KR101647427B1 - 직류전원 차단장치 및 이를 포함하는 태양광 발전시스템 - Google Patents

직류전원 차단장치 및 이를 포함하는 태양광 발전시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 효과적인 방재를 위한 직류전원 차단장치와 이를 포함하는 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 본 발명의 발전시스템은, 복수의 태양광 패널(110)과; 직류 전원을 교류 전원으로 변환하되, 화재를 감지하기 위한 제1화재감지부(210)와, 화재를 방재하기 위한 제1소화장치(220)와, 상기 제1화재감지부(210)의 검출된 신호를 수신하여 제어 신호의 출력이 이루어지는 제1제어부(230)를 갖는 인버터(200)와; 직류 전원을 상기 인버터(200)로 전달하되, 화재를 감지하기 위한 제2화재감지부(310)와, 화재를 방재하기 위한 제2소화장치(320)와, 상기 제2화재감지부(310)의 검출된 신호를 수신하여 제어 신호의 출력이 이루어지는 제2제어부(330)를 갖는 접속반(300)과; 접속반(300)에 인가되는 과전류를 차단하기 위한 복수의 퓨즈 조립체(350)와; 상기 제1,2제어부(230)(330)의 제어 신호에 의해 각 퓨즈 조립체(350)에 장전된 퓨즈링크(332)를 동시에 탈거하게 되는 직류전원 차단부(400);를 포함하여, 무인 화재를 신속하게 감지, 초기에 자가 진압하여 화재 확산을 방지하고 인명사고의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있으며, 화재 발생 시에 태양전지 어레이에서 발생된 전원이 접속반으로 공급되는 것을 신속히 원천적으로 차단함으로써 시스템을 보호하고, 소손 부분을 최소화하여 화재 설비 복구 비용이 절감되고, 회복 기간이 단축되어 그에 따른 발전량 증가로 이어진다.

Description

직류전원 차단장치 및 이를 포함하는 태양광 발전시스템{DC power breaker, and solar power generating system having the same}
본 발명은 직류전원 차단장치 및 이를 포함하는 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 특히 화재 발생 시 자가 진압과 동시에 접속반 내에 과부하를 방지하기 위한 퓨즈 조립체를 신속하게 전기 계통에서 분리하여 추가 화재 방지 및 신속한 방재가 이루어질 수 있는 직류전원 차단장치와 이를 포함하는 태양광 발전시스템에 관한 것이다.
태양광발전은 반도체로 만들어진 태양전지에 빛 에너지를 조사하여 빛 에너지를 직류 전기로 변환하여 전력을 생산하는 것으로써, 무한정ㆍ무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 들지 않고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 또한 기계적인 진동과 소음이 없고, 수명이 최소 20년 이상으로 길며, 유지보수도 용이한 장점이 있다.
일반적으로 태양광 발전시스템은 빛 에너지를 직류의 전기 에너지로 변환하게 되는 태양광 패널과, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터와, 태양광 패널에서 발생된 직류 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속반을 포함하며, 인버터에서 변환된 교류 전원은 별도의 교류 배전반에 의해 승압되어 전계 계통 시스템으로 보내거나 수용가에 공급되어 사용된다.
단위 태양전지에서 발생되는 전기 에너지의 량은 매우 작기 때문에 통상적으로는 여러 개의 태양전지를 패널(모듈)로 제작하며, 또한 복 수개의 태양광 패널은 다시 한 그룹으로 구성하고 이러한 그룹을 다시 병렬로 연결하여 태양광 어레이를 구성하여 필요한 전력을 확보하게 된다.
한편 접속반은 입력 단자, 퓨즈, 다이오드 및 출력 단자 등을 포함하여 복수의 태양광 패널에서 발생된 직류 전원을 취합하여 인버터로 전달하는 기능을 수행하며, 특히 다이오드는 역방향으로 흐르는 전류를 차단하여 인버터를 보호해주는 기능을 하여 다량의 열을 발생시키게 되며, 이러한 열을 방출하기 위하여 다이오드는 방열판 등이 구비됨에 따라서 접속반 내부는 고온의 환경 조건에서 작동이 이루어진다.
특히, 접속반은 통상적으로 실외에 설치되며, 따라서 우천 등의 가혹한 조건과 고온 환경에서 장기간 운전이 이루어짐에 따라서 항시 화재 발생의 가능성이 높으며, 현재 운영 중인 태양광 발전시스템의 하자 상당 부분은 접속반에서 발생되고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허공보 제10-1491013호(공고일자: 2015.02.09)에서는 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 제안하고 있으며, 아크 발생을 검출하는 아크 센서, 및 온도를 검출할 수 있는 온도센서 등을 구비하고 접속반 내에서 이상전류를 검출하여 화재 징후를 감지하도록 하고 있다.
한편, 태양광용 접속반은 각종 전기 부품과 배선이 복잡하게 배열되어 과전류, 과열, 합선 등의 발생 위험이 높으며, 내부 발화 시에 순식간에 큰 화재로 확산되기 쉽다. 또한 태양광 패널이나 접속반은 실외에서 설치된 관계로 인하여 화재를 인지하더라도 신속한 화재 진압이 용이하지 않으며, 통상적으로 화재 발생 시에 발화 시점으로부터 1분 이내에 초기 진화가 매우 중요하다는 것을 감안한다면 접속반의 화재 발생 시에 이를 신속히 진압할 수 있는 수단이 절실히 필요하다할 것이다.
이에 본 출원인은 등록특허공보 제10-1572608호(공고일자: 2015.12.02)에서 접속반 내의 화재 발생 시에 자체적인 자동 소화 기능을 갖는 태양광 발전시스템을 제안한 바 있다.
등록특허공보 제10-1491013호(공고일자: 2015.02.09)
등록특허공보 제10-1572608호(공고일자: 2015.12.02)
이에 본 발명은 화재 발생 시에 접속반 내 과부하를 방지하기 위한 퓨즈 조립체를 신속하게 전기 계통에서 분리하여 2차 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있는 직류전원 차단장치와 이를 포함하여 효과적인 방재가 이루어질 수 있는 태양광 발전시스템을 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전시스템은, 태양광에 의해 직류 전원을 생성하는 복수의 태양광 패널과; 직류 전원을 교류 전원으로 변환하되, 제1하우징과, 상기 제1하우징 내의 화재를 감지하기 위한 제1화재감지부와, 상기 제1하우징 내에 발생된 화재를 방재하기 위한 제1소화장치와, 상기 제1화재감지부의 검출된 신호를 수신하여 제어 신호의 출력이 이루어지는 제1제어부를 갖는 인버터와; 상기 태양광 패널에서 발생된 직류 전원을 상기 인버터로 전달하되, 제2하우징과, 상기 제2하우징 내의 화재를 감지하기 위한 제2화재감지부와, 상기 제2하우징 내에 발생된 화재를 방재하기 위한 제2소화장치와, 상기 제2화재감지부의 검출된 신호를 수신하여 제어 신호의 출력이 이루어지는 제2제어부를 갖는 접속반과; 상기 태양광 패널과 대응하여 동수로 설치되어 접속반 내에 전달되는 과전류를 차단하되, 퓨즈홀더와, 일단에 조작레버가 구비되고 상기 퓨즈홀더 내에 힌지 조립되어 회전 조작에 의해 퓨즈링크의 착탈이 가능한 퓨즈 캐리어를 포함하는 복수의 회전 개폐식의 퓨즈 조립체와; 상기 제1제어부 또는 상기 제2제어부의 제어 신호에 의해 상기 퓨즈 캐리어를 동시에 회전 구동하여 각 퓨즈 조립체에 장전된 퓨즈링크를 동시에 탈거하게 되는 직류전원 차단부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 직류전원 차단부는, 상기 퓨즈 조립체와 대응되어 복수의 조작암이 상기 조작레버의 조작반경에 위치하도록 수직하게 연장 형성된 구동샤프트와; 상기 제1제어부 또는 상기 제2제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 상기 구동샤프트를 회전 구동하는 모터;를 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 제1제어부 또는 상기 제2제어부에서 출력된 제어 신호에 의해 상기 모터를 설정 시간 동안 구동하기 위한 타이머;를 더 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 직류전원 차단부는, 상기 구동샤프트의 선단을 지지하는 축베어링을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2소화장치는, 소화탱크와 연결되어 충전된 소화약제의 분사가 이루어지는 노즐몸체와; 온도감응물질이 내장된 유리벌브에 의해 지지되어 상기 노즐몸체의 약제 유로를 차단하는 밸브체와; 상기 제2제어부에 의해 조작이 이루어져 상기 유리벌브를 파열시키기 위한 솔레노이드 구동부;를 더 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 제2소화장치는, 소화약제가 충전되어 상기 소화탱크와 연결되어 배치되는 소화튜브와; 상기 소화탱크와 상기 소화튜브 사이에 구비되어 상기 소화탱크 내에 충전된 소화약제의 배출을 단속하는 밸브;를 더 포함한다.
다음으로 본 발명의 직류전원 차단장치는, 태양광에 의해 직류전원을 생성하는 복수의 태양광 패널로 구성된 태양전지 어레이와, 상기 태양전지 어레이에서 발생된 직류전원을 인버터로 전달하는 접속반과, 상기 태양전지 어레이에서 상기 접속반으로 인가되는 과전류를 차단하기 위한 복수 개의 회전 개폐식의 퓨즈 조립체에 설치되는 것으로서, 상기 퓨즈 조립체 각각에 대응되어 복수의 조작암이 수직하게 연장 형성된 구동샤프트와; 상기 인버터 또는 상기 접속반 내에서 발생된 화재 유무에 대한 검출 신호에 의해 상기 구동샤프트를 회전 구동하는 모터;를 포함한다.
본 발명에 따른 태양광 발전시스템용 직류전원 차단장치는, 태양광에 의해 직류전원을 생성하는 복수의 태양광 패널로 구성된 태양전지 어레이와, 상기 태양전지 어레이에서 발생된 직류전원을 인버터로 전달하는 접속반 내부 또는 외부의 복수 개의 회전 개폐식의 퓨즈 조립체에 설치되는 것으로서, 상기 퓨즈 조립체 각각에 대응되어 복수의 조작암이 수직하게 연장 형성된 구동샤프트와; 상기 인버터 또는 상기 접속반 내에서 발생된 화재 유무에 대한 검출 신호에 의해 상기 구동샤프트를 회전 구동하는 모터;를 포함하여, 인버터 또는 접속반 내에서 화재 발생 시에 퓨즈 조립체의 퓨즈링크를 강제 탈거시켜 태양전지 어레이에서 발생된 전원이 접속반으로 공급되는 것을 신속히 원천적으로 차단함으로써 시스템을 보호하고 2차 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 태양광 발전시스템은, 인버터와 접속반 내에서 화재를 개별적으로 감지하고 이를 신속히 할 수 있는 다양한 소화장치가 마련되며, 또한 신속한 화재 진압과 함께 소손 부분을 최소화하여 화재 설비 복구 비용이 절감되고, 회복 기간이 단축되어 그에 따른 발전량 증가로 이어진다.
나아가 대형 사고로 이어질 수 있는 화재 확산을 방지하고, 감전·유독가스 중독 등 인명사고의 위험을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 접속반의 소화장치의 바람직한 실시예를 보여주는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 직류전원 차단부의 바람직한 실시예를 보여주는 구성도,
도 4의 (a)(b)는 본 발명에 따른 직류전원 차단부의 작동예를 보여주는 도면.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 태양광 발전시스템은, 태양광에 의해 직류 전원을 생성하는 복수의 태양광 패널(110), 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(200), 태양광 패널(110)에서 발생된 직류 전원을 인버터(200)로 전달하는 접속반(300)과, 인버터(200) 또는 접속반(300) 내에서 화재 발생 시에 접속반(300)에 구비되는 복수의 퓨즈 조립체(350) 각각의 퓨즈링크를 동시에 탈거하기 위한 직류전원 차단부(400);를 포함한다.
본 발명에서 태양광 패널(110)은 복수의 태양전지가 직렬 연결되어 구성된 모듈일 수 있으며, 또는 이와 같이 구성된 모듈이 다시 그룹으로 구성된 어레이일 수 있다.
접속반(300)은 태양광 패널(110)의 각 출력단과 직렬 연결되는 퓨즈 조립체(350), 각 퓨즈 조립체(350)와 직렬로 연결되어 역전압을 방지하는 역전압 방지부(361) 및 역전압방지부(202)와 인버터(300) 사이의 폐회로를 온/오프하게 되는 스위치(362)를 포함하여, 태양광 패널(110)에서 생성된 직류전원을 인버터(200)로 전달한다.
퓨즈 조립체(350)는 각각의 태양광 패널(110) 출력단에 직렬로 연결되어 규정 값을 초과한 직류가 인가될 경우에 단락이 이루어져 과전류로부터 접속반의 전기적 회로를 보호하게 되며, 바람직하게는, 본 발명에서 퓨즈 조립체(350)는 퓨즈링크의 기구적(mechanical)인 회전에 의해 전기적인 접촉이 이루어지는 회동식 퓨즈에 의해 제공되며, 이에 대해서는 관련 도면을 참고하여 다시 구체적으로 설명한다.
역전압방지부(361)는 각 퓨즈 조립체(350)의 출력단에 직렬로 연결되어 비정상적인 전류가 태양광 패널(110)로 인입되는 것을 방지하여 태양광 패널(110)을 보호하는 역할을 한다.
퓨즈 조립체(350)와 역전압방지부(361)는 주지의 방열판이 구비될 수 있으며, 방열판은 퓨즈 조립체 또는 역전압방지부의 작동 중에 발생되는 열을 주변으로 발산하여 소자의 열화 현상을 방지한다.
또한 접속반(300)은 퓨즈 조립체(350)와 역전압방지부(261) 사이의 전압을 측정하는 전압측정부(미도시)와, 역전압방지부(361) 출력단의 전류를 측정하는 전류측정부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
전압측정부는 각 퓨즈 조립체(350) 출력단에 연결되어 출력단 전압을 측정하게 되며, 검출된 전압 값은 각 태양광 패널(110)의 발전량 모니터링 정보로 활용되거나 퓨즈 조립체(350)의 단락 여부 또는 역전압방지부(361)의 이상 여부 판정에 사용될 수 있다.
전류측정부는 역전압방지부(361)의 출력단에 연결되어 출력단 전류를 측정하며, 측정된 전류 값은 발전시스템의 실시간 발전량 모니터링 정보로 사용될 수 있다.
한편, 이와 같이 검출된 실시간 전압 또는 전류는 유선망 또는 무선망을 통해 원격지의 모니터링시스템(400)으로 전달할 수 있으며, 모니터링시스템(500)은 전달된 모니터링 정보로부터 태양광 시스템의 실시간 발전량, 누계 발전량 또는 소자의 이상 여부에 대한 확인이 가능하다.
또한 접속반(300)은 제2하우징(301), 제2하우징(301) 내의 화재를 감지하기 위한 제2화재감지부(310), 제2하우징(301) 내에 발생된 화재를 방재하기 위한 제2소화장치(320)와, 제2화재감지부(310)의 검출된 신호에 따라서 제2소화장치(320)의 작동을 제어하는 제2제어부(330)를 포함한다.
제2하우징(301)은 도어가 마련되어 전면 개방이 가능한 전면 개방식의 함체 구조로써, 기밀된 상태에서 구성 설비를 수납 보호하는 역할을 한다.
제2화재감지부(310)는 접속반(300) 내부에서 화재의 발생 여부를 감지하기 위한 것으로, 주지의 온도센서 및/또는 가스센서가 사용될 수 있다.
제2소화장치(320)는 접속반(300) 내에 화재 발생 시에 이를 방재하기 위한 것으로, 이러한 소화장치는 자가 화재 감지 기능을 갖고 소화가 이루어질 수 있으며, 또는 제2제어부(330)의 제어신호에 의해 소화가 이루어질 수 있다.
구체적으로, 도 2는 본 발명에 따른 접속반의 화재 방지수단의 바람직한 실시예를 보여주는 구성도이다.
도 2를 참고하면, 본 실시예에서 제2화재감지부(310)는 접속반(300) 내부의 온도를 검출할 수 있는 온도센서(311)와, 접속반(300) 내에 발생된 가스(연기)를 검출할 수 있는 가스센서(312)를 포함한다.
온도센서(311)는 접속반 내부의 온도를 검출하기 위한 단일 센서일 수 있으며, 또는 복수 개로 구성되어 접속반 내부의 온도와 개별 소자에 대한 직접적인 온도 검출이 이루어질 수 있다.
이러한 온도센서는 소자와 직접 접촉하여 열평형 상태에서 온도 검출이 이루어지는 접촉식 온도센서일 수 있으며, 또는 자외선이나 적외선을 이용하여 소자에서 발생되는 열을 검출하게 되는 비접촉 온도센서에 의해 제공될 수 있다.
가스센서(312)는 접속반 내에서 화재 시에 발생되는 가스(또는 연기)를 검출하여 전기적인 신호를 출력하게 되며, 이러한 가스센서는 가스와 접촉 시에 전기전도도의 변화를 이용하여 가스를 검출하게 되는 반도체식 가스센서, 또는 가연성 가스와 산소와의 반응열(연소열)을 전기신호로 변환하는 방식으로 가연성가스의 검출이 이루어지는 접촉연소식 가스센서에 의해 제공될 수 있다. 이러한 가스센서는 실외에서 설치되는 접속반의 특성상, 수증기나 온도, 습도 및 다른 잡가스의 영향을 적게 받는 접촉연소식 가스센서가 사용되며, 상대적으로 온도와 습도에 민감한 반도체식 가스센서는 잡가스나 수증기(습도)로 인한 오동작을 방지할 수 있는 보상회로가 부가될 수 있다.
다음으로, 제1실시예에 따른 제2소화장치는 소화탱크(321)와, 소화탱크(321)와 연결되어 충전된 소화약제를 분사하는 유리벌브 타입의 제1소화모듈(322)에 의해 제공될 수 있다.
구체적으로 제1소화모듈(322)은 소화탱크(321)와 연결되어 충전된 소화약제의 분사가 이루어지는 노즐몸체(322a)와, 유리벌브(322b)에 의해 지지되어 노즐몸체(322a)의 약제 유로를 차단하는 밸브체(322b)를 포함한다.
소화탱크(321)는 소화약제가 일정 압력으로 충전 보관되며, 이때 소화약제는 액체계 또는 분말계 등과 같은 주지의 소화액이 사용될 수 있으며, 바람직하게는, 가스계의 소화약제가 사용되어 화재 진압 후에 정상 부품의 손상과 폐기, 누전 등을 최소화할 수 있다.
유리벌브(322b)는 내부에 온도감응물질이 저장되며, 따라서 화재에 의해 온도가 상승하게 되면 온도감응물질의 팽창에 의해 유리벌브(332b)가 파열되어 밸브체(322b)가 충전된 소화약제의 압력에 의해 탈거되어 소화약제의 분사가 이루어져 화재의 진압이 이루어진다.
한편, 제1소화모듈(322)은 제2제어부(330)에 의해 조작이 이루어져 유리벌브(322b)를 타격하게 되는 솔레노이드(322d)를 더 포함할 수 있으며, 솔레노이드(322d)는 화재 발생 시에 제2제어부(330)에서 전달된 제어신호에 의해 전단에 플런저(d)를 전진 구동하여 유리벌브(332d)의 파열이 이루어져 소화 작업이 이루어질 수 있다.
다음으로, 제2실시예에 따른 제2소화장치는 소화탱크(321)와, 소화약제가 충전된 상태에서 소화탱크(321)와 연결되어 접속반(300) 내부에 배치되는 소화튜브(323a)와, 소화탱크(321)와 소화튜브(323a) 사이에 구비되어 소화탱크(321) 내에 충전된 소화약제의 배출을 단속하는 밸브(323b)를 포함한다.
소화튜브(232) 끝단에는 압력계(323c)가 설치되어 소화튜브(323a) 내에 충전된 소화약제의 압력 상태를 확인할 수 있다.
소화튜브(323a)는 소화탱크(321)와 연결되며, 소화약제가 충전된 상태에서 접속반(300) 내부의 소자 또는 전기설비가 구비된 PCB 패널의 중요 발화 예측지점에 배치된다.
이러한 소화튜브(323a)는 소화약제가 충전된 상태를 유지하고 화재 발생 시에 파열 온도(100~145℃)에 노출되면, 파열 위치에서 소화약제가 분사되어 발화 지점에 대한 1차 소화 작업이 이루어지며, 이후 밸브(323b)의 개방에 의해 소화탱크(321) 내에 충전된 소화약제의 배출이 이루어져 2차 소화 작업이 진행될 수 있다.
한편, 밸브(323b)는 일정 크기 이상의 압력차에 의해 개방이 이루어지는 주지의 기계식 체크밸브가 사용될 수 있으며, 또는 제2제어부(330)에 의해 개폐 제어가 이루어지는 전자식 밸브에 의해 제공될 수 있다.
또한 본 발명은 접속반(300) 내부 공기와 외부 공기를 환기시키게 되는 제2쿨링팬(340)을 더 포함할 수 있으며, 쿨링팬(340)은 제2제어부(330)에 의해 구동 제어가 이루어질 수 있다.
제2제어부(330)는 접속반(300) 내부에서 검출된 온도와 연기 농도에 따라서 검출된 신호를 기준값과 비교 판정하여 제2쿨링팬(340)의 구동을 제어하게 되며, 화재 발생 시에는 제2쿨링팬(340)의 작동을 중단하여 화재 발생 시에 제2쿨링팬(340)에 의해 접속반 내부에 외기가 공급되어 화재진화를 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 이러한 쿨링팬의 제어방법은 본 출원인의 등록특허공보 제10-1572608호(공고일자: 2015.12.02)를 참고할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 인버터(200)는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 변환회로부(미도시)와 함께 제1하우징(201), 제1하우징(201) 내의 화재를 감지하기 위한 제1화재감지부(210)와, 제1하우징(201) 내에 발생된 화재를 방재하기 위한 제1소화장치(220)와, 제1화재감지부(210)의 검출된 신호를 수신하여 제어 신호의 출력이 이루어지는 제11제어부(230)를 포함하며, 내기와 외기의 순환을 위한 제1쿨링팬(240)을 더 포함할 수 있다.
한편 인버터(200)에 구비되어 제1제어부(230)와 연동되어 작동이 이루어지는 제1화재감지부(210), 제1소화장치(220), 및 제1쿨링팬(240)은 접속반(300)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
다음으로, 퓨즈 조립체(350)는 접속반(300) 내에 태양광 패널(110)과 대응하여 동수로 설치되며, 특히 본 발명의 퓨즈 조립체(350)는 기구적인 회전에 의해 퓨즈링크의 전기적인 접촉이 이루어지는 회전 개폐식의 퓨즈에 의해 제공됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 이러한 복수의 퓨즈 조립체(350)에서 퓨즈링크를 동시에 탈거할 수 있는 직류전원 차단부(400)를 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 직류전원 차단부의 바람직한 실시예를 보여주는 구성도이다.
구체적으로 도 3을 참고하면, 직류전원 차단부(400)는, 복수의 퓨즈 조립체(350)와 대응되어 복수의 조작암(412)이 수직하게 연장 형성된 구동샤프트(411)와, 이 구동샤프트(411)를 회전 구동하는 모터(410)와, 제1제어부(230) 또는 제2제어부(330)의 제어신호가 인가되어 설정된 시간 동안에 전원부(420)의 전원을 모터(410)에 공급하는 타이머(430)를 포함한다.
참고로, 본 실시예에서 퓨즈 조립체(350)는 접속반(300) 내에 마련되는 것으로 예시하였으나, 다른 실시예로서, 퓨즈가 구비된 접속반(300) 외부에 별도의 퓨즈 조립체를 구비하여 이 퓨즈 조립체에 직류전원 차단부(400)가 구비될 수도 있음을 이해하여야 할 것이다.
구동샤프트(411) 선단은 축베어링(413)에 의해 회동 가능하게 지지된다.
이러한 직류전원 차단부(400)는 제1제어부(230) 또는 제2제어부(330)에서 화재가 감지된 경우에 제어신호가 전달되며, 모터(410)가 작동하여 구동샤프트(411)를 일정 각도만큼 회전시켜 각 퓨즈 조립체(350)에 장전된 퓨즈링크를 퓨즈홀더 내에서 분리시켜 전기적인 단속이 이루어진다.
본 발명의 직류전원 차단부(400)는 접속반 또는 인버터 내에 화재가 감지된 경우에 태양전지 어레이(100)에서 접속반 내의 역전압방지부(361) 사이의 전기적인 연결을 완전히 차단함으로써, 2차 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이와 관련하여 본 발명자는 인버터 또는 접속반 내에서 화재가 발생하여 진화가 이루어지더라고 태양전지 어레이(100)와 접속반(300) 사이에 전기적인 연결이 유지된 경우에 발화원 또는 손상된 소자 등에서 누전 등에 의한 아킹(arcing)이 발생되어 추가 화재가 발생되거나 감전사고가 발생될 수 있음을 확인하였으며, 따라서 본 발명은 인버터 또는 접속반 내에서 화재 발생 시에 퓨즈 조립체(350)를 완전히 전기적인 계통상에서 분리함으로써 추가 화재 또는 감전사고가 발생되는 것을 방지할 수가 있는 것이다.
도 4의 (a)(b)는 본 발명에 따른 직류전원 차단부의 작동예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참고하면, 회전 개폐식의 퓨즈 조립체(350)는 퓨즈홀더(351) 내에 힌지 조립되어 회전 조작에 의해 퓨즈링크(352)의 착탈이 가능한 퓨즈 캐리어(353)를 포함한다.
퓨즈홀더(351)는 단자부가 도통되도록 퓨즈링크(352)가 수납되며, 이때 퓨즈링크(352)는 퓨즈홀더(351)에 힌지(353a) 조립된 퓨즈 캐리어(353)에 장입되어 착탈이 이루어진다.
퓨즈 캐리어(353)는 연장 형성된 조작레버(353b)가 구비되어 조작레버(353b)의 조작에 회전 조작이 이루어질 수 있다.
한편, 직류전원 차단부의 구동샤프트(411)는 조작암(412)의 회전 반경(r) 내에 퓨즈 캐리어(353)의 조작레버(353b)가 위치하도록 배치된다.
따라서, 퓨즈 조립체(350) 내에 퓨즈링크가 수납되어 전기계통의 도통이 이루어진 상태(도 4의 (a) 참고)에서 화재가 발생된 경우에는 구동샤프트(451)의 회전 운동에 의해 퓨즈 캐리어(353)가 개방 위치가 되어 퓨즈링크(352)는 퓨즈홀더(351)에서 탈거된다(도 4의 (b) 참고).
이러한 퓨즈링크의 탈거 동작은 복수로 구성된 퓨즈 조립체 배열에 대해 동시에 이루어져 태양전지 어레이에서 발생된 전원이 접속반으로 공급되는 것을 신속히 원천적으로 차단한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100 : 태양전지 어레이 110 : 태양광 패널
200 : 인버터 210 : 제1화재감지부
220 : 제1소화장치 230 : 제1제어부
300 : 접속반 310 : 제2화재감지부
320 : 제2소화장치 330 : 제2제어부
350 : 퓨즈 조립체 351 : 퓨즈홀더
352 : 퓨즈링크 353 : 퓨즈 캐리어
400 : 직류전원 차단부 410 : 모터
411 : 구동샤프트 412 : 조작암
413 : 축베어링 420 : 전원부
430 : 타이머 500 : 모니터링시스템

Claims (8)

  1. 태양광에 의해 직류 전원을 생성하는 복수의 태양광 패널과;
    직류 전원을 교류 전원으로 변환하되, 제1하우징과, 상기 제1하우징 내의 화재를 감지하기 위한 제1화재감지부와, 상기 제1하우징 내에 발생된 화재를 방재하기 위한 제1소화장치와, 상기 제1화재감지부의 검출된 신호를 수신하여 제어 신호의 출력이 이루어지는 제1제어부를 갖는 인버터와;
    상기 태양광 패널에서 발생된 직류 전원을 상기 인버터로 전달하되, 제2하우징과, 상기 제2하우징 내의 화재를 감지하기 위한 제2화재감지부와, 상기 제2하우징 내에 발생된 화재를 방재하기 위한 제2소화장치와, 상기 제2화재감지부의 검출된 신호를 수신하여 제어 신호의 출력이 이루어지는 제2제어부를 갖는 접속반과;
    상기 태양광 패널과 대응하여 동수로 설치되어 접속반 내에 전달되는 과전류를 차단하되, 퓨즈홀더와, 일단에 조작레버가 구비되고 상기 퓨즈홀더 내에 힌지 조립되어 회전 조작에 의해 퓨즈링크의 착탈이 가능한 퓨즈 캐리어를 포함하는 복수의 회전 개폐식의 퓨즈 조립체와;
    상기 제1제어부 또는 상기 제2제어부의 제어 신호에 의해 상기 퓨즈 캐리어를 동시에 회전 구동하여 각 퓨즈 조립체에 장전된 퓨즈링크를 동시에 탈거하게 되는 직류전원 차단부;를 포함하는 태양광 발전시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 직류전원 차단부는,
    상기 퓨즈 조립체와 대응되어 복수의 조작암이 상기 조작레버의 조작반경에 위치하도록 수직하게 연장 형성된 구동샤프트와;
    상기 제1제어부 또는 상기 제2제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 상기 구동샤프트를 회전 구동하는 모터;를 포함하는 태양광 발전시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1제어부 또는 상기 제2제어부에서 출력된 제어 신호에 의해 상기 모터를 설정 시간 동안 구동하기 위한 타이머;를 더 포함하는 태양광 발전시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 직류전원 차단부는, 상기 구동샤프트의 선단을 지지하는 축베어링을 더 포함하는 태양광 발전시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2소화장치는,
    소화탱크와 연결되어 충전된 소화약제의 분사가 이루어지는 노즐몸체와;
    온도감응물질이 내장된 유리벌브에 의해 지지되어 상기 노즐몸체의 약제 유로를 차단하는 밸브체와;
    상기 제2제어부에 의해 조작이 이루어져 상기 유리벌브를 파열시키기 위한 솔레노이드 구동부;를 더 포함하는 태양광 발전시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2소화장치는,
    소화약제가 충전되어 상기 소화탱크와 연결되어 배치되는 소화튜브와;
    상기 소화탱크와 상기 소화튜브 사이에 구비되어 상기 소화탱크 내에 충전된 소화약제의 배출을 단속하는 밸브;를 더 포함하는 태양광 발전시스템.
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