bypass) 회로부(113),
및 상기 온도 센싱부(11)로부터 출력되는 전압 변화폭을 증가시키거나 감소시키는 출력 전압 범위 조정부(114)를 포함하고,
상기 출력 전압 범위 조정부(114)는 일단이 상기 온도 센서측 분압 저항(111)과 상기 온도 센서(112)의 접속점에 연결되고 타단이 접지된 출력 전압 범위 조정 저항(1141)으로 저항값이 높아지면, 상기 온도 센싱부(11)로부터 출력되는 전압 변화폭도 커지며,
상기 출력 전압 측정 모듈(3)은 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압을 측정하기 위해 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압을 분압시켜 소정 비율로 낮추는 분압 회로부(31)와,
상기 분압 회로부(31)로부터 출력되는 신호의 맥동률(Ripple Factor)을 낮추는 평활부(32),
상기 평활부(32)로부터 출력되는 노이즈 성분을 감쇄하는 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33),
상기 전압 측정측 노이즈 감쇄부(33)로부터 출력되는 전압이 3.3V나 5V를 초과하지 않도록 제한하는 전압 측정측 보호 회로부(34),
및 상기 전압 측정측 보호 회로부(34)로부터 출력되는 전압이 감쇄되지 않고 중앙 제어부(4)로 입력되도록 하는 전압 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(35)를 포함하고,
상기 분압 회로부(31)는 2개 이상의 저항이 직렬 연결되고 입력단이 상기 태양광 모듈의 출력측 플러스(+) 단자에 연결된 제1 분압 직렬 저항부(311)와,
일단이 상기 제1 분압 직렬 저항부(311)의 출력단에 연결되고 타단이 접지된 제2 분압 저항(312)을 포함하며,
상기 제1 분압 직렬 저항부(311)는 2개 이상의 저항이 직렬 연결되어 상기 태양광 모듈로부터 입력되는 전류를 낮추고 직렬 연결된 2개 이상의 저항을 통해 열을 분산시키고,
상기 중앙 제어부(4)는 상기 온도 측정 모듈(1)로부터 입력받은 측정값과, 상기 출력 전류 측정 모듈(2)로부터 입력받은 측정값, 그리고, 상기 출력 전압 측정 모듈(3)로부터 입력받은 측정값을 디지털 데이터로 변환 후 변환된 디지털 데이터를 태양광 모듈의 온도와, 태양광 모듈로부터 출력되는 전압값 그리고 전류값으로 환산하며,
상기 중앙 제어부(4)는 채터링(Chattering) 현상에 의해 잘못된 센싱(Sensing) 데이터가 들어오는 현상을 극복하기 위해 변환된 디지털 데이터를 10개 이상의 버퍼(Buffer)에 저장하고 저장된 10개 이상의 데이터에 대한 평균값을 최종 센싱값으로 이용하며,
상기 무선 통신 모듈(6)은 로라(LoRa) 무선 통신 방식을 이용하고,
상기 무선 통신 모듈(6)은 922.1 MHz 내지 923.3 MHz의 주파수 대역을 사용하며,
상기 출력 전류 측정 모듈(2)은 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전류를 측정하기 위해 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전류를 소정 비율로 낮추고 낮춰진 전류를 전류에 비례하는 전압으로 변환하는 전처리부(21)와,
상기 전처리부(21)로부터 출력되는 전압을 소정 이득 증폭시키고 증폭된 신호의 기준 전압 레벨을 조정하는 신호 변환부(22),
상기 신호 변환부(22)로부터 출력되는 노이즈(Noise) 성분을 감쇄시키는 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23),
상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)로부터 출력되는 전압이 3.3V나 5V를 초과하지 않도록 보호하는 전류 측정측 회로 보호부(24),
및 상기 전류 측정측 노이즈 감쇄부(23)로부터 출력되는 전압이 감쇄되지 않고 상기 중앙 제어부(4)로 전달되도록 하는 전류 측정측 신호 감쇄 방지 회로부(25)를 포함하고,
상기 신호 변환부(22)는 상기 전처리부로부터 출력되는 전압을 소정 이득 증폭시키는 신호 증폭부(221)와,
상기 신호 증폭부(221)로부터 출력되는 신호의 레퍼런스(Reference) 전압 레벨을 조정하는 레퍼런스 전압 조정부(222)를 포함하며,
상기 신호 증폭부(221)는 비반전(+) 입력 단자가 상기 전처리부(21)의 플러스(+) 전압 출력 단자에 연결된 제1 오피 앰프(2210)와,
비반전(+) 입력 단자가 상기 전처리부(21)의 마이너스(-) 신호 출력 단자에 연결된 제2 오피 앰프(2211),
일단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 반전(-) 입력 단자에 연결되고 타단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 반전(-) 입력 단자에 연결된 제1 저항(2212),
일단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 출력 단자에 연결되고 타단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 반전 입력 단자에 연결된 제2 저항(2213),
일단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 출력 단자에 연결되고 타단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 반전 입력 단자에 연결된 제3 저항(2214),
일단이 상기 제1 오피 앰프(2210)의 출력단에 연결된 제4 저항(2215),
일단이 상기 제2 오피 앰프(2211)의 출력단에 연결된 제5 저항(2216),
반전 입력 단자가 상기 제4 저항(2215)의 타단에 연결되고 비반전 입력 단자가 상기 제5 저항(2216)의 타단에 연결된 제3 오피 앰프(2217),
일단이 상기 제3 오피 앰프(2217)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 상기 제3 오피 앰프(2217)의 출력 단자에 연결된 제6 저항(2218),
일단이 상기 제3 오피 앰프(2217)의 비반전 입력 단자에 연결된 제7 저항(2219)을 포함하여,
상기 제4 저항(2215)값과 제5 저항(2216)값이 같고, 상기 제6 저항(2218)값과 제7 저항(2219)값이 같을 때, 상기 신호 증폭부(221)는 전처리부(21)로부터 출력된 전압을
Figure 112019127336613-pat00015
증폭하고,
상기 레퍼런스 전압 조정부(222)는 입력단이 전원 연결된 제8 저항(2221)과,
캐소드(Cathode)단이 상기 제8 저항(2221)에 연결되고 애노드(Anode)단이 접지된 제너 다이오드(2222),
일단이 상기 제너 다이오드(2222)(Zener Diode)의 캐소드(Cathode)단에 연결된 가변 저항(2223),
일단이 상기 가변 저항(2223)의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제9 저항(2224),
및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자가 상기 가변 저항(2223)의 분압 출력단에 연결되며 출력 단자가 상기 제7 저항(2219)에 연결된 제4 오피 앰프(2225)를 포함하여,
상기 가변 저항(2223)은 상기 제너 다이오드(2222)의 제너 전압을 분압 출력단을 통해 분압하여 출력하고 상기 제4 오피 앰프(2225)는 상기 가변 저항(2223)의 분압 출력단으로부터 출력된 전압을 감쇄없이 제7 저항(2219)으로 전달하며, 상기 신호 증폭부(221)는 상기 레퍼런스 전압 조정부(222)로부터 출력된 전압을 기준 오프셋(Offset) 전압으로 이용하고,
상기 전원 공급부(7)는 컬렉터(Collector) 단자로 직류 전원이 공급되는 NPN 트랜지스터(71)와,
캐소드(Cathode) 단자가 상기 NPN 트랜지스터(71)의 에미터(Emitter) 단자에 연결되고 애노드 단자가 접지된 환류 다이오드(72),
입력단이 상기 NPN 트랜지스터(71)의 에미터(Emitter) 단자에 연결된 전원 공급측 인덕터(73)(Inductor),
한쪽 전극이 상기 전원 공급측 인덕터(73)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 전원 공급측 커패시터(74),
상기 NPN 트랜지스터(71)의 베이스 단자에 일정 주파수와 듀티비를 갖는 펄스 신호를 공급하는 스위칭 소자 제어 수단(75),
상기 전원 공급측 인덕터(73)의 출력단에 연결되어 전원 공급측 인덕터(73)로부터 출력되는 전원의 리플(Ripple)을 저감하는 리플 저감 회로부(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치.
In the intelligent photovoltaic module failure diagnosis device (A), which is installed in a photovoltaic module that generates electrical energy using incident solar light and diagnoses a failure of the photovoltaic module,
The intelligent photovoltaic module failure diagnosis device (A) includes a temperature measuring module (1) for measuring the temperature of the photovoltaic module;
An output current measuring module (2) measuring current output from the solar module;
An output voltage measuring module (3) for measuring a voltage output from the solar module;
Converting the measured value input from the temperature measuring module 1 into the temperature value of the solar module, converting the measured value input from the output current measuring module 2 into the output current value of the solar module, The measured value received from the output voltage measuring module 3 is converted into an output voltage value of the photovoltaic module, and the temperature value of the converted photovoltaic module, the output current value of the photovoltaic module, and the output voltage value are set. A central control unit 4 for diagnosing a failure of the photovoltaic module in comparison with the normal reference value of the photovoltaic module;
A wireless communication module (6) for wirelessly transmitting a temperature value of the photovoltaic module, the output current value of the photovoltaic module and the output voltage value of the photovoltaic module transmitted from the central controller (4) to a failure diagnosis server;
And a power supply unit 7 for supplying power to the temperature measuring module 1, the output current measuring module 2, the output voltage measuring module 3, the central control unit 4, and the wireless communication module 6. under,
The temperature measuring module 1 includes a temperature sensing unit 11 that senses the temperature of the solar module and outputs a voltage signal proportional to or inversely proportional to the sensed temperature;
Primary noise reduction unit 12 for attenuating noise components of the signal output from the temperature sensing unit 11,
A temperature measurement side protection circuit 13 for protecting the voltage output from the primary noise reduction unit 12 from exceeding 3.3 V or 5 V;
And a temperature measurement-side signal attenuation prevention circuit unit 14 to allow the voltage output from the primary noise reduction unit 12 to be input to the central control unit 4 without being attenuated.
The temperature sensing unit 11 includes a voltage sensor side voltage divider 111 connected to an input terminal of a power source,
A temperature sensor 112 having a resistance value changed according to the temperature of the photovoltaic module, one end of which is connected to the temperature sensor side voltage divider 111 and the other end of which is grounded;
An AC signal bypass circuit unit 113 which bypasses and sends an AC signal output from the connection point of the temperature sensor side voltage divider 111 and the temperature sensor 112 to ground,
And an output voltage range adjusting unit 114 for increasing or decreasing a voltage change range output from the temperature sensing unit 11.
The output voltage range adjusting unit 114 is connected to a connection point of the temperature sensor side voltage divider 111 and the temperature sensor 112, and the other end of the output voltage range adjusting unit 114 has a high resistance value. In addition, the width of the voltage change output from the temperature sensing unit 11 also increases.
The output voltage measuring module 3 divides the voltage output from the photovoltaic module to measure the voltage output from the photovoltaic module and divides the voltage down by a predetermined ratio, and
Smoothing unit 32 for lowering the ripple factor (Ripple Factor) of the signal output from the voltage divider circuit 31,
A voltage measuring side noise attenuating unit 33 for attenuating noise components output from the smoothing unit 32,
A voltage measurement-side protection circuit unit 34 for restricting the voltage output from the voltage measurement-side noise attenuator 33 not to exceed 3.3V or 5V;
And a voltage measuring side signal attenuation preventing circuit unit 35 for inputting the voltage output from the voltage measuring side protection circuit unit 34 to the central control unit 4 without being attenuated.
The voltage dividing circuit part 31 includes a first voltage dividing series resistor part 311 in which two or more resistors are connected in series and an input terminal is connected to an output positive (+) terminal of the solar module;
A second voltage divider resistor 312 having one end connected to an output terminal of the first voltage dividing series resistor portion 311 and the other end grounded;
The first divided series resistance unit 311 has two or more resistors connected in series to lower the current input from the solar module, and dissipates heat through two or more resistors connected in series.
The central control unit 4 measures the measured value input from the temperature measuring module 1, the measured value input from the output current measuring module 2, and the measured value input from the output voltage measuring module 3. Convert the digital data into digital data and convert the converted digital data into the temperature of the solar module, the voltage value and the current value output from the solar module,
The central controller 4 stores the converted digital data in 10 or more buffers and overcomes the stored 10 or more data in order to overcome the phenomenon of incorrect sensing data coming from the chattering phenomenon. The average value is used as the final sensing value.
The wireless communication module 6 uses a LoRa wireless communication scheme,
The wireless communication module 6 uses a frequency band of 922.1 MHz to 923.3 MHz,
The output current measuring module 2 may reduce the current output from the photovoltaic module to a predetermined ratio and convert the lowered current into a voltage proportional to the current in order to measure the current output from the photovoltaic module. )Wow,
A signal converter 22 which amplifies the voltage output from the preprocessor 21 by a predetermined gain and adjusts a reference voltage level of the amplified signal;
A current measurement side noise attenuator 23 for attenuating noise components output from the signal converter 22,
A current measurement-side circuit protection unit 24 for protecting the voltage output from the current measurement-side noise attenuator 23 not to exceed 3.3V or 5V,
And a current measurement side signal attenuation prevention circuit unit 25 which allows the voltage output from the current measurement side noise attenuation unit 23 to be transmitted to the central controller 4 without being attenuated.
The signal converter 22 includes a signal amplifier 221 for amplifying a predetermined gain a voltage output from the preprocessor,
A reference voltage adjuster 222 for adjusting a reference voltage level of the signal output from the signal amplifier 221,
The signal amplifier 221 may include a first op amp 2210 having a non-inverting (+) input terminal connected to a positive (+) voltage output terminal of the preprocessor 21;
A second op amp 2211 having a non-inverting (+) input terminal connected to the negative signal output terminal of the preprocessor 21;
A first resistor 2212 having one end connected to an inverting (−) input terminal of the first operational amplifier 2210 and the other end connected to an inverting (−) input terminal of the second operational amplifier 2211,
A second resistor 2213 having one end connected to an output terminal of the first operational amplifier 2210 and the other end connected to an inverting input terminal of the first operational amplifier 2210,
A third resistor 2214, one end of which is connected to an output terminal of the second operational amplifier 2211 and the other end of which is connected to an inverting input terminal of the second operational amplifier 2211,
A fourth resistor 2215, one end of which is connected to an output terminal of the first operational amplifier 2210,
A fifth resistor 2216, one end of which is connected to an output terminal of the second op amp 2211,
A third op amp 2215 connected with an inverting input terminal to the other end of the fourth resistor 2215 and a non-inverting input terminal connected to the other end of the fifth resistor 2216,
A sixth resistor 2218 having one end connected to an inverting input terminal of the third operational amplifier 2217 and the other end connected to an output terminal of the third operational amplifier 2217,
A seventh resistor (2219), one end of which is connected to the non-inverting input terminal of the third op amp 2217,
When the value of the fourth resistor 2215 and the fifth resistor 2216 are the same, and the value of the sixth resistor 2218 and the seventh resistor 2219 is the same, the signal amplifier 221 is a preprocessor ( The voltage output from
Figure 112019127336613-pat00015
Amplify,
The reference voltage adjustor 222 may include an eighth resistor 2221 to which an input terminal is connected.
A zener diode 2222 having a cathode terminal connected to the eighth resistor 2221 and an anode terminal grounded;
Variable resistor 2223, one end of which is connected to the cathode of the Zener diode 2222,
A ninth resistor 2224 having one end connected to the other end of the variable resistor 2223 and the other end grounded;
And a fourth op amp 2225 having an inverting input terminal and an output terminal connected thereto, a non-inverting input terminal connected to the divided output terminal of the variable resistor 2223, and an output terminal connected to the seventh resistor 2219.
The variable resistor 2223 divides the zener voltage of the zener diode 2222 through a voltage divider output stage and outputs the divided voltage, and the fourth op amp 2225 outputs the voltage output from the voltage divider output stage of the variable resistor 2223 without attenuation. The signal amplifier 221 uses the voltage output from the reference voltage adjuster 222 as a reference offset voltage.
The power supply unit 7 includes an NPN transistor 71 to which DC power is supplied to a collector terminal,
A flyback diode 72 having a cathode terminal connected to an emitter terminal of the NPN transistor 71 and an anode terminal grounded;
A power supply-side inductor 73 having an input terminal connected to an emitter terminal of the NPN transistor 71;
A power supply capacitor 74 having one electrode connected to an output terminal of the power supply side inductor 73 and the other electrode grounded;
Switching element control means (75) for supplying a pulse signal having a constant frequency and duty ratio to a base terminal of the NPN transistor (71),
An intelligent photovoltaic module fault diagnosis device, comprising: a ripple reduction circuit unit 76 connected to an output terminal of the power supply side inductor 73 to reduce ripple of power output from the power supply side inductor 73. .
제1 항에 있어서,
상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)는 상기 중앙 제어부(4)에 의해 환산된 상기 태양광 모듈의 온도값과, 상기 태양광 모듈의 출력 전류값, 상기 태양광 모듈의 출력 전압값이 상기 중앙 제어부(4)에 설정된 정상 기준치를 벗어났을 경우 상기 중앙 제어부(4)의 제어 신호에 따라 알람(Alarm) 신호를 발생하는 인디케이터(8)(Indicator)와,
상기 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치(A)의 고유 주소를 설정하는 주소 설정부(9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 태양광 모듈 고장 진단 장치.
According to claim 1,
The intelligent photovoltaic module failure diagnosis device (A) is a temperature value of the solar module converted by the central control unit 4, the output current value of the photovoltaic module, the output voltage value of the photovoltaic module is An indicator 8 for generating an alarm signal according to a control signal of the central control unit 4 when the normal reference value set in the central control unit 4 is out of the range;
Intelligent photovoltaic module failure diagnosis device further comprises an address setting unit (9) for setting a unique address of the intelligent photovoltaic module failure diagnosis device (A).
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