KR101357201B1 - An apparatus of monitoring for photovoltaic power system - Google Patents

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윤희복
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Abstract

The present invention relates to an apparatus of monitoring a photovoltaic power system. According to one embodiment of the present invention, the apparatus of monitoring a photovoltaic power system includes an overcurrent protection part (20) for preventing the breakage of a peripheral device, an inverse voltage prevention part (30), a voltage measuring part (40), a DC conversion part (60), and communication equipment (70). [Reference numerals] (AA) Solar cell array; (BB) Solar cell array 2; (CC) Solar cell array 3; (DD) Solar cell array 4; (EE) Communication equipment

Description

태양광 접속반 모니터링 장치{An apparatus of monitoring for photovoltaic power system}An apparatus of monitoring for photovoltaic power system

본 발명은 태양광 접속반 구성 중에 스트링 모니터링을 위한 검출장치 및 전원 구성에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 태양광 셀 어레이별로 모인 전압과 전류를 인버터로 전송하기 전 태양광 접속반 내의 MCCB 입력 단에서 병렬로 발전 전압을 연결하여, 통신장비를 구동하기 위한 전압으로 변환하여 태양광 셀 어레이의 발전 전원을 이용하여 내부전원으로 사용하여 태양광 접속반을 감시할 수 있는 태양광 접속반 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a detection device and a power supply configuration for string monitoring during a solar panel configuration, and more specifically, to the MCCB input terminal in the solar panel before transmitting the voltage and current gathered for each solar cell array to the inverter Is connected to the power generation voltage in parallel to convert the voltage to drive the communication equipment to the solar panel monitoring device that can monitor the solar panel using the internal power using the power generation of the solar cell array It is about.

또한, 본 발명은 태양광 셀 어레이에서 발전되는 전류의 양을 측정하기 위한 검출부와 통신장비가 전기적으로 절연되어 서지 및 부품의 파손 등으로 발생한 과전압과 과전류로부터 통신장비의 파손을 방지할 수 있고, 태양광 셀 어레이와 태양광 셀 어레이와 연결된 line에서 이상 징후 발생 시, 신호의 절연으로 검출된 정보가 전송되지 않거나 약속된 신호가 전송되어 타 어레이의 검출 신호와 비교할 수 있어 해당 태양광 셀 어레이의 문제를 신속히 해결할 수 있는 태양광 접속반 모니터링 장치에 관한 것이다.
In addition, the present invention is electrically isolated from the detection unit and the communication equipment for measuring the amount of current generated in the photovoltaic cell array can prevent damage to the communication equipment from the overvoltage and overcurrent caused by surge and component damage, When an abnormality occurs in the photovoltaic cell array and the line connected to the photovoltaic cell array, the information detected by the insulation of the signal is not transmitted or the promised signal is transmitted and can be compared with the detection signal of the other array. The present invention relates to a solar panel monitoring device that can solve a problem quickly.

일반적으로 태양광 접속반 모니터링 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 태양광을 이용해 전기를 발생시키는 태양광 발전시스템(100), 태양광 발전시스템에서 발생된 전기를 전송받아 각 가정 또는 상업시설에 분배하기 위한 전력계통 시스템(200), 태양광 발전시스템의 동작을 모니터링하는 모니터링 단말기(300) 및 모니터링 단말기와 인터넷과 같은 공유 네트워크를 통해 연결되어 원격에서도 태양광 발전시스템의 동작을 모니터링 할 수 있는 원격 단말기(400)를 포함하고 있다.In general, the solar panel monitoring system is a photovoltaic power generation system 100 that generates electricity using solar light, as shown in FIG. 1, receives electricity generated from the photovoltaic power generation system and distributes the electricity to each home or commercial facility. To connect the power system system 200, the monitoring terminal 300 for monitoring the operation of the photovoltaic power generation system and the remote connection that can monitor the operation of the photovoltaic power generation system from the remote by being connected through a shared network such as the monitoring terminal and the Internet The terminal 400 is included.

태양광 발전시스템(100)은 태양광을 이용하여 전기를 발생시키기 위한 것으로서, 빛에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광 셀 어레이(110), 태양광 셀 어레이에서 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시키는 인버터(120), 인버터에서 변환된 저전압의 교류를 고전압으로 승압시켜 전력계통시스템(300)으로 전송하기 위한 수배전반(130)을 포함한다.The photovoltaic power generation system 100 is for generating electricity by using sunlight, and the solar cell array 110 for converting light energy into electrical energy, and direct current (DC) generated from the solar cell array is alternating current ( Inverter 120 for converting to AC, and a switchgear 130 for boosting the alternating current of the low voltage converted by the inverter to a high voltage to transmit to the power system system (300).

태양광 셀 어레이(110)는 반도체 소자를 이용하여 다양한 형태로 구성되어, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로서, 태양광 셀 어레이(110)에는 생성된 전력을 모으는 역할을 수행하고 발전 전력을 감지할 수 있는 접속반(111)이 구비되어 있으며, 접속반에서 감지된 감지신호는 모니터링 단말기(300)로 전송된다.The photovoltaic cell array 110 is configured in various forms using a semiconductor device, and converts light energy into electrical energy. The photovoltaic cell array 110 collects generated power and senses generated power. The connection panel 111 is provided, and the detection signal detected by the connection panel is transmitted to the monitoring terminal 300.

인버터(120)는 태양광 셀 어레이에서 태양광을 이용해 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하기 위한 것으로서, 인버터를 이용하여 직류가 교류로 변환된다. 한편, 인버터에는 생성된 전기의 직류전류(DC A), 직류전압(DC V), 교류전류(AC A), 교류전압(AC V), 인버터의 온도(Temp) 및 인버터의 오작동 상태(Status)를 감지할 수 있는 인버터센서(121)가 구비되어 있으며, 인버터 센서에서 감지된 감지신호는 모니터링 단말기(300)로 전송된다.The inverter 120 is for converting direct current (DC) generated by sunlight in the solar cell array into alternating current (AC), and direct current is converted into alternating current using an inverter. On the other hand, the inverter includes the generated DC current (DC A), DC voltage (DC V), AC current (AC A), AC voltage (AC V), inverter temperature (Temp), and inverter malfunction (Status). Inverter sensor 121 is provided to detect the detection signal detected by the inverter sensor is transmitted to the monitoring terminal (300).

수배전반(130)에는 교류로 변환된 전기의 교류전류(AC A), 교류전압(AC V), 역률, 주파수, 배전반의 온도(Temp) 및 배전반의 오작동 상태(Status)를 감지할 수 있는 수배전반센서(131)가 구비되어 있으며, 수배전반 센서에서 감지된 감지신호는 모니터링 단말기(300)로 전송된다.The switchgear 130 has a switchgear sensor capable of detecting AC current (AC A), AC voltage (AC V), power factor, frequency, temp of the switchgear, and malfunction of the switchgear. 131 is provided, the detection signal detected by the switchboard sensor is transmitted to the monitoring terminal 300.

태양광 발전시스템은 태양전지 모듈에서 태양광을 이용해 발생된 저전력(DC)을 접속반에서 모으고, 인버터에서 교류(AC)로 변환하고, 교류배전반에서 승압하여 한국전력 배전계통(KEPCO)을 통해 전력계통으로 전량 역송하고 있다.Photovoltaic power generation system collects low power (DC) generated by solar light in solar cell module at connection board, converts it into AC at inverter, and boosts the power at AC switch board to supply power through KEPCO. I am sending all the systems back.

한편, 최근에는 태양광 발전시스템의 공급이 급증함에 따라, 원격에서 태양광 발전시스템 전체의 운전 상태를 계측하고 모니터링하여 운영할 필요성이 매우 커졌다.On the other hand, in recent years, as the supply of photovoltaic power generation systems soared, the need to remotely measure, monitor and operate the operating state of the entire photovoltaic power generation system has increased.

즉, 태양광 발전시스템을 구성하는 태양전지 모듈, 인버터 및 교류배전반에 반드시 필요한 신호를 각각 검출하여 하나의 통합 시스템에서 모니터링하여 원격지에서도 신호검출, 모니터링 및 운영상태가 확인될 수 있어야 한다.In other words, the signals necessary for the solar cell module, inverter and AC switchgear constituting the photovoltaic power generation system must be detected and monitored in one integrated system so that the signal detection, monitoring and operation status can be confirmed at a remote location.

종래의 태양광 발전 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 태양광 셀의 어레이는 일반적으로 DC 1000V / 10A 가 출력되도록 구성되는데, 그 어레이 출력들을 그룹을 만들어 인버터 사양에 맞도록 재편성하는 것이 태양광 접속반 혹은 SOLAR COMBINER BOX(JUNCTION BOX)라고 한다. Conventional photovoltaic power generation system, as shown in Figure 2, the array of photovoltaic cells is generally configured to output DC 1000V / 10A, it is a solar connection to group the array outputs and reorganize to meet the inverter specifications It is called van or SOLAR COMBINER BOX (JUNCTION BOX).

즉, 각 어레이별 발전 전압 및 전류의 양(발전량)을 감시하여 태양광 셀 어레이의 이상 유무 및 발전량을 실시간으로 확인하기 위하여 통신장비를 통해 유선으로 PC 등의 모니터링 기능을 추가한다. That is, to monitor the amount of power generation voltage and current for each array (power generation), and to check the solar cell array for abnormality and power generation in real time, a monitoring function such as a PC is added by wire through communication equipment.

전압은 1000V DC를 직접 받을 수 없기 때문에 병렬로 분압하여 측정 가능한 전압으로 다운시키고, 전류 또한 10A를 직접 받을 수 없기 때문에 션트 저항을 중간에 넣고 션트 저항에서 발생 되는 mV를 입력(도 3)으로 받아 통신장비에서 그 값들을 디지털 값으로 변환하여 PC로 전송한다. Since the voltage cannot directly receive 1000V DC, the voltage is divided in parallel and down to the measurable voltage, and since the current cannot also receive 10A directly, the shunt resistor is placed in the middle and the mV generated from the shunt resistor is received as an input (Fig. 3). Communication equipment converts the values into digital values and sends them to the PC.

상기와 같은 구성의 경우 전력 발전장치 임에도 불구하고 접속반 모니터링을 하기 위해 별도의 AC 전원라인을 포설하고, AC 전원용 어레스터, NFB 등 부수적인 제품 및 공사비가 소비되고, AC 전원 선로 등에 문제가 발생하게 되면 A/S 횟수가 증가한다. In the case of the above configuration, despite the power generation device, to install a separate AC power line for monitoring the connection panel, additional products such as AC power arrester, NFB and construction costs are consumed, and problems such as AC power line If you do, the number of A / S increases.

또한, 전류 검출 시 션트 저항이 파손되거나 손실되었을 때 그 전류가 통신장비로 흐르게 되어 과전류로 인해 통신장비에 화재가 발생할 수 있으며, RS-485 유선 통신 시 전력용 라인과 AC 라인 등의 영향으로 노이즈의 간섭이 발생할 수 있어 통신 어레스터 및 통신장비가 파손되는 경우가 빈번히 발생하여 A/S 횟수가 증가하는 문제점이 대두되고 있다.
In addition, when the shunt resistor is damaged or lost during current detection, the current flows to the communication equipment, which may cause a fire in the communication equipment due to overcurrent.In addition, noise may be affected by power lines and AC lines during RS-485 wired communication. Interference may occur, and the communication arrester and communication equipment are frequently damaged, causing a problem in that the number of A / S increases.

1. 디지털 전력계측 변환장치(Digital Power Transducer)(특허출원번호 제10-2007-0057255호)Digital Power Transducer (Patent Application No. 10-2007-0057255) 2. 태양광 발전 장치의 접속반용 모듈 및 태양광 발전 장치의 전류 검출 방법(MODULE FOR CONNECTION BOARD OF PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION DEVICE AND METHOD FOR DETECTING CURRENT OF PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION DEVICE) (특허출원번호 제10-2008-0088662호)2. MODULE FOR CONNECTION BOARD OF PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION DEVICE AND METHOD FOR DETECTING CURRENT OF PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION DEVICE (Patent Application No. 10-2008-0088662) number)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양광 셀 어레이별로 발전 된 전압과 전류를 인버터로 전송하기 전 태양광 접속반 내의 MCCB 입력단에서 병렬로 발전 전압을 연결하여, 통신장비를 구동하기 위한 전압으로 변환하여 태양광 셀 어레이의 발전 전원을 이용하여 내부전원으로 사용하여 태양광 접속반을 감시하고 태양광 셀 어레이의 상태 정보를 무선으로 전송할 있는 태양광 접속반 모니터링 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, by connecting the generation voltage in parallel at the MCCB input terminal in the solar connection panel before transmitting the generated voltage and current for each solar cell array, to drive the communication equipment The present invention provides a solar panel monitoring apparatus capable of converting a voltage into a solar cell array using an internal power source using a power generation power of a solar cell array and transmitting wirelessly the status information of the solar cell array.

또한, 본 발명은 태양광 셀 어레이에서 발전되는 전류의 양을 측정하기 위한 검출부와 통신장비가 전기적으로 절연되어 서지 및 부품의 파손 등으로 발생한 과전압과 과전류로부터 통신장비의 파손 및 화재를 방지할 수 있고, 태양광 셀 어레이와 태양광 셀 어레이와 연결된 line에 이상 징후 발생 시, 신호의 절연으로 검출된 정보가 전송되지 않거나 약속된 신호가 전송되어 타 어레이의 검출 신호와 비교할 수 있어 해당 태양광 셀 어레이의 문제를 신속히 해결할 수 있는 태양광 접속반 모니터링 장치에 관한 것이다.In addition, the present invention can prevent the damage and fire of the communication equipment from the overvoltage and overcurrent caused by the surge and damage of the components by the electrical insulation between the detector and the communication equipment for measuring the amount of current generated in the solar cell array When abnormal signs occur in the solar cell array and the line connected to the solar cell array, the information detected by the insulation of the signal is not transmitted or the promised signal is transmitted and compared with the detection signals of other arrays. The present invention relates to a solar panel monitoring device that can quickly solve an array problem.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치는, 태양광 셀 어레이, 태양광 발전 line에 과도하게 흐르는 전류를 차단하여 접속반 출력부에 접속된 부하 또는 주변기기의 파손을 방지하는 과전류 보호부, 상기 과전류 보호부와 연결되어 역방향으로 흐르는 전류를 차단하도록 구성된 것으로 역전압 방지 다이오드로 이루어지는 역전압 방지부, 상기 태양광 셀 어레이에서 발전되는 전압을 측정할 수 있는 전압 측정부, 상기 태양광 셀 어레이에서 발전되는 전류를 측정하기 위하여, 발전되는 1차측 전류에 대해 2차측으로 유도되게 하여 서지 및 부품의 파손 등으로 인한 과전압과 과전류가 발생하더라도 전기적으로 절연되도록 하여 통신장비의 파손 및 화재를 방지하고, 유도된 값을 회로부(circuit)를 거쳐 측정 가능한 아날로그 값으로 변환하는 회로가 구성된 변환부, 상기 변환부와 연결되어 상기 태양광 셀 어레이별로 모인 발전된 전력을 인버터로 출력하기 전 접속반 내의 MCCB 입력단에서 병렬로 연결하여 상기 태양광 셀 어레이에서 발전되는 1차측 전압에 대해 2차측에 유도되는 전압을 회로적으로 구성하여 통신장비 구동을 위한 전압으로 변환하는 DC 변환부, 및 상기 DC 변환부와 연결되어 상기 DC 변환부에서 변환된 DC 전압을 사용하여 상기 태양광 셀 어레이별로 포집되는 전압 및 전류의 상태를 확인하고, 태양광 셀 어레이별로 연결된 변환부의 동작에 따라 특정 변환부의 이상 징후 발생 시 미 전송 정보나 약속된 상태정보를 표시하는 통신장비를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the solar panel monitoring device according to an embodiment of the present invention is a solar cell array, a load or a peripheral device connected to the junction board output unit by blocking an excessive current flowing in the solar power line. An overcurrent protection unit for preventing damage, a reverse voltage protection unit configured to block a current flowing in a reverse direction connected to the overcurrent protection unit, and a voltage for measuring a voltage generated by the solar cell array. In order to measure the current generated in the solar cell array, the measurement unit is induced to the secondary side with respect to the generated primary side current so that it is electrically insulated even when overvoltage and overcurrent due to surge and component breakdown occur. Prevent damage to equipment and fire and measure the derived value through circuit A conversion unit having a circuit for converting an analog value, connected to the conversion unit, and generating power generated in each solar cell array in parallel at an MCCB input terminal in a connection panel before outputting the inverter to an inverter to generate power in the solar cell array The DC converter converts the voltage induced on the secondary side to the voltage for driving the communication equipment, and the DC voltage converted by the DC converter connected to the DC converter is used. By checking the state of the voltage and current collected by each of the solar cell array, and communication equipment for displaying untransmitted information or promised status information when abnormal signs of a specific converter occurs according to the operation of the converter connected to each solar cell array It is characterized by including.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 변환부는 태양광 셀 어레이와 각각 연결되어 해당 line에 서지 및 부품의 파손 등의 문제 발생 시, 전기적으로 절연되어 과전압이나 과전류로부터 통신장비 파손 및 화재를 방지하고, 신호의 절연으로 검출된 정보가 전송되지 않거나 약속된 신호가 통신장비로 전송되어 타 어레이의 검출 신호와 비교할 수 있어 해당 태양광 셀 어레이의 문제를 신속히 해결할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. At this time, according to an additional feature of the present invention, the conversion unit is connected to the solar cell array, respectively, when a problem such as surge and component breakage in the corresponding line, is electrically insulated from the communication equipment damage and fire from overvoltage or overcurrent It is characterized in that it is configured to prevent the information detected by the isolation of the signal or the promised signal is transmitted to the communication equipment and can be compared with the detection signal of the other array to solve the problem of the corresponding solar cell array quickly.

또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 DC 변환부는 접속반 내의 MCCB 입력단에서 병렬로 연결되어 태양광 셀 어레이에서 발전되는 1차측 DC 전압에 대해 2차측에 유도되게 하고 그 전압을 회로부(circuit)를 통해 통신장비를 구동하기 위한 전압으로 변환하도록 구성된 것을 특징으로 한다. In addition, according to an additional feature of the present invention, the DC converter is connected in parallel at the MCCB input terminal in the connection panel to be induced on the secondary side with respect to the primary DC voltage generated in the solar cell array and circuit voltage is circuited (circuit) It is characterized in that configured to convert to a voltage for driving the communication equipment through).

또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 통신장비 내에는 무선모듈을 구비하여 태양광 셀 어레이 별 수집된 전압 또는 전류 검출 데이터를 디지털 값으로 변환하여 zigbee 통신 또는 여타 RF 통신을 통해 PC 모니터부로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, according to an additional feature of the present invention, the communication device is provided with a wireless module to convert the collected voltage or current detection data for each solar cell array to a digital value to the PC monitor unit through zigbee communication or other RF communication And configured to transmit.

본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치는, 태양광 셀 어레이별로 모인 전압과 전류를 인버터로 출력하기 전 접속반 내의 MCCB 입력단에서 병렬로 발전 전압을 연결하여, 통신장비를 구동하기 위한 전압으로 변환하여 태양광 셀 어레이의 발전 전원을 이용하여 내부전원으로 사용함으로써 접속반 모니터링을 하기 위한 별도의 AC 전원라인 포설, AC 전원용 어레스터, NFB 등의 부수적인 장비, 공사에 따른 비용을 절감하고 생산성 향상의 효과를 제공한다.The solar panel monitoring device according to an embodiment of the present invention, by connecting the generation voltage in parallel at the MCCB input terminal in the connection panel before outputting the voltage and current collected by each solar cell array to the inverter, for driving the communication equipment By converting to voltage and using the generated power of solar cell array as internal power source, separate AC power line is installed to monitor connection board, additional equipment such as AC power arrester, NFB, etc. And improve productivity.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치는 태양광 셀 어레이에서 발전되는 1차측 전류에 대해 2차측으로 유도되게 하고 회로부(circuit)를 거쳐 발전 전류를 측정하기 때문에, 종래의 션트저항이 파손되거나 손실될 때 통신장비로 과전류 유입으로 인한 통신장비의 파손 및 화재발생을 미연에 방지할 수 있고, 태양광 셀 어레이와 태양광 셀 어레이와 연결된 line에 서지 및 부품의 파손, 단선 등의 문제 발생 시, 신호의 절연으로 검출된 정보가 전송되지 않거나 약속 된 정보가 통신장비로 전송되어 타 어레이의 검출 신호와 비교할 수 있어 해당 태양광 셀 어레이의 문제를 신속히 조치할 수 있어 효율적인 태양광 발전량의 생산을 도모할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, since the solar panel monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention is induced to the secondary side with respect to the primary side current generated in the solar cell array and measures the generated current through the circuit (circuit), the conventional shunt When the resistance is broken or lost, the communication equipment can be prevented from being damaged or fire due to the inflow of overcurrent into the communication equipment, and the surge and component breakage, disconnection, etc. In case of problems, the detected information is not transmitted due to the isolation of the signal or the promised information is transmitted to the communication equipment and can be compared with the detection signals of other arrays. The effect which can aim at production of the amount of power generation can be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치는 무선모듈을 구비하여 태양광 셀 어레이별 수집된 전압과 전류 검출 데이터를 디지털 값으로 변환하여 무선으로 전송하도록 구성되어, RS-485 유선 통신 시 전력용 라인과 AC 라인 등의 노이즈 간섭으로 인해 통신 어레스터 및 통신장비가 파손되는 것을 방지할 수 있고, 빈번한 A/S 횟수를 최소화할 수 있어 산업적으로 효율성을 제공할 수 있다.In addition, the solar panel monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention is provided with a wireless module is configured to convert the voltage and current detection data collected for each solar cell array to a digital value to transmit wirelessly, RS-485 wired It can prevent the communication arrester and communication equipment from being damaged due to noise interference such as power line and AC line during communication, and can provide industrial efficiency by minimizing frequent A / S.

뿐만 아니라, 무선통신을 사용함으로써 통신 라인 포설, 통신 어레스터 등의 부수적인 장비, 공사에 따른 비용을 절감하고 생산성 향상의 효과를 제공할 수 있다.
In addition, the use of wireless communication can reduce the costs associated with the installation of communication lines, additional equipment such as communication arresters, and construction, and provide an effect of improving productivity.

도 1은 종래의 태양광 발전시스템의 구성도.
도 2는 종래의 태양광 접속반 모니터링 장치의 구성도.
도 3은 도 2에 따른 전류 검출을 위한 션트 저항의 구성을 도시한 계략도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치의 구성도.
도 5는 도 4에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치의 세부 구성을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치의 전류 검출부의 회로 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치의 DC 변환부의 회로 구성도.1 is a configuration diagram of a conventional photovoltaic power generation system.
2 is a block diagram of a conventional solar panel monitoring device.
3 is a schematic diagram showing the configuration of a shunt resistor for current detection according to FIG.
4 is a block diagram of a solar panel monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a detailed configuration of the solar panel monitoring apparatus according to FIG.
6 is a circuit diagram of a current detector of the solar panel monitoring apparatus according to the embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of a DC converter of the solar panel monitoring apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치의 구성을 도시한 구성도이고, 도 5는 도 4에 따른 태양광 접속반 모니터링 장치의 도시한 블록도를 나타낸다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 태양광 접속반 모니터링 장치는 태양광 셀 어레이(10), 과전류 보호부(20), 역전압 방지부(30), 전압측정부(40), 변환부(50), DC 변환부(60), 통신장비(70) 및 PC 모니터부(80)를 포함한다.4 is a block diagram showing the configuration of a solar panel monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 shows a block diagram of the solar panel monitoring apparatus according to FIG. 4 and 5, the solar panel monitoring apparatus includes a solar cell array 10, an overcurrent protection unit 20, a reverse voltage protection unit 30, a voltage measurement unit 40, and a conversion unit 50. ), DC converter 60, communication equipment 70 and the PC monitor 80.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모니터링 장치의 세부구성에 대해 상세히 설명하면 먼저, 태양광 셀 어레이(10)는 반도체 소자를 이용하여 다양한 형태로 구성되어 태양광의 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키도록 구성되고, 과전류 보호부(20)는 태양광 셀 어레이(10) 및 태양광 셀 어레이와 연결된 line에 서지 및 부품의 파손, 단선 등의 문제 발생 시 과도하게 흐르는 전류를 차단하여 접속반 출력부에 접속된 부하 또는 주변기기 등이 파손되는 것을 방지하고, 역전압 방지부(30)는 과전류 보호부(20)와 연결되어 역방향으로 흐르는 전류를 차단하도록 구성된 것으로 역전압 방지 다이오드로 이루어진다.Hereinafter, the detailed configuration of the solar monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail, first, the solar cell array 10 is configured in various forms using a semiconductor device to convert the light energy of sunlight into electrical energy The overcurrent protection unit 20 is connected to the photovoltaic cell array 10 and the line connected to the photovoltaic cell array to block the current flowing excessively in the event of a problem such as a surge, breakage of the component, or disconnection. The load or peripheral device connected to the unit is prevented from being damaged, and the reverse voltage preventing unit 30 is connected to the overcurrent protection unit 20 to block current flowing in the reverse direction, and is formed of a reverse voltage preventing diode.

상기 전압 측정부(40)는 태양광 셀 어레이(10)에서 발전되는 전압을 측정할 수 있도록 병렬로 전압을 분압 연결하여 이루어진다. The voltage measuring unit 40 is formed by dividing the voltage in parallel so as to measure the voltage generated in the solar cell array 10.

상기 변환부(50)는 태양광 셀 어레이(10)와 각각 연결되어 발전되는 1차측 전류에 대해 2차측으로 유도 되게 하여 서지 및 부품의 파손 등으로 인한 과전압과 과전류가 발생하더라도 전기적으로 절연되도록 하여 통신장비의 파손 및 화재를 방지하고, 유도된 값을 회로부(circuit)(55)를 거쳐 측정 가능한 아날로그 값으로 변환하는 회로가 구성된다. 또한, 상기 변환부(50)는 태양광 셀 어레이(10)와 각각 연결되어 해당 line에 서지 및 단선 등의 문제 발생 시, 신호의 절연으로 검출된 정보가 전송되지 않거나 약속된 신호가 통신장비로 전송되어 타 어레이의 검출 신호와 비교할 수 있어, 해당 태양광 셀 어레이의 문제를 신속히 해결할 수 있다.The converter 50 is connected to the photovoltaic cell array 10 so as to be induced to the secondary side with respect to the primary side current generated and to be electrically insulated even when overvoltage and overcurrent due to surge and component breakage are generated. A circuit for preventing breakage and fire of communication equipment and converting the derived value into an analog value measurable through a circuit 55 is configured. In addition, the conversion unit 50 is connected to the photovoltaic cell array 10, respectively, when problems such as surge and disconnection occur in the corresponding line, the information detected by the insulation of the signal is not transmitted or the promised signal is transmitted to the communication equipment. It can be transmitted and compared with the detection signals of other arrays, thereby quickly solving the problem of the corresponding solar cell array.

DC 변환부(60)는 상기 변환부(50)와 연결되어 통신장비(70) 구동을 위한 전압으로 변환하도록 구성된 것으로서, 상기 태양광 셀 어레이(10)에서 발전되는 1차측 전압에 대해 2차측에 유도되는 전압을 회로적으로 구성하여 통신장비(70)의 구동하기 위한 전압으로 변환되도록 구성된다.The DC converter 60 is connected to the converter 50 and configured to convert the voltage into the voltage for driving the communication equipment 70. The DC converter 60 is connected to the secondary side with respect to the primary voltage generated in the solar cell array 10. It is configured to convert the induced voltage into a circuit for driving the communication equipment 70 by configuring the circuit.

즉, 상기 DC 변환부(60)는 상기 태양광 셀 어레이(10) 별로 모인 발전된 전력을 인버터로 출력하기 전 접속반 내의 MCCB(고용량 차단기)를 거치는데, MCCB 입력단에서 병렬로 DC 전압으로 연결하여 그 전압을 변환하여 통신장비(70) 구동을 위한 DC 전압으로 변환시켜 사용한다.That is, the DC converter 60 passes through the MCCB (high capacity breaker) in the connection panel before outputting the generated power collected by the solar cell array 10 to the inverter, connected in parallel with the DC voltage at the MCCB input terminal The voltage is converted into a DC voltage for driving the communication equipment 70 and used.

이때, 상기 통신장비(70) 구동을 위한 DC 전압은 장비의 특징에 따라 가변적으로 변환하여 적용할 수 있다.In this case, the DC voltage for driving the communication device 70 may be converted and applied according to the characteristics of the device.

상기 통신장비(70)는 상기 DC 변환부(60)와 연결되어 상기 태양광 셀 어레이(10)별로 포집되는 전압 및 전류의 상태를 확인하는 것으로서, 상기 DC 변환부(60)에서 변환된 DC 전압을 구동 전원으로 사용하여 태양광 셀 어레이(10)별로 연결된 변환부(50)의 동작에 따라 특정 변환부(50) 이상 징후 시 해당 변환부와 연결된 어레이의 상태정보를 표시되도록 구성된다. The communication device 70 is connected to the DC converter 60 to check the state of the voltage and current collected by the solar cell array 10, the DC voltage converted by the DC converter 60 In accordance with the operation of the conversion unit 50 connected to each solar cell array 10 using the driving power source is configured to display the status information of the array connected to the conversion unit when the specific conversion unit 50 abnormal signs.

상기 통신장비(70)의 전원을 내부에서 해결함으로서 종래의 AC 전원을 별도로 포설하는 공사비를 절감할 수 있고, AC 전원용 어레스터, NFB 등의 부속 장비가 필요 없게 되어 생산성이 향상되고, 원가를 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.By solving the power of the communication equipment 70 in the interior, it is possible to reduce the construction cost of installing the conventional AC power separately, and there is no need for accessory equipment such as an AC power arrester, NFB, productivity is improved, and cost is reduced. You can expect the effect to work.

한편, 상기 통신장비(70) 내에는 무선모듈을 구비하여 전압과 전류 검출 데이터를 무선통신을 통해 PC 모니터부(80)로 전송하도록 구성된다.On the other hand, the communication device 70 is provided with a wireless module is configured to transmit voltage and current detection data to the PC monitor unit 80 through wireless communication.

상기 무선통신은 zigbee 통신 또는 여타 RF 통신 등을 사용하여 태양광 셀 어레이(10) 별 수집된 데이터를 디지털 값으로 변환하여 PC 모니터부(80)로 전송하도록 구성된다.The wireless communication is configured to convert the data collected for each solar cell array 10 into digital values using zigbee communication or other RF communication, and transmit the digital data to the PC monitor 80.

상기 통신장비(70)를 무선모듈로 구비함으로써 낙뢰 등 외부환경에 따른 통신상의 제약상을 극복할 수 있고, 종래의 RS-485(유선)의 사용에 따른 통신 Line 포설에 따른 공사비를 절감할 수 있고, 통신 어레스터가 필요 없어 생산성의 향상 및 원가절감을 기대할 수 있다.
By providing the communication device 70 as a wireless module, it is possible to overcome the limitations of communication due to external environment such as lightning strike, and to reduce the construction cost due to the installation of the communication line according to the use of the conventional RS-485 (wired). In addition, since there is no need for a communication arrester, productivity and cost reduction can be expected.

첨부된 도 6은 본 발명의 태양광 접속반 모니터링 장치의 변환부(50)의 회로 구성도이고, 도 7은 본 발명의 태양광 접속반 모니터링 장치의 DC 변환부(60)의 회로 구성도이다.6 is a circuit diagram of the converter 50 of the solar panel monitoring apparatus of the present invention, and FIG. 7 is a circuit diagram of the DC converter 60 of the solar panel monitoring apparatus of the present invention. .

본 발명에 따른 변환부(50) 및 DC 변환부(60)의 동작은 DC 1000V/10A의 값과 통신장비(70)의 전원 DC 5V의 값을 기초로 설명을 제시한 것으로서, 그 동작은 700V/5A, 500V/5A 등과 통신장비의 전원으로 DC 24V, 12V 등의 통상의 기술자에 따라 태양광 셀 어레이의 구동에 따른 요건을 다양하게 변형하여 사용할 수 있으며, 본 발명은 DC 1000V/10A와 통신장비(70)의 전원 DC 5V를 기초로 기술한 것이다.
The operation of the converter 50 and the DC converter 60 according to the present invention is presented based on the value of DC 1000V / 10A and the value of the power supply DC 5V of the communication equipment 70, the operation is 700V / 5A, 500V / 5A and the like as a power source of communication equipment can be used in various modifications to the requirements according to the skilled person such as DC 24V, 12V, and the like, the present invention communicates with DC 1000V / 10A It is based on the power supply DC 5V of the equipment 70.

첨부된 도 4 내지 6을 참조하여 그 세부적인 동작을 살펴보면, 상기 변환부(50)는 태양광 셀 어레이(10)와 각각 연결되어 태양광 셀 어레이(10)에서 발전되는 전류를 전기적으로 절연하여 통신 가능한 아날로그 데이터로 변환하는데, 이는 태양광 셀 어레이(10)에서 발전되는 1차측 전류 10A에 대해 2차측으로 유도되게 하고 유도 된 값을 회로부(circuit)(55)에서 통신 가능한 아날로그 데이터로 변환하여 1차측으로부터 과전압이나 과전류가 전송될 때는 신호의 절연으로 검출된 정보가 전송되지 않거나 약속된 신호가 회로부(circuit)(55)에서 통신장비(70)로 전송되어 타 어레이의 검출 신호와 비교할 수 있어 해당 태양광 셀 어레이(10)의 문제를 신속히 해결할 수 있다.  Looking at the detailed operation with reference to the accompanying Figures 4 to 6, the converter 50 is connected to each of the photovoltaic cell array 10 to electrically insulate the current generated in the photovoltaic cell array 10 It converts into analog data that can be communicated, which is induced to the secondary side with respect to the primary current 10A generated in the solar cell array 10 and converts the derived value into analog data that can be communicated in the circuit 55. When overvoltage or overcurrent is transmitted from the primary side, the information detected by the insulation of the signal is not transmitted or the promised signal is transmitted from the circuit 55 to the communication equipment 70 and compared with the detection signal of another array. The problem of the photovoltaic cell array 10 can be solved quickly.

한편, 상기 DC 변환부(60)는 상기 변환부(50)와 연결되어 통신장비(70) 구동을 위해 필요한 전압을 변환하는데, 이는 상기 태양광 셀 어레이(10)에서 전송되는 1차측 전압 DC 1000V에 대해 2차측에 유도되는 전압에 대해 회로부(circuit)(65)에서 DC 5V로 유기되도록 회로적으로 구성된다. 즉, 상기 DC 변환부(60)는 태양광 셀 어레이(10)에서 전송되는 전압을 전기적으로 절연하여 통신장비(70)를 구동하기 위한 전압으로 변하도록 구성된다.On the other hand, the DC converter 60 is connected to the converter 50 to convert the voltage required to drive the communication equipment 70, which is the primary voltage DC 1000V transmitted from the solar cell array 10 Circuitry is configured to induce DC 5V at circuit 65 for voltage induced on the secondary side with respect to. That is, the DC converter 60 is configured to electrically insulate the voltage transmitted from the photovoltaic cell array 10 to change the voltage to drive the communication device 70.

즉, 상기 DC 변환부(60)는 상기 태양광 셀 어레이(10) 별로 모인 전압과 전류를 인버터로 출력하기 전 접속반 내에 MCCB(고용량 차단기)를 거치는데, MCCB 입력단에서 병렬로 DC 1000V로 연결하여 그 전압을 변환하여 통신장비(70) 구동을 위한 DC 5V로 변환시켜 사용한다.
That is, the DC converter 60 passes an MCCB (high capacity circuit breaker) in the connection panel before outputting the voltage and current collected by the solar cell array 10 to the inverter, and is connected to the DC 1000V in parallel at the MCCB input terminal. Converts the voltage to DC 5V for driving the communication equipment 70 and uses it.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 태양광 셀 어레이
20 : 과전류 보호부
30 : 역전압 방지부
40 : 전압 측정부
50 : 변환부
55 : 회로부
60 : DC 변환부
65 : 회로부
70 : 통신장비
80 : PC 모니터부10 solar cell array
20: overcurrent protection unit
30: reverse voltage protection unit
40: voltage measuring unit
50: converter
55: circuit part
60: DC converter
65: circuit part
70: communication equipment
80: PC monitor

Claims (4)

태양광 셀 어레이(10)
태양광 셀 어레이(10) 및 태양광 셀 어레이(10)와 연결된 line에 과도하게 흐르는 전류를 차단하여 접속반 출력부에 접속된 부하 또는 주변기기의 파손을 방지하는 과전류 보호부(20),
상기 과전류 보호부(20)와 연결되어 역방향으로 흐르는 전류를 차단하도록 구성된 것으로 역전압 방지 다이오드로 이루어지는 역전압 방지부(30),
상기 태양광 셀 어레이(10)에서 발전되는 전압을 측정할 수 있도록 병렬로 전압을 분압 연결되는 전압측정부(40),
상기 전압측정부(40)와 연결되어 태양광 셀 어레이에서 발전되는 전류를 측정하기 위하여, 발전되는 1차측 전류에 대해 2차측으로 유도 되게 하여 과전압과 과전류가 발생하더라도 전기적으로 절연되도록 하여 통신장비의 파손 및 화재를 방지하고, 유도된 값을 회로부(circuit)(55)를 거쳐 측정 가능한 아날로그 값으로 변환하는 회로가 구성된 변환부(50),
상기 전압측정부(40)와 연결되어 상기 태양광 셀 어레이(10) 별로 모인 발전된 전력을 인터버로 출력하기 전 접속반 내의 MCCB 입력단에서 병렬로 연결하여 상기 태양광 셀 어레이(10)에서 발전되어 전송되는 1차측 전압에 대해 2차측에 유도되게 하고 그 전압을 회로적으로 구성하여 통신장비의 구동을 위한 전압으로 변환하는 DC 변환부(60), 및
상기 DC 변환부(60)와 연결되어 상기 DC 변환부(60)에서 변환된 DC 전압을 구동 전원으로 사용하여 상기 태양광 셀 어레이(10)별로 포집되는 전압 및 전류의 상태를 확인하고, 태양광 셀 어레이(10)별로 연결된 변환부(50)의 동작에 따라 특정 변환부의 이상 징후 발생 시 해당 변환부와 연결된 어레이의 상태정보가 표시되는 통신장비(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 접속반 모니터링 장치.
Solar Cell Array (10)
An over-current protection unit 20 for blocking the current flowing excessively to the solar cell array 10 and the line connected to the solar cell array 10 to prevent damage to the load or peripheral devices connected to the connection panel output,
Reverse voltage protection unit 30 is configured to block the current flowing in the reverse direction is connected to the overcurrent protection unit 20, the reverse voltage prevention unit 30,
A voltage measuring unit 40 that divides the voltage in parallel so as to measure the voltage generated in the solar cell array 10,
In order to measure the current generated in the photovoltaic cell array connected to the voltage measuring unit 40, the secondary current is induced to the secondary side to generate electrical insulation even when overvoltage and overcurrent occur. A conversion unit 50 configured to prevent breakage and fire and to convert induced values into analog values measurable through a circuit 55;
It is generated in the solar cell array 10 by being connected in parallel at the MCCB input terminal in the connection panel before outputting the generated power collected by the solar cell array 10 connected to the voltage measuring unit 40 to the interleaver A DC conversion unit 60 which is induced on the secondary side with respect to the primary voltage to be transmitted and configures the voltage in a circuit and converts the voltage into a voltage for driving the communication equipment, and
Connected to the DC converter 60 to check the state of the voltage and current collected by the solar cell array 10 using the DC voltage converted by the DC converter 60 as a driving power, In accordance with the operation of the converter unit 50 connected to each cell array 10 is characterized in that it comprises a communication device 70 that displays the status information of the array connected to the converter when the abnormal signs of the particular converter occurs Optical junction board monitoring device.
제 1 항에 있어서,
상기 변환부(50)는
상기 태양광 셀 어레이(10)와 각각 연결되어 태양광 셀 어레이에서 발전되는 전류를 측정하기 위하여, 발전되는 1차측 전류에 대해 2차측으로 유도 되게 하여 과전압과 과전류가 발생하더라도 전기적으로 절연되도록 하여 통신장비의 파손 및 화재를 방지하고, 유도된 값을 회로부(circuit)(55)를 거쳐 측정 가능한 아날로그 값으로 변환하는 회로가 구성되어 있고, 태양광 셀 어레이(10)와 연결된 line에 이상 징후 발생 시 신호의 절연으로 검출된 정보가 전송되지 않거나 약속된 신호가 회로부(circuit)(55)에서 통신장비(70)로 전송되어 타 어레이의 검출 신호와 비교할 수 있어 해당 태양광 셀 어레이(10)의 문제를 신속히 해결할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 접속반 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The conversion unit 50
In order to measure the current generated in the photovoltaic cell array connected to each of the photovoltaic cell arrays 10, the secondary current is induced to the secondary side to be electrically isolated even when overvoltage and overcurrent occur. It prevents damage and fire of the equipment, and converts the derived value into a measurable analog value through the circuit (55), and when an abnormality occurs in the line connected to the solar cell array (10) The information detected by the insulation of the signal is not transmitted or the promised signal is transmitted from the circuit 55 to the communication device 70 so that it can be compared with the detection signal of the other arrays. Solar panel monitoring device, characterized in that configured to be quickly resolved.
제 1 항에 있어서,
DC 변환부(60)는
접속반 내의 MCCB 입력단에서 상기 변환부(50)와 병렬로 연결되어 태양광 셀 어레이(10)에서 발전되는 1차측 DC 전압에 대해 2차측에 유도되는 전압을 회로부(circuit)(65)를 통해 DC 전압으로 유기되도록 회로적으로 구성하여 통신장비(70)를 구동하기 위한 DC 전압으로 변환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 접속반 모니터링 장치.
The method of claim 1,
DC converter 60
The DC voltage is induced in the secondary side with respect to the primary DC voltage generated in the solar cell array 10 by being connected in parallel with the conversion unit 50 at the MCCB input terminal in the connection panel through the circuit unit 65. The solar panel monitoring device, characterized in that configured to be converted to a DC voltage for driving the communication equipment (70) configured to circuit to the voltage.
제 1 항에 있어서,
상기 통신장비(70) 내에는 무선모듈을 구비하여 태양광 셀 어레이(10) 별 수집된 전압 또는 전류 검출 데이터를 디지털 값으로 변환하여 zigbee 통신 또는 여타 RF 통신을 통해 PC 모니터부(80)로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 접속반 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The communication device 70 is provided with a wireless module to convert the voltage or current detection data collected for each solar cell array 10 into digital values and transmit them to the PC monitor 80 through zigbee communication or other RF communication. Solar panel monitoring device, characterized in that configured to.
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