KR101491013B1 - Solar generating system with solar cell connecting apparatus having leakage current and fire signatures monitoring function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 모듈 접속반에 관한 것으로서, 상세하게는 각 태양광 모듈의 누설전류를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 접속반에서의 이상전류에 의한 화재 징후를 감지할 수 있게 한 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic module connection module, and more particularly, to a photovoltaic module connection module capable of detecting a leakage current of each photovoltaic module, The present invention relates to a photovoltaic connection panel having a symptom monitoring function.
통상적으로 태양광 발전 시스템은 하나의 태양전지(Solar cell)로부터 얻은 전기의 양이 매우 작기 때문에 여러 개의 태양전지를 연결하여 태양광 모듈을 제작하여 사용하고 있으나 이 태양광 모듈을 역시 발전양이 적다. Since the amount of electricity obtained from a single solar cell is very small, a photovoltaic module is manufactured by connecting a plurality of solar cells. However, the photovoltaic module also generates a small amount of electricity .
이에 전력 계통에 연결하여 발전 전력을 송전하고자 하는 경우 몇 개의 태양광 모듈을 한 그룹으로 연결하거나, 또는 이러한 그룹을 여러 개 병렬로 연결하여 태양광 어레이를 구성하고, 이를 통해 발전 및 송전에 필요한 전압 및 전력을 확보하도록 하고 있다. 즉, 다수의 태양광 모듈을 직렬로 연결하여 태양광 패널(어레이)을 구성하고, 복수의 태양광 패널을 하나의 그룹으로 묶어 구성하는 것이 보편적이다.Therefore, when a power system is to be connected to a power system, several solar modules may be connected to one group, or a plurality of such solar modules may be connected in parallel to form a solar array, And power. That is, it is common that a plurality of solar modules are connected in series to constitute a solar panel (array), and a plurality of solar panels are grouped into one group.
이러한 상기 태양광 패널은 태양광을 DC전력으로 변환하여 접속반을 통해 인버터로 전송하며, 인버터는 각 태양광 패널로부터 생성된 DC전력을 계통에 연계할 수 있도록 AC전력으로 변환해주는 역할을 한다. The solar panel converts sunlight to DC power and transmits the solar power to the inverter through a connection panel. The inverter converts the DC power generated from each solar panel to AC power for connection to the system.
이와 같이 복수의 태양광 패널로부터 생성된 전력을 변환하여 전력 계통과 연계하는 태양광 접속반과 관련된 기술에는 다양한 것이 있고, 그 일예로 특허문헌 1 및 3이 있다. There are various technologies related to the solar light connecting panel that converts electric power generated from a plurality of solar panels and links them to the power system, for example. Patent Literatures 1 and 3 are examples.
특허문헌 1은 복수의 태양전지 모듈군이 병렬로 연결되며, 병렬로 연결된 각 태양전지 모듈군로부터 입력되는 직류전류를 직렬연결 방식으로 출력하는 입력부; 입력부에 직렬로 연결되어 입력부로부터 출력되는 직류전류를 입력받아 연결된 인버터로 출력하는 출력부; 입력부에 연결되어 상기 입력부를 통해 입력되는 각 태양전지 모듈군의 입력전류값과 입력전압값을 검출하여 출력하고, 출력부에 연결되어 출력부를 통해 인버터로 출력되는 출력전류값과 출력전압값을 검출하여 모니터링 제어부로 출력하는 검출부; 검출부로부터 출력되는 입력전류값, 입력전압값, 출력전류값 및 출력전압값을 입력받아 디스플레이부를 통해 표시하는 모니터링 제어부; 모니터링 제어부의 제어에 따라 입력전류값, 입력전압값, 출력전류값 및 출력전압값을 표시하는 디스플레이부; 및 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모니터링 기능이 구비된 태양광 접속반이고, Patent Document 1 discloses a solar cell module in which a plurality of solar cell module groups are connected in parallel and an input unit outputs a direct current input from each group of solar cell modules connected in parallel in a serial connection manner; An output unit connected in series to the input unit to receive a direct current output from the input unit and output to a connected inverter; An output current value and an output voltage value output to the inverter through the output unit are detected by detecting an input current value and an input voltage value of each solar cell module group connected to the input unit and input through the input unit, To a monitoring control unit; A monitoring controller for receiving an input current value, an input voltage value, an output current value, and an output voltage value output from the detector and displaying the input current value through a display unit; A display unit for displaying an input current value, an input voltage value, an output current value, and an output voltage value under the control of the monitoring control unit; And a power supply unit for supplying power to the photovoltaic module,
특허문헌 2는 태양광 발전용 태양전지 접속반 장치가 전류센서에 의해 검출된 태양전지 모듈의 접속으로 이루어진 스트링 전체의 전류값에 의거하여 산출한 평균전류값이 설정된 당일 평균전류 최대값에 도달한 시점으로부터 설정 시간이 경과 된 시점에서 전류센서를 통해 검출한 스트링 전체의 전류값에 의거하여 산출한 평균전류값이 설정된 기준전류값 이하이면, 해당 시점에서 검출한 전류값을 각 스트링에 대한 전류센서의 옵셋값으로 인식하여서 전류센서의 옵셋을 보정함으로써 태양전지의 발전 상태를 정확히 보고하므로, 태양광 발전시스템의 발전 상황 관련 정보를 사용자에게 정확히 제공할 수 있게 한 것이다.Patent Document 2 discloses that when the average current value calculated based on the current value of the entire string formed by the connection of the solar cell module detected by the current sensor reaches the maximum current average value of the day If the average current value calculated based on the current value of the entire string detected through the current sensor is less than the set reference current value at the time when the set time has elapsed from the current time point, And corrects the offset of the current sensor to accurately report the power generation state of the solar cell, so that it is possible to accurately provide information on the power generation status of the solar power generation system to the user.
이러한 종래의 태양광 접속반은 복수의 태양광 패널로부터 출력되는 DC전원을 효과적으로 병합하고 AC로 변환하여 계통에 제공할 수 있으나, 누설전류가 발생할 경우 장비에 악영향을 줄 수 있음은 물론 화재가 발생할 염려가 있다. 이에 누설정류를 감지할 수 있는 기술로 특허문헌 3 및 4가 있으나, 이들은 누설전류를 감지할 수는 있으나, 전류의 누설 위치가 다수의 태양광 패널 중 어느 것인지 여부를 판단하기 어려운 문제가 있다. Such a conventional solar light connecting panel can effectively combine the DC power output from a plurality of solar panels and convert the AC power into AC, which can be provided to the system. However, if a leakage current occurs, the equipment may be adversely affected, There is concern. Patent Literatures 3 and 4 disclose techniques for detecting leakage rectification. However, there is a problem that it is difficult to determine whether the current leakage position is one of a plurality of solar panels, although they can detect the leakage current.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 다수의 태양광 패널 중 어느 패널에서 기준치 이상의 전류의 누설이 발생하였는지를 구분할 수 있을 뿐만 아니라, 실시간으로 접속반 내부의 아크나 과열을 감지하여 화재 징후를 예측할 수 있는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been developed in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to not only identify the leakage of a current exceeding a reference value in any one of a plurality of solar panels, And it is an object of the present invention to provide a solar light connecting panel having a leakage current and fire warning monitoring function capable of predicting a fire symptom.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반은 다수의 태양광 패널(100)로부터 출력되는 전원을 인버터(200)에서 변환하여 수요처에 제공하는 태양광 접속반에 있어서, 각각의 태양광 패널의 출력라인에 설치된 스위치(10); 상기 인버터의 입력라인 각각에 설치된 전류감지수단(20); 상기 전류감지수단에서 감지된 전류를 비교하여 두 라인의 총전류차를 산출하는 전류검출부(30); 상기 전류검출부에서 검출된 총전류차를 기 설정된 총전류차임계값을 대비하여 전류 누설 여부를 감지하고, 상기 전류검출부에서 검출된 총전류차가 상기 기 설정된 총전류임계값을 초과한 것으로 판단되면, 각 태양광 패널의 출력라인에 설치된 스위치를 순차적으로 차단시키면서 다음의 수학식,According to an aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic module having a function of monitoring a leakage current and a fire symptom according to the present invention, wherein a power output from a plurality of solar panels is converted by an inverter and provided to a customer A switch (10) provided on an output line of each solar panel; Current sensing means (20) provided on each of the input lines of the inverter; A current detector (30) for comparing the current sensed by the current sensing means and calculating a total current difference of two lines; Wherein the current detection unit detects a current leakage by comparing the total current difference detected by the current detection unit with a preset total current difference threshold value and if it is determined that the total current difference detected by the current detection unit exceeds the preset total current threshold, While sequentially disconnecting the switches provided on the output lines of the respective solar panels,
에 따라 태양광 패널 별 누설전류값을 산출하고, 상기 산출된 태양광 패널 별 누설전류값 중 기 설정된 기준치를 초과하는 누설전류값을 찾아내는 것에 의해 누설전류에 의한 이상이 발생한 태양광 패널을 찾아내는 누설전류감시부(40); 및 상기 누설전류감시부(40)의 제어에 따라 상기 스위치를 제어하는 스위치제어부(50)를 포함한다. A leakage current value for each solar panel is calculated and a leakage current value exceeding a preset reference value among the calculated leakage current values for each solar panel is searched to find a solar panel in which an abnormality due to leakage current has occurred A current monitoring unit (40); And a switch controller (50) for controlling the switch under the control of the leakage current monitoring unit (40).
여기서, 상기 전류감지수단(20)은 CT(current transformer)일 수 있다. Here, the current sensing means 20 may be a current transformer (CT).
그리고, 상기 접속반 내부에는 아크 발생을 검출하는 아크센서(60)가 더 설치되고, 아크센서에서 검출된 아크 발생여부에 따라 단락 또는 절연 열화를 감시하는 화재징후감지부(70)를 구비할 수 있다. In addition, an
또한, 상기 접속반 내부에는 내부온도를 감지하는 온도센서(80)를 더 구비하고, 상기 화재징후감지부(70)는 온도센서에서 감지된 온도를 기 설정된 온도상한값과 비교하여 온도상한값에 도달할 경우 화재 위험을 알릴 수 있다. Further, the connection panel further includes a
또한, 상기 화재징후감지부(70)는 온도센서에서 실시간 감지된 실시간온도변화율과 기 설정된 기준온도변화율을 비교하여 감지된 실시간온도변화율이 기준온도변화율보다 높을 경우 화재 위험을 알릴 수 있다. In addition, the fire symptom detector 70 compares the real-time temperature change rate detected in real time with the predetermined reference temperature change rate, and can notify the fire risk when the detected real-time temperature change rate is higher than the reference temperature change rate.
또한, 상기 화재징후감지부(70)는 접속반 내부 온도가 기 설정된 하한 임계치를 초과한 때부터, 실시간온도변화율이 기준온도변화율보다 높은지 여부를 판단할 수 있다. In addition, the fire symptom detecting unit 70 can determine whether the real-time temperature change rate is higher than the reference temperature change rate from when the internal temperature of the connection panel exceeds a preset lower-limit threshold.
또한, 상기 누설전류감시부(40)는 누설전류가 기준치를 초과하는 태양광 패널이 찾아진 경우, 상기 스위치를 제어하는 것에 의해 누설전류가 발생한 태양광 패널을 상기 태양광 접속반으로부터 분리시킬 수 있다. In addition, when the solar panel whose leakage current exceeds the reference value is found, the leakage
또한, 상기 누설전류감시부(40)는 누설전류가 발생한 태양광 패널을 상기 태양광 접속반으로부터 분리시키는 경우, 다음의 수학식,When the leakage
에 따라, 상기 총전류임계값을 하향 보정할 수 있다. , The total current threshold value may be corrected downward.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반은 인버터의 입력라인 각각에 설치된 전류감지수단에서 감지된 전류를 비교하여 두 라인의 총전류차를 산출하고 산출된 총전류차를 설정된 총전류차임계값을 대비하여 전류 누설 여부를 감지한 후, 어느 하나의 태양광 패널이 차단된 상태에서의 전류차총합이 총전류차임계값에서 차지하는 비율을 사용하여 누설전류가 발생된 태양광 패널을 찾아낼 수 있게 함에 의해 누설전류가 발생되는 태양광 패널을 보다 쉽게 찾아낼 수 있는 효과가 있다. As described above, the photovoltaic module having the leakage current and fire symptom monitoring function according to the present invention compares the currents sensed by the current sensing means provided on each of the input lines of the inverter to calculate the total current difference of the two lines, The total current difference is calculated by comparing the sum of the total current differences with the total current difference threshold value and detecting the leakage current using the ratio of the sum of the current differences in a state in which one of the solar panels is blocked to the total current difference threshold value It is possible to more easily find a solar panel in which a leakage current is generated by making it possible to find a solar panel in which a current is generated.
특히, 기존의 접속반을 변경하기 않고 인버터의 입력라인에 CT를 설치하고 이 CT에서 감지된 전류만을 분석하여 누설 전류가 발생되는 태양광 패널을 감시할 수 있으므로 기존의 접속반에 쉽게 감시 장치를 설치할 수 있는 효과가 있다. In particular, CT can be installed on the input line of the inverter without changing the existing connection panel, and only the current sensed by the CT can be analyzed to monitor the solar panel where leakage current is generated. There is an effect that can be installed.
또한, 접속반의 내부에 설치된 온도센서에서 감지된 온도를 기 설정된 온도상한값과 비교하거나, 실시간온도변화율과 설정된 기준온도변화율을 비교하여 화재징후를 감지할 수 있게 함으로써 과열을 보다 정확하게 감시할 수 있는 효과가 있는 것이다. Also, it is possible to more accurately monitor the overheating by comparing the temperature sensed by the temperature sensor installed in the connection module with a preset upper limit temperature or by comparing the real time temperature change rate with the set reference temperature change rate to detect the fire symptom .
도 1은 본 발명에 따른 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반에서 누설전류가 발생된 태양광 패널을 찾는 과정을 도시한 흐름도
도 3은 본 발명에 따른 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반에서 화재 징후를 감시하는 과정을 도시한 흐름도 1 is a schematic diagram of a solar light connecting panel having a leakage current and fire warning monitoring function according to the present invention
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of finding a solar panel in which a leakage current is generated in a solar photovoltaic module having a leakage current and fire symptom monitoring function according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process of monitoring a fire symptom in a solar light connection panel having a leakage current and fire symptom monitoring function according to the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 인버터로 입력되는 두 라인의 전류를 감지하여 각 태양광 패널에서의 전류 누설을 감지할 수 있다. 또한, 온도센서에서 감지된 온도나 아크센서로부터 감지된 아크로부터 화재징후도 동시에 감지할 수 있어 누전에 의한 화재를 미연에 방지할 수 있는 것이다.The present invention can detect current leakage in each solar panel by sensing the currents of two lines input to the inverter. In addition, it is possible to simultaneously detect the fire sensation from the temperature detected by the temperature sensor or the arc detected from the arc sensor, thereby preventing a fire caused by a short circuit.
이러한 본 발명에 따른 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반은 도 1에 도시한 바와 같이, 각 태양광 패널(100)로부터 출력되는 전원을 병합하여 입력받는 인버터(200)의 두 입력라인(L1, L2)의 전류를 감지하는 전류감지수단(20)과 상기 전류감지수단(20)에서 감지된 전류를 분석하여 태양광 패널의 전류 누설 여부를 감시하는 누설전류감지부(40)를 구비하고 있다. As shown in FIG. 1, the photovoltaic panel having the leakage current and fire symptom monitoring function according to the present invention has two inputs (not shown) of the
상기 전류감지수단(20)은 상기한 바와 같이, 인버터(200)의 두 입력라인(L1, L2)에 각각 설치되어 있으며, 통상적으로 전원선에 설치되어 전원선에 흐르는 전류를 감지하는 CT(current transformer)가 사용될 수 있다. As described above, the
상기 전류감지수단(20)에서 감지된 두 입력라인(L1, L2)의 전류는 그 전단에 구비된 모든 태양광 패널로부터 출력되는 전류가 합쳐진 전류이고, 두 라인 중 일측은 + 이고 타측은 -가 되며, 정상적인 상태에서는 양 극에 흐르는 전류가 일정하지만, 태양광 패널 중 어느 하나의 태양광 패널에 전류의 누설이 있을 경우 두 입력라인(L1, L2)에 흐르는 전류값에 차이가 발생하고 이렇게 발생된 두 입력라인(L1, L2)의 전류 차이로부터 인버터(200) 전단에서 전류 누설이 발생하였는지 여부를 확인할 수 있는 것이다. 부연하면, 그 차이가 누설전류값일 수 있다. The currents of the two input lines L 1 and L 2 sensed by the current sensing means 20 are the sum of the currents output from all the solar panels provided at the previous stage, and one of the two lines is + In the normal state, the current flowing in the both poles is constant. However, when there is leakage of current to any one of the solar panels, there occurs a difference in the current values flowing through the two input lines (L1 and L2) It is possible to confirm whether or not a current leakage occurs at the front end of the
상기 전류감지수단(20)에 의해 감지된 전류를 비교하여 전류차를 산출하는 수단으로 전류검출부(30)를 구비하고 있다. And a
상기 전류검출부(30)는 전류감지수단(20)에서 감지된 두 입력라인(L1, L2)의 전류를 비교하여, 그 전류차를 산출하며, 이렇게 산출된 전류차는 상기 누설전류감시부(40)에 전달되어 전류가 누설되었는지 여부를 확인하게 된다. The
상기 전류검출부(30)에서 검출된 전류차는 상기한 바와 같이 모든 태양광 패널로부터 출력된 전원의 총합에 대응되는 두 입력라인(L1, L2)에서의 전류값의 차이이다. The current difference detected by the
상기 전류검출부(30)에서 검출된 총전류차는 누설전류감시부(40)에 전달되고, 상기 누설전류감시부(40)에서는 기 설정된 총전류차임계값을 대비하여 기 설정된 기준 이상 전류 누설 여부를 감지한다. The total current difference detected by the current detecting
즉, 상기 누설전류감지부(40)는 검출된 총전류차와 총전류차임계값을 비교하기 위한 프로그램이 구비된 마이크로프로세서일 수 있고, 상기한 총전류차임계값이 이미 설정되어 있다. That is, the leakage
물론, 상기 총전류차임계값은 태양광 패널을 포함하는 태양광 발전시스템의 특성에 따라 임의로 조절할 수 있다. Of course, the total current difference threshold value can be arbitrarily adjusted according to the characteristics of the solar power generation system including the solar panel.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 누설전류감지부(40)에서 총전류차와 총전류차임계값을 비교하여 총전류차가 총전류차임계값보다 클 경우 전단의 태양광 패널 중 적어도 어느 하나에서 전류 누설이 기준치 이상 발생할 수 있는 상태임을 인식할 수 있다. 2, when the total current difference is larger than the total current difference threshold value by comparing the total current difference and the total current difference threshold value in the leakage
이렇게 태양광 패널 중 적어도 어느 하나에서 전류 누설이 기준치 이상 발생할 수 있는 상태임이 확인되면, 상기 누설전류감지부(40)에서는 어느 태양광 패널에서 전류가 기준치 이상 누설되었는지를 판단하기 위해 태양광 패널 중 어느 하나의 패널의 출력라인에 설치된 스위치(10)를 차단하고, 다시 인버터(200)의 입력라인(L1, L2)에 설치된 전류감지수단(20)으로부터 입력되는 전류를 이용하여 전류가 기 설정된 기준치 이상 누설되는 태양광 패널을 감지하는 것이다. If it is determined that the current leakage can occur more than the reference value in at least one of the solar panels, the leakage
이렇게 누설전류감지부(40)에서 기 설정된 기준치 이상 전류가 누설되는 태양광 패널을 찾기 위해서는 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 스위치(10)가 각 태양광 패널(100)의 출력라인에 설치되어 있고, 이 스위치(10)들의 온/오프를 제어하기 위한 스위치제어부(50)를 더 구비하고 있다. 1, the
상기 스위치제어부(50)는 상기 누설전류감지부(40)의 제어신호에 따라 태양광 패널(100) 중 어느 하나의 출력라인에 설치된 스위치(10)를 차단하고, 이 상태에서 다시 전류를 감지 및 분석하여 기 설정된 기준치 이상 누설전류가 발생된 태양광 패널을 찾는 것이다. The
어느 하나의 태양광 패널(100)에 대응한 스위치(10)를 차단한 상태에서 전류감지수단에서 앞서 본 바와 같이 전류가 감지되고 전류검출부(30)에서 전류차총합(It)이 계산될 수 있다. 그리고, 스위치가 차단된 단일 태양광 패널의 누설 전류값은 다음의 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.
A current is sensed as seen in the current sensing means in a state in which the
그리고, 누설전류감시부(40)는 스위치가 차단된 단일 태양광 패널의 누설 전류값이 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고 기준치를 초과하는 것으로 판단된 경우, 외부에 알람을 제공할 수 있다. 이때, 기준치를 초과한 누설전류를 발생시키는 태양광 패널에 대응하는 스위치는 오프 상태를 유지할 수 있다. The leakage
상기와 같이, 적어도 어느 하나의 태양광 패널의 누설 전류값이 기준치를 초과하는 것으로 판단되면 기준치를 초과한 누설전류를 발생시키는 태양광 패널에 대응하는 스위치는 오프 상태가 유지될 수 있다. 이때, 누설전류 모니터링 기능은 정상적으로 유지되어야 한다. 총전류차임계값은 기준치를 초과한 누설전류를 발생시키는 태양광 패널에 대응하는 스위치의 오프 상태 이전의 값이다. 따라서, 기준치를 초과한 누설전류를 발생시키는 태양광 패널에 대응하는 스위치의 오프 상태 이벤트가 발생한 경우, 총전류임계값은 하향 보정되어야 한다. 총전류임계값은 태양광 접속반에 접속된 전체 태양광 패널을 기준으로 설정되므로, 보정이 되지 않으면, 태양광 패널에 대응하는 스위치의 오프 상태 이벤트가 발생한 후 추가적인 누설 전류값이 기준치를 초과한 태양광 패널이 있는 것을 감지하지 못할 수 있기 때문이다. 따라서, 태양광 패널에 대응하는 스위치의 오프 상태 이벤트가 발생한 후 스위치가 오프된 개수에 따라 총전류임계값은 하향 보정되어야 한다. 이때, 총전류임계값은 다음의 수학식 2에 의해 하향 보정될 수 있다.
As described above, when it is determined that the leakage current value of at least one solar panel exceeds the reference value, the switch corresponding to the solar panel generating the leakage current exceeding the reference value can be kept in the off state. At this time, the leakage current monitoring function should be maintained normally. The total current difference threshold value is a value before the off state of the switch corresponding to the solar panel generating the leakage current exceeding the reference value. Accordingly, when an off-state event of a switch corresponding to a solar panel generating a leakage current exceeding a reference value occurs, the total current threshold value should be down-corrected. Since the total current threshold is set based on the total solar panel connected to the photovoltaic panel, if the correction is not made, the additional leakage current value exceeds the reference value after the off-state event of the switch corresponding to the solar panel It may not be able to detect that there is a solar panel. Therefore, the total current threshold must be down-corrected according to the number of switches turned off after an off-state event of the switch corresponding to the solar panel. At this time, the total current threshold value can be down-corrected by the following equation (2).
위와 같이 보정되는 것에 의해, 일부 태양광 패널이 누설전류 값이 기 설정된 기준치를 초과하여 스위치 오프된 경우에도 정상적으로 태양광 접속반에서 누설전류가 모니터링될 수 있다. By correcting as described above, it is possible to normally monitor the leakage current in the photovoltaic connection module even when some solar panels exceed the preset reference value and are switched off.
상기한 바와 같이 누설 전류 여부를 감지할 수 있는 본 발명의 태양광 접속반에는 화재징후를 감지할 수 있는 수단을 더 구비하여 화재를 미연에 방지할 수 있다. As described above, the solar photovoltaic module of the present invention capable of detecting leakage current can further include a means for detecting a fire symptom, thereby preventing a fire from occurring.
물론, 기존의 태양광 접속반에도 과열을 감지할 수 있는 수단이 구비되어 있으나, 이들은 어느 하나의 기준만으로 과열 여부를 감지함으로써 신뢰성이 떨어진다. Of course, existing solar connection panels also have means for detecting overheating, but they are less reliable due to the detection of overheating by only one criterion.
이에 본 발명은 접속반 내부에 아크 발생을 검출하는 아크센서(60)를 설치하고, 상기 아크센서(60)에서 검출된 아크 발생 여부에 따라 단락 또는 절연 열화를 감시하는 화재징후감지부(70)를 구비하고 있을 뿐만 아니라, 온도센서(80)를 더 구비하여 순간적이 아크 이외에 지속적으로 누적된 과열에 의한 화재도 방지할 수 있게 하였다. 아크센서(60)는 태양광 접속반 내에 설치될 수 있다. Accordingly, the present invention is characterized in that an arc sensor (60) for detecting the occurrence of an arc is installed in a connection board, and a fire symptom detection unit (70) for monitoring a short circuit or insulation deterioration according to whether an arc is detected by the arc sensor (60) And further includes a
특히, 온도센서(80)로부터 감지된 온도를 이용하여 과열 및 화재 징후를 감지하는 방법은 두 가지를 병행함으로써 화재 징후를 보다 정밀하게 예측할 수 있는 것이다. 온도센서(80)는 태양광 접속반 내에 설치될 수 있다. In particular, the method of detecting the overheating and the fire symptom by using the temperature sensed by the
즉, 접속반에는 다양한 회로를 구비하고 있고, 이들은 외부의 자극 누적됨에 따라 서서히 온도가 상승하여 화재가 발생하거나 순간적인 과도한 자극(전규, 전압)에 의해 급격이 온도가 상승하여 화재가 발생할 수 있다. In other words, various circuits are provided in the connection section. As the external stimulus accumulates, the temperature gradually rises and a fire may occur or a sudden excessive stimulation (voltage, .
따라서 본 발명에서는 이들을 모두 감지할 수 있도록 온도센서(80)에서 감지된 온도에 따라 화재를 예측하되, 먼저, 온도센서에서 감지된 온도를 기 설정된 온도상한값과 비교하여 온도상한값에 도달할 경우 화재 위험을 알리게 하였다. 즉, 외부의 자극에 의해 접속판 배선 회로가 서서히 노후되거나 열화되어 온도가 서서히 상승할 경우에는 온도상한값과 감지된 온도를 비교하여 화재 징후를 감지하여 미리 알리는 것이다. Therefore, according to the present invention, fire is predicted according to the temperature sensed by the
다른 하나의 방법은 극심한 외부 자극에 의한 화재 징후를 감지하는 방법으로, 이는 온도센서에서 실시간 감지된 실시간온도변화율과 기 설정된 기준온도변화율을 비교하여 감지된 실시간온도변화율이 기준온도변화율보다 높을 경우 화재 징후를 알리는 것이다. 다만, 실시간 온도변화율에 따라 감시를 하게 되는 경우, 화재 징후가 아닌 정상적인 동작에서도 알람이 빈번하게 발생할 수 있다. 따라서, 화재 징후에 대한 예측 측면에서, 온도가 하한 임계치를 초과한 때부터 실시간 온도 별화율을 감시하고 그 실시간 온도 변화율이 기 설정된 기준온도변화율을 초과한 때 외부에 알람을 제공하는 것이 바람직하다. Another method is to detect a fire symptom by extreme external stimuli. When the detected real time temperature change rate is higher than the reference temperature change rate by comparing the real time temperature change rate detected by the temperature sensor in real time and the preset reference temperature change rate, It is to signal signs. However, when the monitoring is performed in accordance with the real-time temperature change rate, an alarm may frequently occur even in a normal operation other than a fire symptom. Therefore, it is desirable to monitor the rate of real-time temperature discrimination from the time when the temperature exceeds the lower limit threshold value and to provide an alarm to the outside when the real-time temperature rate of change exceeds a predetermined reference temperature rate.
도 3에 도시한 바와 같이, 온도센서(80)에서 지속적으로 접속반 내부의 온도를 감지하여 화재징후감지부(70)에 전송하면 화재징후감지부(70)에서는 실시간으로 감지된 온도를 온도상한값과 비교함과 동시에 시간이 경과함에 따른 온도 상승률을 계산하여 기준온도변화율과 비교하고, 두 조건 중 어느 하나에 해당할 경우 화재 징후로 인지하여 화재 징후 경보를 울리는 것이다. As shown in FIG. 3, when the
상기 화재징후감지부(70)는 상기한 바와 같이 감지된 온도와 설정된 온도상한값, 실시간으로 변하는 온도변화율과 기준온도변화율을 비교하는 프로그램이 구비된 마이크로프로세서일 수 있고, 상기한 온도상한값과 기준온도변화율이 이미 저장되어 있다. 앞서 본 바와 같이 화재징후감지부(70)는 실시간으로 변하는 온도변화율과 기준온도변화율을 태양광 접속반 내 온도가 기 설정된 하한 임계치를 초과한 때부터 비교하고, 그 비교 결과 실시간 온도 변화율이 기준 온도 변화율을 초과한 때 외부에 알람을 제공할 수 있다. The fire symptom detector 70 may be a microprocessor having a program for comparing the sensed temperature, a set temperature upper limit value, a temperature change rate varying in real time, and a reference temperature change rate, and the temperature upper limit value and the reference temperature The rate of change is already stored. As described above, the fire symptom detection unit 70 compares the temperature change rate changing in real time and the reference temperature change rate from the time when the temperature in the solar cell connection half exceeds the predetermined lower threshold value, and if the comparison result shows that the real- An alarm can be provided externally when the rate of change is exceeded.
10: 스위치
20: 전류감지수단
30: 전류검출부
40: 누설전류감시부
50: 스위치제어부
60: 아크센서
70: 화재징후감지부
80: 온도센서10: Switch
20: Current sensing means
30:
40: Leakage current monitoring section
50: Switch control section
60: arc sensor
70: a fire symptom detection unit
80: Temperature sensor
Claims (8)
상기 태양광 접속반은,
각각의 태양광 패널의 출력라인에 설치된 스위치(10);
상기 인버터의 입력라인 각각에 설치된 전류감지수단(20);
상기 전류감지수단에서 감지된 전류를 비교하여 두 라인의 총전류차를 산출하는 전류검출부(30);
상기 전류검출부에서 검출된 총전류차를 기 설정된 총전류차임계값을 대비하여 전류 누설 여부를 감지하고, 상기 전류검출부에서 검출된 총전류차가 상기 기 설정된 총전류임계값을 초과한 것으로 판단되면, 각 태양광 패널의 출력라인에 설치된 스위치를 순차적으로 차단시키면서 다음의 수학식,
에 따라 태양광 패널 별 누설전류값을 산출하고,
상기 산출된 태양광 패널 별 누설전류값 중 기 설정된 기준치를 초과하는 누설전류값을 찾아내는 것에 의해 누설전류에 의한 이상이 발생한 태양광 패널을 찾아내는 누설전류감시부(40)
상기 누설전류감시부(40)의 제어에 따라 상기 스위치를 제어하는 스위치제어부(50); 및
상기 접속반 내부에는 아크 발생을 검출하는 아크센서(60)가 더 설치되고, 아크센서에서 검출된 아크 발생여부에 따라 단락 또는 절연 열화를 감시하는 화재징후감지부(70)를 구비한 것을 특징으로 하는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템.1. A solar power generation system comprising a plurality of solar panels (100) and a solar cell module for converting the power output from the plurality of solar panels with an inverter (200) and providing the same to a customer,
In the solar cell connecting unit,
A switch 10 installed on an output line of each solar panel;
Current sensing means (20) provided on each of the input lines of the inverter;
A current detector (30) for comparing the current sensed by the current sensing means and calculating a total current difference of two lines;
Wherein the current detector detects a current leakage by comparing the total current difference detected by the current detector with a predetermined total current difference threshold value and if the total current difference detected by the current detector exceeds the predetermined total current threshold, While sequentially disconnecting the switches provided on the output lines of the respective solar panels,
The leakage current value of each photovoltaic panel is calculated,
A leakage current monitoring unit (40) for finding a solar panel in which an abnormality due to a leakage current occurs by finding a leakage current value exceeding a preset reference value among the calculated leakage current values for each solar panel,
A switch control unit 50 for controlling the switch under the control of the leakage current monitoring unit 40; And
And an arc sensor 60 for detecting the occurrence of an arc is further provided in the connection board and a fire symptom detecting unit 70 for monitoring a short circuit or insulation deterioration according to whether an arc is detected by the arc sensor. And a photovoltaic module having a leakage current and a fire warning monitoring function.
상기 전류감지수단(20)은 CT(current transformer)인 것을 특징으로 하는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the current sensing unit (20) is a current transformer (CT). The photovoltaic generation system according to claim 1, wherein the current sensing unit (20) is a current transformer.
상기 접속반 내부에는 내부온도를 감지하는 온도센서(80)를 더 구비하고, 상기 화재징후감지부(70)는 온도센서에서 감지된 온도를 기 설정된 온도상한값과 비교하여 온도상한값에 도달할 경우 태양광 접속반 화재 위험을 알리는 것을 특징으로 하는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템.The method according to claim 1,
The fire alarm detection unit 70 compares the temperature sensed by the temperature sensor with a predetermined upper temperature limit value, and when the temperature reaches the upper temperature limit value, And a photovoltaic connection panel having a leakage current and fire symptom monitoring function, characterized in that the photovoltaic module is provided with a photovoltaic connection fire alarm.
상기 화재징후감지부(70)는 온도센서에서 실시간 감지된 실시간온도변화율과 기 설정된 기준온도변화율을 비교하여 감지된 실시간온도변화율이 기준온도변화율보다 높을 경우 태양광 접속반 화재 위험을 알리는 것을 특징으로 하는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템.5. The method of claim 4,
The fire symptom detector 70 compares the real-time temperature change rate detected by the temperature sensor with the preset reference temperature change rate and informs the user of the risk of the solar connection fire when the detected real-time temperature change rate is higher than the reference temperature change rate And a photovoltaic module having a leakage current and a fire warning monitoring function.
상기 화재징후감지부(70)는 접속반 내부 온도가 기 설정된 하한 임계치를 초과한 때부터, 실시간온도변화율이 기준온도변화율보다 높은지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the fire symptom detecting unit (70) determines whether or not a real time temperature change rate is higher than a reference temperature change rate from a time when the connection half internal temperature exceeds a predetermined lower limit threshold value A photovoltaic power generation system comprising a photovoltaic module.
상기 누설전류감시부(40)는 누설전류가 기준치를 초과하는 태양광 패널이 찾아진 경우, 상기 스위치를 제어하는 것에 의해 누설전류가 발생한 태양광 패널을 상기 태양광 접속반으로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템.The method according to claim 1,
The leakage current monitoring unit (40) separates the solar panel, which generates a leakage current, from the solar cell connection panel by controlling the switch when a solar panel whose leakage current exceeds a reference value is detected And a photovoltaic module having a leakage current and a fire warning monitoring function.
상기 누설전류감시부(40)는 누설전류가 발생한 태양광 패널을 상기 태양광 접속반으로부터 분리시키는 경우, 다음의 수학식,
에 따라, 상기 총전류임계값을 하향 보정하는 것을 특징으로 하는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템.
8. The method of claim 7,
When the leakage current monitoring unit 40 separates the photovoltaic panel from which the leakage current is generated from the photovoltaic connection panel,
Wherein the total current threshold value is corrected in accordance with the total current threshold value of the photovoltaic module.
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