KR101296829B1 - Solar cell generating system and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A photovoltaic system and a control method thereof are provided to improve efficiency and output by controlling a voltage outputted to a solar cell array and applying the voltage to an inverter to apply a predetermined voltage to the inverter. CONSTITUTION: A photovoltaic system includes a solar cell array unit (100) which includes a plurality of solar cell arrays converting light energy from sun into electrical energy and outputting the electrical energy; a first switching unit (200) which is installed at an output terminal of the solar cell array unit and selectively connects the output of the solar cell array unit to an input terminal of a DC-DC converter unit (300) or an input terminal of a DC connection board (400) according to a control signal of a control unit (900); the DC-DC converter unit which receives a DC output voltage of the solar cell array connected by the first switching unit as input and converts the DC output voltage into a predetermined output voltage; the DC connection board which is installed between an output terminal of the converter unit and an input terminal of an inverter (600) and prevents reverse current from flowing into the solar cell array unit; the inverter which receives DC power outputted through the DC connection board and converts the DC power into AC power; a monitoring unit (500) which determines abnormality by detecting the voltage, current and power of the solar cell array unit, the DC connection board, and the inverter; and the control unit which controls the operation of the solar cell array unit, the first switching unit, the DC-DC converter unit, the monitoring unit, and the converter. [Reference numerals] (110) First solar cell array; (120) Second solar cell array; (190) N-th solar cell array; (210) Switching unit 1-1; (220) Switching unit 1-2; (290) Switching unit 1-N; (300) DC-DC converter unit; (400) DC connection board; (510) First monitoring unit; (520) Second monitoring unit; (600) Inverter; (900) Control unit; (L) Load

Description

태양광 발전 시스템 및 그 제어방법 {SOLAR CELL GENERATING SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}Solar power generation system and control method {SOLAR CELL GENERATING SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 태양전지 어레이의 출력을 모니터링하여 기준 설정치에 미치지 못하는 태양전지 어레이만을 선택하여 공통의 DC-DC 컨버터 유닛을 통하여 출력 전압을 조절한 후, 인버터의 입력단에 제공함으로써 부품수를 절감하면서 태양광 발전 효율을 극대화할 수 있는 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic power generation system and a control method thereof, and more particularly, to monitor only outputs of a plurality of solar cell arrays and to select only a solar cell array that does not meet a reference set value and output the same through a common DC-DC converter unit. The present invention relates to a photovoltaic power generation system capable of maximizing photovoltaic power generation efficiency while reducing the number of components by controlling a voltage and then providing the input terminal of the inverter.

태양광 발전은 태양전지와 축전지, 전력변환장치로 구성되며, 태양광이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양전지에 비추어지면 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 정공(hole)과 전자(electron)가 발생한다. 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 되는 것이다. Solar power is composed of solar cells, accumulators, and power conversion devices. When sunlight is reflected on solar cells that are paired with p-type and n-type semiconductors, Electrons are generated. At this time, the holes are collected toward the p-type semiconductor and the electrons are collected toward the n-type semiconductor, so that a current flows when a potential difference occurs.

태양광 발전은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하다는 장점이 있는 반면에 전력생산량이 일조량에 의존하고, 설치 장소가 한정적이며, 초기 투자비와 발전단가가 높은 단점이 있다.Solar power generation has no pollution, it can only develop as needed in necessary places, and it is easy to maintain and maintain. However, the power generation depends on the amount of sunshine, the installation site is limited, the initial investment cost and the power generation cost are high .

태양 전지는 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 pn접합에 빛을 조사면 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것으로, 태양 전지의 최소단위를 셀이라고 한다. 태양광 발전 장치는 복수의 셀을 패키지화 태양 전지 모듈을 직,병렬로 연결시켜 구성한 태양 전지 어레이를 통하여 통하여 태양 에너지를 직류 전원으로 변환시켜서 수집하게 된다.A solar cell uses photovoltaic power generated by photoelectric effect when light is irradiated to a contact surface of a metal and a semiconductor or a pn junction of a semiconductor. The minimum unit of a solar cell is called a cell. The photovoltaic power generation apparatus converts solar energy into direct current power through a solar cell array formed by connecting a plurality of cells in a packaged solar cell module in parallel and in parallel.

이때 태양전지 어레이는 사용 용도에 맞추어 태양전지 모듈을 10~30개씩 직렬 연결하고 또한 설치용량에 따라서 병렬로도 적정한 갯수를 연결하여 사용한다. 태양전지 어레이에서 음영 또는 모듈의 이상이 발생할 경우, 어레이의 최대 출력전력이 변한다. 즉, 태양전지 어레이에서 모듈들의 직렬회로 출력전압은 모든 모듈들의 전압의 합으로 나타내지만, 직렬회로의 출력전류는 개개의 모듈 상태에 따라 낮은 출력을 갖는 모듈의 전류 값에 의존한다. 반대로 병렬회로의 전체 출력전류는 각 모듈들의 전류의 합으로 나타내며, 전체 전압은 각 모듈들의 전압과 같다. 따라서 태양전지 어레이를 설계할 때 이러한 점을 고려하여 사용용도 또는 설치용량에 따라 태양전지 모듈을 직,병렬로 연결하여 태양전지 어레이를 구성하게 된다. At this time, the solar cell arrays are connected in series with 10 ~ 30 solar modules in accordance with the usage purpose, and the proper number of solar modules are connected in parallel according to the installed capacity. When shading or module anomalies occur in a solar cell array, the maximum output power of the array changes. That is, although the series circuit output voltage of the modules in the solar cell array is represented by the sum of the voltages of all the modules, the output current of the series circuit depends on the current value of the module having a low output according to the individual module state. Conversely, the total output current of the parallel circuit is represented by the sum of the currents of the respective modules, and the total voltage is equal to the voltage of each module. Accordingly, when designing a solar cell array, the solar cell array is formed by connecting the solar cell modules directly or in parallel according to the usage purpose or installation capacity.

태양전지의 용량은 온도증가에 따라 전압은 현저하게 감소하는 반면, 단락전류는 미소하게 증가하는 특징을 갖고 있다. 따라서, 종래 기술에 따른 태양광 발전 장치의 경우, 기온이 상승하는 여름에는 태양 전지 모듈의 출력 전압강하로 인한 인버터의 최소 입력 전압 이상으로 설치하고, 기온이 하강하는 겨울에는 태양 전지 모듈의 출력 전압상승 때문에 인버터의 최대 입력 전압 이하가 되도록 태양 전지 모듈의 개수를 결정하여 설치하였다.The capacity of a solar cell is characterized by a significant decrease in voltage, while a short circuit current increases with increasing temperature. Therefore, the photovoltaic device according to the related art is installed above the minimum input voltage of the inverter due to the output voltage drop of the solar cell module in summer when the temperature rises, and the output voltage of the solar cell module in winter when the temperature falls Due to the rise, the number of solar cell modules was determined and installed so as to be below the maximum input voltage of the inverter.

그러나, 종래 기술에 따른 태양광 발전 장치의 경우, 온도에 따른 출력 전압의 차이를 고려하여 태양 전지 모듈의 직렬 연결개수를 선정하였으나, 이렇게 한 번 선정된 직렬 연결개수를 조합하여 시공하면 추후에 주위 환경, 용량 변경 또는 인버터 변경 등의 다양한 요인으로 태양광 발전 장치에 변화가 생기더라도 태양 전지 모듈의 직렬 연결 개수를 변경하거나 재조합하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.
However, in the case of the photovoltaic device according to the prior art, the number of series connections of the solar cell module is selected in consideration of the difference in output voltage according to the temperature. Even if the photovoltaic device is changed due to various factors such as environment, capacity change, or inverter change, there is a problem in that it is impossible to change or reassemble the number of series connections of the solar cell module.

한국공개특허 제1019980087002호Korean Laid-Open Patent No. 1019980087002

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인버터에 미리 설정된 전압이 인가될 수 있도록 태양전지 어레이 유닛으로터 출력되는 전압을 조절하여 인버터에 인가함으로써 효율 및 출력이 개선된 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, the problem to be solved by the present invention is to adjust the voltage output from the solar cell array unit so that the preset voltage is applied to the inverter by applying to the inverter efficiency and The present invention provides an improved photovoltaic power generation system and a control method thereof.

또한, 다수의 태양전지 어레이의 출력을 모니터링하여 기준 설정치에 미치지 못하는 태양전지 어레이만을 선택하여 공통의 DC-DC 컨버터 유닛을 통하여 출력 전압을 조절한 후, 인버터의 입력단에 제공함으로써 부품수를 절감하면서 태양광 발전 효율을 극대화할 수 있는 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, by monitoring the output of a plurality of solar cell array, select only the solar cell array that does not meet the reference set value, and adjust the output voltage through a common DC-DC converter unit, and then reduce the number of parts by providing to the input terminal of the inverter It is to provide a photovoltaic power generation system and a control method thereof that can maximize photovoltaic power generation efficiency.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 태양으로부터 입사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력시키는 다수의 태양전지 어레이를 포함하는 태양전지 어레이 유닛; 상기 태양전지 어레이 유닛의 출력단에 설치되며, 제어 유닛의 제어 신호에 따라 상기 태양전지 어레이 유닛의 출력을 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단 또는 DC 접속반의 입력단에 선택적으로 연결시키는 제1 스위칭 유닛; 상기 제1 스위칭 유닛을 통하여 연결된 태양 전지 어레이의 DC 출력 전압을 입력으로 인가받아 미리 설정된 DC 출력 전압으로 변환하여 출력하는 DC-DC 컨버터 유닛; 상기 DC-DC 컨버터 유닛의 출력단과 인버터의 입력단 사이에 설치되며, 상기 태양전지 어레이 유닛으로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 DC 접속반; 상기 DC 접속반을 통하여 출력된 DC 전원을 인가받아 교류 전원으로 변환시킨 후 출력하는 인버터; 상기 태양전지 어레이 유닛, DC 접속반 및 인버터의 전압, 전류 및 전력을 검출하여 이상유무를 판단하는 모니터링 유닛; 및 상기 태양전지 어레이 유닛, 제1 스위칭 유닛, DC-DC 컨버터 유닛, 모니터링 유닛 및 인버터의 동작을 제어하는 제어유닛을 포함하는 태양광 발전 시스템이 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a solar cell array unit including a plurality of solar cell arrays for converting light energy incident from the sun into electrical energy and outputting; A first switching unit installed at an output terminal of the solar cell array unit and selectively connecting an output of the solar cell array unit to an input terminal of a DC-DC converter unit or an input terminal of a DC connection panel according to a control signal of a control unit; A DC-DC converter unit receiving a DC output voltage of the solar cell array connected through the first switching unit as an input and converting the DC output voltage into a preset DC output voltage; A DC connection panel disposed between an output terminal of the DC-DC converter unit and an input terminal of the inverter and preventing a reverse current from flowing into the solar cell array unit; An inverter that receives the DC power output through the DC connection board and converts the AC power into AC power; A monitoring unit detecting voltage, current, and power of the solar cell array unit, the DC connection panel, and the inverter to determine whether there is an abnormality; And a control unit controlling the operation of the solar cell array unit, the first switching unit, the DC-DC converter unit, the monitoring unit, and the inverter.

상기 태양 전지 어레이들은 상호 병렬로 연결되고, 상기 각 태양전지 어레이는 상호 직렬로 연결된 다수의 태양전지 모듈을 포함한다. The solar cell arrays are connected in parallel with each other, and each solar cell array includes a plurality of solar cell modules connected in series with each other.

상기 제1 스위칭 유닛은 다수의 제1 스위칭부를 포함하며, 각각의 제1 스위칭부의 입력단은 각각의 태양전지 어레이의 출력단에 직렬 연결되고, 제1 스위칭부의 출력단 중 하나는 상기 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단에 연결되고, 상기 제1 스위칭부의 출력단 중 나머지는 상기 DC 접속반의 입력단에 연결된다. The first switching unit includes a plurality of first switching units, and an input terminal of each first switching unit is connected in series to an output terminal of each solar cell array, and one of the output terminals of the first switching unit is connected to the DC-DC converter unit. It is connected to the input terminal, the rest of the output terminal of the first switching unit is connected to the input terminal of the DC connection panel.

상기 제어 유닛은 상기 모니터링 유닛의 검출 결과를 기초로 태양전지 어레이의 출력이 미리 설정된 기준치 출력 전압, 전류를 충족시키지 못하는 것으로 판단하면, 해당 태양전지 어레이의 출력단을 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단에 연결되도록, 상기 제1 스위칭 유닛을 동작시키는 제1 스위칭 유닛 제어 신호를 상기 제1 스위칭 유닛으로 전송한다. If the control unit determines that the output of the solar cell array does not meet the preset reference output voltage and current based on the detection result of the monitoring unit, the control unit connects the output terminal of the solar cell array to the input terminal of the DC-DC converter unit. Preferably, a first switching unit control signal for operating the first switching unit is transmitted to the first switching unit.

상기 각 태양전지 어레이에 연결된 다수의 제2 스위칭부로 구성된 제2 스위칭 유닛을 더 포함하며, 상기 각 제2 스위칭부는 상기 각 태양전지 모듈과 상호 연결되어, 다양한 조합의 태양전지 모듈의 직렬 연결을 구현한다. And a second switching unit including a plurality of second switching units connected to each of the solar cell arrays, wherein each of the second switching units is interconnected with each of the solar cell modules to implement serial connection of various combinations of solar cell modules. do.

상기 제어 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 상기 태양전지 모듈의 고장 신호를 전달받으면, 이상이 발생한 태양전지 모듈을 상기 태양전지 어레이에서 제외시키도록 상기 제2 스위칭 유닛을 동작시킨다. When the control unit receives a failure signal of the solar cell module from the monitoring unit, the control unit operates the second switching unit to exclude the solar cell module in which the abnormality occurs from the solar cell array.

상기 태양전지 어레이 유닛의 출력단과 상기 DC 접속반의 입력단 사이에 연결되며, 상기 제어 유닛의 충전신호에 따라 상기 태양전지 어레이 유닛으로부터 출력된 직류 전원을 인가받아 저장하고, 상기 제어 유닛의 방전신호에 따라 상기 DC 접속반으로 기저장된 직류 전원을 공급하는 배터리 유닛을 더 포함한다. It is connected between the output terminal of the solar cell array unit and the input terminal of the DC connection panel, and receives and stores the DC power output from the solar cell array unit according to the charging signal of the control unit, and in accordance with the discharge signal of the control unit It further comprises a battery unit for supplying a pre-stored DC power to the DC connection panel.

상기 각 유닛의 현재 상태 또는 고장 발생 여부를 사용자에게 알려주는 알람 유닛을 더 포함한다. It further comprises an alarm unit for notifying the user of the current state or failure of each unit.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 모니터링 유닛을 이용하여 다수의 태양전지 어레이의 출력을 측정하는 단계; 상기 모니터링 유닛에서 측정된 측정 결과에 기초하여 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하는지 판단하는 단계; 판단한 결과, 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하는 경우, 제1 스위칭 유닛을 통하여 해당 태양전지 어레이의 출력단을 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단과 연결시키는 단계; 상기 DC-DC 컨버터 유닛을 통하여 해당 태양전지 어레이의 DC 출력 전압을 입력으로 인가받아 미리 설정된 DC 출력 전압으로 변환하여 출력하는 단계; 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하지 않는 경우, 태양전지 어레이의 출력을 DC 접속반을 통하여 인버터의 입력단으로 제공하는 단계; 및 인버터를 작동시켜 교류 전원으로 변환시킨 후, 출력된 교류 전원을 인버터에 연결된 부하로 공급하는 단계;를 포함하는 태양광 발전 시스템의 제어방법이 제공된다.
According to another aspect of the invention, measuring the output of the plurality of solar cell array using a monitoring unit; Determining whether there is a solar cell array indicating an output which does not reach a preset reference set value based on the measurement result measured by the monitoring unit; As a result, when there is a solar cell array indicating an output not exceeding a preset reference set value, connecting an output terminal of the solar cell array to an input terminal of the DC-DC converter unit through a first switching unit; Receiving the DC output voltage of the corresponding solar cell array as an input through the DC-DC converter unit and converting the DC output voltage into a preset DC output voltage; Providing a output of the solar cell array to an input terminal of the inverter through a DC connection panel when there is no solar cell array indicating an output that is less than a preset reference set value; And converting the AC power into an AC power by operating the inverter, and supplying the output AC power to a load connected to the inverter.

본 발명에서와 같이, 다수의 태양전지 어레이의 출력단에 DC-DC 컨버터 유닛을 설치하지 않고, 공통의 DC-DC 컨버터 유닛을 설치하여, 기준 설정치에 미치지 못하는 태양전지 어레이만을 선택하여 공통의 DC-DC 컨버터 유닛을 통하여 출력 전압을 조절한 후, 인버터의 입력단에 제공함으로써 부품수를 절감하면서 태양광 발전 효율을 극대화할 수 있게 된다.As in the present invention, a common DC-DC converter unit is installed at the output terminals of the plurality of solar cell arrays and a common DC-DC converter unit is selected to select only a solar cell array that does not meet the reference set value. After adjusting the output voltage through the DC converter unit, it can be provided to the input terminal of the inverter to maximize the efficiency of solar power generation while reducing the number of parts.

그리고, 고장이 발생한 태양 전지 모듈만을 태양전지 어레이에서 제외시킴으로써 출력향상을 기대할 수 있다.In addition, output enhancement can be expected by excluding only the solar cell module in which the failure occurs from the solar cell array.

또한, 모니터링 유닛을 통하여 각각의 태양 전지 모듈의 이상 유무, DC 접속반의 이상 유무, 인버터의 이상 유무 및 전송 선로의 이상 유무를 모니터링하고, 이상이 발생한 경우에는 운영자에게 알려줌으로써 비상 상황시 신속한 대처가 가능해진다.In addition, the monitoring unit monitors each solar cell module, DC connection panel, inverter, and transmission line, and informs the operator in the event of an emergency. It becomes possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 각 태양 전지 어레이의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 각 태양 전지 어레이의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of each solar cell array.
3 is a flowchart illustrating the operation of a solar power system according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of each solar cell array shown in FIG. 4.
6 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to another embodiment of the present invention.
7 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 2는 각 태양 전지 어레이의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic configuration diagram of each solar cell array.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 태양 전지 어레이 유닛(100), 제1 스위칭 유닛(200), DC-DC 컨버터 유닛(300), DC 접속반(400), 모니터링 유닛(500), 인버터(600) 및 제어 유닛(900)을 포함한다.1 and 2, the solar power generation system according to the present embodiment includes a solar cell array unit 100, a first switching unit 200, a DC-DC converter unit 300, and a DC connection panel 400. , A monitoring unit 500, an inverter 600, and a control unit 900.

태양전지 어레이 유닛(100)은 태양으로부터 입사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력시킨다. 이러한 태양전지 어레이 유닛(100)은 다수의 태양전지 어레이(110, 120,...,)를 포함한다. 본 실시예에서 태양전지 어레이 유닛(100)은 총 N개의 태양전지 어레이 즉, 제1 태양전지 어레이(110), 제2 태양전지 어레이(120),...,제N 태양전지 어레이(190)로 구성되며, 태양전지 어레이들은 상호 병렬로 연결된다. The solar cell array unit 100 converts light energy incident from the sun into electrical energy and outputs the electrical energy. The solar cell array unit 100 includes a plurality of solar cell arrays 110, 120,... In the present embodiment, the solar cell array unit 100 includes a total of N solar cell arrays, that is, the first solar cell array 110, the second solar cell array 120,..., The Nth solar cell array 190. The solar cell arrays are connected in parallel with each other.

각 태양전지 어레이는 다수의 태양전지 모듈을 포함한다. 각 태양전지 어레이의 구성요소인 다수의 태양전지 모듈은 상호 직렬로 연결되어 구성된다. 각 태양전지 어레이의 구성은 동일한 바, 도 2를 참조하여 제N 태양전지 어레이(190)의 구성을 살펴보면, 제N 태양전지 어레이(110)는 n개의 태양전지 모듈(Sn1, Sn2, Sn3,...,Snn-2, Snn-1, Snn)이 상호 직렬로 연결된다. 태양전지 모듈은 태양전지 셀을 패키지화한 것으로서, 태양전지 셀은 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지이며, 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 pn접합에 빛을 조사하며 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것이다. Each solar cell array includes a plurality of solar cell modules. A plurality of solar cell modules, which are components of each solar cell array, are connected in series. The configuration of each solar cell array is the same, referring to the configuration of the Nth solar cell array 190 with reference to FIG. 2, the Nth solar cell array 110 includes n solar cell modules S n1 , S n2 , and S. n3 , ..., S nn-2 , S nn-1 , S nn ) are connected in series with each other. The photovoltaic cell is a photovoltaic cell designed to convert solar energy into electrical energy. The photovoltaic cell is a photovoltaic cell that is designed to convert solar energy into electrical energy. The photovoltaic power is generated.

제1 스위칭 유닛(200)은 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력단에 설치되며, 제어 유닛(900)의 제어 신호에 따라 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력을 DC-DC 컨버터 유닛(300)의 입력단에 연결시키거나 또는 DC 접속반(400)의 입력단에 연결시키도록 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력을 스위칭시키는 기능을 수행한다.The first switching unit 200 is installed at the output terminal of the solar cell array unit 100, and outputs the output of the solar cell array unit 100 according to the control signal of the control unit 900 to the DC-DC converter unit 300. It performs a function of switching the output of the solar cell array unit 100 to be connected to the input terminal or to the input terminal of the DC connection panel 400.

제1 스위칭 유닛(200)은 다수의 제1 스위칭부(210, 220,...,290)를 포함한다. 본 실시예에서 제1 스위칭 유닛(200)은 총 N개의 제1 스위칭부 즉, 제1-1 스위칭부(210), 제1-2 스위칭부(220),...,제1-N 스위칭부(290)로 구성되며, 각각의 제1 스위칭부의 입력단은 각각의 태양전지 어레이의 출력단에 직렬 연결되고, 제1 스위칭부의 출력단 중 하나는 DC-DC 컨버터 유닛(300)의 입력단에 연결되고, 제1 스위칭부의 출력단 중 나머지는 DC 접속반(400)의 입력단에 연결된다. The first switching unit 200 includes a plurality of first switching units 210, 220,..., 290. In the present exemplary embodiment, the first switching unit 200 includes a total of N first switching units, that is, a 1-1 switching unit 210, a 1-2 switching unit 220,. And an input terminal of each first switching unit is connected in series to an output terminal of each solar cell array, and one of the output terminals of the first switching unit is connected to an input terminal of the DC-DC converter unit 300. The rest of the output stage of the first switching unit is connected to the input terminal of the DC connection panel 400.

DC-DC 컨버터 유닛(300)은 제1 스위칭 유닛(200)과 DC 접속반(400) 사이에 설치되며, 제1 스위칭 유닛(200)을 통하여 연결된 태양 전지 어레이의 DC 출력 전압을 입력으로 인가받아 미리 설정된 DC 출력 전압으로 변환하여 출력한다.The DC-DC converter unit 300 is installed between the first switching unit 200 and the DC connection panel 400, and receives the DC output voltage of the solar cell array connected through the first switching unit 200 as an input. The output is converted to the preset DC output voltage.

DC-DC 컨버터 유닛(300)은 제어 유닛(900)의 제어에 따라 DC 출력 전압의 조절이 가능하며, 본 실시예의 경우 DC-DC 컨버터 유닛의 DC 출력 전압을 인버터(600)의 최적 동작 전압으로 설정하였으며, 이는 사용자에 의해서 설정 가능하다.The DC-DC converter unit 300 may adjust the DC output voltage according to the control of the control unit 900. In the present embodiment, the DC output voltage of the DC-DC converter unit is adjusted to the optimum operating voltage of the inverter 600. This can be set by the user.

DC 접속반(400)은 DC-DC 컨버터 유닛(300)의 출력단, 제1 스위칭 유닛(200)의 출력단과 인버터(600)의 입력단 사이에 설치되며, DC 접속반(400)은 태양전지 어레이 유닛(100)으로 역전류가 흐르는 것을 방지한다. DC 접속반(400)은 급격한 전압이나 전류가 태양전지 어레이 유닛(100)으로 인가되는 것을 방지하여 태양전지 어레이 유닛(100)을 보호하는 기능을 수행한다. The DC connection panel 400 is installed between the output terminal of the DC-DC converter unit 300, the output terminal of the first switching unit 200, and the input terminal of the inverter 600, and the DC connection panel 400 is a solar cell array unit. To prevent the reverse current flow to (100). The DC connection panel 400 may prevent the sudden voltage or current from being applied to the solar cell array unit 100 to protect the solar cell array unit 100.

인버터(600)는 DC 접속반(400)을 통하여 출력된 DC 전원을 인가받아 교류 전원으로 변환시킨 후 출력한다. 인버터(600)를 통하여 출력된 교류 전원은 인버터(600)에 연결된 부하(L)에 제공된다.The inverter 600 receives the DC power output through the DC connection panel 400, converts the AC power into AC power, and outputs the converted AC power. The AC power output through the inverter 600 is provided to a load L connected to the inverter 600.

모니터링 유닛(500)은 제1 모니터링부(510)와 제2 모니터링부(520)를 포함하며, 제1 모니터링부(510)는 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력단과 DC 접속반(400)의 입력단 사이에 설치되고, 제2 모니터링부(520)는 DC 접속반(400)의 출력단과 인버터(600)의 입력단 사이에 설치된다.The monitoring unit 500 may include a first monitoring unit 510 and a second monitoring unit 520, and the first monitoring unit 510 may include an output terminal of the solar cell array unit 100 and a DC connection panel 400. It is installed between the input terminal, the second monitoring unit 520 is installed between the output terminal of the DC connection panel 400 and the input terminal of the inverter 600.

제1 모니터링부(510)는 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력단에서 출력되는 다수의 태양전지 어레이의 DC 출력 전압, 전류 및 전력을 검출하여, 이상유무를 판단한다. 즉, 미리 설정된 기준치 출력 전압, 전류를 충족하는지를 계측하고, 계측 결과를 제어 유닛(900)으로 전송한다.The first monitoring unit 510 detects DC output voltages, currents, and powers of the plurality of solar cell arrays output from the output terminal of the solar cell array unit 100, and determines whether there is an abnormality. That is, it measures whether the preset reference value output voltage and current are satisfied, and transmits the measurement result to the control unit 900.

제2 모니터링부(520)는 DC 접속반(400)의 입,출력단의 직류 전원의 전압, 전류 및 전력을 검출하여 이상유무를 판단하고, 인버터(600) 입력단의 직류 전원의 전압, 전류 및 전력을 검출하고, 인버터(600) 출력단의 교류 전원의 전압, 전류 및 전력을 검출하여 이상유무를 판단하여, 그 결과를 제어 유닛(900)으로 전송한다.The second monitoring unit 520 detects the abnormality by detecting the voltage, current, and power of the DC power supply at the input and output terminals of the DC connection panel 400, and determines the voltage, current, and power of the DC power supply at the input of the inverter 600. Is detected, the voltage, current, and power of the AC power source of the inverter 600 are detected to determine whether there is an abnormality, and the result is transmitted to the control unit 900.

제어 유닛(900)은 태양전지 어레이 유닛(100), 제1 스위칭 유닛(200), DC-DC 컨버터 유닛(300), DC 접속반(400), 모니터링 유닛(500) 및 인버터(600)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.The control unit 900 operates the solar cell array unit 100, the first switching unit 200, the DC-DC converter unit 300, the DC connection panel 400, the monitoring unit 500, and the inverter 600. It performs the function of controlling.

제어 유닛(900)은 모니터링 유닛(500)의 계측 결과를 수신하여, 다수의 태양전지 어레이의 출력이 미리 설정된 기준치 출력 전압, 전류를 충족하는지 여부에 따라 제1 스위칭 유닛(200)의 동작을 제어하는 제1 스위칭 유닛 제어 신호를 생성하여 제1 스위칭 유닛(200)으로 전송한다. The control unit 900 receives the measurement result of the monitoring unit 500 and controls the operation of the first switching unit 200 according to whether the output of the plurality of solar cell arrays meets a preset reference output voltage and current. The first switching unit control signal is generated and transmitted to the first switching unit 200.

즉, 태양전지 어레이의 출력이 미리 설정된 기준치 출력 전압, 전류를 충족하는 경우에는 태양전지 어레이의 출력을 DC 접속반(400)을 통하여 인버터(600)의 입력단으로 제공한다. 한편, 태양전지 어레이의 출력이 미리 설정된 기준치 출력 전압, 전류를 충족시키지 못하는 경우에는 태양전지 어레이의 출력단을 DC-DC 컨버터 유닛(300)의 입력단에 연결되도록 제1 스위칭 유닛(200)을 동작시키도록 제1 스위칭 유닛 제어 신호를 제1 스위칭 유닛(200)으로 전송한다.That is, when the output of the solar cell array satisfies the preset reference output voltage and current, the output of the solar cell array is provided to the input terminal of the inverter 600 through the DC connection panel 400. On the other hand, when the output of the solar cell array does not meet the preset reference output voltage and current, the first switching unit 200 is operated to connect the output terminal of the solar cell array to the input terminal of the DC-DC converter unit 300. To transmit the first switching unit control signal to the first switching unit 200.

본 실시예와 같이, 제1 스위칭 유닛과 DC-DC 컨버터 유닛을 사용하면 다수의 태양전지 어레이의 출력단에 DC-DC 컨버터 유닛을 설치하지 않고, 공통의 DC-DC 컨버터 유닛을 설치하여, 기준 설정치에 미치지 못하는 태양전지 어레이만을 선택하여 공통의 DC-DC 컨버터 유닛을 통하여 출력 전압을 조절한 후, 인버터의 입력단에 제공함으로써 부품수를 절감하면서 태양광 발전 효율을 극대화할 수 있게 된다.
As in the present embodiment, when the first switching unit and the DC-DC converter unit are used, a common DC-DC converter unit is installed without installing a DC-DC converter unit at the output terminals of the plurality of solar cell arrays, and thus a reference set value is obtained. By selecting only the solar cell arrays that do not reach this level, the output voltage is adjusted through a common DC-DC converter unit, and then provided to the input terminal of the inverter, thereby minimizing the number of components and maximizing solar power generation efficiency.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating the operation of a solar power system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 모니터링 유닛을 이용하여 다수의 태양전지 어레이의 출력을 측정하는 과정을 수행한다(S10).Referring to FIG. 3, a process of measuring outputs of a plurality of solar cell arrays using a monitoring unit is performed (S10).

제어 유닛은 모니터링 유닛에서 측정된 측정 결과에 기초하여 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하는 지 판단하는 과정을 수행한다(S20).The control unit performs a process of determining whether there is a solar cell array indicating an output that does not reach a preset reference set value based on the measurement result measured by the monitoring unit (S20).

S20과정에서 판단한 결과, 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하는 경우, 제1 스위칭 유닛을 통하여 해당 태양전지 어레이의 출력단을 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단과 연결되도록 한다(S30). As a result of the determination in S20, when there is a solar cell array indicating an output that does not reach a preset reference set value, the output terminal of the solar cell array is connected to the input terminal of the DC-DC converter unit through the first switching unit (S30). ).

그리고 나서, DC-DC 컨버터 유닛을 통하여 해당 태양전지 어레이의 DC 출력 전압을 입력으로 인가받아 미리 설정된 DC 출력 전압으로 변환하여 출력한다(S40). Then, the DC output voltage of the corresponding solar cell array is applied as an input through the DC-DC converter unit, and is converted into a preset DC output voltage to be output (S40).

한편, S20과정에서 판단한 결과, 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하지 않는 경우, 태양전지 어레이의 출력을 DC 접속반을 통하여 인버터의 입력단으로 제공하는 과정을 수행한다(S50). 그리고 나서, 인버터를 작동시켜 교류 전원으로 변환시킨 후 출력한다(S60). 인버터를 통하여 출력된 교류 전원을 인버터에 연결된 부하(L)로 공급하는 과정을 수행한다(S70).
On the other hand, as a result of the determination in step S20, if there is no solar cell array indicating an output that does not meet the preset reference set value, the process of providing the output of the solar cell array to the input terminal of the inverter through the DC connection panel (S50). ). Then, the inverter is operated to convert to AC power and then output (S60). A process of supplying the AC power output through the inverter to the load (L) connected to the inverter is performed (S70).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 5는 도 4에 도시된 각 태양 전지 어레이의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of a solar power system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram of each solar cell array shown in FIG. 4.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 태양 전지 어레이 유닛(100), 제1 스위칭 유닛(200), DC-DC 컨버터 유닛(300), DC 접속반(400), 모니터링 유닛(500), 인버터(600), 제2 스위칭 유닛(700) 및 제어 유닛(900)을 포함한다.4 and 5, the solar power generation system according to the present embodiment includes a solar cell array unit 100, a first switching unit 200, a DC-DC converter unit 300, and a DC connection panel 400. , A monitoring unit 500, an inverter 600, a second switching unit 700, and a control unit 900.

태양전지 어레이 유닛(100)은 태양으로부터 입사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력시킨다. 이러한 태양전지 어레이 유닛(100)은 다수의 태양전지 어레이(110, 120,...,)를 포함한다. 제1 스위칭 유닛(200)은 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력단에 설치되며, 제어 유닛(900)의 제어 신호에 따라 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력을 DC-DC 컨버터 유닛(300)의 입력단에 연결시키거나 또는 DC 접속반(400)의 입력단에 연결시키도록 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력을 스위칭시키는 기능을 수행한다.The solar cell array unit 100 converts light energy incident from the sun into electrical energy and outputs the electrical energy. The solar cell array unit 100 includes a plurality of solar cell arrays 110, 120,... The first switching unit 200 is installed at the output terminal of the solar cell array unit 100, and outputs the output of the solar cell array unit 100 according to the control signal of the control unit 900 to the DC-DC converter unit 300. It performs a function of switching the output of the solar cell array unit 100 to be connected to the input terminal or to the input terminal of the DC connection panel 400.

DC-DC 컨버터 유닛(300)은 제1 스위칭 유닛(200)과 DC 접속반(400) 사이에 설치되며, 제1 스위칭 유닛(200)을 통하여 연결된 태양 전지 어레이의 DC 출력 전압을 입력으로 인가받아 미리 설정된 DC 출력 전압으로 변환하여 출력한다. DC 접속반(400)은 태양전지 어레이 유닛(100)으로 역전류가 흐르는 것을 방지하며, 인버터(600)는 DC 접속반(400)을 통하여 출력된 DC 전원을 인가받아 교류 전원으로 변환시킨 후 출력한다. 인버터(600)를 통하여 출력된 교류 전원은 인버터(600)에 연결된 부하(L)에 제공된다.The DC-DC converter unit 300 is installed between the first switching unit 200 and the DC connection panel 400, and receives the DC output voltage of the solar cell array connected through the first switching unit 200 as an input. The output is converted to the preset DC output voltage. The DC connection panel 400 prevents reverse current from flowing into the solar cell array unit 100, and the inverter 600 receives DC power output through the DC connection panel 400 and converts the power into AC power. do. The AC power output through the inverter 600 is provided to a load L connected to the inverter 600.

제2 스위칭 유닛(700)은 다수의 제2 스위칭부를 포함하며, 각 제2 스위칭부는 각 태양전지 어레이에 연결된다. 본 실시예에서 제2 스위칭 유닛(700)은 제2-1 스위칭부(710), 제2-2 스위칭부(720)..., 제2-N 스위칭부(790)로 구성된다. 제2-1 스위칭부(710)는 제1 태양전지 어레이(110)에 포함되며, 제2-2 스위칭부(720)는 제2 태양전지 어레이(120)에 포함되고, 제2-N 스위칭부(790)는 제N 태양전지 어레이(190)에 포함된다. 각 제2 스위칭부는 각 태양전지 모듈과 상호 연결되어, 다양한 조합의 태양전지 모듈의 직렬 연결을 구현할 수 있다. The second switching unit 700 includes a plurality of second switching units, and each second switching unit is connected to each solar cell array. In the present exemplary embodiment, the second switching unit 700 includes a second-first switching unit 710, a second-second switching unit 720, and a second-N switching unit 790. The 2-1 switching unit 710 is included in the first solar cell array 110, the 2-2 switching unit 720 is included in the second solar cell array 120, and the 2-N switching unit. 790 is included in the Nth solar cell array 190. Each second switching unit may be interconnected with each solar cell module to implement serial connection of various combinations of solar cell modules.

모니터링 유닛(500)은 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력단에서 출력되는 직류 전원의 전압, 전류 및 전력을 검출하여 이상유무를 판단한다. 또한, 각 태양전지 모듈의 이상 유무를 검출하여 문제가 발생한 태양전지 모듈을 검출하면, 검출 결과를 제어 유닛(900)으로 전달한다. The monitoring unit 500 detects the abnormality by detecting the voltage, current, and power of the DC power output from the output terminal of the solar cell array unit 100. In addition, when the presence or absence of each solar cell module is detected and a solar cell module having a problem is detected, the detection result is transmitted to the control unit 900.

제어 유닛(900)은 모니터링 유닛(500)으로부터 태양전지 모듈의 고장 신호를 전달받으면, 이상이 발생한 태양전지 모듈을 태양 전지 어레이에서 제외시키도록 제2 스위칭 유닛(700)에 제2 스위칭 유닛 제어신호를 전송한다. 제2 스위칭 유닛(700)은 제어 유닛으로부터 수신한 제2 스위칭 유닛 제어신호에 따라 문제가 발생한 태양전지 모듈을 태양전지 어레이의 직렬 연결에서 제외시킨다.
When the control unit 900 receives the failure signal of the solar cell module from the monitoring unit 500, the second switching unit control signal to the second switching unit 700 to exclude the solar cell module having the abnormality from the solar cell array. Send it. The second switching unit 700 excludes the solar cell module having a problem from the series connection of the solar cell array according to the second switching unit control signal received from the control unit.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이다.6 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 태양 전지 어레이 유닛(100), 제1 스위칭 유닛(200), DC-DC 컨버터 유닛(300), DC 접속반(400), 모니터링 유닛(500), 인버터(600), 알람 유닛(800), 통신 유닛(850) 및 제어 유닛(900)을 포함한다. 본 실시예는 위의 실시예와 비교하여, 알람 유닛(800) 및 통신 유닛(850)을 추가로 구성한다는 점이 상이하며 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.Referring to FIG. 6, the photovoltaic power generation system according to the present embodiment includes a solar cell array unit 100, a first switching unit 200, a DC-DC converter unit 300, a DC connection board 400, and a monitoring unit. 500, an inverter 600, an alarm unit 800, a communication unit 850, and a control unit 900. This embodiment differs from the above embodiment in that it further configures the alarm unit 800 and the communication unit 850, and the rest of the configuration is similar, and will be described below with a focus on different configurations.

모니터링 유닛(500)에서 판단한 결과는 제어 유닛(900)으로 전달되며, 제어 유닛(900)은 각 유닛에서 고장이 발생한 경우 알람 유닛(800)이 작동되도록 제어한다. 알람 유닛(800)은 고장이 발생한 유닛, 현재 상태 등의 정보를 사용자에 전달함과 동시에 현재 고장이 발생했다는 사실을 통신 유닛(850)을 통하여 사용자에게 알려준다.
The result determined by the monitoring unit 500 is transmitted to the control unit 900, the control unit 900 controls to operate the alarm unit 800 when a failure occurs in each unit. The alarm unit 800 notifies the user through the communication unit 850 that a failure occurs at the same time as the information on the unit, the current state, and the like has occurred to the user.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성도이다.7 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 태양 전지 어레이 유닛(100), 제1 스위칭 유닛(200), DC-DC 컨버터 유닛(300), DC 접속반(400), 모니터링 유닛(500), 인버터(600), 배터리 유닛(950) 및 제어 유닛(900)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the photovoltaic power generation system according to the present embodiment includes a solar cell array unit 100, a first switching unit 200, a DC-DC converter unit 300, a DC connection board 400, and a monitoring unit. 500, an inverter 600, a battery unit 950, and a control unit 900.

배터리 유닛(950)은 태양전지 어레이 유닛(100)의 출력단과 DC 접속반(400) 입력단 사이에 연결되며, 제어 유닛(900)의 충전신호에 따라 태양전지 어레이 유닛(100)으로부터 출력된 직류 전원을 인가받아 저장한다. 그리고, 제어유닛(900)의 방전신호에 따라 DC 접속반(400)으로 저장된 직류 전원을 공급한다.
The battery unit 950 is connected between the output terminal of the solar cell array unit 100 and the input terminal of the DC connection panel 400, and the direct current power output from the solar cell array unit 100 according to the charging signal of the control unit 900. Authorize and save. Then, the DC power stored in the DC connection panel 400 is supplied according to the discharge signal of the control unit 900.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is only an exemplary embodiment of the photovoltaic power generation system and control method thereof according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims, the present invention Without departing from the gist of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

100 : 태양 전지 어레이 유닛
200 : 제1 스위칭 유닛
300 : DC-DC 컨버터 유닛
400 : DC 접속반
500 : 모니터링 유닛
600 : 인버터
700 : 제2 스위칭 유닛
800 : 알람 유닛
850 : 통신 유닛
900 : 제어 유닛
950 : 배터리 유닛100: solar cell array unit
200: first switching unit
300 DC-DC converter unit
400: DC connection board
500: monitoring unit
600: inverter
700: second switching unit
800: alarm unit
850: communication unit
900: control unit
950: Battery Unit

Claims (9)

태양으로부터 입사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력시키는 다수의 태양전지 어레이를 포함하는 태양전지 어레이 유닛;
상기 태양전지 어레이 유닛의 출력단에 설치되며, 제어 유닛의 제어 신호에 따라 상기 태양전지 어레이 유닛의 출력을 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단 또는 DC 접속반의 입력단에 선택적으로 연결시키는 제1 스위칭 유닛;
상기 제1 스위칭 유닛을 통하여 연결된 태양 전지 어레이의 DC 출력 전압을 입력으로 인가받아 미리 설정된 DC 출력 전압으로 변환하여 출력하는 DC-DC 컨버터 유닛;
상기 DC-DC 컨버터 유닛의 출력단과 인버터의 입력단 사이에 설치되며, 상기 태양전지 어레이 유닛으로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 DC 접속반;
상기 DC 접속반을 통하여 출력된 DC 전원을 인가받아 교류 전원으로 변환시킨 후 출력하는 인버터;
상기 태양전지 어레이 유닛, DC 접속반 및 인버터의 전압, 전류 및 전력을 검출하여 이상유무를 판단하는 모니터링 유닛; 및
상기 태양전지 어레이 유닛, 제1 스위칭 유닛, DC-DC 컨버터 유닛, 모니터링 유닛 및 인버터의 동작을 제어하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
A solar cell array unit including a plurality of solar cell arrays for converting light energy incident from the sun into electrical energy and outputting the electrical energy;
A first switching unit installed at an output terminal of the solar cell array unit and selectively connecting an output of the solar cell array unit to an input terminal of a DC-DC converter unit or an input terminal of a DC connection panel according to a control signal of a control unit;
A DC-DC converter unit receiving a DC output voltage of the solar cell array connected through the first switching unit as an input and converting the DC output voltage into a preset DC output voltage;
A DC connection panel disposed between an output terminal of the DC-DC converter unit and an input terminal of the inverter and preventing a reverse current from flowing into the solar cell array unit;
An inverter that receives the DC power output through the DC connection board and converts the AC power into AC power;
A monitoring unit detecting voltage, current, and power of the solar cell array unit, the DC connection panel, and the inverter to determine whether there is an abnormality; And
And a control unit for controlling the operation of the solar cell array unit, the first switching unit, the DC-DC converter unit, the monitoring unit, and the inverter.
제1항에 있어서,
상기 태양 전지 어레이들은 상호 병렬로 연결되고, 상기 각 태양전지 어레이는 상호 직렬로 연결된 다수의 태양전지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
The method of claim 1,
The solar cell arrays are connected in parallel to each other, each solar cell array comprises a plurality of solar cell modules connected in series with each other.
제2항에 있어서,
상기 제1 스위칭 유닛은 다수의 제1 스위칭부를 포함하며, 각각의 제1 스위칭부의 입력단은 각각의 태양전지 어레이의 출력단에 직렬 연결되고, 제1 스위칭부의 출력단 중 하나는 상기 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단에 연결되고, 상기 제1 스위칭부의 출력단 중 나머지는 상기 DC 접속반의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
The method of claim 2,
The first switching unit includes a plurality of first switching units, and an input terminal of each first switching unit is connected in series to an output terminal of each solar cell array, and one of the output terminals of the first switching unit is connected to the DC-DC converter unit. And a remaining output terminal of the first switching unit is connected to an input terminal of the DC connection panel.
제3항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 모니터링 유닛의 검출 결과를 기초로 태양전지 어레이의 출력이 미리 설정된 기준치 출력 전압, 전류를 충족시키지 못하는 것으로 판단하면, 해당 태양전지 어레이의 출력단을 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단에 연결되도록, 상기 제1 스위칭 유닛을 동작시키는 제1 스위칭 유닛 제어 신호를 상기 제1 스위칭 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
The method of claim 3,
If the control unit determines that the output of the solar cell array does not meet the preset reference output voltage and current based on the detection result of the monitoring unit, the control unit connects the output terminal of the solar cell array to the input terminal of the DC-DC converter unit. Transmitting a first switching unit control signal for operating said first switching unit to said first switching unit.
제2항에 있어서,
상기 각 태양전지 어레이에 연결된 다수의 제2 스위칭부로 구성된 제2 스위칭 유닛을 더 포함하며, 상기 각 제2 스위칭부는 상기 각 태양전지 모듈과 상호 연결되어, 다양한 조합의 태양전지 모듈의 직렬 연결을 구현하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
The method of claim 2,
And a second switching unit including a plurality of second switching units connected to each of the solar cell arrays, wherein each of the second switching units is interconnected with each of the solar cell modules to implement serial connection of various combinations of solar cell modules. Photovoltaic power generation system characterized in that.
제5항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 상기 태양전지 모듈의 고장 신호를 전달받으면, 이상이 발생한 태양전지 모듈을 상기 태양전지 어레이에서 제외시키도록 상기 제2 스위칭 유닛을 동작시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
The method of claim 5,
The control unit, when receiving a failure signal of the solar cell module from the monitoring unit, operates the second switching unit to exclude the abnormal solar cell module from the solar cell array. .
제2항에 있어서,
상기 태양전지 어레이 유닛의 출력단과 상기 DC 접속반의 입력단 사이에 연결되며, 상기 제어 유닛의 충전신호에 따라 상기 태양전지 어레이 유닛으로부터 출력된 직류 전원을 인가받아 저장하고, 상기 제어 유닛의 방전신호에 따라 상기 DC 접속반으로 기저장된 직류 전원을 공급하는 배터리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
The method of claim 2,
It is connected between the output terminal of the solar cell array unit and the input terminal of the DC connection panel, and receives and stores the DC power output from the solar cell array unit according to the charging signal of the control unit, and in accordance with the discharge signal of the control unit And a battery unit for supplying the pre-stored direct current power to the DC connection panel.
제2항에 있어서,
상기 각 유닛의 현재 상태 또는 고장 발생 여부를 사용자에게 알려주는 알람 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
The method of claim 2,
And a alarm unit informing the user of the current state or failure of each unit.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 태양광 발전 시스템의 제어방법으로서,
모니터링 유닛을 이용하여 다수의 태양전지 어레이의 출력을 측정하는 단계;
상기 모니터링 유닛에서 측정된 측정 결과에 기초하여 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하는지 판단하는 단계;
판단한 결과, 미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하는 경우, 제1 스위칭 유닛을 통하여 해당 태양전지 어레이의 출력단을 DC-DC 컨버터 유닛의 입력단과 연결시키는 단계;
상기 DC-DC 컨버터 유닛을 통하여 해당 태양전지 어레이의 DC 출력 전압을 입력으로 인가받아 미리 설정된 DC 출력 전압으로 변환하여 출력하는 단계;
미리 설정된 기준 설정치에 미치지 못하는 출력을 나타내는 태양전지 어레이가 존재하지 않는 경우, 태양전지 어레이의 출력을 DC 접속반을 통하여 인버터의 입력단으로 제공하는 단계; 및
인버터를 작동시켜 교류 전원으로 변환시킨 후, 출력된 교류 전원을 인버터에 연결된 부하로 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 제어방법.
As a control method of a photovoltaic power generation system according to any one of claims 1 to 8,
Measuring the output of the plurality of solar cell arrays using a monitoring unit;
Determining whether there is a solar cell array indicating an output which does not reach a preset reference set value based on the measurement result measured by the monitoring unit;
As a result, when there is a solar cell array indicating an output not exceeding a preset reference set value, connecting an output terminal of the solar cell array to an input terminal of the DC-DC converter unit through a first switching unit;
Receiving the DC output voltage of the corresponding solar cell array as an input through the DC-DC converter unit and converting the DC output voltage into a preset DC output voltage;
Providing a output of the solar cell array to an input terminal of the inverter through a DC connection panel when there is no solar cell array indicating an output that is less than a preset reference set value; And
And converting the AC power into an AC power by operating the inverter, and supplying the output AC power to a load connected to the inverter.
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