KR101095544B1 - 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치 - Google Patents

스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치 Download PDF

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권미화
오영하
한솔
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조용민
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Abstract

본 발명은 기존의 대단지 태양에너지 복합시설에 설치된 태양전지판 중 비, 눈과 같은 외압에 의해 특정 위치에 있는 태양전지판이 고장이 놨을 경우에, 작업자가 일일이 전압검출기를 대고 직접 체크해야만이 고장유무를 확인할 수가 있어, 수리시간이 늦어지고, 태양전지판이 지지프레임에 부착되어 태양만을 바라보고 있는 상태로 설치되기 때문에 수리시, 작업자가 태양전지판 후면의 좁은 공간에 가서 작업해야하므로, 작업공간이 열악한 문제점을 개선하고자, 일체형 태양전지모듈(100), 단위격자별 보조프레임(200), 태양전지판 메인프레임(300), 전원공급케이블(400), 통신케이블(500), 태양전지관리모듈(600)이 구성됨으로서,
태양광으로부터 생성된 전기를 일체형 태양전지판 "-"단자를 분리하여 병렬 연결시켜 일체형 태양전지모듈을 구성할 수 있고, 다채널 4단자 충전방식으로 급속충전시킬 수 있으며, 식별 ID를 부여받아 태양전지관리모듈과 유무선으로 연결되어, 태양전지관리모듈의 제어하에 충전된 전기에너지를 체크하고, 체크된 전력량과 기기 이상유무신호를 태양전지관리모듈로 보낼 수 있으며, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시킬 수 있어, 장소에 구애받지 않고 작업환경을 개선시킬 수 있고, 태양전지판 메인프레임을 수평기준선에서 10°~80°로 기울기각도를 조절시킬 수 있으며, 무엇보다 현장의 일체형 태양전지판에서 원격지의 태양전지관리모듈까지 스마트 그리드망을 형성시킬 수 있어, 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상을 원격지에서 관리할 수 있는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치{THE SOLAR CELL BOARD}
본 발명은 대단지 태양에너지 복합단지에 설치된 복수개의 일체형 태양전지판을 대신하여, 일체형 태양전지판 "-"단자를 분리하여 병렬 연결시킨 일체형 태양전지모듈을 구성하고, 하나의 일체형 태양전지판에 하나의 식별 ID를 설정할 수 있으며, 현장의 일체형 태양전지판에서 원격지의 태양전지관리모듈까지 스마트 그리드망을 형성시킬 수 있어, 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상을 원격지에서 관리할 수 있는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치에 관한 것이다.
태양광발전은 발전기의 도움 없이 태양전지를 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식이다.
이러한 태양광 발전은 화석 연료의 고갈과 화석 연료의 연소시 발생하는 오염 물질로 인하여 새로운 에너지원으로 각광받고 있다.
태양광을 받아 전기를 발생시키는 태양 전지판은 태양광을 전기로 변환하는 다수의 단위 셀로 구성되어 있으며, 이러한 다수의 단위 셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 필요로 하는 전원을 얻고 있다.
그러나 다수의 단위 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용하기 때문에 태양 전지판을 구성하는 단위 셀 하나가 이상이 발생하게 될 경우 해당 단위 셀을 포함하는 태양 전지판 전체가 이상 동작을 하게 되는 단점이 있다.
이에 따라 태양광 발전에 사용되는 태양 전지판은 단일로 구성하지 않고 적당한 규모의 동일한 전압, 전류 규격의 태양 전지판을 다수의 외부 접속 단자함을 경유한 직 병렬회로로 집합하여 전체의 전력을 인버터나 전력부하에 연결하게 한다.
일반적으로 전류 용량을 크게 하기 위해서는 태양 전지 셀을 병렬연결하고, 전압 용량을 크게 하기 위해서는 태양 전지 셀을 직렬로 연결하여 사용한다.
태양 전지판의 동작은 예측 불가능한 이상 동작을 하는 경우가 많으며, 태양 전지판의 이상동작은 셀 자체의 고장에 의한 것과 외부 요인에 의한 것으로 구분될 수 있다.
셀 자체의 고장에 의한 요인은 셀의 개방(open)이나 단락(short)에 의한 것이다. 이에 따라 하나의 셀이 개방상태가 되면, 셀들이 병렬로 연결된 경우에는 심각한 영향을 주지 않으나, 셀이 직렬로 연결된 경우에는 셀의 전력 생산을 무효화해 전체 생산 전력을 저하하는 심각한 영향을 준다.
이와는 하나의 셀이 단락 상태가 되면, 셀들이 직렬로 연결된 경우에는 심각한 영향을 주지 않지만, 병렬로 연결된 경우 단락 상태는 병렬 연결된 다른 셀의 에너지를 소모하는 상태가 되며 태양 전지판의 출력 전압을 저하하는 심각한 영향을 유발한다.
또한, 태양 전지판이 다수 직/병렬 연결된 경우, 이 중 이상 상태의 셀이 포함된 태양 전지판이 속해 있다면 역시 동일한 문제가 발생한다. 결론적으로 태양광 발전시스템에서 개별 태양 전지 셀이 발생하는 일반적인 고장 또는 불량 상태가 태양 전지판으로 영향을 주며, 이것이 전체에 다시 영향을 주게 된다.
그리고, 현재 태양광 발전은 설치 면적이 넓고 설치 장소가 사람이 접근하기 어려운 곳에서 연중무휴로 동작하는 시스템으로 운용되는 것이 대부분이다. 가령 건물의 옥상이나 해안가와 같이 유휴지나 사람의 접근이 힘든 곳이다.
따라서 설치 후에는 무인으로 운전되며, 단위 셀의 이상 유무나 경미한 이상동작은 이를 모르고 지나치게 되어 지속적으로 비효율적인 상태로 운전되기 쉬운 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 국내등록특허공보 제10-0984678호에서는
태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양전지 셀이 직/병렬로 연결되어 구성되는 다수의 태양전지판; 다수의 상기 태양전지판 각각에 설치되는 것으로서, 상기 태양전지판로부터 생산되는 전압과 전류를 수집하여 그 수집된 전압과 전류를 AC 전력으로 변환하는 인버터로 출력하고, 상기 태양전지판에 의해 생산된 전압과 전류에 대응되는 전력감지신호를 발생하는 전력감지부 및 그 전력감지부로부터 발생된 상기 전력감지신호를 송출하는 제1모뎀을 가지는 접속단자함; 상기 태양전지판으로 조사되는 태양광의 세기를 측정하여 광감지신호를 발생하는 조도센서 및 그 조도센서로부터 발생된 상기 광감지신호를 송출하는 제2모뎀을 가지는 조도측정모듈; 및 다수의 상기 접속단자함 및 조도측정모듈과 네트워크로 연결된 것으로서, 각각의 접속단자함으로부터 송출되는 상기 전력감지신호와 상기 조도측정모듈로부터 송출되는 광감지신호를 수신하여 표시하고, 상기 전력감지신호와 상기 광감지신호를 통해 다수의 상기 태양전지판 각각의 정보를 서로 비교하여 해당 태양전지판의 이상 유무를 판단하는 호스트컴퓨터;를 포함하고; 상기 전력감지부는, 상기 태양전지판에서 출력되는 전압을 감지하는 전압감지부와, 상기 태양전지판에서 출력되는 전류를 감지하는 전류감지부와, 상기 전압감지부 및 전류감지부에 의해 감지된 전압 및 전류값을 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부와, 상기 아날로그/디지털 변환부에 의해 변환된 디지털신호의 노이즈를 제거하는 디지털필터를 포함하며; 상기 전류감지부는, 상기 태양전지판에서 출력되는 전류가 흐르는 도선 주위에 똬리 형태로 배치되는 자계회로와, 상기 자계회로의 일부분에 설치되어 그 자계회로에서 발생되는 자력을 측정하는 홀센서(121-22)인 이상 감지가 가능한 태양광 발전 시스템이 제시된 바 있으나,
이는 복수개의 태양전지판에 전력을 감지하기 위해 복수개의 전선이 설치되어야 하고, 외압에 의해 특정 위치에 있는 태양전지판이 고장이 놨을 경우에, 작업자가 전선라인을 따라 일일이 전압검출기를 대고 직접 체크해야만이 고장유무를 확인할 수가 있어, 수리시간이 늦어지고, 태양전지판이 지지프레임에 부착되어 태양만을 바라보고 있는 상태로 설치되기 때문에 수리시, 작업자가 태양전지판 후면의 좁은 공간에 가서 작업해야하므로, 작업공간이 열악한 문제점이 발생하였다.
또한, 겨울철에 눈이 많이 왔을 때, 태양전지판 위로 눈이 적층되어 녹아서 얼어버려서 태양광으로부터 전기생성이 어려운 문제점이 발생하였다.
국내등록특허공보 제10-0984678호
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 본 출원인이 출원하여 특허등록받은 특허등록 제10-1029763호의 "태양전지셀 ˝―˝단자 분리형 다채널 배터리 충전장치가 설치된 일체형 태양전지판"를 응용하여, 태양광으로부터 생성된 전기를 일체형 태양전지판 "-"단자를 분리하여 병렬 연결시켜 일체형 태양전지모듈을 구성할 수 있고, 다채널 4단자 충전방식으로 급속충전시킬 수 있으며, 식별 ID를 부여받아 태양전지관리모듈과 유무선으로 연결되어, 태양전지관리모듈의 제어하에 충전된 전기에너지를 체크하고, 체크된 전력량과 기기 이상유무신호를 태양전지관리모듈로 보낼 수 있으며, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시킬 수 있어, 장소에 구애받지 않고 작업환경을 개선시킬 수 있고, 태양전지판 메인프레임을 수평기준선에서 10°~80°로 기울기각도를 조절시킬 수 있으며, 무엇보다 현장의 일체형 태양전지판에서 원격지의 태양전지관리모듈까지 스마트 그리드망을 형성시킬 수 있어, 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상을 원격지에서 관리할 수 있는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치는
단위격자별 지지프레임에 지지되면서, 태양광으로부터 생성된 전기를 일체형 태양전지판 "-"단자를 분리하여 병렬 연결시켜, 다채널 4단자 충전방식으로 급속충전시키고, 식별 ID를 부여받아 태양전지관리모듈과 유무선으로 연결되어, 태양전지관리모듈의 제어하에 충전된 전기에너지를 체크하고, 체크된 전력량과 기기 이상유무신호를 태양전지관리모듈로 보내는 일체형 태양전지모듈(100)과,
일체형 태양전지모듈 둘레를 따라 사각틀 단위격자 형상으로 형성되어, 일체형 태양전지모듈을 지지하면서, 수리시, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시키는 단위격자별 보조프레임(200)과,
복수개의 일체형 태양전지모듈과 단위격자별 보조프레임을 지지하면서, 수평기준선에서 10°~80°로 기울기각도를 조절시키는 태양전지판 메인프레임(300)과,
태양전지판 메인프레임 상단 및 하단 끝단에 위치되어, 복수개의 일체형 태양전지모듈의 충전배터리에 충전된 전원을 일체형 태양전지모듈과 1:1로 설치된 태양전지판다이오드에 의해 병열로 연결되는 복수개의 태양전지모듈과 서로 분리시켜 일체형 태양전지판 파손을 방지하고, 생성한 전원만을 인가받아 전송시키는 전원공급케이블(400)과,
태양전지판 메인프레임 좌측 및 우측 끝단에 위치되어, 태양전지관리모듈로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전송시키고, 이에 대한 응답데이터를 태양전지관리모듈로 전송시키는 통신케이블(500)과,
일체형 태양전지모듈과 연결된 전원공급케이블을 통해 인가된 전원을 에너지 컨테이너에 충전시키도록 제어하고, 일체형 태양전지모듈과 연결된 통신케이블을 통해 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터를 일체형 태양전지모듈로부터 수신받아, 복수개의 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상을 원격지에서 관리하는 태양전지관리모듈(600)로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명드린 바와 같이, 본 발명에서는
다채널 4단자 충전방식으로 급속충전시킬 수 있으며, 식별 ID를 부여받아 태양전지관리모듈과 유무선으로 연결되어, 태양전지관리모듈의 제어하에 충전된 전기에너지를 체크하고, 체크된 전력량과 기기 이상유무신호를 태양전지관리모듈로 보낼 수 있어, 일체형 태양전지판의 수리시간을 기존에 비해 60% 단축시킬 수 있으며, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시킬 수 있어, 장소에 구애받지 않고 작업할 수 있고, 태양전지판 메인프레임을 수평기준선에서 10°~80°로 기울기각도를 조절시킬 수 있어 눈이 많이 내리는 겨울철에도 태양광을 통한 전기에너지를 축적시킬 수 있으며, 현장의 일체형 태양전지판에서 원격지의 태양전지관리모듈을 스마트 그리드망으로 하나로 연결시켜 모니터링 제어할 수 있는 좋은 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 단위격자별 보조프레임(200), 태양전지판 메인프레임(300)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 태양전지관리모듈(600) 중 에너지스테이션의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 일체형 태양전지판(110)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 일체형 태양전지판의 상단 표면에 V3,V2,V1,GND의 제1 접속단자를 도금 형성시키고, V3,V2,V1,GND의 제1 접속단자 위에 1:1로 접속이 되는 V3,V2,V1,GND의 제2 접속단자가 형성된 집합형 태양전지판이 탈부착되어 형성된 것을 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 일체형 태양전지판의 상단 표면에 V3,V2,V1,GND의 제1 접속단자를 도금 형성된 것을 도시한 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 일체형 태양전지판의 상단 표면 중 V3단자와 V2단자 사이, V2단자와 V1단자 사이, V1단자와 GND단자 사이에 태양전지셀이 직렬로 10개가 연결된 집합형 태양전지판의 제1,2,3태양전지판이 형성되고, V3단자와 V2단자 사이, V2단자와 V1단자 사이, V1단자와 GND단자 사이의 후면에는 충전배터리부가 구성된 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 일체형 태양전지판의 후면 내부공간에 설치된 다채널 배터리 충전장치(120), 다채널 배터리 전원 공급모듈(130), 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140), 모니터링 통신 모듈(150), 전원인가모듈(160), 태양전지제어부(170)의 구성을 도시한 내부사시도,
도 11은 본 발명에 따른 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140)의 구성요소를 도시한 회로도,
도 12는 본 발명에 따른 다채널 배터리 충전장치(120) 중 충전제어용 마이컴부(122), 4단자망 컨트롤보드부(123)의 구성요소를 도시한 회로도,
도 13은 본 발명에 따른 다채널 배터리 충전장치(120) 중 전력변환부(Power Control)(121), 충전제어용 마이컴부(122), 보드ID 설정부(231)의 구성요소를 도시한 회로도,
도 14는 본 발명에 따른 다채널 배터리 충전장치(120), 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 15는 본 발명에 따른 태양전지판 메인프레임 상단 끝단에 위치한 일체형 태양전지모듈의 후면 일측에 태양전지판다이오드가 구성되어 전원공급케이블과 1:1로 연결되고, 다채널 배터리 충전장치(120), 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)이 수납함으로 수납되어 구성된 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 단위격자별 보조프레임(200)의 삽입홈에 일체형 태양전지모듈의 회전턴부가 구성되어, 수리시, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)이 가로 5열×세로 5열로 나열되어 전원공급컨넥터와 모니터링 컨넥터가 서로 연결되어 구성된 후면의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 18은 본 발명에 따른 태양전지판 메인프레임(300)의 하단부에 롤링버팀부(370)와 각도조절용 유압실린더(380)이 구성되고, 태양전지판 메인프레임을 수평기준선에서 10°~80°로 기울기각도를 조절시켜 태양전지판 표면에 쌓인 눈을 외부로 배출시키는 것을 도시한 일실시예도.

본 발명에 따른 스마트 그리드는 현장의 일체형 태양전지판에서 원격지의 태양전지관리모듈까지 전원공급케이블과 통신케이블을 통해 하나로 연결되어, 식별 ID를 통해 어느 위치의 일체형 태양전지판이 고장이 났는지 체크할 수 있고, 태양전지관리모듈의 제어하에 충전된 전기에너지를 원격지에서 체크하여 에너지 컨테이너에 충전시키는 방식을 말한다.
상기 일체형 태양전지판이란 "-"단자를 분리하여 복수개의 일체형 태양전지판이 병렬로 연결된 것과 직, 병렬로 연결된 다채널 배터리의 "-"단자를 분리하여 충전하는 것을 말한다.
본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈은 5×5인 25개로 구성된다.
이는 하나의 수치에 불과하며, 50개, 100개, 200개로 확장시킬 수가 있다.
본 발명에 따른 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치(1)은 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째, 현장의 일체형 태양전지판에서 원격지의 태양전지관리모듈까지 전원공급케이블과 통신케이블을 통해 스마트 그리드망을 형성시킬 수 있어, 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상을 원격지에서 관리할 수 있는 특징을 가진다.
둘째, 본 발명에 따른 일체형 태양전지판(110) 일측에 회전턴부가 구성되어, 수리시 본체를 360°회전시킬 수 있는 특징을 가진다.
셋째, 본 발명에서는 일체형 태양전지판 후면에 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140)을 1:1로 구성함으로서, 복수개의 일체형 태양전지판 중 고장난 특정위치의 일체형 태양전지판 식별 ID를 체크한 후, 태양전지판다이오드의 애노드(Anode) 측을 센싱하여 기기이상유무를 원격지의 태양전지관리모듈에서 점검할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
넷째, 본 발명에서는 롤링버팀부와 각도조절용 유압실린더를 구성함으로서, 수평기준선에서 10°~80°의 기울기 각도를 조절시킬 수 있어, 눈이 많이 내리는 겨울철에도 태양전지판 메인프레임에 기울기를 줘서 쌓인 눈이 미끄러져 외부로 배출시킬 수 있어, 겨울철에도 고장없이 태양광을 통한 전기에너지를 축적시킬 수 있는 특징을 가진다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 일체형 태양전지모듈(100), 단위격자별 보조프레임(200), 태양전지판 메인프레임(300), 전원공급케이블(400), 통신케이블(500), 태양전지관리모듈(600)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)에 관해 설명한다.
상기 일체형 태양전지모듈(100)은 단위격자별 지지프레임에 지지되면서, 태양광으로부터 생성된 전기를 일체형 태양전지판 "-"단자를 분리하여 병렬 연결시켜, 다채널 4단자 충전방식으로 급속충전시키고, 식별 ID를 부여받아 태양전지관리모듈과 유무선으로 연결되어, 태양전지관리모듈의 제어하에 충전된 전기에너지를 체크하고, 체크된 전력량과 기기 이상유무신호를 태양전지관리모듈로 보내는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 일체형 태양전지판(110), 다채널 배터리 충전장치(120), 다채널 배터리 전원 공급모듈(130), 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140), 모니터링 통신 모듈(150), 전원인가모듈(160), 태양전지제어부(170)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소 중 일체형 태양전지판(110)에 관해 설명한다.
상기 일체형 태양전지판(110)은 "-"단자를 분리하여 병렬 연결시킨 후, 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 생성된 전기를 표면에 형성된 V3,V2,V1,GND의 접속단자를 통해 다채널 배터리 충전장치로 전달시키는 역할을 한다.
이는 일체형 태양전지판 "-"단자를 분리하여 연결시켜 복수개의 일체형 태양전지판이 병렬 연결된다.
여기서, 본 발명에서는 3~12개의 일체형 태양전지판 "-"단자를 분리하여 병렬 연결된 것을 하나의 일체형 태양전지판(110)이라 칭한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 태양전지판은 다채널 4단자 충전장치로 이루어진 다채널 배터리 충전장치로 구성된다.
하지만, 상기 다채널 배터리 충전장치는 다채널 4단자 충전장치 이외에도 본 출원인이 출원하여 등록받은 특허등록 제10-0996653호에 따른 "전원 분리형 전압 및 전류 검출기"에 적용되는 4채널 PWM 생성장치, 또는 본 출원인이 출원하여 등록받은 특허등록 제10-1029560호에 따른 "발광 다이오드 밝기 제어 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치"에 적용되는 톱니파 PWM형 피드백충전장치에 의해 급속 충전되도록 구성된다.
즉, 상기 4채널 PWM 생성장치는 충전제어용 마이컴부(micom)에서 배열로 구성된 다채널 배터리팩으로 보내는 충전전압에 적합한 HEX DATA(00 ~ FF)와 다채널 배터리 위치 헥사 데이터(HEX DATA)를 제공받아 독립적으로 PWM 신호를 발생시키도록 구성된다.
4채널 PWM 생성장치의 출력은 전원 분리형 전압 및 전류 검출기 입력단에 연결되어 실시간으로 해당 다채널 리튬배터리의 완전충전 전압과 전류를 체크하여 충전제어용 마이컴부(micom)로 전달하므로 최대의 충전 조건으로 급속충전된다.
여기서, 전원 분리형 전압 및 전류 검출기 입력단은 배터리케이스 일측에 구성된다.
또한, 상기 발광 다이오드 밝기 제어 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치에 적용되는 톱니파 PWM형 피드백충전장치는 톱니파를 이용하여 배터리 입력 전압이 방전된 전압과 완전충전 전압 범위에서 변화하여도 발광다이오드에 인가되는 전압을 검출하여 RC적분회로를 거쳐 적합한 PWM 신호를 형성하는 아날로그 비교기 입력단자로 피드백하여 일정하게 밝기를 유지한다.
이러한 원리를 본 발명에 따른 다채널 배터리 충전장치에 적용되는 톱니파 PWM형 피드백충전장치를 설명한다면 톱니파를 이용하여 PWM 신호를 형성하고 일체형 태양전지판의 다채널 배터리에 1:1로 연결되어 다채널 배터리의 충전된 전압을 피드백하여 기준전압에 맞는 최대의 충전 조건으로 급속충전된다.
상기 일체형 태양전지판(110)은 도 6에서 도시한 바와 같이, 사각박스형상으로 이루어진 본체의 상단 중앙 일측과 하단 중앙 일측에 봉형상으로 돌출형성되어, 단위격자별 지지프레임(200)의 삽입홈에 삽입되면서, 수리시 본체를 360°회전시키는 회전턴부(111)가 포함되어 구성된다.
그리고, 표면상에는 제1,2,3 태양전지판으로 이루어진 집합형 태양전지판이 탈부착되어 구성되고, 집합형 태양전지판 둘레를 따라 고무바가 돌출형성되어, 집합형 태양전지판 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지한다.
상기 집합형 태양전지판은 플러스 단자의 제1 단위셀과 마이너스 단자의 제2 단위셀이 다수개 상호 이격되어 매트릭스 형태로 배열되며, 각각의 단위셀은 알루미늄 금속박으로 이루어진 인터커넥터에 의해 상호 직렬 또는 병렬로 연결되어 솔라셀 어레이를 형성한다. 이때, 직렬 연결되는 솔라셀의 수량은 충전배터리의 충전용량에 따라 결정된다. 각 단위셀을 연결하는 인터커넥터는 인쇄회로기판의 일측에 도금된 (+),(-)전원단자에 접속된다.
본 발명에 따른 일체형 태양전지판(110)은 "-"단자를 분리하여 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 "-"단자와 병렬 연결시켜서 집합형 태양전지판(110a)을 형성한 사각박스형 모듈 본체(110-1)로 구성된다.
상기 사각박스형 모듈 본체(110-1)는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상단 표면에 V3,V2,V1,GND의 제1 접속단자를 도금 형성시키고, V3,V2,V1,GND의 제1 접속단자 위에 1:1로 접속이 되는 V3,V2,V1,GND의 제2 접속단자가 형성된 집합형 태양전지판이 탈부착되어 형성된다.
여기서, 집합형 태양전지판은 제1 태양전지판, 제2 태양전지판, 제3 태양전지판이 그룹화된 것을 말한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 상기 V3단자와 V2단자 사이의 하단쪽에는 태양전지셀이 직렬로 5개가 연결된 제1 태양전지판이 형성되고, V3단자와 V2단자 사이의 후면에는 제1 태양전지판에서 생성된 전기를 다채널 배터리 충전장치(120)에 의해 4단자망으로 급속 충전되는 충전배터리부가 구성된다.
상기 V2단자와 V1단자 사이의 하단쪽에는 태양전지셀이 직렬로 5개가 연결된 제2 태양전지판이 형성되고, V2단자와 V1단자 사이의 후면에는 제2 태양전지판에서 생성된 전기를 다채널 배터리 충전장치(120)에 의해 4단자망으로 급속충전되는 충전배터리부가 구성된다.
상기 V1단자와 GND 단자 사이의 하단쪽에는 태양전지셀이 직렬로 5개가 연결된 제3 태양전지판이 형성되고, V1단자와 GND 단자 사이의 후면에는 제3 태양전지판에서 생성된 전기를 다채널 배터리 충전장치(120)에 의해 4단자망으로 급속충전되는 충전배터리부가 구성된다.
본 발명에서 설명되는 4단자망(four terminal network)이란 회로망 N에서 2개(한 쌍)의 입력단자 1, 1`와 2개(한 쌍)의 출력단자 2, 2`를 인출하여 4개의 단자만으로써 회로망을 취급할 때 이와 같은 회로망을 말한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 태양전지판(110)은 "-"단자에 다채널 배터리 충전장치가 연결되어 후면의 빈공간에 설치된다.
그 이유는 일체형 태양전지판에 설치되는 배터리(리튬이온, 폴리머)가 직렬 또는 병렬방식으로 연결되는데, 직렬방식인 경우에 인가되는 전류 및 전압에 대한 밸런스가 서로 맞지않아 수시로 변환되어 배터리가 터져버리는 현상이 발생되기 때문에, 직렬방식으로 연결되는 배터리의 전류 및 전압에 대한 밸런스를 잡아주어 일정한 입력전압 및 입력전류가 배터리에 유입되도록 하기 위함이다.
본 발명에 따른 일체형 태양전지판(110)은 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 사각박스형상으로 이루어진 본체의 상단 중앙 일측과 하단 중앙 일측에 봉형상으로 돌출형성되어, 단위격자별 지지프레임(200)의 삽입홈에 삽입되면서, 수리시 본체를 360°회전시키는 회전턴부(111)가 포함되어 구성된다.
그리고, 본체의 좌우측면 일측에는 각각 모니터링 컨넥터(112)가 함몰되어 형성되고, 상하면 일측에는 각각 전원 컨넥터(113)가 함몰되어 형성된다.
둘째, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소 중 다채널 배터리 충전장치(120)에 관해 설명한다.
상기 다채널 배터리 충전장치(120)는 일체형 태양전지판의 후면에 위치되고, 일측이 일체형 태양전지판 "-"단자에 연결되고, 타측이 다채널 배터리 전원 공급모듈의 충전배터리 (+)(-)연결잭에 연결되어, 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 4단자 망에 의한 검출 및 연산처리한 후, 일체형 태양전지판으로부터 생성된 전기를 "-"단자를 통해 다채널 배터리 전원 공급모듈로 인가시켜 다채널 4단자망 방식으로 급속 충전시킨다.
이는 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 전력변환부(Power Control)(121), 충전제어용 마이컴부(122), 4단자망 컨트롤보드부(123)로 구성된다.
그리고, 본 발명에 따른 다채널 배터리 충전장치(120)는 외압에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 사각박스형상의 수납함에 내장되고, 태양전지판 메인프레임 상단 끝단에 위치한 일체형 태양전지모듈의 후면 일측에 구성된다.
상기 전력변환부(Power Control)(121), 충전제어용 마이컴부(122)는 하나의 제1 PCB 기판으로 이루어져 본체의 바닥면에 설치된다.
그리고, 4단자망 컨트롤보드부(123)는 핀삽입형 PCB 기판으로 이루어지며, 일측면에 50핀형 접속핀이 형성되어, 다채널 배터리 충전장치(120)의 4단자망 컨트롤보드 접속용 컨넥터에 꽂아져 탈부착식으로 설치된다.
상기 전력변환부(Power Control)(121)는 태양광전지판에서 발생된 전기 및 상용전원(18V~60V)을 충전배터리부의 용량에 따라 다운시켜 공급되도록 전력을 변환시키는 곳으로, 이는 도 13에 도시한 바와 같이, DC/DC컨버터부와, 버퍼부, 제1D/A 컨버터부, 증폭부, DAR 트랜지스터로 구성된다.
상기 DC/DC컨버터부는 스텝-다운 컨버터 기능을 갖는 것으로, 본 발명에서는 태양광전지판에서 발생된 전기(SOL_POWER) 및 상용전원(16V~50V)이 충전배터리부의 용량보다 1V 정도 높게 다운시켜 전력 변환이 되도록 구성된다.
즉, 저항 R135, R136, R137을 통해 충전배터리부의 용량보다 1V 정도 높게 프로그램 설정하여, DC/DC컨버터부의 INV 단자에 인가시키고, 태양광전지판에서 발생된 전기 및 상용전원(18V~50V)을 저항 R121, R122, R124를 통해 전압분배하여 DC/DC컨버터부의 V+단자와 전류피크센스 단자(SI)에 인가시키면, DC/DC컨버터의 비교인버팅입력단자(INV)에 입력된 전압과 내부 레퍼런스 전압(1.25V)을 비교기를 통해 비교 연산한 후, 레퍼런스 전압 이상의 경우에는 드라이브 컬렉터 단자(CD)가 구동되어 센싱 저항 R130을 통해 트랜지스터 Q3를 턴온시킨다.
트랜지스터 Q3가 턴온되며, 트랜지스터 Q3의 컬렉터 단자에 있던 전압분배된 SOL_POWER 전압 및 상용전원(16V~50V)이 이미터 단자를 지나 다이오드 D68을 통해 평활되고, 인덕터 L4을 통해 출력하게 된다.
이때, 인덕터 L4를 통해 출력된 전압(POW1)은 5.2V가 출력되어 DAR 트랜지스터 Q5의 컬렉터 단자에 인가되어 대기 상태로 대기한다.
충전제어용 마이컴부에서 제1 배터리의 현재 충전전압 상태를 버퍼부로 8비트 디지털 신호로 보내면, 버퍼부에서 이를 제1 D/A 컨버터로 전송시키고, 제1 D/A 컨버터에서 현재 충전전압을 레퍼런스 전압(4.2V)과 비교 연산한 후, 레퍼런스 전압(4.2V)이하 일 경우에는 출력단자 IOUT와 연결된 증폭부의 (+)단자로 DAR 트랜지스터 Q5의 턴온 구동전류를 흘러 보낸다.
그리고, 증폭부에서는 제1 D/A 컨버터에서 출력된 DAR 트랜지스터 Q5의 턴온 구동전류를 증폭시켜 DAR 트랜지스터 Q5의 베이스 단자로 흘러보낸다.
이때, DAR 트랜지스터 Q5의 턴온 구동전류가 인가되면, DAR 트랜지스터 Q5의 컬렉터 단자에 있던 충전전압(5.2V)이 이미터 단자를 지나 제1충전배터리에 충전된다.
이와 동일한 방식으로, 제2충전배터리, 제3충전배터리, 제4충전배터리, 제5충전배터리, 제6충전배터리, 제7충전배터리, 제8충전배터리, 제9충전배터리, 제10충전배터리, 제11충전배터리, 제12충전배터리, 제13충전배터리, 제14충전배터리, 제15충전배터리, 제16충전배터리, 제17충전배터리, 제18충전배터리, 제19충전배터리, 제20충전배터리, 제21충전배터리, 제22충전배터리, 제23충전배터리, 제24충전배터리, 제25충전배터리, 제26충전배터리, 제27충전배터리, 제28충전배터리, 제29충전배터리, 제30충전배터리, 제31충전배터리, 제32충전배터리에도 태양광전지판에서 발생된 전기(SOL_POWER) 및 상용전원(18V~50V)이 충전제어용 마이컴부의 제어신호에 따라 전력변환부를 통해 충전된다.
이처럼, DC/DC컨버터부에서 충전배터리부의 용량보다 1V 정도 높게 다운시켜 전력 변환한 후 DAR 트랜지스터의 컬렉터 단자에 대기상태로 대기시킨 후, 충전제어용 마이컴부에서 충전배터리부의 현재 충전전압을 레퍼런스 전압(4.2V)과 비교 연산하여, 레퍼런스 전압(4.2V)이하일 경우에만 DAR 트랜지스터의 턴온 구동전류를 흘러 보내어 DAR 트랜지스터를 턴온시켜서 충전배터리를 충전시키도록 구성됨으로서, 충전배터리 충전시 발생되는 충전배터리가 뜨거워지는 현상을 효과적으로 방지할 수가 있다.
상기 충전제어용 마이컴부(122)는 전력변환부(Power Control)를 통해 변환된 전력을 공급받아 각 기기로 웨이크업 구동신호를 보내고, 4단자망 컨트롤 보드부를 통해 각 충전배터리부의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 4단자 망에 의한 검출 및 연산처리한 후, 32채널 배터리 전원공급모듈을 32채널 4단자망 방식으로 충전시키도록 설정된 타이밍에 기준설정치로 샘플링을 행하고, 32채널로 순차적으로 32채널 배터리 전원 공급모듈을 충전시키도록 제어하고, 태양전지제어부의 제어하에 충전배터리부에 충전된 전압이 기준전력 이상이 되면, 충전배터리부에 충전된 전압을 전원공급케이블로 인가시키며, 원격지의 시스템제어부로 충전배터리부의 충전신호 및 32채널 배터리 전원 공급모듈의 상태를 보내 화면상에 표시하도록 제어하는 역할을 한다.
이는 89C52 8비트 마이크로컨트롤러로 구성된다.
본 발명에 따른 충전제어용 마이컴부는 도 12에 도시한 바와 같이, 입출력 포트 P1.0단자~P1.7단자에 RS-485케이블을 통해 모니터링부가 연결되어, 충전배터리와 다채널 배터리와의 접속신호(POW_LED), 충전 배터리의 풀 충전 신호(FULL_CHARGE), 전력변화부를 통한 충전배터리의 충전 입력신호(CHARGE_LED), 충전 배터리의 방전 신호(DISCHARGE_LED), 충전 배터리의 과전압신호(OVER_VOLTAGE), 충전배터리의 과전류신호(OVER_CURRENT), 충전배터리의 과방전신호(OVER_DISCHARGE), 충전배터리의 테스트입력신호(TEST)를 모니터링부로 출력시키며, 입출력 포트 P0.0~P0.7 단자를 8비트 디지털 신호 입력단자로 설정하고, 제1 A/D 컨버터부, 제2 A/D 컨버터부, 제3 A/D 컨버터부, 제4 A/D 컨버터부가 연결되어, 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 8비트 디지털 신호가 입력되고, 입출력 포트 P2.0~2.5 단자에 보드 ID 설정부가 연결되어, 보드 ID 설정부를 통해 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5의 6비트 어드레스값에 따라 설정한 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부의 4개씩 짝을 이루는 충전배터리가 읽기명령신호(RD)단자 및 쓰기명령신호(WR) 단자에 의해 선택(Select)되도록 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 충전제어용 마이컴부에서 읽기명령신호(RD)단자를 인에이블(Enable)시키면, 보드 ID 설정부를 통해 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5의 6비트 어드레스값에 따라 설정한 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루는 충전배터리가 선택되고, 입출력 포트 P0.0~P0.7 단자에 제1 A/D 컨버터부, 제2 A/D 컨버터부, 제3 A/D 컨버터부, 제4 A/D 컨버터부의 D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7가 각각 연결되어, 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루며 군을 형성하는 각 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 8비트 디지털 신호가 입력된다.
그리고, 충전제어용 마이컴부에서 쓰기명령신호(WR) 단자를 인에이블(Enable)시키면, 보드 ID 설정부를 통해 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5의 6비트 어드레스값에 따라 설정한 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루는 충전배터리가 선택되고, 충전배터리가 충전이 되도록 전력변환부의 버퍼부 입력단자에 충전시키고자 하는 충전배터리 선택신호와, 충전배터리의 현재 충전전압 상태를 8비트 디지털 신호로 출력시킨다.
상기 4단자망 컨트롤보드부(123)는 32채널 배터리 전원 공급모듈의 구성요소 중 4개씩 짝을 이루며 군을 형성한 충전배터리부 사이에 착탈식 구조로 삽입되고, 각 충전배터리부의 각 (+)단자와 (-)단자에 연결되어, 충전배터리부의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 아날로그신호를 디지털 신호로 변환시킨 후, 충전제어용 마이컴부로 충전배터리부의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압에 관한 8비트 디지털 신호를 전송시키는 역할을 하는 곳으로, 이는 4개의 충전배터리마다 4개의 충전배터리를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 4단자망 컨트롤보드부가 하나씩 삽입되어 구성된다.
본 발명에 따른 4단자망 컨트롤보드부(123)는 제1충전배터리(123-1), 제2충전배터리(123-2), 제3충전배터리(123-3), 제4충전배터리(123-4)로 이루어진 제1군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 첫번째 4단자망 컨트롤보드(123a)와;, 제5충전배터리(123-5), 제6충전배터리(123-6), 제7충전배터리(123-7), 제8충전배터리(123-8)로 이루어진 제2군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 두번째 4단자망 컨트롤보드(123b)와;, 제9배터리(123-9), 제10배터리(123-10), 제11배터리(123-11), 제12배터리(123-12)로 이루어진 제3군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 세번째 4단자망 컨트롤보드(123c)와; 제13배터리(123-13), 제14배터리(123-14), 제15배터리(123-15), 제16배터리(123-16)로 이루어진 제4군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 네번째 4단자망 컨트롤보드(123d)와; 제17배터리(123-17), 제18배터리(123-18), 제19배터리(123-19), 제20배터리(123-20)로 이루어진 제5군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 다섯번째 4단자망 컨트롤보드(123e)와; 제21배터리(123-21), 제22배터리(123-22), 제23배터리(123-23), 제24배터리(123-24)로 이루어진 제6군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 여섯번째 4단자망 컨트롤보드(123f)와; 제25배터리(123-25), 제26배터리(123-26), 제27배터리(123-27), 제28배터리(123-28)로 이루어진 제7군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 일곱번째 4단자망 컨트롤보드(123g)와; 제29배터리(123-29), 제30배터리(123-30), 제31배터리(123-31), 제32배터리(123-32)로 이루어진 제8군충전배터리부를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 여덟번째 4단자망 컨트롤보드(123h)로 이루어진다.
그리고, 본 발명에 따른 4단자망 컨트롤보드부(123)는 보드 ID 설정부(123-1a), 제1 A/D 컨버터부(123-2a), 제2 A/D 컨버터부(123-3a), 제3 A/D 컨버터부(123-4a), 제4 A/D 컨버터부(123-5a)로 구성된다.
상기 보드 ID 설정부(123-1a)는 충전제어용 마이컴부의 어드레스 설정 단자와 연결되어, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값에 따라 충전배터리부가 선택되도록 4단자망 컨트롤보드부에 특정 보드 ID를 설정한 후, 특정보드 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루며 군을 형성한 충전배터리부가 충전제어용 마이컴부의 읽기명령신호(RD) 및 쓰기명령신호(WD)에 의해 선택(Select)되도록 중계하는 역할을 하는 곳으로, 이는 16V8 버퍼로 구성된다.
보드 ID 설정부(123-1a)는 입력단자 I0~I7에 충전제어용 마이컴부의 6비트 어드레스 설정단자(AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5), 읽기명령신호(RD)단자 및 쓰기명령신호(WD)단자가 연결되고, 출력단자 F0에 A/D컨버터를 통해 변환된 첫번째 충전배터리의 출력전압, 출력전류에 관한 8비트 디지털 입력신호가 연결되고, 출력단자 F1에 A/D컨버터를 통해 변환된 두번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압에 관한 8비트 디지털 입력신호가 연결되어 구성된다.
그리고, 출력단자 F6에 제1 A/D 컨버터부, 제2 A/D 컨버터부, 제3 A/D 컨버터부, 제4 A/D 컨버터부와 각각 연결된 제1,2,3,4 배터리 실렉팅부가 연결되어, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부가 4비트로 실렉팅된다.
즉, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "000"이면, 첫번째 4단자망 컨트롤보드(123a)가 실렉팅되고, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "001"이면, 두번째 4단자망 컨트롤보드(123b)가 실렉팅되고, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "010"이면, 세번째 4단자망 컨트롤보드(123c)가 실렉팅되고, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "011"이면, 네번째 4단자망 컨트롤보드(123d)가 실렉팅되고, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "100"이면, 다섯번째 4단자망 컨트롤보드(123e)가 실렉팅되고, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "101"이면, 여섯번째 4단자망 컨트롤보드(123f)가 실렉팅되고, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "110"이면, 일곱번째 4단자망 컨트롤보드(123g)가 실렉팅되고, 출력단자 F2,F3,F4,F5의 4비트 연산에 의해 특정 보드 ID가 "111"이면, 여덟번째 4단자망 컨트롤보드(123h)가 실렉팅된다.
상기 제1 A/D 컨버터부(123-2a)는 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값에 따라 충전배터리부가 선택되도록 4단자망 컨트롤보드부의 특정 보드 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부가 선택되면, 그 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루며 군을 형성한 충전배터리부 중 "00"에 해당하는 첫번째 충전배터리가 2비트로 실렉팅되고, 제1충전배터리의 (+)단자와 (-)단자에 연결되어, 첫번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 아날로그신호를 디지털 신호로 변환시킨 후, 충전제어용 마이컴부로 첫번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 8비트 디지털 신호를 전송시키는 역할을 한다.
상기 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값에 따라 충전배터리부가 선택한다는 것은, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "00000"이면, 제1충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "00001"이면, 제2충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "00010"이면, 제3충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "00011"이면, 제4충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "00110"이면, 제5충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "00111"이면, 제6충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "01000"이면, 제7충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "01001"이면, 제8충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "01010"이면, 제9충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "01011"이면, 제10충전배터리가 선택되고, 충전제어용 마이컴부에서 설정된 어드레스값이 "01100"이면, 제11충전배터리가 선택되는 것을 말한다.
상기 제2 A/D 컨버터부(123-3a)는 충전제어용 마이컴부의 어드레스 설정신호에 의해 특정 보드 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부가 선택되면, 그 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루며 군을 형성한 충전배터리부 중 "01"에 해당하는 두번째 충전배터리가 2비트로 실렉팅되고, 두번째 충전배터리의 (+)단자와 (-)단자에 연결되어, 두번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 아날로그신호를 디지털 신호로 변환시킨 후, 충전제어용 마이컴부로 두번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 8비트 디지털 신호를 전송시키는 역할을 한다.
상기 제3 A/D 컨버터부(123-4a)는 충전제어용 마이컴부의 어드레스 설정신호에 의해 특정 보드 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부가 선택되면, 그 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루며 군을 형성한 충전배터리부 중 "10"에 해당하는 세번째 충전배터리가 2비트로 실렉팅되고, 세번째 충전배터리의 (+)단자와 (-)단자에 연결되어, 세번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 아날로그신호를 디지털 신호로 변환시킨 후, 충전제어용 마이컴부로 세번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 8비트 디지털 신호를 전송시키는 역할을 한다.
상기 제4 A/D 컨버터부(123-5a)는 충전제어용 마이컴부의 어드레스 설정신호에 의해 특정 보드 ID에 해당하는 4단자망 컨트롤보드부가 선택되면, 그 4단자망 컨트롤보드부와 4개씩 짝을 이루며 군을 형성한 충전배터리부 중 "11"에 해당하는 네번째 충전배터리가 2비트로 실렉팅되고, 네번째 충전배터리의 (+)단자와 (-)단자에 연결되어, 네번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 아날로그신호를 디지털 신호로 변환시킨 후, 충전제어용 마이컴부로 네번째 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류에 관한 8비트 디지털 신호를 전송시키는 역할을 한다.
이와 같이, 보드 ID 설정부(123-1a), 제1 A/D 컨버터부(123-2a), 제2 A/D 컨버터부(123-3a), 제3 A/D 컨버터부(123-4a), 제4 A/D 컨버터부(123-5a)로 구성된 4단자망 컨트롤보드부(123)는 첫번째 4단자망 컨트롤보드(123a), 두번째 4단자망 컨트롤보드(123b), 세번째 4단자망 컨트롤보드(123c), 네번째 4단자망 컨트롤보드(123d), 다섯번째 4단자망 컨트롤보드(123e), 여섯번째 4단자망 컨트롤보드(123f), 일곱번째 4단자망 컨트롤보드(123g), 여덟번째 4단자망 컨트롤보드(123h)에 각각 구성된다.
셋째, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소 중 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)에 관해 설명한다.
상기 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)은 복수개의 충전배터리 셀 구조로 이루어지고, 각 충전배터리의 (+)연결잭에 다채널 배터리 충전장치의 입력전압 검출단자와 입력전류 검출단자가 연결되고, 각 충전배터리의 (-)연결잭에 다채널 배터리 충전장치의 출력전압 검출단자와 출력전류 검출단자가 연결되어, 다채널 배터리 충전장치를 통해 다채널 4단자망 방식으로 급속충전된다.
본 발명에 따른 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)은 배터리케이스 내부에 내장된다. 그리고, 배터리케이스 일측에는 전원 분리형 전압 및 전류 검출기 입력단이 구성된다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 충전배터리부(131), 입력전압 검출단자(132), 입력전류 검출단자(133), 출력전압 검출단자(134), 출력전류 검출단자(135), 충전배터리부 접속용 컨넥터(136)로 구성된다.
본 발명에 따른 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)는 외압에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 사각박스형상의 수납함에 내장되고, 태양전지판 메인프레임 상단 끝단에 위치한 일체형 태양전지모듈의 후면 일측에 구성된다.
상기 충전배터리부(131)는 태양광전지판에서 발생된 전기를 DC-DC컨버터부를 통해 1V 정도 높게 다운시켜 전력 변환하고, DAR 트랜지스터의 컬렉터 단자에 대기상태로 대기시킨 후, 충전제어용 마이컴부에서 충전배터리부의 현재 충전전압을 레퍼런스 전압(4.2V)과 비교 연산하여, 레퍼런스 전압(4.2V)이하일 경우에만 DAR 트랜지스터의 턴온 구동전류를 흘러 보내어 DAR 트랜지스터를 턴온시켜서 충전된다.
이는 슬림한 사각 박스 형상으로 이루어지며, 바닥면에 4핀형 충전배터리부 접속용 컨넥터(131a)에 탈부착식으로 설치되도록 4핀형 접속핀(131b)이 돌출되어 형성된다.
그리고, 제1충전배터리(123-1), 제2충전배터리(123-2), 제3충전배터리(123-3), 제4충전배터리(123-4)로 이루어진 제1군충전배터리부와;, 제5충전배터리(123-5), 제6충전배터리(123-6), 제7충전배터리(123-7), 제8충전배터리(123-8)로 이루어진 제2군충전배터리부와;, 제9배터리(123-9), 제10배터리(123-10), 제11배터리(123-11), 제12배터리(123-12)로 이루어진 제3군충전배터리부와; 제13배터리(123-13), 제14배터리(123-14), 제15배터리(123-15), 제16배터리(123-16)로 이루어진 제4군충전배터리부와; 제17배터리(123-17), 제18배터리(123-18), 제19배터리(123-19), 제20배터리(123-20)로 이루어진 제5군충전배터리부와; 제21배터리(123-21), 제22배터리(123-22), 제23배터리(123-23), 제24배터리(123-24)로 이루어진 제6군충전배터리부와; 제25배터리(123-25), 제26배터리(123-26), 제27배터리(123-27), 제28배터리(123-28)로 이루어진 제7군충전배터리부와; 제29배터리(123-29), 제30배터리(123-30), 제31배터리(123-31), 제32배터리(123-32)로 이루어진 제8군충전배터리부로 구성된다.
본 발명에 따른 충전배터리부는 제1PCB 기판에 형성된 충전배터리부 접속용 컨넥터에 탈부착식으로 접속되어 결합된다.
본 발명에 따른 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)은 16채널, 32채널, 64채널, 128채널로 확장시켜 구성된다.
그리고, 4개씩 짝을 이루면 군을 형성한 충전배터리는 일측에 4개의 충전배터리를 직접 컨트롤하여 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 검출하는 4단자망 컨트롤보드가 하나씩 삽입되어, 언제 어디서든 충전배터리를 손쉽게 교체할 수 있도록 구성된다.
상기 입력전압 검출단자(132)는 전력변환부(Power Control)를 통해 충전배리부의 (+)단자로 충전되는 입력전압을 검출하는 역할을 한다.
상기 입력전류 검출단자(133)는 전력변환부(Power Control)를 통해 충전배터리부의 (-)단자로 흐르는 입력전류를 검출하는 역할을 한다.
상기 출력전압 검출단자(134)는 충전배터리부의 (+)(-)단자에 걸리는 출력전압을 검출하는 역할을 한다.
상기 출력전류 검출단자(135)는 충전배터리부의 (+)(-)단자에 걸리는 출력전류를 검출하는 역할을 한다.
이는 충전배터리부의 (-)단자에 연결된 저항 R25를 통해 센싱된 출력전류를 검출하는 라인(G_S0)를 출력전류 검출단자로 설정한다.
그리고, 출력전류 검출단자는 출력전류 검출단자에서 검출된 충전배터리부의 출력전류를 증폭시켜 충전배터리부 접속용 컨넥터를 통해 4단자망 컨트롤보드 연결용 접속 컨넥터로 인가시키는 출력전류 증폭부가 포함되어 구성된다.
상기 충전배터리부 접속용 컨넥터는 충전배터리부의 입력전압 검출단자, 입력전류 검출단자, 출력전압 검출단자, 출력전류 검출단자와 1:1로 연결되어, 4단자망 컨트롤보드의 접속 컨넥터로 연결시키는 역할을 한다.
이는 제1 PCB 기판의 후단면 일측에 구성되어, 32개로 이루어진 충전배터리부의 입력전압 검출단자, 입력전류 검출단자, 출력전압 검출단자, 출력전류 검출단자와 1:1로 각각 연결되어, 4단자망 컨트롤보드 접속용 컨넥터와 접속연결된다.
또한, 충전배터리부 접속용 컨넥터는 출력단자 일측에 충전제어용 마이컴부의 8비트 디지털 신호 입력단자, 어드레스 설정 신호단자와 각각 연결된다.
네번째로, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소 중 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140)에 관해 설명한다.
상기 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140)은 하나의 일체형 태양전지판에 하나의 식별 ID를 설정시키고, 태양전지제어부의 전력량 체크신호에 의해 특정 식별 ID가 설정되면, 특정 식별 ID에 해당하는 일체형 태양전지판의 전력량을 체크하여, 태양전지제어부로 전송시킨다.
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 수신컨넥터부(141), 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부(142), 4비트 크기 비교기(143), 딥 스위치부(144), 아날로그 스위치(145)로 구성된다.
상기 수신컨넥터부(141)는 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 모니터링 컨넥터와 연결되어, 태양전지제어부로부터 전송된 카운팅 클럭신호와 8비트 식별 ID 시그널신호를 수신받는 역할을 한다.
이는 클리어(CLR) 단자, 출력(A_OUT) 단자, 클럭(CLK) 단자, 그라운드(GND) 단자로 구성된다.
상기 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부(142)는 수신컨넥터부로부터 카운팅 클럭신호를 입력받아 정수 일자리와, 정수 십자리로 각각 4비트씩 카운팅시켜 4비트 크기 비교기로 전송시키는 역할을 한다.
이는 제1 싱크러너스 BCD 업다운 카운터(142a)와 제2 싱크러너스 BCD 업다운 카운터(142b)로 구성된다.
상기 제1 싱크러너스 BCD 업다운 카운터(142a)는 수신컨넥터부로부터 카운팅 클럭신호를 입력받아 정수 일자리로 4비트 카운팅시켜 4비트 크기 비교기의 제1 비교기로 전송시키는 것으로, 이는 74HC193으로 구성된다.
즉, 수신컨넥터의 클리어 단자가 클리어 단자에 연결되고, 클럭단자가 업(UP)카운팅 단자에 연결되며, 4비트 출력단자 QA,QB,QC,QD가 제1비교기의 입력단자 B0,B1,B2,B3에 연결되고, BO출력단자가 제2 싱크러너스 BCD 업다운 카운터의 UP입력단자에 연결되며, CO출력단자가 제2 싱크러너스 BCD 업다운 카운터의 DOWN 입력단자에 연결되어 구성된다.
상기 제2 싱크러너스 BCD 업다운 카운터(142b)는 수신컨넥터부로부터 카운팅 클럭신호를 입력받아 정수 십자리로 4비트 카운팅시켜 4비트 크기 비교기의 제2 비교기로 전송시키는 것으로, 이는 74HC193으로 구성된다.
즉, 수신컨넥터의 클리어 단자가 클리어 단자에 연결되고, 제1 싱크러너스 BCD 업다운 카운터의 BO출력단자가 업(UP)카운팅 단자에 연결되며, 제1 싱크러너스 BCD 업다운 카운터의 CO출력단자가 다운(DOWN)카운팅 단자에 연결되고, 4비트 출력단자 QA,QB,QC,QD가 제2비교기의 입력단자 B0,B1,B2,B3에 연결되어 구성된다.
상기 4비트 크기 비교기(143)는 딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 식별 ID값과, 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부로부터 전송된 정수 일자리 카운팅값과 정수 십자리 카운팅값을 비교하여, 일치하면 아날로그 스위치로 "하이(High)신호"를 보내 턴온(Turn on)시키고, 불일치하면 아날로그 스위치로 "로우(Low)신호"를 보내 턴오프(Turn Off)시키는 것으로, 이는 제1 크기 비교기(143a), 제2 크기 비교기(143b)로 구성된다.
상기 제1 크기 비교기(143a)는 딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 식별 ID값과, 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부로부터 전송된 정수 일자리 카운팅값을 비교하여, 일치하면 제2 크기 비교기로 "하이(High)신호"를 보내고, 불일치하면 제2 크기 비교기로 "로우(Low)신호"를 보내는 것으로, 이는 HEF4585B로 구성된다.
즉, B0,B1,B2,B3 입력단자에 제1 싱크러너스 BCD 업다운 카운터의 QA,QB,QC,QD 4비트 출력단자가 연결되어 제1 싱크러너스 BCD 업다운 카운터로부터 식별 ID값 중 정수 일자리 카운팅값을 전달받고, A0,A1,A2,A3 입력단자에 딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 4비트 식별 ID값이 연결되며, 출력단자 A<B0, A=B0가 제2 크기 비교기의 입력단자 A<Bi, A=Bi가 연결되어, 딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 식별 ID값과, 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부로부터 전송된 정수 일자리 카운팅값을 비교해서 일치하면 제2 크기 비교기의 입력단자 A<Bi, A=Bi로 "하이(High)신호"를 보내고, 불일치하면 제2 크기 비교기의 입력단자 A<Bi, A=Bi로 "로우(Low)신호"를 보낸다.
상기 제2 크기 비교기(143b)는 딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 식별 ID값과, 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부로부터 전송된 정수 십자리 카운팅값을 비교하여, 일치하면 아날로그 스위치로 "하이(High)신호"를 보내 턴온(Turn on)시키고, 불일치하면 아날로그 스위치로 "로우(Low)신호"를 보내 턴오프(Turn Off)시키는 것으로, 이는 HEF4585B로 구성된다.
즉, B0,B1,B2,B3 입력단자에 제2 싱크러너스 BCD 업다운 카운터의 QA,QB,QC,QD 4비트 출력단자가 연결되어 제2 싱크러너스 BCD 업다운 카운터로부터 식별 ID값 중 정수 십자리 카운팅값을 전달받고, A0,A1,A2,A3 입력단자에 딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 4비트 식별 ID값이 연결되며, 출력단자 A=B0가 아날로그 스위치의 인에이블(En)단자와 연결되어, 딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 식별 ID값과, 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부로부터 전송된 정수 일자리 카운팅값을 비교해서 일치하면 출력단자 A=Bi를 통해 아날로그 스위치의 인에이블(En)단자로 "하이(High)신호"를 보내 턴온시키고, 불일치하면 출력단자 A=Bi를 통해 아날로그 스위치의 인에이블(En)단자로 "로우(Low)신호"를 보내 턴오프시킨다.
상기 딥 스위치부(144)는 일체형 태양전지판의 식별 ID값을 미리 설정하는 것으로, 이는 8비트 딥 스위치 중 4비트 딥 스위치는 제1 크기 비교기의 입력단자 A0,A1,A2,A3와 연결되고, 8비트 딥 스위치 중 또 다른 4비트 딥 스위치는 제2 크기 비교기의 입력단자 A0,A1,A2,A3와 연결된다.
상기 아날로그 스위치(145)는 4비트 크기 비교기의 출력단자와 연결되어, 4비트 크기 비교기로부터 턴온(Turn on) 신호가 입력되면, 일체형 태양전지판의 8비트 식별 ID 시그널신호에 해당하는 태양전지판다이오드쪽으로 전력량 검출 센싱신호를 보내고, 4비트 크기 비교기로부터 턴오프(Turn Off) 신호가 입력되면, 구동이 멈추는 역할을 한다.
이는 74HC4016으로 구성된다.
즉, 인에이블(En : 13번)단자에 제2 크기 비교기의 출력단자 A=Bi가 연결되어, "하이(High)신호"를 입력받으면 턴온(Turn on)시키고, "로우(Low)신호"를 입력받으면 턴오프(Turn Off)시키며, 입력단자 (2번)에 수신컨넥터부의 출력(A_OUT) 단자가 연결되어 8비트 식별 ID 시그널신호를 입력받아, 인에이블 단자로 "하이(High)신호"를 입력되면 턴온(Turn on)시켜 일체형 태양전지판의 8비트 식별 ID 시그널신호에 해당하는 태양전지판다이오드쪽으로 전력량 검출 센싱신호를 보낸다.
이때, 전력량 검출 센싱신호는 센싱저항 R2와 R4를 통해 센싱된다.
상기 태양전지판다이오드는 도 11에서 도시한 바와 같이, 태양전지판 내부에 D1로 구성된다.
다섯번째로, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소 중 모니터링 통신 모듈(150)에 관해 설명한다.
상기 모니터링 통신 모듈(150)은 일체형 태양전지판(110)의 좌우측면 일측에 위치되고, 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 모니터링 컨넥터와 연결되어, 태양전지관리모듈로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 수신받고, 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 다시 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 모니터링 컨넥터로 송신시킨다.
이는 RS-485통신으로 구성된다.
여섯번째로, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소 중 전원인가모듈(160)에 관해 설명한다.
상기 전원인가모듈(160)은 일체형 태양전지판의 상하단면 일측에 위치되고, 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 전원 컨넥터와 연결되어, 다채널 배터리 전원 공급모듈의 충전배터리에 충전된 전원을 인가받아, 또 다른 일체형 태양전지판의 전원 컨넥터로 전달시켜 전원공급케이블로 전원을 인가시키는 역할을 한다.
일곱번째로, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)의 구성요소 중 태양전지제어부에 관해 설명한다.
상기 태양전지제어부(170)는 태양전지관리모듈(500)로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 모니터링 통신모듈로부터 수신받아 체크하고자 하는 일체형 태양전지판의 식별 ID를 설정하고, 설정된 식별 ID에 해당하는 일체형 태양전지판의 전력량과 기기 이상유무를 체크한 후, 태양전지관리모듈(500)로 전송시키고, 복수개의 일체형 태양전지판에서 생성된 전기에너지는 태양전지판 다이오드를 통해 전원공급케이블로 인가되어 생성된 전기에너지를 보내도록 제어하는 역할을 한다.
이는 89C52 8비트 마이크로컨트롤러로 구성된다.
상기 태양전지제어부(170)는 입력단자 일측에 모니터링 통신모듈이 연결되어, 태양전지관리모듈(500)로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 입력받고, 식별 ID 설정부를 통해 체크하고자 하는 일체형 태양전지판의 식별 ID를 설정하고, 출력단자 일측에 연결된 복수개의 태양전지판 다이오드 중 식별 ID에 해당되는 일체형 태양전지판의 태양전지판 다이오드쪽으로 기기 이상유무신호를 보내어 체크하도록 제어하고, 모니터링 통신모듈을 통해 체크한 기기이상유무신호를 태양전지관리모듈로 전송시키도록 제어하며, 출력단자 일측에 충전제어용 마이컴부가 연결되어, 충전배터리부에 충전된 전압을 전원공급케이블로 인가시키도록 출력신호를 보내도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 태양전지모듈(100)은 일체형 태양전지판 후면 상단 일측에 위치되고, 태양전지제어부(170)로부터 출력된 기기 이상유무신호에 따라 동작되어 애노드에 인가되는 일체형 태양전지판의 전압값을 센싱해서 통신케이블쪽으로 전송시키는 태양전지판 다이오드(190)가 구성된다.
여기서, 태양전지판 다이오드(190)는 일예로, 일체형 태양전지판에 구성된 집합형 태양전지판의 제1,2,3 태양전지판에 1:1로 구성되거나, 또는 단독으로 구성된다.
즉, 제1 태양전지판에 제1 태양전지판 다이오드가 구성되고, 제2 태양전지판에 제2 태양전지판 다이오드가 구성되며, 제3 태양전지판에 제3 태양전지판 다이오드가 구성된다.
이때, 제1,2,3 태양전지판 다이오드는 캐소드부위가 서로 연결되어, 충전배터리부에 충전된 전압값을 센싱해서 전원공급케이블로 전달시키고, 애노드부위가 제1,2,3 태양전지판과 1:1로 연결되어, 제1,2,3 태양전지판의 전압값을 센싱해서 정상적으로 동작되는지 이상유무신호를 통신케이블로 전달시킨다.
여기서, 이상유무신호는 제1,2,3 태양전지판에 흐르는 기준 전압값을 체크해서, 기준전압 이하이거나 아무런 신호가 체크되지 않았을 때의 신호를 말한다.
본 발명에 따른 태양전지판 다이오드는 일체형 태양전지판 후면 상단 일측에 구성되고, 이는 통신컨넥터단자와 연결되어 구성된다.
이처럼, 본 발명에서는 일체형 태양전지판의 후면 상단 일측에 태양전지판다이오드가 구성됨으로, 복수개의 일체형 태양전지판 중 고장난 특정위치의 일체형 태양전지판 식별 ID를 체크한 후, 태양전지판다이오드를 통해 센싱하여 기기이상유무를 원격지의 태양전지관리모듈에서 원격점검할 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 단위격자별 보조프레임(200)에 관해 설명한다.
상기 단위격자별 보조프레임(200)은 일체형 태양전지모듈 둘레를 따라 사각틀 단위격자 형상으로 형성되어, 일체형 태양전지모듈을 지지하면서, 수리시, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시키는 것으로, 이는 일체형 태양전지모듈과 동일한 사각틀 형상의 본체(210)로 구성된다.
상기 사각틀 형상의 본체(210)는 도 2에 도시한 바와 같이, 메인프레임의 가로방향 지지프레임에 나사결합되는 상단보조프레임(211), 하단보조프레임(212)이 결합되고, 메인프레임의 세로방향지지프레임에 나사결합되는 좌측보조프레임(213), 우측보조프레임(214)이 결합되어 사각틀 형상으로 형성된다.
상기 상단보조프레임(211)과 하단보조프레임(212) 중앙 일측에는 일체형 태양전지판의 회전턴부(111)가 삽입 회전되도록 삽입홈(210a)이 형성되어 수리시, 도 16에 도시한 바와 같이, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시키도록 유도시키고, 삽입홈 일측에는 일체형 태양전지판의 전원컨넥터(113)와 접속되는 전원접속컨넥터(210b)가 함몰되어 형성되며, 좌측보조프레임(213)과 우측보조프레임(214) 중앙 일측에는 일체형 태양전지판의 모니터링 컨넥터(112)와 접속되는 모니터링접속컨넥터(210c)가 함몰되어 형성된다.
여기서, 상기 전원접속컨넥터(210b)는 내부의 전원라인을 통해 이웃하는 또 다른 상단보조프레임과 하단보조프레임에 설치된 제2의 전원접속컨넥터와 연결된다.
상기 모니터링접속컨넥터(210c)는 내부의 통신라인을 통해 이웃하는 또 다른 좌측보조프레임과 우측보조프레임에 설치된 제2의 모니터링컨넥터와 연결된다.
다음으로, 본 발명에 따른 태양전지판 메인프레임(300)에 관해 설명한다.
상기 태양전지판 메인프레임(300)은 복수개의 일체형 태양전지모듈과 단위격자별 보조프레임을 지지하면서, 수평기준선에서 10°~80°로 기울기각도(θ)를 조절시키는 것으로, 이는 도 2에 도시한 바와 같이, 상단메인프레임(310), 하단메인프레임(320), 좌측메인프레임(330), 우측메인프레임(340), 가로방향지지프레임(350), 세로방향지지프레임(360)으로 구성된다.
여기서, 상단메인프레임, 하단메인프레임, 좌측메인프레임, 우측메인프레임, 가로방향지지프레임, 세로방향지지프레임은 H빔으로 구성되고, 각각 볼트와 너트로 나사 결합되고, 끝단 결합모서리부위에는 납땜되어 결합된다.
본 발명에 따른 태양전지판 메인프레임(300)은 상단메인프레임, 하단메인프레임, 좌측메인프레임, 우측메인프레임이 서로 볼트와 너트로 나사 결합되어, 사각틀을 형성하고, 사각틀 내부로 복수개의 가로방향지지프레임, 세로방향지지프레임이 볼트와 너트로 나사결합되어 단위격자별 보조프레임을 지지해주는 단위격자형상의 사각틀을 형성한다.
여기서, 단위격자형상의 사각틀에 단위격자별 보조프레임(200)의 상단보조프레임, 하단보조프레임, 좌측보조프레임, 우측보조프레임이 볼트와 너트로 나사결합되어 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지판 메인프레임(300)은 도 18에 도시한 바와 같이, 롤링버팀부(370)와 각도조절용 유압실린더(380)가 포함되어 구성된다.
상기 롤링버팀부(370)는 좌측메인프레임(330)과 우측메인프레임(340)의 하단 일측에 좌측메인프레임, 우측메인프레임을 양쪽에서 롤링구조로 지지해주면서, 유압실린더의 상하 운동에 따라 수평기준선에서 10°~80°의 기울기 각도를 주는 역할을 한다.
상기 각도조절용 유압실린더(380)는 상단메인프레임(310)과 하단메인프레임(320)의 하단 일측에 위치되어, 롤링버팀부에 지지되는 태양전지판 메인프레임을 상하운동시켜 수평기준선에서 10°~80°의 기울기 각도를 조절시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 태양전지판 메인프레임(300)은 롤링버팀부와 각도조절용 유압실린더로 구성됨으로서, 수평기준선에서 10°~80°의 기울기 각도를 조절시킬 수 있어, 눈이 많이 내리는 겨울철에도 태양전지판 메인프레임에 기울기를 줘서 쌓인 눈이 미끄러져 외부로 배출시킬 수 있어, 겨울철에도 고장없이 태양광을 통한 전기에너지를 축적시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 전원공급케이블(400)에 관해 설명한다.
상기 전원공급케이블(400)은 태양전지판 메인프레임 상단 및 하단 끝단에 위치되어, 복수개의 일체형 태양전지모듈의 충전배터리에 충전된 전원을 일체형 태양전지모듈과 1:1로 설치된 태양전지판다이오드로 센싱한 후, 설정된 기준전력(Reference Power) 이상으로 흐르는 전원만을 인가받아 태양전지관리모듈로 전송시키는 역할을 한다.
이는 도 15 및 도 17에 도시한 바와 같이, 50A~900A로 구성되어, 복수개의 태양전지판다이오드가 직렬로 나열된 상태에서, 복수개의 태양전지판다이오드의 출력단과 1:1 라인 결합되어 센싱한 후, 설정된 기준전력(Reference Power) 이상으로 흐르는 전원만을 인가받아 태양전지관리모듈로 전송시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 통신케이블(500)에 관해 설명한다.
상기 통신케이블(500)은 태양전지판 메인프레임 좌측 및 우측 끝단에 위치되어, 태양전지관리모듈로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전송시키고, 이에 대한 응답데이터를 태양전지관리모듈로 전송시키는 역할을 한다.
이는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, RS232케이블, RS422케이블, RS485케이블 중 어느 하나가 선택된 데이터통신케이블로 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 태양전지관리모듈(600)에 관해 설명한다.
상기 태양전지관리모듈(600)은 일체형 태양전지모듈과 연결된 전원공급케이블을 통해 인가된 전원을 에너지 컨테이너에 충전시키도록 제어하고, 일체형 태양전지모듈과 연결된 통신케이블을 통해 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터를 일체형 태양전지모듈로부터 수신받아, 복수개의 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상을 원격지에서 관리하는 것으로, 이는 도 1에 도시한 바와 같이, 에너지컨테이너(610), 시스템제어부(620)로 구성된다.
상기 에너지컨테이너(610)는 전원공급케이블을 통해 인가된 전기를 32채널 인공지능형 충전 방식으로 급속 충전시키는 것으로, 이는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 외형구조로서, 사각 박스의 자판기 형상으로 이루어진 컨테이너 본체(611)와; 본체의 정면 상단 일측에 설치되어 에너지 컨테이너의 다채널 배터리 전원 공급모듈과 전기차·전자기기 사이의 충전상태 및 32채널 배터리 전원 공급모듈 잔량을 LCD 화면상에 표출시키는 LCD 표시부(612)와; 본체의 정면 중단에서 하단까지 10×8 배열로 정렬되어 메인 CPU 보드에 탈부착되고, 메인 CPU의 제어하에 전원공급케이블을 통해 인가된 전기를 발전(發電)을 하여 생성된 전기를 충전시키고자 하는 특정 행의 에너지스테이션에 C-C 구간 동안 32채널 인공지능형 충전 방식으로 1차 충전시킨 후, C-C 구간 이후에는 상용전원을 통해 SMPS로 전환하여 충전시키고자 하는 나머지 행의 에너지 스테이션을 32채널 인공지능형 충전 방식으로 급속 2차 충전시키는 에너지스테이션군(613)로 구성되고,
내부구조로서, 본체의 내부에 PCB 기판으로 이루어져, 에너지스테이션군에 1:1 채널별로 설치되도록 접속컨넥터가 접속되고, 메인 CPU의 제어하에 충전시키고자하는 에너지스테이션군에 전원공급케이블을 통해 인가된 전기를 정전압, 정전류로 변환시켜 전달하거나, 또는 상용전원을 SMPS로 전환하여 전달하도록 스위칭시키는 출력변환스위칭 모듈(614)과; 출력변환스위칭 모듈 후단에 위치되어 태양전지판으로부터 생성된 전기를 리튬 폴리머 배터리의 용량에 따라 다운시켜 공급되도록 에너지스테이션과 1:1 채널로 전력을 변환시키는 1:1채널형 DC_DC 변환부(615)와; 1:1채널형 DC_DC 변환부 일측에 위치되어 상용 AC전원부로부터 전송된 전원을 에너지스테이션의 리튬 폴리머 배터리 용량에 맞게 에너지스테이션과 1:1채널로 스위칭시키는 1:1채널형 SMPS(616)와; LCD 표시부, 에너지스테이션군, 출력변환스위칭 모듈, 1:1채널형 DC_DC 변환부, 1:1채널형 SMPS와 연결되어, 각 기기의 동작상태를 제어하고, 에너지스테이션군의 배터리 용량을 체크하여 충전시키고자 하는 특정 행방향의 에너지스테이션에 태양광과 풍력을 모으고 발전(發電)을 하여 생성된 전기를 C-C 구간 동안 1차 충전시킨 후, C-C 구간 이후에는 상용전원을 통해 SMPS로 전환하여 나머지 행방향의 에너지스테이션을 2차 충전시키도록 제어하는 메인 CPU(617)로 구성된다.
상기 시스템제어부(620)는 일체형 태양전지모듈(100)과 통신케이블을 통해 연결되어, 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터를 일체형 태양전지모듈로부터 수신받아, 디스플레이상에 출력시켜 복수개의 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상유무를 원격지에서 실시간으로 모니터링하도록 제어하는 역할을 한다.
이하, 본 발명에 따른 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치의 구체적인 설치과정에 관해 설명한다.
먼저, 태양전지판 메인프레임(300)의 상단메인프레임, 하단메인프레임, 좌측메인프레임, 우측메인프레임이 서로 볼트와 너트로 나사 결합되어, 사각틀이 형성되고, 사각틀 내부로 복수개의 가로방향지지프레임, 세로방향지지프레임이 볼트와 너트로 나사결합되어 단위격자별 보조프레임을 지지해주는 단위격자형상의 사각틀이 형성된다.
이어서, 단위격자별 보조프레임(200)의 상단보조프레임, 하단보조프레임, 좌측보조프레임, 우측보조프레임이 볼트와 너트로 나사결합되어 사각틀 단위격자 형상으로 형성된다.
이어서, 단위격자별 보조프레임(200)의 사각틀 단위격자 형상에 1:1로 일체형 태양전지모듈이 설치된다.
이어서, 일체형 태양전지모듈이 설치된 태양전지판 메인프레임(300)의 상단 끝단의 가로방향 모서리를 따라 전원공급케이블이 설치된다.
이때, 전원공급케이블 일측에는 일체형 태양전지모듈의 충전배터리에 충전된 전원을 검출하는 태양전지판다이오드가 1:1로 연결되어 구성된다.
이어서, 태양전지판 메인프레임 우측 끝단의 세로방향 모서리를 따라 통신케이블이 설치된다.
이때, 통신케이블 일측에는 일체형 태양전지모듈의 모니터링 컨넥터가 1:1로 연결되어 구성된다.
이어서, 일체형 태양전지모듈과 연결된 전원공급케이블의 끝단이 원격지 태양전지관리모듈(600)의 에너지 컨테이너에 접속된다.
끝으로, 에너지 컨테이너 일측에 시스템제어부가 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 원격지 태양전지관리모듈의 시스템제어부에서 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 송신시킨다.
이어서, 통신케이블을 통해 태양전지관리모듈로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전송시킨다.
이어서, 일체형 태양전지모듈에서 특정 식별 ID에 해당하는 일체형 태양전지판의 전력량과 기기 이상유무신호를 체크해서 태양전지관리모듈로 보낸다.
이어서, 태양전지관리모듈(600)의 에너지컨테이너(610)에서 전원공급케이블을 통해 인가된 전기를 32채널 인공지능형 충전 방식으로 급속 충전시킨다.
끝으로, 태양전지관리모듈(600)의 시스템제어부에서 일체형 태양전지모듈로부터 수신받은 응답데이터를 디스플레이상에 출력시켜 복수개의 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상유무를 원격지에서 실시간으로 모니터링하도록 제어한다.
100 : 일체형 태양전지모듈 200 : 단위격자별 보조프레임
300 : 태양전지판 메인프레임 400 : 전원공급케이블
500 : 통신케이블 600 : 태양전지관리모듈

Claims (9)

  1. 단위격자별 지지프레임에 지지되면서, 태양광으로부터 생성된 전기를 일체형 태양전지판의 "-"단자를 분리하여 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 "-단자"와 병렬 연결시켜서 집합형 태양전지판을 형성시킨 후, 다채널 4단자 충전방식으로 급속충전시키고, 식별 ID를 부여받아 태양전지관리모듈과 유무선으로 연결되어, 태양전지관리모듈의 제어하에 충전된 전기에너지를 체크하고, 체크된 전력량과 기기 이상유무신호를 태양전지관리모듈로 보내는 일체형 태양전지모듈(100)과,
    일체형 태양전지모듈 둘레를 따라 사각틀 단위격자 형상으로 형성되어, 일체형 태양전지모듈을 지지하면서, 수리시, 일체형 태양전지모듈을 360°회전시키는 단위격자별 보조프레임(200)과,
    복수개의 일체형 태양전지모듈과 단위격자별 보조프레임을 지지하면서, 수평기준선에서 10°~80°로 기울기각도를 조절시키는 태양전지판 메인프레임(300)과,
    태양전지판 메인프레임 상단 및 하단 끝단에 위치되어, 복수개의 일체형 태양전지모듈의 충전배터리에 충전된 전원을 일체형 태양전지모듈과 1:1로 설치된 태양전지판다이오드에 의해 병열로 연결되는 복수개의 일체형 태양전지모듈과 서로 분리시켜 일체형 태양전지판 파손을 방지하고, 생성한 전원만을 인가받아 전송시키는 전원공급케이블(400)과,
    태양전지판 메인프레임 좌측 및 우측 끝단에 위치되어, 태양전지관리모듈로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전송시키고, 이에 대한 응답데이터를 태양전지관리모듈로 전송시키는 통신케이블(500)과,
    일체형 태양전지모듈과 연결된 전원공급케이블을 통해 인가된 전원을 에너지 컨테이너에 충전시키도록 제어하고, 일체형 태양전지모듈과 연결된 통신케이블을 통해 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터를 일체형 태양전지모듈로부터 수신받아, 복수개의 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상을 원격지에서 관리하는 태양전지관리모듈(600)로 구성되는 것에 있어서,
    상기 일체형 태양전지모듈(100)은
    "-"단자를 분리하여 병렬 연결시킨 후, 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 생성된 전기를 표면에 형성된 V3,V2,V1,GND의 접속단자를 통해 다채널 배터리 충전장치로 전달시키는 일체형 태양전지판(110)과,
    일체형 태양전지판의 후면에 위치되고, 일측이 일체형 태양전지판 "-"단자에 연결되고, 타측이 다채널 배터리 전원 공급모듈의 충전배터리 (+)(-)연결잭에 연결되어, 충전배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 4단자 망에 의한 검출 및 연산처리한 후, 일체형 태양전지판으로부터 생성된 전기를 "-"단자를 통해 다채널 배터리 전원 공급모듈로 인가시켜 다채널 4단자망 방식으로 급속 충전시키는 다채널 배터리 충전장치(120)와,
    복수개의 충전배터리 셀 구조로 이루어지고, 각 충전배터리의 (+)연결잭에 다채널 배터리 충전장치의 입력전압 검출단자와 입력전류 검출단자가 연결되고, 각 충전배터리의 (-)연결잭에 다채널 배터리 충전장치의 출력전압 검출단자와 출력전류 검출단자가 연결되어, 다채널 배터리 충전장치를 통해 다채널 4단자망 방식으로 급속충전되는 다채널 배터리 전원 공급모듈(130)과,
    하나의 일체형 태양전지판에 하나의 식별 ID를 설정시키고, 마이컴부의 전력량 체크신호에 의해 특정 식별 ID가 설정되면, 특정 식별 ID에 해당하는 일체형 태양전지판의 전력량을 체크하여, 마이컴부로 전송시키는 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140)과,
    일체형 태양전지판(110)의 좌우측면 일측에 위치되고, 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 모니터링 컨넥터와 연결되어, 태양전지관리모듈로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 수신받고, 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 다시 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 모니터링 컨넥터로 송신시키는 모니터링 통신 모듈(150)과,
    일체형 태양전지판의 상하단면 일측에 위치되고, 이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 전원 컨넥터와 연결되어, 다채널 배터리 전원 공급모듈의 충전배터리에 충전된 전원을 인가받아, 또 다른 일체형 태양전지판의 전원 컨넥터로 전달시켜 전원공급케이블로 전원을 인가시키는 전원인가모듈(160)과,
    태양전지관리모듈(500)로부터 전송된 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 모니터링 통신모듈로부터 수신받아 체크하고자 하는 일체형 태양전지판의 식별 ID를 설정하고, 설정된 식별 ID에 해당하는 일체형 태양전지판의 전력량과 기기 이상유무를 체크한 후, 태양전지관리모듈(500)로 전송시키고, 복수개의 일체형 태양전지판에서 생성된 전기에너지는 태양전지판 다이오드를 통해 전원공급케이블로 인가되어 생성된 전기에너지를 보내도록 제어하는 태양전지제어부(170)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 일체형 태양전지판(110)은
    사각박스형상으로 이루어진 본체의 상단 중앙 일측과 하단 중앙 일측에 봉형상으로 돌출형성되어, 단위격자별 지지프레임(200)의 삽입홈에 삽입되면서, 수리시 본체를 360°회전시키는 회전턴부(111)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 일체형 태양전지판(110)은
    상단 표면에 V3,V2,V1,GND의 제1 접속단자를 도금 형성시키고, V3,V2,V1,GND의 제1 접속단자 위에 1:1로 접속이 되는 V3,V2,V1,GND의 제2 접속단자가 형성된 집합형 태양전지판이 탈부착되어 형성된 사각박스형 모듈 본체가 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 일체형 태양전지판용 식별 ID 모듈(140)은
    이웃하는 또 다른 일체형 태양전지판의 모니터링 컨넥터와 연결되어, 태양전지제어부로부터 전송된 카운팅 클럭신호와 8비트 식별 ID 시그널신호를 수신받는 수신컨넥터부와,
    수신컨넥터부로부터 카운팅 클럭신호를 입력받아 정수 일자리와, 정수 십자리로 각각 4비트씩 카운팅시켜 4비트 크기 비교기로 전송시키는 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부와,
    딥 스위치부로부터 미리 설정된 일체형 태양전지판의 식별 ID값과, 식별 ID 설정용 싱크러너스 BCD 업다운 카운터부로부터 전송된 정수 일자리 카운팅값과 정수 십자리 카운팅값을 비교하여, 일치하면 아날로그 스위치로 "하이(High)신호"를 보내 턴온(Turn on)시키고, 불일치하면 아날로그 스위치로 "로우(Low)신호"를 보내 턴오프(Turn Off)시키는 4비트 크기 비교기와,
    일체형 태양전지판의 식별 ID값을 미리 설정하는 딥 스위치부와,
    4비트 크기 비교기의 출력단자와 연결되어, 4비트 크기 비교기로부터 턴온(Turn on) 신호가 입력되면, 일체형 태양전지판의 8비트 식별 ID 시그널신호에 해당하는 태양전지판다이오드쪽으로 전력량 검출 센싱신호를 보내고, 4비트 크기 비교기로부터 턴오프(Turn Off) 신호가 입력되면, 구동이 멈추는 아날로그 스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 일체형 태양전지모듈(100)은
    일체형 태양전지판 후면 상단 일측에 위치되고, 태양전지제어부(170)로부터 출력된 기기 이상유무신호에 따라 동작되어 애노드에 인가되는 일체형 태양전지판의 전압값을 센싱해서 통신케이블쪽으로 전송시키는 태양전지판 다이오드(190)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 태양전지관리모듈(600)은
    전원공급케이블을 통해 인가된 전기를 32채널 인공지능형 충전 방식으로 급속 충전시키는 에너지컨테이너(610)와,
    일체형 태양전지모듈(100)과 통신케이블을 통해 연결되어, 특정 식별 ID가 설정된 일체형 태양전지모듈로 전력량 체크신호와 기기 이상 유무신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터를 일체형 태양전지모듈로부터 수신받아, 디스플레이상에 출력시켜 복수개의 일체형 태양전지모듈의 전력량과 기기이상유무를 원격지에서 실시간으로 모니터링하도록 제어하는 시스템제어부(620)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 일체형 태양전지모듈(100)은
    충전제어용 마이컴부(micom)에서 배열로 구성된 다채널 배터리팩으로 보내는 충전전압에 HEX DATA(00 ~ FF)와 다채널 배터리 위치 헥사 데이터(HEX DATA)를 제공받아 독립적으로 PWM 신호를 출력시켜 전원 분리형 전압 및 전류 검출기 입력단에 연결시킨 후, 실시간으로 해당 다채널 리튬배터리의 완전충전 전압과 전류를 체크하여 충전제어용 마이컴부(micom)로 전달해서 기준전압에 맞는 최대의 충전 조건으로 급속충전시키는 4채널 PWM 생성장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 일체형 태양전지모듈(100)은
    톱니파를 이용하여 PWM 신호를 형성하고 일체형 태양전지판의 다채널 배터리에 1:1로 연결되어 다채널 배터리의 충전된 전압을 피드백하여 기준전압에 맞는 최대의 충전 조건으로 급속충전시키는 톱니파 PWM형 피드백충전장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 환경하에서의 일체형 태양전지판 모니터링 장치.
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