KR101572988B1 - 화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템 - Google Patents

화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101572988B1
KR101572988B1 KR1020140139199A KR20140139199A KR101572988B1 KR 101572988 B1 KR101572988 B1 KR 101572988B1 KR 1020140139199 A KR1020140139199 A KR 1020140139199A KR 20140139199 A KR20140139199 A KR 20140139199A KR 101572988 B1 KR101572988 B1 KR 101572988B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fire
control module
detection signal
flame
solar cell
Prior art date
Application number
KR1020140139199A
Other languages
English (en)
Inventor
최일규
Original Assignee
(주)모비트론이엔지
최일규
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 (주)모비트론이엔지, 최일규 filed Critical (주)모비트론이엔지
Priority to KR1020140139199A priority Critical patent/KR101572988B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101572988B1 publication Critical patent/KR101572988B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • 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

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

다수의 태양전지모듈에서 변환한 전기에너지를 결합하여 출력하는 접속유닛이, 다수의 태양전지모듈 각각에 연결된 입력 라인과, 상기 입력 라인에 설치된 퓨즈 및 다이오드, 그리고 상기 입력 라인이 하나로 결합하여 연결되는 메인 차단기를 구비하고, 상기 퓨즈에 인접하여 설치된 적어도 하나의 불꽃감지센서, 및 상기 불꽃감지센서로부터의 감지신호에 기초하여 기설정된 화재 단계를 판단하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템이 개시된다.

Description

화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템{Photovoltaic power generation system including junction unit for fire detection}
본 발명은 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 특히 화재를 예측하여 피해를 최소화하거나 발생된 화재를 신속하게 진압할 수 있도록 하는 기술에 관련한다.
에너지 절약과 환경 보호를 위하여 신재생 에너지로서 태양광을 이용한 태양광 발전시스템이 다양한 구조와 방식으로 개발되고 있다.
대부분의 태양광 발전시스템을 보면, 태양전지모듈 어레이에 구비된 다수의 태양전지모듈에서 태양 에너지를 전기 에너지로 변환을 하고, 변환된 전기 에너지는 다수의 라인을 통하여 접속유닛(junction box)로 유입되어 하나로 결합되어 메인 차단기(MCCB)를 통해 전력선으로 출력되며, 출력되는 직류 전력은 전력 변환기 내의 인버터를 통해 교류 전력으로 변환되어 한전계통으로 전달되는 구조를 갖는다.
이러한 구조에 있어서, 접속유닛에는 회로기판과 다수의 태양전지모듈과 각각 연결되는 다수의 다이오드와 퓨즈를 구비하고 있는데, 퓨즈를 적용하기 때문에 접촉 부분에서의 불확실한 접촉에 의해 불꽃이 발생하고 더 나아가 회로기판에 화재가 발생하게 된다.
실제 접속유닛은 태양전지모듈 어레이에 대응하여 설치되므로 한 지역에 다수 개가 설치되기 때문에 어느 하나의 접속유닛에 화재가 발생하여도 신속하게 대응하지 못한다는 문제점이 있다.
그 결과, 접속유닛 내에서 화재로 인한 쇼트가 발생하여 접속유닛의 전단과 후단에 악영향을 끼쳐 사태가 악화된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 접속유닛에서의 화재 발생을 예측하여 관련 부품의 피해를 최소화 할 수 있는 태양광 발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접속유닛에 발생한 화재에 신속하게 대응하여 진압할 수 있는 태양광 발전시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 다수의 태양전지모듈 각각에 연결된 입력 라인과, 상기 입력 라인에 설치된 퓨즈 및 다이오드, 그리고 상기 입력 라인이 하나로 결합하여 연결되는 메인 차단기를 구비하고, 상기 퓨즈에 인접하여 설치된 적어도 하나의 불꽃감지센서; 상기 불꽃감지센서로부터의 감지신호에 기초하여 기설정된 화재 단계를 판단하는 제어모듈을 포함하는 접속유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 제어 모듈은 상기 화재 단계에 따라 상기 메인 차단기를 오프(OFF) 시킨다.
바람직하게, 상기 접속유닛은 연감지기와 확산 분말소화기를 더 구비하고, 상기 제어 모듈은 상기 화재 단계에 따라 상기 메인 차단기를 오프(OFF) 시키고, 상기 연감지기로부터 연기 감지신호를 수신하여 상기 확산 분말소화기를 동작시켜 분말을 비산시킨다.
바람직하게, 상기 화재 단계는 상기 감지신호의 세기에 따라 미리 설정되며, 상기 제어모듈이 계속적인 감시를 수행하면서 불꽃 발생을 원격지 서버에 전송하여 제1단계; 상기 제어모듈이 화재 발생 전 단계로 판정하여 상기 메인 차단기를 동작시켜 오프(OFF) 시키고, 이를 상기 원격지 서버에 통보하는 제2단계; 및 상기 제어모듈이 화재가 발생한 것으로 판정하여 연감지기로부터의 연기 감지신호를 수신 대기하는 제3단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 불꽃감지센서는 상기 퓨즈 각각에 대해 설치할 수 있다.
상기한 구성에 의하면, 접속유닛에서의 화재 발생을 예측하여 관련 부품의 피해를 최소화할 수 있다.
또한, 접속유닛에서 화재 발생시 신속하게 대응하여 진압할 수 있다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전시스템을 보여주는 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 발전시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전시스템을 보여주는 구성도이다.
태양광 발전시스템은, 태양전지모듈 어레이(100), 접속유닛(200), 및 전력 변환기(300)를 포함한다.
태양전지모듈 어레이(100)는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 것으로서, 다수의 태양전지모듈(110)이 어레이(array) 형태로 설치된다.
접속유닛(200)은 다수의 태양전지모듈(110)에서 변환한 전기에너지를 결합하여 출력하는 기능을 하는데, 캐비넷 형태의 함체에 회로기판과 메인 차단기(204) 및 다른 전기부품이 수납되어 구성된다.
각 태양전지모듈(110)에 접속된 입력 라인(220)마다 퓨즈(202)와 다이오드(미도시)가 연결되어 회로기판에 실장되고, 각 입력 라인(220)은 하나로 연결되어 출력되며, 출력 라인(230)은 메인 차단기(MCCB, 204)를 통하여 전력 변환기(300)로 보내진다.
또한, 회로기판에는 제어모듈(210)이 설치되는데, 도 1에는 연결 관계가 명확하게 나타나도록 제어모듈(210)을 접속유닛(200)의 외부에 도시하였다.
접속유닛(200)에서, 각 퓨즈(202) 사이에는 불꽃감지센서(201)가 설치되고, 상부에는 각각 연감지기(206)와 확산 분말소화기(208)가 설치된다. 이 실시 예에서는 불꽃감지센서(201)가 모든 퓨즈(202)에 대응하여 1:1로 설치되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고 다수의 퓨즈(202)에 하나의 불꽃감지센서(201)를 대응하여 설치하거나 전체적으로 하나의 불꽃감지센서(201)를 설치할 수도 있다.
불꽃감지센서(201)는 불꽃의 파장(주파수) 760㎚ ~ 1100㎚ 대역을 감지하는 센서로 퓨즈(202)에서 발생하는 불꽃을 감지하여 감지신호를 제어모듈(210)에 전송한다.
퓨즈(202)는 가령 통 형상의 퓨즈가 사용될 수 있는데, 회로기판에 실장된 도전 홀더에 의해 지지된다.
연감지기(206)에는 일단 회로기판에 화재가 발생하여 연기가 발생하면 이를 감지하며, 확산 분말소화기(208)는 제어모듈(210)의 제어하에 분말을 폭발적으로 비산시킨다.
제어모듈(210)은 불꽃감지센서(201)와 연감지기(206)로부터 감지신호를 수신하여 화재발생 여부를 판정하고, 화재라고 판정한 경우 분말소화기(208)를 제어하여 터뜨린다. 또한, 유무선 통신을 통하여 화재발생과 진행상황을 포함하는 화재정보를 원격제어장치(400)에 전송한다.
원격제어장치(400)는 가령 컴퓨터 장치를 포함하며, 다수의 태양전지모듈 어레이(100)의 구동을 제어하고 관리하며, 다양하게 취합되는 정보를 원격지 서버(미도시)에 전송한다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 태양광 발전시스템의 동작에 대해 설명한다.
태양전지모듈 어레이(100)에 구비된 다수의 태양전지모듈(110)에서 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 이렇게 변환된 전기에너지는 접속유닛(200) 내의 다수의 퓨즈(202)와 다수의 다이오드가 설치된 입력 라인(220)을 통과한 후 하나로 결합되어 메인 차단기(204)를 통해 출력 라인(230)으로 출력된다.
출력 라인(230)으로 출력되는 직류 전력은 전력 변환기(300)에 전달되고, 전력 변환기(300) 내의 인버터(310)를 통해 교류 전력으로 변환되어 마그네틱 스위치와 메인 차단기를 통해 한전 계통으로 전달된다.
상기한 것처럼, 퓨즈(202)는 회로기판에 실장된 도전 홀더에 의해 지지되는데, 홀더는 집게 형상의 가압부를 구비하여 가압부 사이에 퓨즈(202)가 강제로 끼워지며, 퓨즈(202)는 가압부의 탄성에 의해 압력을 받아 고정된다.
그러나, 퓨즈(202)를 교체하는 작업을 반복함으로써 또는 작업자의 실수에 의해 홀더의 가압부가 벌어지거나 탄성이 저하한 경우 퓨즈(202)와 홀더의 가압부 사이에 간극이 생길 수 있다.
이 경우, 간극에서의 접촉 저항이 증가함으로써, 퓨즈(202)를 흐르는 고전류(8A)에 의해 불꽃이 발생하고 그 결과 화재가 발생하게 된다.
불꽃이 발생하면, 불꽃감지센서(201)는 불꽃의 파장을 감지하여 감지신호를 제어모듈(210)에 전달한다.
제어모듈(210)은, 가령 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)을 구비하여 프로그래밍 가능하므로 불꽃감지센서(201)로부터의 감지신호의 세기에 따라 기설정된 루틴에 따라 동작 제어를 수행한다.
가령, 감지신호의 세기에 따라 3단계로 구분하여 1단계에서 제어모듈(210)은 계속적인 감시를 수행하면서 불꽃 발생을 원격제어장치(400)를 통하여 원격지 서버에 전송하여 관리자가 주의를 기울이도록 한다.
2단계에서, 제어모듈(210)은 화재 발생 전 단계로 판정하여 메인 차단기(204)를 동작시켜 오프(OFF) 시키고, 이를 원격제어장치(400)를 통하여 원격지 서버에 통보한다. 그 결과, 관리자는 직접 해당 접속유닛(200)을 조사하여 화재 가능성에 대해 체크함과 동시에 메인 차단기(204)를 다시 온(ON) 시킬 수 있다.
이 과정에서 메인 차단기(204)가 오프된 원인과 퓨즈(202)의 상태 등을 점검함으로써 화재의 가능성을 최소화 할 수 있다.
마지막으로, 3단계에서, 제어모듈(210)은 화재가 발생한 것으로 판정하여 연감지기(206)로부터의 연기 감지신호를 수신 대기한다. 이에 대해서는 후술한다.
상기와 같은 단계의 구분은 일 예에 지나지 않으며, 불꽃감지센서(201)의 감지신호의 세기에 따라 이보다 더 세분화한 단계를 구분할 수 있다.
상기한 것처럼, 불꽃감지센서(201)의 감지신호의 세기에 의해 제어모듈(210)이 3단계의 동작을 수행하는 중 연감지기(206)로부터 연기 감지신호를 수신하면, 화재 발생으로 판정하여 확산 분말소화기(208)를 제어하여 분말을 폭발적으로 비산시켜 화재를 신속하게 진압하도록 한다.
다시 말해, 메인 차단기(204)를 일단 오프시켜 해당 접속유닛(200)에서의 화재로 인한 전기적 쇼트(short)로 태양전지모듈(100)이나 인버터(310) 등의 전기부품에 악영향을 주는 것을 최소화 할 수 있고, 확산 분말소화기(208)를 이용하여 신속하게 화재를 진압함으로써 접속유닛(200) 내부의 전기부품을 보호하거나 화재가 라인을 따라 번지는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 태양전지모듈 어레이
200: 접속유닛
201: 불꽃감지센서
202: 퓨즈
204: 메인 차단기
206: 연감지기
208: 확산 분말소화기
210: 제어모듈
220: 입력 라인
230: 출력 라인
300: 전력 변환기
310: 인버터
400: 원격제어장치

Claims (5)

  1. 다수의 태양전지모듈에서 변환한 전기에너지를 결합하여 출력하는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템으로서,
    상기 접속유닛은,
    다수의 태양전지모듈 각각에 연결된 입력 라인과, 상기 입력 라인에 설치된 퓨즈 및 다이오드, 그리고 상기 입력 라인이 하나로 결합하여 연결되는 메인 차단기를 구비하고,
    상기 퓨즈 각각에 대응하여 인접하여 설치된 불꽃감지센서;
    연기 감지신호를 수신하는 연감지기; 및
    상기 불꽃감지센서로부터의 감지신호에 기초하여 기설정된 화재 단계를 판단하는 제어모듈을 포함하며,
    상기 화재 단계는 상기 불꽃감지센서의 감지신호의 세기에 따라 미리 설정되고,
    상기 제어모듈이 계속적인 감시를 수행하면서 불꽃 발생을 원격지 서버에 전송하는 제1단계;
    상기 제어모듈이 화재 발생 전 단계로 판정하여 상기 메인 차단기를 동작시켜 오프(OFF) 시키고, 이를 상기 원격지 서버에 통보하는 제2단계; 및
    상기 제어모듈이 화재가 발생한 것으로 판정하여 상기 연감지기로부터의 연기 감지신호를 수신 대기하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 연감지기로부터 연기 감지신호를 수신하는 경우, 화재 발생으로 판정하여 확산 분말소화기를 제어하여 분말을 비산시켜 화재를 진압하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020140139199A 2014-10-15 2014-10-15 화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템 KR101572988B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140139199A KR101572988B1 (ko) 2014-10-15 2014-10-15 화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140139199A KR101572988B1 (ko) 2014-10-15 2014-10-15 화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150131693A Division KR20160044410A (ko) 2015-09-17 2015-09-17 태양광 발전시스템에서 접속유닛의 화재진압 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101572988B1 true KR101572988B1 (ko) 2015-11-30

Family

ID=54868146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140139199A KR101572988B1 (ko) 2014-10-15 2014-10-15 화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101572988B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101170083B1 (ko) * 2012-06-27 2012-07-31 상원엔지니어링(주) 분배전반 자동 소화 장치
KR101286756B1 (ko) * 2012-11-22 2013-07-16 주식회사 테크노믹스 소화장치
KR101313901B1 (ko) * 2013-06-25 2013-09-30 주식회사 광명에스지 소화부가 구비된 태양전지판넬의 모니터링 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101170083B1 (ko) * 2012-06-27 2012-07-31 상원엔지니어링(주) 분배전반 자동 소화 장치
KR101286756B1 (ko) * 2012-11-22 2013-07-16 주식회사 테크노믹스 소화장치
KR101313901B1 (ko) * 2013-06-25 2013-09-30 주식회사 광명에스지 소화부가 구비된 태양전지판넬의 모니터링 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10574059B2 (en) Control apparatus and combiner box
KR101560345B1 (ko) 태양광 발전시스템
JP6159259B2 (ja) 光起電力システムのための保護デバイス
US8466789B2 (en) Method for theft recognition on a photovoltaic unit and inverter for a photovoltaic unit
US8461716B2 (en) Photovoltaic power generating device, and controlling method
KR102136877B1 (ko) 태양광발전장치용 접속반 시스템
WO2015087638A1 (ja) 太陽光発電システム
WO2017221493A1 (ja) 直流電気回路保護装置およびアーク検出方法
EP2608341A1 (en) Grounding device
JP2013530664A (ja) 危険状態において光起電力設備の発電機電圧を制限するための方法及び光起電力設備
JP2005168156A (ja) 地絡対策装置及び発電システム
KR102370220B1 (ko) 태양광발전 접속반에서 직렬 아크를 검출하는 아크검출장치
JP2016135016A (ja) 太陽光発電システム
KR101509536B1 (ko) 태양광 발전 모니터링시스템
KR101684679B1 (ko) 접속반내의 단자볼트 텐션상태 검출을 통한 화재방지기능을 가지는 태양광발전시스템
KR101667914B1 (ko) 지능형 고장 예지형 태양광 발전 시스템
JP2015186286A (ja) 出力制御装置
KR20120086558A (ko) 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템
KR20160044410A (ko) 태양광 발전시스템에서 접속유닛의 화재진압 방법
KR101853358B1 (ko) 화재 방지 기능을 갖는 태양광 발전 장치의 접속반
JP6611435B2 (ja) 太陽光発電設備の異常検出システム
KR101646936B1 (ko) 기능 확장형 태양광발전 채널별 감시장치를 구비하는 태양광 발전시스템
KR101572988B1 (ko) 화재감지기능을 갖는 접속유닛을 구비한 태양광 발전시스템
US20120126629A1 (en) Controller, power inverter, photovoltaic power supply system, and method for controlling deactivation of at least one photovoltaic module
KR101030925B1 (ko) 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee