KR100952929B1 - 복합 전력변환 실험장치 - Google Patents

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KR100952929B1
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김철수
김선영
전병일
김덕구
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주식회사 케이티이엔지
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Abstract

본 발명은 여러 신재생에너지를 전력변환하여 실험하는 장치에 관한 것으로, 그 주요 구성은, 테이블(15)과, 테이블(15) 상에 설치되며 외부의 발전된 전력을 유입할 수 있게 구성되는 접속반(19)과, 접속반(19)과 연결되어 외부에서 공급되는 발생전력을 수집하는 전력수집장치(20)와, 전력수집장치(20)와 연결되는 NF차단스위치(21)와, NF차단스위치(21)와 연결되며 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(22)를 포함하며, 상기한 테이블(15) 상부로는 외부의 발전된 전력을 제어하여 실험할 수 있는 제어판(40)을 설치한 것을 특징으로 하는 하며, 상기한 전력변환실험장치의 접속반(19)과 연결되어 공급되는 전력은, 태양광발전기(6)와, 인공일사장치(5)와, 실내광발전기(9), 수소연료발전기(7), 풍력발전기(8)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 전력변환실험장치에서 수집된 전력은 부하장치(4)와 연결되어 사용되며, 또한 상기한 전력변환실험장치(1)는 모니터링 실험장치(2)와 연결되어 모니터링 제어되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 접속반(19)에 수집되는 전기는 충전컨트롤러(24)를 거쳐, 인버터(32)로 들어가 직류가 교류 전압으로 변환처리되어, 자동전환스위치(23)를 거쳐 부하(34)로 투입되고, 상기한 충전콘트롤러(24)에의 여분의 전력은 밧데리(25)로 충전되며, 또한 상기한 충전컨트롤러(24)의 전력은 승압컨버터(31)로도 들어가 직류전압을 승압시켜 인버터(26)로 들어가 교류로 전환하여 교류 상용전원(27)으로 제공됨과 아울러 자동전환스위치(23)를 경우하여 부하(34)로 사용되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기 한 제어판(40)에는, 상용전원이 정전일 경우, 즉시 자동으로 비상전원으로 전환시켜 주고. 또한 반대로 상용전원이 복귀시엔 비상 전원에서 상용전원으로 즉시 자동으로 전환시켜 주는 역할을 하 자동전환스위치부(123)와, 외부 발전기로부터 발전되는 전력을 투입할 수 있게 구성된 토글스위치부(131)와, 토글스위치(131)에 연결되어 공급되는 전력 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 기능을 하는 발전기선택스위치(133)와, 공급되는 전력을 충전할 수 있게 구성한 충전콘트롤러(120) 및 밧데리부(121)와, 외부 발전기에서 유입되는 직류를 교류로 변환하여 전력을 공급하는 인버터부(122)와, 버튼스위치(135), 선택스위치(153) 그리고 릴레이(136)를 포함하여, 발전기에서 발전되는 직류전압의 전원 입,출력 제어와 상용전원의 입,출력제어, 바나나짹과 버튼스위치(135), 선택스위치(153), 릴레이(136)를 이용하여 시퀀스제어되도록 구성한 컨트롤스위치부(155)와, 외부의 발전기로 부터 공급되는 발생전력에 대한 관련 전압, 전류를 포함하는 전력정보를 디스플레이하는 디지털디스플레이부(41)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 충전컨트롤러(120)와, 밧데리부(121)와, 인버터부(122)와, 컨트롤스위치부(155)에는, 바나나짹을 연결하여 작동회로를 구성하여 실험할 수 있는 단자공을 형성한 것을 특징으로 한다
복합 발전, 실험장치, 전력변환

Description

복합 전력변환 실험장치{exercising apparatus of diverting multi-electric power}
본 발명은 태양광발전기, 풍력발전기, 수소연료발전기 등의 장치에서 얻어지는 여러 직류 전력을 교류전력으로 변환하여, 계통 연결 실험 가능한 전력변환 실험 장치에 관한 것이다.
근래 신재생에너지에 대한 관심이 매우 높아지고 있다.
따라서 본 발명은 풍력발전기, 태양광발전기, 수소연료발전기 등의 여러 신재생에너지 발생장치와 연결 가능한 실험장치를 구성하여, 여러 발전기에서 얻어지는 전력을 종합적으로 실험 및 모니터링 등을 할 수 있는 실험 장치를 개발하였다.
본 발명은 여러 종류의 신재생에너지 발생장치로 부터 획득되는 전력을 본 발명에 따른 단 하나의 실험장치에 전부 연결 구능하게 구성하고, 그리고 바나나짹을 이용하여 필요한 작동회로를 임의로 구성하여, 각종 실험과 실습을 할 수 있게 구성하고, 또 필요한 전력을 부하로 활용하고 남는 에너지는 한전 등으로 송출 가능한 장치를 개발하였다
본 발명은 주요 구성은, 테이블(15)과, 테이블(15) 상에 설치되며 외부의 발전된 전력을 유입할 수 있게 구성되는 접속반(19)과, 접속반(19)과 연결되어 외부에서 공급되는 발생전력을 수집하는 전력수집장치(20)와, 전력수집장치(20)와 연결되는 NF차단스위치(21)와, NF차단스위치(21)와 연결되며 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(22)를 포함하며, 상기한 테이블(15) 상부로는 외부의 발전된 전력을 제어하여 실험할 수 있는 제어판(40)을 설치한 것을 특징으로 하는 하며, 상기한 전력변환실험장치의 접속반(19)과 연결되어 공급되는 전력은, 태양광발전기(6)와, 인공일사장치(5)와, 실내광발전기(9), 수소연료발전기(7), 풍력발전기(8)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 전력변환실험장치에서 수집된 전력은 부하장치(4)와 연결되어 사용되며, 또한 상기한 전력변환실험장치(1)는 모니터링 실험장치(2)와 연결되어 모니터링 제어되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 접속반(19)에 수집되는 전기는 충전컨트롤러(24)를 거쳐, 인버터(32)로 들어가 직류가 교류 전압으로 변환처리되어, 자동전환스위치(23)를 거쳐 부하(34)로 투입되고, 상기한 충전콘트롤러(24)에의 여분의 전력은 밧데리(25)로 충전되며, 또한 상기한 충전컨트롤러(24)의 전력은 승압컨버터(31)로도 들어가 직류전압을 승압시켜 인버터(26)로 들어가 교류로 전환하여 교류 상용전원(27)으로 제공됨과 아울러 자동전 환스위치(23)를 경우하여 부하(34)로 사용되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 제어판(40)에는, 상용전원이 정전일 경우, 즉시 자동으로 비상전원으로 전환시켜 주고. 또한 반대로 상용전원이 복귀시엔 비상 전원에서 상용전원으로 즉시 자동으로 전환시켜 주는 역할을 하 자동전환스위치부(123)와, 외부 발전기로부터 발전되는 전력을 투입할 수 있게 구성된 토글스위치부(131)와, 토글스위치(131)에 연결되어 공급되는 전력 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 기능을 하는 발전기선택스위치(133)와, 공급되는 전력을 충전할 수 있게 구성한 충전콘트롤러(120) 및 밧데리부(121)와, 외부 발전기에서 유입되는 직류를 교류로 변환하여 전력을 공급하는 인버터부(122)와, 버튼스위치(135), 선택스위치(153) 그리고 릴레이(136)를 포함하여, 발전기에서 발전되는 직류전압의 전원 입,출력 제어와 상용전원의 입,출력제어, 바나나짹과 버튼스위치(135), 선택스위치(153), 릴레이(136)를 이용하여 시퀀스제어되도록 구성한 컨트롤스위치부(155)와, 외부의 발전기로 부터 공급되는 발생전력에 대한 관련 전압, 전류를 포함하는 전력정보를 디스플레이하는 디지털디스플레이부(41)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 충전컨트롤러(120)와, 밧데리부(121)와, 인버터부(122)와, 컨트롤스위치부(155)에는, 바나나짹을 연결하여 작동회로를 구성하여 실험할 수 있는 단자공을 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 접속반(19)에는 전력수집장치(20)가 내장되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 디지털디스플레이부(41)에는, 전력생산수단들로 부터 발전되는 DC전압과 전류를 나타내는 DC전압부(51)와 DC전류부(52), 발생전력량을 표시하는 전력계(58), 계통 연계되는 AC전압부(53)와 AC전류부(54), 주파수부(55)와, 그리고 남은 전력을 수요 처로 송출하는 전력량을 표시하는 송출전력계(57)와, 송출하는 직류전압과 직류전류를 표시하는 직류송출전류계(138) 및 직류송출전류계(139)와, 이와 반대로 외부의 전력을 끌여 들여와 사용하는 량을 표시하는 입력전력계(56)와, 입력전력의 전압과 전류를 표시하는 입력전압계(56a)와 입력전류계(56b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 태양광발전기(6)와, 인공일사장치(5)와, 실내광발전기(9), 수소연료발전기(7), 풍력발전기(8)를 중 어느 하나 또는 하나 이상을 선택하여 발생되는 전원을 전력변환실험장치(1)의 접속반(19) 전원입력단자에 연결하고, 상기한 전력변환실험장치(1)에 구성된 접속반(19)과 연결되어 공급되는 전력은 접속반(19)의 출력단자와 인버터(22) 입력단자가 연결되게 구성하고, 인버터(222)의 출력단자는 부하장치(4)로 연결하여 부하를 동작시켜, 발전되는 발전량 및 이들의 사용과 제어를 실험할 수 있게 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 풍력발전기, 태양광발전기 등으로 부터의 전력 발생원리와 작동을 쉽게 이해하고, 이를 이용하여 사용자가 원하는 형태로 전력 가공 및 변환하여 각종 실험 실습을 자유롭게 행할 수 있는 교육용으로 매우 유용한 장치이다
예를 들어, 태양광에 따른 온도 변화에 따른 전력생산 효율실험, 태양광 셀의 종류에 따른 전력생산량 및 효율실험, 빛의 양에 따른 전력생산 효율실험, 계절에 따른 전력생산 및 효율실험 등을 실험할 수 있다
뽀한 본 발명에 따른 장치를 이용할 경우, 효율적인 신재생에너지 발생장치의 개발에도 기여할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 1000볼트 이상 수전 가능한 여러 채널의 접속반(19)을 구성하여, 어떠한 종류의 신재생에너지 발생장치와도 연결 하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 추가로 상술한다
도 1 은 본 발명에 따른 장치의 전체 구성도이다
도시한 바와 같이, 본 발명에서는 실외 태양광에너지를 수집하는 태양광모듈을 갖는 실외 태양광발전기(6)와, 인공태양장치인 인공일사장치(5)에 의한 조사로 광에너지를 집진하는 실내광발전기(9), 태양광을 이용한 태양광 수소연료발전기(7), 태양광,풍력 복합발전실험장치(이하, 풍력발전기(8)라 한다) 등으로 부터 발생되는 에너지를 전력변환실험장치(1)로 수집하여 이를 필요한 부하 장치(4)에서 사용하거나 전력공사로 남는 전기를 보낼 수 있게 구성된다
그리고 전력변환실험장치(1)에는 이더넷(11), 이더넷허브(12)를 거쳐 모니터링 피씨(13)로 연결 구성되는 모니터링 실험장치(2)를 설치하고, 또한 전력변환실험장치(1)는, 일사량센서, 풍속센서 및 신호변환기와 연결되는 통신모듈을 갖춘 센서실험장치(3)와 연결되어 이더넷(11) 통신으로, 각종 데이터의 모니터링 및 센서에 의한 실험값 산출 및 그 제어 실험 등을 행할 수 있게 구성된다.
도 2 는 전력변환실험장치(1)에 대한 한 구성 예시도이다
도시한 바와 같이, 테이블(15) 상에 지지대(16)를 세우고 그 위에 제어판(40)을 설치하였다
테이블(15)에는 전력변환장치(1)의 전력변환 기능을 위한 주요 구성 요소인 부품들이 설치된다. 예를들어, 도 1 의 실외 태양광발전기(6), 인공일사장치(5), 실내광발전기(9), 수소연료발전기(7), 풍력발전기(8) 등등으로 부터 발전되어 들어오는 전기와 연결되게 구성한 접속반(19), 이 접속반(19)과 연결되어 들어오는 모든 전력을 수집하는 전력수집장치(20), 그리고 그 전력의 제어를 위한 NF차단스위치(21), 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터(22) 등의 부품들이 연결설치되게 구성한다. 접속반(19)의 구성을 전력수집장치(20)를 포함하게 구성하면 장비가 더욱 콤팩트하여진다
상기한 전력변환장치(1)의 부품들은 테이블(15) 아래에 보이지 않게 내장 설치할 수도 있으나 교육 목적상, 테이블(15) 상에 설치하여 각 부품들을 볼 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다
도 3 은 실외 태양광발전기(6), 인공일사장치(5), 실내광발전기(9), 수소연료발전기(7), 풍력발전기(8) 등에서 발전되는 전력을 수집하여 전력변환실험장치(1)를 거쳐 활용되는 것을 예시하는 도면이다
수집되는 전력은 실외 태양광발전기(6), 인공일사장치(5), 실내광발전기(9), 수소연료발전기(7), 풍력발전기(8) 등은 다만 예시적인 것으로 다른 전력생산 수단을 추가하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, 조력으로 생산되는 전력인 조력발전기 도 접속시킬 수 있음은 물론이다. 상기한 전력생산 수단들은 실험장비로 제작된 전력생산장비 등 모든 전력생산 수단들도 포함한다.
상기한 전력생산수단들은 연결 포트가 여러개 형성되어 있는 접속반(19)에 접속되게 구성한다. 접속반(19)은 생산된 직류전압을 후술하는 인버터에 공급하는 장치로 휴즈 및 다이오드를 사용하여 인버터를 보호하도록 구성된다
도시한 바와 같이, 접속반(19)으로 들어 오는 전압은 충전컨트롤러(24)와 밧데리(25)로 구성되는 전력수집장치(20)에서 수집된다. 전력수집장치(20)에 투입된 전압은 충전컨트롤러(24)로 들어가 밧데리(25)에 충전된다
충전컨트롤러(24)의 주 기능은 밧데리(25)의 정상적인 충전을 통해 밧데리(25)의 용량을 최대한 사용하면서 수명을 연장시켜 주기 위한 기능을 한다. 또한 이 충전컨트롤러(24)는 그 액정화면에 실시간으로 전류, 전압, 전력, 누적 전류를 표시할 수 있게 구성된 것을 사용하며, 그리고 동작전압을 예를 들어, 12V, 24V, 48V 로 자유롭게 변경하여 밧데리(25)에 충전할 수 있는 것을 사용하며, 또한 밧데리(25)로 충전 가능한 충전 모드와 바로 전력으로 사용 가능한 부하모드로 변경하여 사용 가능한 것을 선택하여 사용한다. 밧데리(25)는 잉여 전력을 충전하기 위한 것이다.
충전컨트롤러(24)는 독립형 인버터(32)와 연결된다
이 독립형의 인버터(32)는 직류를 교류로 변환하여 부하(34)로 전력을 공급하고 남은 잉여 전력을 충전하여 야간이나 우천시, 전기를 사용할 수 있게 구성된 것이다. 즉, 이 인버터(32)는 전력회사와 전력을 주고 받지 않고 자동전환스위치(23)와 연계하여 접속반(19)으로 들어오는 전기만으로 발전하도록 되어 있는 독립형 인버터이다. 독립형 인버터(32)를 거쳐 자동전환스위치(23)를 경유한 전력은 부하(34)로 사용된다. 자동전환스위치(23)는 상용전원이 정전일 경우, 비상전원으로 즉시 전환시켜 주고. 또한 반대로 상용전원이 복귀시엔 비상 전원에서 상용전원으로 즉시 전환시켜 주는 역할을 하는 스위치이다
부하(34) 모드로 사용되는 전력은 충전컨트롤러(24)에서 승압컨버터(31)를 경유하여 계통연계형 인버터(26)로도 들어간다.
승압컨버터(31)를 사용하는 이유는 다음과 같다
전력원인 풍력발전기(8) 등이 실험실습용 장비일 경우 낮은 전압으로 전력 생산을 하고 있기때문에, 계통 연계형 인버터(26)에 필요한 직류전압으로 승압해주기 위하여 직류-직류 승압컨버터(25)를 사용하여 계통 연계에 필요한 높은 직류전압을 공급해 주어야 한다
계통연계형 인버터(26)는 직류를 교류로 전환시켜, 자동절환스위치(23)를 거쳐 일반 생활에서 사용하는 부하(34)에 전력을 공급하고 남은 잉여 전력은 상용전원(27) 계통에 공급한다. 상용전원(27)은 한전 등에 판매도 가능하게 구성할 수 있다.
상기한 도 3 의 구성과 작동은 도 4 에 도시한 별도의 제어판(40)에 의한 조작으로 작동 및 디스플레이 가능하다
도시한 바와 같이, 우측에는 디지털디스플레이부(41)가 구성된다
디지털디스플레이부(41)에는 예를 들어, 전력생산수단들로 부터 발전되는 DC전압과 전류를 나타내는 DC전압부(51)와 DC전류부(52), 발생전력량을 표시하는 전력계(58), 계통 연계되는 AC전압부(53)와 AC전류부(54), 주파수부(55) 를 포함하는 구성으로 이루어진다. 그리고 남은 전력을 한전으로 송출하는 전력량을 표시하는 송출전력계(57)가 구성되고, 이와 반대로 외부의 한전 전력을 끌여 들여와 사용하는 량을 표시하는 입력전력계(56)와 그 입력전력의 전압과 전류를 표시하는 입력전압계(56a)와 입력전류계(56b)를 구성한다
그 좌측에는 후술하는 컨트롤스위치부(155)가 구성되고, 그 다음 2번째 세로열 아래쪽에는 자동전환스위치부(123)가 설치된다. 이 자동전환스위치부(123)의 기능은 상용전원이 정전일 경우, 즉시 자동으로 비상전원으로 전환시켜 주고. 또한 반대로 상용전원이 복귀시엔 비상 전원에서 상용전원으로 즉시 자동으로 전환시켜 주는 역할을 하게 할 수있는 스위치부이다. 여기에서는 한전 등으로 전력을 공급하는 것은 아니다
자동전환스위치(123) 우측에는 상용전원공급부(127)가 구성된다
이곳에 단자를 연결하면 일반 220V의 전원을 공급받아 가정용 등으로 사용 가능하다. 도 3 에서 상용전원(27)에 해당된다.
자동전환스위치(123) 상부에는 인버터부(122)가 구성되어, 인버터(32)의 제어를 위한 구성이 형성된다. 이미 상술한 인버터(32)는 직류를 교류로 변환하여 부하로 전력을 공급하는 것으로, 인버터부(122)에서는 예를 들어, 직류 48볼트를 사용하여 100,1500,2000,3000 와트 등으로 선택 변환하여 사용할 수 있게 제어판을 구성하였다.
인버터부(122)에서 직류전원이 교류로 변환되어 나타내는 교류전압과 교류전류는 우측 디지털디스플레이부(41)에서 AC전압부(53)와 AC전류부(54)로 구성되어 디지털로 디스플레이한다
인버터부(122) 상부에는 도 3 의 풍력발전기(8), 태양광발전기(6), 수소연료발전기(7) 등으로 부터 발전되는 전력을 투입할 수 있게 구성된 토글스위치부(131)가 구성된다. 이 토글스위치(131)는 우측 상부에 구성되는 발전기선택스위치(133)와 관련된다. 즉, 발전기선택스위치(133)에서는 토글스위치(131)에 연결되어 공급되는 전력 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 기능을 하는 선택스위치로 예를 들어, 로타리 스위치로 구성한다
발전기선택스위치(133) 좌측에는 온/오프 기능을 하는 푸시버튼인 버튼스위치(135)가 여러개 설치되고, 그 아래에는 선택스위치(153)가 설치된다. 이 버튼스위치(135)는 작동회로를 구성하여 제어하기 위한 여러 종류의 접점스위치이고, 선택스위치(153)는 수동작동, 자동작동 그리고 정지 기능을 선택할 수 있는 여러 주요 구성요소들에 대한 작동 선택스위치이다. 그 하부에 구성되는 것은 릴레이(136)이다
상기한 버튼스위치(135), 선택스위치(153) 그리고 릴레이(136)는 컨트롤스위치부(155)를 구성하여, 풍력발전기(8) 등등 여러 발전기에서 발전되는 직류전압의 전원 입,출력 제어와 상용전원의 입,출력제어, 바나나짹과 버튼스위치(135), 선택스위치(153), 릴레이(136)를 이용하여 모든 제어가 시퀀스제어되도록 구성된다
한편, 인버터부(122) 우측에는 부하선택부(132)를 구성하여 사용하는 부하의 종류에 따라 연결하여 사용할 수 있다. 인버터부(122) 좌측에는 충전컨트롤러(24)와 밧데리(25)의 제어를 위한 충전컨트롤러부(120)와 밧데리부(121)가 구성된다
충전컨트롤러(24)는 상술한 바와 같이, 밧데리(25)로 충전 가능한 충전 모드와 바로 전력으로 사용 가능한 부하모드로 변경하여 사용 가능토록 기능을 하는 것으로, 충전컨트롤러부(120)에서 이러한 기능을 바나나짹을 이용하여 구멍으로 형성된 연결 단자와 연결하여 실험할 수 있게 구성하였다
밧데리부(121)는 잉여 전력의 충전 또는 저장된 밧데리의 사용을 선택할 수 있게 제어판에 구성된다. 밧데리부(121) 아래에는 전력송출부(149)를 구성한다. 이곳에 단자를 연결하면, 저장된 밧데리의 잉여 전력을 한전 등의 외부 전력수요기관에 송급할 수 있다.
이 전력송출부(149)는 한전 등으로 보내는 전력을 송출 한다. 예를 들어, 풍력발전기(8)에서 발생된 전력을 한전으로 송출하는바, 우측에는 한전 등의 외부 전력 수요처로 송출하는 직류전압과 직류전류를 표시하는 직류송출전류계(138) 및 직류송출전류계(139)이 구성된다. 그 하부에 형성되는 게이지는 교류송출전압계(11)와 교류송출전류계(112)이다. 이는 한전 등으로 송출하는 전력을 직류로 변환하여 송출할때 나타내는 교류전압 및 교류전류계이다
밧데리부(121)의 하부에는 전원스위치(143)와 전원입력부(142)가 형성된다. 전원스위치(143)의 온/오프 조작에 따라 외부 전력 공급원인 한전에서의 전원이 공 급되며 전원 입력부(142)에는 한전의 전원을 연결할 수 있는 단자 구멍(단자공)이 형성된다
상기한 충전컨트롤러(120)에서 부하선택부(132) 사이에 있는 모든 구성 요소들에는 램프(158)가 설치되어 작동 여부를 확인할 수 있게 신호 표시를 한다
참고로, 램프(158) 좌우 및 주변에 설치되는 모둔 작은 구멍은 바나나짹을 연결 할 수 있는 단자공이다.
좌측 하단에는 PC로 연결하여 제어 및 그 제어 정보를 모니터링이 가능한 가능한 콘트롤연결포트(146)를 구성한다. 본 발명의 장치가 오토컨트롤조작부와 연결되는 곳이 콘트롤연결포트(146)이며, 오토모드 선택시, SQ와 PLC 그리고 PCB로 자동제어 가능하게 구성 할 수 있다
콘트롤연결포트(146) 상부에는 전원램프(147)와 퓨즈(148)가 설치된다. 그 상부에는 NFB차단기(151)와, 수동작동, 발전기의 자동작동 및 정지(오프) 작동을 선택하는 발전스위치(150)가 설치된다
상기한 제어판(40)의 구성 요소들과 배열들은 단지 예시적인 것으로 필요에 따라 그 구성 요소의 추가 또는 삭제 등이 가능하고 배열 역시 임의 적으로 편리하게 다른 배열로 구성할 수 있음은 물론이다.
상기한 구성에 추가로, 필요에 따라 데이터수집 소프트웨어부를 제어판(40)과 연결 구성할 경우, 본 발명에 따른 장치에서 발전되는 전압, 전류, 전력 등의 측정된 값을 PC화면에 표시하며, 발전량, 인버터 전압, 전류, 전력 등을 그래프로 나타내어 볼 수 있으며, 데이터 값을 엑셀로 저장 등을 할 수 있다
또한 추가로, 필요에 따라 본 발명의 장치가 수동모드와 오토 모드 선택이 가능하게 구성하여, 제어판(40)에 오토컨트롤조작부와 연결되는 콘트롤연결포트(146)를 구성하여, 오토모드 선택시, SQ와 PLC 그리고 PCB로 자동제어 가능하게 구성 할 수 있다
또한 선택적으로 모니터링 시스템을 구성할 수 있다. 즉, 발전되어진 전력량 및 시간과 기상관측을 한 화면에 모니터링하고, 각 계측기에서 보내오는 데이터와 인버터의 전압, 전류, 전력, 경보, 발전금액 등을 표시하며, 태양광 전지판의 각도 조절을 제어하고, 광모듈판의 상태도 확인하여 경보 발생과 경보 내역을 날자별로 확인하며 이를 원격지에서 웹을 통해 현장의 상황을 모니터링 할 수도 있다
이상에서 상술한 제어판(40)에 이루어지는 구성 요소들은 단지 일부만 예시한 것이다. 이들 제어판(40)에의 상기한 예시적으로 도시한 주요 부품의 구성 요소들에는 바나나짹을 연결하여 작동회로를 구성하여 각종 원하는 실험을 행할 수 있다. 예를들어, 바나나짹을 이용하여 태양광 발전회로를 구성한 후, 도 1 에 예시된 태양광발전기(6)의 전원을 전력변환실험장치(1)의 전원입력단자에 연결한다
그리고 태양광발전기(6)의 전원 출력단자에서 접속반(19) 입력단자로 바나나짹을 연결하고, 그리고 접속반(19) 출력단자에서 인버터(22) 입력단자로 연결하고, 인버터(222) 출력단자에서 부하장치(4)로 연결하여 부하를 동작시킨다
그리고 발전되는 발전량 및 이들의 사용과 제어 및 태양광 발전력을 사용한 각종 테스트 등을 실험할 수 있다.
또한 이러한 실험으로 풍력발전, 수소원료발전, 태양광발전의 원리와 작동을 매우 용이하게 이해 가능하고, 또 이를 이용한 각종 실험과 연구를 병행 가능하다
도 1 은 본 발명에 따른 장치의 전체 시스템에 대한 개략 구성도
도 2 는 본 발명에 따른 복합전력변환실험장치에 대한 정면 예시도
도 3 은 전력변환 시스템을 설명하기 위한 도면
도 4 는 제어판(40)에 대한 구성 예시도

Claims (9)

  1. 테이블(15)과,
    테이블(15) 상에 설치되며 외부의 발전된 전력을 유입할 수 있게 구성되는 접속반(19)과,
    접속반(19)과 연결되어 외부에서 공급되는 발생전력을 수집하는 전력수집장치(20)와,
    전력수집장치(20)와 연결되는 NF차단스위치(21)와,
    NF차단스위치(21)와 연결되며 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(22)를 포함하며,
    상기한 테이블(15) 상부로는 외부의 발전된 전력을 제어하여 실험할 수 있는 제어판(40)을 설치하며,
    상기한 제어판(40)에는,
    상용전원이 정전일 경우, 즉시 자동으로 비상전원으로 전환시켜 주고. 또한 반대로 상용전원이 복귀시엔 비상 전원에서 상용전원으로 즉시 자동으로 전환시켜 주는 역할을 하 자동전환스위치부(123)와,
    외부 발전기로부터 발전되는 전력을 투입할 수 있게 구성된 토글스위치부(131)와,
    토글스위치(131)에 연결되어 공급되는 전력 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 기능을 하는 발전기선택스위치(133)와,
    공급되는 전력을 충전할 수 있게 구성한 충전콘트롤러(120) 및 밧데리부(121)와,
    외부 발전기에서 유입되는 직류를 교류로 변환하여 전력을 공급하는 인버터부(122)와,
    버튼스위치(135), 선택스위치(153) 그리고 릴레이(136)를 포함하여, 발전기에서 발전되는 직류전압의 전원 입,출력 제어와 상용전원의 입,출력제어, 바나나짹과 버튼스위치(135), 선택스위치(153), 릴레이(136)를 이용하여 시퀀스제어되도록 구성한 컨트롤스위치부(155)와,
    외부의 발전기로 부터 공급되는 발생전력에 대한 관련 전압, 전류를 포함하는 전력정보를 디스플레이하는 디지털디스플레이부(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합전력변환실험장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 전력변환실험장치의 접속반(19)과 연결되어 공급되는 전력은, 태양광발전기(6)와, 인공일사장치(5)와, 실내광발전기(9), 수소연료발전기(7), 풍력발전기(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합전력변환실험장치
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기한 전력변환실험장치에서 수집된 전력은 부하장치(4)와 연결되어 사용되 며, 또한 상기한 전력변환실험장치(1)는 모니터링 실험장치(2)와 연결되어 모니터링 제어되게 구성한 것을 특징으로 하는 복합전력변환실험장치
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기한 접속반(19)에 수집되는 전기는 충전컨트롤러(24)를 거쳐, 인버터(32)로 들어가 직류가 교류 전압으로 변환처리되어, 자동전환스위치(23)를 거쳐 부하(34)로 투입되고,
    상기한 충전콘트롤러(24)에의 여분의 전력은 밧데리(25)로 충전되며,
    또한 상기한 충전컨트롤러(24)의 전력은 승압컨버터(31)로도 들어가 직류전압을 승압시켜 인버터(26)로 들어가 교류로 전환하여 교류 상용전원(27)으로 제공됨과 아울러 자동전환스위치(23)를 경우하여 부하(34)로 사용되게 구성한 것을 특징으로 하는 복합전력변환실험장치
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기한 충전컨트롤러(120)와, 밧데리부(121)와, 인버터부(122)와, 컨트롤스위치부(155)에는, 바나나짹을 연결하여 작동회로를 구성하여 실험할 수 있는 단자공을 형성한 것을 특징으로 하는 복합전력변환실험장치
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기한 접속반(19)에는 전력수집장치(20)가 내장되게 구성한 것을 특징으로 하는 복합전력변환실험장치
  8. 제 1 항에 있어서, 상기한 디지털디스플레이부(41)에는,
    전력생산수단들로 부터 발전되는 DC전압과 전류를 나타내는 DC전압부(51)와 DC전류부(52), 발생전력량을 표시하는 전력계(58), 계통 연계되는 AC전압부(53)와 AC전류부(54), 주파수부(55)와,
    그리고 남은 전력을 수요처로 송출하는 전력량을 표시하는 송출전력계(57)와, 송출하는 직류전압과 직류전류를 표시하는 직류송출전류계(138) 및 직류송출전류계(139)와,
    이와 반대로 외부의 전력을 끌여 들여와 사용하는 량을 표시하는 입력전력계(56)와, 입력전력의 전압과 전류를 표시하는 입력전압계(56a)와 입력전류계(56b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합전력변환실험장치
  9. 삭제
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