KR101614951B1 - Solar Photovoltaic Generation System - Google Patents

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Abstract

태양 광 전지 모듈을 이용하여 전력을 발생시키는 태양 광 발전 시스템이 개시되어 있다. 시스템은 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 제1 DC 전원을 출력하는 태양 광 전지 모듈; 전원을 충전하기 위한 배터리; 외부 전원을 이용하여 제2 DC 전원 또는 제1 AC 전원을 발전시키기 위한 보조 발전부; 제1 입력 DC 전원을 제2 AC 전원으로 변환하여 외부에 출력시키기 위한 AC 출력 드라이버; 제2 입력 DC 전원 또는 입력 AC 전원을 변환, 변류 및 증폭하기 위한 DC 드라이버; 및 상기 태양 광 전지 모듈로부터의 상기 제1 DC 전원의 전압과 상기 배터리의 충전 전압을 대비하여 상기 태양 광 전지 모듈로부터 상기 배터리로의 상기 제1 DC 전원의 공급을 제어하며, 상기 배터리의 충전 전압과 소정의 과방전 기준 전압을 대비하여 상기 배터리의 과방전을 방지하고, 상기 배터리의 충전 전압과 소정의 과충전 기준 전압을 대비하여 상기 배터리의 과충전을 방지하며, 상기 태양 광 전지 모듈로부터의 상기 제1 DC 전원을 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하거나, 상기 보조 발전부로부터의 상기 제2 DC 전원를 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하거나, 상기 보조 발전부로부터의 상기 제1 AC 전원을 제3 DC 전원으로 변환하여 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하기 위한 분배 제어기를 포함한다.A solar power generation system for generating electric power by using a solar cell module is disclosed. The system includes a photovoltaic cell module for converting solar energy into electrical energy and outputting the first DC power; A battery for charging the power supply; An auxiliary power generator for generating the second DC power or the first AC power using an external power supply; An AC output driver for converting a first input DC power supply to a second AC power supply and outputting the second input AC power to the outside; A DC driver for converting, converting and amplifying a second input DC power supply or an input AC power supply; And controlling the supply of the first DC power from the solar cell module to the battery by comparing the voltage of the first DC power source from the solar cell module with the charging voltage of the battery, Preventing overcharge of the battery by comparing the predetermined overdischarge reference voltage with a predetermined overdischarge reference voltage to prevent overcharging of the battery by comparing a charging voltage of the battery with a predetermined overcharge reference voltage, 1 distributes the DC power to the battery, the AC output driver, and the DC driver, respectively, or distributes the second DC power from the auxiliary power generation unit to the battery, the AC output driver, and the DC driver, The first AC power source from the auxiliary power generation unit is converted into a third DC power source, and the battery, the AC output driver, And a distribution controller for distribution to each group DC driver.

Description

태양 광 발전 시스템{Solar Photovoltaic Generation System}[0001] Solar Photovoltaic Generation System [0002]

본 발명은 태양 광 전지 모듈을 이용하여 전력을 발생시키는 태양 광 발전 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a solar power generation system for generating electric power by using a solar cell module.

세계적으로 태양, 풍력, 조력 등 자연 환경을 이용하여 발전을 하는 연구가 많이 이루지고 있으며 상당한 많은 부분이 상용화되어 있다. 그러나 자연 환경을 이용한 발전은 지리적 영향을 많이 받고 있다. 즉 태양 에너지를 이용해서 발전을 하기 위해서는 일조량이 많아야 하며 풍력 에너지를 이용하여 발전을 하기 위해서는 바람이 많이 불어야 한다.There have been many researches on the development of natural environments such as the sun, wind, and tidal waves around the world, and a considerable number of them have been commercialized. However, the development using the natural environment is highly geographically influenced. In other words, to generate electricity using solar energy, the amount of sunshine must be high, and the wind must be blown in order to generate electricity using wind energy.

현재 태양 에너지를 이용한 발전 시스템이 다양하게 시도되고 있다. 태양 광 전지 모듈의 성능을 개선하기 위해 많은 연구를 시도하고 있으면, 소기의 목적도 달성되고 있다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 태양 광 전지의 효율은 일조량에 의해 영향을 받기 때문에 날씨와 시간에 관계없이 일정한 전력을 생성한다는 것은 매우 요원한 문제이다. 일조량이 적어, 태양 광 전지로부터 발전하게 되는 전력이 미약한 경우, 그 발전 전력이 축전지의 충전에 사용되지 못하여, 전체적으로, 태양 광 발전 시스템의 효율을 저하시키는 문제가 있다.Currently, a variety of power generation systems using solar energy are being tried. If many researches are made to improve the performance of the photovoltaic module, the desired purpose is also achieved. However, as described above, since the efficiency of a photovoltaic cell is affected by the amount of sunshine, it is very troublesome to generate a constant power regardless of the weather and the time. When the amount of sunshine is small and the electric power to be generated from the photovoltaic cell is small, the generated power can not be used for charging the accumulator, which lowers the efficiency of the photovoltaic power generation system as a whole.

따라서, 미약한 채광에 의해 태양 광 전지로부터 미약한 전력이 발전되어도 이를 활용할 수 있는 시스템이 요구된다.Therefore, there is a demand for a system that can utilize even a small amount of electric power generated from a photovoltaic cell by weak light.

본 발명의 목적은 자연 채광이 고르지 못하거나 채광의 효율이 저하되어도, 안정적으로 전력을 발생시킬 수 있는 태양 광 전지를 이용한 발전 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a power generation system using a photovoltaic cell capable of stably generating electric power even when the natural light is uneven or the efficiency of mining is decreased.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 광 전지를 이용한 독립형 발전 시스템은 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 제1 DC 전원을 출력하는 태양 광 전지 모듈; 전원을 충전하기 위한 배터리; 외부 전원을 이용하여 제2 DC 전원 또는 제1 AC 전원을 발전시키기 위한 보조 발전부; 제1 입력 DC 전원을 제2 AC 전원으로 변환하여 외부에 출력시키기 위한 AC 출력 드라이버; 제2 입력 DC 전원 또는 입력 AC 전원을 변환, 변류 및 증폭하기 위한 DC 드라이버; 및 상기 태양 광 전지 모듈로부터의 상기 제1 DC 전원의 전압과 상기 배터리의 충전 전압을 대비하여 상기 태양 광 전지 모듈로부터 상기 배터리로의 상기 제1 DC 전원의 공급을 제어하며, 상기 배터리의 충전 전압과 소정의 과방전 기준 전압을 대비하여 상기 배터리의 과방전을 방지하고, 상기 배터리의 충전 전압과 소정의 과충전 기준 전압을 대비하여 상기 배터리의 과충전을 방지하며, 상기 태양 광 전지 모듈로부터의 상기 제1 DC 전원을 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하거나, 상기 보조 발전부로부터의 상기 제2 DC 전원를 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하거나, 상기 보조 발전부로부터의 상기 제1 AC 전원을 제3 DC 전원으로 변환하여 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하기 위한 분배 제어기를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stand-alone power generation system using a photovoltaic cell, comprising: a photovoltaic battery module for converting solar energy into electric energy and outputting a first DC power; A battery for charging the power supply; An auxiliary power generator for generating the second DC power or the first AC power using an external power supply; An AC output driver for converting a first input DC power supply to a second AC power supply and outputting the second input AC power to the outside; A DC driver for converting, converting and amplifying a second input DC power supply or an input AC power supply; And controlling the supply of the first DC power from the solar cell module to the battery by comparing the voltage of the first DC power source from the solar cell module with the charging voltage of the battery, Preventing overcharge of the battery by comparing the predetermined overdischarge reference voltage with a predetermined overdischarge reference voltage to prevent overcharging of the battery by comparing a charging voltage of the battery with a predetermined overcharge reference voltage, 1 distributes the DC power to the battery, the AC output driver, and the DC driver, respectively, or distributes the second DC power from the auxiliary power generation unit to the battery, the AC output driver, and the DC driver, The first AC power source from the auxiliary power generation unit is converted into a third DC power source, and the battery, the AC output driver, And a distribution controller for distribution to each group DC driver.

바람직하게는, 상기 제1 AC 전원의 주파수 및 상기 제2 AC 전원의 주파수는 400㎐ ~ 1200㎐인 것을 특징으로 한다.Preferably, the frequency of the first AC power source and the frequency of the second AC power source are 400 Hz to 1200 Hz.

삭제delete

실시 예에 따라서는, 상기 보조 발전부는 외부 DC 전원 또는 외부 AC 전원을 이용하여 운동 에너지를 생성하는 DC 모터 또는 AC 모터; 및 상기 DC 모터 또는 상기 AC 모터로부터의 상기 운동 에너지를 기초로 상기 제2 DC 전원 또는 상기 제1 AC 전원을 발전시키기 위한 DC 또는 AC 발전기를 포함한다.According to an embodiment, the auxiliary power generation unit may be a DC motor or an AC motor that generates kinetic energy using an external DC power source or an external AC power source; And a DC or AC generator for generating the second DC power or the first AC power based on the kinetic energy from the DC motor or the AC motor.

본 발명에 의하면, 태양 광 전지 모듈에서 발생되는 전력이 충전에 필요한 전력보다 약한 경우, 보조 발전에 의해 보완하므로써, 태양 광 전지 모듈에서 발생되는 작은 전력도 충전 및 출력에 이용할 수 있는 우수한 효율의 발전 시스템을 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, when the power generated from the photovoltaic cell module is weaker than the power required for charging, the small power generated in the photovoltaic cell module is supplemented by the auxiliary power generation, System can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양 광 발전 시스템을 도시한 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 태양 광 발전 시스템의 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a solar power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 태양 광 발전 시스템은 태양 광 전지 모듈(100), 배터리(200), 분배 제어기(300), AC 출력 드라이버(400), 보조 발전부(500), 및 DC 드라이버(600)를 포함한다. 1, a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention includes a solar cell module 100, a battery 200, a distribution controller 300, an AC output driver 400, 500, and a DC driver 600.

상기 태양 광 전지 모듈(100)은 태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 제1 DC 전원을 상기 분배 제어기(300)에 출력한다.The solar cell module 100 converts solar energy into electrical energy and outputs the first DC power to the distribution controller 300.

상기 분배 제어기(300)는 상기 태양 광 전지 모듈(100)로부터의 상기 제1 DC 전원의 전압과 상기 배터리(200)의 충전 전압을 대비한다. 상기 분배 제어기(300)는 대비 결과에 따라, 상기 태양 광 전지 모듈(100)로부터 출력되는 상기 제1 DC 전원의 상기 배터리(200)로의 공급을 제어한다. 예컨대, 상기 분배 제어기(300)는 상기 태양 광 전지 모듈(100)의 출력 전압이 상기 배터리(200)의 충전 전압보다 낮은 경우, 상기 태양 광 전지 모듈(100)의 출력단과 상기 배터리(200)의 연결을 끊는다.The distribution controller 300 compares the voltage of the first DC power source from the photovoltaic cell module 100 with the charging voltage of the battery 200. The distribution controller 300 controls the supply of the first DC power from the solar cell module 100 to the battery 200 according to the contrast result. For example, when the output voltage of the solar cell module 100 is lower than the charging voltage of the battery 200, the distribution controller 300 controls the output terminal of the solar cell module 100 and the output terminal of the battery 200 Disconnects.

또한, 상기 분배 제어기(300)는 상기 배터리(200)의 과방전 및 과충전을 방지한다. 예컨대, 상기 분배 제어기(300)는 상기 배터리(200)의 상기 충전 전압과 소정의 과방전 기준 전압을 대비하고, 대배 결과에 따라 상기 배터리(200)의 과방전을 방지한다. 예컨대, 상기 분배 제어기(300)는 상기 충전 전압과 소정의 과충전 기준 전압을 대비하여 과충전을 방지한다.Also, the distribution controller 300 prevents overcharge and overcharging of the battery 200. FIG. For example, the distribution controller 300 compares the charging voltage of the battery 200 with a predetermined overdischarge reference voltage, and prevents the discharge of the battery 200 according to a result of the comparison. For example, the distribution controller 300 prevents overcharging by comparing the charging voltage with a predetermined overcharge reference voltage.

또한, 상기 분배 제어기(300)는 상기 AC 출력 드라이버(400) 및 상기 DC 드라이버(600)에 상기 배터리(200), 상기 태양 전지 모듈(100) 또는/및 상기 보조 발전부(500)으로부터의 DC 및/또는 AC 전원들을 선택적으로 공급한다. 상기 AC 출력 드라이버(400)는 상기 배터리(200)의 충전 전원, 상기 태양 광 전지 모듈(100), 및/또는 상기 보조 발전부(500)로부터의 상기 직류 전원을 AC 전원으로 변환하여 외부의 부하에 출력한다. 상기 실시 예에 따라서는, 상기 AC 출력 드라이버(400)에 의해 발생되는 상기 제2 AC 전원은 400㎐ ~ 1200㎐ 범위 내의 주파수를 갖는다. 바람직하게는, 상기 AC 출력 드라이버(400)로부터 발생되는 상기 제2 AC 전원의 주파수는 800㎐이다.The distribution controller 300 controls the AC output driver 400 and the DC driver 600 to supply the DC power from the battery 200, the solar cell module 100, and / And / or AC supplies. The AC output driver 400 converts the charging power of the battery 200, the photovoltaic cell module 100, and / or the DC power from the auxiliary power generation unit 500 to AC power, . According to this embodiment, the second AC power source generated by the AC output driver 400 has a frequency in the range of 400 Hz to 1200 Hz. Preferably, the frequency of the second AC power source generated from the AC output driver 400 is 800 Hz.

상기 보조 발전부(500)는 외부로부터의 DC 전원 또는 AC 전원을 기초로 제2 DC 전원 또는 제1 AC 전원을 발전시키고, 상기 발전되는 제2 DC 전원 또는 제1 AC 전원을 상기 분배 제어기(300)에 출력한다. 그러면, 상기 분배 제어기(300)는 상기 보조 발전부(500)로부터의 상기 제1 DC 전원을 상기 DC 드라이버(600), 상기 AC 출력 드라이버(400), 및 상기 배터리(200)에 제공하거나 또는 상기 보조 발전부(500)로부터의 상기 제1 AC 전원을 제3 DC 전원으로 변환하여 상기 DC 드라이버(600), 상기 AC 출력 드라이버(400) 및/또는 상기 배터리(200)에 제공한다.The auxiliary power generating unit 500 generates a second DC power or a first AC power based on an external DC power or an AC power and supplies the generated second DC power or first AC power to the distribution controller 300 . The distribution controller 300 may supply the first DC power from the auxiliary power generator 500 to the DC driver 600, the AC output driver 400, and the battery 200, Converts the first AC power from the auxiliary power generating unit 500 into a third DC power and provides the DC power to the DC driver 600, the AC output driver 400 and / or the battery 200.

실시 예에 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 보조 발전부(500)는 DC 모터 또는 AC 모터(530) 및 DC 또는 AC 발전기(550)를 포함한다.1, the auxiliary power generation unit 500 includes a DC motor or an AC motor 530 and a DC or AC generator 550. [

상기 DC 또는 AC 모터(530)는 외부 DC 전원 또는 외부 AC 전원을 이용하여 운동 에너지를 생성한다.The DC or AC motor 530 generates kinetic energy using an external DC power source or an external AC power source.

상기 DC 또는 AC 발전기(550)는 상기 DC 모터 또는 상기 AC 모터로부터의 상기 운동 에너지를 기초로 상기 제2 DC 전원 또는 상기 제1 AC 전원을 발전시킨다.The DC or AC generator 550 generates the second DC power or the first AC power based on the kinetic energy from the DC motor or the AC motor.

100: 태양 광 전지 모듈
200: 배터리
300: 분배 제어기
400: AC 출력 드라이버
500: 보조 발전부
600: DC 드라이버100: Photovoltaic module
200: Battery
300: Dispense controller
400: AC output driver
500: auxiliary power generation section
600: DC driver

Claims (4)

태양 광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 제1 DC 전원을 출력하는 태양 광 전지 모듈;
전원을 충전하기 위한 배터리;
외부 전원을 이용하여 제2 DC 전원 또는 제1 AC 전원을 발전시키기 위한 보조 발전부;
제1 입력 DC 전원을 제2 AC 전원으로 변환하여 외부에 출력시키기 위한 AC 출력 드라이버;
제2 입력 DC 전원을 상기 배터리의 정격 전압으로 변환 출력하는 DC 드라이버; 및
상기 태양 광 전지 모듈로부터의 상기 제1 DC 전원의 전압과 상기 배터리의 충전 전압을 대비하여 상기 태양 광 전지 모듈로부터 상기 배터리로의 상기 제1 DC 전원의 공급을 제어하며,
상기 배터리의 충전 전압과 소정의 과방전 기준 전압을 대비하여 상기 배터리의 과방전을 방지하고,
상기 배터리의 충전 전압과 소정의 과충전 기준 전압을 대비하여 상기 배터리의 과충전을 방지하며,
상기 태양 광 전지 모듈로부터의 상기 제1 DC 전원을 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하거나,
상기 보조 발전부로부터의 상기 제2 DC 전원를 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하거나,
상기 보조 발전부로부터의 상기 제1 AC 전원을 제3 DC 전원으로 변환하여 상기 배터리, 상기 AC 출력 드라이버, 및 상기 DC 드라이버에 각각 분배하기 위한 분배 제어기를 포함하고,
상기 보조 발전부는
외부 DC 전원 또는 외부 AC 전원을 이용하여 운동 에너지를 생성하는 DC 모터 또는 AC 모터; 및
상기 DC 모터 또는 상기 AC 모터로부터의 상기 운동 에너지를 기초로 상기 제2 DC 전원 또는 상기 제1 AC 전원을 발전시키기 위한 DC 또는 AC 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 광 발전 시스템.A solar cell module converting solar energy into electrical energy and outputting the first DC power;
A battery for charging the power supply;
An auxiliary power generator for generating the second DC power or the first AC power using an external power supply;
An AC output driver for converting a first input DC power supply to a second AC power supply and outputting the second input AC power to the outside;
A DC driver for converting and outputting a second input DC power supply to a rated voltage of the battery; And
Controlling the supply of the first DC power from the solar cell module to the battery by comparing the voltage of the first DC power source from the solar cell module with the charging voltage of the battery,
The overdischarge of the battery is prevented by comparing the charging voltage of the battery with a predetermined overdischarge reference voltage,
The battery is prevented from being overcharged by comparing the charging voltage of the battery with a predetermined overcharge reference voltage,
Distributing the first DC power from the solar cell module to the battery, the AC output driver, and the DC driver, respectively,
Distributing the second DC power from the auxiliary power generation unit to the battery, the AC output driver, and the DC driver, respectively,
And a distribution controller for converting the first AC power from the auxiliary power unit into a third DC power and distributing the third AC power to the battery, the AC output driver, and the DC driver, respectively,
The sub-
A DC motor or an AC motor that generates kinetic energy using an external DC power source or an external AC power source; And
And a DC or AC generator for generating the second DC power or the first AC power based on the kinetic energy from the DC motor or the AC motor. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 AC 전원의 주파수 및 상기 제2 AC 전원의 주파수는 400㎐ ~ 1200㎐인 것을 특징으로 하는 태양 광 발전 시스템.The solar power generation system according to claim 1, wherein the frequency of the first AC power source and the frequency of the second AC power source are 400 Hz to 1200 Hz. 삭제delete 삭제delete
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