KR101843552B1 - 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 인버터가 동작하는 유효 전압 범위를 참조하여, 설정된 유효전압 범위 이내의 전력을 생산하는 태양전지어레이는 바이패스시켜 인버터에 연결하고, 유효전압범위 이하의 전력을 생산하는 태양전지어레이들을 직렬연결하여 유효전압범위에 속하도록 직렬연결 조합을 구성하여 인버터에 연결하고, 직렬연결 조합에 참여하지 않는 태양전지어레이의 생산 전력을 배터리부에 저장함과 동시에 보상전원으로 이용함으로써, 전압 안정성을 부여하며, 인터버 유효전압범위 이하에서 버려지는 전력을 사용할 수 있는 효과를 발휘한다.
Description
도 2는 제1 실시예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 최적조합수단(200)을 구체적으로 나타낸 구성도.
도 3은 제1 실시예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 최적조합컨트롤러(230)의 블록도.
도 4는 제1 실시예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 제1,2제어신호에 의한 동작 예시도.도 5는 제2 실시예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 전체 구성도.
도 6은 제3 실시예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 전체 구성도.
도 7은 제2 실시예 또는 제3 실시예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 최적조합컨트롤러를 나타낸 블록도.
도 8은 제2 실시 예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 제1,2제어신호에 의한 동작 예시도.
도 9는 제3 실시 예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 제3제어신호에 의한 동작 예시도.
도 10은 제3 실시 예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 보상전압공급부의 제어에 따라 배터리부에 저장된 전압을 공급하는 예시도.
도 11은 제1 실시예에 따른 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템의 제3제어신호에 의한 동작 예시도.
바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 출력단 연결 조합별로 해당 인버터에 연결하도록 하는 제2 제어신호를 생성하여 제2스위치부(220)로 제공하는 제2제어신호생성부(235A);
즉, 상술한 바와 같이 제1 실시예의 상기 제1 제어신호는 인버터(300)의 유효 전압 범위 내의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)는 바이패스 시키고, 인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)들의 출력단을 상호 연결시키는 신호이고, 상기 제2 제어신호는 바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 상호 연결된 태양전지어레이(100)들을 출력단 연결 조합별로 해당 인버터로 연결하는 신호인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 제어신호에 의한 태양전지어레이(100)들의 출력단 연결 조합은 어느 한 조합의 태양전지어레이(100)들의 출력전압 합이 인버터(300)의 유효 전압 범위의 전압값이 되도록 하는 조합이되, 유효 전압 범위 중 최저전압허용치 범위가 되도록 우선적으로 조합이고 상기 조합은 어느 한 조합에 참여하는 태양전지어레이(100)들의 개수가 최소가 되도록 하는 조합인 것을 특징으로 한다.
200 : 최적조합수단
300 : 인버터
Claims (8)
- 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템에 있어서,
태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 하나 이상의 태양전지 모듈로 이루어지는 적어도 한 개 이상의 태양전지어레이(100)와;
최적조합컨트롤러(230)의 제1 제어신호에 따라 각각의 태양전지어레이의 출력단을 조합별로 연결하거나 또는 제2스위치부(220)로 바이패스시키기 위한 하나 이상의 스위치(210a ~ 210n)를 포함하여 구성되는 제1스위치부(210),
최적조합컨트롤러(220)의 제2 제어신호에 따라 바이패스 된 태양전지어레이(100)나 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 해당 인버터로 연결하는 하나 이상의 스위치(220a ~ 220n)를 포함하여 구성되는 제2스위치부(220),
각 태양전지어레이(100)의 출력전압 정보와 인버터(300)의 유효 전압에 대한 정보를 이용하여 제1제어신호와 제2 제어신호를 생성하는 최적조합컨트롤러(230)를 포함하는 최적조합수단(200)과;
제2스위치부(220)를 구성하는 하나 이상의 스위치(220a ~ 220n)에 각각 연결되어 각 태양전지어레이(100)에서 생산된 전력을 변환하는 적어도 하나 이상의 인버터를 포함하는 인버터부(300)를 포함하며,
상기 최적조합컨트롤러(230)는,
인버터의 유효전압범위 정보를 포함하여 저장하고 있는 유효전압범위정보저장부(231);
태양전지어레이(200)들의 출력전압을 검출하기 위한 전압검출부(232);
상기 전압검출부에 의해 검출된 태양전지어레이의 출력전압을 유효전압범위정보저장부에 저장된 유효전압 범위와 비교하기 위한 전압값비교부(233);
상기 전압값비교부의 비교 결과, 유효전압범위 내의 출력전압을 갖는 태양전지어레이는 제2스위치부(220)로 바이패스 시키고, 유효전압범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이들의 출력단을 조합별로 상호 연결시키도록 하는 제1 제어신호를 생성하여 제1스위치부(210)로 제공하는 제1제어신호생성부(234);
바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 해당 인버터로 연결하는 제2 제어신호를 생성하여 제2스위치부(220)로 제공하는 제2제어신호생성부(235);를 포함하고,
상기 제1 제어신호는 인버터(300)의 유효 전압 범위 내의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)는 바이패스 시키고, 인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)들의 출력단을 조합별로 연결시키는 신호이고,
상기 제2 제어신호는 바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 상호 연결된 태양전지어레이(100)들을 출력단 연결 조합별로 해당 인버터로 연결하는 신호인 것을 특징으로 하는 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템.
- 삭제
- 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템에 있어서,
태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 하나 이상의 태양전지 모듈로 이루어지는 적어도 한 개 이상의 태양전지어레이(100A)와;
최적조합컨트롤러(230)의 제1 제어신호에 따라 각각의 태양전지어레이의 출력단을 조합별로 연결하거나 또는 제2스위치부(220A)로 바이패스시키기 위한 하나 이상의 스위치(210a ~ 210n)를 포함하여 구성되는 제1스위치부(210A),
최적조합컨트롤러(220)의 제2 제어신호에 따라 바이패스 된 태양전지어레이(100)나 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 해당 인버터로 연결하는 하나 이상의 스위치(220a ~ 220n)를 포함하여 구성되는 제2스위치부(220A),
각 태양전지어레이(100)의 출력전압 정보와 인버터(300)의 유효 전압에 대한 정보를 이용하여 제1제어신호와 제2 제어신호를 생성하는 최적조합컨트롤러(230A);를 포함하는 최적조합수단(200A)과;
제2스위치부(220A)를 구성하는 하나 이상의 스위치(220a ~ 220n)에 각각 연결되어 각 태양전지어레이(100)에서 생산된 전력을 변환하는 적어도 하나 이상의 인버터를 포함하는 인버터부(300A)를 포함하며,
상기 최적조합컨트롤러(230A)는,
인버터의 유효전압범위 정보와 최저전압허용치 범위정보를 포함하여 저장하고 있는 유효전압범위정보저장부(231A);
태양전지어레이(100A)들의 출력전압을 검출하기 위한 전압검출부(232A);
상기 전압검출부에 의해 검출된 태양전지어레이의 출력전압을 유효전압범위정보저장부에 저장된 유효전압 범위와 비교하기 위한 전압값비교부(233A);
상기 전압값비교부의 비교 결과, 유효전압범위 내의 출력전압을 갖는 태양전지어레이는 제2스위치부(220)로 바이패스 시키고, 인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)들의 출력단을 조합별로 상호 연결시키는 제1 제어신호를 생성하여 제1스위치부(210)로 제공하는 제1제어신호생성부(234A);
바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 출력단 연결 조합별로 해당 인버터에 연결하도록 하는 제2 제어신호를 생성하여 제2스위치부(220)로 제공하는 제2제어신호생성부(235A);를 포함하고,
상기 제1 제어신호는 인버터(300)의 유효 전압 범위 내의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)는 바이패스 시키고, 인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)들의 출력단을 조합별로 상호 연결시키는 신호이고,
상기 제2 제어신호는 바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 상호 연결된 태양전지어레이(100)들을 출력단 연결 조합별로 해당 인버터로 연결하는 신호이며,
상기 제1 제어신호에 의한 태양전지어레이(100)들의 출력단 연결 조합은 어느 한 조합의 태양전지어레이(100)들의 출력전압 합이 인버터(300)의 유효 전압 범위의 전압값이 되도록 하는 조합이되, 유효 전압 범위 중 최저전압허용치 범위가 되도록 우선적으로 조합하는 것을 특징으로 하고,
상기 조합은 어느 한 조합에 참여하는 태양전지어레이(100)들의 개수가 최소가 되도록 하는 조합인 것을 특징으로 하는 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템.
- 삭제
- 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템에 있어서,
태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 하나 이상의 태양전지 모듈로 이루어지는 적어도 한 개 이상의 태양전지어레이(100A)와;
최적조합컨트롤러(230)의 제1 제어신호에 따라 각각의 태양전지어레이 출력단을 조합별로 연결하거나 또는 제2스위치부(220A)로 바이패스시키기 위한 하나 이상의 스위치(210a ~ 210n)를 포함하여 구성되는 제1스위치부(210A),
최적조합컨트롤러(220)의 제2 제어신호에 따라 바이패스 된 태양전지어레이(100)나 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 해당 인버터(300)로 연결하는 하나 이상의 스위치(220a ~ 220n)를 포함하여 구성되는 제2스위치부(220A),
최적조합컨트롤러(220)의 제3 제어신호에 따라 출력단 연결에 참여하지 않은 태양전지어레이(100)를 배터리부(240A)로 연결하기 위한 하나 이상의 스위치(260a ~ 260n)를 포함하여 구성되는 제3스위치부(260A),
각 태양전지어레이(100)의 출력전압 정보와 인버터(300)의 유효 전압에 대한 정보를 이용하여 제1제어신호와 제2 제어신호와 제3 제어신호를 생성하는 최적조합컨트롤러(230A),
인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)중 출력단 연결에 참여하지 않은 태양전지어레이(100)가 생산한 전력을 저장하는 배터리부(240A)를 포함하는 최적조합수단(200A)과;
제2스위치부(220A)를 구성하는 하나 이상의 스위치(220a ~ 220n)에 각각 연결되어 각 태양전지어레이(100)에서 생산된 전력을 변환하는 적어도 하나 이상의 인버터를 포함하는 인버터부(300A)를 포함하며,
상기 최적조합컨트롤러(230A)는,
인버터의 유효전압범위 정보와 최저전압허용치 범위정보를 포함하여 저장하고 있는 유효전압범위정보저장부(231A);
태양전지어레이(100A)들의 출력전압을 검출하기 위한 전압검출부(232A);
상기 전압검출부에 의해 검출된 태양전지어레이의 출력전압을 유효전압범위정보저장부에 저장된 유효전압 범위와 비교하기 위한 전압값비교부(233A);
상기 전압값비교부의 비교 결과, 유효전압범위 내의 출력전압을 갖는 태양전지어레이는 제2스위치부(220)로 바이패스 시키고, 인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)들의 출력단을 조합별로 상호 연결시키는 제1 제어신호를 생성하여 제1스위치부(210)로 제공하는 제1제어신호생성부(234A);
바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 출력단 연결 조합별로 해당 인버터에 연결하도록 하는 제2 제어신호를 생성하여 제2스위치부(220)로 제공하는 제2제어신호생성부(235A);
인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)중 출력단 연결에 참여하지 않은 태양전지어레이(100)를 배터리부(240A)로 연결하도록 하는 제3 제어신호를 생성하여 제3스위치부(260A)로 제공하는 제3제어신호생성부(236A);를 포함하며,
상기 제1 제어신호는 인버터(300)의 유효 전압 범위 내의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)는 바이패스 시키고, 인버터(300)의 유효 전압 범위 이하의 출력전압을 갖는 태양전지어레이(100)들의 출력단을 조합별로 상호 연결시키는 신호이고,
상기 제2 제어신호는 바이패스 된 태양전지어레이(100)를 해당 인버터로 연결하고, 출력단이 상호 연결된 태양전지어레이(100)들을 출력단 연결 조합별로 해당 인버터로 연결하는 신호이며,
상기 제1 제어신호에 의한 태양전지어레이(100)들의 출력단 연결 조합은 어느 한 조합의 태양전지어레이(100)들의 출력전압 합이 인버터(300)의 유효 전압 범위의 전압값이 되도록 하는 조합이되, 유효 전압 범위 중 최저전압허용치 범위가 되도록 우선적으로 조합하는 것을 특징으로 하고,
상기 조합은 어느 한 조합에 참여하는 태양전지어레이(100)들의 개수가 최소가 되도록 하는 조합인 것을 특징으로 하는 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템.
- 삭제
- 제 3항에 있어서,
상기 최적조합수단(200A)은 보상전압공급부(250A)를 더 포함하며,
상기 보상전압공급부(250A)는 각 인버터(300)의 입력전압을 검출하고, 검출된 입력전압이 설정된 전압범위에 속하는 경우, 배터리부(240A)에 저장된 전원을 이용하여 입력전압이 설정된 전압범위에 속하는 해당 인버터의 입력단에 보상전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 최적조합수단(200)은 배터리부(240)와 제3스위치부(260)를 더 포함하고,
상기 최적조합컨트롤러(230)는 제3제어신호생성부(236)를 더 포함하며,
상기 제3스위치부(260)는 최적조합컨트롤러(230)의 제3 제어신호에 따라 바이패스 된 태양전지어레이(100)나 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 해당 인버터로의 연결을 유지하거나 바이패스 된 태양전지어레이(100)나 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 배터리부(240)로 연결하는 하나 이상의 스위치(230a ~ 230n)를 포함하며,
상기 제3제어신호생성부(236)는 인버터의 입력 전압을 측정하고, 측정한 인버터 입력전압이 인버터 유효전압범위에 속하면 해당 인버터에 연결되어 있는 바이패스 된 태양전지어레이(100)나 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 해당 인버터로의 연결을 유지하고, 측정한 인버터 입력전압이 인버터 유효전압범위 미만이면 해당 인버터에 연결되어 있는 바이패스 된 태양전지어레이(100)나 출력단이 연결된 태양전지어레이(100)들을 연결 조합별로 배터리부(240)로 연결하는 제3제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 인버터 유효전압 이하의 전력 재사용을 위한 태양광 발전시스템.
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Cited By (4)
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