KR101535589B1 - 분산 인버터 및 지능형 게이트웨이 - Google Patents

분산 인버터 및 지능형 게이트웨이 Download PDF

Info

Publication number
KR101535589B1
KR101535589B1 KR1020097026286A KR20097026286A KR101535589B1 KR 101535589 B1 KR101535589 B1 KR 101535589B1 KR 1020097026286 A KR1020097026286 A KR 1020097026286A KR 20097026286 A KR20097026286 A KR 20097026286A KR 101535589 B1 KR101535589 B1 KR 101535589B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gateway
microinverters
monitoring
wiring
inverter
Prior art date
Application number
KR1020097026286A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100017843A (ko
Inventor
로버트 알. 로트졸
라잔 엔. 카푸어
수하스 에스. 파틸
Original Assignee
엔페이즈 에너지, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔페이즈 에너지, 인코포레이티드 filed Critical 엔페이즈 에너지, 인코포레이티드
Publication of KR20100017843A publication Critical patent/KR20100017843A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101535589B1 publication Critical patent/KR101535589B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/30—The power source being a fuel cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Abstract

새로운 파티셔닝 방식을 이용하여 하나 이상의 소스들로부터의 DC를 AC전력으로 변환하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 이 파티셔닝 방법은 특히 광기전성(photovoltaic; PV) 마이크로인버터 애플리케이션들에 적합하다. 1차적인 목표는 시스템의 설비, 동작 및 유지를 안전하고 단순하게 하는 것이다. 2차적인 목표는 가격 효율적인 방법으로 컨버터의 신뢰도 및 수명을 개선하는 것이다. 일 실시예에서, 마이크로인버터들은 광기전성 모듈들과 일-대-일 인접한 곳에 위치하고, 각각의 인접한 마이크로인버터는 감소된 수의 기능들 및 컴포넌트들과 통합한다. 남아있는 공통의 기능들 및 제어들은 별개로 구현된다.

Description

분산 인버터 및 지능형 게이트웨이{DISTRIBUTED INVERTER AND INTELLIGENT GATEWAY}
본 발명은 직류(DC)에서 교류(AC)로의 전력 변환에 관련되며, 더 구체적으로 AC로의 광기전성(photovoltaic) 모듈 출력 전력 변환에 관련된다.
최근 몇 년 동안, 전기의 분산된 발전(generation)은 유틸리티 그리드로부터 생산된 에너지의 더 점점 더 큰 부분이 되고 있다. 태양 광기전성 모듈, 배터리, 연료 셀 등과 같은 전기 에너지의 분산된 소스들은 직류(DC) 전력을 생산하며, 이는 주거용 및 상업용 설정에서 전송되고 사용되기 위해 교류(AC) 전력으로 변환되어야만 한다.
또한, 분산 생산이 증가하면서, 일반적으로 "그리드(grid)"로 알려진, 유틸리티 그리드는 다수의 발전기(generators) 및 다수의 로드들 사이의 증가한 코디네이션(coordination)을 제공할 스마트-그리드로 정의되도록 변환될 것이다. "그리드 연결(Grid tied)" 광기전성 시스템은 오늘날 태양 전기 시스템의 가장 일반적인 형태이며, 그들은 넷-미터링(net-metering)이라 불리는 코디네이션의 형태를 사용한다.
대다수의 광기전성 설비들은 약 2-3kW의 평균 용량을 가지는 가정용이다. 새로운 발전 용량의 대부분은 상업용 빌딩 및 유틸리티 스케일의 설비들에 설치되고 있다. 주거용 시스템들은 일반적으로 단상(single phase) AC를 사용하며, 상업용 시스템들은 주로 삼상(three phase) AC를 주로 사용한다.
주거용 지붕(rooftop)은 박공(gable)들의 존재, 다수의 지붕 각도, 및 이러한 다른 장애들로 인해 광기전성 모듈의 설치 및 연결에 있어서 특별한 과제들을 제공한다. 이러한 지붕들은 광기전성 모듈들이 최대 전력을 수확(harvest)하기 위해 위치할 수 있는, 충분히 크고 태양을 향해 공통적으로 지향된 표면을 노출하지 않는다. 현재 일반적인 인버터-기반 상호연결들은 IR(전류 곱하기 저항) 손실을 최소화하기 위해 최적화된다. 이는 스트링 디자인으로 지칭된다. 인버터들은 PV 모듈들의 스트링들 상에서 최대 전력 포인트 추적(maximum power point tracking; MPPT)으로 지칭되는 기능을 수행한다. MPPT 프로세스는 스트링 출력 전압 곱하기 전류로서 계산되는 스트링 출력 전력을 최대화하는 정확한 로드 전압을 결정하기 위해 연속적이거나 샘플 기반의 PV 모듈 스트링 출력 전류-전압 곡선을 평가한다. 주거용 지붕의 특성으로 인하여, 스트링 디자인은 광기전성(PV) 어레이에서 낮은 전력 생산 모듈들의 레벨의 MPPT 성능을 초래한다. 이는 전체 어레이에서 수확되는 AC 전력을 저하시킨다.
PV 모듈과의 일-대-일 구성에서의 마이크로 인버터들의 사용은 스트링 디자인 과제들을 제거하고, 그로 인해 각각의 PV 모듈이 자신의 전체 용량의 전류를 생산하고 단위 PV 모듈 레벨로 MPPT를 진정하게 허용한다. 마이크로인버터들 및 PV 모듈들의 일-대-일 배열은 관련 기술에서 AC PV 모듈들로서 지칭된다.
상업 빌딩들 및 더 큰 설비들은 약간 상이한 과제들을 제공한다. 상업 빌딩들에서, 더 크고, 일반적으로 지향된 공간들이 일반적으로 사용가능하나, 이 경우에도, HVAC 컴포넌트들과 같은 장애물들이 태양 복사(radiation)를 막는 컴포넌트들로서 다루어져야만 한다. 스트링 디자인 및 MPPT는 또한 계속 고려된다. 또한, 이러한 설비들이 종종 수천 개의 PV 모듈들로 구성되기 때문에, 모니터링, 운용 및 정비는 시간 소모적이고 비쌀 수 있다.
상업 설비들을 위한 AC PV모듈들의 사용은 스트링 디자인을 단순화하고, AC 전력 수확을 개선하며, 모듈 단위로 모듈에서 전체 PV 어레이를 원격으로 모니터링하는 능력을 제공한다. 다상(multiphase) 마이크로인버터는 실질적으로 밸런스된 다상 AC 전력을 전달하는 추가적인 이점을 가진다.
마이크로인버터들의 이점들은 거의 30여 년 이전의 관련 기술에 기록되어있다. 그러나, 마이크로인버터들의 사용은 일반적인 인버터들과 비교할 때 그들의 조악한 신뢰성 및 효율성 그리고 그들의 높은 가격으로 인하여 무시해도 좋을 만큼 사소하다.
일반적으로, PV 모듈들은 태양 복사에 대한 최대 노출을 획득하기 위해 적대적인 외부 환경에 위치된다. 마이크로인버터들은 그들의 전체 이점들을 실현하기 위해 PV 모듈들에 대해 인접하여 위치하여야 한다. 일반적인 인버터들은 일반적으로, 예를 들어, 보호된 벽 또는 설비의 내부와 같은 종종 내부의 온화한 환경에 위치한다.
마이크로인버터들이 PV 모듈에 인접하게 위치될 때, 적대적인 외부 환경은 높은 신뢰성, 높은 효율 및 낮은 비용을 위한 디자인 과제들을 악화시킨다. 유사하게, 지붕에서 마이크로인버터들을 서비스하고 교체하는 것은 중앙화된(centralized) 인버터들을 서비스하고 교체하는 것보다 더 도전적이고 노동 집약적이다.
마이크로인버터들에 대한 관련 기술 디자인 방법은 마이크로인버터들을 일반적인 인버터들의 소형화된 버전으로서 구현하고, 일반적인 인버터들에서 사용되었던 모든 기능들 및 컴포넌트들을 통합하여 구현하는 것이었다. 마이크로인버터들을 위한 관련 기술의 초기 버전들은 전해질(electrolytic) 커패시터를 사용하고, 고온에서 저하되기 쉬운 수명을 가진다. 마이크로인버터의 관련 기술의 다른 버전은 전해질 커패시터를 제거하고, 수명을 늘렸다.
도 1은 일반적인 인버터를 사용하는 그리드 연결 광기전성 시스템의 관련 기술의 간략화된 다이어그램을 보여준다. 도 1을 참조하면, PV 모듈(102)들은 태양 복사에 직접 액세스하기 위해 외부(110)에 설치(mount)되었으며, DC 배선(104)을 통해 일반적인 인버터(105)에 연결된다. 인버터(105) 및 DC 배선(104) 모두는 구조의 내부와 같은 날씨 보호 구역(111)에 위치한다. 인버터(105)출력은 AC 배선(103)을 통해 로컬 AC 로드(106)들에 제공(feed)된다. 인버터의 출력은 또한 외부 AC 배선(107)을 통해 유틸리티 그리드(101)에 대해 넷-미터링을 위한 에너지의 양방향 플로우에 대해 또한 연결된다.
도 2는 마이크로인버터들을 포함하는 그리드 연결 광기전성 관련 기술의 간략화된 다이어그램을 보여준다. 도 2를 참조하면, PV 모듈(202)들은 태양 복사에 직접 액세스하기 위해 외부(210)에 설치되었다. 마이크로인버터들(203)은 (일반적으로 그들 아래의) 인접한 PV 모듈들(202)에 일-대-일로 전기적으로 연결되며, 개별 PV모듈 DC 출력들을 AC 전력으로 변환하고 이를 AC 배선(204)으로 제공한다. AC 배선(204)은 로컬 로드(206)들 및 유틸리티 그리드(201)를 공급한다.
관련 기술 마이크로인버터들의 문제는 안전과 코드 컴플라이언스를 포함하는 모든 인버터 기능들을 마이크로인버터 내에 배열하던지 또는 이러한 기능들이 어떻게 구현되는지 어드레스하지 않는다고 하더라도, 디자인이 높은 신뢰성과 긴 수명을 갖는 것을 어렵고 비싸게 만든다는 점이다. 배열은 또한 코드 컴플라이언스 요구사항들의 변화하는 경우 마이크로인버터의 재개발 및 교체를 요구할 수 있다.
따라서, 본 발명은 관련 기술의 제한 및 불리한 점들로 인한 하나 이상의 문제들을 실질적으로 회피하는 분산 인버터 및 지능형 게이트웨이를 지향한다.
본 발명의 이점은 단순하고 안전한 전력 변환 시스템의 설치, 작동 및 유지 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 마이크로인버터의 고도의 신뢰성 및 긴 수명을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 시스템의 수명 동안 시스템의 업그레이드 가능성을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들이 명세서에서 설명될 것이며, 명세서로부터 일부 명백해질 것이며, 또는 본 발명의 실현에 의해 학습될 것이다. 본 발명의 특징들은 상세한 설명, 여기의 청구범위 및 첨부된 도면들에 특히 명시된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.
본 발명의 목적에 따라 이러한 그리고 다른 이점들을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예는 에너지를 변환하기 위한 시스템을 지향한다. 에너지를 변환하는 시스템은 복수의 광기전성 모듈들을 포함한다. 복수의 마이크로인버터들이 일-대-일 관계로 광기전성 모듈들에 전기적으로 커플링된다. 시스템은 또한 복수의 마이크로컨버터들에 전기적으로 연결되는 게이트웨이를 포함하고 게이트웨이의 특징들은 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 중 적어도 하나를 이용하여 업그레이드될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에서, 본 발명의 실시예는 에너지 발전 시스템에서 사용되는 시스템에서 사용되는 게이트웨이를 포함한다. 게이트웨이는 복수의 마이크로인버터 및 유틸리티 그리드와 인터페이싱하기 위한 인터페이스 유닛을 포함한다. 게이트웨이는 안전 기능, 상기 유틸리티 그리드에 상기 복수의 마이크로인버터들을 동기화하는 동기화 기능, 및 상기 복수의 마이크로인버터들 및 상기 유틸리티 그리드를 모니터링하는 모니터링 기능 중 적어도 하나를 제어하기 위해 상기 인터페이스 유닛에 전기적으로 연결되는 제어 유닛을 포함한다. 상기 제어 유닛은 외부 모니터에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에서, 본 발명의 실시예는 복사 에너지(radiant energy)를 교류 전류로 전환하기 위한 광기전성 시스템을 포함한다. 광기전성 시스템은 일-대-일 관계로 상기 광기전성 모듈들과 연결되는 복수의 마이크로인버터들을 포함한다. 복수의 마이크로인버터들 각각은 인버전 유닛, MPPT 유닛, 안전 유닛, 인터페이스 유닛 및 제어 유닛을 포함한다. 인버전 유닛은 DC를 AC로 변환하고, MPPT 유닛은 상기 복수의 광기전성 모듈들로부터 전력 출력을 최적화한다. 통신 유닛은 상기 게이트웨이에 통신을 제공한다. 안전 유닛은 안전 기능들을 제공한다. 또한, 게이트웨이는 상기 복수의 마이크로 인버터들과 연결된다. 게이트웨이는 인터페이스 유닛과 제어 유닛을 포함한다. 인터페이스 유닛은 복수의 마이크로 인버터들 및 유틸리티 그리드와 인터페이싱한다. 제어 유닛은 안전 기능, 상기 유틸리티 그리드에 상기 복수의 마이크로인버터들을 동기화하는 동기화, 및 모니터링 중 적어도 하나를 제어하기 위한 인터페이스 유닛을 포함하고, 여기서 상기 제어 유닛은 외부 모니터에 연결될 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 아래의 상세한 설명은 예시적이고 설명적인 것이며 주장된 바와 같은 본 발명의 추가적인 설명을 제공하기 위한 의도임을 이해할 것이다.
첨부된 도면들 (이들은 본 발명의 추가적인 이해를 제공하고, 본 명세서의 일부를 구성하며 참조됨) 본 발명의 실시예들을 도시하며, 본 명세서와 함께 본 발명의 원리들을 설명하는데 기여한다.
도면에서:
도 1은 일반적인 중앙화된 인버터들을 사용하는 그리드 연결 광기전성 시스템의 관련 기술의 다이어그램이다.
도 2는 일반적인 마이크로인버터들을 사용하는 그리드 연결 광기전성 시스템의 관련 기술의 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 마이크로인버터들과 게이트웨이를 포함하는 분산 컨버터들을 사용하는 그리드 연결 광기전성 시스템의 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 마이크로인버터들을 사용하는 분산 컨버터의 블록 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 스트링 인버터들을 사용하는 분산 컨버터의 블록 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 중앙화된 인버터들을 사용하는 분산 컨버터의 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 마이크로인버터들을 사용하는 PV 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 스트링 인버터들을 사용하는 PV 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 중앙화된 인버터들을 사용하는 PV 시스템의 블록 다이어그램이다.
본 발명의 실시예들은, 마이크로인버터들의 이점을 달성하기 위해 필요한 기능들 및 컴포넌트들만이 PV 모듈들 근처에 부품(assembly)들에 위치하며, 신규한 방법을 포함하다, 예를 들어, 시스템 제어를 포함하는 다른 기능들은 다른 곳에 위치한다. 기능들 및 컴포넌트들의 이러한 분리는 파티셔닝(partitioning)으로 불린다. 시스템의 제어 및 코디네이션은 추가적인 배선 없이 수행된다. 통신들은 전력선, 유선 및/또는 무선 채널들을 통해 발생할 수 있다. 통신 채널을 디스에이블하는 것은 마이크로인버터들을 끔으로써 인버터 또는 PV 모듈의 교체, 유지 및 다른 요구되는 임무들을 실행하기 위해 제공된다. 또한, 파티셔닝(partitioning)은 관련 기술에 비해 강화된 안전성을 제공한다. 관련 기술에서, 태양 복사의 존재에 의해, PV 모듈 출력은 항상 인에이블되고 따라서 설치자를 감전시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 더 안전하고 단순한 설치 및 유지 절차들을 제공한다.
또한 파티셔닝은 온도와 같은 적대적인 외부 환경에 종속되는 PV 모듈 인접 부품들에 위치하는 컴포넌트들의 수와 종류를 감소한다. 더 적은 컴포넌트들 및 단순화된 부품들은 증가된 신뢰성 및 증가된 시스템 수명을 야기한다. 비용은 마이크로인버터로부터 공통 시스템 기능을 제거함으로써 감소한다. 본 발명의 실시예들에서 이러한 기능들은 덜 적대적인 환경에 위치하는 더 싸고 또는 덜 견고한 컴포넌트들을 이용하여 실현되며, 비용은 더 감소할 수 있다.
일부 실시예들에서, 파티셔닝은 게이트웨이와 같은 PV 모듈 부품들로부터 멀리 떨어진 영역에 프로그램가능한 기능들을 물리적으로 위치하는 것을 포함할 수 있다. 따라서 게이트웨이에 위치하는 기능들은 PV 모듈 부품들로부터 디커플링되거나 파티셔닝된다. 게이트웨이의 기능들 및 컴포넌트들은 시스템의 수명동안 업그레이드될 수 있다. 따라서, 게이트웨이의 발전 사이클은 PV 모듈 부품들과 커플링된 마이크로인버터 부품들의 발전 사이클로부터 디커플링되고, 따라서, 기능들이 부가된 상이한 값을 가지는 게이트웨이들의 생산은 동일한 마이크로인버터 부품들을 이용하기 위해 개발될 수 있다. 이는 관련 기술에 비해 크게 감소된 비용으로 업그레이드 가능한 시스템을 야기한다.
참조들이 본 발명의 실시예들에 대해 더 자세히 실행될 것이며, 이들의 예시들은 첨부된 도면들에 도시된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 마이크로인버터들 및 게이트웨이를 포함하는 분산된 컨버터들을 사용하는 그리드 연결 광기전성 시스템의 다이어그램이다. 그리드 연결 광기전성 시스템은 각각이 마이크로인버터 부품들(303)과 전기적 및 기계적으로 연결된 외부(310)에 배치된 복수의 PV 모듈들(302)을 포함한다. 이 실시예에서, 게이트웨이(305)는 엘리먼트들로부터 보호하고 액세스가능성을 위해 날씨 보호된 환경(311)(예를 들어, 내부)에 위치한다. 그러나, 게이트웨이(305)는 외부 환경 또는 다른 위치에 위치할 수 있다. 게이트웨이(305)는 제 1 AC 배선(304)을 통해 복수의 마이크로인버터들(303)로부터 AC 전류를 수신한다. 게이트웨이(305)는 제 2 AC 배선(307)을 통해 그리드(301) 및 로컬 로드(306)들에 연결된다. 로드(306)들은 항상 그리드(301)에 연결된다. 게이트웨이(305)는 PV 시스템의 AC 성능 및 그리드(301)의 전기적 행동의 측정 포인트를 제공한다. 게이트웨이(305)는 또한 마이크로인버터들(303)의 제어 및 모니터링을 제공한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산된 컨버터의 블록 다이어그램이다. 도 4를 참조하면, 에너지를 전환하기 위한 시스템은 DC 배선(402, 412)을 이용하여 분산 인버터(410)에 연결되는 제 1 광기전성 모듈(401) 및 제 2 광기전성 모듈(411)을 포함한다. 분산된 인버터(410)는 게이트웨이(406), 및 제 1 마이크로인버터(404) 및 제 2 마이크로인버터(414)로 기능적으로 파티셔닝된다. 제 1 PV 모듈(401)은 제 1 DC 배선(402)을 통해 제 1 마이크로인버터(404)에 연결하고, 제 2 PV 모듈(411)은 제 2 DC 배선(412)을 통해 제 2 마이크로인버터(414)에 연결한다. 추가적인 PV 모듈들은 연관된 추가적인 마이크로인버터들과 독립 DC 배선들을 통해 연결될 수 있다.
모든 마이크로인버터들의 AC 출력은 게이트웨이(406)로의 AC 배선(405)을 통해 병렬로 연결된다. 게이트웨이(406)는 인터페이스 유닛(407) 및 제어 유닛(408)을 포함한다. 인터페이스 유닛(407)은 인터페이스 배선(409)을 통해 제어 유닛(408)에 연결된다. 인터페이스 유닛은 AC 전력 배선(420)을 통해 유틸리티 그리드에 연결한다. 제어 유닛은 데이터 통신 배선(421) 또는 무선 데이터 통신 채널을 통해 외부 모니터에 연결한다.
제 1 및 제 2 마이크로인버터들(404, 414)은 전력 인버전 유닛, 최대 전력 포인트 추적(MPPT) 유닛, 통신 유닛 및 안전 유닛을 포함한다. 전력 인버전 유닛은 연관된 PV 모듈로부터의 DC 전력을 AC 전력으로 변환한다. AC 전력은 단상 또는 다상으로 생성될 수 있다. MPPT 유닛은 연관된 PV 모듈의 출력 전력을 검출하고 PV 모듈로부터 사용가능한 전력을 최대화하는 방법으로 PV 모듈이 나타내는 로드 저항을 조정한다. MPPT 유닛 및 기능은 1995년 1월의 Hussein K. H., Mutta I., Hoshino T. 및 Osakada M.의 "Maximum photovoltaic power tracking: An algorithm for rapidly changing atmospheric conditions", IEE Proceedings, Generation, Transmission and Distribution의 Vol. 142, No.1에 설명되어 있다. 통신 유닛은 마이크로인버터(404, 414) 및 게이트웨이(406) 사이의 양방향 데이터 통신을 제공한다. 게이트웨이(406)로부터 마이크로인버터(404, 414)의 데이터 통신은, 예를 들어, 전력 변환 제어, 상태 요청, 실패-안전(failure-safety) 셧다운 동작 및 다른 관련된 데이터 동작들을 포함한다. 마이크로인버터(404, 414)로부터 게이트웨이(406)로의 데이터 통신은 PV 모듈 DC 출력 전압 및 전류 데이터, 마이크로인버터 AC 출력 전압 및 전류 데이터, 마이크로인버터 동작 상태 및 다른 관련된 데이터를 포함한다.
안전 유닛은 PV 모듈(401, 411)로부터 마이크로인버터(404, 414)로 및 마이크로인버터(404, 414)로부터 게이트웨이(406)로의 전류 플로우들 인에이블 또는 디스에이블하기 위해 조건들을 설정한다. 안전 유닛의 안전 기능 중 하나는 AC 배선(405)에서 사용가능한 유틸리티 그리드 전압이 인버터가 안전하게 그리드를 구동하도록 하기 위한 규격(specification) 내에 존재하도록 설정하는 것이다. 만약 적합한 그리드 전압 규격이 충족되면, 안전 유닛은 마이크로인버터(404, 414)를 통한 입력 및 출력 전류 모두를 인에이블한다. 이러한 제 1 기능은 또한 게이트웨이(406)에 의해 수행되며, 게이트웨이(406)의 1차적인 안전 기능이 실패할 경우 백업 실패-안전 시스템으로서 마이크로인버터(404, 414) 내에서는 이 기능이 이차적이다.
안전 유닛의 다른 안전 기능은 그리드가 AC 출력 전류를 이용하여 구동하기에 안전한지를 표시하는 게이트웨이(406)로부터의 통신 신호에 대한 테스트이다. 게이트웨이가 임의의 수단에 의해 디스에이블되면 게이트웨이(406)에 의해 방출된 통신 신호는 디스에이블될 것이다. 안전 유닛은 이러한 조건을 검출하고 마이크로인버터(404, 414)로 및 마이크로인버터(404, 414)로부터의 모든 전류 플로우를 즉시 디스에이블한다. 게이트웨이(406)로부터의 통신 신호는 "하트비트(heartbeat)"라고 지칭되며, 그리드 실패, 화재 또는 다른 안전 위험(hazard)의 경우에 PV 시스템 AC 및 DC 전력 플로우를 디스에이블하기 위한 1차적인 실패-안전 메커니즘을 제공한다.
안전 유닛의 또 다른 안전 기능은 전체 PV 시스템이 인에이블되는 동안 마이크로인버터(404, 414)의 제거 및 재부착을 지원하는 것이다. 이는 핫-스왑(hot-swap)이라 지칭되고, 마이크로인버터(404, 414)가 마이크로인버터의 제거 또는 재부착을 감지하면 마이크로인버터 DC 배선(402, 412) 또는 AC 배선(405) 단에서 발생할 수 있는 임의의 아크(arc)들 또는 고전압을 억제하기 위해 마이크로인버터가 셧다운되도록 하는 것을 요구한다. 마이크로인버터 단자들에서의 고전압은 유지 인원들이 단자들에 전압이 가해져 있는 동안 노출된 단자들에 접촉하지 못하도록 확보(insure)하는 수단에 의해 억제된다. 마이크로인버터(404, 414)는 AC 배선(405)에서의 AC 출력 전압이 연결해제 또는 그리드 실패와 같은 미리결정된 조건들을 충족하지 못하거나, DC 배선(402, 412))에서 PV 모듈 DC 입력 전압이 연결해제된 것으로 보이는 경우 셧다운된다.
게이트웨이(406)는 전술한 하트비트를 마이크로인버터들로 제공하고, 그들의 출력을 모니터링하고, 그리드 및 다른 관련된 기능들을 모니터링하는 것과 같은 기능들을 수행함으로써 분산 인버터(410)에서 마스터 컨트롤러로서 동작한다. 게이트웨이(406)는 예를 들어, 게이트웨이가 환경의 실패 또는 안전하지 않은 조건들을 검출하거나, 수행되어야 할 수리를 검출하거나, AC 전력 실패 발생을 검출하거나 그리고/또는 다른 관련된 동작 조건들을 검출하는 경우 하트비트를 끌 수 있다. 유사하게, 게이트웨이(406)가 물리적으로 부재(absent)하는 경우, 하트비트는 따라서 부재하며, 마이크로인버터들의 디스에이블을 야기한다.
게이트웨이(406) 및 마이크로인버터들(404, 414) 사이의 통신은 AC 배선(405)을 통해, 무선으로, 또는 독립 배선과 같은 다른 적합한 수단에 의해 수행될 수 있다. AC 배선을 통한 통신 및 무선 통신은 시스템에서 AC 전력의 전달을 지원하기 위해 추가적인 배선이 더 이상 필요하지 않다는 이점을 지닌다. AC 배선(405)을 통한 통신의 경우에서, 배선 변조/복조 서브-기능은 AC 배선(405)을 사용하는 통신 기능을 수행하기 위해 게이트웨이(406) 및 마이크로인버터들(404, 414) 내에 포함된다.
이 실시예에서, 게이트웨이(406) 기능들은 인터페이스 유닛(407) 및 제어 유닛(408)으로 나뉜다. 인터페이스 유닛(407)은 센서 유닛, 통신 유닛 및 고립 유닛을 포함한다. 센서 유닛은 예를 들어 그리드 AC 전압, 전류, 주파수, 위상 및 다른 관련된 그리드 신호 특성들을 동적으로 측정하는 그리드 조건들을 동적으로 모니터링하는 방법을 제공한다. 또한, 통신 유닛(408)은 연결된 마이크로인버터들(404, 414)로부터 그리고 연결된 마이크로인버터들(404, 414)로 데이터를 전송하고 수신하는 수단을 제공한다. 고립 유닛은 마이크로인버터들(404, 414) 및 게이트웨이(406) 사이의 데이터 통신들이 그리드 배선(420)에서 또는 그리드 상에서 나타나는 것을 실질적으로 방지한다. 유사하게, 잡음 및 다른 신호들은, 요구되는 그리드 AC 전력 전압 및 전류의 기대(expectation)를 이용하여, 마이크로인버터들(404, 414) 및 게이트웨이(406) 사이의 AC 배선(405)에서 나타나는 것이 실질적으로 방지된다.
제어 유닛(408)은 마이크로인버터들(404, 414)을 모니터링하는 모니터링 및 제어 기능들을 제공한다. 제어의 일부는 적어도 안전 기능, 및 마이크로인버터들(404, 414)을 그리드에 동기화하는 동기화 기능 및 마이크로인버터들(404, 414) 및 유틸리티 그리드를 모니터링하는 모니터링 기능을 포함한다. 또한, 제어 유닛(408)은 그리드 동기화, 통신 프로토콜들, 그리드 연결 성능 컴플라이언스 및 시스템 모니터링을 제공한다. 제어 유닛은 컴퓨터 또는 마이크로컨트롤러를 이용하여 구현될 수 있다.
이 실시예에서, 소프트웨어 및 펌웨어는 하트비트를 생성하고, 마이크로인버터들을 모니터링하고, 그리드를 모니터링하고 임의의 AC로드들을 모니터링하는 것과 같은 기능들을 구현하기 위해 제어 유닛(408)에서 실행된다. 이전에 설명된 통신 시스템을 이용하여, 제어 유닛(408)은 각각의 마이크로 인버터(404, 414)를 개별적으로 서브셋으로 또는 총체적으로서 어드레스할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 제어 유닛(408)은 마이크로인버터(404, 414) AC 출력의 주파수 및 위상을 그리드 AC 전력에 매칭하기 위해 동기화 신호들을 제공한다. 하트비트 실패-안전은 제어 유닛(408)에서 구현된다. 다른 기능들은 각각의 마이크로인버터 및 각각의 PV모듈의 건강 및 생산성을 모니터링하는 것을 포함할 수 있다.
제어 유닛(408)은 또한, 그리드 실패의 검출, 안티-아일랜딩(anti-islanding) 검출, 안티 아일랜딩 검출에 사용되는 파라미터들의 조정 및 관련된 기능들과 같은 그리드 관련 프로토콜들을 수행한다. 새로운 그리드 관련 프로토콜들은 그리드 관리자가 그리드-연결된 PV 시스템의 제어 시스템을 인에이블, 디스에이블 또는 수정할 수 있는 미래의 스마트-그리드를 구현하기 위해 정의될 것이다. 제어 유닛(408)은 마이크로인버터들(404, 414)에 대한 변화를 요구하지 않고도 미래의 그리드-정의된 제어 및 통신 프로토콜들에 적응하기 위해 유연한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어를 이용하여 구성된다.
전체로서의 게이트웨이(406)는 동일한 마이크로인버터들(404, 414)을 사용하면서 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어를 변경함으로써 장래의 시스템 요구사항들을 지원하기 위해 업그레이드될 수 있다. 게이트웨이(406)의 그리드 연결(420)을 위해, 제어 유닛(408)은 그리드 프로토콜 또는 다른 외부 소스들을 통해 지시된 바와 같이, 로드 관리 기능들을 수행할 수 있다. 모니터링 및 디스플레이 기능들과 관련된 기능은 제어 유닛(408)에서 구현될 수 있다.
배선(409)은 인터페이스 유닛(407) 및 제어 유닛(408) 사이에서 모든 데이터를 전달한다. 외부 모니터로부터 게이트웨이(406)로의 외부 통신은 통신 배선(421) 또는 무선 통신과 같은 다른 통신 수단을 통해 발생한다. 이는 게이트웨이(406)의 동작을 외부에서 모니터링하고 제어하기 위해 사용되고, 시스템이 인터넷 연결 또는 다른 원격 통신 수단을 통해 원격 제어하도록 하는 것을 허용하기 위해 사용된다.
마이크로인버터(404, 414) 내에서 수행되는 기능들을 감소시킴으로써, 요구되는 마이크로인버터 복잡성의 감소가 달성되며, 관련 기술과 비교하여 마이크로인버터의 단순화된 구현, 증가된 신뢰도, 증가된 수명 및 감소한 비용을 야기한다. 특히, 예를 들어, IEEE 표준 IEEE-1547에 의해 정의된 바와 같이, 그리드 연결 규격 컴플라이언스를 위해 안티-아일랜딩 기능을 지원하기 위한 정밀 그리드 신호 측정 요구사항들을 마이크로인버터로부터 제거하는 것은, 마이크로인버터로부터의 상당한 복잡성, 컴포넌트들을 제한하는 비용 및 수명을 제거한다.
IEEE 표준 IEEE-1547, 그리고 세계적으로 사용되는 관련된 표준들은, 그리드가 인버터에 의해 구동되는 좁은 세트의 환경들을 정의한다. 그리드 배선에서 분열(break)이 발생하면, 인버터는 구동 전력을 그리드의 연결되지 않은 브랜치로 지속할 수 있다. 1차적인 그리드 발전기들이 더 이상 전력을 적용하지 않는 영역은 아일랜드라고 지칭된다. 인버터는 IEEE-1547 표준에 의해 안전 및 기술적인 이유 둘 다로 인하여 그리드의 아일랜드를 구동하지 않기 위해 일정한 조건하에서 출력 전력을 디스에이블하도록 요구된다. 이는 안티-아일랜딩으로 알려진다. 게이트웨이(406)는 정의된 아일랜딩 조건을 검출하는 1차적인 역할을 맡아서 안티-아일랜딩 기능을 구현하기 위해 마이크로인버터들(401, 411)로 연관된 인버터 셧-다운 명령을 통신한다. 안티-아일랜딩 셧다운을 위한 예시적인 그리드 조건들은 매우 높은 그리드 전압, 낮은 그리드 전압, 높은 그리드 주파수, 낮은 그리드 주파수 또는 그리드 임피던스의 큰 변화들이다. 그리드는 일반적으로 낮은 임피던스를 가지며, 따라서 일반적 그리드 임피던스 변화는 아일랜드가 발생하면 증가한다.
도 4의 시스템은 또한 윈드 터빈, 연료 셀들, 배터리들 및 다른 전력 소스들과 같은 PV 모듈들(401, 411)이 아닌 1차적인 또는 2차적인 전력 소스들에 대한 전력을 변환하기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PV 시스템의 블록 다이어그램이다. 제 1 PV 모듈 스트링(501)은 직렬로 연결된 제 1 PV 모듈(502), 제 2 PV 모듈(503), 및 제 3 PV 모듈(504)을 포함한다. PV 모듈 스트링(501)으로부터의 제 1 출력 DC 배선(505) 및 제 2 DC 출력 배선(506)은 제 1 스트링 인버터(521)에 연결된다. 제 2 PV 모듈 스트링(511)은 직렬로 연결된 제 4 PV 모듈(512), 제 5 PV 모듈(513) 및 제 6 PV 모듈(514)을 포함한다. PV 모듈 스트링(511)으로부터의 제 3 출력 DC 배선(515) 및 제 4 DC 출력 배선(516)은 제 2 스트링 인버터(622)에 연결된다. 제1 스트링 인버터(521) 및 제 2 스트링 인버터(522)의 의 AC 출력은 게이트웨이(524)로 AC 배선(523)을 통해 병렬로 연결된다. PV 모듈 스트링들(501, 511)은 직렬로 연결된 임의의 수의 PV 모듈들을 포함할 수 있다. 임의의 수의 PV 모듈 스트링들은 이 시스템에서 연관된 스트링 인버터들과 함께 사용될 수 있다.
PV 모듈 스트링들(501, 511)은 관련 기술의 경우에서와 같이 동일한 수의 PV 모듈들(502, 503, 504, 512, 513, 514)을 포함하도록 요구되지 않는다. 이는 스트링 DC 출력 전압들이 스트링들(501, 511) 사이에서 매치되도록 요구되지 않는 단순한 스트링 디자인의 이점을 제공한다. 또한, MPPT는 하나의 스트링마다 수행될 수 있으며, 동일한 길이의 스트링들이 병렬로 연관된 관련 기술에서와 같이 하나의 스트링이 다른 스트링의 성능을 저하하지 않는다. 이 배열은 일반적인 인버터들보다 더 많은 AC 전력을 수확하는 것을 제공할 잠재력을 가지나, 마이크로인버터들보다 더 적은 AC 전력 수확을 제공한다.
분산 인버터(520)는 게이트웨이(524) 및 스트링 인버터들(521, 522)로 기능적으로 파티셔닝된다. 이 실시예에서 게이트웨이(524)의 기능은 여기에 설명된 게이트웨이(406)의 기능들과 동일하다. 게이트웨이(524)는 인터페이스 유닛(625) 및 제어 유닛(526)을 포함하고, 이들 모두는 도 4를 참조하여 설명된 것과 동일하다. 따라서, 도 5의 다수의-스트링 인버터들(521, 522)로부터 게이트웨이(524)를 파티셔닝하는 것의 이점은 실질적으로 도 4에서 마이크로인버터들(404)로부터 게이트웨이(406)를 파티셔닝하는 것의 이점과 유사하다. 예를 들어, 이점은 안전을 위해 하트비트를 사용하는 것을 포함하고, 스트링 인버터들의 게이트웨이로부터 게이트웨이의 독립적인 업그레이드가능성을 포함한다. 이 실시예에서, 다수의-스트링 인버터들(521, 522)은 게이트웨이에 가깝게 위치하고 적대적인 외부 환경으로부터 떨어져 있다. 모든 스트링 인버터들(521, 522)의 AC 출력은 AC 전력 배선(523)을 통해 병렬로 게이트웨이에 연결된다. 게이트웨이(524)는 배선(530)을 통해 그리드에 연결된다. 외부 모니터로부터 게이트웨이(524)로의 외부 통신들은 통신 배선(531) 또는 무선 통신과 같은 다른 통신 수단을 통해 발생한다. 이는 게이트웨이(524)의 동작을 외부에서 모니터링하고 제어하며, 시스템이 인터넷 연결 또는 다른 원격 통신 수단을 통해 원격으로 제어하는 것을 허용하기 위해 사용된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PV 시스템의 블록 다이어그램이다. 제 1 PV 모듈 스트링(601)은 직렬로 연결된 제 1 PV 모듈(602), 제 2 PV 모듈(603), 및 제 3 PV 모듈(604)을 포함한다. PV 모듈 스트링(601)으로부터의 제 1 출력 DC 배선(605) 및 제 2 DC 출력 배선(606)은 DC 결합기(621)에 연결된다. 제 2 PV 모듈 스트링(611)은 직렬로 연결된 제 4 PV 모듈(612), 제 5 PV 모듈(613) 및 제 6 PV 모듈(614)을 포함한다. PV 모듈 스트링(611)으로부터의 제 3 출력 DC 배선(615) 및 제 4 DC 출력 배선(616)은 DC 결합기(621)에 연결된다.
DC 결합기로부터 제 1 DC 출력(622) 및 제 2 DC 출력(623)은 인버터(624)의 DC 입력에 연결된다. 인버터(624)의 AC 출력은 AC 배선(625)을 통해 게이트웨이(626)에 다른 인버터들과 병렬로 연결된다. PV 모듈 스트링들(601, 611)은 직렬로 연결된 임의의 수의 PV 모듈들을 포함할 수 있다. 임의의 수의 PV 모듈 스트링들이 연관된 DC 결합기와 함께 사용될 수 있다. 복수의 인버터들(624)은 시스템과 병렬로 연결된 출력과 함께 사용될 수 있다.
이 실시예에서, PV모듈 스트링들(601, 611)은 공통 DC 결합기(621)에 연결되는 경우 동일한 길이여야만 한다. 이 방식은 당업자에게 알려진 바와 같이 일반적인 인버터들의 연결에서 일정하다. 인버터(624)의 AC 출력은 AC 전력 배선(625)을 통해 게이트웨이(626)에 병렬로 연결된다.
또한, 인버터(624)는 제어 기능들이 인버터들 내부가 아닌 게이트웨이(626)에서 구현된다는 점을 제외하고 당업자들에게 알려진 바와 같이 일반적인 인버터들과 유사하다. 이 실시예에서 게이트웨이(626)의 기능들은 도 4에 도시된 실시예의 기능들과 실질적으로 유사하다. 게이트웨이(626)는 인터페이스 유닛(627) 및 제어 유닛(628)을 포함하고, 이들 모두는 도 4를 참조로 여기서 논의된 것과 유사하다. 따라서, 인버터들 및 컨트롤러들의 개발 사이클은 개선된 시스템 성능 및 인버터들을 교체하지 않고 업그레이드하는 능력과 디커플링될 수 있다. 게이트웨이(626)는 배선(630)을 통해 그리드에 연결된다. 외부 모니터로부터 게이트웨이(626)로의 외부 통신은 통신 배선(631) 또는 무선 통신과 같은 다른 통신 수단을 통해 발생한다. 이는 게이트웨이(626)의 동작을 외부에서 모니터링하고 제어하며, 시스템이 인터넷 연결 또는 다른 원격 통신 수단을 통해 원격으로 제어하는 것을 허용하기 위해 사용된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 PV 시스템을 보여주는 블록 다이어그램이다. 도 7을 참조하면 분산 인버터는 도 4의 실시된 개념들에 기반한 게이트웨이(712)를 포함한다. 게이트웨이(712)는 인터페이스 유닛 및 제어 유닛을 포함하고, 이들 모두는 도 4를 참조하여 여기에 논의된 것과 동일하다.
PV 모듈들(701)은 제 1 체인(703)의 마이크로인버터들(702)에 개별적으로 연결되고, PV 모듈들(707)은 제 2 체인(708)의 마이크로인버터들(706)에 개별적으로 연결된다. 마이크로인버터들(702)의 출력이 서로 병렬로 연결되고, AC 배선(704)을 통해, AC 회로 브레이커(705)로 AC 배선(711)에 대해 연결된다. 마이크로인버터들(706)의 출력이 서로 병렬로 연결되고, AC 배선(709)을 통해, AC 회로 브레이커(710)로 AC 배선(711)에 대해 연결된다.
AC 배선(711)은 게이트웨이(712), AC 컷오프(713) 및 AC 배선(714)을 통해 그리드로 연결된다. 컴포넌트들 및 배선(704), 배선(711), 배선(710) 및 AC 컷오프(713) 및 배선(714)이 일반적인 AC 전기적 컴포넌트들이며, 그들의 선택 및 설치는 당업자가 이해한 바와 모순됨이 없음을 주의한다.
도 7은 분산된 인버터들을 이용한 설비의 스케일가능성을 도시한다. 계층적이거나 복제된 게이트웨이들의 개념은, 동일한 게이트웨이(712)에 추가적인 체인들의 개념과 같이 자신에게 더 큰 용량의 시스템을 제안한다. 일반성을 잃지 않으면서, 마이크로인버터들의 출력은 단상 AC, 스플릿-위상 AC 또는 다상 AC일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PV 시스템을 보여주는 블록 다이어그램이다. 도 8을 참조하면 분산 인버터는 도 5에 실시된 개념에 기반하여 게이트웨이(816) 및 다수의-스트링 인버터들을 포함한다. 게이트웨이(816)는 도 5에 설명된 게이트웨이와 동일하다. 따라서, 업그레이드가능성, 안전 기능 및 강화된 성능 이점들이 유사할 수 있다. 복수의 PV 모듈들(801)은 제 1 직렬 스트링에 연결되고 DC 배선(802)을 통해 제 1 스트링 인버터(803)에 커플링될 수 있다. 복수의 PV 모듈들(805)은 제 2 직렬 스트링에 연결되고 DC 배선(806)을 통해 제 2 스트링 인버터(807)에 커플링될 수 있다. 복수의 PV 모듈들(809)은 제 3 직렬 스트링에 연결되고, DC 배선(810)을 통해 제 3 스트링 인버터(811)에 커플링될 수 있다.
제 1 스트링 인버터(803)의 AC 출력은 AC 회로 브레이커(804)를 통해 AC 배선(814)에 커플링된다. 제 2 스트링 인버터(807)의 AC 출력은 AC 회로 브레이커(808)를 통해 AC 배선(814)으로 커플링된다. 제 3 스트링 인버터(811)의 AC 출력은 AC 회로 브레이커(812)를 통해 AC 배선(814)으로 커플링된다.
AC 배선(814)은 게이트웨이(816), AC 컷오프(815) 및 AC 배선(818)을 통해 그리드에 연결된다. 선택적으로, 인버터들(803, 807, 811) 및 AC 회로 브레이커들(804, 808, 812)은 설비를 단순화하고 인버터들과 회로 브레이커들을 환경적 영향으로부터 보호하기 위해 공통 구내(enclosure)에 위치할 수 있다. 시스템은 스트링, 스트링들, 스트링인버터들 및 AC 회로 브레이커들에서 PV 모듈들의 수를 증가시킴으로써 확장될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PV 시스템을 보여주는 블록 다이어그램이다. 도 9를 참조하면, 게이트웨이 및 다수의 인버터들을 포함하는 분산된 컨버터들은 도 6에 구현된 개념에 기반한다. 게이트웨이(917)는 도 6에 설명된 바와 같은 게이트웨이와 동일하다. 따라서, 업그레이드 가능성, 안전 특징들, 강화된 성능 이점들은 유사할 수 있다. 복수의 PV 모듈들(901)은 제 1 직렬 스트링에 연결되고 DC 배선(902)을 통해 제 1 DC 결합기(903)에 커플링된다. 복수의 PV 모듈들(906)은 제 2 직렬 스트링에 연결되고 DC 배선(907)을 통해 제 1 DC 결합기(903)에 커플링된다. 복수의 PV 모듈들(908)은 제 3 직렬 스트링에 연결되고 DC 배선(909)을 통해 제 2 DC 결합기(910)에 커플링된다. 복수의 PV 모듈들(913)은 제 4 직렬 스트링에 연결되고 DC 배선(914)을 통해 제 2 DC 결합기(910)에 커플링된다.
제 1 DC 결합기(903)의 DC 출력은 제 1 인버터(904)의 DC 입력에 연결된다. 제 1 인버터(904)의 AC 출력은 AC 회로 브레이커(905)를 통해 AC 배선(915)으로 커플링된다. 제 2 DC 결합기(910)의 DC 출력은 제 2 인버터(911)의 DC 입력에 연결된다. 제 2 인버터(911)의 AC 출력은 AC 회로 브레이커(912)를 통해 AC 배선(915)으로 커플링된다.
AC 배선(915)은 게이트웨이(917), AC 컷오프(916), 및 AC 배선(918)을 통해 그리드에 연결된다. 선택적으로, 인버터들(904, 911) DC 결합기들(903, 910), AC 회로 브레이커들(905, 912)은 설비를 단순화하고 인버터들과 회로 브레이커들을 환경적 영향으로부터 보호하기 위해 공통 구내(enclosure)에 위치할 수 있다.
당업자는 다양한 수정 및 변형들이 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 본 발명 내에서 수행될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 제공된 본 발명의 수정 및 변형들이 첨부된 청구범위와 그들의 균등범위 내에 속한다는 것을 의도한다.

Claims (20)

  1. 전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치로서,
    인버터로부터 원격에 위치되는 게이트웨이를 포함하고,
    상기 게이트웨이는 (i) AC 배선에 연결하기 위한 제 1 단자 ― 상기 인버터는 AC 전력을 상기 AC 배선에 연결하고, 상기 게이트웨이는 상기 인버터의 동작에 관련된 데이터를 획득하며, 상기 데이터는 전력 배선 통신을 사용하여 상기 제 1 단자를 통해 획득됨 ―, 및 ii) 상기 데이터에 관련된 정보를 인터넷에 연결하기 위한 제 2 단자를 구비하는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터는 상기 데이터를 상기 게이트웨이에 전달하는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 데이터를 획득하기 위해 상기 인버터를 모니터링하는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 인버터로부터 상기 데이터를 검색하는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 정보를 상기 게이트웨이에 대하여 원격에 위치된 외부 모니터에 연결시키는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외부 모니터는 상기 인버터의 동작을 원격으로 제어하는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 외부 모니터는 상기 게이트웨이의 동작을 원격으로 제어하는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 인버터를 동작적으로 제어하기 위해 제어 신호들을 상기 인버터로 전달하는,
    전력 컨버터의 동작을 모니터링하기 위한 장치.
  9. 전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템으로서,
    복수의 광기전성(PV) 모듈들;
    상기 복수의 PV 모듈들에 일대일 대응으로 연결되는 복수의 마이크로인버터들; 및
    상기 복수의 마이크로인버터들로부터 원격에 위치되는 게이트웨이를 포함하고,
    상기 게이트웨이는 (i) AC 배선에 연결하기 위한 제 1 단자 ― 상기 복수의 마이크로인버터들은 AC 전력을 상기 AC 배선에 연결하고, 상기 게이트웨이는 상기 복수의 마이크로인버터들의 동작에 관련된 데이터를 획득하고, 상기 데이터는 전력 배선 통신을 사용하여 상기 제 1 단자를 통해 획득됨 ―, 및 ii) 상기 데이터에 관련된 정보를 인터넷에 연결하기 위한 제 2 단자를 구비하는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로인버터들은 상기 데이터를 상기 게이트웨이에 전달하는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 데이터를 획득하기 위해 상기 복수의 마이크로인버터들을 모니터링하는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 복수의 마이크로인버터들로부터 상기 데이터를 검색하는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 정보를 상기 게이트웨이에 대하여 원격에 위치된 외부 모니터에 연결시키는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 외부 모니터는 상기 복수의 마이크로인버터들의 동작을 원격으로 제어하는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 외부 모니터는 상기 게이트웨이의 동작을 원격으로 제어하는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 복수의 마이크로인버터들을 동작적으로 제어하기 위해 제어 신호들을 상기 복수의 마이크로인버터들로 전달하는,
    전력 컨버터들의 동작을 모니터링하기 위한 시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020097026286A 2007-05-17 2008-05-16 분산 인버터 및 지능형 게이트웨이 KR101535589B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US93866307P 2007-05-17 2007-05-17
US60/938,663 2007-05-17
US12/121,616 2008-05-15
US12/121,616 US20090000654A1 (en) 2007-05-17 2008-05-15 Distributed inverter and intelligent gateway
PCT/US2008/063937 WO2008144540A1 (en) 2007-05-17 2008-05-16 Distributed inverter and intelligent gateway

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100017843A KR20100017843A (ko) 2010-02-16
KR101535589B1 true KR101535589B1 (ko) 2015-07-09

Family

ID=39739524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097026286A KR101535589B1 (ko) 2007-05-17 2008-05-16 분산 인버터 및 지능형 게이트웨이

Country Status (8)

Country Link
US (4) US20090000654A1 (ko)
EP (1) EP2151035A1 (ko)
JP (2) JP2010527570A (ko)
KR (1) KR101535589B1 (ko)
AU (1) AU2008254814B2 (ko)
CA (1) CA2686272A1 (ko)
IL (1) IL202197A0 (ko)
WO (1) WO2008144540A1 (ko)

Families Citing this family (167)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11881814B2 (en) 2005-12-05 2024-01-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US10693415B2 (en) 2007-12-05 2020-06-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US9088178B2 (en) 2006-12-06 2015-07-21 Solaredge Technologies Ltd Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11728768B2 (en) 2006-12-06 2023-08-15 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US11687112B2 (en) 2006-12-06 2023-06-27 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8963369B2 (en) 2007-12-04 2015-02-24 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11296650B2 (en) 2006-12-06 2022-04-05 Solaredge Technologies Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US8947194B2 (en) 2009-05-26 2015-02-03 Solaredge Technologies Ltd. Theft detection and prevention in a power generation system
US8013472B2 (en) 2006-12-06 2011-09-06 Solaredge, Ltd. Method for distributed power harvesting using DC power sources
US11888387B2 (en) 2006-12-06 2024-01-30 Solaredge Technologies Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
WO2009073868A1 (en) 2007-12-05 2009-06-11 Solaredge, Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US9130401B2 (en) 2006-12-06 2015-09-08 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11569659B2 (en) 2006-12-06 2023-01-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11309832B2 (en) 2006-12-06 2022-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11855231B2 (en) 2006-12-06 2023-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8319471B2 (en) 2006-12-06 2012-11-27 Solaredge, Ltd. Battery power delivery module
US11735910B2 (en) 2006-12-06 2023-08-22 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US9112379B2 (en) 2006-12-06 2015-08-18 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US8473250B2 (en) 2006-12-06 2013-06-25 Solaredge, Ltd. Monitoring of distributed power harvesting systems using DC power sources
US8384243B2 (en) 2007-12-04 2013-02-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8816535B2 (en) 2007-10-10 2014-08-26 Solaredge Technologies, Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US8319483B2 (en) 2007-08-06 2012-11-27 Solaredge Technologies Ltd. Digital average input current control in power converter
US8618692B2 (en) 2007-12-04 2013-12-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US7994657B2 (en) * 2006-12-22 2011-08-09 Solarbridge Technologies, Inc. Modular system for unattended energy generation and storage
US9196770B2 (en) 2007-03-27 2015-11-24 Newdoll Enterprises Llc Pole-mounted power generation systems, structures and processes
US7772716B2 (en) 2007-03-27 2010-08-10 Newdoll Enterprises Llc Distributed maximum power point tracking system, structure and process
US20090000654A1 (en) * 2007-05-17 2009-01-01 Larankelo, Inc. Distributed inverter and intelligent gateway
US7755916B2 (en) 2007-10-11 2010-07-13 Solarbridge Technologies, Inc. Methods for minimizing double-frequency ripple power in single-phase power conditioners
WO2009073867A1 (en) 2007-12-05 2009-06-11 Solaredge, Ltd. Parallel connected inverters
US8049523B2 (en) 2007-12-05 2011-11-01 Solaredge Technologies Ltd. Current sensing on a MOSFET
US9291696B2 (en) 2007-12-05 2016-03-22 Solaredge Technologies Ltd. Photovoltaic system power tracking method
US11264947B2 (en) 2007-12-05 2022-03-01 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US20090302680A1 (en) * 2008-02-15 2009-12-10 Kent Kernahan Distributed photovoltaic power generation system
US7855473B2 (en) * 2008-03-11 2010-12-21 Enphase Energy, Inc. Apparatus for phase rotation for a three-phase AC circuit
US7960950B2 (en) 2008-03-24 2011-06-14 Solaredge Technologies Ltd. Zero current switching
US9000617B2 (en) 2008-05-05 2015-04-07 Solaredge Technologies, Ltd. Direct current power combiner
WO2010056764A2 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Mehrdad Nikoonahad High efficiency solar panel and system
US8325059B2 (en) * 2008-11-12 2012-12-04 Tigo Energy, Inc. Method and system for cost-effective power line communications for sensor data collection
US8653689B2 (en) * 2008-11-12 2014-02-18 Tigo Energy, Inc. Method and system for current-mode power line communications
FR2944924A1 (fr) * 2009-04-23 2010-10-29 Francecol Technology S A R L Systeme de gestion d'energie electrique par variateur electronique modulaire
US8217534B2 (en) * 2009-05-20 2012-07-10 General Electric Company Power generator distributed inverter
US8184460B2 (en) * 2009-05-28 2012-05-22 General Electric Company Solar inverter and control method
US8786133B2 (en) * 2009-07-16 2014-07-22 Cyboenergy, Inc. Smart and scalable power inverters
US20110017256A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 Osiris Isis Kether Stevens Mountable thin film solar array system
US8279642B2 (en) 2009-07-31 2012-10-02 Solarbridge Technologies, Inc. Apparatus for converting direct current to alternating current using an active filter to reduce double-frequency ripple power of bus waveform
US9200818B2 (en) 2009-08-14 2015-12-01 Newdoll Enterprises Llc Enhanced solar panels, liquid delivery systems and associated processes for solar energy systems
EP2464465A4 (en) 2009-08-14 2014-05-07 Newdoll Entpr Llc EXTENDED SOLAR COLLECTORS, LIQUID EXTRACTION SYSTEM AND CORRESPONDING METHODS FOR SOLAR ENERGY SYSTEMS
US20160065127A1 (en) 2009-08-14 2016-03-03 Newdoll Enterprises Llc Enhanced solar panels, liquid delivery systems and associated processes for solar energy systems
US8107516B2 (en) * 2009-08-28 2012-01-31 Enphase Energy, Inc. Power line communications apparatus
US8207637B2 (en) * 2009-10-09 2012-06-26 Solarbridge Technologies, Inc. System and apparatus for interconnecting an array of power generating assemblies
US8462518B2 (en) 2009-10-12 2013-06-11 Solarbridge Technologies, Inc. Power inverter docking system for photovoltaic modules
US20110090089A1 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 Yuhao Luo Method and apparatus for detecting a fault in a solar cell panel and an inverter
JP5507959B2 (ja) * 2009-10-26 2014-05-28 パナソニック株式会社 売電システム
ITPO20090014A1 (it) * 2009-12-15 2011-06-16 Marco Baroncelli Apparecchio multifunzione per la visualizzazione e il controllo di impianti fotovoltaici
US20110148118A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Hiawatha Energy Inc. Low speed hydro powered electric generating system
US8860242B1 (en) * 2009-12-31 2014-10-14 Solarbridge Technologies, Inc. Power-line communication coupling
US8824178B1 (en) 2009-12-31 2014-09-02 Solarbridge Technologies, Inc. Parallel power converter topology
US8271599B2 (en) 2010-01-08 2012-09-18 Tigo Energy, Inc. Systems and methods for an identification protocol between a local controller and a master controller in a photovoltaic power generation system
US8257106B2 (en) * 2010-01-25 2012-09-04 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for interconnecting distributed power sources
US9806445B2 (en) * 2010-01-25 2017-10-31 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for interconnecting distributed power sources
AU2014277776B2 (en) * 2010-01-25 2016-02-04 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for interconnecting distributed power sources
US9007210B2 (en) * 2010-04-22 2015-04-14 Tigo Energy, Inc. Enhanced system and method for theft prevention in a solar power array during nonoperative periods
US8717720B2 (en) * 2010-07-20 2014-05-06 Siemens Industry, Inc. Systems and methods for providing arc fault and/or ground fault protection for distributed generation sources
WO2012028589A2 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Sma Solar Technology Ag Inverter with an ac interface for the connection of ac modules
US8279649B2 (en) 2010-10-11 2012-10-02 Solarbridge Technologies, Inc. Apparatus and method for controlling a power inverter
US8503200B2 (en) 2010-10-11 2013-08-06 Solarbridge Technologies, Inc. Quadrature-corrected feedforward control apparatus and method for DC-AC power conversion
US9160408B2 (en) 2010-10-11 2015-10-13 Sunpower Corporation System and method for establishing communication with an array of inverters
CN101976852A (zh) * 2010-11-02 2011-02-16 深圳市合兴加能科技有限公司 光伏电源系统结构及其方法
GB2485527B (en) 2010-11-09 2012-12-19 Solaredge Technologies Ltd Arc detection and prevention in a power generation system
US10230310B2 (en) 2016-04-05 2019-03-12 Solaredge Technologies Ltd Safety switch for photovoltaic systems
US10673229B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
US10673222B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
US9467063B2 (en) 2010-11-29 2016-10-11 Sunpower Corporation Technologies for interleaved control of an inverter array
US8842454B2 (en) 2010-11-29 2014-09-23 Solarbridge Technologies, Inc. Inverter array with localized inverter control
US9660451B1 (en) * 2010-11-29 2017-05-23 Sunpower Corporation Islanded operation of distributed power sources
GB2486408A (en) 2010-12-09 2012-06-20 Solaredge Technologies Ltd Disconnection of a string carrying direct current
US8614525B2 (en) * 2010-12-21 2013-12-24 General Electric Company Methods and systems for operating a power generation system
GB2483317B (en) 2011-01-12 2012-08-22 Solaredge Technologies Ltd Serially connected inverters
US7977818B1 (en) 2011-01-25 2011-07-12 Wahl Eric R Safety device for plug and play solar energy system
US9093902B2 (en) * 2011-02-15 2015-07-28 Cyboenergy, Inc. Scalable and redundant mini-inverters
EP2684218B1 (en) * 2011-03-09 2018-05-02 Solantro Semiconductor Corp. Self mapping photovoltaic array system
US9570938B2 (en) * 2011-04-06 2017-02-14 Power Offer Electronics Ltd. System, apparatus and method for uninterruptible power supply
US20120263252A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-18 Texas Instruments Incorporated Systems and Methods of Power Line Transmission of Solar Panel Data
US8710350B2 (en) * 2011-04-21 2014-04-29 Paul Shufflebotham Combination photovoltaic and wind power generation installation
US8193788B2 (en) 2011-04-27 2012-06-05 Solarbridge Technologies, Inc. Method and device for controlling a configurable power supply to provide AC and/or DC power output
US9065354B2 (en) 2011-04-27 2015-06-23 Sunpower Corporation Multi-stage power inverter for power bus communication
US8611107B2 (en) 2011-04-27 2013-12-17 Solarbridge Technologies, Inc. Method and system for controlling a multi-stage power inverter
KR101063208B1 (ko) * 2011-06-09 2011-09-07 이앤에이치(주) 마이크로 인버터를 갖춘 건물 일체형 태양광 발전 장치
AU2012267441B2 (en) * 2011-06-10 2017-01-19 Cyboenergy, Inc. Smart and scalable off-grid mini-inverters
US9331488B2 (en) 2011-06-30 2016-05-03 Cyboenergy, Inc. Enclosure and message system of smart and scalable power inverters
US8780592B1 (en) 2011-07-11 2014-07-15 Chilicon Power, LLC Systems and methods for increasing output current quality, output power, and reliability of grid-interactive inverters
US8922185B2 (en) 2011-07-11 2014-12-30 Solarbridge Technologies, Inc. Device and method for global maximum power point tracking
US8774974B2 (en) 2011-07-15 2014-07-08 First Solar, Inc. Real-time photovoltaic power plant control system
US8570005B2 (en) 2011-09-12 2013-10-29 Solaredge Technologies Ltd. Direct current link circuit
CN102355005B (zh) * 2011-09-20 2013-12-18 浙江工业大学 一种分布式光伏发电区域集成控制方法
US9397499B2 (en) * 2011-09-29 2016-07-19 Sunlight Photonics Inc. Methods and apparatus for high-frequency electrical power collection and transfer
US8284574B2 (en) 2011-10-17 2012-10-09 Solarbridge Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling an inverter using pulse mode control
US20130169056A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 Miasole Multi-module inverters and converters for building integrable photovoltaic modules
GB2498365A (en) 2012-01-11 2013-07-17 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic module
US9853565B2 (en) 2012-01-30 2017-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Maximized power in a photovoltaic distributed power system
GB2498791A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic panel circuitry
GB2498790A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Maximising power in a photovoltaic distributed power system
CN103248399A (zh) * 2012-02-08 2013-08-14 台达电子工业股份有限公司 电力线通讯方法及电力线通讯系统
US8847614B2 (en) * 2012-02-15 2014-09-30 E Gear Llc Electrical combiner box with improved functionality
DE102012203006A1 (de) * 2012-02-28 2013-08-29 Kaco New Energy Gmbh PV-Wechselrichter, NA-Schutz und PV-System
GB2499991A (en) 2012-03-05 2013-09-11 Solaredge Technologies Ltd DC link circuit for photovoltaic array
FR2989238A1 (fr) * 2012-04-04 2013-10-11 Augier Systeme de collecte de puissance d'une centrale photovoltaique
US10115841B2 (en) 2012-06-04 2018-10-30 Solaredge Technologies Ltd. Integrated photovoltaic panel circuitry
USD708143S1 (en) 2012-06-07 2014-07-01 Enphase Energy, Inc. Drop cable connector
USD707632S1 (en) 2012-06-07 2014-06-24 Enphase Energy, Inc. Trunk connector
ITVR20120129A1 (it) * 2012-06-28 2013-12-29 Cyber Power Systems Inc Metodo per il controllo di un sistema di alimentazione connesso alla rete
US9276635B2 (en) 2012-06-29 2016-03-01 Sunpower Corporation Device, system, and method for communicating with a power inverter using power line communications
US20140032178A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Solarcity Corporation Systems and methods for solar photovoltaic design
US8648498B1 (en) * 2012-11-19 2014-02-11 Renewable Power Conversion, Inc Photovoltaic power system with distributed photovoltaic string to polyphase AC power converters
US9331489B2 (en) * 2013-03-07 2016-05-03 Cyboenergy, Inc. Maximizing power production at low sunlight by solar power mini-inverters
US9941813B2 (en) 2013-03-14 2018-04-10 Solaredge Technologies Ltd. High frequency multi-level inverter
US9548619B2 (en) 2013-03-14 2017-01-17 Solaredge Technologies Ltd. Method and apparatus for storing and depleting energy
US10833629B2 (en) 2013-03-15 2020-11-10 Technology Research, Llc Interface for renewable energy system
EP3506370B1 (en) 2013-03-15 2023-12-20 Solaredge Technologies Ltd. Bypass mechanism
US9584044B2 (en) 2013-03-15 2017-02-28 Sunpower Corporation Technologies for converter topologies
US9564835B2 (en) * 2013-03-15 2017-02-07 Sunpower Corporation Inverter communications using output signal
US9755430B2 (en) 2013-04-11 2017-09-05 Solantro Semiconductor Corp. Virtual inverter for power generation units
US9906037B2 (en) 2013-04-13 2018-02-27 Honey Badger International Pty Ltd. Energy generation load compensation
EP2814130A1 (fr) * 2013-06-14 2014-12-17 Belenos Clean Power Holding AG Installation électrique avec module passerelle améliorée
CN103795078A (zh) * 2013-09-12 2014-05-14 苏州市龙源电力科技股份有限公司 家庭光伏并网发电系统
US9685904B2 (en) 2013-10-16 2017-06-20 General Electric Company Photovoltaic system with improved DC connections and method of making same
CN103545931B (zh) * 2013-10-30 2015-08-05 国家电网公司 一种分布式光伏发电并网接口装置
JP6020480B2 (ja) * 2014-02-04 2016-11-02 コニカミノルタ株式会社 電力制御装置、および画像形成装置
US9318974B2 (en) 2014-03-26 2016-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Multi-level inverter with flying capacitor topology
AU2015267255B2 (en) 2014-05-25 2019-03-14 Sunpower Corporation Alternative energy source module array characterization
JP6407621B2 (ja) * 2014-08-11 2018-10-17 株式会社東芝 太陽光発電システムおよび集電箱
US10447040B2 (en) 2014-10-15 2019-10-15 Cummins Power Generation Ip, Inc. Programmable inverter for controllable grid response
US10992255B2 (en) * 2014-10-28 2021-04-27 Sunpower Corporation Photovoltaic module or array shutdown
JP6660061B2 (ja) 2014-12-16 2020-03-04 エービービー シュヴァイツ アクチェンゲゼルシャフト エネルギーパネル装置の電力消費
EP3251191B1 (en) 2015-01-28 2020-09-16 MARICI Holdings The Netherlands B.V. Energy panel arrangement shutdown
US9906038B2 (en) * 2015-01-29 2018-02-27 Cyboenergy, Inc. Smart renewable power generation system with grid and DC source flexibility
EP3259841B1 (en) 2015-02-22 2020-10-07 MARICI Holdings The Netherlands B.V. Photovoltaic string reverse polarity detection
JP6385862B2 (ja) * 2015-03-12 2018-09-05 株式会社東芝 太陽光発電システム
US10027277B2 (en) 2015-03-25 2018-07-17 Zyntony, Inc. Short-string parallel-DC optimizer for photovoltaic systems
FI20155688A (fi) 2015-09-29 2017-03-30 Abb Technology Oy Menetelmä sähkölaitekokoonpanon tiedonsiirtoa varten ja sähkölaitekokoonpano
US10003300B2 (en) 2015-10-09 2018-06-19 Sunpower Corporation Photovoltaic management and module-level power electronics
AR107145A1 (es) 2015-12-18 2018-03-28 Southwire Co Llc Inversores de corriente de celdas solares integrados a un cable
US10205417B2 (en) 2016-03-31 2019-02-12 Enphase Energy, Inc. Automated commissioning and inspection for PV systems
US11177663B2 (en) 2016-04-05 2021-11-16 Solaredge Technologies Ltd. Chain of power devices
US11018623B2 (en) 2016-04-05 2021-05-25 Solaredge Technologies Ltd. Safety switch for photovoltaic systems
US9929665B2 (en) 2016-04-20 2018-03-27 International Business Machines Corporation Remotely controllable modular power control device for power generation
WO2017188994A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Transforming a service packet from a first domain to a second domain
US10511174B2 (en) * 2016-06-30 2019-12-17 Sunpower Corporation Microinverter systems and subsystems
JP6806325B2 (ja) * 2016-07-29 2021-01-06 国立研究開発法人産業技術総合研究所 太陽光発電システム評価装置、評価方法、及び、評価装置用プログラム
CN106300337A (zh) * 2016-08-09 2017-01-04 国网浙江德清县供电公司 基于动态分解法的配电网分区方法
CN106253340A (zh) * 2016-08-24 2016-12-21 内蒙古科林统德新能源科技发展有限公司 光伏电站的集中并网系统
US10419243B2 (en) 2016-09-09 2019-09-17 Johnson Controls Technology Company Smart gateway devices, systems and methods for providing communication between HVAC system networks
WO2018085849A1 (en) 2016-11-07 2018-05-11 Southwire Company, Llc Dead band direct current converter
CN106410854B (zh) * 2016-11-25 2019-03-01 北京科诺伟业光电科技有限公司 集散式光伏并网发电系统的协同控制装置及其控制方法
US11251621B1 (en) 2017-08-03 2022-02-15 Southwire Company, Llc Solar power generation system
US11438988B1 (en) 2017-08-11 2022-09-06 Southwire Company, Llc DC power management system
KR102444149B1 (ko) * 2017-10-12 2022-09-15 엘지전자 주식회사 태양광 모듈, 태양광 시스템 및 그 동작방법
KR20190061937A (ko) * 2017-11-28 2019-06-05 엘지전자 주식회사 태양광 모듈 및 이를 구비하는 태양광 시스템
US11699973B2 (en) 2018-05-23 2023-07-11 Sunpower Corporation Metering and control subsystems for photovoltaic solar systems
CN108988312B (zh) * 2018-07-24 2020-10-30 中天海洋系统有限公司 一种海底观测网次级接驳盒的电能分配系统和海底观测电网系统
US10727759B2 (en) * 2018-08-07 2020-07-28 Garrity Power Services Llc Smart inverter
CN110224440A (zh) * 2019-07-11 2019-09-10 深圳市联芯互联科技有限公司 一种具有无线自组网功能的光伏组件发电功率优化系统
JP2022547152A (ja) * 2019-09-05 2022-11-10 エフォ ピーティーワイ エルティーディー 電力分配のための方法及び装置
CN111077469B (zh) * 2019-11-27 2023-02-10 上海辛格林纳新时达电机有限公司 电源监控系统
CA3164419A1 (en) * 2020-01-10 2021-07-15 Enphase Energy, Inc. Storage system configured for use with an energy management system
CN116964922A (zh) * 2021-03-10 2023-10-27 发那科株式会社 马达驱动系统
GR1010185B (el) * 2021-07-21 2022-03-02 Βαρβιτσιωτης, Δημητριος Ιωαννης Εξυπνο ολοκληρωμενο κυκλωμα ελεγχου και διαχειρισης ενεργειας φωτοβολταϊκων στοιχειων

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886890A (en) * 1996-06-24 1999-03-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Power-supply system involving system interconnection
US6362540B1 (en) * 1999-10-20 2002-03-26 Pinnacle West Capital Corporation Expandable hybrid electric generator and method therefor
JP2006500897A (ja) * 2002-09-26 2006-01-05 アイティーティー マニュファクチュアリング エンタープライズィズ インコーポレイテッド 変動負荷用電源管理システム
KR20060082108A (ko) * 2005-01-11 2006-07-14 (주) 피에스디테크 태양광과 풍력을 이용한 하이브리드 발전시스템

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4032569A1 (de) 1990-10-13 1992-04-16 Flachglas Solartechnik Gmbh Netzgekoppelte photovoltaikanlage
US5227762A (en) 1990-10-26 1993-07-13 Thomas Industries Inc. Power line carrier controlled lighting system
US5592074A (en) 1992-06-26 1997-01-07 Canon Kabushiki Kaisha Battery power supply system
US5888890A (en) 1994-08-12 1999-03-30 Lg Semicon Co., Ltd. Method of manufacturing field effect transistor
JPH09135571A (ja) 1995-11-07 1997-05-20 Japan Storage Battery Co Ltd 太陽光発電用電力変換装置
US5689230A (en) 1995-11-09 1997-11-18 Motoral, Inc. Energy monitoring and control system using reverse transmission on AC line
JP3357808B2 (ja) * 1996-01-29 2002-12-16 三洋電機株式会社 太陽電池装置
JPH10201105A (ja) 1997-01-14 1998-07-31 Nissin Electric Co Ltd 太陽光発電装置
JP3422916B2 (ja) * 1997-10-17 2003-07-07 株式会社東芝 インバータ装置
JPH11289773A (ja) * 1998-04-06 1999-10-19 Mitsubishi Electric Corp 記録機能付インバータ装置
US6111767A (en) * 1998-06-22 2000-08-29 Heliotronics, Inc. Inverter integrated instrumentation having a current-voltage curve tracer
JP2000092718A (ja) 1998-09-09 2000-03-31 Toshiba Corp 分散型電源システム
US6178362B1 (en) * 1998-09-24 2001-01-23 Silicon Energy Corp. Energy management system and method
JP2000166097A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Daiwa House Ind Co Ltd 太陽光発電用インバータの並列運転システム
DE19859732A1 (de) * 1998-12-23 2000-06-29 Abac Elektronische Kommunikati Verfahren zur Datenübertragung zwischen einer Photovoltaikanlage und einer Zentrale
JP3604948B2 (ja) * 1999-04-23 2004-12-22 キヤノン株式会社 太陽電池アレイ、その修繕方法及び太陽電池発電システム
US6465993B1 (en) * 1999-11-01 2002-10-15 John Clarkin Voltage regulation employing a composite feedback signal
US6278245B1 (en) 2000-03-30 2001-08-21 Philips Electronics North America Corporation Buck-boost function type electronic ballast with bus capacitor current sensing
US6384580B1 (en) * 2000-06-14 2002-05-07 Motorola, Inc. Communications device for use with electrical source
JP2002142462A (ja) 2000-10-30 2002-05-17 Canon Inc 電力変換装置およびその盗難防止方法
JP3775221B2 (ja) * 2000-12-27 2006-05-17 松下電工株式会社 太陽光発電システム
JP2002289883A (ja) * 2001-03-23 2002-10-04 Sharp Corp 太陽電池パネル診断システム
JP3804505B2 (ja) * 2001-10-04 2006-08-02 日新電機株式会社 高周波リンク方式インバータ装置のオフセット調整方法
JP2005507169A (ja) * 2001-10-25 2005-03-10 サンディア コーポレーション 交流光起電ビルディングブロック
AU2002357670A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-12 Youtility, Inc. Anti-islanding techniques for distributed power generation
US20040024494A1 (en) * 2001-12-28 2004-02-05 Bayoumi Deia Salah-Eldin On-line control of distributed resources with different dispatching levels
WO2003065564A1 (fr) * 2002-01-31 2003-08-07 Fuji Electric Holdings Co.,Ltd. Procede et dispositif permettant le controle de convertisseur photovoltaique, et dispositif d'eau d'alimentation
JP4039097B2 (ja) * 2002-03-25 2008-01-30 松下電工株式会社 太陽光発電システム
DE10222621A1 (de) 2002-05-17 2003-11-27 Josef Steger Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuer- und Regelung von Photovoltaikanlagen
WO2004006342A1 (en) 2002-07-09 2004-01-15 Canon Kabushiki Kaisha Solar power generation apparatus and its manufacturing method
RU2239270C1 (ru) 2003-03-31 2004-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи
JP3952298B2 (ja) * 2003-05-22 2007-08-01 三菱電機株式会社 分散型電源システム及び分散型電源システムの制御プログラム
US7353897B2 (en) * 2003-07-23 2008-04-08 Fernandez Dennis S Telematic method and apparatus with integrated power source
JP4492199B2 (ja) * 2004-04-22 2010-06-30 東京電力株式会社 集合住宅における屋内電灯線の電流制御装置及び制御方法
DE102004025924A1 (de) * 2004-05-27 2005-12-22 Siemens Ag Solarwechselrichter und Photovoltaikanlage mit mehreren Solarwechselrichtern
DE102004025923A1 (de) * 2004-05-27 2005-12-22 Siemens Ag Photovoltaikanlage zur Einspeisung in ein elektrisches Netz sowie zentrales Steuer- und Überwachungsgerät für eine Photovoltaikanlage
US7555665B2 (en) * 2004-12-29 2009-06-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus of disabling converters in a power module
US8204709B2 (en) * 2005-01-18 2012-06-19 Solar Sentry Corporation System and method for monitoring photovoltaic power generation systems
JP2006320149A (ja) 2005-05-13 2006-11-24 Nippon Oil Corp 分散型電源システム
JP2008544735A (ja) * 2005-06-17 2008-12-04 オプティマル・ライセンシング・コーポレイション エネルギ貯留装置を使用する伝送及び配分システム負荷のための迅速作動分散電力システム
US7319313B2 (en) 2005-08-10 2008-01-15 Xantrex Technology, Inc. Photovoltaic DC-to-AC power converter and control method
JP2007166818A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Sharp Corp 電源システムおよびその制御方法
DE102006003904A1 (de) * 2006-01-27 2007-08-09 Sma Technologie Ag Verfahren zur Umwandlung einer Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung
US8103389B2 (en) * 2006-05-18 2012-01-24 Gridpoint, Inc. Modular energy control system
US8751053B2 (en) * 2006-10-19 2014-06-10 Tigo Energy, Inc. Method and system to provide a distributed local energy production system with high-voltage DC bus
US8013472B2 (en) * 2006-12-06 2011-09-06 Solaredge, Ltd. Method for distributed power harvesting using DC power sources
WO2009073868A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Solaredge, Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US8473250B2 (en) * 2006-12-06 2013-06-25 Solaredge, Ltd. Monitoring of distributed power harvesting systems using DC power sources
WO2008112080A1 (en) * 2007-03-07 2008-09-18 Greenray, Inc. Data acquisition apparatus and methodology for self-diagnosis of ac modules
US7772716B2 (en) * 2007-03-27 2010-08-10 Newdoll Enterprises Llc Distributed maximum power point tracking system, structure and process
US20090000654A1 (en) * 2007-05-17 2009-01-01 Larankelo, Inc. Distributed inverter and intelligent gateway
US10230325B2 (en) * 2016-10-14 2019-03-12 Enphase Energy, Inc. Remote array mapping
KR20190061937A (ko) * 2017-11-28 2019-06-05 엘지전자 주식회사 태양광 모듈 및 이를 구비하는 태양광 시스템
US11268706B2 (en) * 2017-12-21 2022-03-08 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Photovoltaic-assisted heat pump water heater system and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886890A (en) * 1996-06-24 1999-03-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Power-supply system involving system interconnection
US6362540B1 (en) * 1999-10-20 2002-03-26 Pinnacle West Capital Corporation Expandable hybrid electric generator and method therefor
JP2006500897A (ja) * 2002-09-26 2006-01-05 アイティーティー マニュファクチュアリング エンタープライズィズ インコーポレイテッド 変動負荷用電源管理システム
KR20060082108A (ko) * 2005-01-11 2006-07-14 (주) 피에스디테크 태양광과 풍력을 이용한 하이브리드 발전시스템

Also Published As

Publication number Publication date
EP2151035A1 (en) 2010-02-10
JP2010527570A (ja) 2010-08-12
IL202197A0 (en) 2010-06-16
CA2686272A1 (en) 2008-11-27
US20090000654A1 (en) 2009-01-01
US8581441B2 (en) 2013-11-12
AU2008254814B2 (en) 2011-04-07
US20200303923A1 (en) 2020-09-24
WO2008144540A1 (en) 2008-11-27
US20130015710A1 (en) 2013-01-17
US11444549B2 (en) 2022-09-13
JP2014241616A (ja) 2014-12-25
US10892619B2 (en) 2021-01-12
US20160020612A1 (en) 2016-01-21
KR20100017843A (ko) 2010-02-16
AU2008254814A1 (en) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11444549B2 (en) Distributed inverter and intelligent gateway
JP2010527570A5 (ko)
JP4965265B2 (ja) 分散型発電システム
EP2973976A2 (en) Interface for renewable energy system
US9401662B2 (en) Inverter with an AC interface for the connection of AC modules
JP2006320149A (ja) 分散型電源システム
EP3026776B1 (en) Power conversion device, power management device, and power management method
KR20110074370A (ko) 발전량에 따른 전력제어방법 및 그 전력변환장치
EP2622702B1 (en) Photovoltaic power plant
AU2011203367B2 (en) Distributed inverter and intelligent gateway
KR102559055B1 (ko) 태양광 발전 시스템
AU2021347205A1 (en) High-power microinverter and system
JP2000166098A (ja) 太陽光発電屋根
KR101147806B1 (ko) 마이크로 인버터를 이용한 태양광 발전 시스템
JP2010041758A (ja) 配電システム
CN117318160B (zh) 光伏逆变供电控制系统、方法、装置及存储介质
CN113852351B (zh) 光伏组件故障点定位系统及方法
JP7357249B2 (ja) 異常検知装置、異常検知方法、プログラム、屋内配線システム、パワーコンディショナ、ブレーカ、太陽光パネル、太陽光パネル付属モジュール及び接続箱
WO2012083949A1 (en) Input voltage adaption device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180626

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 5