KR101259143B1 - Apparatus and method for controlling charge of stand alone solar photovoltaic power facilities - Google Patents

Apparatus and method for controlling charge of stand alone solar photovoltaic power facilities Download PDF

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Abstract

본 발명은 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치로서 독립 전원이 요구되는 부하에 전원을 공급하기 위한 축전지의 충전을 제어하여 발전기와 축전지의 효율적 관리를 제공할 수 있는 복합 발전기의 충전 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 태양광 발전을 수행하여 전원을 생산하는 태양광 발전기; 상기 태양광 발전기에서 생산된 전원을 변환하는 인버터 회로; 상기 태양광 발전기에서 생산된 전원을 충전하고, 상기 충전된 전원을 방전을 통해 부하에 공급하는 축전지; 상기 축전지 전원의 전압 및 전류를 검출하는 전압/전류 센서부; 상기 전압/전류 센서부가 검출한 전압을 분석하여 상기 축전지로의 추가 충전을 위한 보조 발전기의 동작 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 보조 발전기의 동작 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력되는 동작 제어 신호에 따라 온/오프되어 전원을 생산하고, 상기 생산된 전원이 축전지에 충전되도록 하는 보조 발전기를 포함한다. 따라서 축전지가 최적의 전압 및 전류 조건에서 충전 및 방전을 수행함으로써 축전지의 사용 효율 개선과 함께 축전지의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention provides a charge control device and method of a composite generator that can provide efficient management of a generator and a battery by controlling the charging of a battery for supplying power to a load requiring an independent power source as a charge control device of a stand-alone solar power generation facility. The purpose is to provide. To this end, a solar generator for generating power by performing solar power generation; An inverter circuit for converting power produced by the solar generator; A battery for charging the power produced by the solar generator and supplying the charged power to a load through discharge; A voltage / current sensor unit detecting voltage and current of the battery power source; A controller which analyzes the voltage detected by the voltage / current sensor unit to determine whether an auxiliary generator for additional charging to the storage battery is operated and outputs an operation control signal of the auxiliary generator according to the determination result; And an auxiliary generator configured to be turned on / off according to an operation control signal output from the controller to produce power, and to allow the produced power to be charged in the storage battery. Therefore, the battery performs the charging and discharging at the optimum voltage and current conditions, thereby improving the use efficiency of the battery and extending the life of the battery.

Description

독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING CHARGE OF STAND ALONE SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER FACILITIES}Apparatus and method for charging control of stand-alone solar power plant {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING CHARGE OF STAND ALONE SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER FACILITIES}

본 발명은 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치 및 방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 독립 전원이 요구되는 부하에 전원을 공급하기 위한 축전지의 충전을 제어하여 발전기와 축전지의 효율적 관리를 제공할 수 있는 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a charging control device and method of a stand-alone photovoltaic power generation facility, and more particularly, to provide efficient management of a generator and a storage battery by controlling the charging of a battery for supplying power to a load requiring an independent power source. The present invention relates to a charging control device and a method of a stand-alone solar power plant.

전력이 공급되지 않는 비계통 지역이나 산간 오지, 섬 등에서는 전기에 의하여 작동하는 전기장치를 이용할 수 없기 때문에 디젤 발전기를 이용하여 작동시키는 방법이 흔히 사용되고 있다.  In non-system areas, mountainous remote areas, islands, etc., where electricity is not supplied, electric devices that operate by electricity cannot be used, so a method of operating by using a diesel generator is commonly used.

그러나 디젤 발전기는 발전기를 작동시킬 때 소비되는 연료비가 비싸며 연료를 구하러 다녀야 하는 문제점이 있다.However, diesel generators have a problem in that the fuel cost of operating the generator is expensive and has to go for fuel.

이러한 문제점 때문에 자연 에너지인 태양광을 이용하여 전기를 소비하는 부하에 전력을 공급하는 방법이 연구되고 있으며, 이러한 태양광을 이용하여 전력을 공급하는 방법으로는 대체로 독립형과 계통 연계형으로 나뉜다. Due to these problems, a method of supplying power to a load consuming electricity using solar energy, which is natural energy, has been studied. As a method of supplying power using such solar power, it is generally divided into a standalone type and a grid-connected type.

독립형은 주로 자가발전을 말하는 것으로 전력 공급시스템에 의하여 생산된 전기를 전선망에 연결하지 않고 생산된 장소에서 사용하는 형태를 가리키는 것이고, 계통 연계형은 전선망을 통하여 전기를 받아들이거나 전기를 보낼 수 있는 형태를 가리킨다.Stand-alone refers to self-power generation, which refers to a form in which electricity produced by a power supply system is used in a place produced without being connected to a grid, and grid-connected type can receive electricity or send electricity through a grid. Points to the present form.

한편, 태양광 발전은 반도체 소자인 태양전지판에 햇빛을 쏘이면 광전자효과를 일으켜 전기가 발생하는 원리를 이용하는 것으로 무공해, 무소음, 무한 에너지로서 대표적인 대체 에너지중 하나이다. On the other hand, photovoltaic power generation is the use of the principle of generating electricity by causing photoelectron effect when sunlight is emitted to a solar panel, which is a semiconductor device, and is one of the representative alternative energy as pollution-free, noiseless, and infinite energy.

일반적인 태양광 발전 시스템은 태양광 발전 모듈인 전지패널과, 제어기, 축전지 및 인버터로 구성되어 있으며 시스템 이용방법에 따라 산간, 벽지 및 섬 등의 원격지와 주택에 설치되는 독립 발전 시스템과 외부의 전선에 연결하여 사용되고 남은 잉여전력을 전력회사에 판매하는 계통 연계형 시스템, 태양광 발전기에 디젤 발전, 풍력 발전 등을 복합적으로 연결하여 발전하는 하이브리드 복합 발전 시스템 등으로 구분할 수 있다.The general photovoltaic power generation system is composed of a solar panel, a solar panel module, a controller, a battery and an inverter. It can be divided into a grid-connected system that sells the surplus power used by connecting to a power company, and a hybrid hybrid power generation system that generates power by combining a solar power generator with diesel power and wind power.

도 1은 일반적인 하이브리드형 복합 발전기의 구성을 나타낸 블록도로서, 태양광 발전을 수행하는 태양광 발전기(10)와, 상기 태양광 발전기(10)에서 생산된 전압을 다른 직류 전압으로 바꾸는 DC/DC 컨버터(20)와 상기 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 DC/AC 컨버터(21)와 디젤 발전기(50)에서 생산된 AC 전압을 DC 전압으로 바꾸는 AC/DC 컨버터(22)를 포함하는 인버터 회로와, 상기 태양광 발전기(10)와 디젤 발전기(50)에서 생산된 DC 전압을 충전하는 축전지(30)와, 상기 복합 발전기에서 생산된 전기를 사용하는 부하(40)를 포함하여 구성된다.1 is a block diagram showing the configuration of a general hybrid hybrid generator, a solar generator 10 for performing photovoltaic power generation, and DC / DC for converting the voltage produced by the solar generator 10 to another DC voltage An inverter circuit including a converter 20, a DC / AC converter 21 for converting the DC voltage into an AC voltage, and an AC / DC converter 22 for converting an AC voltage produced by the diesel generator 50 into a DC voltage; In addition, the solar cell generator 10 and the diesel generator 50 is configured to include a storage battery 30 for charging the DC voltage, and a load 40 using the electricity produced by the composite generator.

이러한 하이브리드형 복합 발전기는 태양광 발전기(10)를 이용하여 생산된 전력을 축전지(30)에 충전하고, 태양광의 일사량이 부족하여 축전지(30)에 충분한 충전이 이루어지지 못한 경우 디젤 발전기(50)를 동작시켜 부족한 전력을 충전시키도록 한다.Such hybrid hybrid generator is charged with the electric power produced by the solar generator 10 to the storage battery 30, when the solar cell lacks the amount of solar radiation 30 is not sufficient charge to the diesel generator (50) To charge the insufficient power.

도 2는 일반적인 축전지의 전압/전류 충전 패턴을 나타낸 파형도로서, 일반적으로 축전지(30)는 충전이 발생될 경우 A와 같은 특성의 전압 곡선과 B와 같은 특성의 전류 곡선을 형성하며 충전 동작이 이루어진다.FIG. 2 is a waveform diagram illustrating a voltage / current charging pattern of a general battery. In general, the battery 30 forms a voltage curve having characteristics such as A and a current curve having characteristics such as B when charging occurs. Is done.

그러나 이러한 축전지(30)의 전압/전류 특성 곡선으로 인하여 다음과 같은 문제점이 발생한다.However, the following problems occur due to the voltage / current characteristic curve of the storage battery 30.

첫 번째, 전압이 예를 들면 1.83V에 도달하면 디젤 발전기(50)는 비상 발전을 수행하여 전력을 생산하게 되고, 이때 축전지(30)에 충전된 전압이 예를 들어, 점선의 2.35V에 도달하면 디젤 발전기(50)는 오프되어 발전을 종료하며, 그때까지 축전지(30)에는 B1과 같은 작은 양의 전류가 충전되어 B2와 같은 충분한 충전이 이루어지지 못하여 축전지(30)가 부하(40)에 충분한 전원을 제공할 수 없는 문제점이 있다.First, when the voltage reaches, for example, 1.83V, the diesel generator 50 performs emergency power generation to produce electric power. At this time, the voltage charged in the battery 30 reaches, for example, 2.35V in the dotted line. When the diesel generator 50 is turned off, the power generation ends. Until then, the battery 30 is charged with a small amount of current, such as B1, to prevent sufficient charge such as B2. There is a problem that cannot provide sufficient power.

두 번째, 축전지(30)에 전원이 충분히 충전되지 못한 상태에서 축전지(30)가 부하(40)에 전원을 공급하므로 부족한 전원을 공급하기 위해 디젤 발전기(50)의 잦은 발전으로 인해 발전기의 수명이 단축되는 문제점이 있다.Second, since the battery 30 supplies power to the load 40 in a state in which the battery 30 is not sufficiently charged, the lifetime of the generator is increased due to frequent generation of the diesel generator 50 to supply insufficient power. There is a problem that is shortened.

세 번째, 생산된 전력을 충전하는 축전지(30)는 사용 환경이나 조건에 따라 축전지의 사용 효율이 바뀌므로 축전지(30)의 사용 효율이 최대가 되도록 하기 위해서는 예를 들면, 1.83V ~ 2.35V 사이에서 충전과 방전이 이루어지게 해야 하지만 1.83V 이하까지 방전이 이루어지거나, 상기 1.83V 이하에서 충전 시작 또는 2.35V 이상까지 과충전이 이루어지는 경우 축전지의 사용 효율이 감소되고, 수명이 단축되는 문제점이 있다.
Third, since the storage battery 30 charging the generated power is changed according to the use environment or conditions, for example, in order to maximize the use efficiency of the storage battery 30, for example, between 1.83V and 2.35V. When charging and discharging are to be performed at, but when discharge is performed up to 1.83V or less, or when charging starts at 1.83V or less or overcharges up to 2.35V or more, there is a problem that the use efficiency of the battery is reduced and the life is shortened.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치로서 독립 전원이 요구되는 부하에 전원을 공급하기 위한 축전지의 충전을 제어하여 발전기와 축전지의 효율적 관리를 제공할 수 있는 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, the present invention is a charge control device of a stand-alone photovoltaic power generation equipment to control the charging of the battery for supplying power to a load requiring an independent power source to provide efficient management of the generator and storage battery An object of the present invention is to provide a charging control device for a solar power generation facility.

또한, 본 발명은 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 방법으로서 독립 전원이 요구되는 부하에 전원을 공급하기 위한 축전지의 충전을 제어하여 발전기와 축전지의 효율적 관리를 제공할 수 있는 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the present invention is a charge control method of a stand-alone photovoltaic power generation facility of the stand-alone photovoltaic power generation facilities that can provide efficient management of the generator and the battery by controlling the charging of the battery for supplying power to the load requiring an independent power source It is an object to provide a charging control method.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치로서,In order to achieve the above object, the present invention provides a charging control device of a stand-alone solar power plant,

태양광 발전을 수행하여 전원을 생산하는 태양광 발전기; 상기 태양광 발전기에서 생산된 전원을 변환하는 인버터 회로; 상기 태양광 발전기에서 생산된 전원을 충전하고, 상기 충전된 전원을 방전을 통해 부하에 공급하는 축전지; 상기 축전지 전원의 전압 및 전류를 검출하는 전압/전류 센서부; 상기 전압/전류 센서부가 검출한 전압 및 전류를 분석하여 상기 축전지로의 추가 충전을 위한 보조 발전기의 동작 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 보조 발전기의 동작 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력되는 동작 제어 신호에 따라 온/오프되어 전원을 생산하고, 상기 생산된 전원이 축전지에 충전되도록 하는 보조 발전기를 포함한다.A photovoltaic generator that performs photovoltaic power generation to produce power; An inverter circuit for converting power produced by the solar generator; A battery for charging the power produced by the solar generator and supplying the charged power to a load through discharge; A voltage / current sensor unit detecting voltage and current of the battery power source; A controller which analyzes the voltage and current detected by the voltage / current sensor unit to determine whether an auxiliary generator for additional charging to the storage battery is operated, and outputs an operation control signal of the auxiliary generator according to the determination result; And an auxiliary generator configured to be turned on / off according to an operation control signal output from the controller to produce power, and to allow the produced power to be charged in the storage battery.

또한, 본 발명은 상기 축전지의 충전이 완료되면 상기 축전지로 공급되는 전원의 유입을 차단하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises a switch for blocking the inflow of power supplied to the battery when the charging of the battery is completed.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 보조 발전기가 동작하면 상기 보조 발전기의 동작 후 경과되는 충전 시간을 검출하고, 상기 검출된 충전 시간을 미리 설정된 기준 시간과 비교하여 충전 시간이 기준 시간을 초과하면 상기 스위치가 오프되도록 동작 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit according to the present invention detects the charging time that elapses after the operation of the auxiliary generator when the auxiliary generator is operated, and compares the detected charging time with a preset reference time if the charging time exceeds the reference time And outputting an operation control signal so that the switch is turned off.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 상기 축전지의 전압이 충전 시작 전압에 도달하면 상기 보조 발전기가 온 되도록 동작 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit according to the invention is characterized in that for outputting the operation control signal so that the auxiliary generator is turned on when the voltage of the battery reaches the charge start voltage.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 보조 발전기가 동작하여 상기 축전지의 전압이 충전 종료 전압에 도달하면, 상기 축전지의 전류량이 일정 전류량에 도달하였는지 여부에 따라 상기 보조 발전기의 온/오프 동작 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit according to the present invention, when the auxiliary generator is operated to reach the end of the charge voltage of the storage battery, according to whether the current amount of the storage battery reaches a constant current amount of the on / off operation control signal of the auxiliary generator It is characterized by outputting.

또한, 본 발명은 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 방법으로서,In addition, the present invention is a charging control method of a stand-alone solar power plant,

a) 제어부가 전압/전류 센서부를 통해 축전지의 전압 및 전류를 검출하여 전압 및 전류 값을 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 보조 발전기의 발전을 통한 축전지의 충전 여부를 판단하는 단계; b) 상기 b) 단계의 판단 결과, 축전지의 충전이 필요한 경우 상기 제어부가 보조 발전기로 온 신호를 출력하여 상기 보조 발전기에 의한 축전지의 충전을 수행하는 단계; c) 상기 제어부가 상기 전압/전류 센서부를 통해 축전지의 전압 및 전류를 검출하여 전압 및 전류 값을 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 축전지의 충전 완료 여부를 판단하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계의 판단 결과, 축전지의 충전이 완료되면 상기 제어부는 보조 발전기로 오프 신호를 출력하여 상기 보조 발전기에 의한 축전지의 충전을 종료하는 단계를 포함한다.a) analyzing, by the control unit, voltage and current values of the battery through the voltage / current sensor unit and analyzing the voltage and current values, and determining whether to charge the battery through generation of an auxiliary generator according to the analysis result; b) as a result of the determination of step b), when the charging of the battery is required, the control unit outputs an ON signal to the auxiliary generator to perform charging of the battery by the auxiliary generator; c) analyzing, by the controller, voltage and current values by detecting voltage and current of the battery through the voltage / current sensor unit, and determining whether the battery is fully charged according to the analysis result; And d) when the charging of the battery is completed as a result of determining in step c), the control unit outputs an off signal to the auxiliary generator to terminate the charging of the battery by the auxiliary generator.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 c-1) 단계로서, 상기 b) 단계에서 보조 발전기에 의한 축전지의 충전이 시작되면 경과되는 충전 시간을 검출하고, 상기 검출된 충전 시간을 미리 설정된 기준 시간과 비교하여 충전 시간이 기준 시간을 초과하면 충전 회로를 차단시켜 상기 축전지로의 충전이 종료되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the control unit according to the present invention in step c-1), the charging time elapsed when the charging of the storage battery by the auxiliary generator in step b) is detected, and the detected charging time and the preset reference time and In comparison, if the charging time exceeds the reference time characterized in that it further comprises the step of shutting off the charging circuit to end the charging to the storage battery.

본 발명은 축전지가 최적의 전압 및 전류 조건에서 충전 및 방전을 수행함으로써 축전지의 사용 효율 개선과 함께 축전지의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of extending the life of the battery while improving the use efficiency of the battery by performing the charging and discharging under the optimum voltage and current conditions.

또한, 본 발명은 축전지에 충전되는 전압과 전류를 검출하여 축전지의 충전 상태를 판단하고, 그에 따라 충전을 제어함으로써 보조 발전기에 의한 효율적 충전을 제공할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention has the advantage of providing an efficient charge by the auxiliary generator by detecting the voltage and current charged in the battery to determine the state of charge of the battery, and thereby control the charging.

도 1 은 일반적인 하이브리드형 복합 발전기의 구성을 나타낸 블록도.
도 2 는 일반적인 축전지의 전압/전류 충전 패턴을 나타낸 파형도.
도 3 은 본 발명에 따른 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어과정을 나타낸 흐름도.1 is a block diagram showing the configuration of a typical hybrid hybrid generator.
2 is a waveform diagram showing a voltage / current charging pattern of a typical battery.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a charging control device of a stand-alone solar power plant according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a charging control process of the stand-alone solar power plant according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the charging control device and method of a stand-alone solar power plant according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어과정을 나타낸 흐름도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a charging control device of a stand-alone solar power plant according to the present invention, Figure 4 is a flow chart showing a charging control process of the stand-alone solar power plant according to the invention.

우선 동일한 기술에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면 부호를 사용한다.First, repeated description of the same technology is omitted, and the same reference numerals are used for the same components.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치는 태양광 발전을 수행하는 태양광 발전기(10)와, 인버터 회로로서 상기 태양광 발전기(10)에서 생성된 불규칙한 전압의 직류 전원을 일정 전압의 다른 직류 전원으로 바꾸는 DC 컨버터(20)와, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터(21)와, 보조 발전기(120)에서 출력되는 교류 전원을 직류 전원으로 바꾸는 AC/DC 컨버터(22)와, 상기 태양광 발전기(10)와 보조 발전기(120)에서 발전된 전원을 충전하고, 상기 충전된 전원을 방전을 통해 부하(40)에 공급하는 축전지(30)와, 부하(40)와 제어부(100)와, 전압/전류 센서부(110)와, 보조 발전기(120)와, 스위치(130)를 포함한다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the charging control device of the stand-alone solar power generation facility according to the present invention is a solar generator 10 for performing photovoltaic power generation, and generated in the solar generator 10 as an inverter circuit DC converter 20 for converting a DC power supply of irregular irregular voltage into another DC power supply of a constant voltage, DC / AC converter 21 for converting the DC power to AC power, and AC power output from auxiliary generator 120. AC / DC converter 22 for converting the power into a DC power source, a solar battery for charging the power generated in the solar generator 10 and the auxiliary generator 120, and supplying the charged power to the load 40 through the discharge 30, a load 40, a control unit 100, a voltage / current sensor unit 110, an auxiliary generator 120, and a switch 130.

상기 제어부(100)는 전압/전류 센서부(110)가 검출한 전압을 분석하여 상기 축전지(30)로의 추가 충전을 위한 보조 발전기(120)의 동작 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 동작 제어 신호를 출력한다.The controller 100 analyzes the voltage detected by the voltage / current sensor unit 110 to determine whether the auxiliary generator 120 for additional charging to the storage battery 30 operates, and controls operation according to the determination result. Output the signal.

즉 축전지(30)의 전압에 따라 충전 상태를 판단하여 검출된 충전 전압이 미리 설정된 충전 시작 전압 이하이면 충전이 이루어질 수 있도록 제어 신호를 출력하고, 상기 검출된 충전 전압이 미리 설정된 충전 종료 전압에 도달하거나 또는 초과하는 경우 충전이 종료될 수 있도록 제어 신호를 출력한다.That is, by determining the state of charge according to the voltage of the storage battery 30, if the detected charge voltage is less than or equal to the preset charging start voltage, a control signal is output so that charging can be performed, and the detected charging voltage reaches the preset charging end voltage. Output a control signal so that charging can be terminated.

또한, 상기 제어부(100)는 축전지(30)의 전류량을 검출하여 전압과 함께 충분한 전류량이 축전지(30)에 충전되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 보조 발전기(120)의 온/오프 여부를 결정한다.In addition, the controller 100 detects a current amount of the battery 30 to determine whether a sufficient current amount is charged in the battery 30 together with the voltage, and whether the auxiliary generator 120 is on or off according to the determination result. Determine.

즉 상기 제어부(100)는 축전지(30)의 전압과 함께 전류량을 확인하고, 상기 확인된 전류량이 미리 설정된 충전 완료 판단용 전류값을 초과하면 보조 발전기(120)로 오프 신호를 출력하여 발전이 종료되도록 하며, 상기 확인된 전류량이 충전 완료 판단용 전류값 미만이면 상기 보조 발전기(120)가 발전을 계속 유지할 수 있도록 온 신호를 출력한다.That is, the controller 100 checks the current amount together with the voltage of the storage battery 30, and when the checked current amount exceeds the preset charging completion determination current value, outputs an off signal to the auxiliary generator 120 to end power generation. The auxiliary generator 120 outputs an ON signal so that the auxiliary generator 120 can continue to generate power when the checked current amount is less than the current value for determining the charge completion.

또한, 상기 제어부(100)는 태양광 발전기(10)로부터 공급되는 전원이 충분히 공급되어 축전지(30)의 충전이 완료되면 상기 축전지(30)로의 과충전이 차단될 수 있도록 스위치(130)로 오프 신호를 출력하여 과충전에 의한 축전지(30)의 파손을 방지할 수 있도록 한다.In addition, the controller 100 when the power supplied from the photovoltaic generator 10 is sufficiently supplied and the charging of the battery 30 is completed, the off signal to the switch 130 so that overcharge to the battery 30 is blocked. By outputting to prevent the damage of the storage battery 30 due to overcharging.

또한, 상기 제어부(100)는 기상 불량 등으로 인해 태양광 발전기(10)의 전력 생산이 부족하여 축전지(30)의 충전이 필요한 경우 보조 발전기(120)의 온/오프 동작을 제어하기 위한 신호를 출력한다.In addition, the control unit 100 is a signal for controlling the on / off operation of the auxiliary generator 120 when the charge of the storage battery 30 is insufficient due to insufficient power production of the photovoltaic generator 10 due to bad weather. Output

또한, 상기 제어부(100)는 보조 발전기(120)에 의한 전원 공급이 이루어질 경우 상기 보조 발전기(120)에 의해 축전지(30)가 충전되는 시간을 카운트하고, 상기 충전 시간과 과충전 방지를 판단하기 위해 설정된 기준 시간과 비교하여 상기 충전 시간이 기준 시간을 초과하는 경우 충전 작업이 이루어지지 않도록 하여 과충전에 의한 축전지(30)의 파손을 방지한다.In addition, the controller 100 counts the time that the storage battery 30 is charged by the auxiliary generator 120 when the power supply by the auxiliary generator 120 is made, to determine the charging time and prevention of overcharge When the charging time exceeds the reference time compared with the set reference time, the charging operation is prevented from being made, thereby preventing damage to the storage battery 30 due to overcharging.

상기 기준 시간은 축전지(30)에 정상적으로 충전이 이루어질 경우 완충전이 이루지는데까지 걸리는 시간으로써, 충전중에 상기 전압/전류 센서부(110)의 파손이나 오동작이 발생할 경우 축전지(30)에 과충전이 발생되는 것을 차단할 수 있게 된다.The reference time is a time taken to fully charge the battery 30 when the battery 30 is normally charged. When the voltage / current sensor unit 110 is damaged or malfunctions during charging, the battery 30 is overcharged. Can be blocked.

상기 전압/전류 센서부(110)는 축전지(30)의 충전 및 방전에 따른 전압과 전류의 변동을 검출하여 제어부(100)로 출력한다.The voltage / current sensor unit 110 detects a change in voltage and current according to charging and discharging of the battery 30 and outputs the change to the control unit 100.

상기 보조 발전기(120)는 제어부(100)로부터 출력되는 동작 제어 신호에 따라 온 또는 오프되어 발전 동작을 수행하고, 상기 발전 동작으로 인해 생산되는 전원을 축전지(30)로 공급하며, 상기 보조 발전기(120)는 바람직하게 디젤 발전기로 이루어진다.The auxiliary generator 120 is turned on or off in accordance with an operation control signal output from the control unit 100 to perform a power generation operation, and supply power generated by the power generation operation to the storage battery 30, the auxiliary generator ( 120 preferably consists of a diesel generator.

상기 스위치(130)는 축전지(30)의 충전이 완료되면 상기 축전지(30)로 공급되는 전원의 유입을 차단하는 구성으로서, 제어부(100)의 동작 제어 신호에 따라 온/오프되며, 과충전의 방지를 위해 오프된 경우 부하(40)로의 방전을 위해 선택적으로 온 될 수 있다.
The switch 130 is configured to block the inflow of power supplied to the storage battery 30 when the charging of the storage battery 30 is completed. The switch 130 is turned on / off according to an operation control signal of the controller 100 and prevents overcharging. When turned off, it may be selectively turned on for discharge to the load 40.

다음은 본 발명에 따른 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 과정을 설명한다.The following describes the charging control process of the stand-alone solar power plant according to the present invention.

제어부(100)가 전압/전류 센서부(110)를 통해 축전지(30)의 전압을 검출(S100)하고, 보조 발전기(120)를 통한 충전이 필요한지 여부를 판단하기 위하여 상기 S100단계에서 검출된 전압을 분석하며, 상기 분석 결과에 따라 보조 발전기(120)의 발전을 통한 축전지(30)의 충전 여부를 판단(S110)한다.The control unit 100 detects the voltage of the storage battery 30 through the voltage / current sensor unit 110 (S100), and the voltage detected in step S100 to determine whether charging through the auxiliary generator 120 is necessary. And it is determined whether the charge of the storage battery 30 through the generation of the auxiliary generator 120 according to the analysis result (S110).

즉 상기 제어부(100)는 축전지(30)의 전압이 축전지의 최적 사용 전압인 1.83V ~ 2.35V 범위이거나 또는 최소 전압인 1.83V 이하로 떨어지기 전인 예를 들면, 1.85V에 도달하였는지 여부를 판단한다.That is, the controller 100 determines whether or not the voltage of the battery 30 reaches 1.85V, for example, before the voltage of the battery 30 falls within a range of 1.83V to 2.35V, which is an optimum use voltage of the battery, or below 1.83V, which is a minimum voltage. do.

상기 S110 단계의 판단 결과, 축전지(30)로의 충전이 필요한 경우 상기 제어부(100)가 보조 발전기(120)가 동작하도록 온(ON) 신호를 출력(S120)하여 상기 보조 발전기(120)에 의한 축전지(30)의 충전을 수행한다.As a result of the determination in step S110, when charging to the storage battery 30 is required, the control unit 100 outputs an ON signal to operate the auxiliary generator 120 (S120), thereby accumulating the battery by the auxiliary generator 120. Charge 30 is performed.

또한, 상기 S110 단계의 판단 결과, 축전지(30)의 전압 및 전류가 충분한 충전 전압과 전류량을 유지하고 있는 경우 태양광 발전기(10)에서 공급되는 추가 전원이 축전지(30)로 유입되지 않도록 스위치(130)를 오프(OFF) 시켜 과충전되는 것을 방지한다.In addition, as a result of the determination in step S110, when the voltage and current of the battery 30 maintains a sufficient charging voltage and current amount, the additional power supplied from the photovoltaic generator 10 does not flow into the storage battery 30 ( 130) is turned off to prevent overcharging.

한편, 상기 S120 단계에서 보조 발전기(120)가 온 되어 발전을 시작하면, 제어부(100)는 내재된 타이머 등의 시간 카운트 수단을 통해 보조 발전기(120)가 발전을 시작한 후 경과되는 축전지(30)의 충전 시간과, 전압/전류 센서부(110)를 통해 전압 및 전류 값을 검출(S130)하고, 상기 검출된 축전지(30)의 충전 시간, 전압 및 전류 값을 분석하여 축전지(30)의 충전 완료 여부를 판단(S140)한다. On the other hand, when the auxiliary generator 120 is turned on to start the power generation in step S120, the control unit 100 through the time generator, such as a built-in timer, the storage battery 30 that elapses after the start of power generation The charging time and the voltage and current value through the voltage / current sensor unit 110 is detected (S130), and the charge time, voltage and current value of the detected battery 30 is analyzed to charge the battery 30 It is determined whether or not the completion (S140).

상기 S140 단계에서, 제어부(100)는 축전지(30)에 충전된 전압이 충전 종료 전압인 2.35V에 도달되었는지 여부와, 상기 충전 전압이 2.35V에 도달한 경우 축전지(30)의 전류량이 미리 설정된 충전 완료 판단을 위한 전류 값(예를 들면, 5A)에 도달하였는지 여부를 판단하여 충전 완료 여부를 판단한다.In step S140, the controller 100 determines whether the voltage charged in the battery 30 reaches 2.35V, the end voltage of charging, and when the charge voltage reaches 2.35V, the current amount of the battery 30 is preset. It is determined whether the charging is completed by determining whether a current value (for example, 5A) for charging completion is reached.

상기 S140 단계의 판단 결과, 축전지(30)의 충전이 완료되면 제어부(100)는 보조 발전기(120)로 발전 종료를 위한 오프(OFF) 신호를 출력(S150)하여 보조 발전기(120)에 의한 축전지(30)의 충전을 종료한다.As a result of the determination in step S140, when the charging of the storage battery 30 is completed, the control unit 100 outputs an OFF signal for terminating power generation to the auxiliary generator 120 (S150) and stores the battery by the auxiliary generator 120. Charging 30 ends.

한편, 상기 S140 단계의 판단 결과, 축전지(30)가 충전 중이면, 제어부(100)는 전압/전류 센서부(110)의 파손 또는 오동작으로 인한 축전지(30)의 과충전을 방지하기 위해 상기 S130 단계에서 검출한 보조 발전기(120) 동작 후 경과된 충전 시간과 과충전 방지를 판단하기 위해 설정된 기준 시간과 비교(S141)한다.On the other hand, as a result of the determination in step S140, when the battery 30 is being charged, the controller 100 prevents the overcharge of the battery 30 due to damage or malfunction of the voltage / current sensor unit 110 in step S130 Compared with the reference time set to determine the charging time and the overcharge protection that has passed after the operation of the auxiliary generator 120 detected in (S141).

상기 S141 단계의 비교 결과, 상기 충전 시간이 기준 시간을 초과하지 않은 경우 상기 S120 단계로 돌아가 보조 발전기(120)에 의한 충전이 유지되도록 하고, 상기 충전 시간이 기준 시간을 초과하는 경우 축전지(30)로의 충전이 이루어지지 않도록 스위치(130)로 오프 신호를 출력하여 충전 회로가 차단(S151)되도록 하며, 보조 발전기(150)의 발전이 종료되도록 오프 신호를 출력(S150)한다. As a result of the comparison of the step S141, if the charging time does not exceed the reference time, return to the step S120 to maintain the charge by the auxiliary generator 120, when the charging time exceeds the reference time storage battery 30 The charge signal is output to the switch 130 so as not to charge the furnace so that the charging circuit is cut off (S151), and the off signal is output (S150) so that the power generation of the auxiliary generator 150 is terminated.

따라서 축전지(30)에 충전되는 전압과 전류를 검출하여 축전지(30)의 충전 상태를 판단하고, 그에 따라 충전을 제어함으로써 보조 발전기(120)에 의한 충전을 최적화시킬 수 있다.Therefore, the charging state of the storage battery 30 may be determined by detecting a voltage and a current charged in the storage battery 30, and the charging may be controlled to optimize the charging by the auxiliary generator 120.

또한, 축전지(30)가 최적의 전압 및 전류 조건에서 충전 및 방전을 수행함으로써 축전지의 사용 효율 개선과 함께 축전지(30)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
In addition, since the battery 30 performs charging and discharging under optimal voltage and current conditions, the battery 30 may be improved in use efficiency and extend the life of the battery 30.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It can be understood that

10 : 태양광 발전기
20 : DC/DC 컨버터
21 : DC/AC 컨버터
22 : AC/DC 컨버터
30 : 축전지
40 : 부하
100 : 제어부
110 : 전압/전류 센서부
120 : 보조 발전기
130 : 스위치10: solar generator
20: DC / DC converter
21: DC / AC converter
22: AC / DC converter
30: storage battery
40: load
100:
110: voltage / current sensor
120: auxiliary generator
130: switch

Claims (7)

독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치로서,
태양광 발전을 수행하여 전원을 생산하는 태양광 발전기;
상기 태양광 발전기에서 생산된 전원을 변환하는 인버터 회로;
상기 태양광 발전기에서 생산된 전원을 충전하고, 상기 충전된 전원을 방전을 통해 부하에 공급하는 축전지;
상기 축전지 전원의 전압 및 전류를 검출하는 전압/전류 센서부;
상기 전압/전류 센서부가 검출한 전압이 미리 설정된 충전 시작 전압 이하면 충전이 이루어질 수 있도록 보조 발전기의 온 제어 신호를 출력하며, 상기 검출한 전류를 통해 축전지에 충전된 전류량을 검출하여 상기 축전지의 전압이 충전 종료 전압에 도달하고 상기 축전지에 충전된 전류량이 일정 전류량에 도달하면 보조 발전기의 오프 제어 신호를 출력하며, 보조 발전기의 동작 시작 후 경과되는 충전 시간이 미리 설정된 기준 시간을 초과하면 스위치 동작 신호를 출력하여 상기 축전지로의 전원 공급이 차단되도록 제어하는 제어부;
상기 제어부로부터 출력되는 보조 발전기의 온/오프 제어 신호에 따라 전원을 생산하고, 상기 생산된 전원이 축전지에 충전되도록 하는 보조 발전기; 및
상기 제어부의 스위치 동작 신호에 따라 상기 축전지로의 전원 공급을 차단하고, 과충전 방지를 위해 오프된 경우 상기 축전지와 부하를 연결하여 부하로 방전되도록 하는 스위치를 포함하는 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 장치.As a charge control device of a stand-alone solar power plant,
A photovoltaic generator that performs photovoltaic power generation to produce power;
An inverter circuit for converting power produced by the solar generator;
A battery for charging the power produced by the solar generator and supplying the charged power to a load through discharge;
A voltage / current sensor unit detecting voltage and current of the battery power source;
When the voltage detected by the voltage / current sensor unit is equal to or less than a preset charging start voltage, an on control signal of the auxiliary generator is output so that charging can be performed, and the amount of current charged in the battery is detected by the detected current to detect the voltage of the battery. When the charging end voltage is reached and the amount of current charged in the battery reaches a certain amount of current, an off control signal of the auxiliary generator is output. When the charging time that elapses after the start of the auxiliary generator exceeds the preset reference time, the switch operation signal is output. A control unit which outputs a control to block power supply to the storage battery;
An auxiliary generator configured to produce power according to an on / off control signal of the auxiliary generator output from the controller, and to charge the produced power to the storage battery; And
Charging control device of a stand-alone solar power generation equipment comprising a switch to cut off the power supply to the storage battery in accordance with a switch operation signal of the control unit, and to connect to the storage battery and the load to be discharged to the load when it is turned off to prevent overcharge . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 방법으로서,
a) 제어부가 전압/전류 센서부를 통해 축전지의 전압을 검출하여 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 보조 발전기의 발전을 통한 축전지의 충전 여부를 판단하는 단계;
b) 상기 b) 단계의 판단 결과, 분석한 전압이 미리 설정된 충전 시작 전압 이하로서, 축전지의 충전이 필요한 경우 상기 제어부가 보조 발전기로 온 신호를 출력하여 상기 보조 발전기에 의한 축전지의 충전을 수행하는 단계;
c) 상기 제어부가 상기 b) 단계에서 보조 발전기에 의한 축전지의 충전이 시작되면 경과되는 충전 시간을 검출하고, 상기 검출된 충전 시간을 미리 설정된 과충전 방지 판단용 기준 시간과 비교하여 충전 시간이 기준 시간을 초과하면 충전 회로를 차단시켜 상기 축전지로의 충전이 종료되도록 하고, 상기 전압/전류 센서부를 통해 축전지의 전압을 검출하여 상기 축전지의 전압이 충전 종료 전압에 도달하고, 상기 전압/전류 센서부를 통해 축전지에 충전된 전류량을 검출하여 상기 축전지에 충전된 전류량이 일정 전류량에 도달하였는지 여부에 따라 상기 축전지의 충전 완료 여부를 판단하는 단계; 및
d) 상기 c) 단계의 판단 결과, 축전지의 충전이 완료되면 상기 제어부는 보조 발전기로 오프 신호를 출력하여 상기 보조 발전기에 의한 축전지의 충전을 종료하는 단계를 포함하는 독립형 태양광 발전설비의 충전 제어 방법.As a charging control method of a standalone solar power plant,
a) detecting and analyzing, by the controller, the voltage of the battery through the voltage / current sensor unit, and determining whether to charge the battery through the generation of an auxiliary generator according to the analysis result;
b) as a result of the determination in step b), when the analyzed voltage is less than the preset charging start voltage, when the charging of the battery is required, the controller outputs an on signal to the auxiliary generator to perform charging of the battery by the auxiliary generator. step;
c) the control unit detects a charging time that elapses when charging of the storage battery by the auxiliary generator is started in step b), and compares the detected charging time with a predetermined reference time for overcharge prevention determination to determine the charging time. When exceeding, the charging circuit is cut off to terminate the charging of the battery, and the voltage of the battery is detected by the voltage / current sensor unit so that the voltage of the battery reaches the end of charging voltage, and through the voltage / current sensor unit. Detecting the amount of current charged in the battery and determining whether the battery is fully charged according to whether the amount of current charged in the battery has reached a predetermined current amount; And
d) as a result of the determination of step c), when the charging of the battery is completed, the control unit outputs an off signal to the auxiliary generator to terminate the charging of the independent solar power generation facility comprising the step of terminating the charging of the battery by the auxiliary generator. Way. 삭제delete
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