KR101008814B1 - Electric power system using solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지 발전시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 태양전지모듈에 의한 발전 전압이 축전지모듈의 충전가능전압 보다 낮더라도 충전이 가능하여 무효발전을 줄일 수 있고, 또한 태양전지모듈의 불량여부를 조기에 감지하여 발전량의 저하를 억제하여 발전효율을 증대시킬 수 있는 태양전지 발전시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar cell power generation system, and in particular, even if the power generation voltage of the solar cell module is lower than the chargeable voltage of the battery module, it is possible to reduce the generation of invalid power, and also whether the solar cell module is defective early. The present invention relates to a solar cell power generation system capable of increasing power generation efficiency by suppressing a decrease in power generation amount by detecting a power loss.
최근 에너지 수요의 증대, 지구 온난화 등의 환경 문제에 대처하기 위해 태양전지 발전시스템의 연구 및 개발이 활발히 행해지고 있다.Recently, research and development of solar cell power generation systems have been actively conducted to cope with environmental problems such as increased energy demand and global warming.
태양전지 발전시스템은 태양전지모듈을 복수 배치한 태양전지 어레이를 태양이 비치는 건물의 지붕 등에 설치하는 것으로, 태양광의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 어레이와 파워 컨디셔너로 구성되고, 태양전지 어레이의 출력은 파워 컨디셔너로 조정되고 부하에 공급되게 된다.The solar cell power generation system installs a solar cell array including a plurality of solar cell modules on a roof of a building in which the sun shines, and is composed of a solar cell array and a power conditioner that converts solar energy into electrical energy. The output is regulated by a power conditioner and supplied to the load.
한편, 태양전지 발전시스템의 가장 큰 문제는 전기에너지의 축적이다. 태양광을 이용한 발전의 경우 태양 빛이 조사되는 시간에만 전기에너지를 얻을 수 있지만, 전기의 사용은 일반적으로 아무 시간에나 가능하여야 한다. 따라서 태양전지를 이용한 발전에서는 전기에너지의 축적이 필요하다. Meanwhile, the biggest problem of solar cell power generation system is the accumulation of electric energy. In the case of solar power generation, the electrical energy can be obtained only at the time when the solar light is irradiated, but the use of electricity should generally be possible at any time. Therefore, power generation using solar cells requires the accumulation of electrical energy.
전기 축적의 가장 일반적인 방법은 축전지를 이용한 축전이고, 충전하는 방법이나 축전지를 사용하는 방법에 따라 사용 수명이 크게 달라진다. 또한 축전지의 충전방법에 따라 태양전지 활용효율에 많은 차이가 발생한다.The most common method of accumulating electricity is power storage using a battery, and the service life greatly varies depending on the method of charging or using the battery. In addition, there are many differences in solar cell utilization efficiency depending on the charging method of the battery.
특히 일조량이 적어 태양전지모듈로부터 발전된 전압이 충전지모듈에 충전가능한 전압보다 낮은 경우 충전할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 발전전압을 컨버터를 이용하여 승압을 하여 사용하고 있으나, 컨버터회로의 효율이 낮기 때문에 전체효율을 저하시키는 원인이 되고 있다.
In particular, when the amount of sunshine is low and the voltage generated from the solar cell module is lower than the voltage that can be charged in the battery module can not be charged. In order to solve this problem, the power generation voltage is boosted using a converter, but the efficiency of the converter circuit is low, which causes a decrease in the overall efficiency.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 태양전지모듈에 의한 발전 전압이 축전지모듈의 충전가능전압 보다 낮더라도 충전이 가능하여 무효발전을 줄일 수 있고, 또한 태양전지모듈의 불량여부를 조기에 감지하여 발전량의 저하를 억제하여 발전효율을 증대시킬 수 있는 태양전지 발전시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention for solving the above problems, even if the power generation voltage by the solar cell module is lower than the chargeable voltage of the battery module can be charged to reduce the invalid power generation, and also to detect whether the solar cell module defective early The purpose is to provide a solar cell power generation system that can increase the power generation efficiency by suppressing the decrease in power generation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
직렬연결되는 복수의 태양전지모듈과;A plurality of solar cell modules connected in series;
상기 복수의 태양전지모듈로부터 발전된 전력을 충전하고, 복수의 축전지가 직렬연결되어 이루어진 축전지모듈과;A storage battery module configured to charge electric power generated from the plurality of solar cell modules and have a plurality of storage batteries connected in series;
상기 복수의 태양전지모듈의 전압을 각각 검출하는 복수의 전압검출부와;A plurality of voltage detectors respectively detecting voltages of the plurality of solar cell modules;
복수의 축전지 중 하나 이상의 축전지를 배제시킨 상태에서 충전시킬 수 있도록 상기 복수의 축전지 사이에 각각 구비되는 복수의 스위치와;A plurality of switches each provided between the plurality of batteries so as to be charged in a state in which one or more of the batteries are excluded;
상기 복수의 전압검출부에 의해 검출된 전체 전압에 따라 상기 복수의 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전시스템을 제공한다.It provides a solar cell power generation system comprising a; control unit for controlling the plurality of switches in accordance with the total voltage detected by the plurality of voltage detection unit.
상기 제어부는 상기 축전지모듈의 축전지 개수별 충전가능전압과 상기 복수의 전압검출부에 의해 검출된 전체 전압을 비교하여 충전가능 축전지 개수를 연산하고, 연산 값에 의해 상기 복수의 스위치를 제어하는 것이 바람직하다.
Preferably, the controller compares the chargeable voltage for each number of accumulators of the battery module with the total voltages detected by the plurality of voltage detectors, calculates the number of chargeable accumulators, and controls the plurality of switches based on a calculated value. .
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 전압검출부에 의해 검출된 각 태양전지모듈의 전압과 소정 전압을 비교한 결과를 근거로 각 태양전지모듈의 불량여부를 판단하는 것이 바람직하다.The controller may determine whether the solar cell module is defective based on a result of comparing the voltage of each solar cell module detected by the plurality of voltage detectors with a predetermined voltage.
상기 소정 전압은 각 태양전지모듈의 평균전압이거나, 각 태양전지모듈의 인접한 태양전지모듈의 전압일 수 있다.
The predetermined voltage may be an average voltage of each solar cell module or may be a voltage of adjacent solar cell modules of each solar cell module.
본 발명의 태양전지 발전시스템은, 태양전지모듈에 의한 발전 전압이 축전지모듈의 충전가능전압 보다 낮더라도 충전이 가능하여 무효발전을 줄일 수 있는 효과가 있다.In the solar cell power generation system of the present invention, even if the generated voltage by the solar cell module is lower than the chargeable voltage of the battery module, charging is possible, thereby reducing the invalid power generation.
또한, 본 발명은 태양전지모듈의 불량여부를 조기에 감지하여 발전량의 저하를 억제하여 발전효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect of increasing the power generation efficiency by reducing the amount of power generation by early detection of whether the solar cell module defective.
도 1은 본 발명의 태양전지 발전시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 블럭도이고,
도 2는 축전지모듈의 복수의 축전지 사이에 스위치가 배치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 축전지 1의 직렬연결을 차단시킨 상태를 나타내는 도면이고,
도 4는 축전지 1 및 축전지 2의 직렬연결을 차단시킨 상태를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically showing the structure of a solar cell power generation system of the present invention,
2 is a view schematically showing a state in which a switch is disposed between a plurality of batteries of the battery module.
3 is a view showing a state in which the series connection of the battery 1 is cut off,
4 is a view showing a state in which the series connection of the battery 1 and the battery 2 is cut off.
이하 본 발명의 태양전지 발전시스템을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the solar cell power generation system of the present invention will be described in detail with reference to Examples. The scope of the present invention is not limited to the following Examples.
도 1은 본 발명의 태양전지 발전시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 블럭도이고, 도 2는 축전지모듈(30)의 복수의 축전지 사이에 스위치(910,920,930,940)가 배치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing the structure of a solar cell power generation system of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a state in which switches 910, 920, 930 and 940 are disposed between a plurality of batteries of the
본 발명의 태양전지 발전시스템은 도 1과 같이 크게 복수의 태양전지모듈(10), 축전지모듈(30), 복수의 전압검출부(50), 복수의 스위치(910,920,930,940) 및 제어부(70)를 포함하여 이루어진다.The solar cell power generation system of the present invention includes a plurality of
상기 복수의 태양전지모듈(10)은 복수의 태양전지셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 이루어진 태양전지모듈이 복수 직렬연결되어 이루어진다.The plurality of
그리고 상기 축전지모듈(30)은 상기 복수의 태양전지모듈(10)로부터 발전된 전력을 충전하기 위한 것으로, 복수의 축전지(310,320,330,340)가 직렬로 연결된다.The
상기 복수의 전압검출부(50)는 상기 복수의 태양전지모듈(10)의 전압을 각각 검출하기 위한 것으로, 상기 복수의 태양전지모듈(10)에 각각 연결된다.The plurality of
상기 복수의 스위치(910,920,930,940)는 상기 복수의 축전지(310,320,330,340) 중 하나 이상의 축전지를 배제시킨 상태에서 충전시킬 수 있도록 상기 복수의 축전기(310,320,330,340) 사이에 각각 도 2와 같이 배치된다. 상기 복수의 스위치(910,920,930,940)의 구조는 도 2에 한정되는 것은 아니고 복수의 축전지 중 선택적으로 하나 이상의 축전지를 배제시킬 수 있는 구조이면 족하다.The plurality of
다음으로 상기 제어부(70)는 상기 복수의 전압검출부(50)에 의해 검출된 전체 전압에 따라 상기 복수의 스위치(910,920,930,940)를 제어하기 위한 것이다.Next, the
상기 복수의 전압검출부(50)에 의해 검출된 전체 전압이 상기 복수의 축전지의 충전가능한 전압보다 낮은 경우 종래와 같이 컨버터를 이용하여 승압하지 않고, 상기 제어부(70)가 상기 복수의 스위치(910,920,930,940)를 제어하여 상기 복수의 축전지 중 하나 이상의 축전지의 직렬연결을 차단시킴으로써, 무효발전을 줄일 수 있다.
When the total voltage detected by the plurality of
상기 제어부(70)는 상기 축전지모듈(30)의 축전지 개수별 충전가능 전압과 상기 복수의 전압검출부(50)에 의해 검출된 전제 전압을 비교하여 충전가능 축전지 개수를 연산하고, 연산된 값에 의해 상기 복수의 스위치(910,920,930,940)를 제어하는 것이 바람직하다.
The
도 3은 축전지 1의 직렬연결을 차단시킨 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 축전지 1 및 축전지 2의 직렬연결을 차단시킨 상태를 나타내는 도면이다.3 is a view illustrating a state in which the series connection of the battery 1 is blocked, and FIG. 4 is a view illustrating a state in which the series connection of the battery 1 and the battery 2 are blocked.
상기 복수의 전압검출부(50)에 의해 검출된 전체 전압이 4개의 축전지에 충전가능한 전압보다 낮고 3개의 축전지에 충전가능한 전압인 경우 상기 제어부(70)는 도 3과 같이 스위치 1(910)을 차단시키고, 스위치 2(920) 내지 스위치 4(940)를 연결하도록 제어한다.When the total voltage detected by the plurality of
또한, 검출된 전체 전압이 3개의 축전지에 충전가능한 전압보다 낮고 2개의 축전지에 충전가능한 전압인 경우 상기 제어부(70)는 도 4와 같이 스위치 1(910) 및 2(920)를 차단시키고, 스위치 3(930) 및 스위치 4(940)를 연결하도록 제어한다.In addition, when the detected total voltage is lower than the voltage capable of charging three batteries and the voltage capable of charging two batteries, the
이와 같이 상기 복수의 전압검출부(50)에 의해 검출된 전체 전압에 따라 상기 복수의 스위치(910,920,930,940)를 제어함으로써, 무효발전을 대폭 줄여 발전효율을 크게 향상시킬 수 있다.
As such, by controlling the plurality of
또한, 상기 제어부(70)는 상기 복수의 전압검출부(50)에 의해 검출된 각 태양전지모듈의 전압과 소정 전압을 비교한 결과를 근거로 각 태양전지모듈의 불량여부를 판단할 수 있다.In addition, the
상기 소정 전압은 각 태양전지모듈의 평균전압이거나 각 태양전지모듈의 인접한 태양전지모듈의 전압인 것이 바람직하다.The predetermined voltage is preferably an average voltage of each solar cell module or a voltage of adjacent solar cell modules of each solar cell module.
상기 제어부(70)가 각 태양전지모듈의 불량여부를 판단한 결과 불량이라 판단되는 태양전지모듈이 존재하는 경우 별도의 디스플레이부에 출력하거나 통신망을 통하여 관리자의 단말기에 전송할 수 도 있다.If the
이와 같이 상기 제어부(70)가 각 태양전지모듈의 불량여부를 판단하여 출력함으로서, 태양전지모듈의 불량을 조기에 감지하여 정비함으로써 발전량의 저하를 억제하여 효율을 극대화할 수 있다.
As described above, the
10: 태양전지모듈,
30: 축전지모듈,
310,320,330,340: 축전지,
50: 전압검출부,
70: 제어부,
910,920,930,940: 스위치10: solar cell module,
30: battery module,
310,320,330,340: storage battery,
50: voltage detection unit,
70: control unit,
910,920,930,940: switch
Claims (5)
상기 복수의 태양전지모듈로부터 발전된 전력을 충전하고, 복수의 축전지가 직렬연결되어 이루어진 축전지모듈과;
상기 복수의 태양전지모듈의 전압을 각각 검출하는 복수의 전압검출부와;
복수의 축전지 중 하나 이상의 축전지를 배제시킨 상태에서 충전시킬 수 있도록 상기 복수의 축전지 사이에 각각 구비되는 복수의 스위치와;
상기 복수의 전압검출부에 의해 검출된 전체 전압에 따라 상기 복수의 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지고,
상기 제어부는 상기 축전지모듈의 축전지 개수별 충전가능전압과 상기 복수의 전압검출부에 의해 검출된 전체 전압을 비교하여 충전가능 축전지 개수를 연산하고, 연산 값에 의해 상기 복수의 스위치를 제어하고, 상기 복수의 전압검출부에 의해 검출된 각 태양전지모듈의 전압과 소정 전압을 비교한 결과를 근거로 각 태양전지모듈의 불량여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전시스템.
A plurality of solar cell modules connected in series;
A storage battery module configured to charge electric power generated from the plurality of solar cell modules and have a plurality of storage batteries connected in series;
A plurality of voltage detectors respectively detecting voltages of the plurality of solar cell modules;
A plurality of switches each provided between the plurality of batteries so as to be charged in a state in which one or more of the batteries are excluded;
And a controller controlling the plurality of switches according to the total voltages detected by the plurality of voltage detectors.
The control unit compares the chargeable voltage for each number of accumulators of the battery module with the total voltages detected by the plurality of voltage detectors, calculates the number of chargeable accumulators, controls the plurality of switches based on a calculated value, and controls the plurality of switches. The solar cell power generation system, characterized in that to determine whether each solar cell module is defective on the basis of the result of comparing the voltage of each solar cell module detected by the voltage detector of the predetermined voltage.
상기 소정 전압은 각 태양전지모듈의 평균전압인 것을 특징으로 하는 태양전지 발전시스템.
The method of claim 1,
The predetermined voltage is a solar cell power generation system, characterized in that the average voltage of each solar cell module.
상기 소정 전압은 각 태양전지모듈의 인접한 태양전지모듈의 전압인 것을 특징으로 하는 태양전지 발전시스템.The method of claim 1,
The predetermined voltage is a solar cell power generation system, characterized in that the voltage of the adjacent solar cell module of each solar cell module.
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