KR101124511B1 - 태양전지 어레이 상태 감시 장치 - Google Patents

태양전지 어레이 상태 감시 장치 Download PDF

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김득수
정택기
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한양전공주식회사
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Abstract

태양전지 어레이 상태 감시 장치가 개시된다. 본 발명은, 복수개의 태양전지 어레이의 발전 전압 또는 전류 신호가 입력되며, 입력된 발전 전압 또는 전류 신호를 복수개의 태양전지 어레이에 각각 대응되게 복수개의 채널별로 증폭하는 증폭부, 증폭부에 의해 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부, 변환부에서 출력되는 디지털 신호를 절연하는 절연부, 및 절연부를 통해 절연된 디지털 신호가 입력되는 중앙 처리부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 태양광 발전 설비에서의 예상하지 못한 급격한 서지전압이나 전류의 발생, 낙뢰, 노이즈 등에 의해 내부 회로가 파손되거나 내부 메모리의 데이터가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

태양전지 어레이 상태 감시 장치{Photovoltaic Array Monitoring Apparatus}
본 발명은 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이가 낙뢰, 유도 노이즈 등에 의해 내부 회로가 파손되거나 내부 메모리의 데이터가 손상되는 것을 방지할 수 있는 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전 설비는 태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기 에너지로 변환하여 수집하고, 수집된 전기 에너지를 저장하는 한편, 수집단계에서 직류로 변환된 전기 에너지를 교류 에너지로 변환시켜 변압기로 입력시키도록 된 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양광 발전 설비의 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에서와 같이, 태양 전지(Solar cell) 어레이(10)와 인버터(20)로 구성된 태양광 발전 설비는 햇빛을 받아서 광전효과에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식에 의하고 있다.
즉, 다수개의 태양 전지 어레이(10)를 직렬 또는 병렬로 연결하여, 태양광 인버터의 입력 전압 허용범위를 고려하여 선정된 태양전지 어레이 스트링의 발전 출력전압이 인버터(20)에 입력되게 되고, 태양전지 어레이(10)의 출력단은 접속반(40)의 접속단자를 통해 직.병렬 형태로 인버터(20)의 입력단에 연결되게 된다.
이 접속반(40)을 경유하여 직류 전력이 인버터(20)에 공급됨으로써, 인버터(20)의 입력인 직류 전력이 교류 전력으로 변환되어 출력되며, 인버터(20)는 계통(30)과 동기 운전을 하면서 정현파 전류를 부하기기 및 계통(30)에 공급한다.
이때 태양광 발전 설비의 발전 상태를 감시하고 이상 유무를 분석하기 위한 목적으로 다수의 태양전지 어레이의 발전 상태를 감시하고 또는 이의 발전전압/전류, 에레이의 온도, 주위온도, 일사량등 발전상태의 분석에 필요한 데이터를 상시 감시할 필요가 있다.
한편, 종래 기술에 따른 태양광 발전 감시 장치에서는 태양전지 어레이 스트링들이 주로 야산이나 건물 지붕에 일반적으로 설치되기 때문에 태양광을 받아 높은 직류전압을 발전하는 태양 전지 어레이(10)에서 예상하지 못한 서지 전압 또는 전류가 발생되거나 낙뢰 또는 계통의 스위칭 서지에 의한 유도노이즈 등의 영향에 의해 내부의 회로가 손상되는 문제점이 있다.
아울러, 종래 기술에 따른 태양광 발전 감시 장치에서는 예상하지 못한 급격한 급격한 서지전압이나 전류, 낙뢰, 유도 노이즈 등에 의해 접속반(40)내에 설치된 태양전지 어레이 감시 장치 내의 중앙 처리 장치(CPU)가 파손되거나 그 내부의 데이터가 손상될 위험성이 상존한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 태양광 발전 설비에서의 예상하지 못한 서지 전압 또는 전류가 발생되거나 낙뢰 또는 계통의 스위칭 서지에 의한 유도 노이즈 등의 영향에 의해 내부 회로가 파손되거나 내부 메모리의 데이터가 손상되는 것을 방지할 수 있는 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치는, 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치에 있어서, 복수개의 태양전지 어레이의 발전 전압 또는 전류 신호가 입력되며, 입력된 발전 전압 또는 전류 신호를 상기 복수개의 태양전지 어레이에 각각 대응되게 복수개의 채널별로 각각 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부; 상기 변환부에서 출력되는 상기 디지털 신호를 절연하는 절연부; 및 상기 절연부를 통해 절연된 디지털 신호가 입력되는 중앙 처리부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 증폭부는 고입력 고임피던스형 차동 증폭기를 포함한다.
또한, 상기 중앙 처리부로부터 출력되는 통신 신호를 절연하는 절연부를 더 포함한다.
또한, 상기 증폭부에는 외부 센서로부터의 외기 온도, 상기 복수개의 태양전지 어레이의 표면 온도, 및 일사량 신호 중 적어도 하나를 포함하는 감지 신호가 더 입력되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변환부는 상기 증폭부에 입력된 감지 신호를 디지털 신호로 변환하며, 상기 변환부에서 출력되는 상기 디지털 신호를 절연하는 절연부를 더 포함한다.
또한, 상기 증폭부는, 태양광 인버터로부터의 입력 전류을 감지하는 적어도 하나의 분류기로부터 얻어지는 직류전압 신호를 차동 증폭하는 전류 센싱 앰프(curr.sense AMP)를 포함하며, 상기 전류 센싱 앰프(curr.sense AMP)는 상기 태양전지 어레이의 발전전류 신호를 소정 범위의 전압 레벨로 증폭하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연부는, 라디오파(Radio Frequency)를 이용하여 절연하거나 빛을 통하여 입력과 출력 사이를 절연하는 절연소자(Isolator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지 신호는, 상기 증폭부에서 증폭된 후 상기 중앙 처리부에 입력되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 태양광 발전 설비에서의 예상하지 못한 급격한 전압이나 전류의 발생, 낙뢰, 유도 노이즈 등에 의해 내부 회로가 파손되거나 내부 메모리의 데이터가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양광 발전 설비의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비의 구조를 나타내는 도면, 및
도 3은 도 2에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에서의 태양전지 어레이에서 발전되는 발전 전류가 본 발명에서의 일 실시예에 따라 절연되는 과정을 설명하는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비는 복수개의 태양 전지 어레이(100), 태양전지 기상 센서(150), 접속반(170), 인버터(200), 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400), 및 모니터링부(500)를 포함한다.
태양전지 어레이(100)는 복수개가 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 설치되는 것이 바람직하며, 각각의 태양전지 어레이(100)로부터 발생된 직류 발전 전력(전압 및 전류)은 태양전지 어레이(100) 단위별로 각각 접속반(170)내에 구비된 접속단자를 통해 접속반(170)에 연결된다.
한편, 발전 환경 감지 기능을 가지는 태양전지 기상 센서(150)는 태양전지 발전 설비가 설치된 장소의 주변 외기 온도, 태양전지 어레이(100) 표면의 표면 온도, 경사 일사량, 수평 일사량, 풍속, 풍향 등의 기상 정보를 감지하고, 감지된 기상 정보값들은 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)에 직접 입력되거나, 접속반(170)을 통해 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)에 입력된다.
태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)은 도 2에서와 같이 접속반(170)의 외부에 별도로 설치될 수도 있지만, 설치 현장에서는 일반적으로 접속반(170) 내부에 모듈상태로 설치되는 것이 바람직하다.
태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)가 접속반(170)의 내부에 설치된 경우에 있어서, 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)는 태양전지 어레이가 연결되는 접속반(170)의 주 접속단자를 통해 상기 태양전지 어레이(100)들로부터 개별적으로 입력되는 발전 전압 또는/및 전류 신호를 증폭하고, 증폭된 발전 전압 또는 전류 신호를 디지털 신호로 변환하며, 변환된 디지털 신호를 전기적으로 절연한 후에 측정결과를 연산하기 위해 내부의 중앙 처리부(405)에 전달하게 된다.
한편, 상기 태양전지 어레이(100)의 발전 전압 또는 전류 신호를 디지털 신호로 변환시키기 이전에 아날로그 신호를 전기적으로 절연시키는 방안이 서지 전압, 유도 노이즈 등의 영향으로부터 회로를 보호하는 데 매우 효과적일 수 있으나, 이를 실현하기 위해서는 정밀도가 요구되는 아날로그 방식의 절연 회로가 필요하여 이를 구현하는 데 있어서 매우 복잡하고 고가의 비용이 필요하기 때문에 아날로그 감지신호를 디지털 신호로 변환한 후에 이를 전기적으로 절연하는 것이 매우 경제적일 수 있게 된다.
또한, 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)는 태양전지 기상 센서(150)들로부터 입력되는 감지 신호들을 디지털 신호로 변환하며, 변환된 해당 디지털 신호는 내부의 중앙 처리부(405)에 전달된다.
한편, 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400) 내부의 중앙 처리부(405)는 전술한 바와 같이 절연된 디지털 신호을 받아 소정의 측정값을 연산하고 연산에 따라 생성된 모든 측정데이터 정보를 모니터링부(500)에 전송한다.
이와 같이 모니터링부(500)는 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)로부터 송출받은 직렬통신 구조의 데이터 정보에 기초로 하여, 태양광 발전 설비에서의 각종 발전 환경 기상 정보들을 포함한 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)에서의 발전 전압 또는 전류 신호 정보를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라, 인버터(200)로부터 수신되는 인버터(200)의 상태 정보에 기초하여 인버터(200)의 운전 상태 및 발전량을 모니터링 할 수 있게 된다.
한편, 인버터(200)는 접속반(170)을 경유하여 태양전지 어레이로부터 공급된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하며, 상용 전원인 그리드(GRID) 계통(300)과 동기 운전을 하면서 정현파 전류를 그리드(GRID) 계통(300)에 공급한다. 인버터 출력이 계통(300)에 연결되지 않고 독립적으로 운전되는 경우에는 인버터가 부하기기에 직접적으로 발전된 교류 전력을 공급할 수 있다.
도 3은 도 2에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치(400)는, 증폭부(420), 제1 변환부(430), 제2 변환부(440), 제3 변환부(490), 제1 절연부(450), 제2 절연부(460), 제3 절연부(470), 제4 절연부(480), 및 중앙 처리부(405)를 포함하며, 상기 어레이 상태 감시 장치(400)의 입력측은 태양전지 어레이(100)의 출력단자에 연결되고, 전술한 바와 같이 부속적으로 발전 환경 상태 감시를 위하여 각종 외부 환경 감지 센서가 연결되게 된다.
먼저, 증폭부(420)에는 복수개의 태양전지 어레이(100)로부터의 발전 전압 또는 전류 신호가 각각 개별 채널(Ch)별로 입력되며, 또한 외부 센서로부터 외기 온도, 태양전지 어레이(100) 표면의 표면 온도, 경사 일사량, 수평 일사량, 풍량, 풍속 등의 발전 환경에 관한 기상 정보들이 입력된다.
증폭부(420)는 제1 증폭부(421), 제2 증폭부(422), 및 제3 증폭부(423)로 이루어져 있으며, 제1 증폭부(421)는 입력부(410)에 입력된 복수개의 태양전지 어레이(100)로부터의 단위별로 발전된 직류 출력전압을 복수개의 태양전지 어레이(100)에 각각 대응되는 복수개의 채널별(Ch)로 증폭하여, 제1 변환부(430)로 전달한다.
한편, 제2 증폭부(422)는 입력부(410)에 입력된 복수개의 태양전지 어레이(100)로부터의 단위별로 발전된 직류 출력전류를 복수개의 태양전지 어레이(100)에 각각 대응되는 복수개의 채널별(Ch)로 증폭하여, 제2 변환부(440)로 전달한다.
본 발명을 실시함에 있어서는, 제1 증폭부(421) 및 제2 증폭부(422)는 고입력형 또는 고임피던스 차동 증폭기(High Input, High Impedance Differential Amplifier)로 이루어진 것이 바람직할 것이며, 이 경우에는 일반 증폭기를 사용하는 것과는 달리 해당 증폭기의 그라운드(Ground)단자가 제어전원의 그라운드에 직접적으로 연결되지 않게 됨으로써, 태양전지 어레이(100) 출력단자와 차동 증폭기의 반전 및 비반전 회로간에 전기적으로 절연되는 효과를 얻을 수 있고, 이렇게 태양전지 어레이 전력회로와 이의 상태 감시회로 간에 전기적으로 절연 상태를 확보할 수 있게 됨으로써, 태양광 발전 설비에서의 예상하지 못한 급격한 낙뢰 또는 유도서지 전압 발생에 대비하여 방어 내력을 발휘할 수 있게 될 수 있을 뿐만 아니라 하드웨어 회로를 구성하는 데 있어 비용을 줄일 수 있다.
제1 변환부(430)와 제2 변환부(440)에는 각각 멀티플렉서(433, 443)를 구비하고 있으며, 제1 변환부(430)에서의 멀티플렉서(433)는 제1 증폭부(421)에서 각각 증폭된 복수개의 채널들에서의 전압 신호들 중 어느 하나를 중앙 처리부(405)의 지령을 받아 선택(Slk)하여 아날로그-디지털 컨버터(ADC1:435)로 출력한다.
이에 제1 변환부(430) 내의 아날로그-디지털 컨버터(ADC1:435)는 멀티플렉서(433)를 통해 선택(Slk)되어 출력된 전압 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이와 같이 제1 변환부(430)를 통해 변환된 디지털 전압 신호는 중앙 처리부(405)로 전송되기 전에 제1 절연부(450)를 통해 절연된 후에 중앙 처리부(405)로 입력된다.
한편, 제2 변환부(440)에서의 멀티플렉서(443)는 제2 증폭부(422)에서 각각 증폭된 복수개의 채널들(8ch)에서의 전류 신호들 중 어느 하나를 중앙 처리부(405)의 지령에 따라 선택(Slk)하여 아날로그-디지털 컨버터(ADC2:445)로 출력한다.
이에 제2 변환부(440) 내의 아날로그-디지털 컨버터(ADC2:445)는 멀티플렉서(443)를 통해 출력된 전류 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이와 같이 제2 변환부(440)를 통해 변환된 디지털 전류 신호는 중앙 처리부(405)로 전송되기 전에 제2 절연부(460)를 통해 절연된 후에 중앙 처리부(405)로 입력된다.
한편, 상기 변환부(430,440)는 아날로그-디지털 컨버터와 다수의 멀티플렉서로 구성되는 상용화된 모델을 포함하여 회로를 구현하는 것이 현실적으로는 매우 바람직하다.
본 발명을 실시함에 있어서, 본 발명의 일실시예에서는 제1 절연부(450) 또는 제2 절연부(460)에는 라디오파(Radio Frequency) 절연모듈에 의하거나 포토 커플러(Photo Coupler)등으로 구성되는 절연소자(Isolator)를 포함하여 회로를 구성하는 것이 바람직할 것이다.
상기 절연소자(Isolator)는 라디오파(Radio Frequency)를 이용하여 절연하거나 빛을 통하여 입.출력간을 절연시킬 수 있는 전기적 절연 소자로서 낮은 전압 및 전류로도 동작이 가능하며 발신부(발광부) 및 수신부(수광부)에 해당하는 회로를 통해 상호간이 순시적으로 2,000V 이상 절연내압을 가지는 상용화 소자를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 중앙 처리부(405)로 입력되는 디지털 전압 신호 및 디지털 전류 신호를 중앙 처리부(405)에 입력되지 전에 각각 제1 절연부(450) 및 제2 절연부(460)를 통해 절연 처리함으로써, 예상하지 못한 급격한 전압이나 전류의 발생, 낙뢰, 유도노이즈 등의 영향을 받아 중앙 처리부(405)가 파손되거나 그 내부의 데이터가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 증폭부(420)에서 출력되는 복수개의 채널별로 측정 대상의 전압 신호 및 전류 신호를 모두 절연하지 않고, 중앙 처리부(405)의 선택(Slk) 지령에 따라 상기 측정 대상 신호들을 멀티 플렉서(433,443)의 입력 채널 측에 순차적으로 연결하고 상기 아날로그-디지털 컨버터(ADC1, ADC2 또는 ADC3)에서 변환된 디지털 데이터 출력을 상기 중앙 처리부(405)의 데이터 라인에 연결하여, 직렬 형식의 데이터 송수신 방법에 의해 상기 측정 대상의 신호 데이터를 송.수신하는 데 필요한 채널을 최소화하고 수개의 송.수신 신호 채널을 절연함으로써, 상기 절연부의 소요 채널수를 줄일 수 있고 이를 구현하는 데 있어 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있는 장점을 가질 수 있게 된다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 중앙 처리부(405)로부터 외부의 모니터링부(500)로 출력되는 데이터의 통신 신호는 각 통신 포트를 통해 외부로 출력되기 전에 도 3에서와 같이 제4 절연부(480)를 통해 더 절연 처리되도록 구성하는 것이 노이스 신호나 서지전압의 배제 측면에서 역시 바람직할 것이다.
한편, 태양전지 기상 센서(150)로부터 입력된 감지값은 제3 증폭부(423)에 의해 증폭되며, 증폭된 감지 신호는 제3 변환부(490) 내의 멀티플렉서(493)를 통과한 후 아날로그/디지털(A/D) 컨버터(ADC3:495)를 통해 디지털 감지 신호로 변환된다.
한편, 태양 전지 발전 환경을 감지하는 태양전지 기상 센서(150)들은, 각 센서와 입력부(410)간을 연결하는 데 소요되는 연결선 길이의 변화에 의한 측정오차를 최소화하기 위하여, 각 센서에서 출력되는 전압신호를 4~20 mA 전류출력으로 변환하는 신호변환기(Transducer)를 경유하여 입력부(410)에 입력될 수 있다.
여기서도, 제3 변환부(490)를 통해 변환된 디지털 감지 신호가 중앙 처리부(405)로 전송되기 전에 제3 절연부(470)를 통해 절연된 후에 중앙 처리부(405)로 입력되게 되도록 함이 바람직할 것이며, 본 발명을 실시함에 있어서, 제3 절연부(470)에도 라디오파(Radio Frequency) 절연모듈에 의하거나 포토 커플러(Photo Coupler)등으로 구성되는 절연소자(Isolator)를 포함하여 회로를 구성하는 것이 바람직할 것이다.
한편, 상기 태양전지 기상 센서(150)들은 보통 태양전지 에레이로부터 전기적으로 절연되어 있다. 이러한 경우에는 상기 태양전지 기상 센서(150)로부터 얻은 환경 감시신호를 증폭하거나 버퍼링하는 상기 제3 증폭부(423)의 출력을 상기 중앙 처리부의 데이터 입력단자에 각기 입력되게 연결하고, 상기 중앙 처리부의 내부에 구성된 A/D컨버터에서 디지털 신호로 변환한 후 이를 연산할 수 있게 관련회로를 구성할 수 있으며, 따라서 이러한 경우에는 제3 변환부(490) 및 제3 절연부(470)을 생략할 수 있게 되어 회로가 간략하게 될 수 있다.
도 4는 도 3에서의 태양전지 어레이에서 발전되는 발전 전류가 본 발명에서의 일 실시예에 따라 절연되는 원리를 설명하는 도면이다.
태양전지 에레이(100)의 출력 양 단자(+,-)는 태양광 인버터의 입력을 경유하여 직류센서(180)에 연결된다. 여기서 직류센서(180)는 수십 밀리(milli) Ω의 저항이나 분류기(Shunt)를 포함하여 구성할 수 있다.
태양전지 에레이(100)에 태양광이 조사되면 직류 형태의 전압이 발전되고 상기 발전 전압에 의해 태양광 인버터의 입력을 경유하여 상기 직류센서에는 수 십 암페어(A)의 직류 전류가 흐르게 되고 이때 직류센서의 출력측에는 수십 mV의 직류전압 신호가 얻어 지게 되고 상기 직류전압 신호는 제2 증폭부(422)내의 전류 센싱 앰프(curr.sense AMP)의 반전 및 비반전 단자로 입력되어 수 볼트(V) 크기로 차동 증폭된다.
또한, 태양광 에레이는 일반적으로 다수개로 구성되어 있으므로, 상기 제2 증폭부(422)는, 동상 모드 전압이 28V 수준으로 비교적 크고 복수개 채널 입력을 가진 전류 센싱 앰프(curr.sense AMP)회로를 가진 상용화 된 소자를 포함하여 증폭회로를 구성하는 것이 이의 회로가 간단하게 될 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 일실시예로써 상기 차동증폭 기능을 가지는 상용 소자는 풀 스케일(Full Scale) 정확도가 ± 0.5% 이내이고 낮은 입력 옵셋(offset) 특성을 가지므로, 입력 채널 수에 따라 1~4개 채널의 전류신호를 매우 정확하게 0~ 5V 레벨 수준을 가지는 전압신호로 각각 변환할 수 있게 된다.
이후 전압신호로 변환된 상기 복수 채널의 발전 전류신호는 디지털신호로 변환하기 위해 AD 컨버터(440)로 입력된다. 상기 AD 컨버터(440)에서 변환된 디지털 신호는 제 4절연부에서 전기적으로 절연되고 중앙처리장치에 입력되어 진다.
여기서 복수 채널 신호입력이 가능한 전류 센싱 앰프(curr.sense AMP) 회로 소자는 대개 단일 제어전원(보통 +5V)을 필요로 하고 있으므로, 상기 AD 컨버터(440) 역시 단일 제어전원(예로써, +5V)으로 동작되는 소자를 선택하는 것이 매우 바람직할 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10,100: 태양전지 어레이, 20,200: 인버터,
30,300: 계통, 40,170: 접속반,
150: 태양전지 기상센서, 180: 직류센서.
400: 태양전지 어레이 상태 감시장치, 405: 중앙 처리부,
420: 증폭부, 421: 제1 증폭부,
422: 제2 증폭부, 423: 제3 증폭부, 430: 제1 변환부, 433,443,493: 멀티플렉서, 435,445,495: ADC, 440: 제2 변환부,
50: 제1 절연부, 460: 제2 절연부,
470: 제3 절연부, 480: 제4 절연부,
490: 제3 변환부, 500: 모니터링부.

Claims (8)

  1. 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치에 있어서,
    복수개의 태양전지 어레이의 발전 전압 또는 전류 신호가 입력되며, 입력된 발전 전압 또는 전류 신호를 상기 복수개의 태양전지 어레이에 각각 대응되게 복수개의 채널별로 각각 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭부에 의해 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부;
    상기 변환부에서 출력되는 상기 디지털 신호를 절연하는 절연부; 및
    상기 절연부를 통해 절연된 디지털 신호가 입력되는 중앙 처리부
    를 포함하는 태양전지 어레이 상태 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증폭부는 고입력 고임피던스형 차동 증폭기를 포함하는 것인 태양전지 어레이 상태 감시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 처리부로부터 출력되는 통신 신호를 절연하는 절연부를 더 포함하는 태양전지 어레이 상태 감시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 증폭부에는 외부 센서로부터의 외기 온도, 상기 태양전지 어레이의 표면 온도, 및 일사량 신호 중 적어도 하나를 포함하는 감지 신호가 더 입력되는 것인 태양광 발전 설비에서의 태양전지 어레이 상태 감시 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 증폭부는,
    태양광 인버터로부터의 입력 전류을 감지하는 적어도 하나의 분류기로부터 얻어지는 직류전압 신호를 차동 증폭하는 전류 센싱 앰프(curr.sense AMP)를 포함하며,
    상기 전류 센싱 앰프(curr.sense AMP)는 상기 태양전지 어레이의 발전전류 신호를 소정 범위의 전압 레벨로 증폭하는 것인 태양전지 어레이 상태 감시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연부는,
    라디오파(Radio Frequency)를 이용하여 절연하거나 빛을 통하여 입력과 출력 사이를 절연하는 절연소자(Isolator)를 포함하는 것인 태양전지 어레이 상태 감시 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 감지 신호는, 상기 증폭부에서 증폭된 후 상기 중앙 처리부에 입력되는 것인 태양전지 어레이 상태 감시 장치.



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