KR101452776B1 - 태양광 시스템 - Google Patents

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KR101452776B1 KR20130081154A KR20130081154A KR101452776B1 KR 101452776 B1 KR101452776 B1 KR 101452776B1 KR 20130081154 A KR20130081154 A KR 20130081154A KR 20130081154 A KR20130081154 A KR 20130081154A KR 101452776 B1 KR101452776 B1 KR 101452776B1
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김동현
선종국
김종배
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 명세서는 그늘짐 현상, 태양광 모듈 간 오차 등과 같은 현상에 의해 MPPT 알고리즘 수행시 발생하는 노이즈를 최소화하는 전력 최적화기를 포함하는 태양광 시스템에 관한 것이다. 이를 위하여 본 명세서에 따른 태양광 시스템은, 태양광 모듈, 전력 최적화기 및, 인버터를 포함하는 태양광 시스템에 있어서, 상기 전력 최적화기는, 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전력을 수신하는 입력부; 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압 및 전류를 감지하는 감지부; 및 상기 감지된 전류와 이전에 감지된 전류를 비교하여 상기 전력 최적화기의 출력을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

태양광 시스템{PHOTOVOLTAIC SYSTEM}
본 명세서는 태양광 시스템에 관한 것으로, 특히 그늘짐 현상, 태양광 모듈 간 오차 등과 같은 현상에 의해 MPPT 알고리즘 수행시 발생하는 노이즈를 최소화하는 전력 최적화기를 포함하는 태양광 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 시스템은, 직렬 연결되는 복수의 태양광 모듈과, 상기 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈에서 출력된 DC 전력을 AC로 변환하여 출력하는 인버터로 구성한다.
이러한 태양광 시스템은, 하나의 태양광 모듈의 출력 전력이 급격히 감소할 때, 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈의 전력이 최대 전력을 찾아가는 과정에서 노이즈를 발생하게 되어, 상기 태양광 모듈 뒤 단의 상기 인버터에 손상을 주게 된다.
한국 특허 출원 번호 제10-2009-0051423호
본 명세서의 목적은, 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈 중 하나 이상의 모듈에서 일사량이 크게 변할 경우 즉, 바람, 비, 대기 중의 분진 및, 그늘짐 현상 등으로 하나 이상의 태양광 모듈의 출력 전류가 급격히 떨어질 경우, 해당 태양광 모듈의 이전 출력 전류와 현재 출력 전류를 비교하여 미리 설정된 기준값 이상 급변 시, 해당 태양광 모듈을 바이패스시키는 태양광 시스템을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 태양광 시스템은, 태양광 모듈, 전력 최적화기 및, 인버터를 포함하는 태양광 시스템에 있어서, 상기 전력 최적화기는, 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전력을 수신하는 입력부; 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압 및 전류를 감지하는 감지부; 및 상기 감지된 전류와 이전에 감지된 전류를 비교하여 상기 전력 최적화기의 출력을 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전력 최적화기는, 상기 제어부를 통한 MPPT 알고리즘 수행 과정에서 입력 전압 대비 출력 전압을 미리 설정된 기준값만큼 강압 또는 승압하는 DC-DC 컨버터; 상기 제어부의 제어에 의해 상기 전력 최적화기의 출력을 바이패스하는 바이패스부; 및 상기 수신된 전압을 근거로 상기 감지부, 상기 제어부, 상기 DC-DC 컨버터, 상기 바이패스부에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과할 때, 상기 MPPT 알고리즘 수행을 중단함과 동시에, 상기 바이패스부를 동작시켜 상기 태양광 모듈이 복수로 직렬 연결되어 형성한 하나의 스트링에서 상기 전력 최적화기의 출력을 바이패스할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과하지 않을 때, 상기 DC-DC 컨버터와의 상호 동작을 통해, 상기 감지된 전압 및 전류를 근거로 상기 MPPT 알고리즘을 수행하여 최대 전력 동작점을 찾고, 상기 찾은 최대 전력 동작점에 대응하는 최대 동작 전력과 전류를 통해 상기 전력 최적화기의 출력 전압을 결정할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과하지 않을 때, 상기 감지된 전압 및 전류를 근거로 상기 MPPT 알고리즘을 수행하여 최대 전력 동작점을 추종하고, 상기 입력부를 통해 수신된 전력과 같은 전력을 상기 전력 최적화기의 출력 전압으로 결정하여 출력할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 바이패스부는, 바이패스 다이오드를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 태양광 시스템은, 복수로 형성되어 하나의 스트링 형태로 구성하며, 생산된 전력을 출력하는 태양광 모듈; 상기 각각의 태양광 모듈과 직렬 연결하며, 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압 및 전류를 감지하고, 상기 감지된 전류와 이전에 감지된 전류를 비교하여 출력 전압을 제어하는 전력 최적화기; 및 상기 전력 최적화기로부터 출력되는 DC 형태의 출력 전압을 AC로 변환하는 인버터;를 포함한다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전력 최적화기는, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과할 때, MPPT 알고리즘 수행을 중단함과 동시에, 상기 전력 최적화기에 포함된 바이패스부를 동작시켜 상기 스트링에서 상기 전력 최적화기의 출력을 바이패스할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전력 최적화기는, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과하지 않을 때, 상기 감지된 전압 및 전류를 근거로 MPPT 알고리즘을 수행하여 최대 전력 동작점을 찾고, 상기 찾은 최대 전력 동작점에 대응하는 최대 동작 전력과 전류를 통해 상기 전력 최적화기의 출력 전압을 결정하여 상기 인버터에 출력할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 태양광 시스템은, 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈 중 하나 이상의 모듈에서 일사량이 크게 변할 경우 즉, 바람, 비, 대기 중의 분진 및, 그늘짐 현상 등으로 하나 이상의 태양광 모듈의 출력 전류가 급격히 떨어질 경우, 해당 태양광 모듈의 이전 출력 전류와 현재 출력 전류를 비교하여 미리 설정된 기준값 이상 급변 시, 해당 태양광 모듈을 바이패스시킴으로써, MPPT 알고리즘 수행시 발생하는 노이즈를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 태양광 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 전력 최적화기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 MPPT(또는, P&O MPPT) 알고리즘을 수행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 전력 최적화기의 동작을 설명하는 도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 태양광 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 따른 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 태양광 시스템(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 태양광 시스템(10)은, 태양광 모듈(100), 전력 최적화기(200) 및, 인버터(300)로 구성된다. 도 1에 도시된 태양광 시스템(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 태양광 시스템(10)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 태양광 시스템(10)이 구현될 수도 있다.
상기 태양광 모듈(100)은, 복수로 형성되며, 복수의 태양광 모듈(100)이 직렬로(또는, 스트링(string) 형태로) 형성한다.
또한, 상기 태양광 모듈(100)은, 태양광을 근거로 전기를 생산하여 상기 태양광 모듈(100)에 연결된 전력 최적화기(200)에 전달(또는, 출력)한다.
또한, 상기 태양광 모듈(100)은, 아몰퍼스 실리콘, 미결정 실리콘, 결정 실리콘 및, 단결정 실리콘 등의 반도체와, 화합물 반도체 등을 포함하는 태양 전지로 구성한다.
상기 전력 최적화기(Power Optimizer)(200)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 입력부(210), 전원 공급부(220), 감지부(230), 제어부(240), DC-DC 컨버터(250), 바이패스부(260) 및, 출력부(270)로 구성된다. 도 2에 도시된 전력 최적화기(200)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 2에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 전력 최적화기(200)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 전력 최적화기(200)가 구현될 수도 있다.
상기 입력부(210)는, 상기 태양광 모듈(100)로부터 출력되는 전력(또는, 전압/전류)을 수신한다.
또한, 상기 입력부(210)는, 상기 수신되는 전력에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 소자(미도시)를 포함한다.
상기 전원 공급부(220)는, 상기 입력부(210)를 통해 수신된 전압을 상기 전력 최적화기(200) 내부에 포함된 구성 요소들에 맞는 전압으로 변환하여, 상기 전력 최적화기(200)에 포함된 구성 요소들에 전압을 공급한다.
또한, 상기 전원 공급부(220)는, 벅 컨버터(buck converter) 및, 복수의 반도체 소자 등으로 구성한다.
상기 감지부(또는, 측정부)(230)는, 상기 제어부(240)의 제어에 의해 동작하며, 상기 태양광 모듈(100)로부터 전달되는(또는, 입력되는) 전류 및 전압을 감지(또는, 측정)한다.
상기 제어부(240)는, 상기 전력 최적화기(200)의 전반적인 제어 기능을 수행한다.
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 감지된 전류와 이전에 감지된 전류의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 확인(또는, 판단)한다.
즉, 상기 제어부(240)는, 상기 감지된 전류와 직전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값(예를 들어, 5A) 이상 차이가 나는지 여부를 확인한다.
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 확인 결과, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류의 차이가 상기 미리 설정된 기준값을 초과할 때, 상기 바이패스부(260)를 동작시켜, 상기 하나의 스트링으로 형성된 상기 복수의 태양광 모듈(100) 중에서, 상기 전력 최적화기(200)에 연결된 해당 태양광 모듈(100)의 출력 전력(또는, 전류/전압)(또는, 상기 해당 태양광 모듈(100)에 연동하는/연결한 해당 전력 최적화기(200)의 출력 전력)을 바이패스시킨다.
즉, 상기 제어부(240)는, 상기 확인 결과, 상기 감지된 전류와 직전에 감지된 전류 간의 차이가 상기 미리 설정된 기준값(예를 들어, 5A) 이상 차이가 날 때, 바람, 비, 대기 중의 분진 및, 그늘짐 현상 등으로 인해 해당 태양광 모듈(100)의 출력 전류가 급격히 떨어진 것으로 판단하여, 상기 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈(100) 중에서 상기 해당 태양광 모듈(100)의 출력을 제외하기 위해서 상기 해당 태양광 모듈(100)에 연동하는 상기 전력 최적화기(200)의 바이패스부(260)를 동작시켜, 상기 전력 최적화기(200)의 출력(또는, 출력 전력/전압/전류)을 바이패스시킨다.
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 확인 결과, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류의 차이가 상기 미리 설정된 기준값을 초과하지 않을 때, 상기 감지된 전류와 전압을 근거로 상기 감지된 전압(또는, 상기 태양광 모듈(100)의 출력 전압))을 주기적으로 증가 또는 감소시키며 이전 출력 전력과 현재 출력 전력의 비교를 통한 MPPT(또는, P&O MPPT(Perurbation and Observation Maximum Power Point Tracking)) 알고리즘을 수행하여, 최대 전력 동작점을 찾는다.
즉, 상기 제어부(240)의 MPPT(또는, P&O MPPT) 알고리즘을 수행 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류의 차이가 상기 미리 설정된 기준값(예를 들어, 5A)을 초과하지 않을 때, 상기 현재 감지된 전압과 전류를 근거로 전력을 산출한다(S310).
이후, 상기 제어부(240)는, 다음 측정 시점(k+1)에 대한 전압 지령치를 결정하기 위해서, 현재 전력(예를 들어, P(k))과 이전 전력(예를 들어, P(k-1))을 비교하여, 상기 현재 전력(P(k))이 상기 이전 전력(P(k-1))에 비해 증가하였는지 또는 감소하였는지 판단한다(S320).
또한, 상기 제어부(240)는, 현재 전압(예를 들어, V(k))과 이전 전압(예를 들어, V(k-1))을 비교하여, 상기 현재 전압(V(k))이 상기 이전 전압(V(k-1))에 비해 증가하였는지 또는 감소하였는지 판단한다(S330, S340).
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 판단들(S320, S330, S340)의 결과, 상기 현재 전력(P(k))과 상기 현재 전압(V(k))이 상기 이전 전력(P(k-1))과 상기 이전 전압(V(k-1))에 비해 모두 감소한 경우, 상기 태양광 모듈(100)의 전압 지령치(예를 들어, Vref)를 미리 설정된 값(예를 들어,
Figure 112013062206666-pat00001
V)만큼 증가시키고(S350), 상기 현재 전력은 감소하고 상기 현재 전압은 증가한 경우 상기 태양광 모듈(100)의 전압 지령치를 상기 미리 설정된 값만큼 감소시키고(S360), 상기 현재 전력은 증가하고 상기 현재 전압은 감소한 경우 상기 태양광 모듈(100)의 전압 지령치를 상기 미리 설정된 값만큼 감소시키고(S370), 상기 현재 전력과 상기 현재 전압이 모두 증가한 경우 상기 태양광 모듈(100)의 전압 지령치를 상기 미리 설정된 값만큼 증가시킨다(S380).
이러한 과정을 수행하며, 상기 DC-DC 컨버터(250)는, 입력 전압과 출력 전압을 비교하여, 상기 비교 결과를 근거로 강압 모드 또는 승압 모드로 동작하여, 상기 태양광 모듈의 최대 전력 동작점(또는, 다음 전압 지령치)을 확인한다(또는, 찾는다).
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 현재 전력과 상기 이전 전력이 동일한(또는, 변화가 없는) 경우에는, 상기 태양광 모듈(100)의 전압 지령치를 그대로 사용한다.
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 찾은 최대 전력 동작점에 대응하는 최대 동작 전력과 전류를 통해 상기 전력 최적화기(200)의 출력 전압을 결정한다.
즉, 상기 제어부(240)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 첫 번째 그림(410)의 상기 태양광 모듈(100)의 출력 전압과 전류를 감지한 상태에서, 두 번째 그림(420)에서처럼 상기 MPPT 알고리즘을 수행하여 상기 최대 전력 동작점을 추종하고, 마지막 그림(430)에서처럼 상기 전력 최적화기(200)의 입력 전력과 동일한(또는, 유사한) 출력 전력 및 스트링 전류를 통해 상기 전력 최적화기(200)의 출력 전압(또는, 전압 지령치)을 결정한다.
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 결정된 전력 최적화기(200)의 출력 전압을 상기 출력부(270)를 통해 상기 인버터(300)에 전달(또는, 출력)한다.
이와 같이, 상기 제어부(240)는, 상기 태양광 모듈(100)에서 입력된(또는, 전달된) 전력의 최대 동작점(또는, 최대 전력점)을 추종(또는, 추적)하여, 상기 출력부(270)에 상기 입력부(210)를 통해 입력된 전력과 같은 전력을 출력하는 기능을 수행한다.
상기 DC-DC 컨버터(250)는, 상기 제어부(240)에 의한 MPPT 알고리즘 수행 과정에서, 입력 전압 대비 출력 전압을 일정한 전압(또는, 상기 미리 설정된 기준값)으로 강압 또는 승압한다.
또한, 상기 DC-DC 컨버터(250)는, 전압의 강압 또는 승압 기능을 수행하기 위한 반도체 소자와 커패시터로 구성한다.
상기 바이패스부(260)는, 상기 제어부(240)의 제어에 의해 동작한다.
또한, 상기 바이패스부(260)는, 바이패스 다이오드(bypass diode) 등을 포함한다.
예를 들어, 하나의 스트링 즉, 10개의 상기 태양광 모듈(100)이 직렬로 연결되어 있는 구조에서, 임의의 하나 이상의 특정 태양광 모듈(100)에 일사량이 크게 변할 경우 즉, 바람, 비, 대기 중의 분진 및, 그늘짐 현상 등이 생기면, 상기 특정 태양광 모듈(100)에서 출력하는 전류는 작아지게 되고, 전력 또한 줄어들게 된다. 이 과정에서 상기 현상이 생긴 상기 특정 태양광 모듈(100)과의 상기 MPPT 과정에서 에러/오동작 및/또는 노이즈가 발생하여, 부하인 상기 인버터(300)에 손상을 주게 된다.
따라서, 상기 바이패스부(260)는, 상기 제어부(240)의 제어에 의해, 상기 감지된 현재 전류와 직전에 감지된 전류 간의 차이가 상기 미리 설정된 기준값 이상 차이가 날 때, 나머지 직렬로 연결된 9개의 상기 태양광 모듈(100) 동작에 간섭을 하지 않게 하여, 상기 MPPT 알고리즘을 수행을 중단하는 동시에, 상기 전력 최적화기(200)를 다른 전력 최적화기(200)들과 직렬 연결하여, 최대 전력점 추정 시 발생하는 상기 출력부(270)의 노이즈를 최소화할 수 있다.
상기 출력부(270)는, 상기 제어부(240) 및 상기 DC-DC 컨버터(250)를 통해 결정된 전력 최적화기(200)의 출력 전압(또는, 전압 지령치)을 상기 인버터(300)에 전달(또는, 출력)한다.
또한, 상기 출력부(270)는, 상기 입력부(210)와 같은 소자로 구성한다.
상기 인버터(또는, 태양광 인버터)(300)는, 상기 전력 최적화기(200)로부터 전달되는 DC 전압을 AC 전압으로 변환한 후, 부하(미도시)에 제공한다.
이와 같이, 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈 중 하나 이상의 모듈에서 일사량이 크게 변할 경우 즉, 바람, 비, 대기 중의 분진 및, 그늘짐 현상 등으로 하나 이상의 태양광 모듈의 출력 전류가 급격히 떨어질 경우, 해당 태양광 모듈의 이전 출력 전류와 현재 출력 전류를 비교하여 미리 설정된 기준값 이상 급변 시, 해당 태양광 모듈을 바이패스시킬 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에 따른 태양광 시스템의 제어 방법을 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 태양광 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈(100) 각각은, 발생한(또는, 발전한) 전력(또는, 전류/전압)을 상기 태양광 모듈(100)에 연결된 전력 최적화기(200)에 전달한다(S510).
이후, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 태양광 모듈에서 전달되는 전류 및 전압을 근거로 동작하며, 상기 전류 및 전압을 감지(또는, 측정)한다(S520).
이후, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 감지된 전류와 이전에 감지된 전류의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 확인(또는, 판단)한다.
일 예로, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 감지된 전류와 직전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값(예를 들어, 5A) 이상 차이가 나는지 여부를 확인한다(S530).
이후, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 확인 결과, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류의 차이가 상기 미리 설정된 기준값을 초과할 때, 상기 전력 최적화기(200)에 포함된 바이패스부(260)를 동작시켜, 하나의 스트링으로 형성된 상기 복수의 태양광 모듈(100) 중에서 상기 전력 최적화기(200)에 연결된 태양광 모듈(100)의 출력 전력(또는, 전류/전압)(또는, 상기 해당 태양광 모듈(100)에 연동하는/연결한 해당 전력 최적화기(200)의 출력 전력)을 바이패스시킨다.
일 예로, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 감지된 전류(예를 들어, 2A)와 직전에 감지된 전류(예를 들어, 8A) 간의 차이가 상기 미리 설정된 기준값(예를 들어, 5A) 이상 차이가 날 때, 바람, 비, 대기 중의 분진 및, 그늘짐 현상 등으로 인해 해당 태양광 모듈(100)의 출력 전류가 급격히 떨어진 것으로 판단하여, 상기 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈(100) 중에서 상기 해당 태양광 모듈(100)의 출력을 제외하기 위해서 상기 해당 태양광 모듈(100)에 연동하는 상기 전력 최적화기(200)의 바이패스부(260)를 동작시켜, 상기 전력 최적화기(200)의 출력(또는, 출력 전력/전압/전류)을 바이패스시킨다(S540).
또한, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 확인 결과, 상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류의 차이가 상기 미리 설정된 기준값을 초과하지 않을 때, 상기 감지된 전류와 전압을 근거로 상기 감지된 전압(또는, 상기 태양광 모듈(100)의 출력 전압))을 주기적으로 증가 또는 감소시키며 이전 출력 전력과 현재 출력 전력의 비교를 통한 MPPT(또는, P&O MPPT) 알고리즘을 수행하여, 최대 전력 동작점을 찾는다.
또한, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 찾은 최대 전력 동작점에 대응하는 최대 동작 전력과 전류를 통해 상기 전력 최적화기(200)의 출력 전압을 결정한다.
또한, 상기 전력 최적화기(200)는, 상기 결정된 전력 최적화기(200)의 출력 전압을 상기 인버터(300)에 전달한다(S550).
이후, 상기 인버터(300)는, 상기 전력 최적화기(200)로부터 전달되는 DC 형태의 전압을 AC 전압으로 변환한 후, 부하(미도시)에 제공한다(S560).
본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 직렬 연결된 복수의 태양광 모듈 중 하나 이상의 모듈에서 일사량이 크게 변할 경우 즉, 바람, 비, 대기 중의 분진 및, 그늘짐 현상 등으로 하나 이상의 태양광 모듈의 출력 전류가 급격히 떨어질 경우, 해당 태양광 모듈의 이전 출력 전류와 현재 출력 전류를 비교하여 미리 설정된 기준값 이상 급변 시, 해당 태양광 모듈을 바이패스시켜, MPPT 알고리즘 수행시 발생하는 노이즈를 최소화할 수 있다.
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 태양광 시스템 100: 태양광 모듈
200: 전력 최적화기 300: 인버터
210: 입력부 220: 전원 공급부
230: 감지부 240: 제어부
250: DC-DC 컨버터 260: 바이패스부
270: 출력부

Claims (6)

  1. 태양광 모듈, 전력 최적화기 및, 인버터를 포함하는 태양광 시스템에 있어서,
    상기 전력 최적화기는,
    상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전력을 수신하는 입력부;
    상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전압 및 전류를 감지하는 감지부;
    상기 감지된 전류와 이전에 감지된 전류를 비교하여 상기 전력 최적화기의 출력을 제어하는 제어부;
    상기 제어부를 통한 MPPT 알고리즘 수행 과정에서 입력 전압 대비 출력 전압을 미리 설정된 기준값만큼 강압 또는 승압하는 DC-DC 컨버터;
    상기 제어부의 제어에 의해 상기 전력 최적화기의 출력을 바이패스하는 바이패스부; 및
    상기 수신된 전압을 근거로 상기 감지부, 상기 제어부, 상기 DC-DC 컨버터, 상기 바이패스부에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과할 때, 상기 MPPT 알고리즘 수행을 중단함과 동시에, 상기 바이패스부를 동작시켜 상기 태양광 모듈이 복수로 직렬 연결되어 형성한 하나의 스트링에서 상기 전력 최적화기의 출력을 바이패스하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과하지 않을 때, 상기 DC-DC 컨버터와의 상호 동작을 통해, 상기 감지된 전압 및 전류를 근거로 상기 MPPT 알고리즘을 수행하여 최대 전력 동작점을 찾고, 상기 찾은 최대 전력 동작점에 대응하는 최대 동작 전력과 전류를 통해 상기 전력 최적화기의 출력 전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 감지된 전류와 상기 이전에 감지된 전류 간의 차이가 미리 설정된 기준값을 초과하지 않을 때, 상기 감지된 전압 및 전류를 근거로 상기 MPPT 알고리즘을 수행하여 최대 전력 동작점을 추종하고, 상기 입력부를 통해 수신된 전력과 같은 전력을 상기 전력 최적화기의 출력 전압으로 결정하여 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 바이패스부는,
    바이패스 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160096505A (ko) 2015-02-05 2016-08-16 에스케이텔레콤 주식회사 전력생성장치
KR102034431B1 (ko) * 2018-05-11 2019-10-18 청주대학교 산학협력단 태양광 패널의 최대 전력 발생 시스템
KR20190124864A (ko) * 2018-04-27 2019-11-06 퍼스트실리콘 주식회사 게이트 드라이버 모듈과, 이것을 이용한 하프브릿지 dc/dc 컨버터 및 분산형 전력 최적화기
WO2023191203A1 (ko) * 2022-03-31 2023-10-05 주식회사 커널로그 전류-전압 특성을 변환하는 디씨-디씨 컨버터 및 이를 포함하는 에너지 변환 시스템

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9105765B2 (en) 2012-12-18 2015-08-11 Enphase Energy, Inc. Smart junction box for a photovoltaic system
MY194129A (en) * 2015-11-19 2022-11-14 Sigmagen Inc Multi-modal maximum power point tracking optimzation solar photovoltaic system
CN105680793B (zh) * 2016-03-23 2018-02-23 阳光电源股份有限公司 一种光伏系统的电压补偿装置及光伏系统
CN106020329A (zh) * 2016-07-27 2016-10-12 江苏南能电气有限公司 一种基于lora无线通信的光伏功率优化器及系统
JP6658582B2 (ja) * 2017-01-31 2020-03-04 オムロン株式会社 アーク検出装置
JP6658586B2 (ja) * 2017-02-03 2020-03-04 オムロン株式会社 アーク検出装置
CN107248843B (zh) * 2017-05-31 2019-04-05 华为技术有限公司 一种光伏发电的控制方法、控制设备及光伏发电系统
CN107360646A (zh) * 2017-07-14 2017-11-17 安徽亮亮电子科技有限公司 一种led光电一体化模组
IL263278B2 (en) * 2018-11-25 2024-07-01 Vigdu V Tech Ltd A system for raising the direct voltage level between the panels and the converter, in solar power generation systems
IL263276B2 (en) 2018-11-25 2024-07-01 Vigdu V Tech Ltd String optimizer for solar power generation system and application method
CN111756072B (zh) * 2020-07-30 2022-04-08 阳光电源股份有限公司 Mlpe设备的控制方法和运行控制方法及光伏系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101065862B1 (ko) 2010-12-08 2011-09-20 주식회사 다인산전 태양전지 어레이의 부분 음영 판단에 따른 태양광 발전 시스템의 최대전력 추정방법
JP2012084809A (ja) 2010-10-14 2012-04-26 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池モジュールの故障診断装置および方法
KR101260880B1 (ko) 2011-12-07 2013-05-06 한윤희 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 ｍｐｐｔ 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62154122A (ja) * 1985-12-27 1987-07-09 Kyocera Corp 太陽光発電装置における充電制御方式
JP2000112545A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Daihen Corp 太陽光発電システム
US9088178B2 (en) * 2006-12-06 2015-07-21 Solaredge Technologies Ltd Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8158877B2 (en) 2007-03-30 2012-04-17 Sunpower Corporation Localized power point optimizer for solar cell installations
JP5260092B2 (ja) 2008-03-10 2013-08-14 株式会社日立製作所 電力変換装置及び発電変換システム
TWI494734B (zh) 2008-05-14 2015-08-01 Nat Semiconductor Corp 在能量產生系統中提供最大功率點追蹤的方法與系統
US7969133B2 (en) 2008-05-14 2011-06-28 National Semiconductor Corporation Method and system for providing local converters to provide maximum power point tracking in an energy generating system
US20100198424A1 (en) 2009-01-30 2010-08-05 Toru Takehara Method for reconfigurably connecting photovoltaic panels in a photovoltaic array
EP2290784A3 (en) 2009-07-02 2012-12-19 STMicroelectronics Srl Analogic MPPT circuit for photovoltaic power generation plant
CN102012714B (zh) 2009-09-04 2012-09-26 立锜科技股份有限公司 太阳能板最大功率追踪方法及电路
JP4561928B1 (ja) 2009-11-16 2010-10-13 オムロン株式会社 電圧設定装置、太陽光発電システム、および電圧設定装置の制御方法
US9035491B2 (en) 2009-11-16 2015-05-19 Omron Corporation Voltage setting device, photovoltaic power generation system, and control method of voltage setting device
TWI444809B (zh) 2010-03-31 2014-07-11 Hitachi Ltd Solar power generation system and control system
US9035626B2 (en) 2010-08-18 2015-05-19 Volterra Semiconductor Corporation Switching circuits for extracting power from an electric power source and associated methods
JP5651424B2 (ja) 2010-10-14 2015-01-14 株式会社東芝 電力安定化システムおよび電力安定化方法
CN202197235U (zh) * 2011-08-22 2012-04-18 浙江昱能光伏科技集成有限公司 太阳能光伏系统
WO2013080469A1 (ja) * 2011-11-29 2013-06-06 パナソニック 株式会社 電力変換装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084809A (ja) 2010-10-14 2012-04-26 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池モジュールの故障診断装置および方法
KR101065862B1 (ko) 2010-12-08 2011-09-20 주식회사 다인산전 태양전지 어레이의 부분 음영 판단에 따른 태양광 발전 시스템의 최대전력 추정방법
KR101260880B1 (ko) 2011-12-07 2013-05-06 한윤희 태양전지 모듈에 개별적으로 내장된 ｍｐｐｔ 제어 기능을 가지는 정션박스 및 그 구동방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160096505A (ko) 2015-02-05 2016-08-16 에스케이텔레콤 주식회사 전력생성장치
KR101653788B1 (ko) * 2015-02-05 2016-09-05 (주) 조인테크놀로지 전력생성장치
KR20190124864A (ko) * 2018-04-27 2019-11-06 퍼스트실리콘 주식회사 게이트 드라이버 모듈과, 이것을 이용한 하프브릿지 dc/dc 컨버터 및 분산형 전력 최적화기
KR102044303B1 (ko) * 2018-04-27 2019-11-13 퍼스트실리콘 주식회사 게이트 드라이버 모듈과, 이것을 이용한 하프브릿지 dc/dc 컨버터 및 분산형 전력 최적화기
KR102034431B1 (ko) * 2018-05-11 2019-10-18 청주대학교 산학협력단 태양광 패널의 최대 전력 발생 시스템
WO2023191203A1 (ko) * 2022-03-31 2023-10-05 주식회사 커널로그 전류-전압 특성을 변환하는 디씨-디씨 컨버터 및 이를 포함하는 에너지 변환 시스템

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EP2824533A2 (en) 2015-01-14
JP2015018555A (ja) 2015-01-29
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ES2799576T3 (es) 2020-12-18
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CN104283504A (zh) 2015-01-14
EP2824533B1 (en) 2020-04-08
US9583645B2 (en) 2017-02-28

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