KR101697230B1 - 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접속함, 외부 센서부, 네트워크 및 모니터링부를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템에 있어서, 상기 접속함은, 태양 전지 모듈을 연결하여 구성된 태양 전지 어레이에 접속되어 상기 태양 전지로부터 생성된 전력을 인버터에 전송 또는 차단할 수 있는 회로부와, 상기 회로부에 연결되어 상기 회로부 내의 구성요소에 대한 전류, 전압 및 온도를 측정하는 내부 센서부와, 상기 외부 센서부 및 내부 센서부의 정보를 전송 받아 상기 회로부 내의 구성요소에 대한 온도를 예측하고 이상 유무를 판단하여 제어신호를 생성하는 제어부 및 상기 제어부의 정보를 전송 받아 관리자가 상기 이상 유무를 인식할 수 있도록 외부로 표시하는 표시부를을 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템을 제공한다.

Description

지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법{The controlling and monitoring apparatus for photovoltaic power system}
본 발명은 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 어레이로부터 생성된 직류전력을 입력 받는 접속반에서 접속반 내부 기기들의 이상 유무를 예측하여 접속반을 사전에 제어할 수 있도록 하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
태양광을 이용한 발전 시스템은 크게 독립형 발전시스템과 계통 연계형 발전 시스템으로 구분된다. 독립형 발전시스템은 축전 설비를 갖추고 주간에 발전된 전력을 비축하여 필요시 축전된 전력을 사용하는 방식의 시스템을 말하여 산간벽지 등의 계통전력 사용이 어려운 지역에 유용하다. 계통 연계형 발전시스템은 태양광으로 생성한 전력이 부족한 경우에는 계통전압을 유입하여 사용하고 전력이 남는 경우에는 계통전원으로 역전송하는 방식의 시스템을 말하며 전력계통에 연계가 가능한 지역에서 유용하다.
태양광 발전 시스템을 구성 요소별로 나누어 보면, 태양전지로부터 생성되는 직류 전력을 전송하기 위한 부품들로 이루어진 태양광 어레이, 태양광 어레이에 전기적으로 접속되어서 전력을 인버터에 전송하되 이상 발생 시 전력을 차단하여 장치를 보호하는 접속함, 전송되어진 직류 전력을 상용 주파수의 교류 전력으로 변환하여 전력계통에 연계하거나 부하에 연결하기 위한 인버터, 인버터에서 변환된 교류 전력을 부하 설비에 적절하게 분배하는 분전반 및 태양광 발전 시스템의 발전량, 상태 등을 모니터링할 수 있는 모니터링 시스템으로 나누어 볼 수 있다.
이 중에서, 태양광 어레이와 인버터 사이에 위치하여서 양자를 전기적으로 연결하는 접속함은 태양광 모듈에서 발생되는 직류 전력을 직/병렬로 연결하여서 전체 시스템에서 요구하는 전력으로 집합시킴과 동시에 인버터를 보호하고 태양광 모듈간의 전기적 충돌 방지 및 보호 기능을 담당한다.
이와 같이 접속함은 태양광 어레이의 구성과 용량에 따라 태양광 어레이별 케이블을 직/병렬로 연결하여 인버터까지 연결해 주어서 다수의 태양광 모듈의 접속을 쉽게 알아 볼 수 있도록 하고 보수 점검 시 회로를 분리할 수 있도록 하므로 태양광 어레이에서 발생한 고장을 최소 범위로 축소시켜서 사고를 방지하고 고장 부위를 손쉽게 찾을 수 있도록 한다.
접속함은 역방향으로 흐르는 전류를 차단하여 입출력단의 회로를 보호하는 역류 방지 소자인 다이오드, 과전류를 차단하여 회로를 보호하는 과전류 보호용 퓨즈, 부스바 및 배선용 차단기 등의 구성 부품으로 이루어지는데, 이에 더하여 낙뢰를 방지하는 피뢰 소자, 생성된 전압과 전류를 검출하여 발전 상태의 이상 여부를 감지할 수 있도록 하는 전류 또는 전압을 측정센서 등이 더 설치되기도 한다.
이와 같이 구성된 종래의 접속함의 경우에 내부 기기들에서 예상치 못한 급격한 전압 또는 전류에 의한 아크등의 발생으로 인하여 이상이 발생하면 관리자가 모니터링 시스템에서 이를 발견하게 되고 현장에서 고장 부위를 확인한 후 해당 부위를 수리하거나 교체를 하는 작업을 진행한다.
따라서 종래의 접속함에서는 접속함의 내부 기기들의 이상 여부를 사전에 예측할 수 없어 접속함의 내부 기기들이 실제로 고장이 발생하고 난 후에만 관리자가 이를 확인할 수 있기 때문에 시간이 지체되어 접속반에 화재가 발생할 수도 있는 문제점이 있다. 또한 위와 같이 실제로 이상이 발생한 내부기기를 수리하거나 교체하기 위해서는 수일이 소요되므로 그 사이에 태양광 발전은 중단되어 상당한 손실이 발생하는 문제가 있다.
관련 선행기술로는 한국등록특허 10-1600962호(등록일: 2016. 03. 02)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 태양광 어레이로부터 생성된 직류전력을 집합시켜 인버터로 전송하는 접속함에서 접속함 내부 및 외부에 각종 센서를 장착한 후 이들 센서에서 수집되는 온도, 광량, 전압, 전류 또는 발전량 등의 데이터를 이용하여 접속반의 이상 발생 유무를 미리 예측하여 사전에 접속반을 제어할 수 있도록 하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 접속함, 외부 센서부, 네트워크 및 모니터링부를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템은, 상기 접속함은, 태양 전지 모듈을 연결하여 구성된 태양 전지 어레이에 접속되어 상기 태양 전지로부터 생성된 전력을 인버터에 전송 또는 차단할 수 있는 회로부와, 상기 회로부에 연결되어 상기 회로부 내의 구성요소에 대한 전류, 전압 및 온도를 측정하는 내부 센서부와, 상기 외부 센서부 및 내부 센서부의 정보를 전송 받아 상기 회로부 내의 구성요소에 대한 온도를 예측하고 이상 유무를 판단하여 제어신호를 생성하는 제어부 및 상기 제어부의 정보를 전송 받아 관리자가 이상 유무를 인식할 수 있도록 외부로 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 회로부는, 상기 접속함의 전원을 스위칭 할 수 있는 릴레이와, 접속반에 흐르는 역전류를 방지하는 다이오드와, 상기 회로부에 전원이 인가되고 있는 것을 표시하는 LED 소자를 포함하고, 상기 내부 센서부는, 상기 태양 전지 어레이와 연결되는 전류 센서와, 상기 다이오드와 연결되는 온도 센서 및 상기 LED 소자와 연결되는 전압 센서를 포함하고, 상기 외부 센서부는, 상기 접속함 외부에 설치된 광량 센서를 포함하여, 상기 제어부가 상기 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서 및 광량 센서의 검출 신호를 전송 받아 상기 접속함의 내부 기기들에 발생하는 온도 상승을 추정하여 이상 발생 시 상기 릴레이를 이용하여 접속반의 전원을 차단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 외부 및 내부 센서부에서 전송되는 정보를 수집하는 데이터 수집부와, 상기 외부 및 내부 센서부의 데이터를 이용해 복수개의 변화율 계수 및 가중치 계수에 대한 정보를 저장하는 예측 데이터 저장부와, 상기 데이터 수집부와 예측 데이터 저장부의 데이터를 이용하여 상기 접속함 내부 기기들의 온도 상승을 계산하고 제어신호를 생성하는 연산부와, 상기 연산부에서 생성된 제어신호에 따라 상기 접속함의 내부 기기들에 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부 및 상기 연산부에서 연산된 결과값을 상기 네트워크를 통해 외부와 송수신할 수 있도록 하는 통신부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 연산부는, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수, 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수, 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수, 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수 및 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 변화율 계수를 산출하고 상기 예측 데이터 저장부에 저장하는 변화율 계수 산출회로를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 연산부는, 복수개의 상기 변화율 계수마다 가중치를 부여한 후 그 결과 값들의 평균값을 산출하여 온도 상승 값을 계산하는 온도 상승 산출회로를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 연산부는, 상기 온도 상승 값을 기 설정된 온도 범위와 비교하여 상기 온도 상승 값이 기 설정된 수치 범위 이하이면 생성되는 정상 제어신호, 기 설정된 수치 범위 이내이면 생성되는 냉각 제어신호 및 기 설정된 수치 범위 이상이면 생성되는 중지 제어신호의 3단계의 제어신호를 출력할 수 있는 제어신호 생성회로를 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 접속함, 외부 센서부, 네트워크 및 모니터링부를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어 방법은, 상기 외부 센서부 및 상기 접속함 내부에 설치된 내부 센서부에서 전송되는 정보를 수집하는 정보 수집 단계와, 수집된 상기 정보를 이용하여 복수개의 변화율 계수를 산출하고 산출된 값에 가중치를 부여하는 변화율 계산 및 가중치 부여 단계와, 상기 변화율 계산 및 가중치 부여 단계에서 산출된 값을 평균하고 상기 평균값에 의하여 온도 상승 값을 계산하는 상승 온도 추정 단계와, 상기 상승 온도 추정 단계에서 산출된 상기 온도 상승 값을 기 설정된 기준 범위와 비교하고 제어신호를 생성하는 제어신호 생성 단계 및 상기 제어신호 생성 단계에서 생성된 제어신호에 따라 접속함의 내부 기기들을 제어하고 그 상태에 대한 정보를 외부로 통보하는 기기 제어 및 통보 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 정보 수집 단계는, 온도, 광량, 전압, 전류 또는 발전량 중에서 선택된 어느 하나 이상의 정보를 수집하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 변화율 계산 및 가중치 부여 단계는, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수, 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수, 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수, 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수 및 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 변화율 계수를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어신호 생성 단계는, 상기 온도 상승 값을 기 설정된 온도 범위와 비교하여 상기 온도 상승 값이 기 설정된 수치 범위 이하이면 정상 제어신호를 생성하고, 기 설정된 수치 범위 이내이면 냉각 제어신호를 생성하고, 기 설정된 수치 범위 이상이면 중지 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 기기 제어 및 통보 단계는, 상기 정상 제어신호에 따라 상기 접속함을 정상적으로 운전하고, 상기 냉각 제어신호에 따라 상기 접속함 내부를 냉각하며, 상기 중지 제어신호에 따라 상기 접속함의 회로부에 장착된 릴레이를 동작시켜 상기 접속함의 전원을 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 태양광 어레이로부터 생성된 직류전력을 집합시켜 인버터로 전송하는 접속함 내부 및 외부에 각종 센서를 장착한 후 이들 센서에서 수집되는 온도, 광량, 전압, 전류 또는 발전량 등의 데이터를 이용하여 접속반 내부 기기들의 이상 유무를 미리 예측하여 사전에 접속반을 제어할 수 있기 때문에, 이상이 발생한 내부 기기의 수리 지연으로 인해 접속반이 화재와 같은 더 큰 피해를 입지 않도록 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 접속반에 내부 기기들의 상태를 표시하는 표시부를 두고 외부에도 접속반의 상태를 모니터링 할 수 있는 모니터링부를 두고 있기 때문에, 관리자가 태양광 발전 시스템의 전체적인 발전 상황을 쉽게 모니터링 할 수 있도록 하여 태양광 발전 전체 시스템의 관리 편리성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템을 나타낸 개요도이다.
도 2는 도 1에 도시된 접속함의 내부 결선도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어부를 나타낸 개요도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 온도 상승을 계산하기 위한 변화율 계수 및 가중치 계수의 연산 흐름을 나타낸 개요도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템을 나타낸 개요도로서, 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템은, 접속반(100), 외부 센서부(200), 네트워크(300) 및 모니터링부(400)를 포함한다.
먼저, 상기 태양광 발전 시스템의 대략적인 운용 흐름은 다음과 같다. 태양전지의 집합체인 태양광 어레이(10)가 직류 전기를 생성하면 생성된 직류 전기를 접속함(100)에서 입력 받는다. 접속함(100)은 전송된 직류 전기를 직/병렬로 연결하여 시스템이 요구하는 전력으로 집하시키고 인버터(20)로 전송한다. 인버터(20)는 접속함(100)에서 전송되는 직류 전력을 상용 주파수의 교류 전력으로 변환하여 배전반(30)으로 전송하고 배전반(30)은 계통부(40) 또는 부하(50)로 적절하게 전력을 분배한다.
접속함(100)은 태양광 어레이(10)에서 생성된 직류 전기를 직/병렬로 집합시켜 인버터(20)로 전송하는데, 태양 전지 모듈을 연결하여 구성된 태양 전지 어레이(10)에 접속되어 상기 태양 전지로부터 생성된 전력을 인버터(20)에 전송 또는 차단할 수 있는 회로부(110)와, 상기 회로부(110)에 연결되어 상기 회로부(110) 내의 구성요소에 대한 전류, 전압 및 온도를 측정하는 내부 센서부(120)와, 상기 외부 센서부(200) 및 내부 센서부(120)의 정보를 전송 받아 상기 회로부(110) 내의 구성요소에 대한 온도를 예측하고 이상 유무를 판단하여 제어신호를 생성하는 제어부(140) 및 상기 제어부(140)의 정보를 전송 받아 관리자가 이상 유무를 인식할 수 있도록 외부로 표시하는 표시부(130)를 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 접속함의 내부 결선도를 나타낸 것이다.
회로부(110)는, 상기 접속함의 전원을 스위칭 할 수 있는 릴레이(111)와, 접속반(100)에 흐르는 역전류를 방지하는 다이오드(112)와, 상기 회로부(110)에 전원이 인가되고 있는 것을 표시하는 LED 소자(113)를 포함할 수 있다.
릴레이(111)는 전단에는 태양전지 어레이(10)의 양극 단자와 연결되고 후단으로는 다이오드(112)와 연결되는데, 릴레이(111)의 동작을 제어할 수 있도록 제어부(140)와도 연결된다.
릴레이(111)는 스위칭 소자로서 태양전지 어레이(10)로부터 전송되는 전력 연결을 유지하거나 차단할 수 있다. 즉, 제어부(140)가 접속함(100)의 상태에 따라 생성하는 제어신호에 따라 전력 연결을 유지 하거나 차단하게 된다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다.
다이오드(112)는 전단에는 릴레이(111)와 연결되고 후단으로는 LED 소자(113) 및 인버터(20)의 양극 단자와 연결되는데, 다이오드(112)의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서(121)와도 연결된다. 온도 센서(121)는 제어부(140)와 연결되어서 다이오드(112)의 온도 측정치를 제어부(140)에 제공하도록 한다.
다이오드(112)는 역전류를 방지하는 역할을 하며 한 번에 흐르는 전류량이 정해져 있으므로 과전류가 흐르게 되면 파손되거나 심하면 화재가 발생하기도 한다. 본 발명의 일실시예에서는 특히 다이오드(112)가 파손되거나 화재가 발생하기 이전에 다이오드(112)의 온도 상승을 예측하여 제어할 수 있는 접속함 제어 시스템 및 제어 방법을 제공한다.
LED 소자(113)는 다이오드(112)와 인버터(20)의 양극 단자와 연결된 배선 선로의 중간에 분기된 선로에 연결된다. 이러한 LED 소자(113)는, 상기 회로부(110)에 전원이 인가되고 있는 것을 표시하는 소자로서 일반적인 발광소자가 사용될 수 있다. 또한, LED 소자(113) 후단에는 전압 센서(123)가 연결되도록 하는데 전압 센서(123)로 인가되는 전류와 전압을 조정하기 위하여 적절한 용량의 저항(115)이 부가되어 설치될 수 있음은 물론이다. 이러한 전압 센서(123)는 제어부(140)와 연결되어서 다이오드(112)와 인버터(20)의 양극 단자 사이에 연결된 선로의 전압 측정치를 제어부(140)에 제공하도록 한다.
내부 센서부(120)는, 외부 센서부(200)와 함께 접속함(100)의 내부 및 외부의 각종 측정 데이터를 제어부(140)에 전달하는 역할을 하는데, 상기 태양 전지 어레이(10)와 연결되는 전류 센서(122)와, 상기 다이오드(112)와 연결되는 온도 센서(121) 및 상기 LED 소자(113)와 연결되는 전압 센서(123)를 포함할 수 있다.
전류 센서(122)는 전단은 태양전지 어레이(10)의 음극 단자와 연결되고 후단은 인버터(20)의 음극 단자와 연결되도록 하여 접속반(100)을 거쳐 전송되는 전력의 전류량을 측정할 수 있도록 한다. 또한, 전류 센서(122)는 제어부(140)와도 연결되도록 함으로써 측정된 결과를 제어부(140)에 제공할 수 있다.
온도 센서(121)는 다이오드(112)에 연결되어 다이오드(112)의 온도 측정치를 제어부(14)에 제공하도록 한다. 다이오드(112)는 과전류가 흐르게 되면 파손되거나 화재가 발생하기도 하므로, 본 발명의 일실시예에서는 특히 다이오드(112)가 파손되거나 화재가 발생하기 이전에 다이오드(112)의 온도 상승을 예측하여 제어할 수 있는 접속함 제어 시스템 및 제어 방법을 제공한다.
전압 센서(123)는 LED 소자(113)에 연결되도록 하는데, 전압 센서(123)로 인가되는 전류와 전압을 조정하기 위하여 적절한 용량의 저항(115)이 부가되어 설치될 수 있음은 물론이다. 이러한 전압 센서(123)는 제어부(140)와 연결되어서 다이오드(112)와 인버터(20)의 양극 단자 사이에 연결된 선로의 전압 측정치를 제어부(140)에 제공하도록 한다.
외부 센서부(200)는, 상기 접속함(100) 외부에 설치된 광량 센서를 포함할 수 있다. 광량 센서는 자외광에서 적외광까지의 광파장 영역의 광선을 검지하여 이것을 전기신호로 출력하는 전자 장치의 일종이다. 광량 센서는 태양광 발전 시스템이 설치된 장소에 접속반(100)의 외부에 설치되도록 하여 태양의 광량을 측정하여 제어보(140)에 제공하도록 한다.
위와 같이, 내부 센서부(120) 및 외부 센서부(200)가 측정하는 측정치, 즉, 상기 전압 센서(123), 전류 센서(122), 온도 센서(121) 및 광량 센서인 외부 센서(200)의 검출 신호를 제어부(140)가 제공받아서, 상기 접속함(100)의 내부 기기들에 발생하는 온도 상승을 추정하여 이상 발생 시 상기 릴레이(111)를 이용하여 접속반의 전원을 차단할 수 있도록 할 수 있다. 이와 같이 릴레이(11)가 접속반(100)의 전원을 접속반(100) 내부 기기들의 이상 발생 이전에 차단함으로써 태양광 발전 시스템에서 단락 전류 등과 같은 사고 및 더 나아가 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
표시부(130)는, 후술하게 될 제어부(140)에서 출력되는 각종 신호를 관리자가 접속반(100)의 외부에서 인식할 수 있도록 표시하는 장치로서, 각종 램프, 각종 모니터 또는 액정 표시 장치 등이 사용될 수 있다.
제어부(140)는, 상기 외부 센서부(200) 및 내부 센서부(120)의 정보를 전송 받아 상기 회로부(110) 내의 구성요소에 대한 온도를 예측하고 이상 유무를 판단하여 제어신호를 생성하는데, 구체적으로, 상기 릴레이(111)와 연결되어 상기 릴레이(111)를 제어하고, 온도 센서(121), 전류 센서(122), 전압 센서(123) 및 외부 센서(200)인 광량 센서와 연결되어 측정치를 제공 받고, 표시부(130) 및 모니터링부(400)와 연결되어서 제어부(140)에서 생성된 데이터를 표시부(130) 및 모니터링부(400)로 전송한다.
도 3은 도 1에 도시된 제어부를 나타낸 개요도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 온도 상승을 계산하기 위한 변화율 계수 및 가중치 계수의 연산 흐름을 나타낸 개요도로서, 제어부(140)는, 상기 외부 및 내부 센서부(200, 120)에서 전송되는 정보를 수집하는 데이터 수집부(141)와, 상기 외부 및 내부 센서부(200, 120)의 데이터를 이용해 복수개의 변화율 계수(Xk) 및 가중치 계수(ak)에 대한 정보를 저장하는 예측 데이터 저장부(142)와, 상기 데이터 수집부(141)와 예측 데이터 저장부(142)의 데이터를 이용하여 상기 접속함(100) 내부 기기들의 온도 상승을 계산하고 제어신호를 생성하는 연산부(143)와, 상기 연산부(143)에서 생성된 제어신호에 따라 상기 접속함(100)의 내부 기기들에 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부(144) 및 상기 연산부(143)에서 연산된 결과값을 상기 네트워크(300)를 통해 외부와 송수신할 수 있도록 하는 통신부(145)를 포함할 수 있다.
데이터 수집부(141)는, 외부 및 내부 센서부(200, 120)에서 전송되는 정보를 수집하는데, 온도, 전압, 전류, 발전량 및 광량과 같은 정보를 수집한다. 이들 정보는 데이터 수집부(141)에 자체적으로 저장된 후 연산부(143)로 제공될 수 있다.
예측 데이터 저장부(142) 외부 및 내부 센서부(200, 120)의 데이터를 이용해 복수개의 변화율 계수(Xk) 및 가중치 계수(ak)에 대한 정보를 저장하는데, 구체적으로 변화율 계수(Xk)는 열용량, 발전량, 광량, 전압, 전류에 변화율에 대한 변화율 계수(Xk)이고, 가중치 계수(ak)는 상기 변화율 계수(Xk)에 부여되는 가중치 계수(ak)이다. 이들 계수들은 연산부(143)에서 온도 상승을 계산하기 위한 주요 계수로서 상세한 내용은 후술하기로 한다.
연산부(143) 데이터 수집부(141)와 예측 데이터 저장부(142)의 데이터를 이용하여 상기 접속함(100) 내부 기기들의 온도 상승을 계산하고 제어신호를 생성하는데, 변화율 계수 산출회로(143a)와, 온도 상승 산출회로(143b) 및 제어신호 생성회로(143c)를 포함할 수 있다.
먼저, 연산부(143)가 접속반(100) 내부 기기들에 대한 온도 상승를 예측하는 대략적인 과정은 다음과 같다.
상술한 바와 같이, 외부 및 내부 센서부(200, 120)에 대한 측정치를 데이터 수집부(141)에서 제공받고, 이전 시점에 저장된 변화율 계수(Xk) 및 가중치 계수(ak)에 데이터를 예측 데이터 저장부(142)로부터 제공받아, 변화율 계수 산출회로(143a)가 기 설정된 복수개 항목의 변화율 계수(Xk)를 계산한다. 이후 온도 상승 산출회로(143b)는 각각의 변화율 계수(Xk)에 가중치 계수(ak)를 곱한 후 이들 값의 평균을 취한다. 이렇게 계산된 평균값은 현재 시점(t)에서 기 설정된 시간이후의 시점(t″)에서 예측되는 온도 상승값(Y)이 된다.
변화율 계수 산출회로(143a)는, 여러 항목의 변화율 계수(Xk)를 산출하는 회로로서, 구체적으로는, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1), 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수(X2), 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수(X3), 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수(X4) 및 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수(X5) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 변화율 계수(Xk)를 산출한 후, 이들 값을 예측 데이터 저장부(142)에 저장한다.
위에서는 각 항목의 변화율 계수(Xk)는 상술한 바와 같이 외부 및 내부의 센서부(200, 120)에서 측정된 측정치에 의해 연산된다. 예를 들면, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1)는, 현 시점(t)에서 측정된 광량 센서의 측정치에서 이전 시점(t′)에서 측정된 광량 센서의 측정치를 뺀 후, 두 시점(t, t′)의 간격으로 나눈 값이 된다. 위에서 예를 든 나머지 항목들도 이와 같다.
또한, 각 항목의 변화율 계수(Xk)를 위와 같이 예를 들었지만 더욱 정확한 온도 상승 예측을 위해 얼마든지 다른 항목의 변화율 계수(Xk)가 부가될 수 있음은 물론이다.
온도 상승 산출회로(143b)는, 변화율 계수 산출회로(143a)에서 계산된 복수개의 상기 변화율 계수(Xk)마다 가중치 계수(ak)를 부여한 후 그 결과 값들의 평균값을 산출하여 온도 상승 값을 계산한다.
여기서, 가중치 계수(ak)는, 각 변화율 계수(Xk)에 따라서 달라지는 값이다. 즉, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1)에는 그에 해당하는 가중치 계수인 a1 이 곱해지게 되고, 나머지도 마찬가지이다.
본 발명의 일실시예에서 예시한 각 변화율 계수(Xk)에 따른 가중치 계수(ak)는, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1)의 가중치 계수(a1)는 0.15이고, 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수(X2)의 가중치 계수(a2)는 0.30이고, 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수(X3)의 가중치 계수(a3)는 0.35이고, 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수(X4)의 가중치 계수(a4)는 0.15이고, 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수(X5)의 가중치 계수(a5)는 0.05로 하였다. 적용된 가중치 계수(ak)를 모두 합하면 1.00이 되게 한다.
이와 같이 가중치 계수(ak)가 각각의 변화율 계수(Xk)에 곱해지고 나면, 계산된 값들의 평균을 구하고, 이들 평균값이 최종적인 온도 상승 값(Y)이 된다. 온도 상승 값(Y)은 상술한 바와 같이, 현재 시점(t)에서 기 설정된 시간 이후의 시점(t″)에서 예측되는 온도 상승 값(Y)이다.
이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112016078556765-pat00001
제어신호 생성회로(143c)는, 온도 상승 값(Y)을 기 설정된 온도 범위와 비교하여 상기 온도 상승 값(Y)이 기 설정된 수치 범위 이하이면 생성되는 정상 제어신호, 기 설정된 수치 범위 이내이면 생성되는 냉각 제어신호 및 기 설정된 수치 범위 이상이면 생성되는 중지 제어신호의 3단계의 제어신호를 출력한다.
예를 들어, 기 설정된 온도 범위를 1~2이라고 한 후 아래와 같이 온도 상승 값이 측정되었다고 하자. 기 설정된 시간 이전의 시점(t′)이 11시 25분이고, 현재 시점(t)은 11시 30분이고, 기 설정된 시간 이후의 시점(t″)이 11시 35분 일 때, 현재 온도가 17도이고, 산출된 온도 상승 값(Y)이 0.5가 되었다. 이때, 기 설정된 시간 이후의 시점(t″)에서의 온도는 17.5가 된다.
여기서, 기 설정된 온도 범위가 1~2이고, 산출된 온도 상승 값(Y)이 0.5이므로, 제어신호 생성회로(143c)는 정상 제어신호를 생성하게 된다.
만약, 산출된 온도 상승 값(Y)이 1.5라면, 제어신호 생성회로(143c)는 냉각 제어신호를 생성하게 되고, 다시, 산출된 온도 상승 값(Y)이 2.5라면, 제어신호 생성회로(143c)는 중지 제어신호를 생성하게 된다.
제어신호 출력부(144)는, 상기 연산부(143)의 제어신호 생성회로(143c)에서 생성된 제어신호에 따라 상기 접속함(100)의 내부 기기들에 제어신호를 출력한다.
즉, 제어신호 출력부(144)가 정상 제어신호를 출력하면 접속함(100)은 평소의 운전상태를 유지하게 되고, 제어신호 출력부(144)가 냉각 제어신호를 출력하면 접속함(100)에 설치된 냉각장치가 작동하여 접속함(100)의 온도를 낮추게 되고, 제어신호 출력부(144)가 중지 제어신호를 출력하면 제어신호 출력부(144)와 연결된 회로부(110)의 릴레이(111)를 작동시켜 접속함(100)의 전원을 차단할 수 있게 된다.
통신부(145)는 연산부(143)에서 연산된 결과값을 상기 네트워크(300)를 통해 외부와 송수신할 수 있도록 하는데, 네트워크(300)를 이용하여 통신부(145)와 할 수 있는 모니터링부(400)에 대해서는 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
네트워크(300)는, 접속함(100)의 제어부(140)와 인버터(20)를 연결할 수 있도록 위치하는데, 후단에는 모니터링부(500)가 연결될 수 있다. 접속함(100)과 인버터(20)에서 송수신되는 데이터 및 모니터링부(500)에 송수신는 각종 데이터가 통신되기 위한 통신망을 지칭한다. 네트워크(300)에는 접속함(100)의 제어부(140) 뿐만이 아니라 각종 센서 및 감시용 카메라와 같은 장치들과 연결될 수도 있는데, 이러한 네트워크(400)는 각종 유무선 통신망, 인터넷 통신망 등이 적용 가능하다.
모니터링부(400)는, 네트워크(300)를 통해 접속함(100)의 제어부(140)와 인버터(20)와 연결될 수 있도록 위치한다. 또는 상술한 바와 같이, 제어부(140)와 인버터(20)를 통하지 않고도 각종 장치들과 직접 연결되어서 데이터를 수집할 수 있다. 즉, 모니터링부(400)는 태양광 발전 시스템의 각종 구성 장치들과 유무선 통신망과 같은 로컬 연결이나 인터넷 통신망과 같은 웹을 통한 연결이 모두 가능하다.
모니터링부(400)는 위와 같이 네트워크(300)를 통해 연결되는 각종 장치들의 데이터를 수집하여 가공한 후 관리자가 접속함(100)과 인버터(20)의 이상 여부를 체크하거나 기타 관련 정보를 모니터링하여 태양광 발전 시스템을 관리 할 수 있도록 하는 역할을 한다.
센서부(200)를 예를 들면, 모니터링부(400)는 제어부(140)를 통해 센서부(200)와 연결되거나 또는 센서부(200)와 직접 연결되어서 데이터를 수집한 후 다양한 형태로 관리자에게 관리 정보를 제공할 수 있다.
즉, 모니터링부(400)는 태양광 발전 시스템의 각 구성부로부터 수집된 데이터를 가공하여 태양광 발전 시스템의 시간별, 일별, 월별, 년별 데이터를 산출하여 사용자에게 관리 정보로 제공하거나, 기상청 또는 에너지 관리공단 등의 서버와 연결하여 날씨 정보와 관련 정보를 입력 받아 사용자의 태양광 발전 시스템에서 수집된 정보와 함께 가공한 후 발전량 등을 예측하여 사용자에게 관리 정보로 제공하는 등의 기능을 할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법을 나타낸 순서도로서, 접속함(100), 외부 센서부(200), 네트워크(300) 및 모니터링부(400)를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법은, 상기 외부 센서부(200) 및 상기 접속함(100) 내부에 설치된 내부 센서부(120)에서 전송되는 정보를 수집하는 정보 수집 단계(S510)와, 수집된 상기 정보를 이용하여 복수개의 변화율 계수(Xk)를 산출하는 변화율 계산 단계(S520)와, 상기 변화율 계산 단계에서 산출된 값에 가중치 계수(ak)를 부여하고 평균하여 상기 평균값에 의하여 온도 상승 값(Y)을 계산하는 상승 온도 추정 단계(S530)와, 상기 상승 온도 추정 단계에서 산출된 상기 온도 상승 값(Y)을 기 설정된 기준 범위와 비교하고 제어신호를 생성하는 제어신호 생성 단계(S540) 및 상기 제어신호 생성 단계에서 생성된 제어신호에 따라 접속함(100)의 내부 기기들을 제어하고 그 상태에 대한 정보를 외부로 통보하는 기기 제어 및 통보 단계(S550)를 포함할 수 있다.
정보 수집 단계(S510)는, 연산부(140)의 데이터 수집부(141)가 상기 외부 센서부(200) 및 상기 접속함(100) 내부에 설치된 내부 센서부(120)에서 전송되는 정보를 수집하는 단계로서, 구체적으로, 온도, 광량, 전압, 전류 또는 발전량 중에서 선택된 어느 하나 이상의 정보를 수집할 수 있다. 이와 같이 수집된 정보를 데이터 수집부(141)에 자체적으로 저장한 후 연산부(143)로 제공할 수 있다.
변화율 계산 단계(S520)는, 데이터 수집부(141)가 수집한 상기 정보를 이용하여 복수개의 변화율 계수(Xk)를 산출하는 단계로서, 연산부(140)의 변화율 계수 산출회로(143a)가 여러 항목의 변화율 계수(Xk)를 산출하는 단계이다. 변화율 계수 산출회로(143a)는 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1), 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수(X2), 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수(X3), 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수(X4) 및 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수(X5) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 변화율 계수(Xk)를 산출한 후, 이들 값을 예측 데이터 저장부(142)에 저장한다.
각 항목의 변화율 계수(Xk)는 데이터 수집부(141)에 저장된 외부 및 내부의 센서부(200, 120)에서 측정된 측정치를 바탕으로 연산된다. 예를 들면, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1)는, 현 시점(t)에서 측정된 광량 센서의 측정치에서 이전 시점(t′)에서 측정된 광량 센서의 측정치를 뺀 후, 두 시점(t, t′)의 간격으로 나눈 값이 된다. 위에서 예를 든 나머지 항목들도 이와 같다.
그리고, 각 항목의 변화율 계수(Xk)를 위와 같이 예를 들었지만 더욱 정확한 온도 상승 예측을 위해 얼마든지 다른 항목의 변화율 계수(Xk)가 부가될 수 있음은 물론이다.
상승 온도 추정 단계(S530)는, 연산부(140)의 변화율 계수 산출회로(143a)가 상기 변화율 계산 단계에서 산출된 값에 가중치 계수(ak)를 부여하고 평균하여 상기 평균값에 의하여 온도 상승 값(Y)을 계산하는 단계로서, 전 단계에서 산출된 각 항목의 변화율 계수(Xk) 각각에 가중치 계수(ak)를 곱하여 산출된 값들을 평균하여 온도 상승 값(Y)을 산출한다.
여기서, 각 변화율 계수(Xk)에 곱해지는 가중치 계수(ak)는 변화율 계수(Xk) 각각에 따라서 달라지는 값이다. 예를 들면, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1)에는 그에 해당하는 가중치 계수인 a1 이 곱해지게 되고, 나머지도 마찬가지이다.
본 발명의 일실시예에서 예시한 각 변화율 계수(Xk)에 따른 가중치 계수(ak)는, 광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수(X1)의 가중치 계수(a1)는 0.15이고, 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수(X2)의 가중치 계수(a2)는 0.30이고, 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수(X3)의 가중치 계수(a3)는 0.35이고, 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수(X4)의 가중치 계수(a4)는 0.15이고, 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수(X5)의 가중치 계수(a5)는 0.05로 하였다. 적용된 가중치 계수(ak)를 모두 합하면 1.00이 되게 한다.
이와 같이 가중치 계수(ak)가 각각의 변화율 계수(Xk)에 곱해지고 나면, 각각의 값들의 평균을 구하게 되고 이들 평균값이 최종적인 온도 상승 값(Y)이 된다. 온도 상승 값(Y)은 상술한 바와 같이, 현재 시점(t)에서 기 설정된 시간 이후의 시점(t″)에서 예측되는 온도 상승 값(Y)이다.
이를 수식으로 표현하면 상술한 [수학식 1]과 같다.
제어신호 생성 단계(S540)는, 연산부(140)의 제어신호 생성회로(143c)가 상기 상승 온도 추정 단계에서 산출된 상기 온도 상승 값(Y)을 기 설정된 기준 범위와 비교하고 제어신호를 생성하는 단계로서, 상기 온도 상승 값을 기 설정된 온도 범위와 비교하여 상기 온도 상승 값이 기 설정된 수치 범위 이하이면 정상 제어신호를 생성하고, 기 설정된 수치 범위 이내이면 냉각 제어신호를 생성하고, 기 설정된 수치 범위 이상이면 중지 제어신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 기 설정된 온도 범위를 1~2이라고 한 후 아래와 같이 온도 상승 값이 측정되었다고 하자. 기 설정된 시간 이전의 시점(t′)이 11시 25분이고, 현재 시점(t)은 11시 30분이고, 기 설정된 시간 이후의 시점(t″)이 11시 35분 일 때, 현재 온도가 17도이고, 산출된 온도 상승 값(Y)이 0.5가 되었다. 이때, 기 설정된 시간 이후의 시점(t″)에서의 온도는 17.5가 된다. 여기서, 기 설정된 온도 범위가 1~2이고, 산출된 온도 상승 값(Y)이 0.5이므로, 제어신호 생성회로(143c)는 정상 제어신호를 생성하게 된다. 만약, 산출된 온도 상승 값(Y)이 1.5라면, 제어신호 생성회로(143c)는 냉각 제어신호를 생성하게 되고, 다시, 산출된 온도 상승 값(Y)이 2.5라면, 제어신호 생성회로(143c)는 중지 제어신호를 생성하게 된다.
기기 제어 및 통보 단계(S550)는 제어부(140)가 상기 제어신호 생성 단계에서 생성된 제어신호에 따라 접속함(100)의 내부 기기들을 제어하고 그 상태에 대한 정보를 외부로 통보하는 단계이다.
기기 제어 단계에 있어, 제어부(140)가 기기를 제어하는 방법은 다음과 같다. 즉, 제어부(140)가 상기 정상 제어신호에 따라 상기 접속함(100)을 정상적으로 운전하고, 상기 냉각 제어신호에 따라 상기 접속함(100) 내부를 냉각하며, 상기 중지 제어신호에 따라 상기 접속함(100)의 회로부(110)에 장착된 릴레이(111)를 동작시켜 상기 접속함(100)의 전원을 차단할 수 있는 것이다.
다시 말하면, 제어신호 출력부(144)가 정상 제어신호를 출력하면 접속함(100)은 평소의 운전상태를 유지하게 되고, 제어신호 출력부(144)가 냉각 제어신호를 출력하면 접속함(100)에 설치된 냉각장치가 작동하여 접속함(100)의 온도를 낮추게 되고, 제어신호 출력부(144)가 중지 제어신호를 출력하면 제어신호 출력부(144)와 연결된 회로부(110)의 릴레이(111)를 작동시켜 접속함(100)의 전원을 차단할 수 있게 된다.
통보 단계에 있어서, 연산부(140)의 통신부(145)는 연산부(140)에서 산출된 각종 정보를 네트워크(300)를 통해 외부로 송수신 한다. 네트워크(300)를 통해서는 모니터링부(400)가 연결되어서 관리자가 모니터링부(400)를 이용해 접속함(100)과 인버터(20)의 이상 여부를 체크하거나 기타 관련 정보를 모니터링하여 태양광 발전 시스템을 관리 할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 태양광 어레이로부터 생성된 직류전력을 집합시켜 인버터로 전송하는 접속함 내부 및 외부에 각종 센서를 장착한 후 이들 센서에서 수집되는 온도, 광량, 전압, 전류 또는 발전량 등의 데이터를 이용하여 접속반 내부 기기들의 이상 유무를 미리 예측하여 사전에 접속반을 제어할 수 있기 때문에, 이상이 발생한 내부 기기의 수리 지연으로 인해 접속반이 화재와 같은 더 큰 피해를 입지 않도록 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 접속반에 내부 기기들의 상태를 표시하는 표시부를 두고 외부에도 접속반의 상태를 모니터링 할 수 있는 모니터링부를 두고 있기 때문에, 관리자가 태양광 발전 시스템의 전체적인 발전 상황을 쉽게 모니터링 할 수 있도록 하여 태양광 발전 전체 시스템의 관리 편리성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
상기와 같은 본 발명의 다중 스위칭 구조 접속함의 모니터링을 적용한 태양광 발전 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10: 태양광 어레이 20: 인버터
30: 배전반 40: 계통부
50: 부하
100: 접속함 110: 회로부
120: 내부 센서부 130: 표시부
140: 제어부 200: 외부 센서부
300: 네트워크 400: 모니터링부

Claims (11)

  1. 접속함, 외부 센서부, 네트워크 및 모니터링부를 포함하는 태양광 발전 시스템에 있어서,
    상기 접속함은,
    태양 전지 모듈을 연결하여 구성된 태양 전지 어레이에 접속되어 상기 태양 전지로부터 생성된 전력을 인버터에 전송 또는 차단할 수 있는 회로부;와, 상기 회로부에 연결되어 상기 회로부 내의 구성요소에 대한 전류, 전압 및 온도를 측정하는 내부 센서부;와, 상기 외부 센서부 및 내부 센서부의 정보를 전송 받아 상기 회로부 내의 구성요소에 대한 온도를 예측하고 이상 유무를 판단하여 제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부의 정보를 전송 받아 관리자가 이상 유무를 인식할 수 있도록 외부로 표시하는 표시부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 외부 및 내부 센서부에서 전송되는 정보를 수집하는 데이터 수집부;와, 상기 외부 및 내부 센서부의 데이터를 이용해 복수개의 변화율 계수 및 가중치 계수에 대한 정보를 저장하는 예측 데이터 저장부;와, 상기 데이터 수집부와 예측 데이터 저장부의 데이터를 이용하여 상기 접속함 내부 기기들의 온도 상승을 계산하고 제어신호를 생성하는 연산부;와, 상기 연산부에서 생성된 제어신호에 따라 상기 접속함의 내부 기기들에 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부; 및 상기 연산부에서 연산된 결과값을 상기 네트워크를 통해 외부와 송수신할 수 있도록 하는 통신부;를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회로부는, 상기 접속함의 전원을 스위칭 할 수 있는 릴레이;와, 접속반에 흐르는 역전류를 방지하는 다이오드;와, 상기 회로부에 전원이 인가되고 있는 것을 표시하는 LED 소자;를 포함하고,
    상기 내부 센서부는, 상기 태양 전지 어레이와 연결되는 전류 센서;와, 상기 다이오드와 연결되는 온도 센서; 및 상기 LED 소자와 연결되는 전압 센서;를 포함하고,
    상기 외부 센서부는, 상기 접속함 외부에 설치된 광량 센서;를 포함하여,
    상기 제어부가 상기 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서 및 광량 센서의 검출 신호를 전송 받아 상기 접속함의 내부 기기들에 발생하는 온도 상승을 추정하여 이상 발생 시 상기 릴레이를 이용하여 접속반의 전원을 차단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산부는,
    광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수, 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수, 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수, 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수 및 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 변화율 계수를 산출하고 상기 예측 데이터 저장부에 저장하는 변화율 계수 산출회로를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산부는,
    복수개의 상기 변화율 계수마다 가중치 계수를 부여한 후 그 결과 값들의 평균값을 산출하여 온도 상승 값을 계산하는 온도 상승 산출회로를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 온도 상승 값을 기 설정된 온도 범위와 비교하여 상기 온도 상승 값이 기 설정된 수치 범위 이하이면 생성되는 정상 제어신호, 기 설정된 수치 범위 이내이면 생성되는 냉각 제어신호 및 기 설정된 수치 범위 이상이면 생성되는 중지 제어신호의 3단계의 제어신호를 출력할 수 있는 제어신호 생성회로를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템.
  7. 접속함, 외부 센서부, 네트워크 및 모니터링부를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법에 있어서,
    상기 외부 센서부 및 상기 접속함 내부에 설치된 내부 센서부에서 전송되는 정보를 수집하는 정보 수집 단계;와,
    수집된 상기 정보를 이용하여 복수개의 변화율 계수를 산출하고 산출된 값에 가중치를 부여하는 변화율 계산 및 가중치 부여 단계;와,
    상기 변화율 계산 및 가중치 부여 단계에서 산출된 값을 평균하고 그 평균값에 의하여 온도 상승 값을 계산하는 상승 온도 추정 단계;와,
    상기 상승 온도 추정 단계에서 산출된 상기 온도 상승 값을 기 설정된 기준 범위와 비교하고 제어신호를 생성하는 제어신호 생성 단계; 및
    상기 제어신호 생성 단계에서 생성된 제어신호에 따라 접속함의 내부 기기들을 제어하고 그 상태에 대한 정보를 외부로 통보하는 기기 제어 및 통보 단계;를 포함하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 정보 수집 단계는,
    온도, 광량, 전압, 전류 또는 발전량 중에서 선택된 어느 하나 이상의 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 변화율 계산 및 가중치 부여 단계는,
    광량에 따른 발전량 상승 변화율 계수, 발전량 상승에 따른 전류 상승 변화율 계수, 전류에 따른 온도 상승 변화율 계수, 주변온도에 따른 온도 하강 변화율 계수 및 냉각에 따른 온도 하강 변화율 계수 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 변화율 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어신호 생성 단계는,
    상기 온도 상승 값을 기 설정된 온도 범위와 비교하여 상기 온도 상승 값이 기 설정된 수치 범위 이하이면 정상 제어신호를 생성하고, 기 설정된 수치 범위 이내이면 냉각 제어신호를 생성하고, 기 설정된 수치 범위 이상이면 중지 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기기 제어 및 통보 단계는,
    상기 정상 제어신호에 따라 상기 접속함을 정상적으로 운전하고, 상기 냉각 제어신호에 따라 상기 접속함 내부를 냉각하며, 상기 중지 제어신호에 따라 상기 접속함의 회로부에 장착된 릴레이를 동작시켜 상기 접속함의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 지능형 예측 제어 접속반을 적용한 태양광 발전 시스템 제어방법.
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