KR101820599B1 - 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템 - Google Patents
승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101820599B1 KR101820599B1 KR1020160103856A KR20160103856A KR101820599B1 KR 101820599 B1 KR101820599 B1 KR 101820599B1 KR 1020160103856 A KR1020160103856 A KR 1020160103856A KR 20160103856 A KR20160103856 A KR 20160103856A KR 101820599 B1 KR101820599 B1 KR 101820599B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- error signal
- unit
- switch
- circuit
- Prior art date
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 23
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/18—Status alarms
- G08B21/185—Electrical failure alarms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/10—Cleaning arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Abstract
본 발명은 태양광 발전시스템에 있어서, 특히 승압컨버터를 통해 전력저장 모듈에 인가되는 충전전류를 연속되게 조절함으로써, 승압컨버터의 전력변환 효율은 물론이고 축전지의 수명저하를 방지할 수 있는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전시스템에 관한 것으로,
태양전지 모듈(110)과, 상기 태양전지 모듈로부터 출력되는 직류전원을 승압하는 승압컨버터(120)와, 상기 승압컨버터로부터 출력되는 직류전원을 충전하는 전력저장 모듈(130)과, 상기 승압컨버터 또는 전력조절 모듈로부터 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(140), 및 각 구성들을 제어하는 제어모듈(150)과, 상기 태양전지 모듈의 저면에 설치되며 바람을 이용하여 전기를 생산하는 보조 발전기(2000)와, 태양전지 모듈에서 전기가 생산되지 않으면 에러신호를 출력하는 에러신호 자동 출력부(1000)를 포함하는 태양광 발전시스템(100)을 포함하여 구성함이 특징이다.
태양전지 모듈(110)과, 상기 태양전지 모듈로부터 출력되는 직류전원을 승압하는 승압컨버터(120)와, 상기 승압컨버터로부터 출력되는 직류전원을 충전하는 전력저장 모듈(130)과, 상기 승압컨버터 또는 전력조절 모듈로부터 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(140), 및 각 구성들을 제어하는 제어모듈(150)과, 상기 태양전지 모듈의 저면에 설치되며 바람을 이용하여 전기를 생산하는 보조 발전기(2000)와, 태양전지 모듈에서 전기가 생산되지 않으면 에러신호를 출력하는 에러신호 자동 출력부(1000)를 포함하는 태양광 발전시스템(100)을 포함하여 구성함이 특징이다.
Description
본 발명은 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 특히 승압컨버터를 통해 전력저장 모듈에 인가되는 충전전류를 연속되게 조절함으로써, 승압컨버터의 전력변환 효율은 물론이고 축전지의 수명저하를 방지할 수 있으며, 부가적으로 태양광을 세척하여 태양광 발전효율을 극대화시키도록 하는 것을 특지으로 하는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전시스템에 관한 것이다.
전력수요의 급증은 곧 전력생산을 위한 에너지 자원의 소비 급증으로 이어진다. 이는 비용적 그리고 환경적인 문제를 초래한다. 따라서 최근, 청정 에너지원인 태양광을 이용한 발전시스템 개발이 활발히 진행되고 있다. 태양광 발전시스템은 크게 두 가지 형태로 개발되고 있다. 그 하나는 태양전지에서 발생하는 직류전원을 인버터를 통해 상용전원선(계통)에 실시간으로 공급하는 이른바 계통연계형 태양광 발전시스템이고, 또 하나는 야간에도 사용할 수 있도록 태양전지에서 발생하는 직류전력을 전력저장 모듈(축전지)에 저장하였다가 직류 혹은 교류 형태로 개별 부하에 공급하는 독립형 태양광 발전시스템이다. 전력저장 모듈은 독립형뿐만 아니라 계통연계형에도 채용하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
첨부도면 도 1은 종래 태양광 발전시스템의 개략적인 구성도이다. 도면에 예시된 태양광 발전시스템(10)은, 다수의 태양전지 배열을 구성한 태양전지 모듈(11)과, 태양전지 모듈로부터 출력되는 직류전원을 승압하여 출력하는 승압컨버터(12)와, 승압컨버터로부터 출력되는 직류전원을 충전하는 전력저장 모듈(13)과, 승압컨버터 또는 전력저장 모듈로부터 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하여 계통 또는 부하에 공급하는 DC-AC형 인버터(14), 그리고 각 구성들(11~14)을 제어하는 제어모듈(15)을 구성한다.
이러한 구성을 갖는 종래 태양광 발전시스템(10)의 승압컨버터(12)는 도 2와 같은 회로로 구현된다. 이 회로의 특징은 태양전지 모듈(11)로부터 출력되는 직류전압이 전력저장 모듈(13)로 100% 모두 인가된다는데 있다.
물론, 스위칭 소자(S)의 손실을 무시하였을 경우에 한한다. 이때, 정상상태의 스위칭 한 주기 내에서 인덕터(L)에 걸리는 전압의 평균치는 0이다. 이는 다음의 [수학식 1]로 표현될 수 있다.
여기서, D는 스위칭 소자(S)의 듀비티(duty ratio)이고, TS는 한 주기 스위칭 시간이며, D·TS는 스위칭 소자(S)의 온(ON) 시간이다.
위와 같은 [수학식 1]을 정리하면, 태양전지 모듈(11)의 전압 Vsol 및 전력저장 모듈의 축전지(B)에 걸리는 전압 Vba 사이에는 다음의 [수학식 2]와 같은 관계가 성립한다.
이때, 상기 듀비티 D는 1보다 작으므로 Vba가 Vsol에 비해 높을 수 있음을 알 수 있다.
그러나 상기 전력저장 모듈(13)에 인가되는 충전전류 iB는 다이오드 D2의 iD2_sol로부터 공급되는데, 이 iD2_sol은 도 3에서 보이는 바와 같이 불연속적이다. 따라서, 충전전류 iB 역시 불연속적으로 전력저장 모듈(13)의 축전지(B)에 공급되는바, 축전지의 수명이 저하되는 문제점이 있다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 본 발명의 주된 목적은, 절연변압기를 구성한 승압컨버터를 통해 전력저장 모듈에 인가되는 충전전류를 연속되게 조절함으로써, 승압컨버터의 전력변환 효율은 물론이고 부가적으로 태양광을 세척하는 장치를 추가 설치하여 축전지의 수명저하를 방지할 수 있는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
태양전지 모듈(110)과, 상기 태양전지 모듈로부터 출력되는 직류전원을 승압하는 승압컨버터(120)와, 상기 승압컨버터로부터 출력되는 직류전원을 충전하는 전력저장 모듈(130)과, 상기 승압컨버터 또는 전력조절 모듈로부터 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(140), 및 각 구성들을 제어하는 제어모듈(150)과, 상기 태양전지 모듈의 저면에 설치되며 바람을 이용하여 전기를 생산하는 보조 발전기(2000)와, 태양전지 모듈에서 전기가 생산되지 않으면 에러신호를 출력하는 에러신호 자동 출력부(1000)를 포함하는 태양광 발전시스템(100)으로서, 상기 승압컨버터는, 상기 태양전지 모듈의 양극라인(P)과 음극라인(G) 사이에 병렬접속되는 커패시터(C); 및 1 차 권선(N1)의 일단이 상기 양극라인에 접속되고 그 타단이 스위칭 소자(S)를 통해 음극라인에 접속되며, 3차 권선(N3)의 일단이 제1 다이오드(D1)를 통해 평활용 인덕터(L)의 입력측에 접속되고 그 타단이 양극라인에 접속됨과 아울러 제2 다이오드(D2)를 통해 상기 인덕터의 입력측에 접속되는 절연변압기(T);를 구성하여, 상기 태양전지 모듈로부터 출력되는 제1 직류전원(Vsol)을 공급받아 상기 스위칭 소자 및 절연변압기를 통해 제2 직류전원(V1)으로 승압하고, 상기 제1 직류전원 및 제2 직류전원을 평활하여 출력하며, 상기 절연변압기는, 자화전류 리셋용 2차 권선(N2)을 포함하되, 상기 2차 권선의 일단이 상기 양극라인에 접속되고 그 타단이 제3 다이오드(D3)를 통해 음극라인에 접속되어, 상기 스위칭 소자(S)의 한 주기마다 자화전류를 제거하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제1 다이오드(D1)는 3차 권선(N3)의 일단과 인덕터의 입력측 사이에 순방향 접속되며, 상기 제2 다이오드(D2)는 양극라인과 인덕터의 입력측 사이에 순방향 접속되는 것이 특징이다.
또한, 태양광 패널에 세척수를 분사하는 세척수 분사유닛과: 상기 세척수를 저장하도록 마련되는 세척수 저장부와; 상기 세척수 저장부에 저장된 세척수를 펌핑하여 상기 세척수 분사유닛으로 공급하도록 마련되는 펌프와; 상기 태양광의 연평균 조사량 정보를 월별, 날짜별, 시간별로 저장하도록 마련되는 메모리부와; 상기 태양광의 현재 조사량을 측정하도록 마련되는 광센서; 및 현재 시각정보를 기반으로, 상기 광센서로부터 측정된 상기 태양광의 현재 조사량 정보와 상기 메모리부에서 추출된 상기 태양광의 연평균 조사량 정보를 비교하여 매시간 오차 평균치를 산출한 후 오차가 설정 값 이상일 경우 상기 세척수 분사유닛 작동신호를 출력하는 제어부와; 상기 태양광 패널의 하단부에 설치되며 바람을 이용하여 발전을 하여 전기를 생산하는 보조 발전기와; 상기 광센서 에러시에 제어부의 제어신호에 따라 에러신호를 출력하기 위한 에러신호 자동 출력부를 포함하는 것이 특징이다.
또한, 상기 보조발전기(2000)는, 외측에 나사산이 형성되어 이루어지고, 원통형 형태로 이루어지는 외부 하우징(2021)과; 상기 외부 하우징의 내측 상하부에 설치되어 자체 구름에 의해서 회전 운동을 유지시키는 볼베어링 구조체(2022)와; 상기 외부 하우징의 내측 중앙부에 설치하되 상하쪽에 볼베어링 구조체가 삽입 결합되며, 볼베어링 구조체를 고정시키는 간격제(2023)와; 상기 볼베어링 구조체에 결합되며 내측으로 나선형 날개가 결합되어 이루어지며, 바람이 나선형 날개(2024a)에 제공되어 그 흐름이 날개에 가해지면 볼베어링 구조체의 구름작용에 의해 자연스럽게 자체 회전 현상을 일으키는 내부 하우징(2024)과; 상기 날개에 접촉되는 위치에 설치되며 날개의 회전에 따라 충돌하여 전기를 발생시키는 발전소자(2025)와; 상기 발전소자를 외부 하우징에 결합시켜 발전소자를 고정시키며, 이에 따라 날개의 회전력에 의해서 발전소자가 충격을 받아 전기가 생성되도록 유도하는 중심축(2026)과; 상기 중심축의 상부에 설치되며 십자형 지지체(2027a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 상부 지지부재(2027)와; 상기 중심축의 하부에 설치되며 십자형 지지체(2028a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 하부 지지부재(2028)를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 볼베어링 구조체(2022)는, 상기 외부 하우징에 결합되는 외부 링형 구조체(2022a)와; 상기 외부 링형 구조체와 일정간격 이격되어 설치되는 내부 링형 구조체(2022c)와; 상기 외부 링형 구조체 및 내부 링형 구조체의 사이에 삽입되며 내부 링형 구조체가 자유롭게 자체 회전하도록 구름운동을 제공하는 볼베어링(2022b)으로 이루어짐이 특징이다.
또한, 상기 발전소자(2025)는, 하부 패드(2025a)와 상부 패드(2025b)가 평행하게 마주하도록 위치하고, 하부 전극(2025c)와 상부 전극(2025d)이 그 상부면에 각각 위치하며, 하부 패드(2025a)위의 하부 전극 상에 다수의 미세 압전 진동자(2025e)가 형성되어 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 에러신호 자동 출력부(1000)는, 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와; 제어부로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 에러신호 출력부(1102)와; 상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와; 상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와; 상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시키는 회로 작동용 철편(1131)과; 상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 에러신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 에러신호 자동 출력부(1000)는, 상기 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편 사이에 설치되어 미작동시 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 탄발 스프링(1133)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치의 일단에 설치되며 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편이 끌어당겨져 제 1 회로 연결 스위치가 스위칭되면 회로 작동용 철편을 부착시켜 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 전원 유지용 스위칭부의 온 상태를 지속시키는 영구자석(1134)과; 상기 회로작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 에러신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 절연변압기를 구성한 승압컨버터를 통해 전력저장 모듈에 인가되는 충전전류를 연속되게 조절할 수 있도록하고, 부가적으로 태양광 패널을 세척토록함으로서, 승압컨버터의 전력변환 효율을 비롯한 축전지의 수명저하를 방지할 수 있다.
도 1은 종래 태양광 발전시스템의 개략적 구성도.
도 2는 종래 승압컨버터에 대한 개략적 회로도.
도 3은 종래 승압컨버터에 따른 비연속적인 출력전류를 보인 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 개략적 구성도.
도 5는 본 발명의 승압컨버터에 대한 개략적 회도로.
도 6은 본 발명의 보조 발전기가 포함된 전체 구성도.
도 7은 본 발명에 적용되는 태양광 패널 구성도.
도 8은 본 발명에 적용되는 보조 발전기 설치 구성도.
도 9는 본 발명의 보조 발전기 구성도.
도 10은 본 발명의 보조 발전기 단면도.
도 11은 본 발명의 보조 발전기 분해사시도.
도 12는 본 발명의 보조 발전기 제 1 동작도.
도 13은 본 발명의 보조 발전기 제 2 동작도.
도 14는 본 발명의 발전소자 구성도.
도 15는 본 발명의 에러신호 자동 출력부 구성도.
도 16은 도 15의 상세도.
도 17은 본 발명의 태양광 세척장치를 부가 설치한 구성 블록도.
도 18은 본 발명에 있어서 전기를 발전하는 구성 블록도.
도 19는 본 발명에 적용되는 태양광 패널 구성도.
도 2는 종래 승압컨버터에 대한 개략적 회로도.
도 3은 종래 승압컨버터에 따른 비연속적인 출력전류를 보인 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 개략적 구성도.
도 5는 본 발명의 승압컨버터에 대한 개략적 회도로.
도 6은 본 발명의 보조 발전기가 포함된 전체 구성도.
도 7은 본 발명에 적용되는 태양광 패널 구성도.
도 8은 본 발명에 적용되는 보조 발전기 설치 구성도.
도 9는 본 발명의 보조 발전기 구성도.
도 10은 본 발명의 보조 발전기 단면도.
도 11은 본 발명의 보조 발전기 분해사시도.
도 12는 본 발명의 보조 발전기 제 1 동작도.
도 13은 본 발명의 보조 발전기 제 2 동작도.
도 14는 본 발명의 발전소자 구성도.
도 15는 본 발명의 에러신호 자동 출력부 구성도.
도 16은 도 15의 상세도.
도 17은 본 발명의 태양광 세척장치를 부가 설치한 구성 블록도.
도 18은 본 발명에 있어서 전기를 발전하는 구성 블록도.
도 19는 본 발명에 적용되는 태양광 패널 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 개략적 구성도,
도 5는 본 발명의 승압컨버터에 대한 개략적 회도로.
도 6은 본 발명의 보조 발전기가 포함된 전체 구성도.
도 7은 본 발명에 적용되는 태양광 패널 구성도.
도 8은 본 발명에 적용되는 보조 발전기 설치 구성도.
도 9는 본 발명의 보조 발전기 구성도.
도 10은 본 발명의 보조 발전기 단면도.
도 11은 본 발명의 보조 발전기 분해사시도.
도 12는 본 발명의 보조 발전기 제 1 동작도.
도 13은 본 발명의 보조 발전기 제 2 동작도.
도 14는 본 발명의 발전소자 구성도.
도 15는 본 발명의 에러신호 자동 출력부 구성도.
도 16은 도 15의 상세도로서,
도면의 참조하면, 발전시스템(100)은, 다수의 태양전지 배열을 구성하여 태양광을 직류전원으로 변환하는 태양전지 모듈(110)과, 태양전지 모듈로부터 출력되는 직류전원을 승압하여 출력하는 승압컨버터(120)와, 승압컨버터로부터 출력되는 직류전원을 충전하는 전력저장 모듈(130)과, 승압컨버터 또는 전력저장 모듈로부터 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하여 계통 또는 부하에 공급하는 인버터(140), 그리고 각 구성들(110~140)을 제어하는 제어모듈(150)을 구성한다.
본 발명의 특징적인 양상에 따른 승압컨버터(110)는, 태양전지 모듈(110)의 제1 직류 전원(Vsol)을 공급받아 스위칭 소자(S) 및 절연변압기(T)를 통해 승압하고, 이 승압된 제2 직류전원(V1)과 상기 제1 직류전원(Vsol)을 함께 평활용 인덕터(L)를 통해 출력한다.
보다 구체적으로 승압컨버터(120)는, 태양전지 모듈(110)의 양극라인(P)과 음극라인(G) 사이에 병렬접속되는 커패시터(C)와, 1차 권선(N1)의 일단이 상기 양극라인(P)에 접속되고 그 타단이 스위칭 소자(S)를 통해 음극라인(G)에 접속되며, 3차 권선(N3)의 일단이 제1 다이오드(D1)를 통해 평활용 인덕터(L)의 입력측에 접속되고 그 타단이 상기 양극라인(P)에 접속됨과 아울러 제2 다이오드(D2)를 통해 상기 인덕터(L)의 입력측에 접속되는 절연 변압기(T)를 구성한다.
이때, 스위칭 소자(S)는 제어모듈(150)로부터 출력되는 PWM 제어신호에 의해 제어된다. 절연변압기(T)는 자화전류 리셋용 2차 권선(N2)을 포함하는데, 이 2차 권선은 그 일단이 상기 양극라인(P)에 접속되고 그 타단이 제3 다이오드(D3)를 통해 음극라인(G)에 접속된다. 이러한 2차 권선(N2)는 스위칭 소자(S)의 한 주기마다 절연변압기(T) 내의 자화전류를 제거(demagnetizing)하게 된다.
제1 다이오드(D1)는 3차 권선(N3)의 일단과 인덕터(L)의 입력측 사이에 순방향 접속되어, 제2 다이오드(D2)를 통해 유입되는 전류가 3차 권선으로 역류되지 않게 한다. 물론, 이러한 역류 방지를 위해 제2 다이오드(D2)는, 도 5와 같이 양극라인(P)과 인덕터(L)의 입력측 사이에 순방향으로 접속되어야 한다.
한편, 3차 권선(N3)으로부터 출력되는 제2 직류전원(V1)은 스위칭 소자(S)의 듀비티(D: duty ratio) 및 절연변압기(T)의 권선비(N1:N3)를 통해 조절된다. 이는 다음의 [수학식 3]으로 표현될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이 전력저장 모듈(130) 전단의 전압 VO는 "Vsol+V1"이 된다. 따라서 도 2의 승압컨버터에 비해 전력저장 모듈(130)에 인가되는 충전전류(iB)가 연속적으로 제어될 수 있다.
본 발명의 보조발전기(2000)는 태양광 패널의 저면에 설치되는바, 그 구성요소는 크게 외부 하우징(2021)과, 볼베어링 구조체(2022)와, 간격제(2023)와, 내부 하우징(2024)과, 발전소자(2025)와, 중심축(2026)과, 상부 지지부재(2027)와, 하부 지지부재(2028)로 이루어지다.
상기 외부 하우징(2021)은 외측에 나사산이 형성되어 이루어지고, 원통형 형태로 이루어진다.
상기 볼베어링 구조체(2022)는 외부 하우징의 내측 상하부에 설치되어 외부 링형 구조체(2022a)와 볼베어링(2022b)과 내부 링형 구조체(2022c)로 이루어지며 볼베어링의 자체 구름 운동에 의해서 내부 링형 구조체가 회전운동을 한다.
상기 간격제(2023)는 외부 하우징의 내측 중앙부에 설치하되 상하쪽에 볼베어링 구조체가 삽입 결합되며, 볼베어링 구조체의 외부 링형 구조체를 고정시키는 역할을 한다.
상기 내부 하우징(2024)은 볼베어링 구조체의 내부 링형 구조체에 결합되며 내측으로 나선형 날개가 결합되어 이루어지며, 바람이 나선형 날개(2024a)에 제공되어 그 흐름이 날개에 가해지면 볼베어링의 구름작용에 의한 내부 링형 구조체의 작용에 의해서 자연스럽게 자체 회전 현상을 일으킨다.
상기 발전소자(2025)는 날개에 접촉되는 위치에 설치되며 날개의 회전에 따라 충돌하여 전기를 발생시킨다.
상기 중심축(2026)은 발전소자를 외부 하우징에 결합시켜 발전소자를 고정시키며, 이에 따라 날개의 회전력에 의해서 발전소자가 충격을 받아 전기가 생성되도록 유도한다.
상기 상부 지지부재(2027)는 중심축의 상부에 설치되며 십자형 지지체(2027a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 역할을 한다.
상기 하부 지지부재(2028)는 중심축의 하부에 설치되며 십자형 지지체(2028a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 역할을 한다.
본 발명에 적용되는 발전소자(2025)는 하부 패드(2025a)와 상부 패드(2025b)가 평행하게 마주하도록 위치하고, 하부 전극(2025c)와 상부 전극(2025d)이 그 상부면에 각각 위치하며, 하부 패드(2025a)위의 하부 전극 상에 다수의 미세 압전 진동자(2025e)가 형성되어 있는 구조를 갖는다.
상기 미세 압전 진동자(2025e)는 산화아연(ZnO) 또는 PZT 중 어느 하나를 압전 재료로 이용할 수 있다. 산화물 반도체인 산화아연(ZnO)은 압전성과 반도성의 특성을 동시에 가지면서 나노선 구조의 성장 제어가 비교적 용이하기 때문에 에너지 하베스팅 시스템을 위한 미세 압전 진동자의 재료로 적합하다.
미세 압전 진동자(2025e)가 휘어지게 되면, 미세 압전 진동자(2025e) 내부에서 양이온과 음이온의 상대적 변위가 발생하면서 상부 전극(2025d)과 미세 압전 진동자(2025e)의 위치에 따라 바이어스의 방향이 바뀌게 되어 전압이 발생된다. 상기와 같이 발생된 전압은 DC형태를 띠게 된다. 상기 미세 압전 진동자는 압력을 가함에 따라 전기를 충전하며 이는 충전수단(200)에 저장된다.
상기와 같이 구성하는 본 발명의 보조발전기(2000)의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.
외부에서 바람이 불면 내부 하우징(2024)의 날개(2024a)가 회전하게 된다. 상기 날개는 경사지게 형성되어 있으므로 바람의 유입에 따라 자연스럽게 회전이 이루어진다.
이때, 상기 날개는 내부 하우징(2024)에 설치되어 있으므로 내부 하우징(2024)이 회전하게 되고, 상기 내부 하우징(2024)은 볼베어링 구조체(2022)의 지지에 따라 자연스럽게 회전작용이 발생하게 된다.
상기 볼베어링 구조체(2022)는 외부 링형 구조체(2022a)와 볼베어링(2022b)과 내부 링형 구조체(2022c)로 이루어지는바, 외부 링형 구조체는 외부 하우징에 고정된 상태를 유지하고, 내부 링형 구조체(2022)가 볼베어링(2022b)의 구름작용에 따라 자연스럽게 회전작용을 일으킨다.
그리고, 상기 중심축(2026)에는 발전소자(2025)가 설치되어 있는바, 상기 발전소자(2025)를 날개(2024)가 타격하게 된다.
그러면, 중심축(2026)에 설치되는 발전소자(2025)의 전기발생으로 인하여 폐루프를 형성하는 전기적 회로에 의해서 전기 생산이 이루어지게 된다.
한편, 본 발명의 제어부는 태양전지모듈에 에러가 발생하여 전기생산이 제대로 이루어지지 않으면 자동 경보 출력부를 통해 경보음을 계속적으로 출력하여 에러상황이 치유되도록 유도한다.
즉, 광센서에 에러가 발생하면 에러신호 자동 출력부를 통해 경보음을 출력하여 에러상황의 치유를 유도하는 것이다.
상기 에러신호 자동 출력부(1000)는, 회로 전원부(1101)와, 에러신호 출력부(1102)와, 발진 트랜스(1103)와, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와, 릴레이 스위치(1107)와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 통신 단말기 전원 스위치(sw2)와, 전원 유지용 스위칭부(1118)을 포함하여 이루어진다.
즉, 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와;
상기 제어부에서 경보신호를 출력하면 전원 회로를 스위칭시키는 경보신호 출력부(1102)와;
상기 발진 트랜스(1103)는 전원 스위치가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력한다.
상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)는 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 된다.
상기 릴레이 스위치(1107)는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시킨다.
상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.
상기 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 한다.
상기 전원 유지용 스위칭부(1118)는 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단시킨다. 그리고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도한다.
또한, 본 발명은 회로 작동용 철편(1131)과, 경보신호 작동 제어부 전원 연결용 철편(1132)과, 탄발 스프링(1133)과, 영구자석(1134)과, 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성한다.
상기 회로 작동용 철편(1131)은 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시킨다.
상기 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)은 상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 에러신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도한다.
상기 탄발 스프링(1133)은 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편 사이에 설치되어 미작동시 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편이 항상 오프상태를 유지하도록 유도한다.
상기 영구자석(1134)은 제 1 회로 연결 스위치의 일단에 설치되며 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편이 끌어당겨져 제 1 회로 연결 스위치가 스위칭되면 회로 작동용 철편을 부착시켜 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 전원 유지용 스위칭부의 온 상태를 지속시킨다.
상기 수동 작동 스위치(1135)는 회로작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 에러신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 한다.
이하에서 에러신호 자동 출력부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 에러신호 출력부(1102)가 온 되면 직류 전원이 연결되어 발진 트랜스에 전원이 인가되고, 발진 트랜스의 2차측에 높은 전압이 인가된다.
2차측에 유기된 전원은 정류다이오드를 통해 반파의 직류 전원이 되고, 이 반파 직류전원은 콘덴서의 충방전 작용으로 인하여 보다 안정된 직류 전원이 된다.
이 직류 전원은 릴레이 스위치(1107)의 코일을 거쳐 사이리스터의 애노드단에 인가되고, 한편 이 직류 전원은 저항을 통해 콘덴서에 충전작용을 하게 된다. 상승된 전압은 다이악을 통과하면서 릴레이 작동용 스위칭부(1108)를 트리거하여 에노드단과 케소드단이 스위칭되어 릴레이 스위치의 동작이 이루어지도록하고, 이에 따라 릴레이 스위치(1107)의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 인가되어 에러신호가 디스플레이 된다.
상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 전원 유지용 스위칭부(1118)의 베이스단을 활성화시키면서 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터단 및 콜렉터단에 폐회로를 유도하여 트랜스로 향하는 전원을 오프시키게 된다.
즉, 저항(1109)과 콘덴서(1110) 사이의 전압이 다이오드(1120)를 통해 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터 단자 및 콜렉터 단자 사이로 흘러 바이패스되며 이 바이패스에 의한 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되고, 이렇게 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되면 릴레이 작동용 스위칭부(1108)로 향하는 트리거 신호를 멈추게 되어 에노드단과 케스단이 오프되면서 릴레이 스위치(1107)에 전류가 흐르지 않아서 스위칭을 위해 계속 전원이 공급되는 것을 멈추게 된다.
한편, 만약 작업자가 에러신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 에러신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 폐회로의 전류 흐름이 없게 되고 이에 따라 전원 유지용 스위칭부의 에미터단과 베이스단 사이에 흐르는 바이어스 전압이 사라져서 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프된다.
상기 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프되면서 다이오드(1120)를 통한 저항과 콘덴서 사이의 바이패스 전압이 없어지고 이 전압은 콘덴서(1110)에 충전된다.
이 충전된 전압이 다이악(1111)의 브레이크 오버 현상을 이르키게 되고 다이악에서 트리거 신호를 보조 스위치 작동용 스위칭부(1108)로 출력하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 에러신호 제어부(1140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 에러신호 디스플레이부(1150)를 작동시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 에러요인을 치유하지 않으면 계속적으로 경고음을 출력시키도록하여 반드시 에러요인을 치유하도록 유도한다.
즉, 에러신호 출력부(1102)가 온 상태에서는 사용자가 수동 스위치(1135)를 작동시켜 경보신호를 오프시키게 되더라도, 다시 전원을 복귀시켜 경보신호가 자동으로 출력되며, 이에 따라 에러상황이 완전히 제거되는 것을 인지하지 못하여 경보신호를 차단하더라도 다시 재작동되므로 에러신호를 완전히 차단하는 것을 유도할 수 있다.
만약에 에러신호 출력부가 오프되면 이때에는 수동 스위치(1135)를 사용자가 조작하여 경보신호를 수동으로 차단시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 태양광 패널용 세척장치를 부가 설치하였는바, 상호 일정간격 이격되어 설치되는 태양광 패널 사이에 마련되는 세척수 분사유닛(100a)과, 세척수를 저장하도록 마련되는 세척수 저장부(200)와, 세척수 저장부(200)에 저장된 세척수를 펌핑하여 세척수 분사유닛(100)에 공급하도록 마련되는 펌프(300)와, 태양광의 연평균 조사량 정보를 저장하도록 마련되는 메모리부(400)와, 태양광의 현재 조사량을 측정하도록 마련되는 광센서(500)와, 현재 시각정보를 기준으로 광센서(500)로부터 측정된 태양광의 현재 정보와 메모리부(400)에서 추출된 태양광의 연평균 조사량 정보를 비교하여 매시간 오차 평균치를 산출한 후 오차가 설정값 이상일 경우 세척수 분사유닛(100a)을 제어하여 태양광 패널(10)을 세척하도록 마련되는 제어부(600)와, 그리고 태양광 패널의 표면에 세척수를 분사하기 전에 제어부(600)의 제어에 따라 태양광 패널의 표면에 쌓인 각종 이물질을 압축공기로 제거하도록 마련되는 압축공기 공급부(700)를 포함한다.
세척수 저장부(200)는 세척수를 저장할 수 있도록 마련되는 구성이며, 펌프(300)와 연결된다.
펌프(300)는 세척수 저장부(200)에 저장된 세척수를 펌핑하여 세척수 분사유닛(100a)으로 공급하도록 마련되는 구성이다. 즉, 펌프(300)는 제어부(600)의 구동신호에 따라 펌핑되어 세척수 저장부(200)에 저장된 세척수를 세척수 분사유닛(100a)에 마련된 세척수 공급관의 내부로 강제 공급한다.
메모리부(400)는 태양광의 연평균 조사량 정보가 저장되도록 마련되는 구성이다. 즉, 메모리부(400)에는 태양광의 연평균 조사량 정보를 월별, 날짜별, 시간별로 저장된다. 이러한 메모리부(400)의 태양광 연평균 조사량 정보는 제어부(600)로 제공된다.
광센서(500)는 태양광의 현재 조사량을 측정하도록 마련되는 구성이다. 즉, 광센서(500)는 태양광의 현재 조사량을 실시간으로 측정하여 제어부(600)에 제공한다.
제어부(600)는 세척수 분사유닛(100a)을 제어하여 태양광 패널을 세척하도록 마련되는 구성이다. 이때, 제어부(600)는 현재 시각정보를 기준으로 광센서(500)로부터 측정된 태양광의 현재 정보와 메모리부(400)에서 추출된 태양광의 연평균 조사량 정보를 비교하여 매시간 오차 평균치를 산출한 후 오차가 설정 값 이상일 경우 세척수 분사유닛(100a)을 작동시켜 태양광 패널에 대한 세척이 이루어지도록 제어하는 역할을 담당한다.
100: 태양광 발전 시스템
110: 태양전지 모듈
120: 승압컨버터
130: 전력저장 모듈
140: 인버터
150: 제어모듈
1000: 에러신호 자동 출력부
2000: 보조 발전기
110: 태양전지 모듈
120: 승압컨버터
130: 전력저장 모듈
140: 인버터
150: 제어모듈
1000: 에러신호 자동 출력부
2000: 보조 발전기
Claims (8)
- 태양전지 모듈(110)과, 상기 태양전지 모듈로부터 출력되는 직류전원을 승압하는 승압컨버터(120)와, 상기 승압컨버터로부터 출력되는 직류전원을 충전하는 전력저장 모듈(130)과, 상기 승압컨버터 또는 전력조절 모듈로부터 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(140), 및 각 구성들을 제어하는 제어모듈(150)과, 상기 태양전지 모듈을 세척하는 세척수단과, 상기 태양전지 모듈의 저면에 설치되며 바람을 이용하여 전기를 생산하는 보조 발전기(2000)와, 태양전지 모듈에서 전기가 생산되지 않으면 에러신호를 출력하는 에러신호 자동 출력부(1000)를 포함하는 태양광 발전시스템(100)으로서,
상기 승압컨버터는, 상기 태양전지 모듈의 양극라인(P)과 음극라인(G) 사이에 병렬접속되는 커패시터(C); 및 1 차 권선(N1)의 일단이 상기 양극라인에 접속되고 그 타단이 스위칭 소자(S)를 통해 음극라인에 접속되며, 3차 권선(N3)의 일단이 제1 다이오드(D1)를 통해 평활용 인덕터(L)의 입력측에 접속되고 그 타단이 양극라인에 접속됨과 아울러 제2 다이오드(D2)를 통해 상기 인덕터의 입력측에 접속되는 절연변압기(T);를 구성하여, 상기 태양전지 모듈로부터 출력되는 제1 직류전원(Vsol)을 공급받아 상기 스위칭 소자 및 절연변압기를 통해 제2 직류전원(V1)으로 승압하고, 상기 제1 직류전원 및 제2 직류전원을 평활하여 출력하며, 상기 절연변압기는, 자화전류 리셋용 2차 권선(N2)을 포함하되, 상기 2차 권선의 일단이 상기 양극라인에 접속되고 그 타단이 제3 다이오드(D3)를 통해 음극라인에 접속되어, 상기 스위칭 소자(S)의 한 주기마다 자화전류를 제거하고;
상기 제1 다이오드(D1)는 3차 권선(N3)의 일단과 인덕터의 입력측 사이에 순방향 접속되며, 상기 제2 다이오드(D2)는 양극라인과 인덕터의 입력측 사이에 순방향 접속되며;
태양전지 모듈을 세척하는 세척수단은,
태양광 패널에 세척수를 분사하는 세척수 분사유닛과:
상기 세척수를 저장하도록 마련되는 세척수 저장부와;
상기 세척수 저장부에 저장된 세척수를 펌핑하여 상기 세척수 분사유닛으로 공급하도록 마련되는 펌프와;
상기 태양광의 연평균 조사량 정보를 월별, 날짜별, 시간별로 저장하도록 마련되는 메모리부와;
상기 태양광의 현재 조사량을 측정하도록 마련되는 광센서; 및 현재 시각정보를 기반으로, 광센서로부터 측정된 상기 태양광의 현재 조사량 정보와 상기 메모리부에서 추출된 상기 태양광의 연평균 조사량 정보를 비교하여 매시간 오차 평균치를 산출한 후 오차가 설정 값 이상일 경우 세척수 분사유닛 작동신호를 출력하는 제어부를 포함하고;
상기 보조발전기(2000)는,
외측에 나사산이 형성되어 이루어지고, 원통형 형태로 이루어지는 외부 하우징(2021)과;
상기 외부 하우징의 내측 상하부에 설치되어 자체 구름에 의해서 회전 운동을 유지시키는 볼베어링 구조체(2022)와;
상기 외부 하우징의 내측 중앙부에 설치하되 상하쪽에 볼베어링 구조체가 삽입 결합되며, 볼베어링 구조체를 고정시키는 간격제(2023)와;
상기 볼베어링 구조체에 결합되며 내측으로 나선형 날개가 결합되어 이루어지며, 바람이 나선형 날개(2024a)에 제공되어 그 흐름이 날개에 가해지면 볼베어링 구조체의 구름작용에 의해 자연스럽게 자체 회전 현상을 일으키는 내부 하우징(2024)과;
상기 날개에 접촉되는 위치에 설치되며 날개의 회전에 따라 충돌하여 전기를 발생시키는 발전소자(2025)와;
상기 발전소자를 외부 하우징에 결합시켜 발전소자를 고정시키며, 이에 따라 날개의 회전력에 의해서 발전소자가 충격을 받아 전기가 생성되도록 유도하는 중심축(2026)과;
상기 중심축의 상부에 설치되며 십자형 지지체(2027a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 상부 지지부재(2027)와;
상기 중심축의 하부에 설치되며 십자형 지지체(2028a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 하부 지지부재(2028)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 볼베어링 구조체(2022)는,
상기 외부 하우징에 결합되는 외부 링형 구조체(2022a)와;
상기 외부 링형 구조체와 일정간격 이격되어 설치되는 내부 링형 구조체(2022c)와;
상기 외부 링형 구조체 및 내부 링형 구조체의 사이에 삽입되며 내부 링형 구조체가 자유롭게 자체 회전하도록 구름운동을 제공하는 볼베어링(2022b)으로 이루어짐을 특징으로 하는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 발전소자(2025)는,
하부 패드(2025a)와 상부 패드(2025b)가 평행하게 마주하도록 위치하고, 하부 전극(2025c)와 상부 전극(2025d)이 그 상부면에 각각 위치하며, 하부 패드(2025a)위의 하부 전극 상에 다수의 미세 압전 진동자(2025e)가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 에러신호 자동 출력부(1000)는,
자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와;
제어부로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 에러신호 출력부(1102)와;
상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와;
상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와;
상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와;
상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
상기 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시키는 회로 작동용 철편(1131)과;
상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 에러신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과;
상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 에러신호 자동 출력부(1000)는,
상기 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편 사이에 설치되어 미작동시 제 1 회로 연결 스위치와 회로 작동용 철편이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 탄발 스프링(1133)과;
상기 제 1 회로 연결 스위치의 일단에 설치되며 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편이 끌어당겨져 제 1 회로 연결 스위치가 스위칭되면 회로 작동용 철편을 부착시켜 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 전원 유지용 스위칭부의 온 상태를 지속시키는 영구자석(1134)과;
상기 회로작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 에러신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160103856A KR101820599B1 (ko) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160103856A KR101820599B1 (ko) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101820599B1 true KR101820599B1 (ko) | 2018-01-22 |
| KR101820599B9 KR101820599B9 (ko) | 2023-05-11 |
Family
ID=61094884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160103856A KR101820599B1 (ko) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101820599B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101563524B1 (ko) * | 2014-09-23 | 2015-10-28 | 한국과학기술원 | 건물부착형 발전장치 |
| KR101599420B1 (ko) * | 2014-10-16 | 2016-03-03 | 케이씨솔라에너지(주) | 태양광 모듈용 안개분사식 냉각 세정장치가 구비된 태양광 발전시스템 |
| KR101634802B1 (ko) * | 2015-12-14 | 2016-07-08 | 주식회사 럭스콘테크놀로지 | 복합 커넥터 장치 |
-
2016
- 2016-08-16 KR KR1020160103856A patent/KR101820599B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101563524B1 (ko) * | 2014-09-23 | 2015-10-28 | 한국과학기술원 | 건물부착형 발전장치 |
| KR101599420B1 (ko) * | 2014-10-16 | 2016-03-03 | 케이씨솔라에너지(주) | 태양광 모듈용 안개분사식 냉각 세정장치가 구비된 태양광 발전시스템 |
| KR101634802B1 (ko) * | 2015-12-14 | 2016-07-08 | 주식회사 럭스콘테크놀로지 | 복합 커넥터 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101820599B9 (ko) | 2023-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4678215B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US20090079385A1 (en) | Solar powered battery charger using switch capacitor voltage converters | |
| US20170133938A1 (en) | Micro-energy harvester for battery free applications | |
| JP2009291066A (ja) | 調整されない休止モードを電力変換器内で実現するための方法および装置 | |
| JP6100175B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2008257309A (ja) | 昇圧型最大電力点追従装置及び制御法 | |
| US20140070619A1 (en) | Method and apparatus for bidirectional power production in a power module | |
| JP5060724B2 (ja) | 電力供給装置 | |
| JP2007104810A (ja) | 昇圧型ｄｃ−ｄｃコンバータを有する電子機器 | |
| CN104038198A (zh) | 一种电子驱鸟器控制电路系统 | |
| Do et al. | Optimization of piezoelectric energy harvesting systems by using a MPPT method | |
| KR101821495B1 (ko) | 승압용 충전지를 구비한 태양광 발전용 인버터 | |
| JP6025404B2 (ja) | 電源装置及び照明装置 | |
| KR101715609B1 (ko) | 블랙박스용 보조 배터리장치 | |
| JP2003317808A (ja) | ナトリウム−硫黄電池の充放電制御方法、並びに電力貯蔵及び補償装置 | |
| KR101405147B1 (ko) | 자가발전 급수전 제어 장치 및 방법 | |
| KR101820599B1 (ko) | 승압컨버터를 이용한 태양광 발전 시스템 | |
| CN203872149U (zh) | 一种电子驱鸟器控制电路系统 | |
| JP2004336974A (ja) | 電源装置 | |
| JP5692698B2 (ja) | 静電チャック用の高電圧発生装置 | |
| KR20120019779A (ko) | 저전압 배터리의 수명연장 장치 및 그 제어방법 | |
| JP5511350B2 (ja) | 系統連系パワーコンディショナ | |
| CN102570827B (zh) | 电源系统 | |
| JP2009169800A (ja) | 太陽光発電システムの制御装置 | |
| JP2011186583A (ja) | 回路装置および電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] | ||
| R401 | Registration of restoration |