KR101260880B1 - 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 ｍｐｐｔ 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 정션박스의 일 실시예는, 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스에 있어서, 상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결되어, 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압을 감지하는 전압 및 전류 센서와, 상기 전압 및 전류 센서로부터 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하는 MPPT 제어부, 및 상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치를 포함하며 상기 트래킹된 최대 전력점에 대응되는 전압을 출력하도록 제어하는 전압 제어부를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법을 제공한다.
본 발명에 의한 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법에 따르면, 태양전지 모듈과 연결된 정션박스에 MPPT 기능을 부가하여 태양전지 모듈의 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하여 최대 전력점에 대응되는 전압으로 출력단의 출력을 제어함에 따라 태양전지 모듈의 전력 생산 효율을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 각 태양전지 모듈의 개별적인 유지보수가 가능한 이점이 있다.

Description

태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 ＭＰＰＴ 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법{Junction box with MPPT control function in solar cell module and driving method for thereof}

본 발명은 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 모듈과 연결되어 외부 모듈로 전력을 전달하는 정션박스 및 이를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법에 관한 것이다.

태양전지 모듈은 복수의 전지셀들로 구성되며 태양광을 흡수하여 전력을 생산한다. 이러한 태양전지 모듈에서 생산된 전력은 내장된 정션박스를 통해 외부에 있는 별도의 인버터로 전달되고, 인버터는 이를 교류 전원으로 변환하여 외부 모듈로 공급한다. 여기서, 외부 모듈이란 교류 전압을 구동원으로 하는 다양한 전자기기(ex, LED 모듈)에 해당될 수 있다. 이러한 정션박스의 구성 예는 본 출원인에 의한 한국특허공개 제10-2010-0117541호에 개시되어 있다.

보통 태양전지 모듈의 성능은 일사량이나 온도 변화에 가장 큰 영향을 받는데, 온도가 높아질수록 효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 이는 일반적인 반도체 특성과 관계되는 것이다. 이러한 온도 등의 환경에 따라 전압, 전류 특성이 변경되면 전압과 전류의 곱에 의해 결정되는 전력 스케일 또한 변화된다. 따라서, 태양전지 모듈의 성능을 최적으로 유지하기 위해서는 최대 전력량을 생산할 수 있는 전압으로 출력을 조절할 필요성이 있다.

더욱이, 종래에는 태양전지 모듈들의 스트링 양단에 연결된 단일의 전력 제어수단을 통해, 태양전지 모듈의 출력 전력량을 일괄 제어하는 형태를 갖는다. 도 1은 종래의 태양전지 모듈의 제어 구성을 나타내는 개략도이다.

종래에 따른 전력 제어수단(1)은 여러 개의 태양전지 모듈(2)들의 스트링 양단에 연결되어, 각 태양전지 모듈(2)의 출력을 모두 동일한 최적 전력으로 제어하는 구성을 가진다. 이에 따르면, 모듈 단위가 아닌 스트링 단위로 전압 제어가 수행되므로, 각각의 태양전지 모듈을 개별 제어할 수 없는 문제점이 있으며, 더욱이 고장 등의 문제가 발생한 모듈이 어떤 모듈인지 손쉽게 파악할 수 없는 문제가 있다. 즉, 종래에 따르면, 스트링으로 인하여 각 태양전지 모듈에 대한 개별적인 유지보수가 불가능한 단점이 있다.

본 발명은, 태양전지 모듈과 연결된 정션박스에 MPPT 기능을 부여하여 태양전지 모듈의 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하여, 최대 전력점에 대응되는 전압으로 출력을 개별 제어할 수 있는, 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 정션박스의 일 실시예는, 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스에 있어서, 상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결되어, 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압을 감지하는 전압 및 전류 센서와, 상기 전압 및 전류 센서로부터 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하는 MPPT 제어부, 및 상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치를 포함하며, 상기 트래킹된 최대 전력점에 대응되는 전압을 출력하도록 제어하는 전압 제어부를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 제공한다.

여기서, 상기 정션박스는, 상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈과의 연결부에 구비되어, 상기 태양전지 모듈의 온도를 감지하는 온도 센서를 더 포함하며, 상기 전압 제어부는 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 스위치를 턴 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 정션박스는, 상기 온도 센서와, 상기 전압 및 전류 센서의 센싱값을 관제 서버로 무선 전송하는 무선 송신부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기 정션박스를 포함하는 태양전지 모듈의 ID 부여 방법에 있어서, 상기 정션박스의 출력단의 양단에 ID 부여 모듈이 연결되면, 상기 태양전지에 흐르는 전류 또는 전압의 신호를 감지하는 단계와, 상기 감지된 신호를 외부의 관제 서버로 전송하는 단계와, 상기 관제 서버로부터 상기 전기적 신호에 대응하는 ID를 수신하는 단계, 및 상기 수신된 ID를 상기 MPPT 제어부에 저장시키는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 ID 부여 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 정션박스의 다른 실시예는, 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스에 있어서, 상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결되어, 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압을 감지하는 전압 및 전류 센서와, 상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈의 온도를 감지하는 온도 센서와, 상기 온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 저장되어 있는 DB부와, 상기 전압 및 전류 센서와 상기 온도 센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 상기 최적의 전압 값을 상기 DB부로부터 추출하는 MPPT 제어부, 및 상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치를 포함하며, 상기 추출된 최적의 전압을 출력하도록 제어하는 전압 제어부를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 제공한다.

여기서, 상기 전압 제어부는 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 스위치를 턴 오프시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 구동방법의 일 실시예는, 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법에 있어서, 상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결된 전압 및 전류 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압 값을 감지하는 단계와, 상기 감지된 전류 및 전압 값을 수신하는 MPPT 제어부를 통해 상기 수신된 값으로부터 최대 전력점을 트래킹하는 단계, 및 상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치가 포함된 전압 제어부를 통해, 상기 최대 전력점에 대응되는 전압을 출력하도록 제어하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법을 제공한다.

여기서, 상기 구동방법은, 상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈과의 연결부에 구비된 온도 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 온도 값을 감지하는 단계, 및 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 전압 제어부에서 상기 스위치를 턴 오프시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동방법은, 상기 온도 센서와, 상기 전압 및 전류 센서의 센싱값을 관제 서버로 무선 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 구동방법의 다른 실시예는, 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법에 있어서, 상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결된 전압 및 전류 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압 값을 감지하는 단계와, 상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈과의 연결부에 구비된 온도 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 온도 값을 감지하는 단계와, 상기 온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 저장되어 있는 DB부로부터, 상기 전압 및 전류 센서와 상기 온도 센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 상기 최적의 전압 값을 MPPT 제어부를 통해 추출하는 단계와, 상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치가 포함된 전압 제어부를 통해, 상기 추출된 최적의 전압 값을 출력하도록 제어하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법을 제공한다.

여기서, 상기 구동방법은, 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 전압 제어부에서 상기 스위치를 턴 오프시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법에 따르면, 태양전지 모듈과 연결된 정션박스에 MPPT 기능을 부가하여 태양전지 모듈의 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하여 최대 전력점에 대응되는 전압으로 출력단의 출력을 제어함에 따라 태양전지 모듈의 전력 생산 효율을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 각 태양전지 모듈의 개별적인 유지보수가 가능한 이점이 있다.

도 1은 종래의 정션박스의 제어 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스의 개략도이다.
도 3은 도 2의 정션박스의 상세 구성도이다.
도 4는 도 3의 MPPT 제어부에 의한 MPPT 제어를 설명하기 위한 참고도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스의 개략도이다.

상기 정션박스(100)의 좌측에는 복수의 전지셀들로 구성된 태양전지 모듈(10)이 연결되어 있다. 그리고, 정션박스(100)의 우측에 보이는 출력단 즉, + 단자와 - 단자 사이 부분에는 외부 모듈(미도시)이 별도로 연결될 수 있다. 이러한 정션박스(100)는 태양전지 모듈(10)로부터 생산된 전력을 출력단을 통해 외부 모듈로 전달하는 역할을 한다. 여기서, 외부 모듈은 상기 전력을 공급받아 구동되는 다양한 전자기기에 해당될 수 있다. 이러한 도 2는 정션박스(100)의 내부 구성을 생략한 도면으로서, 이에 관한 보다 상세한 구성은 본 출원인에 의한 한국특허공개 제10-2010-0117541호를 참조한다.

도 3은 도 2의 정션박스의 상세 구성도이다. 상기 정션박스(100)는 센싱 정보 수집부(110), MPPT 제어부(120), 전압 제어부(130), 무선 송신부(140)를 포함한다. 여기서, 센싱 정보 수집부(110)는, 전압 및 전류 센서와, 온도 센서를 구비한 부분이다.

상기 전압 및 전류 센서는 정션박스(100) 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결되어, 상기 태양전지 모듈(10)의 전류 및 전압을 감지한다. 이러한 전압 및 센서는 도 3의 Voltage Senser 부분의 연결 부위를 참조한다.

여기서, 도 3의 실시예에서 전류의 센싱은 저항의 양단에서 수행하는 것으로 도시되어 있으나(도 3의 Current Senser 부분 참조), 이외에도 전류 센싱은 회로의 임의 부분에서 수행될 수 있으며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해서, 도 3의 경우, 다이오드들의 양단으로부터 전압을 감지하고 저항의 양단으로부터 전류를 측정하는 실시예에 해당되는데, 전압 및 전류의 측정 지점이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 온도 센서는 정션박스(100) 내에서 상기 태양전지 모듈(10)과의 연결부에 구비되어, 상기 태양전지 모듈(10)의 온도를 감지한다. 이러한 온도 센서는 도 3의 Temperature Senser 부분의 연결 부위를 참조한다. 여기서, 온도 센서의 측정 부위 또한 반드시 도 3의 실시예로 한정되지 않는다.

상기 MPPT 제어부(120)는 상기 전압 및 전류 센서로부터 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하는 부분이다. 이는 MPPT(Maximum Power Point Tracking;최대 전력점 추적) 방법에 따른 것이다. 그리고, 상기 전압 제어부(130)는 태양전지 모듈(10)의 동작을 제어하는 스위치(미도시)를 포함(내장)하고 있으며, 상기 트래킹된 최대 전력점에 대응되는 전압을 정션박스(100)의 출력단(정션박스(100)의 +단자와 -단자 사이)에서 출력하도록 제어한다. 상기 스위치를 통해 전압의 조절이 가능하다.

즉, 본 발명에서는 태양전지 모듈과 1:1로 연결된 정션박스 내에 MPPT 기능이 내장된 형태를 가짐에 따라, 기존과는 달리 각 태양전지 모듈에 대한 개별적인 유지보수 및 개별 모니터링이 가능하고, 모듈 단위로 제어를 수행할 수 있는 이점이 있다. 다시 말해서, MPPT 내장형 정션박스를 태양전지 모듈에 개별적(독립적)으로 구비하여 각각의 모듈의 개별적인 제어를 통해 개별적인 유지 보수를 용이하게 함과 동시에 전력 생산의 효율을 증대시킬 수 있다.

이하에서는 상기 MPPT 제어부(120)에서의 MPPT 제어 방법을 상세히 알아본다. 도 4는 도 3의 MPPT 제어부에 의한 MPPT 제어를 설명하기 위한 참고도이다.

이러한 도 4는 반도체에서의 전류 대 전압의 곡선(실선 부분)의 특성을 개략적으로 나타낸 것으로서, 서로 다른 3개의 온도 조건 별로 곡선을 도시한 예이다. 여기서 온도란 일사량 조건과 대응된다. 그리고, 점선 부분은 각 곡선에 대응되는 전력 스케일 곡선을 나타내는 것으로서 전압과 전류의 곱에 의해 결정된다.

도 4를 참조하면, 모든 온도 조건에 대해, 전압이 어느 정도 증가하면 전류가 급격히 떨어지는 곡선을 보인다. 예를 들어, 전류 10A에서 30V 지점(P) 이후부터 전류 값이 급감하는 것을 알 수 있다. 이러한 전류 값의 하락에 따라 전력 스케일 또한 급감하게 된다.

태양전지 모듈(10)의 전력 출력 효율을 높이기 위해서는, 도 4의 그래프에서 최대 전력점을 트래킹하여 그에 대응되는 전압을 출력단에서 출력할 수 있도록 제어해야 한다. 최대 전력점은 감지된 전압과 전류의 곱이 가장 큰 지점에 해당된다.

이를 위해, 상기 전압 제어부(130)는 실시간 감지 및 모니터링되는 상기 전압과 전류 값을 참조하여, 최대 전력점에 대응되는 전압 값으로 정션박스(100)의 출력단의 출력전압을 제어함에 따라 태양전지 모듈(10)의 전력 생산 효율을 최적화할 수 있다. 여기서 최대 전력점에 대응되는 전압이란 전류 값이 급감하기 전의 지점(P)에 대응되는 전압 값에 해당될 수 있다. 물론, 실시간 측정되는 전압과 전류의 곱을 통해 전력 값을 산출하여 보면, 최대치를 갖는 전력과, 그에 대응되는 전압을 정확하게 알 수 있다.

그리고, 상기 전압 제어부(130)는 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 전압 제어부(130) 내의 스위치를 턴 오프시킨다. 이러한 턴 오프 동작에 따르면, 전압 제어부(130)의 내부회로의 동작을 차단하여 외부로의 전력 전달을 차단하거나, 상기 태양전지 모듈(10)의 구동을 차단할 수 있다.

그 예로서, 현재 감지된 온도 값에 문제가 발생한 경우, 스위치를 턴 오프 시킴에 따라 외부 모듈로의 전력 공급을 차단할 수 있다. 즉, 태양전지 모듈(10)의 출력 특성이 기준치 이상의 온도에 의해 변동하게 되면 태양전지 모듈(10)로부터 전력을 공급받아 동작하는 외부 모듈의 성능에도 문제가 발생하거나 외부 모듈의 손상이 유발될 수 있다. 본 발명에서는 상기 전압 제어부(10)를 통해 이러한 문제점을 해결하도록 한다.

상기 무선 송신부(140)는 상기 온도 센서와, 상기 전압 및 전류 센서의 센싱값을 각각 관제 서버(미도시)로 무선 전송하는 역할을 한다. 이러한 관제 서버에 전송된 정보들은 해당 태양전지 모듈(10)의 실시간 모니터링 및 분석이 가능하게 하고, 추후 해당 이력을 조회하는 것을 통해 문제 분석을 위한 참고 자료로 활용될 수 있다. 즉, 관제 서버는 복수의 정션박스(140)로부터 각각의 측정된 센싱 값을 무선 수신하여 취합하고 이를 통해 각 모듈의 개별 모니터링 및 개별 유지 관리를 용이하게 한다.

여기서, 개별 정션박스(개별 태양전지 모듈에 대응) 별로 고유 ID를 가지도록 함으로써 해당 태양전지 모듈의 식별 및 데이터 관리를 용이하게 할 수 있다. 이러한 고유 ID의 부여 방법은 다음과 같다.

먼저, 상기 정션박스(100)의 출력단의 양단에 외부 모듈을 연결하기 이전에, 상기 출력단의 양단(+ 단자와 - 단자 사이)에 별도의 ID 부여 모듈(미도시)을 연결한다. ID 부여 모듈이 연결되면, 상기 무선 송신부(140)에서는 태양전지에 흐르는 임의의 전류 또는 전압의 신호를 감지한다. 물론, 이러한 동작은 상기 MPPT 제어부(120)의 보조를 받을 수 있다. 여기서, ID 부여 모듈은 정션박스(100)에 대해 부하로 작용하는 것으로서, 부하의 연결 시에 전압이나 전류의 측정이 가능한 것은 자명한 것이다.

이후, 무선 송신부(140)는 감지된 신호를 외부의 관제 서버로 전송한다. 여기서, 감지된 신호의 전송 시에 별도의 PC, 스마트폰, 휴대폰을 통해 전송하는 것도 가능하다.

이때, 관제 서버는 상기 감지된 신호에 대응되는 ID를 생성한다. 예를 들어, 복수의 정션박스(100) 중에서 제1 정션박스(100)로부터 감지 신호가 먼저 수신되면, 그에 대응되는 ID(ex, ID '1')을 생성하여 다시 제1 정션박스(100)의 무선 송신부(140)로 전송한다. 이외에도 제3 정션박스(100)로부터 먼저 감지 신호가 수신되면, 제3 정션박스(100)에 ID '1'을 부여할 수도 있다.

이렇게, 상기 전기적 신호에 대응하는 ID를 관제 서버로부터 수신하면, 상기 수신된 ID를 상기 MPPT 제어부(120)의 마이컴에 저장하고 이를 자신의 ID로 관리한다. 이후부터는 상기 무선 송신부(140)는 전압, 전류, 온도의 감지 값을 상기 관제 서버로 전송할 때 마다, 앞서 부여받은 ID와 연계하여 전송함으로써, 데이터 관리 및 운용효율을 높인다.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제어 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 전압 및 전류 센서에서는 상기 태양전지 모듈(10)의 전류 및 전압 값을 감지한다. 이후, MPPT 제어부(120)에서는 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹한다. 다음, 전압 제어부(130)에서는 상기 최대 전력점에 대응되는 전압이 출력단을 통해 출력되도록 제어한다.

또한, 온도 센서를 통해 태양전지 모듈(10)의 온도 값을 실시간 감지한다. 이때, 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과하면, 전압 제어부(130) 내의 스위치를 턴 오프시킨다.

이러한 일 실시예의 경우, 실시간 감지된 전압 및 전류 값으로부터 직접 최대 전력점을 탐색하는 구성에 해당된다. 이하에서는, 이와는 달리 기 저장된 DB 정보를 활용하여 최대 전력점을 탐색하는 다른 실시예에 관하여 알아본다.

이를 위해, 상기 정션박스(100)는 별도의 DB부(미도시)를 포함한다. 이러한 DB부는 상기 전압 제어부(130)에 포함되거나, 전압 제어부(130)와는 별도로 형성될 수 있다.

상기 DB부에는 상기 온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 미리 저장되어 있다. 즉, DB부에는 도 4의 그래프와 같은 내용이 저장되어 있다.

이러한 경우, 상기 MPPT 제어부(120)는 상기 전압 및 전류 센서와 상기 온도 센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 최적의 전압 값을 상기 DB부로부터 추출한 다. 이후, 상기 전압 제어부(130)에서는 상기 추출된 최적의 전압 값을 출력단에서 출력하도록 제어한다. 예를 들어, 현재 감지된 온도와 전류 값을 알면 이에 대응되는 전류 및 전압 곡선을 찾을 수 있고, 이 곡선에 대한 최적의 전압값(ex, 최대 전력점에 해당되는 P 지점에 대응되는 전압 값)을 추출할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제어 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 먼저, 상기 전압 및 전류 센서에서는 상기 태양전지 모듈(10)의 전류 및 전압 값을 감지한다. 그리고, 상기 온도 센서에서는 상기 태양전지 모듈(10)의 온도 값을 감지한다.

이후, MPPT 제어부(120)에서는 상기 전압 및 전류 센서와 상기 온도 센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 상기 최적의 전압 값을 상기 DB부로부터 추출한다. 다음, 상기 전압 제어부(130)에서는 상기 추출된 최적의 전압 값을 출력단에서 출력하도록 제어한다. 물론, 여기서 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우, 전압 제어부(130)에 내장된 스위치를 턴 오프시킬 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제어 정션박스 및 방법에 따르면, 태양전지 모듈과 연결된 정션박스에 MPPT 기능을 부가하여 태양전지 모듈의 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하여 최대 전력점에 대응되는 전압으로 출력단의 출력을 제어함에 따라 태양전지 모듈의 전력 생산 효율을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 각 태양전지 모듈의 개별적인 유지보수 및 모니터링이 가능한 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 태양전지 모듈 100: 정션박스
110: 센싱 정보 수신부 120: MPPT 제어부
130: 전압 제어부 140: 무선 송신부

Claims (12)

1. 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스에 있어서,
   상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결되어, 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압을 감지하는 전압 및 전류 센서;
   상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈과의 연결부에 구비되어, 상기 태양전지 모듈의 온도를 감지하는 온도 센서;
   상기 전압 및 전류 센서로부터 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹하는 MPPT 제어부;
   상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치를 포함하며, 상기 트래킹된 최대 전력점에 대응되는 전압을 출력하도록 제어하며, 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 스위치를 턴 오프시키는 전압 제어부; 및
   상기 온도 센서와, 상기 전압 및 전류 센서의 센싱값을 관제 서버로 무선 전송하는 무선 송신부를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 무선 송신부를 통해 상기 태양전지 모듈 별로 ID가 부여되며,
   상기 무선 송신부는,
   상기 정션박스의 출력단의 양단에 ID 부여 모듈이 연결되면 상기 태양전지에 흐르는 전류 또는 전압의 신호를 감지하여 상기 감지된 신호를 상기 관제 서버로 전송하며, 상기 관제 서버로부터 상기 전기적 신호에 대응하는 ID를 수신하면 상기 수신된 ID를 상기 MPPT 제어부에 저장시키는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스.
5. 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스에 있어서,
   상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결되어, 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압을 감지하는 전압 및 전류 센서;
   상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈의 온도를 감지하는 온도 센서;
   상기 온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 저장되어 있는 DB부;
   상기 전압 및 전류 센서와 상기 온도 센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 상기 최적의 전압 값을 상기 DB부로부터 추출하는 MPPT 제어부;
   상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치를 포함하며, 상기 추출된 최적의 전압을 출력하도록 제어하며, 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 스위치를 턴 오프시키는 전압 제어부; 및
   상기 온도 센서와, 상기 전압 및 전류 센서의 센싱값을 관제 서버로 무선 전송하는 무선 송신부를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스.
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 무선 송신부를 통해 상기 태양전지 모듈 별로 ID가 부여되며,
   상기 무선 송신부는,
   상기 정션박스의 출력단의 양단에 ID 부여 모듈이 연결되면 상기 태양전지에 흐르는 전류 또는 전압의 신호를 감지하여 상기 감지된 신호를 상기 관제 서버로 전송하며, 상기 관제 서버로부터 상기 전기적 신호에 대응하는 ID를 수신하면 상기 수신된 ID를 상기 MPPT 제어부에 저장시키는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스.
8. 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법에 있어서,
   상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결된 전압 및 전류 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압 값을 감지하는 단계;
   상기 감지된 전류 및 전압 값을 수신하는 MPPT 제어부를 통해 상기 수신된 값으로부터 최대 전력점을 트래킹하는 단계;
   상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치가 포함된 전압 제어부를 통해, 상기 최대 전력점에 대응되는 전압을 출력하도록 제어하는 단계;
   상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈과의 연결부에 구비된 온도 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 온도 값을 감지하는 단계;
   상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 전압 제어부에서 상기 스위치를 턴 오프시키는 단계; 및
   상기 온도 센서와, 상기 전압 및 전류 센서의 센싱값을 관제 서버로 무선 전송하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 복수의 전지셀로 구성된 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법에 있어서,
    상기 정션박스 내에 구비된 바이패스 다이오드들의 양단에 연결된 전압 및 전류 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 전류 및 전압 값을 감지하는 단계;
    상기 정션박스 내에서 상기 태양전지 모듈과의 연결부에 구비된 온도 센서를 통해 상기 태양전지 모듈의 온도 값을 감지하는 단계;
    상기 온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 저장되어 있는 DB부로부터, 상기 전압 및 전류 센서와 상기 온도 센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 상기 최적의 전압 값을 MPPT 제어부를 통해 추출하는 단계;
    상기 태양전지 모듈의 동작을 제어하는 스위치가 포함된 전압 제어부를 통해, 상기 추출된 최적의 전압 값을 출력하도록 제어하는 단계;
    상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우 상기 전압 제어부에서 상기 스위치를 턴 오프시키는 단계; 및
    상기 온도 센서와, 상기 전압 및 전류 센서의 센싱값을 관제 서버로 무선 전송하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 MPPT 제어 기능을 가지는 정션박스를 이용한 태양전지 모듈의 구동방법.
12. 삭제

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