KR101695976B1 - Photovoltaic solar connection board with function of detection for arc - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 접속반에서 발생된 아크뿐만 아니라 태양전지 어레이 및 전력선에서 발생하는 아크를 검출하여 경보를 표시할 수 있는 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic panel equipped with an arc detection function, and more particularly, to a photovoltaic panel having an arc detection function capable of detecting an arc generated in a solar cell array and a power line, To a solar light connection panel equipped with a detection function.
태양광 발전 시스템은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것으로서, 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지판(모듈)과 상기 태양전지판에서 생산된 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어주는 인버터를 포함하여 구성된다.A photovoltaic power generation system converts light energy into electric energy. The solar power generation system includes a solar panel (module) that converts light energy into electric energy, and an inverter that converts the DC power generated by the solar panel into AC power.
상기 태양광 발전 시스템의 구성을 좀 더 상세히 설명하면, 수광된 태양광에 상응하는 직류 전원을 공급하는 태양 전지 모듈과 이를 직렬로 연결한 태양 전지 어레이, 상기 태양 전지 어레이와 인버터 사이에서 많은 배선의 결선을 용이하게 해주고 각종 보호 기능을 수행하는 태양광 접속반, 태양 전지 어레이에서 발전된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 및 발전된 전력을 소비하는 부하로 구성된다.The structure of the photovoltaic power generation system will be described in more detail. The photovoltaic power generation system includes a photovoltaic module for supplying a direct current power corresponding to received sunlight, a solar cell array connected in series with the solar cell module, A photovoltaic connection panel that facilitates wiring and performs various protection functions, an inverter that converts DC power generated from the solar cell array to AC power, and a load that consumes the generated power.
상기 태양광 접속반은 태양전지 어레이에서 고장이 발생할 경우 고장 범위를 최소로 축소시켜 사고를 방지하고, 고장점을 찾기 쉽도록 구성된다. 또한, 어레이 구성과 용량에 따라 적정한 어레이의 병렬군을 접속하여 어레이별 케이블을 인버터까지 연결해주고, 다수의 태양전지 어레이의 접속을 알기 쉽게 정리하여 보수점검 시에 회로를 분리하여 점검 작업을 용이하게 한다. 이러한 접속반에는 직류출력 개폐기, 피뢰소자, 역류방지소자, 단자대 및 퓨즈(또는 개폐기) 등을 포함하여 구성되고, 절연저항측정이나 정기적인 단락전류 확인을 위한 출력단자용 개폐기가 설치되기도 한다.The photovoltaic connection panel is configured to minimize a failure range when a failure occurs in the solar cell array to prevent an accident, and to find a high advantage. In addition, according to array configuration and capacity, it is possible to connect parallel array of appropriate arrays, connect array cables to inverters, and arrange connection of many solar array easily. do. Such a connection section includes a DC output switch, a lightning prevention element, a reverse current prevention element, a terminal block, and a fuse (or a switch), and an output terminal switch for measuring insulation resistance or checking a short circuit current periodically is also provided.
특히, 태양광 발전 시스템의 태양광 접속반에는 예상하지 못한 급격한 전압이나 전류가 발생하는 전자 쇼크에 의해 회로가 손상되는 문제점과, 주위 환경 변화와 같은 기타 요인에 따른 집광판의 발전 특성 불균형 등을 방지하기 위한 여러 가지 보호 장치들이 구비된다. 아울러, 상기 보호 장치에는 역방향으로 흐르는 전류를 차단하여 입/출력단의 회로를 보호하는 역전압 방지용 다이오드로 이루어진 역전압 방지 수단과, 태양 전지판을 통해 생성된 전력 전압과 전류를 검출하여 발전 상태의 정상 여부를 감시하는 전압 및 전류 측정 센서와, 과전류를 차단하여 회로를 보호하는 과전류 보호용 퓨즈 등이 구성된다.Particularly, the photovoltaic module of the photovoltaic power generation system prevents the circuit from being damaged by an unexpected sudden voltage or current, which is caused by an electric shock, and prevents the imbalance of the power generation characteristics of the condenser due to other factors such as the environmental change Various protection devices are provided. The protection device includes reverse voltage prevention means including a reverse voltage prevention diode for protecting a circuit at an input / output terminal by interrupting a current flowing in a reverse direction, and a control unit for detecting a power voltage and a current generated through the solar panel, A voltage and current measurement sensor for monitoring whether the overcurrent is cut off, and an overcurrent protection fuse for protecting the circuit by cutting off the overcurrent.
한편, 아크를 검출하는 장치로서 등록특허공보 제10-1397946호에 광섬유센서를 구비한 아크 검출장치가 개시되어 있다.On the other hand, as an apparatus for detecting an arc, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1397946 discloses an arc detecting apparatus equipped with an optical fiber sensor.
상기 기술은 아크 검출용 광신호와 아크에 의해 변환된 광신호를 전송하기 위한 광섬유 케이블, 상기 광섬유 케이블을 통해 전송된 아크 검출용 광신호를 반사시키고, 아크가 발생할 경우 상기 발생한 아크에 의해 변형된 아크 검출용 광신호를 반사시키는 반사소자를 구비한 렌즈부, 상기 아크 검출용 광신호를 광섬유 케이블로 송신하고, 상기 광섬유케이블의 측면을 통해 수신한 아크 광신호 및 상기 렌즈에서 반사된 아크 광신호와 상기 아크 검출용 광신호를 비교하여 그 차이신호로 아크 발생 신호를 출력하는 광검출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The above-described technique reflects an arc detection optical signal transmitted through the optical fiber cable and transmits an arc-detected optical signal and an arc-converted optical signal. When the arc is detected, An arc light signal received through a side surface of the optical fiber cable and an arc light signal reflected by the lens; and a lens unit having a reflection element for reflecting an optical signal for arc detection, And an optical detecting means for comparing the optical signal for arc detection and outputting an arc generation signal with the difference signal.
또한, 등록특허공보 제10-1573234호에는 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서가 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1573234 discloses an optical fiber arc detection sensor by a light conversion method in a switchboard.
상기 기술은 수배전반에서 아크에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 적외선 광학 렌즈; 상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 출력하는 적외선 반응 형광체; 상기 적외선 반응 형광체에서 출력된 가시 광선을 아크 검출 회로로 전달하는 광 파이버(optical fiber); 상기 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 출력하는 적외선 LED로 이루어지는 것을 특징으로 한다.An infrared optical lens for selectively transmitting infrared rays generated by an arc in a switchboard and outputting the infrared rays; An infrared ray-responsive phosphor that converts infrared rays output from the infrared optical lens into visible rays and outputs the visible rays; An optical fiber for transmitting visible light output from the infrared-ray-responsive phosphor to an arc detection circuit; And an infrared LED for amplifying and outputting visible light output from the infrared-ray-responsive phosphor.
그러나 상기의 종래 기술들은 아크를 검출하는 시간 및 정확성에는 어느 정도 효과가 있을 수 있으나, 검출된 아크를 검증하여 회로를 차단하기까지 소요되는 시간이 수십㎳ 정도 소요되는 문제점이 발생된다. 여기서 아크는 고휘도의 광선을 동반하는 데, 이를 아크로 정의한다. However, although the above-described conventional techniques may have some effect on the time and accuracy of detecting an arc, it takes a few tens of milliseconds to verify the detected arc and shut off the circuit. Here, the arc is accompanied by a high-intensity ray, which is defined as arc.
실제적으로, 태양광 접속반에서 아크가 발생되면 15 ~ 25㎳ 시간 내에 온도와 압력이 최대치에 도달되어 태양광 접속반 내부의 기기가 소손되며, 이러한 내부 기기의 소손에 의해 정전 등의 2차 피해가 발생된다.Actually, when an arc occurs in the photovoltaic module, the temperature and pressure reach the maximum value within 15 ~ 25 ms, and the equipment inside the photovoltaic panel is burned out. Is generated.
아울러, 아크에 의한 태양광 접속반에서 발생하는 가장 빈번한 사고로서, 지속 시간이 길어질수록 내부 화재로 이어지는 문제점이 있고, 사용자가 아크에 노출될 경우 심각한 인명피해를 초래할 수 있는 문제점이 발생된다.In addition, as the most frequent accident occurring in the photovoltaic module due to the arc, there is a problem that the longer the duration is, the more the internal fire occurs. If the user is exposed to the arc, serious injury to the person may occur.
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해소하고자 하는 과제는, 아크 발생에 따른 아크의 검출과 검출된 아크가 태양광 접속반의 손상을 초래할 것으로 판단된 경우 사고를 예방하고 2차 피해를 방지할 수 있는 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to solve the problem of the prior art, And an arc detection function capable of preventing secondary damage and preventing the secondary damage.
또한, 사용자의 근접에 따라 아크 발생에 따른 차단기의 트립을 수행하여 사용자를 보호할 수 있고, 아크 발생시 사용자의 접근범위 및 사고 유무를 표시할 수 있는 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반을 제공하는 데 있다.Also, a photovoltaic connection unit having an arc detection function capable of protecting a user by tripping a circuit breaker due to arc generation according to proximity of a user, and displaying an access range of the user when an arc occurs or an accident is provided I have to.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반은 태양전지 어레이로부터 생성되어 출력되는 전력을 수신하는 입력부; 상기 입력부에 전기적으로 연결되어 상기 입력부로부터 출력되는 직류전류를 입력받아 전기적으로 연결된 인버터로 출력하는 출력부; 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 구비되고, 상기 입력부에서 출력되는 전력을 선택적으로 차단하는 차단부; 상기 태양광 접속반의 아크, 전류, 전압, 온도, 사용자의 접근 및 도어 개폐 여부를 검출하는 검출부; 및 상기 검출부에서 검출된 검출값이 설정값에 근접하거나 초과하는 경우 모바일기기로 메시지를 송출할 수 있는 제어신호를 생성하여 출력하는 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 상기 검출부는 상기 태양전지 어레이, 상기 태양전지 어레이에서 생산된 전력을 상기 태양광 접속반으로 공급하는 전력선과 상기 태양광 접속반의 내부에서 발생되는 아크를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic module including an arc detection module including an input unit for receiving power generated and output from a solar cell array; An output unit electrically connected to the input unit for receiving a direct current output from the input unit and outputting the direct current to an electrically connected inverter; A blocking unit provided between the input unit and the output unit for selectively blocking power output from the input unit; A detector for detecting an arc, a current, a voltage, a temperature, a user's approach, and whether the door is open or closed; And a controller for generating and outputting a control signal capable of sending a message to the mobile device when the detected value detected by the detecting unit approaches or exceeds a set value, And a power line for supplying power generated by the battery array to the solar cell connecting unit and an arc generated inside the solar cell connecting unit.
여기서, 상기 검출부는 상기 태양광 접속반 내부에서 발생된 아크를 검출하는 아크 검출모듈; 상기 태양광 접속반 내부로 인입되는 전력선의 전류 및 부하로 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출모듈; 상기 태양광 접속반 내부로 인입되는 전력선에 가압된 전압 및 부하에 걸리는 전압을 검출하는 전압 검출모듈; 상기 태양광 접속반 내부의 온도를 검출하는 온도 검출모듈; 상기 태양광 접속반으로 접근하는 사용자 또는 감지 범위 내에서 움직이는 사용자를 검출하는 인체 검출모듈; 및 상기 태양광 접속반에 구비된 도어의 열림 및 닫힘 상태를 검출하는 도어 검출모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the detection unit may include an arc detection module for detecting an arc generated in the solar cell module; A current detecting module for detecting a current of a power line drawn into the solar cell connecting unit and a current supplied to the load; A voltage detection module for detecting a voltage applied to a power line drawn into the solar cell module and a voltage applied to the load; A temperature detection module for detecting a temperature inside the solar cell module; A human body detecting module for detecting a user approaching the photovoltaic module or a user moving within a detection range; And a door detection module for detecting the open and closed states of doors provided in the solar light connection panel.
또한, 상기 아크 검출모듈은 상기 태양광 접속반의 내부 주요 전력기기를 경유하도록 배치되는 제1 광섬유 및 상기 태양광모듈과 상기 접속반 사이에 배치된 전력선을 경유하도록 배치되는 제2 광섬유를 포함하는 광섬유; 상기 광섬유에 구비되며 소정의 간격으로 배치되고, 발생된 아크를 상기 광섬유 내부로 입사시키기 아크 수신유닛; 상기 광섬유로 광신호를 송출하는 광송신 유닛; 상기 광송신 유닛에서 송출된 후 상기 광섬유를 통과하여 입력되는 광신호를 수신하는 광수신 유닛; 및 상기 광송신 유닛에서 송신된 광신호와 상기 광수신 유닛에서 수신된 광신호를 비교 분석하여 송신된 광신호가 변환되었는지 검출하는 광신호 처리유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.The arc detection module may further comprise an optical fiber including a first optical fiber disposed to pass through the internal main power device of the solar cell connection unit and a second optical fiber arranged to pass through the power line disposed between the solar cell module and the connection half ; An arc receiving unit provided in the optical fiber and arranged at a predetermined interval, and causing the generated arc to enter into the optical fiber; An optical transmission unit for transmitting an optical signal to the optical fiber; A light receiving unit for receiving an optical signal transmitted from the optical transmitting unit and input through the optical fiber; And an optical signal processing unit for comparing and analyzing the optical signal transmitted from the optical transmitting unit and the optical signal received by the optical receiving unit to detect whether the transmitted optical signal has been converted.
또한, 상기 아크 수신유닛은 상기 광섬유의 외측면에 길이방향으로 소정의 폭으로 형성된 스크래치; 및 상기 스크래치의 외측에 구비되는 자외선 흡수제를 포함하여 구성될 수 있다.The arc receiving unit may include a scratch formed on an outer surface of the optical fiber to have a predetermined width in the longitudinal direction; And an ultraviolet absorber provided outside the scratches.
본 발명에 의하면, 태양광 접속반 내부뿐만 아니라 태양전지 어레이 및 전력선에서 발생된 아크를 광섬유 아크 센서가 검출할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that an optical fiber arc sensor can detect an arc generated in a solar cell array and a power line as well as inside a solar cell.
또한, 표시부에 표시되는 정보에 의해서 사용자의 안전을 확보할 수 있으며, 사용자의 접근을 검출하여 인명사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.Further, the safety of the user can be ensured by the information displayed on the display unit, and there is an advantage that the access by the user can be detected and the human accident can be prevented.
도 1은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반이 적용된 태양광 발전 시스템의 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반의 구성 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서 검출부에 대한 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 루프 센서를 이용한 아크 검출부에 대한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 광섬유에 구비된 아크 수신유닛의 구성도.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 광송신 유닛에 대한 구성도 및 회로도.
도 9 및 도 10은 각각 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 광수신 유닛에 대한 구성도 및 회로도.
도 11은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 포인트 센서에 대한 회로도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a general configuration diagram of a photovoltaic power generation system to which a photovoltaic module with an arc detection function according to the present invention is applied. FIG.
2 is a configuration diagram of a solar light connecting panel equipped with an arc detecting function according to the present invention.
3 is a block diagram of a solar photovoltaic module equipped with an arc detection function according to the present invention;
FIG. 4 is a block diagram of a detection unit in a photovoltaic panel equipped with an arc detection function according to the present invention; FIG.
5 is a configuration diagram of an arc detecting unit using a loop sensor in a solar light connecting module equipped with an arc detecting function according to the present invention.
6 is a configuration diagram of an arc receiving unit provided in an optical fiber in a photovoltaic panel equipped with an arc detecting function according to the present invention.
7 and 8 are a configuration diagram and a circuit diagram, respectively, of an optical transmission unit in a solar light connecting module provided with an arc detecting function according to the present invention.
9 and 10 are a configuration diagram and a circuit diagram, respectively, of a light receiving unit in a photovoltaic panel equipped with an arc detecting function according to the present invention.
11 is a circuit diagram of a point sensor in a solar light connecting module equipped with an arc detecting function according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 태양광 접속반에서 발생된 아크뿐만 아니라 태양전지 어레이 및 전력선에서 발생하는 아크를 검출하여 경보를 표시할 수 있는 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic panel equipped with an arc detection function capable of detecting an arc generated in a solar cell array and a power line as well as an arc generated in a solar photovoltaic module.
도 1은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반이 적용된 태양광 발전 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a photovoltaic power generation system to which a photovoltaic module having an arc detection function according to the present invention is applied.
첨부된 도 1을 참조하면, 태양광 발전 시스템은 태양전지 어레이(1), 태양광 접속반(2), 인버터(3), 수전반(4) 및 부하를 포함하여 이루어진다.1, the solar power generation system includes a
상기 태양전지 어레이(1)는 태양으로부터 입사되는 태양광을 집광하여 전기를 발생시키기 위한 것으로서, 통상적으로 주로 실리콘과 복합재료가 이용된다. 구체적으로, 상기 태양전지 어레이(1)는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 사용하는 것으로, 태양 빛을 받아 전기를 생산하는 광전효과를 이용하는 것이다.The
대부분의 태양전지 어레이(1)는 대면적의 P-N 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 상기 P-N 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하여 사용하게 된다. 태양전지 어레이(1)의 최소 단위를 셀(Cell)이라고 하는데, 실제로 태양전지 셀은 복수 개로 사용된다. 즉, 가정에서 사용되는 필요 전압이 수 V에서 수십 혹은 수백 V 이상인데 비하여, 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로 매우 작기 때문에 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있다. 또한, 태양전지 어레이(1)가 야외에서 사용되는 경우 여러 가지 혹독한 환경에 처하게 되므로, 필요한 단위 용량으로 연결된 다수의 셀을 혹독한 환경에서 보호하기 위하여 복수의 셀을 패키지로 구성하여 사용한다.Most of the
상기 태양광 접속반(2)은 태양전지 어레이(1)로부터 생산된 직류 전류를 취합하여, 인버터(3)에 출력하는 장치로서, 태양전지 어레이(1)로부터 발전된 직류전력을 입력받으며, 직류출력 개폐기 및 출력단자용 개폐기, 또는 배선용 차단기(MCCB: Molded Case Circuit Breaker), 부스바 또는 단자대, 그리고 마그네틱 스위치, 다이오드 및 전력용 퓨즈, 피뢰소자(SPD, ZNR) 등으로 구성되는 주회로 장치(도시되지 않음)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 태양광 접속반(2)에는 절연저항측정이나 정기적인 단락전류 확인을 위한 출력단자용 개폐기가 설치되기도 한다.The
한편, 상기 태양광 접속반(2)은 평상시에는 주회로 장치의 마그네틱 스위치가 투입되어지고, 예비회로장치의 마그네틱 스위치는 개방되어 있어, 주회로 장치의 다이오드와 전력용 퓨즈를 통하여 직류전력이 공급된다. 이때, 상기 태양광 접속반 내부 전력기기에 이상이 발생하게 되면, 현장에서 이상이 발생한 주회로장치의 마그네틱 스위치를 개방시킨 후, 예비회로장치의 마그네틱 스위치를 즉시 투입시켜 예비회로장치의 다이오드와 전력용 퓨즈를 통하여 지속적인 발전을 할 수 있도록 한다.On the other hand, the
상기 인버터(3)는 태양전지 어레이(1)에서 입력받은 직류전력을 하나의 직류전력으로 통합한 후 이를 상용전력으로 사용할 수 있도록 교류전력으로 변환하여 출력한다. 상기 인버터(3)에서 출력된 교류 전력은 수전반(4)을 통해 수용가의 부하로 공급된다.The
도 2는 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반의 구성 블록도를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a block diagram of a photovoltaic panel with an arc detection function according to the present invention, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a photovoltaic panel with an arc detection function according to the present invention.
첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반은 입력부(10), 출력부(20), 차단부(30), 검출부(40), 컨트롤러(50), 경고부(60), 표시부(70) 및 통신부(80)를 포함하여 구성된다.2 and 3, a photovoltaic panel equipped with an arc detection function according to the present invention includes an
상기 입력부(10)는 상기 태양전지 어레이로부터 생산되어 출력되는 전력을 수전하고, 상기 출력부(20)는 상기 입력부(10)와 전기적으로 연결되어 상기 입력부(10)로부터 출력되는 직류전류를 입력받아 전기적으로 연결된 인버터(3)로 출력한다.The
상기 차단부(30)는 상기 입력부(10)와 상기 출력부(20) 사이에 구비되고, 상기 입력부(10)에서 출력되는 전력의 비 이상적인 전류 흐름을 선택적으로 차단한다. 여기서, 비 이상적인 전류 흐름은 크게, 회로 내의 과부하 및 단락 등이 있으며, 상기 차단부(30)는 정격전류 이상의 전류가 흐를 때 이로 인한 사고를 예방하기 위해 전류의 흐름을 차단하게 된다.The
설계조건에 따라서, 상기 차단부(30)에 트립신호에 의해 전력을 차단할 수 있는 구성이 구비된 경우, 검출부(40)에서 검출된 데이터에 근거하여 컨트롤러(50)의 제어에 의해서도 트립되어 입력전력이 부하에 공급되는 것을 차단하여 상기 차단부(30)의 2차측에 설치된 전력기기를 보호할 수 있도록 구성될 수 있다.When a configuration capable of shutting off the power by the trip signal is provided in the cut-off
상기 검출부(40)는 상기 태양광 접속반(2)에서 이루어지는 데이터를 검출하는 기능을 수행하는 것으로서, 아크, 전류, 전압, 온도, 사용자의 접근 및 도어 개폐 여부를 검출한다.The detecting
도 4는 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서 검출부에 대한 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating a configuration of a detection unit in a photovoltaic panel equipped with an arc detection function according to the present invention.
첨부된 도 4를 참조하면, 상기 검출부(40)는 아크 검출모듈(110), 전류 검출모듈(120), 전압 검출모듈(130), 온도 검출모듈(140), 인체 검출모듈(150) 및 도어 검출모듈(160)을 포함하여 이루어진다.4, the
상기 아크 검출모듈(110)은 상기 태양전지 어레이, 상기 태양전지 어레이에서 생산된 전력을 상기 태양광 접속반을 공급하는 전력선 및 상기 태양광 접속반의 내부에서 발생되는 아크를 검출하는 것으로서, 루프센서(110a) 및 포인트센서(110b)를 포함하여 구성된다.The
이때, 상기 루프센서(110a)는 상기 태양광 접속반의 내부 주요 전력기기를 경유하도록 배치되는 제1 광섬유 및 상기 태양광모듈과 상기 접속반 사이에 배치된 전력선을 경유하도록 배치되는 제2 광섬유를 포함하는 광섬유, 상기 광섬유로 기본 광신호를 송출하는 광송신 유닛 및 상기 광송신 유닛에서 송출된 후 상기 광섬유를 통해 입력되는 광신호를 수신하는 광수신 유닛을 포함하여 구성된다.At this time, the
이때 상기 광송신 유닛에서 송출되는 기본 광신호는 상기 광섬유를 진행하는 기본 광신호에 아크가 입력되게 되면, 상기 기본 광신호는 특성이 변환되게 되며, 변환된 광신호가 상기 광수신 유닛에 입력된다.At this time, when an arc is inputted to the basic optical signal propagating through the optical fiber, the basic optical signal transmitted from the optical transmission unit is converted in characteristics, and the converted optical signal is input to the optical receiving unit.
이에, 상기 광수신 유닛에서 변환된 광신호가 입력되게 되면 아크가 발생된 것으로 판단할 수 있다. 상기 루프센서(110a)는 후술하기로 한다.If the optical signal converted by the light receiving unit is input, it can be determined that an arc is generated. The
상기 전류 검출모듈(120)은 태양광 접속반 내부로 인입되는 전력선의 전류 및 부하로 공급되는 전류를 검출한다. 상기 전류 검출모듈(120)은 CT(계기용 변류기)를 이용하여 일정 비율로 감소된 전류를 검출하도록 구성될 수 있다.The
상기 전압 검출모듈(130)은 태양광 접속반 내부로 인입되는 전력선에 가압된 전압 및 부하에 걸리는 전압을 검출한다. 상기 전압 검출모듈(130)은 PT(계기용 변압기)를 이용하여 일정 비율로 감소된 전압을 검출하도록 구성될 수 있다.The
상기 온도 검출모듈(140)은 태양광 접속반 내부의 온도를 검출한다. 설계조건에 따라서 상기 온도 검출모듈(140)은 상기 태양광 접속반 외부의 외기 온도도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.The
상기 인체 검출모듈(150)은 태양광 접속반으로 접근하는 사용자 또는 감지 범위 내에서 움직이는 사용자를 검출한다. 여기서 상기 인체 검출모듈(150)은 마이크로웨이브 센서를 포함하여 구성될 수 있다.The human
상기 도어 검출모듈(160)은 태양광 접속반에 구비된 도어의 열림 및 닫힘 상태를 검출하도록 구성된다. 이러한 도어 검출모듈(160)은 도어의 개폐됨에 따라 턴-온/오프되는 접점 스위치와 이 접점 스위치의 출력 신호를 논리적인 값의 형태로 변환하는 변환유닛을 포함하여 구성될 수 있다.The
컨트롤러(50)는 상기 검출부(40)에서 검출된 검출값이 설정값에 근접하거나 초과하는 경우 사용자의 모바일기기로 메시지를 발송하거나 표시부에 아크의 발생을 표시하도록 제어신호를 생성하여 출력하도록 구성된다. 이때, 상기 차단부(30)에 트립신호에 따른 전력 차단장치가 구비된 경우에는 상기 컨트롤러(50)는 차단기를 동작시키는 트립신호를 발생하도록 구성될 수 있다.The
즉, 상기 컨트롤러(50)는 상기의 아크 검출모듈(110)로부터 검출된 아크 신호, 전류 검출모듈(120)에서 검출된 전류 신호, 전압 검출모듈(130)에서 검출된 전압 신호, 온도 검출모듈(140)에서 검출된 온도 신호, 인체 검출모듈(150)에서 검출된 인체 감지신호 및 도어 검출모듈(160)에서 검출된 도어 개폐신호를 취합하여 각각의 신호에 대응되는 값과 설정값을 비교하여 상기 설정값이 근접한 것으로 판단되면 경고신호를 출력하고, 상기 설정값을 초과하는 것으로 판단되면 그에 대한 조치를 취하도록 구성된다.That is, the
예를 들어, 아크 신호가 아크 발생에 따라 변환된 광신호로 수신된 경우, 설정된 아크 신호와 비교하여 아크가 발생된 것으로 판단되면, 상기 차단부(30)에 차단기를 여자시키는 트립신호를 출력하여 차단부의 2차측 전력기기를 보호하도록 구성된다.For example, when the arc signal is received by the converted optical signal in response to an arc occurrence, when it is determined that an arc is generated as compared with the set arc signal, a trip signal for exciting the breaker to the
이때, 상기 컨트롤러(50)는 검출부(40)에 구비된 각각의 모듈을 순차적으로 활성화하여 상기 검출부(40)에 구비된 각각의 모듈로부터 신호를 순차적으로 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(50)에는 상기 검출부(40)에 구비된 각각의 모듈(아크 검출모듈(110), 전류 검출모듈(120), 전압 검출모듈(130), 온도 검출모듈(140), 인체 검출모듈(150) 및 도어 검출모듈(160))에서 출력되는 신호가 아날로그 신호인 경우에는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 AD변환모듈이 구비될 수 있다.The
이에 더하여, 상기 컨트롤러(50)에는 수신된 각각의 신호를 저장하기 위한 메모리모듈이 구비될 수 있다.In addition, the
도 5는 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 아크 검출모듈 중 루프센서에 대한 구성도이다.FIG. 5 is a block diagram of a loop sensor among arc detection modules in a photovoltaic module with an arc detection function according to the present invention.
첨부된 도 5를 참조하면, 상기 루프센서(110a)는 광섬유(111), 상기 광섬유(111)에 설치되는 복수 개의 아크 수신유닛(112), 광송신 유닛(113), 광수신 유닛(114) 및 광신호 처리유닛(115)을 포함하여 구성된다.5, the
상기 광섬유(111)는 상기 태양광 접속반의 내부 주요 전력기기를 경유하도록 배치되는 제1 광섬유 및 상기 태양전지 어레이(10)와 상기 태양광 접속반(2) 사이에 배치된 전력선을 경유하도록 배치되는 제2 광섬유를 포함하여 구성될 수 있다.The
이때, 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유는 1가닥으로 구성될 수 있으나 설계조건에 따라서 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 더욱 빠른 검출을 위해서 광섬유(111)를 복수 개 설치하게 되면, 광섬유를 단일선으로 구성하는 것보다 상대적으로 짧게 할 수 있으며, 이에 따라 아크의 검출 속도도 상대적으로 빨라지게 된다. 그러나 광섬유를 복수 개 구비하는 것으로 연산 알고리즘이 더욱 복잡해질 수 있는 단점을 수반할 수 있다.At this time, the first optical fiber and the second optical fiber may be composed of one strand, but may be composed of a plurality of according to design conditions. For example, if a plurality of
상기 광섬유는 중심부의 코어(core)와 상기 코어의 외측을 감싸는 클래딩(cladding)으로 구성되고, 코어의 굴절률을 클래드의 굴절률보다 상대적으로 높게 하면 코어에 들어온 광은 코어와 클래드의 경계에서 전반사를 반복하며 코어 내부에서 진행되게 된다.When the refractive index of the core is made relatively higher than the refractive index of the clad, the light entering the core repeats the total reflection at the boundary between the core and the clad. The optical fiber is composed of a core at the center and a cladding surrounding the core. And proceeds inside the core.
상기 루프센서(110a)는 상기 광섬유(111) 내부를 진행하는 광의 특성(빛의 세기, 주파수, 위상 및 편광 등)이 외부 물리량에 의해 변화되는 원리를 이용한 것으로서, 상기 광섬유(111)에는 소정의 간격으로 발생된 아크에 의한 아크를 상기 광섬유 내부로 입사시키기 위한 아크 수신유닛(112)이 구비된다.The
도 6은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 광섬유에 구비된 아크 수신유닛의 구성도이다.6 is a configuration diagram of an arc receiving unit provided in an optical fiber in a solar light connecting module equipped with an arc detecting function according to the present invention.
첨부된 도 6을 참조하면, 상기 아크 수신유닛(112)은 아크를 상기 광섬유(111) 내부로 입사시키기 위한 것으로서, 상기 광섬유(111)의 외측면에 길이방향으로 소정의 폭으로 형성된 스크래치(112a)와 상기 스크래치(112a)의 외측에 구비되는 자외선 흡수제(112b)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the
물론, 포설된 광섬유(111) 전체에서 아크의 입사가 가능하다. 즉, 스크래치(112a)를 포함하는 상기 아크 수신유닛(112) 뿐만 아니라 광섬유(111) 자체를 통해 발생된 아크가 그 내부로 유입될 수 있게 된다. 그러나 아크 발생시 아크의 광섬유(111) 내부로의 유입(흡수)을 용이하게 하기 위해서 상기 아크 수신유닛(112)이 구비될 수 있다.Of course, an arc can be incident on the entire installed
한편, 광섬유(111)의 코어에 입사된 광은 진행하는 과정에서 손실이 발생되게 된다. 광섬유의 손실은 고유 손실, 외적 손실 및 재료 손실로 크게 구성된다.On the other hand, the light incident on the core of the
상기 손실 중에서 고유 손실은 광섬유 내를 진행하는 광이 광섬유 중의 미세한 굴절율 흔들림에 의하여 산란을 받아 감쇠하는 Rayleigh 산란손실, 재료의 불균질 및 OH 기 등과 반응하여 광섬유의 열로 표출되는 흡수 손실, 코어와 클래딩 경계면의 요철 등에 의한 구조적 손실 등이 있다.The intrinsic loss in the loss is an absorption loss caused by heat of the optical fiber by reacting with ray-light scattering loss, material inhomogeneity and OH group, etc., in which light propagating in the optical fiber is scattered by a minute refractive index shake in the optical fiber, And structural loss due to unevenness at the interface.
외적 손실은 광섬유에 가해지는 측압에 의해 광섬유 축이 미세하게 주기적으로 구부러져 발생되는 마이크로 벤딩 손실 및 광섬유의 휨에 의해서 코어와 크래딩의 경계에서 입사하는 빛의 각이 임계각보다 크게 되어 발생하는 휨 손실 및 광섬유 접속점에서 발생되는 접속 손실 등이 있다.The external loss is caused by microbending loss caused by micro-periodic bending of the optical fiber axis due to side pressure applied to the optical fiber, and deflection caused by the deflection of the optical fiber due to the angle of light incident at the boundary between the core and the cladding And connection loss occurring at the optical fiber connection point.
상기의 손실 중에서 고유 손실 및 외적 손실은 광섬유의 제조 기술 및 배치에 의해서 어느 정도 감소시킬 수 있으나, 상기 광섬유(111)에 구비되는 아크 수신유닛(112)에는 스크래치(112a)가 형성됨에 따라 스크래치(112a)에 의한 광손실이 발생될 수 있다. 즉, 입사된 광이 광섬유 코어를 따라 진행하면서 상기 스크래치(112a)에 입사되게 되면, 일부 광이 상기 스크래치(112a)를 통해 외부로 발산되는 광손실을 피할 수 없게 된다. 또한, 입사되어 상기 코어를 진행하는 광을 물리적으로 변화시킨 변화된 광도 마찬가지로 상기 스크래치(112a)에 의한 손실이 발생된다.The intrinsic loss and the external loss in the loss can be reduced to some extent by the manufacturing technique and arrangement of the optical fiber. However, since the
이에, 본 발명에서는 상기 스크래치(112a)의 외측면에 자외선 흡수제(112b)를 도포하여 아크에 의해 발생된 자외선의 흡수가 용이하게 되도록 구성될 수 있다.Accordingly, in the present invention, the ultraviolet absorbent 112b may be coated on the outer surface of the
상기 자외선 흡수제는 자외선을 흡수하고 방출을 차단할 수 있는 벤조페논(benzophenone)계(자외선 흡수범위 300 ~ 380nm), 벤조트리아졸(benzotriazole)계(자외선 흡수범위 300 ~ 385nm), 실리실산(salicylic acid)계(자외선 흡수범위 260 ~ 340nm), 아크릴로니트릴(acrylonitrile)계(자외선 흡수범위 290 ~ 400nm)와 유기 니켈 화합물과 벤조산(benzoic acid)계 등이 있으며, 상기의 종류 중에서 선택된 하나가 도포될 수 있다.Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone (ultraviolet absorption range: 300 to 380 nm), benzotriazole (ultraviolet absorption range: 300 to 385 nm), salicylic acid (ultraviolet absorption range: (Ultraviolet absorption range 260 to 340 nm), acrylonitrile series (ultraviolet absorption range 290 to 400 nm), organic nickel compounds and benzoic acid series, and one selected from the above classes can be applied have.
또한, 상기 자외선 흡수제가 도포되는 부위는 상기 광섬유가 절곡된 위치, 아크 발생이 빈번한 위치로 설정될 수 있으며, 도포된 자외선 흡수제의 변질 및 증발을 방지하기 위하여 상기 자외선 흡수제의 외측에는 코팅이 이루어질 수 있다.In addition, a portion to which the ultraviolet absorber is applied may be set to a position where the optical fiber is bent and an arc is frequently generated. In order to prevent deterioration and evaporation of the applied ultraviolet absorber, coating may be performed outside the ultraviolet absorber have.
이에 따라, 입사되는 아크는 상기 코어로 투과되도록 유도하고, 상기 코어에서 진행하는 광은 반사시켜 광손실을 최소화하도록 구성될 수 있다.Accordingly, the incident arc can be guided to be transmitted to the core, and the light traveling in the core can be reflected to minimize the optical loss.
상기 광송신 유닛(113)은 상기 광섬유(111)로 기본 광신호를 송출하는 기능을 수행하는 것으로서, 도 7 및 도 8은 각각 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 광송신 유닛에 대한 구성도 및 회로도를 나타낸 도면이다.The
첨부된 도 7 및 8을 참조하면, 단자(CON4)를 통해 레이저 광다이오드(D9, LD) 구동신호가 입력되면, 저항(R16, R17)을 통해 동작 상태 표시용 LED(D10) 및 레이저 다이오드(D9)에 동작 전류가 공급된다. 이와 같은 동작 전류의 공급에 따라 동작 상태 표시용 LED(D10)가 ON되어 광 전송기의 동작 상태를 표시하게 되고, 레이저 다이오드(D9)는 동작 전류에 대응하는 광신호를 광섬유(111)로 전송한다.7 and 8, when the driving signals of the laser light diodes D9 and LD are input through the terminal CON4, the operation state indicating LED D10 and the laser diode D10 are turned on through the resistors R16 and R17, D9. According to the supply of the operating current, the LED D10 for operating state is turned on to display the operating state of the optical transmitter, and the laser diode D9 transmits the optical signal corresponding to the operating current to the
상기 광수신 유닛(114)은 상기 광송신 유닛(113)에서 송출된 후 상기 광섬유(111)을 통과하여 입력되는 광신호를 수신하는 기능을 수행하는 것으로서, 도 9 및 도 10은 각각 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 광수신 유닛에 대한 구성도 및 회로도를 나타낸 도면이다.The
첨부된 도 9 및 10을 참조하면, 자외선 흡수제(112b) 및 스크래치(1121a)를 통과한 아크는 상기 광섬유(111)를 진행하는 광신호를 변환시키고, 변환된 광신호는 포토 다이오드(PD)를 통해 검출되고, 전류-전압 변환 및 증폭부에서 증폭되어 PD 증폭신호를 출력한다. 상기 전류-전압 변환 및 증폭부는 PWM(펄스폭 변조) 등 펄스형 전원에 따른 전원 안정화 회로와 감도 조절 회로에 의해 증폭 상태가 제어된다.9 and 10, an arc passing through the
상기 광신호 처리유닛(115)은 상기 광송신 유닛(113)에서 송신된 광신호와 상기 광수신 유닛(114)에서 수신된 광신호를 비교 분석하여 송신된 광신호가 변환되었는지 검출한다.The optical
도 11은 본 발명에 따른 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반에서의 아크 검출모듈 중 포인트센서에 대한 회로도이다.11 is a circuit diagram of a point sensor in an arc detection module in a solar cell module equipped with an arc detection function according to the present invention.
상기 포인트센서(11b)는 반구의 범위에서 발생된 아크를 검출하는 것으로서, 약 2m의 반구 범위 내에서 발생된 3KA의 아크를 검출하도록 구성된다.The point sensor 11b detects arcs generated in the range of the hemisphere, and is configured to detect an arc of 3KA generated within the hemisphere range of about 2m.
첨부된 도 11을 참조하면, 센서 컨트롤러, 동작 다이오드(D6), 포토 다이오드(D7), op-amp 및 출력 트랜지스터(Q2)를 포함하여 구성되어, 동작 다이오드(D6)와 포토 다이오드(D7), op-amp 및 출력 트랜지스터(Q2)로 이루어지는 증폭회로가 병렬로 구성된다.11, which includes a sensor controller, an operation diode D6, a photodiode D7, an op-amp and an output transistor Q2, and includes an operation diode D6 and a photodiode D7, an amplifier circuit composed of an op-amp and an output transistor Q2 is configured in parallel.
아크가 발생되지 않은 상태에서는 전류가 동작 다이오드(D6)에 인가되고, 인가된 전류에 의해 상기 동작 다이오드(D6)가 점멸되게 된다. 이때, 센서 컨트롤러에서 인가되는 전류가 상기 동작 다이오드(D6)에 전부 인가되게 되고, 상기 동작 다이오드(D6)는 빠른 속도로 점멸되게 된다.In a state where an arc is not generated, a current is applied to the operation diode D6, and the operation diode D6 is flickered by the applied current. At this time, the current applied from the sensor controller is all applied to the operation diode D6, and the operation diode D6 flickers at a high speed.
아크가 발생되면, 상기 증폭회로의 포토 다이오드(D7)에 아크가 입사되게 되고, 입사된 아크의 크기에 비례하여 상기 포토 다이오드(D7)는 도통되며 상기 도통에 따라 통전전류는 op-amp의 입력단에 전위차를 발생시킨다. 상기 op-amp에 인가된 전위차의 크기가 일정 값 이상으로 증가되면, 출력 트랜지스터(Q2)가 동작되며, 상기 출력 트랜지스터(Q2)의 동작에 의해 전류가 증폭회로로 인가된다.When an arc is generated, an arc is incident on the photodiode D7 of the amplifying circuit, and the photodiode D7 is conducted in proportion to the magnitude of the incident arc. As a result of the conduction, As shown in Fig. When the magnitude of the potential difference applied to the op-amp is increased to a predetermined value or more, the output transistor Q2 is operated and the current is applied to the amplification circuit by the operation of the output transistor Q2.
이때, 상기 동작 다이오드(D6)와 증폭회로가 병렬로 연결됨에 따라 동작 다이오드(D6)에 인가된 전류의 일부가 상기 증폭회로로 인가되고, 상기 동작 다이오드(D6)는 아크 발생전에 비해 상대적으로 느린 속도로 점멸되게 된다.At this time, a part of the current applied to the operating diode D6 is applied to the amplifying circuit as the operating diode D6 and the amplifying circuit are connected in parallel, and the operating diode D6 is relatively slow And blinks at the speed.
이와 같은 구성에서, 상기 포인트센서(111b)의 동작 다이오드(D6)가 점멸되지 않는 경우, 결선 또는 인가 전원의 문제가 있는 것으로 판단될 수 있다.In such a configuration, when the operation diode D6 of the point sensor 111b does not flicker, it can be judged that there is a problem of the connection or the power supply.
상기와 같이 구성된 포인트센서(111b)는 아크 발생이 우려되는 지점에 복수 개 설치될 수 있다.A plurality of point sensors 111b may be provided at points where arc generation is likely to occur.
경고부(60, 도 3 참조)는 상기 컨트롤러(50)에서 출력되는 경고신호에 따라 상기 태양광 접속반에 구비된 스피커 및 경보램프 등을 통해 청각적 또는 시각적으로 경보를 표시한다.The alarm unit 60 (see FIG. 3) audibly or visually displays an alarm through a speaker, an alarm lamp, or the like provided in the solar connection unit in accordance with an alarm signal output from the
또한, 상기 태양광 접속반에는 표시부(70)가 구성될 수 있다.In addition, the
상기 표시부(70)는 태양광 접속반의 전면 패널에 설치될 수 있으며, 태양광 발전량, 발전 전압, 부하 전류 등이 표시되도록 구성될 수 있으며, 사용자의 조작에 따라 상기 검출부(40)의 설정값을 설정하거나 입력할 수 있도록 구성될 수 있다.The
통신부(80)는 상기 컨트롤러(50)에서 출력되는 제어신호를 통신망을 통해 전송하는 기능을 수행하는 것으로서, 통신망은 유/무선 통신망으로 구성될 수 있다.The
본 발명에 의하면, 태양광 접속반 내부뿐만 아니라 태양전지 어레이 및 전력선에서 발생된 아크를 광섬유 아크 센서가 검출할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that an optical fiber arc sensor can detect an arc generated in a solar cell array and a power line as well as inside a solar cell.
또한, 표시부에 표시되는 정보에 의해서 사용자의 안전을 확보할 수 있으며, 사용자의 접근을 검출하여 인명사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.Further, the safety of the user can be ensured by the information displayed on the display unit, and there is an advantage that the access by the user can be detected and the human accident can be prevented.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 태양전지 어레이 2: 태양광 접속반
10: 입력부 20: 차단부
30: 출력부 40: 검출부
50: 컨트롤러 60: 경고부
70: 표시부 80: 통신부
110: 아크 검출모듈 110a: 루프센서
111: 광섬유 112: 아크 수신유닛
112a: 스크래치 112b: 자외선 흡수제
113: 광송신 유닛 114: 광수신 유닛
115: 광신호 처리유닛 110b: 포인트 센서
120: 전류 검출모듈
130: 전압 검출모듈 140: 온도 검출모듈
150: 인체 검출모듈 160: 도어 검출모듈1: Photovoltaic array 2: Photovoltaic module
10: input unit 20:
30: output unit 40: detection unit
50: Controller 60: Warning part
70: Display unit 80:
110:
111: optical fiber 112: arc receiving unit
112a:
113: optical transmission unit 114: light reception unit
115: Optical
120: current detection module
130: voltage detection module 140: temperature detection module
150: human body detection module 160: door detection module
Claims (5)
상기 태양전지 어레이로부터 생성되어 출력되는 전력을 수신하는 입력부;
상기 입력부에 전기적으로 연결되어 상기 입력부로부터 출력되는 직류전류를 입력받아 전기적으로 연결된 인버터로 출력하는 출력부;
상기 입력부와 상기 출력부 사이에 구비되고, 상기 입력부에서 출력되는 전력을 선택적으로 차단하는 차단부;
상기 태양광 접속반의 아크, 전류, 전압, 온도, 사용자의 접근 및 도어 개폐여부를 검출하는 검출부; 및
상기 검출부에서 검출된 검출값이 설정값에 근접하거나 초과하는 경우 모바일기기로 메시지를 송출할 수 있는 제어신호를 생성하여 출력하는 컨트롤러;
를 포함하여 구성되고,
상기 검출부는,
상기 태양전지 어레이, 상기 태양전지 어레이에서 생산된 전력을 상기 태양광 접속반으로 공급하는 전력선과 상기 태양광 접속반의 내부에서 발생되는 아크를 검출하도록 구성되며,
상기 검출부는,
상기 태양전지 어레이, 상기 태양전지 어레이에서 생산된 전력을 상기 태양광 접속반으로 공급하는 전력선과 상기 태양광 접속반의 내부에서 발생되는 아크를 검출하는 아크 검출모듈;
상기 태양광 접속반 내부로 인입되는 전력선의 전류 및 부하로 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출모듈;
상기 태양광 접속반 내부로 인입되는 전력선에 가압된 전압 및 부하에 걸리는 전압을 검출하는 전압 검출모듈;
상기 태양광 접속반 내부의 온도를 검출하는 온도 검출모듈;
상기 태양광 접속반으로 접근하는 사용자 또는 감지 범위 내에서 움직이는 사용자를 검출하는 인체 검출모듈; 및
상기 태양광 접속반에 구비된 도어의 열림 및 닫힘 상태를 검출하는 도어 검출모듈;
을 포함하며,
상기 아크 검출모듈은 루프센서 및 포인트센서를 포함하여 구성되되,
상기 루프센서는,
상기 태양광 접속반의 내부 주요 전력기기를 경유하도록 배치되는 제1 광섬유 및 상기 태양전지 어레이와 상기 접속반 사이에 배치된 전력선을 경유하도록 배치되는 제2 광섬유를 포함하는 광섬유;
상기 광섬유에 구비되며 소정의 간격으로 배치되고, 발생된 아크를 상기 광섬유 내부로 입사시키기 아크 수신유닛;
상기 광섬유로 광신호를 송출하는 광송신 유닛;
상기 광송신 유닛에서 송출된 후 상기 광섬유를 통과하여 입력되는 광신호를 수신하는 광수신 유닛; 및
상기 광송신 유닛에서 송신된 광신호와 상기 광수신 유닛에서 수신된 광신호를 비교 분석하여 송신된 광신호가 변환되었는지 검출하는 광신호 처리유닛;
을 포함하며,
상기 포인트센서는 반구의 범위에서 발생된 아크를 검출하되, 동작 다이오드, 포토 다이오드, op-amp 및 출력 트랜지스터로 이루어지는 증폭회로가 병렬로 구성되어 이루어지며,
아크가 발생되지 않은 상태에서는 전류가 상기 동작 다이오드에 인가되고, 인가된 전류에 의해 상기 동작 다이오드가 점멸되며,
아크가 발생되는 경우, 상기 증폭회로의 포토 다이오드에 아크가 입사되고, 입사된 아크의 크기에 비례하여 상기 포토 다이오드가 도통되며, 상기 도통에 따른 통전전류가 상기 op-amp의 입력단에 전위차를 발생시키되, 상기 op-amp에 인가된 전위차의 크기가 일정 값 이상으로 증가되면 상기 출력 트랜지스터가 동작되며, 상기 출력 트랜지스터의 동작에 의해 전류가 증폭회로로 인가되며,
상기 동작 다이오드의 점멸이 이루어지지 않는 경우 결선 또는 인가 전원의 문제가 있는 것으로 판단되되, 상기 포인트센서는 복수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반.
A photovoltaic panel for collecting and outputting a direct current produced from a solar cell array to an inverter,
An input unit for receiving power generated and output from the solar cell array;
An output unit electrically connected to the input unit for receiving a direct current output from the input unit and outputting the direct current to an electrically connected inverter;
A blocking unit provided between the input unit and the output unit for selectively blocking power output from the input unit;
A detector for detecting an arc, a current, a voltage, a temperature, a user's approach, and whether the door is open or closed; And
A controller for generating and outputting a control signal for sending a message to the mobile device when the detected value detected by the detecting unit approaches or exceeds a set value;
And,
Wherein:
A solar cell array, a power line for supplying power generated by the solar cell array to the solar cell connection unit, and an arc generated inside the solar cell connection unit,
Wherein:
An arc detection module for detecting the power line supplying the solar cell array with power generated by the solar cell array and the arc generated in the solar cell connection module;
A current detecting module for detecting a current of a power line drawn into the solar cell connecting unit and a current supplied to the load;
A voltage detection module for detecting a voltage applied to a power line drawn into the solar cell module and a voltage applied to the load;
A temperature detection module for detecting a temperature inside the solar cell module;
A human body detecting module for detecting a user approaching the photovoltaic module or a user moving within a detection range; And
A door detection module for detecting the open and closed states of doors provided in the solar light connection panel;
/ RTI >
The arc detection module includes a loop sensor and a point sensor,
The loop sensor includes:
An optical fiber including a first optical fiber disposed to pass through an internal main power device of the photovoltaic connection module and a second optical fiber arranged to pass through a power line disposed between the solar cell array and the connection half;
An arc receiving unit provided in the optical fiber and arranged at a predetermined interval, and causing the generated arc to enter into the optical fiber;
An optical transmission unit for transmitting an optical signal to the optical fiber;
A light receiving unit for receiving an optical signal transmitted from the optical transmitting unit and input through the optical fiber; And
An optical signal processing unit for comparing and analyzing the optical signal transmitted from the optical transmitting unit and the optical signal received by the optical receiving unit to detect whether the transmitted optical signal has been converted;
/ RTI >
The point sensor detects an arc generated in a range of a hemisphere, and an amplification circuit including an operation diode, a photodiode, an op-amp, and an output transistor is configured in parallel,
In a state where an arc is not generated, a current is applied to the operation diode, the operation diode is flickered by the applied current,
When an arc is generated, an arc is incident on the photodiode of the amplifying circuit, and the photodiode is conducted in proportion to the size of the incident arc, and a conduction current according to conduction generates a potential difference at the input terminal of the op-amp Amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp;, the output transistor is operated when the magnitude of the potential difference applied to the op-
And a plurality of point sensors are installed when the operating diode is not blinked, and a plurality of point sensors are installed.
상기 아크 수신유닛은,
상기 광섬유의 외측면에 길이방향으로 소정의 폭으로 형성된 스크래치; 및
상기 스크래치의 외측에 도포되는 자외선 흡수제;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반.
The method according to claim 1,
The arc receiving unit includes:
A scratch formed on an outer surface of the optical fiber at a predetermined width in the longitudinal direction; And
An ultraviolet absorber applied to the outside of the scratch;
And a photovoltaic module having an arc detection function.
상기 자외선 흡수제 및 스크래치를 통과한 아크는,
상기 광섬유를 진행하는 광신호를 변환시키고, 변환된 광신호는 포토 다이오드를 통해 검출되며, 전류-전압 변환 및 증폭부에서 증폭되어 상기 포토 다이오드의 증폭신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반.
The method of claim 4,
The ultraviolet ray absorbing agent and the arc having passed through the scratch,
And converting the optical signal transmitted through the optical fiber, the converted optical signal being detected through a photodiode, amplified by a current-voltage conversion and amplification unit, and outputting an amplified signal of the photodiode. A photovoltaic connection board provided.
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