KR101114250B1 - 인버터 일체형 태양 전지 모듈 - Google Patents

인버터 일체형 태양 전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101114250B1
KR101114250B1 KR1020110120732A KR20110120732A KR101114250B1 KR 101114250 B1 KR101114250 B1 KR 101114250B1 KR 1020110120732 A KR1020110120732 A KR 1020110120732A KR 20110120732 A KR20110120732 A KR 20110120732A KR 101114250 B1 KR101114250 B1 KR 101114250B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
terminal
channel enhanced
output
mosfet
Prior art date
Application number
KR1020110120732A
Other languages
English (en)
Inventor
강석우
고인갑
서원석
Original Assignee
(주) 경원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 경원 filed Critical (주) 경원
Priority to KR1020110120732A priority Critical patent/KR101114250B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101114250B1 publication Critical patent/KR101114250B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/525—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
    • H02M7/527—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency by pulse width modulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 인버터 일체형 태양 전지 모듈에 관한 것으로, 전면에 직렬 또는 병렬 연결된 2개 이상의 태양 전지가 고정 설치된 태양 전지 설치 판과, 한쪽 면이 개방된 입체 형상으로 이루어지고 상기 태양 전지 설치 판의 후면에 고정 설치되는 케이스, 상기 케이스 안에 안착 되고 상기 태양 전지로부터 출력되는 직류 전압을 승압한 다음 상기 승압 된 직류 전압을 정현파 교류 전압으로 변환시키는 전력 변환부, 상기 케이스의 개방된 한쪽 면을 폐쇄하고 상단 면에 2개 이상의 방열 날개가 돌출 설치된 덮개, 상기 케이스의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스의 일측면을 관통한 다음 케이스의 안쪽으로 진입하는 직류 전원 케이블를 케이스에 붙들어 고정하는 직류 전원 케이블 고정 커넥터, 상기 케이스의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스의 안쪽에서 케이스의 일측면을 관통한 다음, 케이스의 바깥쪽으로 연장되는 교류 전원 케이블이나 통신 케이블을 케이스에 붙들어 고정하는 케이블 고정 커넥터로 이루어지고, 상기 전력 변환부는 직류 전원 케이블로부터 유입된 직류 전원을 평활시키는 평활부와, 평활부로부터 출력되는 직류 전압을 제어부로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 50V 내지 -80V 범위의 구형파로 승압시키는 1차 승압부, 상기 1차 승압부로부터 출력되는 플러스 전압을 제거하고 0V 내지 -80V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 -60V 내지 -80V 범위의 직류 전압을 얻는 1차 정류부, 상기 1차 정류부로부터 출력되는 전압을 제어부로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 -100V 내지 400V 범위의 구형파로 승압시키는 2차 승압부, 상기 2차 승압부로부터 출력되는 마이너스 전압을 제거하고 0V 내지 400V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 300V 내지 400V의 직류 전압을 얻는 2차 정류부, 상기 2차 정류부로부터 출력되는 300V 내지 400V의 직류 전압을 제어부로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 특정 주파수의 구형파 신호로 변환시키는 인버터, 상기 인버터로부터 출력되는 구형파 전압을 60Hz의 정현파 교류 전압으로 변환시키는 필터부, 및 상기 1차 승압부와 2차 승압부 및 인버터에 PWM 제어 신호를 제공하는 제어부로 이루어질 수 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 인버터 일체형 태양 전지 모듈은 태양 전지 설치 판의 후면에 전력 변환부를 설치하여 태양 전지로부터 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 전압 검출부와 전류 검출부로부터 검출된 전압과 전류에 따라 제 1 N채널 증진형 모스펫과 제 6 N채널 증진형 모스펫의 게이트 단자로 입력되는 PWM 제어 신호를 조정하여 출력 전력이 항시 최대값을 유지하도록 할 수 있다.

Description

인버터 일체형 태양 전지 모듈{PHOTOVOLTAIC MODULE HAVING AN INVERTER}
본 발명은 인버터 일체형 태양 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 태양 전지 모듈에 인버터를 일체로 결합시킴과 더불어 태양 전지 모듈로부터 입력되는 직류 전압 및 전류와 인버터로부터 출력되는 교류 전압과 전류를 모니터링 할 수 있도록 한 인버터 일체형 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
현재 인류가 가장 널리 이용하고 있는 전기 에너지의 대부분은 화력 발전이나 원자력 발전을 통해서 얻고 있지만, 이러한 방식들은 각각 화석 에너지의 고갈이나 안전 문제 때문에 한계가 있어 선진 각국에서는 대체 에너지 개발에 박차를 가하고 있으며, 이 중에서도 산간 벽지나 낙도 등의 오지에 전력을 공급하기 위한 수단과 대도시 지역의 순시 전력 보상 기능으로서의 태양 광 발전 시스템이 주목을 받고 있다.
뿐만 아니라, 지금까지 태양 광 발전 시스템 보급의 가장 큰 장애 요인이었던 태양 전지의 가격과 효율은 각각 감소 및 증가 추세에 있으므로 가까운 장래에 충분한 경제성이 있는 시스템이 출현 될 거라 생각된다.
일반적으로 태양 광 발전 시스템의 기본 구성은 태양 에너지를 직류 전원으로 바꾸어주는 태양 전지와, 태양 에너지가 불충분하거나 태양 에너지가 없을 때에 에너지 공급원이자 에너지 저장원인 축전지, 태양 전지로부터 얻은 에너지를 이용하여 축전지를 충전시키는 충전기, 인버터에 공급되는 직류 전원을 태양 전지와 축전지 중 어느 것을 선택할 것인가를 결정하는 직류 배전반, 직류 전원을 상용 교류 전원으로 바꾸어 주는 인버터 및 이들 전체 시스템을 총괄적으로 제어할 뿐만 아니라, 여러 대의 인버터를 병렬 운전시킬 때에 여러 대의 인버터를 중앙 제어하는 중앙 제어부로 이루어질 수 있다.
이러한 태양 광 발전 시스템에 있어서 통상 태양 전지의 에너지 변환 효율이 매우 낮기 때문에 전체 발전 시스템의 효율을 최대화시켜 경제성이 있는 시스템을 만들기 위해서는 인버터 시스템의 효율을 극대화시켜야 할 뿐만 아니라, 태양 전지에서 얻은 에너지를 최대한 활용할 수 있어야 한다.
이를 위해서 독립형 시스템의 경우에 태양 전지에서 얻은 에너지를 축전지에 저장시킬 때에는 충전기가 최적 동작을 할 수 있도록 해야 하며, 계통형에서는 인버터에 공급되는 에너지량을 최적화시켜야 한다는 과제를 안고 있다.
이에 본 발명은 태양 전지 모듈로부터 출력되는 직류 전압 및 전류와 인버터로부터 출력되는 교류 전압 및 전류를 최대 전력 점 추종 제어(Maximum Power Point Tracking)에 활용함으로써 태양 전지 모듈의 발전 성능을 극대화시킬 수 있도록 한 인버터 일체형 태양 전지 모듈을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 일체형 태양 전지 모듈은 전면에 직렬 또는 병렬 연결된 2개 이상의 태양 전지가 고정 설치된 태양 전지 설치 판과, 한쪽 면이 개방된 입체 형상으로 이루어지고 상기 태양 전지 설치 판의 후면에 고정 설치되는 케이스, 상기 케이스 안에 안착 되고 상기 태양 전지로부터 출력되는 직류 전압을 승압한 다음 상기 승압 된 직류 전압을 정현파 교류 전압으로 변환시키는 전력 변환부, 상기 케이스의 개방된 한쪽 면을 폐쇄하고 상단 면에 2개 이상의 방열 날개가 돌출 설치된 덮개, 상기 케이스의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스의 일측면을 관통한 다음 케이스의 안쪽으로 진입하는 직류 전원 케이블를 케이스에 붙들어 고정하는 직류 전원 케이블 고정 커넥터, 상기 케이스의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스의 안쪽에서 케이스의 일측면을 관통한 다음, 케이스의 바깥쪽으로 연장되는 교류 전원 케이블이나 통신 케이블을 케이스에 붙들어 고정하는 케이블 고정 커넥터로 이루어지고, 상기 전력 변환부는 직류 전원 케이블로부터 유입된 직류 전원을 평활시키는 평활부와, 평활부로부터 출력되는 직류 전압을 제어부로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 50V 내지 -80V 범위의 구형파로 승압시키는 1차 승압부, 상기 1차 승압부로부터 출력되는 플러스 전압을 제거하고 0V 내지 -80V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 -60V 내지 -80V 범위의 직류 전압을 얻는 1차 정류부, 상기 1차 정류부로부터 출력되는 전압을 제어부로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 -100V 내지 400V 범위의 구형파로 승압시키는 2차 승압부, 상기 2차 승압부로부터 출력되는 마이너스 전압을 제거하고 0V 내지 400V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 300V 내지 400V의 직류 전압을 얻는 2차 정류부, 상기 2차 정류부로부터 출력되는 300V 내지 400V의 직류 전압을 제어부로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 특정 주파수의 구형파 신호로 변환시키는 인버터, 상기 인버터로부터 출력되는 구형파 전압을 60Hz의 정현파 교류 전압으로 변환시키는 필터부, 및 상기 1차 승압부와 2차 승압부 및 인버터에 PWM 제어 신호를 제공하는 제어부로 이루어질 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 인버터 일체형 태양 전지 모듈은 태양 전지 설치 판의 후면에 전력 변환부를 설치하여 태양 전지로부터 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 경우에 따라 다수 개의 전압 검출부와 전류 검출부로부터 검출된 전압과 전류에 따라 제 1 N채널 증진형 모스펫 내지 제 6 N채널 증진형 모스펫의 게이트 단자로 입력되는 PWM 제어 신호를 조정하여 태양 전지 모듈이 항시 최대 전력을 출력하도록 하였다.
도면 1은 본 발명의 결합 사시도,
도면 2는 본 발명의 분해 사시도,
도면 3은 전력 변환부의 제어 블록도,
도면 4은 전력 변환부의 회로도를 도시한 도면,
도면 5는 도면 4에 도시된 각 TP점들의 출력 파형을 도시한 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 인버터 일체형 태양 전지 모듈은 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 전면에 직렬 또는 병렬 연결된 2개 이상의 태양 전지가 고정 설치된 태양 전지 설치 판(1)과, 한쪽 면이 개방된 입체 형상으로 이루어지고 상기 태양 전지 설치 판(1)의 후면에 고정 설치되는 케이스(3), 상기 케이스(3) 안에 안착 되고 상기 태양 전지로부터 출력되는 직류 전압을 승압한 다음 상기 승압 된 직류 전압을 정현파 교류 전압으로 변환시키는 전력 변환부(5), 상기 케이스(3)의 개방된 한쪽 면을 폐쇄하고 상단 면에 2개 이상의 방열 날개(7)가 돌출 설치된 덮개(9), 상기 케이스(3)의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스(3)의 일측면을 관통한 다음 케이스(3)의 안쪽으로 진입하는 직류 전원 케이블(11)를 케이스(3)에 붙들어 고정하는 직류 전원 케이블 고정 커넥터(13), 상기 케이스(3)의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스(3)의 안쪽에서 케이스(3)의 일측면을 관통한 다음, 케이스(3)의 바깥쪽으로 연장되는 교류 전원 케이블(17)이나 통신 케이블(18)을 케이스(3)에 붙들어 고정하는 케이블 고정 커넥터(15)로 이루어진다.
상기 전력 변환부(5)는 도면 3에 도시한 바와 같이, 직류 전원 케이블(11)로부터 유입된 직류 전원을 평활시키는 평활부(19)와, 평활부(19)로부터 출력되는 직류 전압을 제어부(21)로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 50V 내지 -80V 범위의 구형파로 승압시키는 1차 승압부(23), 상기 1차 승압부(23)로부터 출력되는 플러스 전압을 제거하고 0V 내지 -80V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 -60V 내지 -80V 범위의 직류 전압을 얻는 1차 정류부(25), 상기 1차 정류부(25)로부터 출력되는 전압을 제어부(21)로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 -100V 내지 400V 범위의 구형파로 승압시키는 2차 승압부(27), 상기 2차 승압부(27)로부터 출력되는 마이너스 전압을 제거하고 0V 내지 400V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 300V 내지 400V의 직류 전압을 얻는 2차 정류부(29), 상기 2차 정류부(29)로부터 출력되는 300V 내지 400V의 직류 전압을 제어부(21)로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 특정 주파수의 구형파 신호로 변환시키는 인버터(31), 상기 인버터(31)로부터 출력되는 구형파 전압을 60Hz의 정현파 교류 전압으로 변환시키는 필터부(33), 및 상기 1차 승압부(23)와 2차 승압부(27) 및 인버터(31)에 PWM 제어 신호를 제공하는 제어부(21)로 이루어질 수 있다.
상기 평활부(19)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 직류 전원 케이블(11)로부터 인입되는 플러스 전기 선로에 입력단이 전기 결선 되고 출력단이 접지 단자에 전기 결선 되는 제 1 커패시터(37)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 1차 승압부(23)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 드레인(drain) 단자가 상기 평활부(19)에 구비된 제 1 커패시터(37)의 입력단에 전기 결선 되고, 게이트(Gate) 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 1 N채널 증진형 모스펫(39)(MOSFET)과, 입력단이 상기 제 1 N채널 증진형 모스펫(39)(MOSFET)의 소스(Source) 단자에 전기 결선 되고 출력단이 접지되어 제어부(21)의 PWM 제어 신호에 의해 온 또는 오프 되는 제 1 N채널 증진형 모스펫(39)에 의해 50V 내지 -80V의 구형파 전압을 출력하는 제 1 코일(41)로 이루어질 수 있다.
또, 상기 1차 정류부(25)는 1차 승압부(23)에 갖추어진 제 1 코일(41) 입력단에 캐소드(Cathode)단이 전기 결선 되어 1차 정류부(25)로부터 출력되는 플러스 전압을 차단하는 제 1 다이오드(43)와, 입력단이 상기 제 1 다이오드(43)의 애노드(Anode)단에 전기 결선 되고 출력단이 접지되어 0V 내지 -80V 범위의 구형파 전압을 평활 시키는 제 2 커패시터(45)로 이루어질 수 있다.
또, 상기 2차 승압부(27)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 소스(Source) 단자가 상기 1차 정류부(25)에 구비된 제 2 커패시터(45)의 입력단에 전기 결선 되고, 게이트(Gate) 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 2 N채널 증진형 모스펫(47)(MOSFET)과, 입력단이 상기 제 2 N채널 증진형 모스펫(47)(MOSFET)의 드레인(Drain) 단자에 전기 결선 되고 출력단이 접지되어 제어부(21)의 PWM 제어 신호에 의해 온 또는 오프 되는 제 2 N채널 증진형 모스펫(47)에 의해 -100V 내지 400V의 구형파 전압을 출력하는 제 2 코일(49)로 이루어질 수 있다.
또, 상기 2차 정류부(29)는 2차 승압부(27)에 갖추어진 제 2 코일(49) 입력단에 애노드(Anode)단이 전기 결선 되어 2차 정류부(29)로부터 출력되는 마이너스 전압을 차단하는 제 2 다이오드(51)와, 입력단이 상기 제 2 다이오드(51)의 캐소드(Cathode)단에 전기 결선되고 출력단이 접지되어 0V 내지 400V의 구형파 전압을 평활시키는 제 3 커패시터(53)로 이루어질 수 있다.
또, 상기 인버터(31)는 드레인 단자가 2차 정류부(29)에 갖추어진 제 3 커패시터(53)의 입력단에 연결되고 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)과, 드레인 단자가 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)의 소스 단자에 연결되고, 소스 단자가 접지되며, 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온 또는 오프 되는 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)을 구비한다.
또, 상기 인버터(31)는 직렬 연결된 상기 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)과 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)에 병렬 연결되고 드레인 단자가 2차 정류부(29)에 갖추어진 제 3 커패시터(53)의 입력단에 연결되며 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 5 N채널 증진형 모스펫(59)과, 직렬 연결된 상기 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)과 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)에 병렬 연결되고 드레인 단자가 제 5 N채널 증진형 모스펫(59)의 소스 단자에 연결되고 소스 단자가 접지 되며 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온 또는 오프 되는 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)을 더 구비한다.
이때, 상기 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)과 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 드레인 단자는 제 3 N채널 증진형 모스펫(55) 내지 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 게이트 단자로 입력되는 제어부(21)의 PWM 제어 신호에 따라 0V 내지 400V의 구형파 전압을 출력하게 된다.
또한, 상기 필터부(33)는 입력단이 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)의 드레인 단자에 전기 결선 되는 제 3 코일(63)과, 입력단이 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 드레인 단자에 전기 결선 되는 제 4 코일(65), 및 상기 제 3 코일(63)과 제 4 코일(65)의 출력 단자에 연결되는 제 4 커패시터(67)로 이루어질 수 있다.
상기 제 3 코일(63)과 제 4 코일(65) 및 제 4 커패시터(67)는 인버터(31)로부터 출력되는 구형파 전압의 주파수에 따라 제 3 코일(63)과 제 4 코일(65)의 유도성 리액턴스와 제 4 커패시터(67)의 용량성 리액턴스가 달라진다.
따라서, 상기 제 3 코일(63)과 제 4 코일(65) 및 제 4 커패시터(67)는 인버터(31)로부터 출력되는 특정 주파수의 구형파만 통과시켜 결과적으로 제 4 커패시터(67)의 양단에 60Hz의 정현파 교류 전압이 출력되도록 한다.
한편, 상기 평활부(19)의 전단 직류 전원 케이블(11)에는 도면 4에 도시한 바와 같이, 태양 전지로부터 출력되는 직류 전압과 직류 전류를 검출할 수 있는 DC 전압 검출부(69)와 DC 전류 검출부(71)가 장착된다.
또한, 상기 2차 정류부(29)에는 승압된 직류 전압과 직류 전류를 검출할 수 있도록 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전압 검출부(73)와 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전류 검출부(75)가 장착된다.
또, 상기 필터부(33)에는 변환된 교류 전압과 교류 전류를 검출할 수 있도록 인버터 출력 전압 검출부(77)와 인버터 출력 전류 검출부(79)가 장착된다.
한편, 상기 제어부(21)는 통신 케이블(18)을 통해 DC 전압 검출부(69)와 DC 전류 검출부(71), 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전압 검출부(73)와 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전류 검출부(75), 인버터 출력 전압 검출부(77), 및 인버터 출력 전류 검출부(79)로부터 검출된 전압과 전류를 통신 케이블(18)을 통해 중앙 관제 장치로 전송할 수 있고, 검출된 전압과 전류에 따라 제 1 N채널 증진형 모스펫(39) 내지 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 게이트 단자로 전달되는 PWM 제어 신호를 조절하여 필터부(33)로 출력되는 전력이 항상 최대 값을 유지하도록 한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 인버터 일체형 태양 전지 모듈은 태양 전지 설치 판(1)의 후면에 전력 변환부(5)를 설치하여 태양 전지로부터 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환시킬 수 있다.
또, 상기 제어부(21)는 경우에 따라 다수 개의 전압 검출부와 전류 검출부로부터 검출된 전압과 전류에 따라 제 1 N채널 증진형 모스펫(39) 내지 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 게이트 단자로 입력되는 PWM 제어 신호를 조정하여 태양 전지 모듈이 항시 최대 전력을 출력하도록 하였다.
1. 태양 전지 설치 판 3. 케이스
5. 전력 변환부 7. 방열 날개
9. 덮개 11. 직류 전원 케이블
13. 직류 전원 케이블 고정 커넥터 15. 케이블 고정 커넥터
17. 교류 전원 케이블 18. 통신 케이블
21. 제어부 23. 1차 승압부
25. 1차 정류부 27. 2차 승압부
29. 2차 정류부 31. 인버터
37. 제 1 커패시터 39. 제 1 N채널 증진형 모스펫
41. 제 1 코일 43. 제 1 다이오드
45. 제 2 커패시터 47. 제 2 N채널 증진형 모스펫
49. 제 2 코일 51. 제 2 다이오드
53. 제 3 커패시터 55. 제 3 N채널 증진형 모스펫
57. 제 4 N채널 증진형 모스펫 59. 제 5 N채널 증진형 모스펫
61. 제 6 N채널 증진형 모스펫 63. 제 3 코일
65. 제 4 코일 67. 제 4 커패시터
69. DC 전압 검출부 71. DC 전류 검출부
73. 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전압 검출부
75. 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전류 검출부
77. 인버터 출력 전압 검출부 79. 인버터 출력 전류 검출부

Claims (3)

  1. 전면에 직렬 또는 병렬 연결된 2개 이상의 태양 전지가 고정 설치된 태양 전지 설치 판(1)과;
    한쪽 면이 개방된 입체 형상으로 이루어지고 상기 태양 전지 설치 판(1)의 후면에 고정 설치되는 케이스(3);
    상기 케이스(3) 안에 안착 되고 상기 태양 전지로부터 출력되는 직류 전압을 승압한 다음 상기 승압 된 직류 전압을 정현파 교류 전압으로 변환시키는 전력 변환부(5);
    상기 케이스(3)의 개방된 한쪽 면을 폐쇄하고 상단 면에 2개 이상의 방열 날개(7)가 돌출 설치된 덮개(9);
    상기 케이스(3)의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스(3)의 일측면을 관통한 다음 케이스(3)의 안쪽으로 진입하는 직류 전원 케이블(11)을 케이스(3)에 붙들어 고정하는 직류 전원 케이블 고정 커넥터(13);
    상기 케이스(3)의 일측면에 고정 설치된 상태에서 케이스(3)의 안쪽에서 케이스(3)의 일측면을 관통한 다음, 케이스(3)의 바깥쪽으로 연장되는 교류 전원 케이블(17)이나 통신 케이블(18)을 케이스(3)에 붙들어 고정하는 케이블 고정 커넥터(15)로 이루어지고,
    상기 전력 변환부(5)는 직류 전원 케이블(11)로부터 유입된 직류 전원을 평활시키는 평활부(19)와,
    상기 평활부(19)로부터 출력되는 직류 전압을 제어부(21)로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 50V 내지 -80V 범위의 구형파로 승압시키는 1차 승압부(23),
    상기 1차 승압부(23)로부터 출력되는 플러스 전압을 제거하고 0V 내지 -80V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 -60V 내지 -80V 범위의 직류 전압을 얻는 1차 정류부(25),
    상기 1차 정류부(25)로부터 출력되는 전압을 제어부(21)로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 -100V 내지 400V 범위의 구형파로 승압시키는 2차 승압부(27),
    상기 2차 승압부(27)로부터 출력되는 마이너스 전압을 제거하고 0V 내지 400V 범위의 구형파 전압을 평활시켜 300V 내지 400V의 직류 전압을 얻는 2차 정류부(29),
    상기 2차 정류부(29)로부터 출력되는 300V 내지 400V의 직류 전압을 제어부(21)로부터 입력되는 PWM 제어 신호에 따라 특정 주파수의 구형파 신호로 변환시키는 인버터(31),
    상기 인버터(31)로부터 출력되는 구형파 전압을 60Hz의 정현파 교류 전압으로 변환시키는 필터부(33),
    및 상기 1차 승압부(23)와 2차 승압부(27) 및 인버터(31)에 PWM 제어 신호를 제공하는 제어부(21)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 일체형 태양 전지 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 평활부(19)는 직류 전원 케이블(11)로부터 인입되는 플러스 전기 선로에 입력단이 전기 결선 되고 출력단이 접지 단자에 전기 결선 되는 제 1 커패시터(37)로 구성되고,
    상기 1차 승압부(23)는 드레인(drain) 단자가 상기 평활부(19)에 구비된 제 1 커패시터(37)의 입력단에 전기 결선 되고, 게이트(Gate) 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 1 N채널 증진형 모스펫(39)(MOSFET)과, 입력단이 상기 제 1 N채널 증진형 모스펫(39)(MOSFET)의 소스(Source) 단자에 전기 결선 되고 출력단이 접지되어 제어부(21)의 PWM 제어 신호에 의해 온 또는 오프 되는 제 1 N채널 증진형 모스펫(39)에 의해 50V 내지 -80V의 구형파 전압을 출력하는 제 1 코일(41)로 이루어지며,
    상기 1차 정류부(25)는 1차 승압부(23)에 갖추어진 제 1 코일(41) 입력단에 캐소드(Cathode)단이 전기 결선 되어 1차 정류부(25)로부터 출력되는 플러스 전압을 차단하는 제 1 다이오드(43)와, 입력단이 상기 제 1 다이오드(43)의 애노드(Anode)단에 전기 결선 되고 출력단이 접지되어 0V 내지 -80V 범위의 구형파 전압을 평활 시키는 제 2 커패시터(45)로 이루어지고,
    상기 2차 승압부(27)는 소스(Source) 단자가 상기 1차 정류부(25)에 구비된 제 2 커패시터(45)의 입력단에 전기 결선 되고, 게이트(Gate) 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 2 N채널 증진형 모스펫(47)(MOSFET)과, 입력단이 상기 제 2 N채널 증진형 모스펫(47)(MOSFET)의 드레인(Drain) 단자에 전기 결선 되고 출력단이 접지되어 제어부(21)의 PWM 제어 신호에 의해 온 또는 오프 되는 제 2 N채널 증진형 모스펫(47)에 의해 -100V 내지 400V의 구형파 전압을 출력하는 제 2 코일(49)로 이루어지며,
    상기 2차 정류부(29)는 2차 승압부(27)에 갖추어진 제 2 코일(49) 입력단에 애노드(Anode)단이 전기 결선 되어 2차 정류부(29)로부터 출력되는 마이너스 전압을 차단하는 제 2 다이오드(51)와, 입력단이 상기 제 2 다이오드(51)의 캐소드(Cathode)단에 전기 결선되고 출력단이 접지되어 0V 내지 400V의 구형파 전압을 평활시키는 제 3 커패시터(53)로 이루어지고,
    상기 인버터(31)는 드레인 단자가 2차 정류부(29)에 갖추어진 제 3 커패시터(53)의 입력단에 연결되고 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)과, 드레인 단자가 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)의 소스 단자에 연결되고, 소스 단자가 접지되며, 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온 또는 오프 되는 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)을 구비하며,
    상기 인버터(31)는 직렬 연결된 상기 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)과 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)에 병렬 연결되고 드레인 단자가 2차 정류부(29)에 갖추어진 제 3 커패시터(53)의 입력단에 연결되며 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 제 5 N채널 증진형 모스펫(59)과, 직렬 연결된 상기 제 3 N채널 증진형 모스펫(55)과 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)에 병렬 연결되고 드레인 단자가 제 5 N채널 증진형 모스펫(59)의 소스 단자에 연결되고 소스 단자가 접지 되며 게이트 단자가 제어부(21)에 연결되어 제어부(21)로부터 입력된 PWM 제어 신호에 따라 온 또는 오프 되는 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)을 구비하고,
    상기 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)과 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 드레인 단자는 제 3 N채널 증진형 모스펫(55) 내지 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 게이트 단자로 입력되는 제어부(21)의 PWM 제어 신호에 따라 0V 내지 400V의 구형파 전압을 출력하며,
    상기 필터부(33)는 입력단이 제 4 N채널 증진형 모스펫(57)의 드레인 단자에 전기 결선 되는 제 3 코일(63)과, 입력단이 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 드레인 단자에 전기 결선 되는 제 4 코일(65), 및 상기 제 3 코일(63)과 제 4 코일(65)의 출력 단자에 연결되는 제 4 커패시터(67)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터 일체형 태양 전지 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 평활부(19)의 전단 직류 전원 케이블(11)에는 태양 전지로부터 출력되는 직류 전압과 직류 전류를 검출하는 DC 전압 검출부(69)와 DC 전류 검출부(71)가 장착되고,
    상기 2차 정류부(29)에는 승압된 직류 전압과 직류 전류를 검출할 수 있도록 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전압 검출부(73)와 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전류 검출부(75)가 장착되며,
    상기 필터부(33)에는 변환된 교류 전압과 교류 전류를 검출할 수 있도록 인버터 출력 전압 검출부(77)와 인버터 출력 전류 검출부(79)가 장착되고,
    상기 제어부(21)는 DC 전압 검출부(69)와 DC 전류 검출부(71), 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전압 검출부(73)와 다단 DC-DC 부스트 컨버터 전류 검출부(75), 인버터 출력 전압 검출부(77), 및 인버터 출력 전류 검출부(79)로부터 검출된 전압과 전류를 통신 케이블(18)을 통해 중앙 관제 장치로 전송하며, 검출된 전압과 전류에 따라 제 1 N채널 증진형 모스펫(39) 내지 제 6 N채널 증진형 모스펫(61)의 게이트 단자로 전달되는 PWM 제어 신호를 조절하여 필터부(33)로 출력되는 전력이 항상 최대 값을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 인버터 일체형 태양 전지 모듈.
KR1020110120732A 2011-11-18 2011-11-18 인버터 일체형 태양 전지 모듈 KR101114250B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110120732A KR101114250B1 (ko) 2011-11-18 2011-11-18 인버터 일체형 태양 전지 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110120732A KR101114250B1 (ko) 2011-11-18 2011-11-18 인버터 일체형 태양 전지 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101114250B1 true KR101114250B1 (ko) 2012-03-05

Family

ID=46140932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110120732A KR101114250B1 (ko) 2011-11-18 2011-11-18 인버터 일체형 태양 전지 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101114250B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101564757B1 (ko) 2014-06-20 2015-10-30 피타파워 주식회사 태양광 발전 모듈을 이용한 일체형 전기저장장치
CN108337949A (zh) * 2017-01-21 2018-07-31 深圳市拓日新能源科技股份有限公司 利用太阳能供电的盐碱地改良系统
CN116131618A (zh) * 2022-12-13 2023-05-16 深圳市麦格米特驱动技术有限公司 一种老化测试装置、方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141540A (ja) 2000-10-31 2002-05-17 Canon Inc 電力変換装置一体型太陽電池モジュール
KR101073143B1 (ko) 2011-04-20 2011-10-13 이앤에이치(주) 태양광 발전 장치의 출력 성능을 개선한 에이씨형 태양전지 모듈

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141540A (ja) 2000-10-31 2002-05-17 Canon Inc 電力変換装置一体型太陽電池モジュール
KR101073143B1 (ko) 2011-04-20 2011-10-13 이앤에이치(주) 태양광 발전 장치의 출력 성능을 개선한 에이씨형 태양전지 모듈

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101564757B1 (ko) 2014-06-20 2015-10-30 피타파워 주식회사 태양광 발전 모듈을 이용한 일체형 전기저장장치
CN108337949A (zh) * 2017-01-21 2018-07-31 深圳市拓日新能源科技股份有限公司 利用太阳能供电的盐碱地改良系统
CN116131618A (zh) * 2022-12-13 2023-05-16 深圳市麦格米特驱动技术有限公司 一种老化测试装置、方法及系统
CN116131618B (zh) * 2022-12-13 2024-04-19 深圳麦格米特电气股份有限公司 一种老化测试装置、方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Carli et al. Technical considerations on power conversion for electric and plug-in hybrid electric vehicle battery charging in photovoltaic installations
CN102545257B (zh) 太阳能光伏发电单相并网逆变器的控制方法
CA2807059C (en) Solar power conversion system
EP2256894A2 (en) Solar power generation system including weatherable units including photovoltaic modules and isolated power converters
CN102832842A (zh) 一种新型三相光伏并网逆变器系统
CN202841003U (zh) 一种新型三相光伏并网逆变器系统结构
CN105515033A (zh) 一种光储微电网系统的功率协调控制方法
TWI565192B (zh) 混合式太陽能發電系統
JP2004194500A (ja) 太陽光発電用電力変換装置
CN103138291A (zh) 一种风力发电智能单相并网控制器
KR101794837B1 (ko) 태양광 발전기의 충·방전 제어 유닛 시스템
CN202384776U (zh) 光伏发电系统
KR100716537B1 (ko) 분산전원용 제어장치 및 제어방법
CN103701309A (zh) 变频设备用交直流供电系统及变频空调器
CN104269914A (zh) 一种风光互补控制逆变一体机
CN104600719A (zh) 一种光伏发电系统并网接入综合无功补偿控制系统及方法
KR20160129265A (ko) 태양광 컨버터 및 에너지 저장 컨버터를 이용한 계통 연계형 통합 장치
CN104682443A (zh) 一种基于光伏发电功能的v2g系统
KR101114250B1 (ko) 인버터 일체형 태양 전지 모듈
US9548610B2 (en) Control method for arranging DC/AC converters in parallel
KR101587488B1 (ko) 계통 연계형 시스템에서의 고효율 배터리 충방전 시스템 및 방법
Zhang et al. A capacitor voltage balancing method with zero-voltage switching for split phase inverter
JP6154265B2 (ja) 太陽光発電システム
KR101229650B1 (ko) 차량의 서스펜션을 이용한 전력변환장치
Jing et al. An optimized control strategy to improve the current zero-crossing distortion in bidirectional AC/DC converter based on V2G concept

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee