KR101024360B1 - 태양광 모듈 컨트롤러 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 모듈 컨트롤러 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것으로, 태양광 모듈의 과방전을 감지하고, 측정된 태양광 모듈의 전압 및 RTC에서 제공된 시간을 이용하여 일출과 일몰을 감지하며, 태양광 모듈에 대한 충전 동작을 제어하고, 일몰 여부를 감지하는 센서를 통해 방범 모드 설정시 점등 및 소등 기능이 동작하도록 처리하며, 유저 설정에 따라 출력 방식이 선택되도록 제어하는 로직부와; 전원의 전압을 전압 분배시키고, 전류가 흐르는 저항의 양단의 전압을 감지하여 전류를 측정하여 태양과 모듈과 배터리의 전력을 측정하여 로직부로 전달하는 전력 측정부와; 시간에 의한 주간 설정이 가능하도록 로직부에 시간정보를 제공하는 RTC와; 사용자가 일출조건 및 출력 지속시간을 설정하도록 하는 메뉴를 제공하는 유저 설정부와; 태양광 컨트롤러에 대한 통신을 통한 제어가 가능하도록 하는 RS-485와; 로직부의 제어에 따라 일몰 여부를 감지하는 센서와; 미리 설정된 출력조건에 따라 출력이 이루어지도록 하는 복수개의 출력 처리부;를 포함하여 구성함으로서, 태양광 모듈의 제어효율성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
태양광, 컨트롤러, 센서, 태양전지, 배터리, 일몰, 일출

Description

태양광 모듈 컨트롤러 및 그 제어방법{Apparatus and control method for photovoltaic module controller}
본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로, 특히 태양전지의 전력 측정을 수행하고, 배터리 잔량 측정을 수행하며, 사용자 임의대로 출력 방식을 선택할 수 있고, 일몰 감지를 전지전압 또는 시간을 택하여 수행할 수 있도록 하여 태양광 모듈의 제어효율성을 향상시키기에 적당하도록 한 태양광 모듈 컨트롤러 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 모듈은 태양광 발전에 사용되는 것으로서, 태양광 발전이란 태양광을 전기에너지로 변환시키는 설비이다. 이러한 태양광 발전은 태양광을 집광하는 집광부와, 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양광 모듈로 구성된다.
종래의 태양광 모듈을 제어하기 위한 태양광 컨트롤러는 태양전지의 전력 측정을 수행하지 못하거나, 또는 배터리 잔량 측정을 수행하지 못하거나, 또는 미리 설정된 출력 방식에 의해서만 출력되거나, 또는 일몰 감지를 전지전압에 의해서만 수행하는 등의 한계가 있어서, 태양광 모듈의 제어효율성이 낮은 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지의 전력 측정을 수행하고, 배터리 잔량 측정을 수행하며, 사용자 임의대로 출력 방식을 선택할 수 있고, 일몰 감지를 전지전압 또는 시간을 택하여 수행할 수 있도록 하여 태양광 모듈의 제어효율성을 향상시킬 수 있는 태양광 모듈 컨트롤러 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양광 컨트롤러의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 태양광 모듈(10)의 과방전을 감지하고, 측정된 상기 태양광 모듈(10)의 전압 및 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 일출과 일몰을 감지하며, 상기 태양광 모듈(10)에 대한 충전 동작을 제어하고, 일몰 여부를 감지하는 센서(26)를 통해 방범 모드 설정시 점등 및 소등 기능이 동작하도록 처리하며, 유저 설정에 따라 출력 방식이 선택되도록 제어하는 로직부(21)와; 전원의 전압을 전압 분배시키고, 전류가 흐르는 저항의 양단의 전압을 감지하여 전류를 측정하여 상기 태양과 모듈(10)과 배터리(15)의 전력을 측정하여 상기 로직부(21)로 전달하는 전력 측정부(22)와; 시간에 의한 주간 설정이 가능하도록 상기 로직부(21)에 시 간정보를 제공하는 RTC(Real Time Clock)(23)와; 상기 로직부(21)의 제어를 받고, 사용자가 일출조건 및 출력 지속시간을 설정하도록 하는 메뉴를 제공하는 유저 설정부(24)와; 상기 로직부(21)의 제어를 받고, 상기 태양광 컨트롤러(20)에 대한 통신을 통한 제어가 가능하도록 하는 RS-485(25)와; 상기 로직부(21)의 제어에 따라 일몰 여부를 감지하는 센서(26)와; 상기 로직부(21)의 제어를 받고, 미리 설정된 출력조건에 따라 출력이 이루어지도록 하는 복수개의 출력 처리부(27 ~ 29);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 2의 (a) ~ (d)는 도 1의 로직에 의해 사용자가 설정할 수 있는 메뉴를 디스플레이 시킨 예를 보인 개념도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 유저 설정부(24)는, 상기 메뉴의 구성이 설정 메뉴, 일몰동작, 센서설정 및 출력확인을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 태양광 컨트롤러(21)는, 상기 로직부(21)의 제어를 받고, 인터넷과의 연결처리를 수행하는 네트워크 연결부(30);를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양광 컨트롤러의 제어방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 태양광 컨트롤러(20)의 로직부(21)에서 태양광 모듈(10)의 과방전 여부를 감지하여 처리하는 과방전 감지 단계(ST1)와; 상기 로직부(21)는 측정된 상기 태양광 모듈(10)의 전압 및 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 일출과 일몰을 감지하여 야간 동작이 시작될 수 있도록 하는 일출일몰 감지 단계(ST2)와; 측정된 상기 태양광 모듈(10)의 전압, 배터리(15)의 전압 및 상기 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 상기 로직부(21)는 상기 태양광 모듈(10)의 충전 동작을 제어하는 충전 동작 단계(ST3)와; 상기 로직부(21)는 일몰 여부를 감지하는 센서(26)를 통해 방범 모드 설정시 점등 및 소등 기능이 동작하도록 처리하는 입력 감지 단계(ST4)와; 상기 로직부(21)는 유저 설정에 따라 출력 방식이 설정되면, 설정된 출력 방식에 따라 상기 태양광 컨트롤러(20)에서 출력되도록 하는 출력 동작 단계(ST5 ~ ST7);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 4는 도 3에서 과방전 감지 단계의 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 과방전 감지 단계는, 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 11.5V) 미만인지 판별하는 제 11 단계(ST11)와; 상기 제 11 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 11.5V) 미만이면, 저전압 시간이 없을 경우 현재시간을 저전압시간으로 설정한 다음 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 11V) 미만인지 판별하는 제 12 단계(ST12 ~ ST14)와; 상기 제 12 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 11V) 미만이면 현재시간이 저전압시간+1분을 초과했는지 판별하는 제 13 단계(ST15)와; 상기 제 12 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 11V) 미만이 아니면 현재시간이 저전압시간+2분을 초과했는지 판별하는 제 14 단계(ST16)와; 상기 제 13 단계에서 현재시간이 저전압시간+1분을 초과하거나 또는 상기 제 14 단계에서 현재시간이 저전압시간+2분을 초과하면 과방전으로 인식해서 저전압시간을 초기화시키는 제 15 단계(ST17)와; 상기 제 11 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 11.5V) 미만이 아니면, 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 또다른 일정전압(예, 12.5V)을 초과할 때 과방전을 해제하고 저전압시간을 초기화시키는 제 16 단계(ST18, ST19);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 도 3에서 일출일몰 감지 단계의 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 일출일몰 감지 단계는, 일출일몰 감지를 시작하면, 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 8V)을 초과하는지 판별하는 제 21 단계(ST21)와; 상기 제 21 단계에서 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 8V)을 초과하면, 일몰=0, 일몰대기시간=0, 센서대기시간=0으로 설정하는 제 22 단계(ST22)와; 상기 제 21 단계에서 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 8V)을 초과하지 않으면, '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태인지 판별하는 제 23 단계(ST23)와; 상기 제 23 단계에서 '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태이면, 현재시간이 '설정시간' 보다 빠를 경우 일몰=1, 일몰대기시간=0, 재충전대기시간=0으로 설정하는 제 24 단계(ST24, ST25)와; 상기 제 23 단계에서 '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태가 아니면, '일몰동작조건'이 'OFF'로 설정되어 있지 않고, 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 6V) 미만이면, 일몰대기시간=현재시간으로 설정하고, 일몰 시간에서 일정시간(예, 5분)이 경과하면 일몰=1, 일몰대기시간=0, 재충전대기시간=0으로 설정하는 제 25 단계(ST26 ~ ST31);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 도 3에서 충전 동작 단계의 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 충전 동작 단계는, 충전동작이 시작되면, 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 상기 배터리(15)의 전압을 초과하고, 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 13.5V) 미만인지 판별하는 제 41 단계(ST41, ST42)와; 상기 제 41 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 13.5V) 미만이면, 재충전대기시간=0인지 판별하는 제 42 단계(ST43)와; 상기 제 42 단계에서 재충전대기시간=0이 아니면, 현재시간>재충전대기시간+5분인지 판별하는 제 43 단계(ST44)와; 상기 제 42 단계에서 재충전대기시간=0이거나 또는 상기 제 43 단계에서 현재시간>재충전대기시간+5분이면, 충전 ON, 충전 LED ON, 재충전대기시간=0으로 설정하는 제 44 단계(ST45)와; 상기 제 41 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 13.5V) 미만이 아니면, 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 14.5V)을 초과할 경우 충전 OFF, 충전 LED OFF, 재충전대기시간=현재시간으로 설정하는 제 45 단계(ST46, ST47);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 7은 도 3에서 입력 감지 단계의 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 입력 감지 단계는, 입력 감지가 시작되면, 센서대기시간을 설정한 다음 센서대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했는지 판별하는 제 51 단계(ST51 ~ ST53)와; 상기 제 51 단계에서 센서대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했으면 센서=1, 센서대기시간=0으로 설정하고, 접점 포트를 감지하여 접점대기시간을 설정한 후 접점대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했는지 판별하는 제 52 단계(ST54 ~ ST58)와; 상기 제 52 단계에서 접점대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했으면, 접점=1, 접점대기시간=0으로 설정하는 제 53 단계(ST59);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 8은 도 3에서 출력1 동작 단계의 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 출력 동작 단계는, 출력1 동작이 시작되면, 과방전인지 판별하는 제 61 단계(ST61)와; 상기 제 61 단계에서 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별하는 제 62 단계(ST62)와; 상기 제 62 단계에서 일몰=1이면, 방범모드인지 판별하는 제 63 단계(ST63)와; 상기 제 63 단계에서 방범모드이면, 센서=1인지 판별하는 제 64 단계(ST64)와; 상기 제 64 단계에서 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별하는 제 65 단계(ST65)와; 상기 제 61 단계에서 과방전이거나, 또는 상기 제 62 단계에서 일몰=1이 아니거나, 또는 상기 제 65 단계에서 접점=1이면, 출력1=OFF, 출력1 LED=OFF로 설정하는 제 66 단계(ST66)와; 상기 제 63 단계에서 방범모드가 아니거나, 또는 상기 제 64 단계에서 센서=1이면, 출력1=ON, 출력1 LED=ON으로 설정하는 제 67 단계(ST67);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 9는 도 3에서 출력2 동작 단계의 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 출력 동작 단계는, 출력2 동작이 시작되면, 과방전인지 판별하는 제 71 단계(ST71)와; 상기 제 71 단계에서 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별하는 제 72 단계(ST72)와; 상기 제 72 단계에서 일몰=1이면, 방범모드인지 판별하는 제 73 단계(ST73)와; 상기 제 73 단계에서 방범모드이면, 센서=1 인지 판별하는 제 74 단계(ST74)와; 상기 제 74 단계에서 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별하는 제 75 단계(ST75)와; 상기 제 73 단계에서 방범모드가 아니면, '일몰동작' 시간이 경과했는지 판별하는 제 76 단계(ST76)와; 상기 제 76 단계에서 '일몰동작' 시간이 경과했으면 센서=1인지 판별하는 제 77 단계(ST77)와; 상기 제 77 단계에서 센서=1이면 '센서점등' 시간이 경과했는지 판별하는 제 78 단계(ST78)와; 상기 제 71 단계에서 과방전이거나, 또는 상기 제 72 단계에서 일몰=1이 아니거나, 또는 상기 제 75 단계에서 접점=1이거나, 또는 상기 제 77 단계에서 센서=1이 아니거나, 또는 상기 제 78 단계에서 '센서점등' 시간이 경과했으면, 출력2=OFF, 출력2 LED=OFF로 설정하는 제 79 단계(ST79)와; 상기 제 74 단계에서 센서=1이거나, 또는 상기 제 76 단계에서 '일몰동작' 시간이 경과하지 않았거나, 또는 상기 제 78 단계에서 '센서점등' 시간이 경과하지 않았으면, 출력2=ON, 출력2 LED=ON으로 설정하는 제 80 단계(ST80);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 10은 도 3에서 출력3 동작 단계의 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 출력 동작 단계는, 출력3 동작이 시작되면, 과방전인지 판별하는 제 81 단계(ST81)와; 상기 제 81 단계에서 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별하는 제 82 단계(ST82)와; 상기 제 82 단계에서 일몰=1이 아니면, 방범모드인지 판별하는 제 83 단계(ST83)와; 상기 제 82 단계에서 일몰=1이면, 방범모드인지 판별하는 제 84 단계(ST84)와; 상기 제 84 단계에서 방범모드이면, 센서=1인지 판별하는 제 85 단계(ST85)와; 상기 제 83 단계에서 방범모드이거나, 또는 상기 제 85 단계에서 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별하는 제 86 단계(ST86) 와; 상기 제 81 단계에서 과방전이거나, 또는 상기 제 83 단계에서 방범모드가 아니거나, 또는 상기 제 86 단계에서 접점=1이면, 출력3=OFF, 출력3 LED=OFF로 설정하는 제 87 단계(ST87)와; 상기 제 84 단계에서 방범모드가 아니거나, 또는 상기 제 85 단계에서 센서=1이면, 출력3=ON, 출력3 LED=ON으로 설정하는 제 88 단계(ST88);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 태양광 모듈 컨트롤러 및 그 제어방법은 태양전지의 전력 측정을 수행하고, 배터리 잔량 측정을 수행하며, 사용자 임의대로 출력 방식을 선택할 수 있고, 일몰 감지를 전지전압 또는 시간을 택하여 수행할 수 있도록 하여 태양광 모듈의 제어효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 태양광 모듈 컨트롤러 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.
먼저 본 발명은 태양전지의 전력 측정을 수행하고, 배터리 잔량 측정을 수행하며, 사용자 임의대로 출력 방식을 선택할 수 있고, 일몰 감지를 전지전압 또는 시간을 택하여 수행할 수 있도록 하여 태양광 모듈의 제어효율성을 향상시키고자 한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양광 컨트롤러의 블록구성도이다.
이러한 태양광 컨트롤러의 사양은 입력 4포트, 출력 3포트, 디스플레이로 이루어질 수 있다.
입력 4포트는 다음과 같이 구성할 수 있다.
- 태양광 모듈 1포트 : MAX 12V 10A(120W)
- 배터리 1포트 : 12V 밀폐형 충전 배터리
- 센서 1포트 : 외부 전원 입력, DC12V~24V 사용가능
- 접점 1포트 : 내부 전원 사용
또한 출력 3포트는 다음과 같이 구성할 수 있다.
- 배터리 전압 출력 3포트 : MAX 12V 3A(36W)
또한 디스플레이는 다음과 같이 구성할 수 있다.
- 그래픽 128X64 LCD
- 4개의 버튼 입력, 6개의 상태표시 LED
그래서 로직부(21)는 태양광 모듈(10)의 과방전을 감지하고, 측정된 태양광 모듈(10)의 전압 및 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 일출과 일몰을 감지하며, 태양광 모듈(10)에 대한 충전 동작을 제어하고, 일몰 여부를 감지하는 센서(26)를 통해 방범 모드 설정시 점등 및 소등 기능이 동작하도록 처리하며, 유저 설정에 따라 출력 방식이 선택되도록 제어한다.
전력 측정부(22)는 전원의 전압을 전압 분배시키고, 전류가 흐르는 저항의 양단의 전압을 감지하여 전류를 측정하여 태양과 모듈(10)과 배터리(15)의 전력을 측정하여 로직부(21)로 전달한다. 그래서 전력 측정부(22)는 전원의 전압을 전압 분배에 의해 1/10로 감소하여 감지하게 된다.
RTC(Real Time Clock)(23)는 시간에 의한 주간 설정이 가능하도록 로직부(21)에 시간정보를 제공한다. 이를 통해 다수의 제품이 일정시간에서 일제히 점등 가능하게 된다.
유저 설정부(24)는 로직부(21)의 제어를 받고, 사용자가 일출조건 및 출력 지속시간을 설정하도록 하는 메뉴를 제공한다. 이를 통해 일출조건 및 출력 지속시간의 설정이 자유롭게 이루어질 수 있다.
RS-485(25)는 로직부(21)의 제어를 받고, 태양광 컨트롤러(20)에 대한 통신을 통한 제어가 가능하도록 한다.
센서(26)는 로직부(21)의 제어에 따라 일몰 여부를 감지한다. 이러한 센서(26)는 센서 감지 점등 동작을 위한 센서 입력 1포트, 방범모드 이벤트 해제를 위한 접점 1포트가 구비되어 있다.
복수개의 출력 처리부(27 ~ 29)는 로직부(21)의 제어를 받고, 미리 설정된 출력조건에 따라 출력이 이루어지도록 한다.
또한 네트워크 연결부(30)는 로직부(21)의 제어를 받고, 인터넷과의 연결처리를 수행한다. 이를 통해 컴퓨터 및 인터넷 기반으로 태양광 모듈을 관리할 수 있게 된다.
도 2의 (a) ~ (d)는 도 1의 로직에 의해 사용자가 설정할 수 있는 메뉴를 디스플레이 시킨 예를 보인 개념도이다.
그래서 유저 설정부(24)를 이용하여 도 2에서와 같은 메뉴를 구성할 수 있다. 즉, 메뉴의 구성이 설정 메뉴, 일몰동작, 센서설정 및 출력확인을 포함할 수 있다.
[설정 메뉴] 항목에는 1. 현재시간, 2. 일몰동작, 3. 센서 설정, 4. 출력확인과 같은 항목이 포함될 수 있다.
[일몰동작] 항목에는 1. 일몰조건 - 시간, 자동, 2. 동작시간 - 00:00:00 과 같은 항목이 포함될 수 있다.
그래서 일몰 동작의 기준을 설정할 수 있다. 또한 자동 설정시 조도에 의한 일몰을 감지할 수 있다. 또한 시간 설정시 사용자 설정 시간을 일몰로 판단하여 야간 동작을 시작할 수 있다. 또한 동작 시간은 가로등 모드의 일몰 지속 출력 시간으로 설정할 수 있다.
[센서설정] 항목에는 1. 모드 설정 - 방범, 가로등, 2. 센서시간 - 00:00:00 과 같은 항목이 포함될 수 있다.
그래서 이는 제품의 출력기능을 설정하는 것이다. 방범모드 설정시 야간 센서에 의하여 전체 점등 및 소등 기능을 사용할 수 있다. 또한 가로등 모드 설정시 출력1,3으로 설정하고, 야간에는 항시 출력되도록 설정하고, 출력2 센서 감지 점등 기능을 사용할 수 있다.
[출력확인] 항목에는 1. 입력확인 - SEN1, SEN2, 2. 출력확인 - OUT1, OUT2, OUT3 과 같은 항목이 포함될 수 있다.
그래서 입출력의 정상 작동 여부 확인 기능이 포함될 수 있다. 또한 3개의 출력 포트 및 입력 상태를 확인할 수 있다. 또한 개별 작동으로 고장 진단이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양광 컨트롤러의 제어방법을 보인 흐름도이다.
그래서 과방전 감지 단계(ST1)에서는 태양광 컨트롤러(20)의 로직부(21)에서 태양광 모듈(10)의 과방전 여부를 감지하여 처리한다.
일출일몰 감지 단계(ST2)에서는 로직부(21)는 측정된 태양광 모듈(10)의 전압 및 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 일출과 일몰을 감지하여 야간 동작이 시작될 수 있도록 한다.
충전 동작 단계(ST3)에서는 측정된 태양광 모듈(10)의 전압, 배터리(15)의 전압 및 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 로직부(21)는 태양광 모듈(10)의 충전 동작을 제어한다.
입력 감지 단계(ST4)에서는 일몰 여부를 감지하는 센서(26)를 통해 방범 모드 설정시 점등 및 소등 기능이 동작하도록 처리한다.
출력 동작 단계(ST5 ~ ST7)에서는 유저 설정에 따라 출력 방식이 설정되면, 설정된 출력 방식에 따라 태양광 컨트롤러(20)에서 출력되도록 한다.
도 4는 도 3에서 과방전 감지 단계의 상세흐름도이다.
먼저 과방전 감지가 시작되면, 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 11.5V) 미만인지 판별한다(ST11).
만약 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 11.5V) 미만이면, 저전압 시간이 없을 경우 현재시간을 저전압시간으로 설정한 다음 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 11V) 미만인지 판별한다(ST12 ~ ST14).
만약 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 11V) 미만이면 현재시간이 저전압시간+1분을 초과했는지 판별한다(ST15).
만약 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 11V) 미만이 아니면 현재시간이 저전압시간+2분을 초과했는지 판별한다(ST16).
만약 현재시간이 저전압시간+1분을 초과하거나 또는 현재시간이 저전압시간+2분을 초과하면 과방전으로 인식해서 저전압시간을 초기화시킨다(ST17).
또한 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 11.5V) 미만이 아니면, 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 또다른 일정전압(예, 12.5V)을 초과할 때 과방전을 해제하고 저전압시간을 초기화시킨다(ST18, ST19).
도 5는 도 3에서 일출일몰 감지 단계의 상세흐름도이다.
일출일몰 감지를 시작하면, 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 8V)을 초과하는지 판별한다(ST21).
만약 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 8V)을 초 과하면, 일몰=0, 일몰대기시간=0, 센서대기시간=0으로 설정한다(ST22).
만약 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 8V)을 초과하지 않으면, '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태인지 판별한다(ST23).
만약 '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태이면, 현재시간이 '설정시간' 보다 빠를 경우 일몰=1, 일몰대기시간=0, 재충전대기시간=0으로 설정한다(ST24, ST25).
만약 '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태가 아니면, '일몰동작조건'이 'OFF'로 설정되어 있지 않고, 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 6V) 미만이면, 일몰대기시간=현재시간으로 설정하고, 일몰 시간에서 일정시간(예, 5분)이 경과하면 일몰=1, 일몰대기시간=0, 재충전대기시간=0으로 설정한다(ST26 ~ ST31).
도 6은 도 3에서 충전 동작 단계의 상세흐름도이다.
충전동작이 시작되면, 태양광 모듈(10)의 전압이 배터리(15)의 전압을 초과하고, 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 13.5V) 미만인지 판별한다(ST41, ST42).
만약 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 13.5V) 미만이면, 재충전대기시간=0인지 판별한다(ST43).
만약 재충전대기시간=0이 아니면, 현재시간>재충전대기시간+5분인지 판별한다(ST44).
만약 재충전대기시간=0이거나 또는 현재시간>재충전대기시간+5분이면, 충전 ON, 충전 LED ON, 재충전대기시간=0으로 설정한다(ST45).
만약 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압(예, 13.5V) 미만이 아니면, 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압(예, 14.5V)을 초과할 경우 충전 OFF, 충전 LED OFF, 재충전대기시간=현재시간으로 설정한다(ST46, ST47).
도 7은 도 3에서 입력 감지 단계의 상세흐름도이다.
입력 감지가 시작되면, 센서대기시간을 설정한 다음 센서대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했는지 판별한다(ST51 ~ ST53).
만약 센서대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했으면 센서=1, 센서대기시간=0으로 설정하고, 접점 포트를 감지하여 접점대기시간을 설정한 후 접점대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했는지 판별한다(ST54 ~ ST58).
만약 접점대기시간이 미리 설정한 일정시간(예, 1초)을 경과했으면, 접점=1, 접점대기시간=0으로 설정한다(ST59).
도 8은 도 3에서 출력1 동작 단계의 상세흐름도이다.
출력1 동작이 시작되면, 과방전인지 판별한다(ST61).
만약 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별한다(ST62).
이때 일몰=1이면, 방범모드인지 판별한다(ST63).
이때 방범모드이면, 센서=1인지 판별한다(ST64).
이때 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별한다(ST65).
그래서 과방전이거나, 또는 일몰=1이 아니거나, 또는 접점=1이면, 출력1=OFF, 출력1 LED=OFF로 설정한다(ST66).
또한 방범모드가 아니거나, 또는 센서=1이면, 출력1=ON, 출력1 LED=ON으로 설정한다(ST67).
도 9는 도 3에서 출력2 동작 단계의 상세흐름도이다.
출력2 동작이 시작되면, 과방전인지 판별한다(ST71).
이때 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별한다(ST72).
이때 일몰=1이면, 방범모드인지 판별한다(ST73).
이때 방범모드이면, 센서=1인지 판별한다(ST74).
이때 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별한다(ST75).
이때 방범모드가 아니면, '일몰동작' 시간이 경과했는지 판별한다(ST76).
이때 '일몰동작' 시간이 경과했으면 센서=1인지 판별한다(ST77).
이때 센서=1이면 '센서점등' 시간이 경과했는지 판별한다(ST78).
그래서 과방전이거나, 또는 일몰=1이 아니거나, 또는 접점=1이거나, 또는 센서=1이 아니거나, 또는 '센서점등' 시간이 경과했으면, 출력2=OFF, 출력2 LED=OFF로 설정한다(ST79).
또한 센서=1이거나, 또는 '일몰동작' 시간이 경과하지 않았거나, 또는 '센서점등' 시간이 경과하지 않았으면, 출력2=ON, 출력2 LED=ON으로 설정한다(ST80).
도 10은 도 3에서 출력3 동작 단계의 상세흐름도이다.
출력3 동작이 시작되면, 과방전인지 판별한다(ST81).
또한 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별한다(ST82).
이때 일몰=1이 아니면, 방범모드인지 판별한다(ST83).
또한 일몰=1이면, 방범모드인지 판별한다(ST84).
이때 방범모드이면, 센서=1인지 판별한다(ST85).
또한 방범모드이거나, 또는 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별한다(ST86).
그래서 과방전이거나, 또는 방범모드가 아니거나, 또는 접점=1이면, 출력3=OFF, 출력3 LED=OFF로 설정한다(ST87).
또한 방범모드가 아니거나, 또는 센서=1이면, 출력3=ON, 출력3 LED=ON으로 설정한다(ST88).
이처럼 본 발명은 태양전지의 전력 측정을 수행하고, 배터리 잔량 측정을 수행하며, 사용자 임의대로 출력 방식을 선택할 수 있고, 일몰 감지를 전지전압 또는 시간을 택하여 수행할 수 있도록 하여 태양광 모듈의 제어효율성을 향상시키게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양광 컨트롤러의 블록구성도이다.
도 2의 (a) ~ (d)는 도 1의 로직에 의해 사용자가 설정할 수 있는 메뉴를 디스플레이 시킨 예를 보인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양광 컨트롤러의 제어방법을 보인 흐름도이다.
도 4는 도 3에서 과방전 감지 단계의 상세흐름도이다.
도 5는 도 3에서 일출일몰 감지 단계의 상세흐름도이다.
도 6은 도 3에서 충전 동작 단계의 상세흐름도이다.
도 7은 도 3에서 입력 감지 단계의 상세흐름도이다.
도 8은 도 3에서 출력1 동작 단계의 상세흐름도이다.
도 9는 도 3에서 출력2 동작 단계의 상세흐름도이다.
도 10은 도 3에서 출력3 동작 단계의 상세흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 태양광 모듈
20 : 태양광 컨트롤러
21 : 로직부
22 : 전력 측정부
23 : RTC
24 : 유저 설정부
25 : RS-485
26 : 센서
27 : 출력1 처리부
28 : 출력2 처리부
29 : 출력3 처리부
30 : 네트워크 연결부

Claims (11)

  1. 태양광 컨트롤러(20)의 로직부(21)에서 태양광 모듈(10)의 과방전 여부를 감지하여 처리하는 과방전 감지 단계(ST1)와;
    상기 로직부(21)는 측정된 상기 태양광 모듈(10)의 전압 및 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 일출과 일몰을 감지하여 야간 동작이 시작될 수 있도록 하는 일출일몰 감지 단계(ST2)와;
    측정된 상기 태양광 모듈(10)의 전압, 배터리(15)의 전압 및 상기 RTC(23)에서 제공된 시간을 이용하여 상기 로직부(21)는 상기 태양광 모듈(10)의 충전 동작을 제어하는 충전 동작 단계(ST3)와;
    상기 로직부(21)는 일몰 여부를 감지하는 센서(26)를 통해 방범 모드 설정시 점등 및 소등 기능이 동작하도록 처리하는 입력 감지 단계(ST4)와;
    상기 로직부(21)는 유저 설정에 따라 출력 방식이 설정되면, 설정된 출력 방식에 따라 상기 태양광 컨트롤러(20)에서 출력되도록 하는 출력 동작 단계(ST5 ~ ST7);
    를 포함하고,
    상기 과방전 감지 단계는,
    배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압 미만인지 판별하는 제 11 단계(ST11)와;
    상기 제 11 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압 미만이면, 저전압 시간이 없을 경우 현재시간을 저전압시간으로 설정한 다음 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압 미만인지 판별하는 제 12 단계(ST12 ~ ST14)와;
    상기 제 12 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압 미만이면 현재시간이 저전압시간+1분을 초과했는지 판별하는 제 13 단계(ST15)와;
    상기 제 12 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압 미만이 아니면 현재시간이 저전압시간+2분을 초과했는지 판별하는 제 14 단계(ST16)와;
    상기 제 13 단계에서 현재시간이 저전압시간+1분을 초과하거나 또는 상기 제 14 단계에서 현재시간이 저전압시간+2분을 초과하면 과방전으로 인식해서 저전압시간을 초기화시키는 제 15 단계(ST17)와;
    상기 제 11 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압 미만이 아니면, 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 또다른 일정전압을 초과할 때 과방전을 해제하고 저전압시간을 초기화시키는 제 16 단계(ST18, ST19);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 컨트롤러의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 일출일몰 감지 단계는,
    일출일몰 감지를 시작하면, 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압을 초과하는지 판별하는 제 21 단계(ST21)와;
    상기 제 21 단계에서 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압을 초과하면, 일몰=0, 일몰대기시간=0, 센서대기시간=0으로 설정하는 제 22 단계(ST22)와;
    상기 제 21 단계에서 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압을 초과하지 않으면, '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태인지 판별하는 제 23 단계(ST23)와;
    상기 제 23 단계에서 '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태이면, 현재시간이 '설정시간' 보다 빠를 경우 일몰=1, 일몰대기시간=0, 재충전대기시간=0으로 설정하는 제 24 단계(ST24, ST25)와;
    상기 제 23 단계에서 '일몰동작조건'이 '시간' 설정 상태가 아니면, '일몰동작조건'이 'OFF'로 설정되어 있지 않고, 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압 미만이면, 일몰대기시간=현재시간으로 설정하고, 일몰 시간에서 일정시간이 경과하면 일몰=1, 일몰대기시간=0, 재충전대기시간=0으로 설정하는 제 25 단계(ST26 ~ ST31);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 컨트롤러의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전 동작 단계는,
    충전동작이 시작되면, 상기 태양광 모듈(10)의 전압이 상기 배터리(15)의 전압을 초과하고, 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압 미만인지 판별하는 제 41 단계(ST41, ST42)와;
    상기 제 41 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압 미만이면, 재충전대기시간=0인지 판별하는 제 42 단계(ST43)와;
    상기 제 42 단계에서 재충전대기시간=0이 아니면, 현재시간>재충전대기시간+5분인지 판별하는 제 43 단계(ST44)와;
    상기 제 42 단계에서 재충전대기시간=0이거나 또는 상기 제 43 단계에서 현재시간>재충전대기시간+5분이면, 충전 ON, 충전 LED ON, 재충전대기시간=0으로 설정하는 제 44 단계(ST45)와;
    상기 제 41 단계에서 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 하나의 일정전압 미만이 아니면, 상기 배터리(15)의 전압이 미리 설정한 다른 일정전압을 초과할 경우 충전 OFF, 충전 LED OFF, 재충전대기시간=현재시간으로 설정하는 제 45 단계(ST46, ST47);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 컨트롤러의 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력 감지 단계는,
    입력 감지가 시작되면, 센서대기시간을 설정한 다음 센서대기시간이 미리 설정한 일정시간을 경과했는지 판별하는 제 51 단계(ST51 ~ ST53)와;
    상기 제 51 단계에서 센서대기시간이 미리 설정한 일정시간을 경과했으면 센서=1, 센서대기시간=0으로 설정하고, 접점 포트를 감지하여 접점대기시간을 설정한 후 접점대기시간이 미리 설정한 일정시간을 경과했는지 판별하는 제 52 단계(ST54 ~ ST58)와;
    상기 제 52 단계에서 접점대기시간이 미리 설정한 일정시간을 경과했으면, 접점=1, 접점대기시간=0으로 설정하는 제 53 단계(ST59);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 컨트롤러의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력 동작 단계는,
    출력1 동작이 시작되면, 과방전인지 판별하는 제 61 단계(ST61)와;
    상기 제 61 단계에서 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별하는 제 62 단계(ST62)와;
    상기 제 62 단계에서 일몰=1이면, 방범모드인지 판별하는 제 63 단계(ST63)와;
    상기 제 63 단계에서 방범모드이면, 센서=1인지 판별하는 제 64 단계(ST64)와;
    상기 제 64 단계에서 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별하는 제 65 단계(ST65)와;
    상기 제 61 단계에서 과방전이거나, 또는 상기 제 62 단계에서 일몰=1이 아니거나, 또는 상기 제 65 단계에서 접점=1이면, 출력1=OFF, 출력1 LED=OFF로 설정하는 제 66 단계(ST66)와;
    상기 제 63 단계에서 방범모드가 아니거나, 또는 상기 제 64 단계에서 센서=1이면, 출력1=ON, 출력1 LED=ON으로 설정하는 제 67 단계(ST67);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 컨트롤러의 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력 동작 단계는,
    출력2 동작이 시작되면, 과방전인지 판별하는 제 71 단계(ST71)와;
    상기 제 71 단계에서 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별하는 제 72 단계(ST72)와;
    상기 제 72 단계에서 일몰=1이면, 방범모드인지 판별하는 제 73 단계(ST73)와;
    상기 제 73 단계에서 방범모드이면, 센서=1인지 판별하는 제 74 단계(ST74)와;
    상기 제 74 단계에서 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별하는 제 75 단계(ST75)와;
    상기 제 73 단계에서 방범모드가 아니면, '일몰동작' 시간이 경과했는지 판별하는 제 76 단계(ST76)와;
    상기 제 76 단계에서 '일몰동작' 시간이 경과했으면 센서=1인지 판별하는 제 77 단계(ST77)와;
    상기 제 77 단계에서 센서=1이면 '센서점등' 시간이 경과했는지 판별하는 제 78 단계(ST78)와;
    상기 제 71 단계에서 과방전이거나, 또는 상기 제 72 단계에서 일몰=1이 아니거나, 또는 상기 제 75 단계에서 접점=1이거나, 또는 상기 제 77 단계에서 센서=1이 아니거나, 또는 상기 제 78 단계에서 '센서점등' 시간이 경과했으면, 출력2=OFF, 출력2 LED=OFF로 설정하는 제 79 단계(ST79)와;
    상기 제 74 단계에서 센서=1이거나, 또는 상기 제 76 단계에서 '일몰동작' 시간이 경과하지 않았거나, 또는 상기 제 78 단계에서 '센서점등' 시간이 경과하지 않았으면, 출력2=ON, 출력2 LED=ON으로 설정하는 제 80 단계(ST80);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 컨트롤러의 제어방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 출력 동작 단계는,
    출력3 동작이 시작되면, 과방전인지 판별하는 제 81 단계(ST81)와;
    상기 제 81 단계에서 과방전이 아니면, 일몰=1인지 판별하는 제 82 단계(ST82)와;
    상기 제 82 단계에서 일몰=1이 아니면, 방범모드인지 판별하는 제 83 단계(ST83)와;
    상기 제 82 단계에서 일몰=1이면, 방범모드인지 판별하는 제 84 단계(ST84)와;
    상기 제 84 단계에서 방범모드이면, 센서=1인지 판별하는 제 85 단계(ST85)와;
    상기 제 83 단계에서 방범모드이거나, 또는 상기 제 85 단계에서 센서=1이 아니면, 접점=1인지 판별하는 제 86 단계(ST86)와;
    상기 제 81 단계에서 과방전이거나, 또는 상기 제 83 단계에서 방범모드가 아니거나, 또는 상기 제 86 단계에서 접점=1이면, 출력3=OFF, 출력3 LED=OFF로 설정하는 제 87 단계(ST87)와;
    상기 제 84 단계에서 방범모드가 아니거나, 또는 상기 제 85 단계에서 센서=1이면, 출력3=ON, 출력3 LED=ON으로 설정하는 제 88 단계(ST88);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 컨트롤러의 제어방법.
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JPH1012017A (ja) 1996-06-20 1998-01-16 Iwasaki Electric Co Ltd 照明装置
KR200379202Y1 (ko) * 2004-12-13 2005-03-17 주식회사 신우테크 태양광/풍력을 이용한 가로등 및 그 전원제어장치
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