KR101278113B1 - 고효율 태양광 배전반 발전장치 - Google Patents

고효율 태양광 배전반 발전장치 Download PDF

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KR101278113B1
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Abstract

태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력을 인버터에 입력하며, 주제어부는 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 제어를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.

Description

고효율 태양광 배전반 발전장치 { The high-efficient solar ray panel planting devices }
고효율의 태양광 발전을 위한 태양전지판, 인버터, 배전반 관련기술에 관한 것으로, MPPT(Maximum Power Point Tracking) 전압범위 대응을 통한 태양전지판의 발전효율을 향상 및 인버터의 수명을 연장시키며, 직류전력을 교류전력으로 변환하는 과정에서 발생하는 변환 손실 및 무부하 손실을 줄이고, 효과적으로 부하에 전력을 공급하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전(solar photovoltaic)이란 태양 에너지에 의한 발전 기술의 하나이다. 즉, 태양의 빛 에너지를 태양광 모듈이라는 광-전 변환기를 사용하여 직접 전기 에너지로 변환시켜 이용하는 것이다. 이는 부분적으로 빛을 이용하는 것이기 때문에 흐린 날에도 이용이 가능하여 태양 에너지의 이용 효율이 열 발전보다 높다.
태양광 발전 시스템은 실내가 아닌 외부에 설치되는데, 외부에 설치하는 경우에 주변 온도의 영향을 많이 받게 된다. 태양광 모듈의 경우 모듈 특성상 주변 온도 25℃를 기준으로 1℃ 낮아질때 마다 약 0.2V의 개방 전압이 상승하게 된다. 복수의 태양광 모듈로 이루어진 어레이의 전체 개방 전압을 구하는 방법을 수식화하면 아래와 같다.
개방 전압 = (36.9V * N) + (기준온도-감지온도)*0.2*N
여기서 N은 직렬 연결되어 어레이를 구성하는 태양광 모듈의 개수를 나타낸다. 태양광 모듈 1개의 개방 전압은 36.9V이고, 기준온도는 25℃로 가정한다.
우리나라의 경우, 겨울철 외부 온도 -20℃를 기준으로 모듈의 개방 전압을 산정하는 것이 보편적인데, 상기 가정한 모듈 개방 전압이 36.9V인 태양광 모듈 16개를 직렬 연결하는 경우, 주변 온도가 -20℃인 겨울철에서의 개방 전압은 수학식 1에 의하여 734.4V가 되고, 주변 온도가 35℃인 여름철에서의 개방 전압은 558.4V가 된다.
또한, 주변 온도가 -20℃인 겨울철인 경우, 개방 전압이 36.9V인 태양광 모듈 18개를 직렬 연결하면, 개방 전압은 상기 수식에 의하여 826.2V가 된다.
그러나, 태양광 모듈이 생산한 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 인버터의 경우, 변환시킬 수 있는 허용입력 전압범위에 한계가 있으므로, 겨울철과 같이 높은 직류 전압이 인가되면 인버터 내 자체보호장치인 과전압보호장치가 동작하여 원활한 발전을 할 수 없다.
따라서, 종래 기술에 따른 태양광 발전 시스템은 태양광 모듈을 통하여 생성할 수 있는 전압 발전량이 커지더라도 인버터의 허용입력 전압범위보다는 작아야 한다는 한계점이 있었으며, 특히 온도가 높은 여름철의 경우, 발전 전압이 떨어질 수 밖에 없고, 이는 발전 효율에도 영향을 주게 되는 문제점이 있다.
종래의 선행기술로 태양전지 모듈에서 발생하는 전압, 전류, 전력량을 측정하여 원격지에서 이상 유무 등을 모니터링하는 기술이 종래에 다수 있어왔다.
종래의 선행 기술은 등록번호 10-1083818 '태양 전지 모듈 모니터링 시스템'과 같이 단순히 전압, 전류를 측정하여 모니터링 후 유지보수 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 태양전지 모듈 단순 모니터링에 관련한 기술은 등록번호 10-1061220 '태양광 발전 설비의 모니터링 방법 및 이에 사용되는 모니터링 장치'
인터넷상에서 모니터링하는 등록번호 10-0697338 '인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법'
등록번호 10-1051496 '센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템 및 그 방법' 등 다수의 모니터링 선행 기술이 있어왔다.
태양광 모듈의 단순한 모니터링이 아닌 최대의 효율을 얻기 위한 인공지능 회로망 구성 및 변환 효율, 무부한 손실, 부하관리, 외부환경 변화에 효과적으로 대응하여 발전 효율을 최대화한다.
태양광 모듈의 정상적인 작동 상태 또는 오염 정도를 단순 모니터링하는 것이 아닌 주변 환경 변화에 대응하는 MPPT 전압 값을 조정하여 효율을 극대화한다.
프로그램된 부하 절체 및 인버터 병렬 운전을 통해 변환손실, 무부하 손실을 최소화한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, MPPT(Maximum Power Point Tracking) 전압범위 대응을 통한 태양전지판의 발전효율을 향상 및 인버터의 수명을 연장시킬 수 있어, 여름철과 겨울철의 주변 온도에 따라서 회로를 자유롭게 변경함으로써, 계절에 따른 개방 전압의 차이를 줄일 수 있으므로, 1년 365일 인버터에 향상 일정한 전압을 공급함으로써 인버터의 작동에 무리를 주지 않고, 또한 해가 긴 여름철 전압을 높임으로써 발전량을 향상시킬 수 있으며, 특히 여름철에 태양광 모듈 어레이의 개방전압에 따른 평균전압을 높일 수 있어 전기사용량이 많은 여름철 발전효율을 극대화시킴으로써 여름철 국가전력 수급관리에 많은 도움을 줄 수 있다.
또한, 일부 태양광 모듈의 고장 또는 그림자 등에 의해 발전 전력에 불균일 이 발생할 할 경우 우회회로를 갖으며, 최대 개방전압에 접근하는 직렬연결 회로를 구성하여 효율을 극대화한다.
또한, 직류전력을 교류전력으로 변환하는 과정에서 발생하는 변환 손실 및 무부하 손실을 줄이고, 효과적으로 부하에 전력을 공급할 수 있는 것으로 종래의 선행 기술과 같이 단순히 태양광 모듈의 이상 유무를 모니터링을 통하여 고장 수리하거나, 모듈을 청소하는 것과는 다른 수준의 기술이다.
도 1은 본 발명의 이해를 위한 간단한 블럭도
도 2는 본 발명의 구성요소를 설명하기 위한 간단한 블럭도
도 3은 태양광 모듈 어레이를 설명하기 위한 블럭도
도 4는 본 발명의 전체 구성을 이해하기 위한 간략한 블럭도
도 5는 본 발명의 일 실시 예 블럭도
도 6는 본 발명의 일 실시 예 블럭도
도 7은 본 발명의 일 실시 예 블럭도
도 8은 제1, 2모듈을 설명하기 위한 블럭도
도 9는 본 발명의 일 실시 예 블럭도
도 10은 매트릭스스위치의 출력선을 이해하기 위한 블럭도
본 발명의 특징적인 주요 구성요소로 태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터, 배전반, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 기본 구성된다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 태양광 단위모듈(1)은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 모듈 단위로 직병렬 연결되어 구성되는 단위모듈 판으로 태양광 단위모듈을 다시 직병렬 연결하여 최종적으로 인버터에 출력 전력을 입력시킨다.
모듈 콘트롤러(2)는 태양광 단위모듈 사이를 직병렬 연결하여 주는 것으로, 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성된다.
모듈 콘트롤러는 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부에 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치(4)와 Y축 스위치(5)를 ON/OFF 연결 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 직병렬 출력한다.
도 3을 참고하면, 매트릭스스위치는 X축 Y축 스위치에 의해 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선(8)을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치로 매트릭스스위치는 M×N 매트릭스 회로로 구성되어 임의의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 것으로 도 3에서는 9×6 매트릭스회로에 입력되는 예시이다.
도 10을 참고하면 매트릭스스위치로 선택 출력되는 태양광 모듈 어레이 출력전압 출력선(9)은 39V 태양광 단위모듈을 모듈 콘트롤러를 통해 직렬 연결하여 15개 직렬연결하여 585V 출력을 선택하는 매트릭스스위치의 일 예이다.
일 실시 예로, 도 3에서 X축 Y축 스위치에 의해 직렬 연결되는 태양광 단위모듈은 39V의 균일한 출력을 갖는 녹색 그룹의 태양광 모듈 15개를 직렬연결한 585V 출력 및 동일하게 파란색 태양광 모듈 15개를 직렬연결한 585V의 출력을 얻어 녹색 그룹과 파란색 그룹의 태양광 모듈을 병렬 연결한 585V의 출력을 허용입력전압범위(MPPT) 600V의 인버터에 입력시킨다.
상기외 검정색의 태양광 단위모듈은 고장으로 출력 전압이 0V인 태양광 단위모듈로 회로에서 제외하여(기존의 경우 15개씩 직렬 연결할 경우 하나라도 고장이 발생할 경우 나머지 정상의 14개 태양광 단위모듈 전체를 사용하지 못하는 문제점이 있어왔다.) 나머지 빨간색의 태양광 모듈 전체를 직렬연결 한다.
빨간색 그룹의 태양광 단위모듈은 정상 출력의 39V 출력과 그림자, 먼지 등에 의해 정상 출력이 되지 않는 15V의 태양광 단위모듈 출력을 포함하는 것으로 그 직렬연결된 출력 값은 39V 7개 및 15V 8개를 직렬 연결한 393V의 출력을 허용입력전압범위(MPPT) 400V의 인버터에 입력시킨다.
상기와 같이 허용입력전압범위(MPPT)가 상이한 복수의 인버터를 사용할 경우 효율을 향상시키며 무부하 손실을 감소시키며, 흐린날 태양광 발전량이 적을 경우 하나의 인버터만 사용하는 등 최적의 효율적인 발전이 가능해 진다.
인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대 이상의 인버터를 사용할 수 있다.
도 4를 참고하면, 프로그램절체기(7)는 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램된 독립 배선을 포함하여 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 부하에 전력을 공급한다.
일 실시 예로, 도 4에서 MS1 MS2 MS3 MS4 마그네틱 스위치로 구성되어 MS1만 ON접점 연결되고 나머지 마그네틱스위치(MS2, MS3, MS4)는 OFF접점 연결될 경우 제1인버터를 통해 모든 부하(부하1, 부하2, 부하3, 부하4)에 전력을 공급하는 프로그램된 독립 배선을 통해 전력을 공급한다.
일 실시 예로, 도 4에서 MS4만 ON접점 연결되고 나머지 마그네틱스위치(MS1, MS2, MS3)는 OFF접점 연결될 경우 제2인버터를 통해 모든 부하(부하1, 부하2, 부하3, 부하4)에 전력을 공급하는 프로그램된 독립 배선을 통해 전력을 공급한다.
일 실시 예로, 도 4에서 MS2, MS3만 ON접점 연결되고 나머지 마그네틱스위치(MS1, MS4)는 OFF접점 연결될 경우 제1인버터를 통해 부하1, 부하2에 전력을 공급하고 제2인버터를 통해 부하3, 부하4에 전력을 공급하는 프로그램된 독립 배선을 통해 전력을 공급한다.
상기와 같은 일 실시 예의 프로그램절체기를 통해 태양광모듈(6)의 발전 전력량에 따라 용량이 서로 다른 제1인버터와 제2인버터를 통해 상용 전력(교류전력)으로 변환하여 부하량에 따라 프로그램된 전력 공급을 통해 인버터 및 태양광의 최대 발전 효율과 변환 효율, 무부하 손실을 최소화하여 부하량의 변화에 능동적으로 대응한다.
도 5를 참고하면, 1개의 인버터를 사용 및 한전측으로 부터 발전된 고압을 저압으로 변환된 상용전력을 공급하는 배전반으로부터 전력을 공급받을 수 있는 것으로 태양광 발전 전력량에 따라 배전반 상용전력을 유효적절하게 사용하는 프로그램절체기의 독립 배선 일 실시 예이다.
도 6를 참고하면, 태양광모듈(6)로 부터 발전된 전력을 인버터를 통해 상용 교류전력으로 변환 후 배전반 내부에 설치된 프로그램절체기를 통해 부하에 전력을 공급하는 일 실시 예이다.
도 7은 배전반 전력과 복수의 인버터 출력을 프로그램절체기에 입력한 일 실시 예이다.
이하 주제어부를 통해 제어되는 구성요소의 제어 및 구성 요소간의 결합관계를 중심으로 설명한다.
태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력된다.
모듈콘트롤러 내부의 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 입력 전력을 측정하여 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송한다.
주제어부는 태양광 단위모듈의 발전 전력량을 통해 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking)에 최대한 근접한 직렬연결 그룹을 계산하여 제어신호를 제어부에 전송하면 모듈콘트롤러 내부의 제어부는 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 최대 효율의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking)의 직렬연결 그룹으로 직렬 연결된 태양광 모듈 어레이(도 3의 색깔별로 직렬 연결한 태양광 단위모듈 그룹)의 출력전압은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 허용입력전압의 최대한 근접한 출력이 되는 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택 입력하여 정격용량(직병렬 연결을 통해 인버터가 처리할 수 있는 정격용량)까지 입력이 되면, 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking)에 최대한 근접하게 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 입력한다.
인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급한다.
또한, 주제어부는 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬연결에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 제어를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.
일 실시 예를 통해 이하 상세히 설명한다.
(기본 구성요소)
태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성된다.
(구성요소의 상세한 설명)
태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위모듈(태양전지판 블럭)이다.
모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성된다.
제어부는 변류기, 계기용변압기를 통해 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 측정값을 주제어부로 전송한다.
주제어부는 태양광 단위 모듈의 출력 전류, 전압을 통해 태양광 단위모듈을 직렬연결하여 인버터의 허용입력전압범위에 가장 근접하는 직렬 연결 그룹을 계산한 후 제어부를 통해 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 허용입력전압범위에 가장 근접하는 출력 전력을 인버터에 입력한다.
매트릭스스위치는 허용입력전압범위 출력전압으로 X축 스위치, Y축 스위치에 의해 직렬 연결된 태양광 단위모듈 그룹의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이다.
인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터이다.
프로그램절체기는 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램된 독립 배선을 포함하여 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급하는 구성요소를 특징으로 한다.
(구성 요소간의 상세한 결합관계 및 주제어부의 제어 시스템)
태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈 콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 허용입력전압의 90%이상으로 출력되는 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택 입력하여 정격용량을 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 입력하며 및 인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며 및 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬연결에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.
일 실시 예로.
태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 배전반, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 기본 구성된다.
태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이다.
모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력한다.
매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이다.
인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2대의 인버터로 구성된다.
프로그램절체기는 배전반 내부에 설치되어, 인버터의 출력을 입력받아 프로그램절체기의 하나 이상에 마그네틱스위치 및 프로그램된 독립 배선을 통해 배선차단기로 입력되어, 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 통해 부하에 전력을 공급한다.
상기 구성 요소의 결합 관계로,
태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 인버터에 입력하며 및 인버터의 출력은 배전반 내부에 설치된 프로그램 절체기에 입력되어, 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기를 통해 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며 및 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.
일 실시 예로,
태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성된다.
태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이다.
모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력한다.
매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이다.
인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2대의 인버터로 구성된다.
프로그램절체기는 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램된 독립 배선을 포함하여 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급한다.
상기 구성요소의 결합 관계로,
태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 인버터에 입력하며 및 인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며 및 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.
일 실시 예로,
태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성되어, 태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며; 모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며; 매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며; 인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2개의 제1, 2인버터로 구성되며; 프로그램절체기는 마그네틱스위치와 프로그램 배선된 배선차단기로 구성되어, 제1마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3, 4배선차단기에 입력되며, 제2마그네틱스위치의 출력은 제1, 2배선차단기에 입력되며, 제3마그네틱스위치의 출력은 제3, 4배선차단기에 입력되며, 제4마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3, 4배선차단기에 입력되어, 제1인버터의 출력은 제1, 2마그네틱스위치로 입력되며, 제2인버터의 출력은 제3, 4마그네틱스위치로 입력되어, 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급한다.
구성 요소의 결합 관계 및 주제어부의 제어 시스템으로,
태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 제1인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 제2인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 제2인버터에 입력하며 및 인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며 및 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.
일 실시 예로,
태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 매트릭스스위치로 구성되어, 태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며; 모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며; 매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며; 인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2대의 인버터로 구성된다.
주제어부는 태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력을 모듈콘트롤러에 입력하여 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 인버터에 입력하며 및 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.
일 실시 예로,
태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 배전반, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성되어, 태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며; 모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며; 매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며; 인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2개의 제1, 2인버터로 구성되며; 프로그램절체기는 마그네틱스위치와 프로그램 배선된 배선차단기로 구성되어, 제1마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3배선차단기에 입력되며, 제2마그네틱스위치의 출력은 제2배선차단기에 입력되며, 제3마그네틱스위치의 출력은 제3배선차단기에 입력되며, 제4마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3배선차단기에 입력되어, 배전반 출력 전력은 제1마그네틱스위치로 입력되며, 제1인버터의 출력은 제2, 4마그네틱스위치로 입력되며, 제2인버터의 출력은 제3, 4마그네틱스위치로 입력되어, 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급하며; 태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 제1인버터부터 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 제2인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 허용입력전압값이 낮은 제2인버터에 입력하며 및 배전반, 인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 인버터 출력 전력 또는 배전반 출력 전력 중 어느 하나 이상을 부하에 전력을 공급하며 및 주제어부는 태양광 모듈을 통해 발전전력량이 부족할 경우 제1마그네틱스위치를 ON접점 연결하여 배전반 출력전력을 부하에 공급하며 및 일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치이다.
1 : 태양광 단위모듈
2 : 모듈 콘트롤러
3 : 그림자 또는 고장모듈
4 : X축 스위치
5 : Y축 스위치
6 : 태양광 모듈
7 : 프로그램절체기
8 : 출력선
9 : 매트릭스스위치로 선택 출력되는 태양광 모듈 어레이 출력전압 출력선

Claims (6)

  1. 태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성되어,

    태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위모듈이며;
    모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며;
    매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며;
    인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터이며;
    프로그램절체기는 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램된 독립 배선을 포함하여 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급하는 구성요소를 특징으로,

    태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈 콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 허용입력전압의 90%이상으로 출력되는 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택 입력하여 정격용량을 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 입력하며;및
    인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며;및
    일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬연결에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치.

  2. 태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 배전반, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성되어,

    태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며;
    모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며;
    매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며;
    인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2대의 인버터로 구성되며;
    프로그램절체기는 배전반 내부에 설치되어, 인버터의 출력을 입력받아 프로그램절체기의 하나 이상에 마그네틱스위치 및 프로그램된 독립 배선을 통해 배선차단기로 입력되어, 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 통해 부하에 전력을 공급하며;

    태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 인버터에 입력하며;및
    인버터의 출력은 배전반 내부에 설치된 프로그램 절체기에 입력되어, 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기를 통해 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며;및
    일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치.

  3. 태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성되어,

    태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며;
    모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며;
    매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며;
    인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2대의 인버터로 구성되며;
    프로그램절체기는 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램된 독립 배선을 포함하여 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급하며;

    태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 인버터에 입력하며;및
    인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며;및
    일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치.

  4. 태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성되어,

    태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며;
    모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며;
    매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며;
    인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2개의 제1, 2인버터로 구성되며;
    프로그램절체기는 마그네틱스위치와 프로그램 배선된 배선차단기로 구성되어, 제1마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3, 4배선차단기에 입력되며, 제2마그네틱스위치의 출력은 제1, 2배선차단기에 입력되며, 제3마그네틱스위치의 출력은 제3, 4배선차단기에 입력되며, 제4마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3, 4배선차단기에 입력되어, 제1인버터의 출력은 제1, 2마그네틱스위치로 입력되며, 제2인버터의 출력은 제3, 4마그네틱스위치로 입력되어, 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급하며;

    태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 제1인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 제2인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 제2인버터에 입력하며;및
    인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 부하에 전력을 공급하며;및
    일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치.
  5. 태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 매트릭스스위치로 구성되어,

    태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며;
    모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며;
    매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며;
    인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2대의 인버터로 구성되며;

    태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 인버터부터 정격용량 미만으로 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 태양광 모듈 어레이의 출력 전압을 허용입력전압값이 낮은 인버터에 입력하며;및
    일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치.

  6. 태양광 단위모듈, 모듈 콘트롤러, 주제어부, 인버터, 배전반, 프로그램 절체기, 매트릭스스위치로 구성되어,

    태양광 단위모듈은 복수의 태양광 셀로부터 태양광 발전을 하는 단위 모듈이며;
    모듈 콘트롤러는 변류기, 계기용변압기, X축 스위치, Y축 스위치, 마이크로프로세서로 구성된 제어부를 포함하여 구성되어 태양광 단위 모듈로부터 출력되는 전류, 전압을 측정하여 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 제어부를 통해 X축 스위치와 Y축 스위치를 ON/OFF 제어하여 태양광 출력 전력을 X축 또는 Y축으로 ON 접점 연결하여 출력하며;
    매트릭스스위치는 태양광 단위모듈을 직렬 연결하여 허용입력전압범위 출력전압의 출력선을 선택하여 인버터에 입력하는 매트릭스스위치이며;
    인버터는 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 서로 다른 2개의 제1, 2인버터로 구성되며;
    프로그램절체기는 마그네틱스위치와 프로그램 배선된 배선차단기로 구성되어, 제1마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3배선차단기에 입력되며, 제2마그네틱스위치의 출력은 제2배선차단기에 입력되며, 제3마그네틱스위치의 출력은 제3배선차단기에 입력되며, 제4마그네틱스위치의 출력은 제1, 2, 3배선차단기에 입력되어, 배전반 출력 전력은 제1마그네틱스위치로 입력되며, 제1인버터의 출력은 제2, 4마그네틱스위치로 입력되며, 제2인버터의 출력은 제3, 4마그네틱스위치로 입력되어, 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점에 따라 프로그램 배선된 배선차단기를 거쳐 부하에 전력을 공급하며;
    태양광 단위모듈을 통해 발전된 출력전력은 모듈콘트롤러에 입력되어 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 변류기, 계기용변압기로 측정된 전압, 전류 데이터를 주제어부로 전송 및 주제어부의 제어에 따라 허용입력전압에 가까운 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전력은 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 값이 상이한 2대의 인버터 중 허용입력전압값이 높은 제1인버터부터 매트릭스스위치를 통해 선택 입력 후 허용입력전압값이 낮은 제2인버터의 허용입력전압범위(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 이하로 X축 스위치, Y축 스위치를 ON/OFF 접점 연결하여 직병렬 연결된 태양광 모듈 어레이의 출력전압 출력선을 매트릭스스위치를 통해 선택하여 허용입력전압값이 낮은 제2인버터에 입력하며;및
    배전반, 인버터의 출력은 하나 이상의 마그네틱스위치의 출력과 배선차단기 사이의 프로그램 배선된 프로그램 절체기에 입력되어 주제어부는 마그네틱스위치의 ON/OFF 접점 연결을 통해 태양광 모듈에서 발전되는 전력량에 따라 인버터 출력 전력 또는 배전반 출력 전력 중 어느 하나 이상을 부하에 전력을 공급하며;및
    주제어부는 태양광 모듈을 통해 발전전력량이 부족할 경우 제1마그네틱스위치를 ON접점 연결하여 배전반 출력전력을 부하에 공급하며;및
    일부 태양광 단위모듈의 발전전력량이 관리자 입력값 이하로 떨어질 경우 해당 모듈을 우회하여 직렬 연결되는 태양광 모듈 어레이에서 제외시키는 제어를 특징으로 구성요소의 결합과 주제어부를 특징으로 하는 고효율 태양광 배전반 발전장치.
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