KR100789777B1

KR100789777B1 - 태양광발전 수배전반

Info

Publication number: KR100789777B1
Application number: KR1020060019360A
Authority: KR
Inventors: 차영두
Original assignee: (주)태성계전
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2008-01-02
Also published as: KR20070089391A

Abstract

본 발명은 태양광발전 지붕구조로 발전시킨 발전전력을 평상시 수배전반의 전기 공급량 중 일부로서 제공하여 전력소비를 줄여줄 수 있고, 정전사고시에도 수배전반에 접속된 일부 외부 장비에게 전력을 공급하여 외부 장비를 보호할 수 있는 환경친화적 자연에너지를 이용한 태양광발전 수배전반을 제공하고자 한다.

본 발명의 태양광발전 수배전반은 자동구간 선로개폐기, 피뢰기, 선로차단기, 전력량 계량기, 변압기, 중앙콘트롤 차단기와 같은 기본적인 수배전반 구성요소가 기 설치된 박스형 본체케이싱(100)을 갖되, 이런 본체케이싱(100)의 내부에서 기본적인 수배전반 구성요소와 유격거리를 유지하도록 설치된 회로보관박스(301)와; 상기 본체케이싱(100)의 상부에 설치된 태양광발전 지붕구조(200, 200')와; 상기 태양광발전 지붕구조(200, 200')의 내부에 설치된 태양광모듈(310)로 제1축전지(350), 제2축전지(351)에 전력을 축전하여 축전 전력을 적어도 보안 부하(secured load)에 공급하도록 배전설비의 주배전라인(91)에 결합된 태양광발전 제어시스템(300)을 포함한다.

태양력, 수배전반, 풍력, 태양광발전 지붕구조, 자동절체장치

Description

태양광발전 수배전반{SWITCHGEAR WITH PHOTOVOLTAIC GENERATION}

도 1은 종래 기술에 따른 수배전반의 내부구조를 보인 도면,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 수배전반의 정면도,

도 3은 도 2에 도시된 태양광발전 수배전반의 내부 구조를 보인 도면,

도 4는 도 2에 도시된 태양광발전 수배전반의 회로도,

도 5는 본 발명의 응용예에 따른 태양광발전 수배전반의 내부 구조를 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 본체케이싱 200, 200' : 태양광발전 지붕구조

301 : 회로보관박스 302 : 축전지보관박스

300 : 태양광발전 제어시스템 310 : 태양광모듈

320 : 광추적 기구장치 340 : 지능형 전환스위치

350, 351 : 제1, 제2축전지 360 : 풍력모듈

370 : 무정전 자동절체장치 380 : 태양광발전제어 인버터

본 발명은 태양광발전 수배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 태양광, 풍력 등의 자연력을 이용하여 발전이 가능하고 수배전반 자체의 정전사고 등에 능동적으로 대응하는 태양광발전 수배전반에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 발전에서는 태양 빛을 솔라셀(solar cell) 또는 태양광모듈(photovoltaic module)에 집광(열)시켜 발전을 수행하는 것을 의미한다.

태양광모듈은 태양광 전지판의 일종으로 솔라모듈 등으로 호칭되며, 일반형, 창호형, 추적형, 하이브리드형(다른 청정에너지 발전수단과 병행된 타입) 등이 존재한다.

이런 태양광모듈을 이용한 태양광 발전 원리(principle of photovoltaic)는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 수행되는 것으로서, 실리콘 결정 위에 n형 도핑을 하여 p-n접합을 한 태양 전지팜에 태양광을 조사하면 광 에너지에 의해 전자-정공에 의한 기전력이 발생하게 되며, 이를 광기전력 효과라고 부른다.

예컨대, 외부에서 빛이 태양광모듈에 입사되었을 때, p형 반도체의 전도대(conduction band)의 전자(electron)가 입사된 광에너지에 의해 가전자대(valence band)로 여기되고, 이렇게 여기된 전자는 p형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍(EHP : electron hole pair)을 생성하게 되며, 이렇게 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 p-n접합 사이에 존재하는 전기장(electric field)에 의해 n형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다.

태양광모듈은 결정질 또는 비정질 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 카드뮴 텔러라이드(CdTe), 다결정 박막형 카파인디움다이셀레나이드(CuInSe2 : CIS) 등이 존재한다.

대부분의 태양광모듈은 축전지에 직류전원을 저장하고, 이런 축전지에 저장된 직류전원은 인버터장치를 거쳐서 교류전원으로 변환된 후 전등 등과 같은 부하에 공급되어 사용된다.

그런데, 일반적인 태양광모듈은 태양광의 조사 방향을 향하도록 솔라셀 부위가 배열되어 있으므로, 원하는 발전량만큼 전력을 생산하기 위해서는 솔라셀 발전효율이 높은 고가의 제품(예 : 갈륨비소 솔라셀 등)을 사용하거나, 솔라셀 부위의 평면적을 넓혀야 하므로, 설치 및 시공 상 문제점을 갖고 있다.

또한, 일반적인 태양광모듈 중에서 추적형 제품의 경우에는, 설치 구조물의 외부에 개방된 상태로 배치되기 때문에, 가혹한 회기 환경, 비, 눈, 바람 등에 기계적 구동 혹은 가동 구조가 매우 취약하고, 잦은 보수 및 부품 교체의 문제점을 안고 있다.

한편, 수배전반은 전력 제공자로부터 전력을 받는 역할과 전력소비가 필요한 설비에 전력을 공급하는 역할을 담당하는 것으로서, 수전설비와 배전설비를 구비한 통상의 변전실의 관련 설비를 의미한다. 예컨대, 수배전반의 내부는 특고측과 저압측으로 구분되며, 전력 제공자인 한국전력에서 전기를 받는 수전설비와, 수전설비를 통해 수전된 전기를 공장 또는 사용자가 필요로 하는 전압 또는 용량으로 변경 공급하는 변압기 혹은 정전사고 등과 같은 사고로부터 전체 설비를 보호하는 차 단기 등을 구비한 배전설비를 갖는다.

종래 기술에 따른 수배전반은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부 공간이 받침용 브래킷(16)에 의해 상하부로 나눠지는 동시에 받침용 브래킷(16)과 수직 브래킷(16', 16")에 의해 상하부 공간이 전방과 후방으로 나뉘어지며, 전후방에는 투시창이 구비되어 배전용 저압측 스위치 및 브레커 노브(24) 및 계기함(9)을 외부에서 확인할 수 있는 도어(5, 5,)가 설치되고, 양 측면에는 내부를 육안으로 확인할 수 있는 투시창이 설치되며, 하부패널에는 상기 받침용 브래킷(16)의 하부 전방 공간과 연결되는 냉각공기통로(10)가 형성된 케이스(13); 상기 받침용 브래킷(16)과 수직 브래킷(16')에 의해 나뉜 하부의 전방 공간의 레일(12) 위에 얹혀지게 배치된 변압기(11); 변압기 상부 밀폐용판(28) 및 개스킷에 의해 상면이 밀폐되고, 레일(12)에 의해 이격된 공간이 냉각공기통로(33)가 되며, 하부에는 상기 냉각공기통로(10, 33)를 거쳐 유입된 냉각공기가 방열구조체로 분사되는 냉각공기노즐이 다수 형성되어있고, 방열구조체 위로는 공기가 측벽을 통해 외부로 배출되는 냉각공기통로가 형성되어 상기 변압기(11)가 넣어진 변압기용 케이스; 상기 받침용 브래킷(16)과 수직 브래킷(16')에 의해 나뉜 하부의 후방 공간(14')에 배치된 전력량 계량기(14) 및 계기함(9); 상기 받침용 브래킷(16)과 수직 브래킷(16")에 의해 나뉜 상부의 전방 공간(15')에 설치된 회로보호용 선로구간 자동개폐기(15); 상기 받침용 브래킷(16)과 수직 브래킷(16")의 후방 공간(14")에 배치된 피뢰기(6) 및 파워휴즈(7)로 이루어져 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 수배전반은 매년 1회 내지 2회 정도로 정전사고가 발생되어 건물 내부로의 전력공급이 차단되는 경우가 있어서, 전기적인 안정성을 확보하지 못하는 경우가 있다.

이런 경우, 종래 기술에서는 전문 기술자를 수배전반에 투입하여 정전복구 작업을 수동으로 하는 등 유지보수가 불편한 단점이 있다.

한편, 종래의 다른 기술에서는 수배전반에 CDMA기술 및 인터넷 기술을 접목하여 웹기반 실시간 원격, 무인전력 감시 기술을 선보인바 있으나, 수배전반 자체에서 전력소비율을 줄일 수 있는 기술의 부재로 인하여 환경친화적이면서도 전력소비효율이 높은 수배전반을 원하는 소비자의 요구에 부흥하지 못하고 있다.

따라서, 상기 언급한 문제점들을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 태양광발전 지붕구조로 발전시킨 발전전력을 평상시 수배전반의 전기 공급량 중 일부로서 제공하여 전력소비를 줄여줄 수 있고, 정전사고시에도 수배전반에 접속된 일부 외부 장비에게 전력을 공급하여 외부 장비를 보호할 수 있는 환경친화적 자연에너지를 이용한 태양광발전 수배전반을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 태양광 자동추적형 태양광모듈을 수배전반 내부에 설치하여, 태양광모듈의 구조적 안정성과 내구성 및 작동안전성을 확보할 수 있는 태양광발전 수배전반을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 이중으로 적층한 듀얼 패널 구조의 태양광모듈과, 태양광발전 지붕구조의 내표면에 설치된 빛 반사층에 의해서, 태양광 및 반사 광을 집광하여 고효율 발전을 실현할 수 있는 태양광발전 수배전반을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 역시 다른 목적은 풍력모듈을 부가설치하여 태양광발전과 함께 태양광발전이 불가능한 바람불고 흐린날씨에도 발전전력을 수배전반에 이용케 할 수 있는 태양광발전 수배전반을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 태양광 발전전력용 제1축전지와 무정전 전원공급용 제2축전지를 별도로 구비하여 정전사고시 적어도 수배전반의 필수 부하에 전력이 공급되도록 할 수 있는 태양광발전 수배전반을 제공하고자 한다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적들은, 자동구간 선로개폐기, 피뢰기, 선로차단기, 전력량 계량기, 변압기, 중앙콘트롤 차단기와 같은 기본적인 수배전반 구성요소가 기 설치된 박스형 본체케이싱을 갖는 태양광발전 수배전반에 있어서, 상기 본체케이싱의 내부에서 기본적인 수배전반 구성요소와 유격거리를 유지하도록 설치된 회로보관박스와; 상기 본체케이싱의 상부에 설치된 태양광발전 지붕구조와; 상기 태양광발전 지붕구조의 내부에 설치된 태양광모듈로 제1축전지, 제2축전지에 전력을 축전하여 축전 전력을 적어도 보안 부하(secured load)에 공급하도록 배전설비의 주배전라인에 결합된 태양광발전 제어시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반에 의해 달성된다.

이하, 첨부 도면 도 2내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고자 한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 수배전반의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 태양광발전 수배전반의 내부 구조를 보인 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 태양광발전 수배전반의 회로도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 응용예에 따른 태양광발전 수배전반의 내부 구조를 보인 도면이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양광발전 수배전반은 패널조립구조로서 박스형상을 갖는 본체케이싱(100)과; 이런 본체케이싱(100)의 상부에 태양광발전 지붕구조(200)를 갖는다.

본체케이싱(100)은 내부를 육안으로 식별하기 위한 투시창(101) 등을 정면 또는 배면에 각각 구비한 도어(102)에 의해 개폐가 가능하고, 콘크리트 타설 기저부 위에 세워지며, 통상의 수배전반 표준외함 규격에 적합한 외형을 갖는 것이 바람직하다.

본체케이싱(100)은 대한민국 수배전반 규격의 외함 형식을 따르는 것으로서, 단독형, 연립형, 매립형 중 어느 하나로 제작 가능하다.

본체케이싱(100)은 유도전기차단 도료가 표면에 도포되어 있고 내부에 다공성 흡음재 및 방진패드를 채운 재질로 이루어진 제1패널(110)과; 상기 기본재질의 내부에 보강리브를 갖는 보강형 재질로 이루어진 제2패널(120)로서 박스형상을 형성하도록 제작되어 있다.

여기서, 본체케이싱(100)의 제1패널(110)은 본체케이싱(100)의 4벽과 바닥면 을 형성하고 있고, 제2패널(120)은 천정을 형성한다.

특히, 천정은 본체케이싱(100)과 태양광발전 지붕구조(200)를 구분하는 격벽과 같은 역할을 담당하는 것으로서, 앞서 제2패널(120)로 이루어져서 제2패널(120) 자체의 하중과, 태양광발전 제어시스템(300)의 태양광모듈 및 광추적 기구장치의 하중 및, 우수, 적설 등의 외부 하중을 견딜 수 있도록 설계되어 있다.

본체케이싱(100)의 내부에는 표준 수배전반 구성에 적합하게 배전용 저압측 스위치 및 브레커 노브, 계기함, 변압기, 전력량 계량기, 회로보호용 선로구간 자동개폐기, 피뢰기 및 파워휴즈, 제1배전라인 및 제2배전라인을 포함한 수전설비 및 배전설비가 구비되어 있고, 이들 기본적인 수배전반 구성요소에 대한 설명은 고지된 사항이므로 본 발명의 설명에서 생략된다.

특히, 본체케이싱(100)의 내부에는 제1배전라인과 제2배전라인의 사이에 접속된 무정전 자동절체장치(Automatic Transfer Switch : ATS)를 비롯한 태양광발전 제어시스템(300)의 주요 구성품이 설치된다.

제1배전라인은 전동기제어반(Motor Control Center : MCC), 전열장비, 여분의 설비와 같은 필수 부하(basic load) 각각에 전력을 배전하기 위한 것이며, 제2배전라인은 전산 및 보안장비, 전등 및 비상등과 같은 보안 부하(secured load) 각각에 전력을 배전하기 위한 것이다.

그리고, 태양광발전 지붕구조(200)의 내부에는 태양광발전 제어시스템(300)의 태양광모듈 및 광추적 기구장치가 설치된다. 태양광발전 지붕구조(200)는 부가적으로 도 5에서와 같이 풍력모듈(360)을 더 갖고 있을 수 있다.

태양광발전 지붕구조(200)는 본체케이싱(100) 위쪽에 설치된 것으로서, 지붕패널(210) 및 지붕투명창(220)을 갖는다.

태양광발전 지붕구조(200)는 제1실시예에 따라서, 중앙 돌출형 지붕구조이다. 이를 위해, 지붕패널(210)은 상협하광의 평면적을 갖는 것으로서, 그의 측변 연접부위가 연결되어서 전체적으로 중앙 상부에 지붕투명창(220)을 수평하게 결합한 상태에서 각형 콘 형상을 갖도록 제작되어 있고, 본체케이싱(100)의 천정의 위쪽에 태양광발전 제어시스템(300)의 태양광모듈 및 광추적 기구장치를 설치하기 위한 내부 공간을 형성하고 있고, 지붕패널(210)의 재질은 본체케이싱(100)의 제1패널(110)과 동일하다.

또한, 지붕투명창(220)은 고 강성 및 고 투과율(예 : 90% 이상)의 특성을 갖는 강화유리, 폴리프로필렌 등과 같은 합성수지로 제작되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 도시되어 있지 않지만, 지붕투명창(220)에는 부가 설치 항목으로서, 열선 또는 투명창 이물질 제거용 와이퍼장치 중 어느 하나에 해당하는 제설기구와; 적설 감지센서와; 상기 제설기구 제어용 제어기로 이루어진 제설수단이 더 결합될 수 있다.

제설수단에서, 열선 또는 와이퍼 모터는 태양광 발전전력용 제1축전지의 축전 전력이나, 상용 전력을 열선 또는 와이퍼 모터에 맞게 변환시킨 변환 전력 중 어느 하나를 이용하여 구동되며, 특히, 제어기는 적설 감지센서를 이용하여 눈이 미리 정한 태양광 발전이 불가능한 량 이상으로 쌓이는 것을 판단 한 후, 제설기구의 열선 또는 와이퍼 모터를 가동시킴에 따라, 눈을 녹이거나 쓸어내려 지붕투명창 (220)의 외측으로 제거하도록 되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지붕투명창(220)의 연직 하향으로 본체케이싱(100)의 천정용 제2패널(120)의 상면에는 태양광발전 제어시스템(300)의 태양광모듈(310) 및 광추적 기구장치(320)가 설치된다.

태양광모듈(310)은 이중으로 적층한 듀얼 패널 구조 또는 단층 패널 구조 중 어느 하나로 제작 가능하다.

만일, 듀얼 패널 구조로 제작될 경우, 태양광모듈(310)은 결정질 또는 비정질 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 카드뮴 텔러라이드(CdTe), 다결정 박막형 카파인디움다이셀레나이드(CIS) 중에서 선택된 재질의 집광부, 상기 집광부에 적층된 붕규산염 유리층, 상기 집광부 및 유리층이 적층된 테두리부위를 감싸는 프레임부로 이루어진 제1패널과; 상기 제1패널의 코너부위에 각각 장착되어 동서방향과 남북방향의 광량을 감지하여 입사방향을 감지하는 복수개의 광센서와; 상기 제1패널과 동일형식으로 구성되어 있되 집광부의 설치방향을 제1패널과 반대로 향하게 배치한 제2패널과; 상기 제1패널과 상기 제2패널의 사이에 개재되어 서로를 상호 결합시키고 있는 고정구로 이루어져 있고, 상기 제1패널의 중앙쪽 내표면으로 상기 프레임부에 지지되는 곳에는 광추적 기구장치(320)와의 연결을 위한 지지브래킷이 장착되며, 상기 지지브래킷이 관통하도록 상기 제2패널의 중앙부위에 관통구멍을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

광추적 기구장치(320)는 태양광 추적을 위한 구조물로서, 태양광의 최적 입사각을 계산하기 위해 년평균 남중고도를 구하고 이에 맞는 입사각을 구한 것으로 서, 동서방향과 남북방향으로 유한한 회동 각도 범위 내에서 상기 태양광모듈(310)을 회동시키도록 되어 있다.

예컨대, 광추적 기구장치(320)는 상기 태양광모듈(310)의 지지브래킷에 일측을 연결시키고 타측을 피봇 또는 힌지 등과 같은 회동부위를 갖는 연결축과, 상기 연결축의 회동부위에게 제1회동력을 전달하여 틸트방향(예 : 남북방향)을 기준으로 유한한 회동 각도 범위 내에서 상기 연결축을 회동시키는 회전축을 갖는 기어형 제1서보모터와; 상기 제1서보모터의 케이싱이 고정된 모터하우징에게 제2회동력을 전달하여 회전방향(예 : 동서방향)을 기준으로 유한한 회동 각도 범위 내에서 상기 모터하우징을 회동시키는 회전축을 갖는 기어형 제2서보모터와; 상기 태양광모듈(310)의 광센서에 전기적으로 접속되어 년평균 남중고도를 고려한 입사각 및 입사방향을 계산하도록 전자적으로 구성된 광추적회로부를 포함한다.

여기서, 제2서보모터의 케이싱은 해당 모터하우징에 장착 및 고정되고, 제2서보모터 관련 모터하우징은 본체케이싱(100)의 제2패널(120)에 의해 지지되도록 되어 있다.

광추적 기구장치(320)는, 광추적회로부에 의해서 태양광모듈(310)이 태양광을 향하도록, 동서방향 또는 남북방향으로 태양광모듈(310)을 회동시키면서, 직사광선(S1)에 해당하는 태양광이 태양광모듈(310)의 정면쪽 제1패널에 집광되도록 하여 1차적으로 태양광 발전을 수행한다.

특히, 태양광발전 지붕구조(200)의 내부 공간에는 지붕투명창(220) 및 지붕패널(210)의 연접부위와 본체케이싱(100)의 천정에 해당하는 제2패널(120)의 사이 에 적어도 하나의 보강축(309)이 세워져 있는 것이 바람직하다. 보강축(309)에도 하기에 설명할 반사판(221, 222) 재질의 박막이 씌워져 있는 것이 바람직하다.

반사판(221, 222)은 은박, 거울, 미세 표면 가공된 스테인리스 박판 등을 태양광발전 지붕구조(200)의 지붕패널(210)의 내측면과, 본체케이싱(100)의 천정에 해당하는 제2패널(120)의 상면 등에서 부착, 접착, 적층 합체 등의 방식으로 결합시킨 것을 의미한다.

반사판(221, 222)은 상기 입사각 또는 입사방향 이외에 태양광발전 지붕구조(200)의 지붕투명창(220)을 통해 유입된 태양광을 반사시키고, 반사된 반사광(S2)이 태양광모듈(310)의 배면쪽 제2패널에 집광되도록 하여 2차적으로 태양광발전을 수행한다.

태양광발전 지붕구조(200)의 내부 공간에 위치한 태양광모듈(310)은 본체케이싱(100)의 천정에 해당하는 제2패널(120)을 통과하여 연장된 제1전송라인(311)을 이용하여 본체케이싱(100)의 내부의 접속단자함(390)에 접속된다.

접속단자함(390)은 제1, 제2전송라인(311, 361)이 접속되는 복수개의 소켓을 갖고, 태양광발전 제어시스템(300)의 회로보관박스(301)의 내부에 장착되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 회로보관박스(301) 및 축전지보관박스(302)는 본체케이싱(100)의 내부에서 상하 방향 또는 좌우 방향으로 연장된 내부 프레임에 고정된 상태로 본체케이싱(100)의 내부에 설치되며, 이때 본체케이싱(100)의 내부에 기 설치된 기본적인 수배전반 구성요소와 소정 크기(예 : 20㎝)의 유격거리를 유지하고 있는 것이 바람 직하며, 통상의 피뢰 방지 기술로 제작되어 있는 것이 바람직하다.

접속단자함(390)은 태양광모듈(310)의 제1전송라인(311)의 단자, 또는 풍력발전기와 같은 풍력모듈의 제2전송라인의 단자 등이 접속될 수 있도록 통상의 접속단자기술에 의해 제작되어 있다.

태양광발전 제어시스템(300)의 회로보관박스(301)와 하기에 설명할 축전지보관박스(302)는 그 내부에 무정전 자동절체장치, 태양광발전제어 인버터, 제1, 제2축전지, 지능형 전환스위치 등과 같이 박스 내부에 내장하고 있는 보관물들을 전기적, 전자기적 영향에서도 구애받지 않고 안전하게 보호할 수 있는 패널로 제작된 것으로서, 상기 패널은 알루미늄재질과 같은 비금속 플레이트와; 상기 비금속 플레이트의 내표면에 적층된 일반철판, 규소강판, 어멀퍼스 시트(amorphous sheet)에서 선택된 어느 하나의 자기장 차폐판과; 상기 비금속 플레이트의 외표면에 도포된 유도전기차단 도료층을 갖는다. 여기서, 일반철판, 규소강판, 어멀퍼스 시트 등은 자기장 차폐판으로서 반사손실, 흡수손실, 내부다중반사손실 등에 의한 전자파 에너지 감소를 유도하는 역할을 담당한다.

태양광발전 제어시스템(300)의 회로보관박스(301)와 축전지보관박스(302)의 사이에는 제1, 제2연결전선(381, 382)이 사용되어, 전력 축전 및 공급이 이루어지도록 되어 있다.

축전지보관박스(302)는 하기에 설명할 태양광발전 제어시스템(300)의 제1축전지, 제2축전지 및 지능형 전환스위치를 내장하여, 전기적, 자기적 충격으로부터 보호하는 역할을 담당하는 것으로서, 축전지보관박스(302)의 재질 및 그의 설치시 유격거리는 앞서 설명한 회로보관박스(301)의 재질 및 유격거리와 유사 또는 동일한 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 태양광발전 수배전반의 회로적 결합관계에 대해서 설명하도록 하겠다.

도 4에 도시된 바와 같이, 태양광발전 수배전반의 회로도의 상단 부위에 보이는 바와 같이, 기본적인 수배전반 구성요소로 이루어진 기본 회로 구성 영역(90)은 특고압 수배전반 시설에 해당하는 것으로서, 통상적으로 전력 인입부분부터 전력 배분까지 자동구간 선로개폐기(Auto Section Switch), 피뢰기(Lightening Arrester), 선로차단기(Power Fuse or COS), 전력량 계량기(Metering Out Fit : MOF), 변압기(Electric Potential TR), 중앙콘트롤 차단기(Main Control Breaker)로 구성되어 있다.

이런 기본 회로 구성 영역(90)은 배전설비쪽 주배전라인(91)을 통해 태양광발전 제어시스템(300)과 결합된다.

예컨대, 태양광발전 수배전반의 본체케이싱 내부에 기 설치된 배전설비의 주배전라인(91)에는 전동기제어반, 전열장비, 여분의 설비용으로 교류 600V이하, 직류 250V이하의 저압 옥내 전로 보호에 사용되는 배선용차단기(Molded Case Circuit Breaker : MCCB)를 갖는 제1배전라인(331)과; 전산 및 보안장비, 전등 및 비상등용으로 역시 배선용차단기를 갖는 제2배전라인(332)이 병렬로 접속되어 있다.

태양광발전 수배전반의 종단쪽 주배전라인(91)은 배전용 상용 전력을 제1배전라인(331)쪽으로 배전하게 된다.

또한, 무정전 자동절체장치(370) 쪽으로 배전용 상용 전력을 공급하도록, 태양광발전 수배전반의 주배전라인(91)은 병렬로 무정전 자동절체장치(370)의 제1입력단(371)과 접속되어 있다.

또한, 무정전 자동절체장치(370) 쪽으로 축전 전력을 공급하도록, 태양광발전제어 인버터(380)와 접속된 연결전선(378)은 무정전 자동절체장치(370)의 제2입력단(372)과 접속되어 있다.

또한, 무정전 자동절체장치(370)로부터 상용 전력 또는 축전 전력 중 어느 하나를 제2배전라인(332) 쪽으로 공급하도록, 제2배전라인은 무정전 자동절체장치(370)의 출력단(373)과 접속되어 있다.

본 발명의 무정전 자동절체장치(370)는 전기각 10도 이내의 위상차와, 0.2Hz 이내의 주파수차와, 0.05초 이내의 순시연계시간 및, 상용 전력과 축전 전력과의 전압차 5% 이내의 전압비교값을 포함한 자동절체조건에 의해 상용 전력과 축전 전력 중 어느 하나를 선택적으로 제2배전라인 쪽으로 공급하도록 스위칭 작동기구를 전자회로적으로 구성한 자동절체회로부(374)와; 제1입력단(371) 쪽에서 상용 전력을 체크하도록 설치되어서 체크된 상용 전력값과 자동절체조건을 비교하여 제1결과값을 출력하는 정전 감지회로와; 제2입력단(372) 쪽에서 축전 전력을 체크하도록 설치되어 축전 전력의 공급량과 미리 정한 문턱치 전압값을 비교하여 제2결과값을 출력하는 축전량 감지회로와; 상기 제1결과값 및 제2결과값을 통신신호로서 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈쪽으로 전송하거나 제2통신모듈로부터 제2축전지(351)의 충전완료신호를 전송받아 상기 자동절체회로부(374)에 입력시키도록 구성 된 제1통신모듈로 구성되어 있다.

여기서, 제2축전지(351)는 정전사고 후 소정 복구 시간 이상으로 보안 부하에 전력을 공급할 수 있는 정도의 배터리 용량을 갖고 있는 것이 바람직하다.

또한, 무정전 자동절체장치(370)의 제1모듈과, 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈은 직렬통신방식, 전력선통신방식 등과 같이 쌍방향 통신이 가능한 통상의 통신 기술로 제작 및 구현되며, 통신연결선에 의해 통신 가능하게 결합되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 제1결과값은 자동절체조건에 의한 정전사고임을 의미하고, 제2결과값은 축전 전력이 부족함을 의미한다.

자동절체회로부에 관련된 스위칭 작동기구의 일측 끝단은 출력단(373)에 접속되어 있고, 스위칭 작동기구의 타측 끝단은 제1입력단(371) 또는 제2입력단(372) 중 어느 하나에 접속되어 있고, 자동절체회로부에 의해 제어되는 전자력을 이용한 트립 구조에 의해 절체 작동 가능하게 결합되어 있다.

태양광발전제어 인버터(380)는 태양광모듈(310) 또는 풍력모듈(360)과 같이 자연에너지를 이용한 발전 전력을 제1, 제2전송라인(311, 361)과 접속단자함(390) 및 박스 내부 회선 등을 통해 공급받도록 결합되고 지능형 전환스위치(340)와 연동하는 충전회로와; 제1, 제2축전지(350, 351)의 축전 전력을 상용 전력 형식으로 변환(예 : 직류 전기를 교류 전기로 변환)하는 인버터회로로 구성되어 있다.

태양광발전제어 인버터(380)의 충전회로와 지능형 전환스위치(340)는 연동이 가능하도록 연결케이블(345)을 통해 연결되어 있다.

태양광발전제어 인버터(380)의 충전회로는 과충전보호모듈 및 제1연결전선(381)을 이용하여 태양광 발전전력용 제1축전지(350)와 무정전 전원공급용 제2축전지(351)에 병렬로 연결되어 발전 전력을 축전 전력의 형태로 충전 및 축전시키되, 제2축전지(351)를 우선적으로 충전한 다음, 제2축전지(351)가 소정 허용 범위 내에서 최대로 충전 완료가 된 것으로 판단될 경우, 지능형 전환스위치(340)와 연동하여, 지능형 전환스위치(340)의 충전위치 전환용 스위칭 작동기구(344)를 작동시켜서 제2축전지(351)의 충전을 정지하는 대신 제1축전지(350)의 충전을 시작하고, 제2축전지(351)의 충전 완료 조건 하에서 제1축전지(350)의 축전 전력이 보안 부하에 사용될 수 있을 만큼 가능한 충전 범위 내에 도달할 때를 의미하는 충전완료신호를 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈로 전달하도록 전기회로적으로 구성된 것이 바람직하다.

제1, 제2축전지(350, 351)는 각각 축전 전력을 지능형 전환스위치(340) 쪽으로 공급하도록 결선되어 있다.

지능형 전환스위치(340)는 제1, 제2축전지(350, 351)와의 결선을 위한 복수개의 입력접점과; 상기 태양광발전제어 인버터(380)와의 결선을 위한 출력접점과; 상기 무정전 자동절체장치(370)의 제1통신모듈로부터 제1결과값 또는 제2결과값을 전송받거나, 상기 태양광발전제어 인버터(380)로부터 받은 충전완료신호를 제1통신모듈에게 전송하도록 구성된 제2통신모듈과; 상기 제2통신모듈을 통해 전송받은 정전사고에 관한 제1결과값과 축전 전력 부족에 관한 제2결과값을 기준으로 상기 입력접점 중 어느 하나와 출력접점을 선택적으로 접속 및 통전시키는 충전위치 전환 용 스위칭 작동기구(344)를 포함한다.

지능형 전환스위치(340)는 모듈 형식으로서 태양광발전제어 인버터(380)와 연동하도록 태양광발전제어 인버터(380)의 내부 구성 회로에 포함될 수 있다.

지능형 전환스위치(340), 태양광발전제어 인버터(380), 무정전 자동절체장치(370)는 별도의 스위치 내부 충전지를 구비하여, 1차적으로 수배전반의 주배전라인(91)으로부터 공급되는 상용 전력으로 상기 스위치 내부 충전지를 충전하여 작동 전원으로 사용하거나, 또는 발전을 통해 제1축전지(350)의 축전 전력으로 상기 스위치 내부 충전지를 충전하여 작동 전원으로 사용할 수 있도록 되어 있다.

이하, 본 발명의 태양광발전 수배전반의 작동관계에 대해서 설명하도록 하겠다.

1. 상용 전력만을 이용하는 작동

본 발명의 태양광발전 수배전반의 작동이 온(ON)될 경우, 전력 제공자인 한국전력으로부터 고압 전력을 공급받은 후, 자동구간 선로개폐기, 선로차단기, 전력량 계량기, 변압기 등을 거쳐 배전설비쪽 주배전라인(91)에 저압측 상용 전력을 공급한다.

초기 작동 상태에서, 무정전 자동절체장치(370)는 자동절체회로부(374)에 의해 제1입력단(371)과 출력단(373)을 통전시키고, 제2입력단(372)과 출력단(373)을 단속시키도록 되어 있다.

따라서, 주배전라인(91)을 통한 저압측 상용 전력은 제1배전라인(331) 및 그 의 배선용차단기를 통해 전동기제어반, 전열장비, 여분의 설비와 같은 기본 부하 및 ; 제2배전라인(332) 및 그의 배선용차단기를 통해 전산 및 보안장비, 전등 및 비상등 등과 같은 정전사고에도 보호 및 사용이 요구되는 보안 부하에서 배전된다.

2. 상용 전력 및 축전 전력을 겸용하는 작동

본 발명의 태양광발전 수배전반은 그의 작동이 온(ON)되는 시점으로부터 태양광모듈(310) 또는 풍력모듈(360)은 해당 자연력을 이용하여 발전을 수행한다.

태양광모듈(310)의 경우, 집광된 직사광선 및 반사판에 의한 반사광은 태양광모듈(310)에서 광기전력 효과를 통해 발전을 수행하고, 풍력모듈(360)의 경우, 바람의 유체역학적 에너지는 회전에너지 및 전기에너지로 변환시켜 발전을 수행한다.

이렇게 발전된 발전 전력은 제1, 제2전송라인(311, 361), 접속단자함(390) 및 박스 내부 회선, 태양광발전제어 인버터(380)의 과충전보호모듈, 충전회로, 제1연결전선(381)을 통해 제1, 제2축전지(350, 351)를 충전하도록 태양광발전제어 인버터(380)의 충전회로로 공급된다.

태양광발전제어 인버터(380)의 충전회로는 과충전보호모듈에 의해 불규칙적으로 공급되는 발전 전력을 안정시킨 다음, 우선적으로 무정전 전원공급용 제2축전지(351)를 충전한다.

이후, 제2축전지(351)가 소정 허용 범위 내에서 충전이 완료될 경우, 태양광발전제어 인버터(380)의 충전회로는 지능형 전환스위치(340)와 연동하여 지능형 전 환스위치(340)의 충전위치 전환용 스위칭 작동기구(344)를 작동시켜서 제2축전지(351)의 충전을 정지하는 대신 제1축전지(350)에서 충전이 시작되도록 한다.

이후, 태양광발전제어 인버터(380)의 충전회로는 제1축전지(350)의 충전량을 체크하는 도중, 제2축전지(351)의 충전 완료 조건 하에서 제1축전지(350)의 축전 전력이 부하에 사용될 수 있을 만큼 가능한 범위 내에 도달할 경우에, 충전완료신호를 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈로 전달한다.

이후, 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈은 충전완료신호를 무정전 자동절체장치(370)의 제1통신모듈로 전달한다.

무정전 자동절체장치(370)의 제1통신모듈은 전달받은 충전완료신호를 자동절체회로부(374)에 입력시킨다. 이런 경우, 태양광발전제어 인버터(380)의 인버터회로와 제2입력단(372)이 통전상태가 되어 제1축전지(350)의 축전 전력을 무정전 자동절체장치(370) 쪽으로 공급할 수 있는 상태가 된다.

충전완료신호가 자동절체회로부(374)에 입력되면, 상기 '1. 상용 전력만을 이용하는 작동'과 달리 자동절체회로부(374)는 그의 스위칭 작동기구 작동시켜서, 제1입력단(371)과 출력단(373)을 단속시킴과 동시에, 제2입력단(372)과 출력단(373)을 통전시킨다.

이에 따라, 제1축전지(350)의 축전 전력은 태양광발전제어 인버터(380)를 통해 상용 전력 형식으로 변화된 후, 연결전선(378)을 통해 무정전 자동절체장치(370)의 제2입력단(372) 쪽으로 공급되고, 결국 제2배전라인(332), 배선용차단기, 보안 부하(예 : 전산 및 보안장비, 전등 및 비상등)에 전달된다.

즉, 본 발명의 태양광발전 수배전반은 주배전라인(91)의 상용 전력으로 제1배전라인(331) 관련 기본 부하에 전력을 공급시키고, 제1축전지(350)의 축전 전력을 제2배전라인(332) 관련 보안 부하에 전력을 공급시켜, 기존에 보안 부하에서 소비되는 전력량만큼 부하 전체의 전력소비량을 10 ∼ 30% 정도 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 태양광과 풍력을 동시에 사용함으로써, 흐리고 바람 부는 환경 하에서도 축전 전력을 이용할 수 있다.

이렇게 본 발명에서는 태양광과 풍력을 이용도중 정전사고가 발생되더라도, 1차적으로 제1축전지의 축전 전력을 이용하여 보안 부하에 전력이 공급되도록 함에 따라 적어도 보안 부하에 관련된 치명적인 정전사고를 미연에 방지할 수 있으며, 더욱이 하기에 설명할 바와 같이 구체적인 정전사고에서도 2차적인 대응책을 발휘할 수 있다.

3. 상용 전력의 정전사고에 관한 작동

무정전 자동절체장치(370)의 정전 감지회로는 상용 전력의 공급상태가 전기각 10도 이내의 위상차와, 0.2Hz 이내의 주파수차와, 0.05초 이내의 순시연계시간 및, 상용 전력과 축전 전력과의 전압차 5% 이내의 전압비교값을 포함한 자동절체조건에 부합하여 정전사고로 판단한다.

이때, 앞서 설명한 '2. 상용 전력 및 축전 전력을 겸용하는 작동'과 같이, 태양광 발전전력용 제1축전지(350)의 축전 전력이 태양광발전제어 인버터(380), 연 결전선(378), 무정전 자동절체장치(370)의 제2입력단(372) 및 출력단(373) 및 제2배전라인(332)을 통해서, 전산 및 보안장비, 전등 및 비상등와 같은 보안 부하에 공급되고 있는 상황에서는, 비록 수배전반의 기본 회로 구성 영역(90)이 정전사고로 인하여 작동 불능 상태이지만, 적어도 보안 부하 쪽으로 제1축전지(350)의 축전 전력이 공급되기 때문에 보안 부하에 관한 치명적인 정전사고에 대해 1차적으로 대비할 수 있게 된다.

한편, 정전사고는 상기와 같이 제1축전지(350)의 축전 전력이 상대적으로 부족하거나 소진 될 때에도 예고 없이 발생될 수 있다.

이에 대비하기 위하여, 본 발명에서는 제1축전지(350)와 제2축전지(351)를 별도로 구비함과 함께, 우선적으로 제2축전지(351)를 최대용량으로 충전시켜 놓았기 때문에 아래와 같이 예고 없는 정전사고에서도 대비할 수 있다.

즉, 무정전 자동절체장치(370)의 정전 감지회로는 상기와 같이 정전사고로 판단될 때, 자동절체조건에 의한 정전사고임을 의미하는 제1결과값을 제1통신모듈쪽으로 입력시킨다.

제1통신모듈은 입력받은 제1결과값을 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈에게 전달한다.

제2통신모듈에 제1결과값이 전달될 때, 지능형 전환스위치(340)는 직접적으로 충전위치 전환용 스위칭 작동기구(344)를 제1축전지(350)에서 제2축전지(351) 쪽으로 전환시켜 평상시 사용하지 않았고 미리 최대로 충전 완료된 제2축전지(351)의 축전 전력으로 보안 부하에 안전하게 공급할 수 있게 된다.

이렇게 보안 부하 쪽에는 제2축전지(350)의 축전 전력이 공급되기 때문에 보안 부하에 관한 치명적인 정전사고에 대해 2차적으로 대비할 수 있게 된다.

4. 제1축전지의 축전 전력 부족에 관한 작동

무정전 자동절체장치(370)의 축전량 감지회로는 제2입력단(372) 쪽에서 축전 전력을 체크한다.

만일, 무정전 자동절체장치(370)의 축전량 감지회로의 체크결과, 제1축전지(350)로 공급되는 축전 전력의 공급량이 보안 부하에 사용될 수 없을 정도로 부적합하다고 판단하고, 무정전 자동절체장치(370)의 제1통신모듈로 하여금 축전 전력이 부족함을 의미하는 제2결과값을 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈을 통해 태양광발전제어 인버터(380)의 충전회로에게 전달 한 후, 충전회로 및 태양광모듈(310) 및 풍력모듈(360)에 의해 제1축전지(350)를 충전시킨다.

이와 함께, 무정전 자동절체장치(370)는 자동절체회로부(374)에 의해 제1입력단(371)과 출력단(373)을 통전시키고, 제2입력단(372)과 출력단(373)을 단속시켜서, 충전 효율을 극대화 시킨다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양광발전 수배전반은 일측 경사형 태양광발전 지붕구조(200')에도 응용될 수 있다.

태양광발전 지붕구조(200')는 일측에 지붕패널(210)을 배치하고 타측에 지붕투명창(220)을 구비하여, 그 지붕투명창(220)의 연직 하부에 해당하는 태양광발전 지붕구조(200')의 내부 공간에 태양광발전 제어시스템(300)의 태양광모듈(310)을 설치하고, 상기 일측에 배치된 지붕패널(210)을 상기 지붕투명창(220)으로부터 일측 방향으로만 경사지게 형성하고, 상기 지붕패널(210)의 상면에 풍력모듈(360)을 설치한 것이 바람직하다.

여기서, 지붕투명창(220)의 타측에는 마감 벽체가 연직 하방향으로 연장되어 본체케이싱(100)의 측변쪽 상단에 결합되며, 상기 경사진 지붕패널(210) 이외의 다른 지붕패널들은 직각 오각형 평면적을 갖게 되어 정면과 배면에 결합된다.

만일, 본 발명에서 반사판을 사용하지 않는 경우, 지붕패널(210)은 얇고 투명한 재질로 형성된 것을 사용하여 본 발명의 태양광발전 지붕구조(200')를 제작하는데 사용될 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에서는 풍력, 태양광 등의 자연에너지를 이용하여 수배전반에 관련된 부하 전체의 전력소비량을 절감하여 매우 경제적인 운용이 가능한 태양광발전 수배전반을 제공하는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양광발전 수배전반은 전동기제어반, 전열장비, 여분의 설비와 같은 필수 부하에 연결된 제1배전라인과; 전산 및 보안장비, 전등 및 비상등과 같은 보안 부하에 연결된 제2배전라인을 구분한 후, 이들 라인의 사이에 무정전 자동절체장치를 결합시키고, 무정전 자동절체장치를 통해서 자연에너지에 의해 무한 생산된 축전 전력을 적어도 필수 부하에 상시 공급함에 따라, 정전사고시에도 필수 부하에 전력 공급이 가능하고, 비정전시에도 필수 부하의 전력 사용량만 큼 전력에너지 소비를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양광발전 수배전반은 태양광 발전전력용 제1축전지와 무정전 전원공급용 제2축전지를 별도로 구비하여 정전사고시 적어도 수배전반의 필수 부하에 전력이 반드시 공급되도록 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양광발전 수배전반은 태양광모듈을 태양광발전 지붕구조의 내부에 안전하게 보관하여, 태양광모듈 및 그와 관련된 광추적 기구장치의 내구성 및 안전성을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 태양광발전 수배전반은 이중으로 적층한 듀얼 패널 구조의 태양광모듈과, 태양광발전 지붕구조의 내표면에 설치된 빛 반사층을 이용하여 고효율 태양광 발전을 실현할 수 있는 장점이 있다.

Claims

자동구간 선로개폐기, 피뢰기, 선로차단기, 전력량 계량기, 변압기, 중앙콘트롤 차단기와 같은 기본적인 수배전반 구성요소가 기 설치된 박스형 본체케이싱(100)을 갖는 태양광발전 수배전반에 있어서,

상기 본체케이싱(100)의 내부에서 기본적인 수배전반 구성요소와 유격거리를 유지하도록 설치된 회로보관박스(301)와;

상기 본체케이싱(100)의 상부에 설치된 태양광발전 지붕구조(200, 200')와;

상기 태양광발전 지붕구조(200, 200')의 내부에 설치된 태양광모듈(310)로 제1축전지(350), 제2축전지(351)에 전력을 축전하여 축전 전력을 적어도 보안 부하(secured load)에 공급하도록 배전설비의 주배전라인(91)에 결합된 태양광발전 제어시스템(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제1항에 있어서,

상기 본체케이싱(100)은 그의 내부에 상기 태양광발전 제어시스템(300)의 상기 제1축전지(350), 제2축전지(351) 및 지능형 전환스위치(340)를 보관하고 있는 축전지보관박스(302)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 회로보관박스(301)와 상기 축전지보관박스(302)는 박스 내부에 내장하고 있는 보관물들을 전기적, 전자기적 영향에서도 구애받지 않고 안전하게 보호할 수 있는 패널로 제작된 것으로서, 상기 패널은 알루미늄재질과 같은 비금속 플레이트와; 상기 비금속 플레이트의 내표면에 적층된 일반철판, 규소강판, 어멀퍼스 시트(amorphous sheet)에서 선택된 어느 하나의 자기장 차폐판과; 상기 비금속 플레이트의 외표면에 도포된 유도전기차단 도료층을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제1항에 있어서,

상기 태양광발전 지붕구조(200)는 중앙 돌출형으로서, 상협하광의 평면적을 갖는 지붕패널(210)에 의해 적어도 상기 태양광모듈(310) 및 광추적 기구장치(320)를 설치하기 위한 내부 공간을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제4항에 있어서,

상기 지붕패널(210)의 내측면에는 상기 본체케이싱(100)의 천정에 해당하는 제2패널(120)의 상면에 결합된 은박, 거울, 미세 표면 가공된 스테인리스 박판과 동일한 재질의 반사판(221, 222)이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제4항에 있어서,

상기 태양광모듈(310)은 이중으로 적층한 듀얼 패널 구조로서, 결정질 또는 비정질 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 카드뮴 텔러라이드(CdTe), 다결정 박막형 카파인디움다이셀레나이드(CuInSe2 ; CIS) 중에서 선택된 재질의 집광부, 상기 집광부에 적층된 붕규산염 유리층, 상기 집광부 및 유리층이 적층된 테두리부위를 감싸는 프레임부로 이루어진 제1패널과; 상기 제1패널의 코너부위에 각각 장착되어 동서방향과 남북방향의 광량을 감지하여 입사방향을 감지하는 복수개의 광센서와; 상기 제1패널과 동일형식으로 구성되어 있되 집광부의 설치방향을 상기 제1패널과 반대로 향하게 배치한 제2패널과; 상기 제1패널과 상기 제2패널의 사이에 개재되어 서로를 상호 결합시키고 있는 고정구로 이루어져 있고, 상기 제1패널의 중앙쪽 내표면으로 상기 프레임부에 지지되는 곳에 상기 광추적 기구장치(320)와의 연결을 위한 지지브래킷이 장착되며, 상기 지지브래킷이 관통하도록 상기 제2패널의 중앙부위에 관통구멍을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제1항에 있어서,

상기 태양광발전 제어시스템(300)은 상기 본체케이싱(100) 내부에 기 설치된 상기 배전설비의 주배전라인(91)에 병렬로 접속되어 전동기제어반, 전열장비, 여분의 설비용으로 교류 600V이하, 직류 250V이하의 저압 옥내 전로 보호에 사용되는 배선용차단기를 갖는 제1배전라인(331)과; 상기 주배전라인(91)에 병렬로 접속되어 전산 및 보안장비, 전등 및 비상등용으로 배선용차단기를 갖는 제2배전라인(332)과; 상기 제1배전라인(331) 및 상기 제2배전라인(332)의 사이에서 결합된 무정전 자동절체장치(370)를 포함하되,

상기 무정전 자동절체장치(370)가, 전기각 10도 이내의 위상차와, 0.2Hz 이내의 주파수차와, 0.05초 이내의 순시연계시간 및, 상용 전력과 축전 전력과의 전압차 5% 이내의 전압비교값을 포함한 자동절체조건에 의해 상용 전력과 축전 전력 중 어느 하나를 선택적으로 상기 제2배전라인(332) 쪽으로 공급하도록 스위칭 작동기구를 전자회로적으로 구성한 자동절체회로부(374)와; 제1입력단(371) 쪽에서 상용 전력을 체크하도록 설치되어서 체크된 상용 전력값과 자동절체조건을 비교하여 상기 자동절체조건에 의한 정전사고임을 의미하는 제1결과값을 출력하는 정전 감지회로와; 제2입력단(372) 쪽에서 축전 전력을 체크하도록 설치되어 축전 전력의 공급량과 미리 정한 문턱치 전압값을 비교하여 축전 전력이 부족함을 의미하는 제2결과값을 출력하는 축전량 감지회로와; 상기 제1결과값 및 제2결과값을 통신신호로서 상기 지능형 전환스위치(340)의 제2통신모듈쪽으로 전송하거나 상기 제2통신모듈로부터 상기 제2축전지(351)의 충전완료신호를 전송받아 상기 자동절체회로부(374)에 입력시키도록 구성된 제1통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배 전반.
제7항에 있어서,

상기 태양광발전 제어시스템(300)은 지능형 전환스위치(340)와 연동을 위해서 상기 태양광모듈(310) 또는 풍력모듈(360)과 같이 자연에너지를 이용한 발전 전력을 제1, 제2전송라인(311, 361)과 접속단자함(390) 및 박스 내부 회선 등을 통해 공급받도록 결합된 충전회로와; 상기 제1축전지(350), 제2축전지(351)의 축전 전력을 상용 전력 형식으로 변환하는 인버터회로가 구비되어 있고, 상기 제1축전지(350) 또는 상기 제2축전지(351) 중 어느 하나의 축전 전력을 상기 무정전 자동절체장치(370)에 공급하도록 결합되어 있는 태양광발전제어 인버터(380)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제8항에 있어서,

상기 태양광발전 제어시스템(300)은 상기 태양광모듈(310) 및 상기 풍력모듈(360)의 발전 전력을 상기 태양광발전제어 인버터(380)에 공급하도록, 제1, 제2전송라인(311, 361)이 접속되는 접속단자함(390)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제8항에 있어서,

상기 지능형 전환스위치(340)는 상기 제1축전지, 제2축전지(350, 351)와의 결선을 위한 복수개의 입력접점과; 상기 태양광발전제어 인버터(380)와의 결선을 위한 출력접점과; 상기 무정전 자동절체장치(370)의 제1통신모듈로부터 제1결과값 또는 제2결과값을 전송받거나, 상기 태양광발전제어 인버터(380)로부터 받은 충전완료신호를 제1통신모듈에게 전송하도록 구성된 제2통신모듈과; 상기 제2통신모듈을 통해 전송받은 제1결과값 또는 제2결과값을 기준으로 상기 입력접점 중 어느 하나와 출력접점을 선택적으로 접속 및 통전시키는 충전위치 전환용 스위칭 작동기구(344)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.
제1항에 있어서,

상기 태양광발전 지붕구조(200')는 일측 경사형으로서, 일측에 지붕패널(210)을 배치하고 타측에 지붕투명창(220)을 구비하여, 그 지붕투명창(220)의 연직 하부에 해당하는 태양광발전 지붕구조(200')의 내부 공간에 태양광발전 제어시스템(300)의 태양광모듈(310)을 설치하고, 상기 일측에 배치된 지붕패널(210)을 상기 지붕투명창(220)으로부터 일측 방향으로만 경사지게 형성하고, 상기 지붕패널(210)의 상면에 풍력모듈(360)을 설치한 것을 특징으로 하는 태양광발전 수배전반.