KR101037875B1 - 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법 - Google Patents

태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는; 전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템에 있어서, 각 소자에 부착된 온도센서와 하우징에 구비된 팬을 구동하는 공냉제어 및 이를 통한 소자의 이상 유무에 따른 동작을 수행하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법을 요지로 한다.

Description

태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법 {Air cooling control method for solar power generation inverter}
본 발명은 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는; 전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템에 있어서, 각 소자에 부착된 온도센서와 하우징에 구비된 팬을 구동하는 공냉제어 및 이를 통한 소자의 이상 유무에 따른 동작을 수행하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법을 요지로 한다.
본 발명에 대한 배경기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0819499호의 냉난방기능을 갖는 랙 기술이 있다. 이 기술은 감시부에 의해 랙의 내부의 상부, 중부, 하부에서 발생되는 이상온도를 각각 측정하여 다수개의 내부냉난방부 및 외부냉난방부를 각각 제어할 수 있고, 감지부에 의해 랙의 내부의 상부, 중부, 하부에서 발생되는 이상온도를 각각 측정하여 외부에 알릴 수 있는 기술로서 감시부, 내부냉난방부, 외부냉난방부, 온도센서 및 습도센서를 구비하고, 상기 다수개의 내부냉난방부 및 외부냉난방부를 제어하도록 함체의 내부에 설치된 냉난방제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 대한 다른 배경기술로서, 대한민국 등록특허 10-0616579호의 옥외형 통신장비의 냉각장치 및 그 냉각방법 기술이 있다 이 기술은 통신장비의 냉각장치 및 그 방법에 관한 것으로, 캐비넷과, 내부공기순환팬과, 외부공기순환팬과, 이들 팬에 의해 유도된 내,외부공기를 혼합하지 않고 열교환시키는 열교환챔버를 갖춘 통신장비의 냉각장치에 있어서, 캐비넷의 일면에 상기 열교환챔버와 병설되고 필터를 내장하며 필터의 배면에 형성된 흡입덕트 및 이와 연통되고 상기 캐비넷의 내부와 연통되는 공급구가 형성된 버퍼공간을 갖는 필터링챔버와; 상기 버퍼공간상에 마련된 상기 흡입덕트의 하단면에 설치된 외부공기흡입팬과; 상기 열교환챔버의 하단에 마련되어 순환되는 내부공기가 캐비넷 내부로 배출되는 배출구 주변의 캐비넷 내벽에 고정된 히터와; 상기 캐비넷의 선반 적소에 고정된 온도센서와; 온도센서의 측온값에 따라 상기 팬들 및 히터의 구동을 제어하도록 선반 일부에 고정된 제어패널을 구비한 후 온도센서를 통해 계측되는 내부온도변화에 따라 구비된 다수의 팬 및 히터를 적절히 구동제어하여 냉각을 수행해낼 수 있도록 구성된 것을 요지로 한다.
상기의 기술들은 장비 또는 랙의 온도를 모니터하고 단순히 팬을 구동하여 제어하는 구조이므로, 내부의 고장이나 팬 자체의 이상이 발생한 경우 즉각 대응을 할 수 없는 단점이 있다. 외부의 기온에 따른 상대적인 냉각 온도를 감지하거나 장비 자체에 위치한 발열 소자의 온도를 파악할 수 없으므로 냉각 효과의 효율적인 관리가 불가능한 제약이 있다.
KR10-0819499 B1 KR10-0616579 B1 KR10-2008-0019767 A KR10-2006-0109039 A KR10-2008-0076537 A KR10-2005-0000618 A KR10-2004-0032419 A
태양광 발전 시스템의 인버터는 설치 공간의 제약을 받는 경우가 많고 그 설치 장소도 실내외에 걸쳐 광범위하다. 또한 태양광 발전 인버터는 하나의 하우징에 모든 회로를 수납하도록 구성되므로 전력기기 소자들로부터 발생되는 열의 효율적인 냉각 수단이 필요하다. 특히 콘덴서, 트랜스포머를 포함하는 인덕터, 반도체 소자들은 작동 온도에 따라 그 수명이 좌우된다. 따라서 태양광 발전용 인버터와 같이 비교적 대전력을 발생시키는 기기들은 그 동작 온도의 제어가 수명과 직결되는 문제가 되고 있다.
본 발명은, 냉각 수단 자체의 고장이나 오동작이 발생하는 경우 이를 감지하고 대응을 할 수 있으며 냉각의 효과를 모니터 할 수 있는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한 본 발명은 인버터를 구성하는 소자 및 하우징의 컴파트먼트 별로 온도를 감지하고 공냉시킬 뿐만 아니라 각 소자 및 흡기/배기팬의 이상유무를 감시하고 필요에 따라 인버터의 동작을 차단시키는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 전술한 과제의 해결 수단으로서,
전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템에 있어서,
상기 태양광 발전용 인버터의 하우징의 내부에 제1컴파트먼트, 제2컴파트먼트, 제3컴파트먼트, 제4컴파트먼트를 구비하고, 상기 제1컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제1배기팬을 구비하며, 제2컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제2배기팬을 구비하고, 제3컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제3배기팬(350)을 구비하며, 제4컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제4배기팬을 구비하고, 상기 제1컴파트먼트 내에는 인버터 구동부, 제2컴파트먼트 내에는 콘덴서 및 인버터 드라이버, 제3컴파트먼트 내에는 고조파 필터, 제4컴파트먼트에는 출력 트랜스가 배설되고 결선되며,
외기 온도센서, 인버터 구동부 온도센서, 콘덴서 온도센서, 고조파 필터 온도센서, 출력 트랜스 온도센서, 콘트롤 유닛을 구비한 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법은 냉각 수단 자체의 고장이나 오동작이 발생하는 경우 이를 감지하고 대응을 할 수 있으며 냉각의 효과를 모니터 할 수 있는 작용효과가 있다.
또한 본 발명은 인버터를 구성하는 소자 및 하우징의 컴파트먼트 별로 온도를 감지하고 공냉시킬 뿐만 아니라 각 소자 및 흡기/배기팬의 이상유무를 감시하고 필요에 따라 인버터의 동작을 차단시키는 작용효과가 있다.
도1은 멀티 스트링 태양광 발전 시스템의 일반적인 구성
도2는 멀티 스트링 태양광 발전 시스템의 3상 인버터의 회로 구성과 각 부 파형의 일례
도3은 멀티 스트링 태양광 발전 시스템 3상 인버터 회로의 블록 다이어그램
도4는 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템의 구성의 일례
도5는 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템의 온도센서 구성의 일례
도6은 본 발명의 컴파트먼트별 소자들의 구분과 팬 및 온도센서의 배열관계
도7은 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템의 구성
도8은 팬구동 버퍼 구성의 일 실시예
도9는 본 발명의 초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계와 인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계 흐름도
도10은 본 발명의 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계 흐름도
도11은 본 발명의 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계 흐름도
도12는 본 발명의 연속 구동 및 종료단계 흐름도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다
도 1은 멀티 스트링 태양광 발전 시스템의 일반적인 구성을 도시한다. 통상의 태양광 발전 시스템은 복수의 태양전지 어레이(100)와 각각의 스트링 출력단에 역류 방지 다이오드가 직렬로 연결되고, 상기 역류 방지 다이오드를 통한 복수의 태양전지 어레이(100)로부터의 전력을 통합하여 인버터(200)의 입력단으로 공급한다. 상기 인버터(200)의 입력단과 출력단에는 전압을 모니터하기 위해 입력 Vi센서와 출력 Vo센서를 연결하고 계측 수단에 의해 입력 및 출력의 전류 전압을 측정한다.
도 2는 일반적인 멀티 스트링 태양광 발전 시스템의 3상 인버터의 회로 구성과 각 부 파형의 일례를 도시한다. 태양 전지 스트링으로부터 공급되는 전력은 인버터 입력단에 연결된다. 이 전력은 인버터 구동부(210)의 평활용 콘덴서(220) 양단으로 공급되고 상기 평활된 전력은 인버터 구동부(210)의 3상 브리지(bridge) 회로에 의해 스위칭된다. 상기 브리지 회로는 통상적으로 펄스폭 변조(PWM) 방식이 사용되며 각각의 상(phase)별로 1조의 스위칭 소자로써 구성된다. 이 때 브리지 회로의 출력 전압은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 스위칭에 의한 펄스 트레인의 형태로 출력되고 이에 따른 전류는 후단의 리액턴스에 의해 스위칭 잡음이 포함된 정현파의 형태로 제공된다. 상기 인버터 구동부(210)의 3상 브리지 회로의 출력은 고조파 필터(240)를 통해 잡음이 제거된 정현파 전력 파형으로 출력 트랜스(250)에 공급된다. 이 때 고조파 필터(240)는 상기 각 상 별로 구비된 L-C 필터로써 인버터 구동부(210)의 출력에 혼재하는 스위칭 잡음을 제거하고 50/60Hz의 정현파에 공진하도록 구성된다. 상기 L-C 필터는 상기 인버터 구동부(210)의 3개 출력에 대해 3개의 인덕터의 각 일단이 연결되고 상기 3개의 인덕터 타단에는 2개의 인덕터간 마다 커패시터를 연결하여 구성한다. 상기 고조파 필터(240)의 3개 출력은 Δ-Y 결선의 3상 트랜스포머로 구성된 출력 트랜스(250)를 통해 변류-변압되어 그리드 출력으로 파워 그리드에 공급된다. 상기 고조파 필터(240)의 3개 출력은 상기 출력 트랜스(250)의 일차측 Δ결선의 각 단에 연결되고, 2차측의 Y결선 단으로부터 파워 그리드에 3상 전력을 공급한다. 도 2에서 (a)는 상기 인버터 입력단에 공급되는 태양 전지 스트링으로부터의 전압을 도시하며, (b)는 상기 인버터 구동부(210)의 출력 전압 및 전류 파형을 나타낸다. 상기 인버터 구동부(210)의 출력 전압은 PWM으로 스위칭된 펄스열(pulse train)이며. 전류값은 이어 연결된 고조파 필터(240)의 인덕터에 의해 상기 펄스열(pulse train) 전압의 적분값이 되어 도 2의 (b)에 도시된 파형으로 제공된다. 상기 고조파 필터(240)의 출력 전압은 잡음이 제거된 정현파 (c)이며, 그리드 출력은 변압된 전압(d)으로 제공된다.
도 3은 도 2의 일반적인 멀티 스트링 태양광 발전 시스템 3상 인버터 회로의 블록 다이어그램을 도시한다. 태양 전지 스트링으로부터 공급되는 전력은 인버터 입력단에 PV+와 PV- 및 콘덴서(220)에 연결되고, 상기 전력은 인버터 구동부(210)의 3상 브리지 회로에 의해 스위칭된다. 상기 인버터 구동부(210)의 3상 브리지 회로의 위상 별 출력은 고조파 필터(240)을 통해 정현파 전력 파형으로 출력 트랜스(250)에 공급된다. 상기 고조파 필터(240)의 3개 출력은 출력 트랜스(250)를 통해 변류-변압되어 그리드 출력으로 파워 그리드에 공급된다. 상기 브리지 회로는 통상적으로 펄스폭 변조(PWM) 방식이 사용되며 위상 별 그리드 출력을 피드백하여 브리지 스위칭 소자별로 펄스폭 변조(PWM) 스위칭 펄스를 생성하는 인버터 드라이버(230)에 의해 스위칭 제어가 이루어진다.
이상의 태양광 발전 시스템의 인버터는 설치 공간의 제약을 받는 경우가 많고 그 설치 장소도 실내외에 걸쳐 광범위하다. 또한 태양광 발전 인버터는 하나의 하우징에 모든 회로를 수납하도록 구성되므로 전력기기 소자들로부터 발생되는 열의 효율적인 냉각 수단이 필요하다.
특히 콘덴서, 트랜스포머를 포함하는 인덕터, 반도체 소자들은 작동 온도에 따라 그 수명이 좌우된다. 예로서 콘덴서의 경우;
T = 사용온도에서의 추정 수명, Tg = 최고 동작 온도에의 수명, tmax = 최고 사용온도, ta = 실제 사용 온도 라 할 때, T = Tg * 2^[(tmax-ta)/10] 의 관계가 있다. 또한 인덕터의 경우에는 동작하는 온도에 따라 코일의 내열 수명이 결정되며 코어를 구성하는 자성체의 퀴리 온도로 인해 동작 온도 범위가 제한되는 특성을 갖는다. 따라서 태양광 발전용 인버터와 같이 비교적 대전력을 발생시키는 기기들은 그 동작 온도의 제어가 수명과 직결되는 문제가 되고 있어, 이를 해결하기 위해 각종 냉각 수단을 구비하도록 구성되며 공냉식의 방법이 주류를 이루고 있다. 태양광 발전용 인버터에 대한 통상의 공냉식의 냉각 수단으로서 상기 하우징을 구성하는 벽면의 일부에 개구부를 형성하고 모터에 의해 공기를 흡입하거나 배출시키는 강제 공냉식의 냉각 수단이 구성되고 있다. 본 발명은, 냉각 수단 자체의 고장이나 오동작이 발생하는 경우 이를 감지하고 대응을 할 수 있으며 냉각의 효과를 모니터 할 수 있는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법을 요지로 한다.
도 4는 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템의 구성의 일례를 도시하며 발명의 구성을 명확히 하기 위해 배선 관계는 생략하여 도시한다. 태양광 발전용 인버터 하우징의 내부는 적어도 2개 이상의 컴파트먼트로 구분되어 있고 각각의 컴파트먼트의 일측 벽에는 배기팬이 구비되고 타측 벽에는 흡기팬 또는 흡기구가 구비된다. 각각의 컴파트먼트에는 태양광 발전 인버터의 회로를 구성하는 소자들이 배치되고 결선되어 인버터 회로를 구성한다. 도 4의 일례에서는 태양광 발전용 인버터 하우징의 내부에 제1컴파트먼트(310), 제2컴파트먼트(320), 제3컴파트먼트(330), 제4컴파트먼트(340)를 구비한다. 또한 제1컴파트먼트(310)의 일측 벽에는 제1흡기팬(390)을 구비하고 타측 벽에는 제1배기팬(350)을 구비한다. 제2컴파트먼트(320)의 일측 벽에는 제1흡기구(401)를 구비하고 타측 벽에는 제2배기팬(360)을 구비한다. 제3컴파트먼트(330)의 일측 벽에는 제2흡기구(402)를 구비하고 타측 벽에는 제3배기팬(350)을 구비한다. 제4컴파트먼트(340)의 일측 벽에는 제2흡기팬(400)을 구비하고 타측 벽에는 제4배기팬(380)을 구비한다. 또한 상기 태양광 발전용 인버터 하우징에 있어서 제1컴파트먼트(310) 내에는 인버터 구동부(210), 제2컴파트먼트(320) 내에는 콘덴서(220) 및 인버터 드라이버(230), 제3컴파트먼트(330) 내에는 고조파 필터(240), 제4컴파트먼트(340)에는 출력 트랜스(250)이 배설되고 결선되어 태양광 발전용 인버터를 구성한다.
도 5는 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템의 온도센서 구성의 일례를 도시하며 발명의 구성을 명확히 하기 위해 배선 관계는 생략하여 도시한다. 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 하우징 외부에는 외부의 온도를 감지하는 외기 온도센서(410)이 배치되고, 도 4에 설명된 제1컴파트먼트(310)내의 인버터 구동부(210)의 방열판에는 인버터 구동부 온도센서(450)가 고정 배치되어 인버터 구동부의 온도를 감지한다. 제2컴파트먼트(320)에 배치된 콘덴서(220)의 외부에는 콘덴서 온도센서(420)이 배치되어 온도를 감지하고, 제3컴파트먼트(330)에 위치한 고조파 필터(240) 소자에는 고조파 필터 온도센서(430)을 고정 부착한다. 또한 제4컴파트먼트(340)에 위치한 출력 트랜스(250)의 온도는 출력 트랜스 온도센서(440)로써 감지하도록 상기 출력 트랜스(250)에 부착된다. 아울러 본 발명의 온도센서들로부터 감지되는 온도를 수집하고 흡기 및 배기팬 들을 구동하며 제어하는 콘트롤 유닛(500)이 제2컴파트먼트(320)내에 구비된다. 상기의 태양광 발전용 인버터를 구성하는 소자들의 배치는 인버터 하우징에 임의로 위치할 수도 있으며, 필요에 따라 컴파트먼트와 팬들을 증설하거나 감소시키는 구성도 가능하다.
도 6은 도3에서 설명된 멀티 스트링 태양광 발전 시스템 3상 인버터 회로의 블록 다이어그램에 대해 본 발명의 컴파트먼트별 소자들의 구분과 팬 및 온도센서의 배열관계, 그리고 본 발명의 콘트롤 유닛(520)을 도시한 것이다. 본 발명의 콘트롤 유닛(520)은 전술한 온도센서들로부터 감지되는 온도 신호들과 각각의 팬들로 흐르는 전류값을 감지하는 전류센서(540)으로부터의 전류량을 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기(510);와 상기 A/D 변환기(510)로부터의 데이터를 처리하는 콘트롤러(520); 상기 콘트롤러(520)로부터의 제어신호를 받아 팬 각각의 구동 속도를 제어하는 팬구동 버퍼(530);로 구성되고, 상기 콘트롤러(520)로부터 처리되는 각각의 온도 및 팬의 상태 등을 모니터하는 디스플레이(531)으로 구성된다.
도 7은 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템의 구성을 도시한 것으로서 전술한 각종 온도센서들과 팬들에 대해 콘트롤 유닛(520)과의 연결관계를 구체적으로 도시한 것이다. 각각의 팬에 전원을 공급하는 라인에는 전류센서(540)들이 구비되어 팬에 흐르는 전류를 A/D변환기(510)를 통해 온도 데이터와 함께 콘트롤러(520)에서 감지하며, 상기 콘트롤러(520)는 팬 콘트롤 출력(525)을 통해 각각의 팬구동 버퍼(530)를 제어한다. 상기 팬구동 버퍼(530)는 팬 콘트롤 출력(525) 신호에 따라 Vcc단자로부터 제공되는 전압을 이용하여 각각의 팬에 흐르는 전류량을 가변함으로써 팬의 회전 속도를 제어한다. 또한 상기 콘트롤러(520)는 각종 센서로부터의 신호를 분석하여 그 결과를 디스플레이(531)에 표시하며 LAN을 통하여 데이터를 전송하고 이상 상태 검출 시 인버터를 off시키기 위한 신호를 출력하도록 구성된다. 도면에는 도시되지 않았으나, 상기의 인버터를 off시키기 위한 신호는 전술한 인버터 드라이버(230)에 공급되어 인버터 구동부(210)의 스위칭을 정지시키거나 또는 인버터(200)에 대해 태양전지 어레이(100)로부터 공급되는 인버터 입력 전력을 릴레이 등을 이용하여 차단하도록 구성할 수도 있다.
도 8은 전술한 팬구동 버퍼(530)의 구성의 일 실시예를 도시한다. 단일의 팬구동 버퍼는 Vcc로부터 각각의 팬에 공급되는 전류량을 제어하기 위한 수단으로서 전술한 팬 콘트롤 출력(525)에 의해 팬의 속도가 가변되도록 구성한다. 도면에서 팬구동 버퍼(530)의 내부에는 Vcc로부터 팬까지 흐르는 전류를 제어하는 pnp형 트랜지스터 Tr1의 콜렉터 단이 Vcc측으로 에미터 단이 팬측으로 연결되며 상기 Tr1의 콜렉터와 베이스 단자 간에는 저항 R1이 연결되어 상기 Tr1을 통해 흐르는 전류를 제어한다. 상기 팬구동 버퍼(530)의 R1값은 Vcc가 on되면 연결된 팬을 구동하는 전류가 약 50%정도 흐르도록 설정한다. 상기 R1에는 포토 트랜지스터 Tr2의 콜렉터 단이 Tr1의 콜렉터 단으로, Tr2의 에미터 단이 Tr1의 베이스 단으로 연결되어 R1과 병렬 저항의 기능을 갖도록 구성된다. 상기 Tr2의 베이스 측에는 콘트롤 신호에 직력 연결된 저항 R2와 상기 R2를 통해 흐르는 전류가 발광다이오드 D1으로 흐르도록 배치되어 D1과 Tr2는 포토 커플러를 형성한다. 따라서 전원 Vcc가 투입되면 팬측으로는 1단계로서 약 50%의 구동 전류가 흐르고, 콘트롤 신호가 공급되면 Tr2가 on되므로 팬에는 2단계의 최대 전류가 흐르게 되어 팬의 최대 속도로 회전할 수 있게 된다.
이하 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법을 도면을 통하여 설명한다. 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법은 초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계, 인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계, 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계, 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계, 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계, 연속 구동 및 종료단계로 구성된다.
도 9는 본 발명의 초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계와 인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 흐름도로 도시한 것이다. 먼저 시작 단계(S100)를 거쳐 전술한 콘트롤러(520)는 주변 온도와 인버터 구동부의 온도에 대한 허용 온도차 t1, 주변 온도와 콘덴서의 온도에 대한 허용 온도차 t2, 주변 온도와 고조파 필터의 온도에 대한 허용 온도차 t3, 주변 온도와 출력 트랜스의 온도에 대한 허용 온도차 t4를 설정하는 하용 온도차 설정 단계(S110);를 수행한다.
이어 콘트롤러(520)는 주변온도 ts, 인버터 구동부의 온도 ti, 콘덴서의 온도 tc, 고조파 필터의 온도 tf, 출력 트랜스의 온도 tt를 센서들로부터 데이터화 하는 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)을 수행한다. 이어 콘트롤러(520)는 상기 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)에서 입력된 인버터 구동부의 온도 ti과 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 인버터 구동부의 온도에 대한 허용 온도차 t1 이내인가를 판단하는 인버터 구동부의 허용 온도차 판단 단계(S130)을 수행한다. 상기 허용 온도차 판단 단계(S130)에서 허용 온도차 t1 이내로 판단되면 콘트롤러(520)는 인버터 구동부의 정성 상태 온도를 디스플레이(S180)하고 후술할 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
상기 인버터 구동부의 허용 온도차 판단 단계(S130)에서 인버터 구동부의 온도 ti과 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t1보다 큰 경우에는 인버터 구동부를 냉각시키는 제1흡기팬/제1배기팬의 전류 i1, i2 를 A/D 입력(S140)받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제1흡기팬/제1배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S150)을 수행한다. 상기 제1흡기팬/제1배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S150)에서 1단계의 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 팬 콘트롤 출력(525)으로 팬구동 버퍼(530)에 제어 신호를 출력하여 제1흡기팬/제1배기팬의 속도를 가속하는 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 구동 단계(S190)을 수행하고 후술할 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
만일 상기 제1흡기팬/제1배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S150)에서 1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제1흡기팬/제1배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제1흡기팬/제1배기팬의 전류 i1, i2 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S160)을 수행한다. 상기 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S160)에서 i1, i2 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 제1흡기팬/제1배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 인버터 구동부의 온도 ti과 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t1보다 크므로 상기 인버터 구동부가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S200)을 수행하고 후술할 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
상기의 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S160)에서 제1흡기팬/제1배기팬의 전류 i1, i2 가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러(520)는 제1흡기팬/제1배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제1흡기팬/제1배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S170)을 수행하고 후술할 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
도 10은 본 발명의 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 흐름도로 도시한 것이다.
전술한 초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계와 인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계에 이어 콘트롤러(520)는 상기 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)에서 입력된 콘덴서의 온도 tc와 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 콘덴서의 온도에 대한 허용 온도차 t2 이내인가를 판단하는 콘덴서의 허용 온도차 판단 단계(S210)을 수행한다. 상기 허용 온도차 판단 단계(S210)에서 허용 온도차 t2 이내로 판단되면 콘트롤러(520)는 콘덴서의 정상 상태 온도를 디스플레이(S260)하고 후술할 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
상기 콘덴서의 허용 온도차 판단 단계(S210)에서 콘덴서의 온도 tc와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t2보다 큰 경우에는 콘덴서를 냉각시키는 제2배기팬의 전류 i3 를 A/D 입력(S220)받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제2배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S230)을 수행한다. 상기 제2배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S230)에서 1단계의 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 팬 콘트롤 출력(525)으로 팬구동 버퍼(530)에 제어 신호를 출력하여 제2배기팬의 속도를 가속하는 제2배기팬 2단계 구동 단계(S270)을 수행하고 후술할 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
만일 상기 제2배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S230)에서 1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제2배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제2배기팬의 전류 i3 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제2배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S240)을 수행한다. 상기 제2배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S240)에서 i3 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 제2배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 콘덴서의 온도 tc와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t2보다 크므로 상기 콘덴서가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 콘덴서 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S280)을 수행하고 후술할 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
상기의 제2배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S240)에서 제2배기팬 의 전류 i3가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러(520)는 제2배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제2배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S250)을 수행하고 후술할 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행한다.
도 11은 본 발명의 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 흐름도로 도시한 것이다.
전술한 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계에 이어 콘트롤러(520)는 상기 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)에서 입력된 고조파 필터의 온도 tf와 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 고조파 필터의 온도에 대한 허용 온도차 t3 이내인가를 판단하는 고조파 필터의 허용 온도차 판단 단계(S290)을 수행한다. 상기 허용 온도차 판단 단계(S290)에서 허용 온도차 t3 이내로 판단되면 콘트롤러(520)는 고조파 필터의 정상 상태 온도를 디스플레이(S340)하고 후술할 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행한다.
상기 고조파 필터의 허용 온도차 판단 단계(S290)에서 고조파 필터의 온도 tf와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t3보다 큰 경우에는 고조파 필터를 냉각시키는 제3배기팬의 전류 i4 를 A/D 입력(S300)받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제3배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S310)을 수행한다. 상기 제3배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S310)에서 1단계의 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 팬 콘트롤 출력(525)으로 팬구동 버퍼(530)에 제어 신호를 출력하여 제3배기팬의 속도를 가속하는 제3배기팬 2단계 구동 단계(S350)을 수행하고 후술할 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행한다.
만일 상기 제3배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S310)에서 1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제3배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제3배기팬의 전류 i4 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제3배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S320)을 수행한다. 상기 제3배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S320)에서 i4 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 제3배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 고조파 필터의 온도 tf와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t3보다 크므로 상기 고조파 필터가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 고조파 필터 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S360)을 수행하고 후술할 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행한다.
상기의 제3배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S320)에서 제3배기팬 의 전류 i4가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러(520)는 제3배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제3배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S330)을 수행하고 후술할 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행한다.
도 12는 본 발명의 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 흐름도로 도시한 것이다.
전술한 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계에 이어 콘트롤러(520)는 상기 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)에서 입력된 출력 트랜스의 온도 tt과 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 출력 트랜스의 온도에 대한 허용 온도차 t4 이내인가를 판단하는 출력 트랜스의 허용 온도차 판단 단계(S370)을 수행한다. 상기 허용 온도차 판단 단계(S370)에서 허용 온도차 t4 이내로 판단되면 콘트롤러(520)는 출력 트랜스의 정상 상태 온도를 디스플레이(S420)하고 후술할 연속 구동 및 종료단계를 수행한다.
상기 출력 트랜스의 허용 온도차 판단 단계(S370)에서 출력 트랜스의 온도 tt와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t4보다 큰 경우에는 출력 트랜스를 냉각시키는 제2흡기팬/제4배기팬의 전류 i5, i6 를 A/D 입력(S380)받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제2흡기팬/제4배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S390)을 수행한다. 상기 제2흡기팬/제4배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S390)에서 1단계의 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 팬 콘트롤 출력(525)으로 팬구동 버퍼(530)에 제어 신호를 출력하여 제2흡기팬/제4배기팬의 속도를 가속하는 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 구동 단계(S430)을 수행하고 후술할 연속 구동 및 종료단계를 수행한다.
만일 상기 제2흡기팬/제4배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S380)에서 1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제2흡기팬/제4배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제2흡기팬/제4배기팬의 전류 i5, i6 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S400)을 수행한다. 상기 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S400)에서 i5, i6 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 제2흡기팬/제4배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 출력 트랜스의 온도 tt과 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t1보다 크므로 상기 출력 트랜스가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S440)을 수행하고 후술할 연속 구동 및 종료단계를 수행한다.
상기의 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S400)에서 제2흡기팬/제4배기팬의 전류 i5, i6 가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러(520)는 제2흡기팬/제4배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제2흡기팬/제4배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S410)을 수행하고 후술할 연속 구동 및 종료단계를 수행한다.
도 12는 본 발명의 연속 구동 및 종료단계를 흐름도로 도시한 것이다. 본 발명의 연속 구동 및 종료단계에서는 인버터의 소자별 온도 이상으로 인해 인버터가 차단되었는지를 판단하는 인버터 차단 판단 단계(S450)를 수행하고 인버터가 차단된 상태가 아닌 경우에는 주변온도 ts, 인버터 구동부의 온도 ti, 콘덴서의 온도 tc, 고조파 필터의 온도 tf, 출력 트랜스의 온도 tt를 저장하는 온도 저장 단계(S460)을 수행한다. 상기 온도 저장 단계(S460)에 이어 콘트롤러(520)은 주어진 시간 Td만큼을 대기하는 시간 지연단계(S470)에서 설정된 시간만큼을 지연하고 전술한 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)을 수행한다. 상기의 시간 지연 Td는 수십초 내지 수분의 간격으로 설정될 수 있다.
만약 상기 인버터 차단 판단 단계(S450)에서 인버터가 차단된 상태인 경우에는 콘트롤러(520)는 저장되어 있는 주변온도 ts, 인버터 구동부의 온도 ti, 콘덴서의 온도 tc, 고조파 필터의 온도 tf, 출력 트랜스의 온도 tt에 대해 각각 평균을 계산하고 각각의 온도와 동작 시간의 곱을 계산하여 저장하는 온도 시간 저장단계(S490)을 수행한다. 이어 콘트롤러(520)는 소자별 온도와 동작 시간의 곱을 이용하여 소자별 수명을 환산하고 남은 수명을 저장하는 소자 수명 계산 단계(S500)을 수행하고 종료한다.
따라서 본 발명의 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 시스템 및 방법은 인버터를 구성하는 소자 및 하우징의 컴파트먼트 별로 온도를 감지하고 공냉시킬 뿐만 아니라 각 소자 및 흡기/배기팬의 이상유무를 감시하고 필요에 따라 인버터의 동작을 차단시키는 특징이 있다.
또한, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 태양전지 어레이 200 : 인버터
210 : 인버터 구동부 220 : 콘덴서
230 : 인버터 드라이버 240 : 고조파 필터
250 : 출력 트랜스 310 : 제1컴파트먼트
320 : 제2컴파트먼트 330 : 제3컴파트먼트
340 : 제4컴파트먼트 350 : 제1배기팬
360 : 제2배기팬 370 : 제3배기팬
380 : 제4배기팬 390 : 제1흡기팬
400 : 제2흡기팬 401 : 제1흡기구
402 : 제2흡기구 410 : 외기온도센서
420 : 콘덴서 온도센서 430 : 고조파 필터 온도센서
440 : 출력 트랜스 온도센서 450 : 인버터 구동부 온도센서
500 : 콘트롤 유닛 510 : A/D 변환기
520 : 콘트롤러 525 : 팬 콘트롤 출력
531 : 디스플레이 530 : 팬구동 버퍼
540 : 전류 센서

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터 하우징의 내부에 제1컴파트먼트, 제2컴파트먼트, 제3컴파트먼트, 제4컴파트먼트를 구비하고, 상기 제1컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제1배기팬을 구비하며, 제2컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제2배기팬을 구비하고, 제3컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제3배기팬을 구비하며, 제4컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제4배기팬을 구비하고, 상기 제1컴파트먼트 내에는 인버터 구동부, 제2컴파트먼트 내에는 콘덴서 및 인버터 드라이버, 제3컴파트먼트 내에는 고조파 필터, 제4컴파트먼트에는 출력 트랜스가 배설되며,
    상기 태양광 발전용 인버터의 하우징 외부에는 외부의 온도를 감지하는 외기 온도센서, 제1컴파트먼트내의 인버터 구동부의 방열판에는 인버터 구동부 온도센서, 제2컴파트먼트에 배치된 콘덴서의 외부에는 콘덴서 온도센서, 제3컴파트먼트에 위치한 고조파 필터 소자에는 고조파 필터 온도센서, 제4컴파트먼트에 위치한 출력 트랜스의 온도는 출력 트랜스 온도센서를 구비한 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법에 있어서,
    초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계;와
    인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;와
    콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;및
    연속 구동 및 종료단계;를 포함하여 구성되며,

    상기 초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계는,
    시작 단계(S100)를 거쳐 콘트롤러가 주변 온도와 인버터 구동부의 온도에 대한 허용 온도차 t1, 주변 온도와 콘덴서의 온도에 대한 허용 온도차 t2, 주변 온도와 고조파 필터의 온도에 대한 허용 온도차 t3, 주변 온도와 출력 트랜스의 온도에 대한 허용 온도차 t4를 설정하는 허용 온도차 설정 단계(S110);를 수행하고
    주변온도 ts, 인버터 구동부의 온도 ti, 콘덴서의 온도 tc, 고조파 필터의 온도 tf, 출력 트랜스의 온도 tt를 센서들로부터 데이터화 하는 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120);
    상기 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)에서 입력된 인버터 구동부의 온도 ti과 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 인버터 구동부의 온도에 대한 허용 온도차 t1 이내인가를 판단하는 인버터 구동부의 허용 온도차 판단 단계(S130);
    상기 허용 온도차 판단 단계(S130)에서 허용 온도차 t1 이내로 판단되면 인버터 구동부의 정상 상태 온도를 디스플레이(S180)하고 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인버터 구동부의 허용 온도차 판단단계(S130)에서,
    인버터 구동부의 온도 ti과 주변 온도ts의 차가 허용 온도차 t1보다 큰 경우에는 인버터 구동부를 냉각시키는 제1흡기팬/제1배기팬의 전류 i1, i2 를 A/D 입력(S140)받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제1흡기팬/제1배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S150)를 수행하고,
    상기 제1흡기팬/제1배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S150)에서 1단계의 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 팬 콘트롤 출력으로 팬구동 버퍼에 제어 신호를 출력하여 제1흡기팬/제1배기팬의 속도를 가속하는 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 구동 단계(S190)을 수행하고 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1흡기팬/제1배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S150)에 있어서,
    1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제1흡기팬/제1배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제1흡기팬/제1배기팬의 전류 i1, i2 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S160)을 수행하고,
    상기 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S160)에서 i1, i2 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러(520)는 제1흡기팬/제1배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 인버터 구동부의 온도 ti과 주변 온도ts의 차가 허용온도차 t1보다 크므로 상기 인버터 구동부가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S200)를 수행하고 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  7. 제6항에 있어서,
    상기의 제1흡기팬/제1배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S160)에 있어서,
    제1흡기팬/제1배기팬의 전류 i1, i2 가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러는 제1흡기팬/제1배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제1흡기팬/제1배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S170)을 수행하고 콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  8. 전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터 하우징의 내부에 제1컴파트먼트, 제2컴파트먼트, 제3컴파트먼트, 제4컴파트먼트를 구비하고, 상기 제1컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제1배기팬을 구비하며, 제2컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제2배기팬을 구비하고, 제3컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제3배기팬을 구비하며, 제4컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제4배기팬을 구비하고, 상기 제1컴파트먼트 내에는 인버터 구동부, 제2컴파트먼트 내에는 콘덴서 및 인버터 드라이버, 제3컴파트먼트 내에는 고조파 필터, 제4컴파트먼트에는 출력 트랜스가 배설되며,
    상기 태양광 발전용 인버터의 하우징 외부에는 외부의 온도를 감지하는 외기 온도센서, 제1컴파트먼트내의 인버터 구동부의 방열판에는 인버터 구동부 온도센서, 제2컴파트먼트에 배치된 콘덴서의 외부에는 콘덴서 온도센서, 제3컴파트먼트에 위치한 고조파 필터 소자에는 고조파 필터 온도센서, 제4컴파트먼트에 위치한 출력 트랜스의 온도는 출력 트랜스 온도센서를 구비한 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법에 있어서,
    초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계;와
    인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;와
    콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;및
    연속 구동 및 종료단계;를 포함하여 구성되며,

    상기 인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계는,
    콘트롤러가 온도 센서 신호 A/D 변환 단계에서 입력된 콘덴서의 온도 tc와 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 콘덴서의 온도에 대한 허용 온도차 t2 이내인가를 판단하는 콘덴서의 허용 온도차 판단 단계(S210)를 수행하고,
    상기 허용 온도차 판단 단계(S210)에서 허용 온도차 t2 이내로 판단되면 콘트롤러는 콘덴서의 정상 상태 온도를 디스플레이(S260)하고 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 콘덴서의 허용 온도차 판단 단계(S210)에 있어서,
    콘덴서의 온도 tc와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t2보다 큰 경우에는 콘덴서를 냉각시키는 제2배기팬의 전류 i3 를 A/D 입력(S220)받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제2배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S230);
    상기 제2배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S230)에서 1단계의 전류로 판단되면 콘트롤러가 팬 콘트롤 출력으로 팬구동 버퍼에 제어 신호를 출력하여 제2배기팬의 속도를 가속하는 제2배기팬 2단계 구동 단계(S270)을 수행하고 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S230)에 있어서,
    1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제2배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제2배기팬의 전류 i3 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제2배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S240);
    상기 제2배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S240)에서 i3 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러가 제2배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 콘덴서의 온도 tc와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t2보다 크므로 상기 콘덴서가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 콘덴서 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S280)을 수행하고 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S240)에 있어서,
    제2배기팬 의 전류 i3가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러는 제2배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제2배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S250)을 수행하고 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  12. 전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터 하우징의 내부에 제1컴파트먼트, 제2컴파트먼트, 제3컴파트먼트, 제4컴파트먼트를 구비하고, 상기 제1컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제1배기팬을 구비하며, 제2컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제2배기팬을 구비하고, 제3컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제3배기팬을 구비하며, 제4컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제4배기팬을 구비하고, 상기 제1컴파트먼트 내에는 인버터 구동부, 제2컴파트먼트 내에는 콘덴서 및 인버터 드라이버, 제3컴파트먼트 내에는 고조파 필터, 제4컴파트먼트에는 출력 트랜스가 배설되며,
    상기 태양광 발전용 인버터의 하우징 외부에는 외부의 온도를 감지하는 외기 온도센서, 제1컴파트먼트내의 인버터 구동부의 방열판에는 인버터 구동부 온도센서, 제2컴파트먼트에 배치된 콘덴서의 외부에는 콘덴서 온도센서, 제3컴파트먼트에 위치한 고조파 필터 소자에는 고조파 필터 온도센서, 제4컴파트먼트에 위치한 출력 트랜스의 온도는 출력 트랜스 온도센서를 구비한 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법에 있어서,
    초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계;와
    인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;와
    콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;및
    연속 구동 및 종료단계;를 포함하여 구성되며,

    상기 고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계는,
    온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)에서 입력된 고조파 필터의 온도 tf와 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 고조파 필터의 온도에 대한 허용 온도차 t3 이내인가를 판단하는 고조파 필터의 허용 온도차 판단 단계(S290)을 수행하고,
    상기 허용 온도차 판단 단계(S290)에서 허용 온도차 t3 이내로 판단되면 콘트롤러가 고조파 필터의 정상 상태 온도를 디스플레이(S340)하고 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 고조파 필터의 허용 온도차 판단 단계(S290)에 있어서,
    고조파 필터의 온도 tf와 주변 온도 ts의차가 허용 온도차 t3보다 큰 경우에는 고조파 필터를 냉각시키는 제3배기팬의 전류 i4 를 A/D 입력받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제3배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S310)을 수행하고,
    상기 제3배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S310)에서 1단계의 전류로 판단되면 콘트롤러가 팬 콘트롤 출력(525)으로 팬구동 버퍼(530)에 제어 신호를 출력하여 제3배기팬의 속도를 가속하는 제3배기팬 2단계 구동 단계(S350)을 수행하고 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S310)에 있어서,
    1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제3배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제3배기팬의 전류 i4 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제3배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S320)을 수행하고,
    상기 제3배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S320)에서 i4 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러가제3배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 고조파 필터의 온도 tf와 주변 온도 ts의차가 허용 온도차 t3보다 크므로 상기 고조파 필터가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 고조파 필터 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S360)을 수행하고 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제3배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S320)에 있어서,
    제3배기팬 의 전류 i4가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러는 제3배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제3배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S330)을 수행하고 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  16. 전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터 하우징의 내부에 제1컴파트먼트, 제2컴파트먼트, 제3컴파트먼트, 제4컴파트먼트를 구비하고, 상기 제1컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제1배기팬을 구비하며, 제2컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제2배기팬을 구비하고, 제3컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제3배기팬을 구비하며, 제4컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제4배기팬을 구비하고, 상기 제1컴파트먼트 내에는 인버터 구동부, 제2컴파트먼트 내에는 콘덴서 및 인버터 드라이버, 제3컴파트먼트 내에는 고조파 필터, 제4컴파트먼트에는 출력 트랜스가 배설되며,
    상기 태양광 발전용 인버터의 하우징 외부에는 외부의 온도를 감지하는 외기 온도센서, 제1컴파트먼트내의 인버터 구동부의 방열판에는 인버터 구동부 온도센서, 제2컴파트먼트에 배치된 콘덴서의 외부에는 콘덴서 온도센서, 제3컴파트먼트에 위치한 고조파 필터 소자에는 고조파 필터 온도센서, 제4컴파트먼트에 위치한 출력 트랜스의 온도는 출력 트랜스 온도센서를 구비한 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법에 있어서,
    초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계;와
    인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;와
    콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;및
    연속 구동 및 종료단계;를 포함하여 구성되며,

    상기 출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계는,
    온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)에서 입력된 출력 트랜스의 온도 tt과 주변 온도 ts의 차를 계산하여 주변 온도와 출력 트랜스의 온도에 대한 허용 온도차 t4 이내인가를 판단하는 출력 트랜스의 허용 온도차 판단 단계(S370)을 수행하고,
    상기 허용 온도차 판단 단계(S370)에서 허용 온도차 t4 이내로 판단되면 콘트롤러는 출력 트랜스의 정상 상태 온도를 디스플레이(S420)하고 연속 구동 및 종료단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 출력 트랜스의 허용 온도차 판단 단계(S370)에 있어서,
    출력 트랜스의 온도 tt와 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t4보다 큰 경우에는 출력 트랜스를 냉각시키는 제2흡기팬/제4배기팬의 전류 i5, i6 를 A/D 입력받아 1단계의 전류인가를 비교 판단하는 제2흡기팬/제4배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S390)를 수행하고,
    상기 제2흡기팬/제4배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S390)에서 1단계의 전류로 판단되면 는 팬 콘트롤 출력으로 팬구동 버퍼에 제어 신호를 출력하여 제2흡기팬/제4배기팬의 속도를 가속하는 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 구동 단계(S430)을 수행하고 연속 구동 및 종료단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2흡기팬/제4배기팬 1단계 전류 비교판단 단계(S380)에 있어서,
    1단계의 전류가 아닌 것으로 판단되면 이미 제2흡기팬/제4배기팬이 2단계의 속도로 회전하는 것으로 간주하고 제2흡기팬/제4배기팬의 전류 i5, i6 가 2단계의 정상 전류인지를 비교 판단하는 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S400)을 수행하고,
    상기 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S400)에서 i5, i6 가 2단계의 정상 전류로 판단되면 콘트롤러는 제2흡기팬/제4배기팬이 2단계로 회전하는데도 불구하고 출력 트랜스의 온도 tt과 주변 온도 ts의 차가 허용 온도차 t1보다 크므로 상기 출력 트랜스가 이상온도인 것으로 판단하여 상기 이상 온도를 디스플레이하고 인버터의 동작을 차단하는 단계(S440)을 수행하고 연속 구동 및 종료단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2흡기팬/제4배기팬 2단계 전류 비교판단 단계(S400)에 있어서,
    제2흡기팬/제4배기팬의 전류 i5, i6 가 2단계의 정상 전류가 아닌 것으로 판단되면 콘트롤러는 제2흡기팬/제4배기팬이 단선이 되었거나 과부하 상태이므로 제2흡기팬/제4배기팬의 이상 상태를 디스플레이하고 경보를 출력하는 단계(S410)을 수행하고 연속 구동 및 종료단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  20. 전력을 공급하는 태양 전지 스트링, 상기 전력을 스위칭하는 인버터 구동부, 상기 인버터 구동부의 위상 별 출력을 정현파 전력 파형으로 변형하는 고조파 필터 및 상기 정현파 전력 파형을 상기 고조파필터에서 공급받아 파워 그리드에 공급하는 출력 트랜스를 포함하여 구성되며, 상기 인버터 구동부는 인버터 입력단 및 상기 입력단에 병렬로 연결된 콘덴서로 이루어진 태양광 발전용 인버터 하우징의 내부에 제1컴파트먼트, 제2컴파트먼트, 제3컴파트먼트, 제4컴파트먼트를 구비하고, 상기 제1컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제1배기팬을 구비하며, 제2컴파트먼트의 일측 벽에는 제1흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제2배기팬을 구비하고, 제3컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기구를 구비하고, 타측 벽에는 제3배기팬을 구비하며, 제4컴파트먼트의 일측 벽에는 제2흡기팬을 구비하고, 타측 벽에는 제4배기팬을 구비하고, 상기 제1컴파트먼트 내에는 인버터 구동부, 제2컴파트먼트 내에는 콘덴서 및 인버터 드라이버, 제3컴파트먼트 내에는 고조파 필터, 제4컴파트먼트에는 출력 트랜스가 배설되며,
    상기 태양광 발전용 인버터의 하우징 외부에는 외부의 온도를 감지하는 외기 온도센서, 제1컴파트먼트내의 인버터 구동부의 방열판에는 인버터 구동부 온도센서, 제2컴파트먼트에 배치된 콘덴서의 외부에는 콘덴서 온도센서, 제3컴파트먼트에 위치한 고조파 필터 소자에는 고조파 필터 온도센서, 제4컴파트먼트에 위치한 출력 트랜스의 온도는 출력 트랜스 온도센서를 구비한 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법에 있어서,초기화 및 온도 신호 A/D 변환 단계;와
    인버터 구동부 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;와
    콘덴서 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    고조파 필터 온도 감지 및 배기팬 제어단계;와
    출력 트랜스 온도 감지 및 흡기팬과 배기팬 제어단계;및
    연속 구동 및 종료단계;를 포함하여 구성되며,

    상기 연속 구동 및 종료단계는,
    인버터의 소자별 온도 이상으로 인해 인버터가 차단되었는지를 판단하는 인버터 차단 판단 단계(S450)를 수행하고,
    인버터가 차단된 상태가 아닌 경우에는 주변온도 ts, 인버터 구동부의 온도 ti, 콘덴서의 온도 tc, 고조파 필터의 온도 tf, 출력 트랜스의 온도 tt를 저장하는 온도 저장 단계(S460)을 수행하며,
    상기 온도 저장 단계(S460)에 이어 콘트롤러는 주어진 시간 Td만큼을 대기하는 시간 지연단계(S470)에서 설정된 시간만큼을 지연하고 전술한 온도 센서 신호 A/D 변환 단계(S120)을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
  21. 제20항에 있어서,
    상기 인버터 차단 판단 단계(S450)에 있어서,
    인버터가 차단된 상태인 경우에 콘트롤러는 저장되어 있는 주변온도 ts, 인버터 구동부의 온도 ti, 콘덴서의 온도 tc, 고조파 필터의 온도 tf, 출력 트랜스의 온도 tt에 대해 각각 평균을 계산하고 각각의 온도와 동작 시간의 곱을 계산하여 저장하는 온도 시간 저장단계(S490)을 수행하고,
    이어 콘트롤러는 소자별 온도와 동작 시간의 곱을 이용하여 소자별 수명을 환산하고 남은 수명을 저장하는 소자 수명 계산 단계(S500)을 수행하고 종료하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터의 공냉 제어 방법
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