KR101897552B1 - 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템은 하단이 지면에 고정 설치된 지지 프레임과; 상기 지지 프레임 위에 고정 설치되고 입사된 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈 밑면에 장착되어 태양광 모듈로부터 발생된 열을 외부로 방출하여 상기 태양광 모듈의 발전 효율을 향상시키는 방열 수단; 상기 태양광 모듈과 방열 수단의 측부 둘레면에 장착되어 상기 태양광 모듈과 방열 수단의 측부 둘레면을 붙들어 고정하고 상기 태양광 모듈과 방열 수단의 측부 둘레면을 외부 충격으로부터 보호하는 외곽 프레임; 상기 방열 수단에 장착되어 방열팬 제어 수단의 구동 신호에 따라 팬(Fan)을 회전시키거나 정지시켜 방열 수단의 열 방출을 촉진시키는 방열팬; 상기 태양광 모듈의 온도를 실시간으로 측정하는 온도 센싱 수단; 및 상기 온도 센싱 수단에 의해 실시간으로 측정된 온도가 기설정된 온도를 초과하였을 때 방열팬에 구동 신호를 전송하여 방열팬을 구동시키는 방열팬 제어 수단으로 이루어질 수 있다.
Description
본 발명은 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 태양광 모듈의 온도를 적정 온도로 유지하기 위해 태양광 모듈의 온도가 일정 수준을 넘어섰을 때 태양광 모듈로부터 발생된 열을 방출시키는 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 태양 전지는 입사된 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전기의 일종으로서 무공해 무한정의 태양광 에너지를 이용함으로 연료가 필요없을 뿐만 아니라, 대기 오염 물질이나 폐기물이 발생되지 않는다는 장점이 있다.
특히, 최근들어 태양 전지의 친환경성으로 인해 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
한편, 태양 전지의 월별 발전량을 측정해본 결과 일조량이 최고조가 되는 계절에 태양 전지의 발전량이 가장 높을 것으로 예상되지만, 실제로는 일조량이 최고조에 달하는 6월보다 기온이 선선한 4월과 11월에 태양 전지의 평균 발전량이 높았다.
기온이 가장 높은 8월에 태양 전지의 표면 온도가 60도 내지 80도를 유지하게 되면 태양 전지의 발전 효율이 12% 수준으로 떨어지게 되는데, 이는 태양 전지의 발전 효율에 따라 태양 전지의 발전 효율이 달라지기 때문이다.
즉, 동일한 일조 조건에서 태양 전지는 온도가 낮을 수록 발전 효율이 증가된다.
한편, 통상적인 태양광 모듈은 유리 기판과, 전면 솔라 EVA, 솔라 셀, 후면 솔라 EVA, 및 백시트로 구성되는데, 이러한 구조는 태양광 모듈의 방열 효과가 낮아 태양광 발전의 큰 걸림돌이 되고 있다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1575177"호의 "태양광 전지 모듈"이 출원되어 등록되었는데, 상기 태양광 전지 모듈은 기판, 전면 EVA 시트, 소정 간격으로 상호 이격된 복수개의 솔라 셀, 후면 EVA 시트, 및 백시트가 순차적으로 적층된 태양광 전지 모듈에 있어서, 열 전달 부재를 더 포함하고, 상기 열 전달 부재는 상기 전면 EVA 시트와 후면 EVA 시트 내부에 상기 기판 및 백시트를 가로질러 설치된다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 상기 태양광 모듈의 온도를 적정 온도로 유지시킴으로써 태양광 모듈의 발전 효율을 높일 수 있는 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템은 하단이 지면에 고정 설치된 지지 프레임과; 상기 지지 프레임 위에 고정 설치되고 입사된 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈 밑면에 장착되어 태양광 모듈로부터 발생된 열을 외부로 방출하여 상기 태양광 모듈의 발전 효율을 향상시키는 방열 수단; 상기 태양광 모듈과 방열 수단의 측부 둘레면에 장착되어 상기 태양광 모듈과 방열 수단의 측부 둘레면을 붙들어 고정하고 상기 태양광 모듈과 방열 수단의 측부 둘레면을 외부 충격으로부터 보호하는 외곽 프레임; 상기 방열 수단에 장착되어 방열팬 제어 수단의 구동 신호에 따라 팬(Fan)을 회전시키거나 정지시켜 방열 수단의 열 방출을 촉진시키는 방열팬; 상기 태양광 모듈의 온도를 실시간으로 측정하는 온도 센싱 수단; 및 상기 온도 센싱 수단에 의해 실시간으로 측정된 온도가 기설정된 온도를 초과하였을 때 방열팬에 구동 신호를 전송하여 방열팬을 구동시키는 방열팬 제어 수단으로 이루어질 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템은 태양광 모듈로부터 발생된 열을 방출시킴과 동시에 태양광 모듈의 온도를 실시간으로 측정한 다음, 소정 온도를 초과하였을 때 방열팬을 회전시킴으로써 태양광 모듈을 적정 온도로 유지하여 태양광 모듈의 발전 효율을 높일 수 있다.
도면 1은 본 발명의 결합 사시도,
도면 2는 태양광 모듈의 종단면도,
도면 3은 외곽 프레임과 태양광 모듈, 방열 수단의 분해 사시도,
도면 4는 상·하·좌·우측 프레임과 덮개의 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 5는 방열 수단의 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 6은 본 발명에 갖추어진 온도 센싱 수단의 제어 블록도,
도면 7은 1차 노이즈 저감부와 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부의 제어 회로도,
도면 8은 상·하한 전압 통제부의 제어 회로도,
도면 9는 본 발명에 갖추어진 방열팬 제어 수단의 제어 블록도,
도면 10은 본 발명에 갖추어진 방열팬 제어 수단의 제어 회로도.
도면 2는 태양광 모듈의 종단면도,
도면 3은 외곽 프레임과 태양광 모듈, 방열 수단의 분해 사시도,
도면 4는 상·하·좌·우측 프레임과 덮개의 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 5는 방열 수단의 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 6은 본 발명에 갖추어진 온도 센싱 수단의 제어 블록도,
도면 7은 1차 노이즈 저감부와 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부의 제어 회로도,
도면 8은 상·하한 전압 통제부의 제어 회로도,
도면 9는 본 발명에 갖추어진 방열팬 제어 수단의 제어 블록도,
도면 10은 본 발명에 갖추어진 방열팬 제어 수단의 제어 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템은 도면 1 내지 도면 5에 도시한 바와 같이, 하단이 지면에 고정 설치된 지지 프레임(1)과; 상기 지지 프레임(1) 위에 고정 설치되고 입사된 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 모듈(3); 상기 태양광 모듈(3) 밑면에 장착되어 태양광 모듈(3)로부터 발생된 열을 외부로 방출하여 상기 태양광 모듈(3)의 발전 효율을 향상시키는 방열 수단(5); 상기 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 측부 둘레면에 장착되어 상기 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 측부 둘레면을 붙들어 고정하고 상기 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 측부 둘레면을 외부 충격으로부터 보호하는 외곽 프레임(7); 상기 방열 수단(5)에 장착되어 방열팬 제어 수단(9)의 구동 신호에 따라 팬(Fan)을 회전시키거나 정지시켜 방열 수단(5)의 열 방출을 촉진시키는 방열팬(11); 상기 태양광 모듈(3)의 온도를 실시간으로 측정하는 온도 센싱 수단(13); 및 상기 온도 센싱 수단(13)에 의해 실시간으로 측정된 온도가 기설정된 온도를 초과하였을 때 방열팬(11)에 구동 신호를 전송하여 방열팬(11)을 구동시키는 방열팬 제어 수단(9)으로 이루어질 수 있다.
상기 태양광 모듈(3)은 예를 들어 도면 2에 도시한 바와 같이, 입사된 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 솔라 셀(15)(Solar Cell)과; 상기 솔라 셀(15)을 밀봉 포장하여 상기 솔라 셀(15) 안으로 이물질이 들어가거나 습기가 유입됨을 방지하는 EVA(EVA: Ethylene Vinyl Acetate) 재질의 봉지재(17); 상기 봉지재(17)로 포장된 솔라 셀(15) 밑면에 장착되어 솔라 셀(15)을 통과한 태양광을 다시 솔라 셀(15) 방향으로 반사시켜 솔라 셀(15)의 발전 효율을 향상시키는 백시트(19)(Back Sheet); 및 상기 봉지재(17)로 포장된 솔라 셀(15) 윗면에 덮어 씌워져 외부 환경으로부터 솔라 셀(15)을 보호하는 커버(21)(Cover)를 포함한다.
상기 외곽 프레임(7)은 도면 3에 도시한 바와 같이, 일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 좌측에 설치되는 좌측 프레임(23)과, 일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 우측에 설치되는 우측 프레임(25), 일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 상측에 설치되는 상측 프레임(27), 및 일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 하측에 설치되는 하측 프레임(29)을 포함하고, 상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)의 양끝은 45도 각도로 경사진다.
상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)은 도면 4에 도시한 바와 같이, 수평 방향으로 눕혀지고 양 끝이 45도 각도로 경사진 사다리꼴 형상의 하부 받침판(31)과; 상기 하부 받침판(31)의 측단에 상기 하부 받침판(31)과 90도 내각을 두고 세워진 제1 수직판(33); 상기 하부 받침판(31)의 윗면으로부터 상기 제1 수직판(33)과 소정 너비 간격을 사이에 두고 세워진 제2 수직판(34); 수평 방향으로 눕혀지고 양측단이 상기 제1 수직판(33)과 제2 수직판(34)의 상단에 고정 설치된 상판(35); 상기 제1 수직판(33)과 제2 수직판(34) 사이에 끼워지고 양측단이 서로 마주보는 제1 수직판(33)과 제2 수직판(34)의 내벽에 고정 설치된 중간 분할 수평판(37); 상기 하부 받침판(31)과 중간 분할 수평판(37) 사이에 형성된 철편 삽입구(39); 및 수평 방향으로 눕혀지고 양 끝이 45도 각도로 경사지며 일측이 상기 상판(35)에 볼트 고정되고 타측이 태양광 모듈(3)의 윗면 테두리와 맞닿는 덮개(41)를 포함한다.
또한, 상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)에 갖추어진 철편 삽입구(39)에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 기역자 형태의 기역자 철편(43)이 끼워져 서로 맞닿는 상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)의 모서리를 연결하고 상기 기역자 철편(43)은 상기 하부 받침판(31)과 볼트 결합된다.
상기 덮개(41)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 상판(35)에 볼트 고정되는 고정판(47)과; 상기 태양광 모듈(3)의 윗면 테두리와 맞닿는 푸쉬판(51); 및 소정 각도로 경사지고 상기 고정판(47)과 푸쉬판(51)을 연결하는 연결판(49)을 포함한다.
상기 푸쉬판(51)의 밑면에는 푸쉬판(51)과 태양광 모듈(3)과의 충돌을 완충하기 위해 완충 부재가 설치된다.
상기 방열 수단(5)은 도면 5에 도시한 바와 같이, 상기 태양광 모듈(3)의 밑면에 설치된 방열판(55)과; 상기 방열판(55)의 밑면에 방열팬(11)이 설치되는 방열팬 설치 공간부(57); 및 상기 방열팬 설치 공간부(57)를 제외한 방열판(55)의 밑면으로부터 2개 이상이 지면 방향으로 돌출되어 방열판(55)으로부터 전달된 열을 외부 방출하는 방열편(59)으로 이루어질 수 있다.
상기 온도 센싱 수단(13)은 도면 6에 도시한 바와 같이, 상기 태양광 모듈(3)의 온도를 센싱한 다음, 센싱된 온도에 비례하는 전압 신호를 출력하는 온도 센싱 모듈(61)과; 상기 온도 센싱 모듈(61)로부터 출력되는 전압 신호를 1차 증폭하는 1차 신호 증폭부(63); 상기 1차 신호 증폭부(63)로부터 출력되는 노이즈 신호를 1차 감쇄하는 1차 노이즈 저감부(65); 상기 1차 노이즈 저감부(65)로부터 출력되는 신호를 2차 증폭함과 더불어 DC 오프셋 레벨(Offset Level)을 조정하는 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부(67); 상기 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부(67)로부터 출력되는 노이즈 성분을 감쇄하는 2차 노이즈 저감부(69); 상기 2차 노이즈 저감부(69)로부터 출력되는 상한(上限) 전압과 하한(下限) 전압을 제한하는 상·하한 전압 통제부(71,73); 및 상기 2차 노이즈 저감부(69)로부터 출력된 전압을 신호 감쇄없이 출력하는 출력 전압 팔로워(75)(Follower)로 이루어질 수 있다.
상기 1차 노이즈 저감부(65)는 도면 7에 도시한 바와 같이, 2극 저역 통과 필터로서 일단이 상기 1차 신호 증폭부(63)의 출력 단자에 연결된 제1 저항(77)과, 일단이 제1 저항(77)의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프(79)의 반전 입력 단자에 연결된 제1 커패시터(81), 일단이 제1 저항(77)의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프(79)의 비반전 입력 단자에 연결된 제2 저항(83), 일단이 제1 오피 앰프(79)의 비반전 입력 단자에 연결되고 타단이 접지된 제2 커패시터(85), 및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되어 제1 저항(77)으로 입력된 1차 신호 증폭부(63)의 신호 중 
보다 큰 주파수 신호를 감쇄하는 제1 오피 앰프(79)로 이루어질 수 있다.
상기 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부(67)는 도면 7에 도시한 바와 같이, 양 끝단에 플러스(+) 전원과 마이너스(-) 전원이 공급되는 범위 조정용 가변 저항(87)과, 일단이 상기 범위 조정용 가변 저항(87)의 분압 출력단에 연결된 제3 저항(89), 일단이 제3 저항(89)의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제4 저항(91), 일단이 제3 저항(89)의 타단에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(93)의 반전 입력 단자에 연결된 제5 저항(95), 일단이 제2 오피 앰프(93)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(93)의 출력 단자에 연결된 제6 저항(97), 및 비반전 입력 단자로 1차 노이즈 저감부(65)의 출력 신호가 입력되어 1차 노이즈 저감부(65)로부터 출력된 신호를 
배만큼 증폭하고, 범위 조정용 가변 저항(87)의 분압 비율에 따라 1차 노이즈 저감부(65)로부터 출력되는 DC 오프셋 전압을 범위 조정용 가변 저항(87)의 양 끝단으로 입력된 플러스 전원(+V)과 마이너스 전원(-V) 전원의 
배 범위만큼 조절하는 제2 오피 앰프(93)를 포함한다.
상기 상한 전압 통제부(71)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 애노드(Anode) 단이 상기 2차 노이즈 저감부(69)의 출력단에 연결된 상한 통제 다이오드(99)와, 플러스(+)극이 상한 통제 다이오드(99)의 캐소드(Cathode) 단에 연결되고 마이너스(-)극이 접지된 상한 기준 전압 발생부(101)로 이루어져, 상기 2차 노이즈 저감부(69)로부터 출력되는 전압이 상한 기준 전압 발생부(101)로부터 출력되는 플러스 전압(+V)에 0.7V를 더한 합산 전압을 넘어서지 않도록 제한한다.
상기 하한 전압 통제부(73)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 캐소드(Cathode) 단이 상기 2차 노이즈 저감부(69)의 출력단에 연결된 하한 통제 다이오드(103)와, 마이너스(-)극이 하한 통제 다이오드(103)의 애노드(Anode) 단에 연결되고 플러스(+)극이 접지된 하한 기준 전압 발생부(105)로 이루어져, 상기 2차 노이즈 저감부(69)로부터 출력되는 전압이 하한 기준 전압 발생부(105)로부터 출력되는 마이너스 전압(-V)에 -0.7V를 더한 합산 전압보다 낮지 않도록 제한한다.
상기 출력 전압 팔로워(75)는 비반전 입력단에 2차 노이즈 저감부(69)의 출력 신호가 입력되고 반전 입력단과 출력 단자가 연결된 제3 오피 앰프를 포함한다.
상기 방열팬 제어 수단(9)은 도면 9에 도시한 바와 같이, 상기 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압과 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압을 비교한 결과 상기 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 높을 경우 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 상기 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 낮을 경우 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 비교기(111)와; 특정 온도와 맞대응되는 기준 전압 신호를 출력하는 기준 전압 발생부(113); 상기 기준 전압 발생부(113)로부터 출력되는 전압을 감쇄없이 비교기(111)로 전달하는 기준 전압 팔로워(109); 상기 비교기(111)의 출력 단자에 연결되어 비교기(111)로부터 출력되는 고주파 신호를 감쇄하는 로우 패스 필터(115)(Low Pass Filter); 상기 로우 패스 필터(115)로부터 하이(High) 디지털 신호가 입력되었을 때 스위치 온(Switch On) 되어 스위칭부(117)에 소정 레벨의 전압 신호를 출력하는 아날로그 스위치(119)(Analog Switch); 및 상기 아날로그 스위치(119)로부터 소정 레벨의 전압 신호가 입력되었을 때 스위치 온(Switch On) 되어 방열팬(11)에 전류를 공급하는 반면 상기 아날로그 스위치(119)로부터 소정 레벨의 전압 신호가 입력되지 않았을 때 스위치 오프(Switch Off) 되어 방열팬(11)으로 공급되는 전류를 차단하는 스위칭(Switching)부(117)로 이루어질 수 있다.
상기 비교기(111)는 도면 10에 도시한 바와 같이, 비반전 입력 단자에 온도 센싱 수단(13)의 출력 신호가 입력되고 반전 입력 단자에 기준 전압 팔로워(109)의 출력 신호가 입력되며 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 높을 경우 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 낮을 경우 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 제4 오피 앰프(121)를 포함한다.
상기 기준 전압 발생부(113)는 도면 10에 도시한 바와 같이, 입력 전압을 내부 저항비에 따라 분압 출력하는 가변 저항(123)을 포함한다.
상기 기준 전압 팔로워(109)는 도면 10에 도시한 바와 같이, 비반전 입력 단자에 상기 기준 전압 발생부(113)의 출력 전압이 입력되고 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결된 제5 오피 앰프(125)를 포함한다.
상기 로우 패스 필터(115)는 도면 10에 도시한 바와 같이, 입력단이 제4 오피 앰프(121)의 출력단에 연결된 제7 저항(127)과, 한쪽 전극이 제7 저항(127)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 제3 커패시터(129)로 이루어져, 상기 비교기(111)로부터 출력되는 신호 중 
이상의 교류 신호를 감쇄한다.
상기 스위칭부(117)는 도면 10에 도시한 바와 같이, 게이트(Gate) 단자가 전류 제한용 게이트 저항(131)을 통해 아날로그 스위치(119)의 출력단에 연결되고 소스(Source) 단자가 접지된 FET(133)(Field Effect Transistor)를 포함하고, 상기 방열팬(11)의 플러스(+) 전원 입력단에는 플러스(+) 전원이 입력되고 상기 방열팬(11)의 마이너스(-) 전원 입력단은 FET(133)의 드레인(Drain) 단자에 연결된다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템은 태양광 모듈(3)로부터 발생된 열을 방출시킴과 동시에 태양광 모듈(3)의 온도를 실시간으로 측정한 다음, 소정 온도를 초과하였을 때 방열팬을 회전시킴으로써 태양광 모듈(3)을 적정 온도로 유지하여 태양광 모듈(3)의 발전 효율을 높일 수 있다.
1. 지지 프레임 3. 태양광 모듈
5. 방열 수단 7. 외곽 프레임
9. 방열팬 제어 수단 11. 방열팬
13. 온도 센싱 수단 15. 솔라 셀
17. 봉지재 19. 백시트
21. 커버 23. 좌측 프레임
25. 우측 프레임 27. 상측 프레임
29. 하측 프레임 31. 하부 받침판
33. 제1 수직판 35. 상판
37. 중간 분할 수평판 39. 철편 삽입구
41. 덮개 43. 기역자 철편
49. 연결판 51. 푸쉬판
57. 방열팬 설치 공간부 59. 방열편
61. 온도 센싱 모듈 63. 1차 신호 증폭부
65. 1차 노이즈 저감부 67. 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부
69. 2차 노이즈 저감부 71. 상한 전압 통제부
73. 하한 전압 통제부 75. 출력 전압 팔로워
77. 제1 저항 79. 제1 오피 앰프
81. 제1 커패시터 83. 제2 저항
85. 제2 커패시터 87. 범위 조정용 가변 저항
89. 제3 저항 91. 제4 저항
93. 제2 오피 앰프 95. 제5 저항
97. 제6 저항 99. 상한 통제 다이오드
101. 상한 기준 전압 발생부 103. 하한 통제 다이오드
109. 기준 전압 팔로워 111. 비교기
113. 기준 전압 발생부 115. 로우 패스 필터
117. 스위칭부 119. 아날로그 스위치
121. 제4 오피 앰프 123. 가변 저항
125. 제5 오피 앰프 127. 제7 저항
129. 제3 커패시터 131. 전류 제한용 게이트 저항
133. FET
5. 방열 수단 7. 외곽 프레임
9. 방열팬 제어 수단 11. 방열팬
13. 온도 센싱 수단 15. 솔라 셀
17. 봉지재 19. 백시트
21. 커버 23. 좌측 프레임
25. 우측 프레임 27. 상측 프레임
29. 하측 프레임 31. 하부 받침판
33. 제1 수직판 35. 상판
37. 중간 분할 수평판 39. 철편 삽입구
41. 덮개 43. 기역자 철편
49. 연결판 51. 푸쉬판
57. 방열팬 설치 공간부 59. 방열편
61. 온도 센싱 모듈 63. 1차 신호 증폭부
65. 1차 노이즈 저감부 67. 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부
69. 2차 노이즈 저감부 71. 상한 전압 통제부
73. 하한 전압 통제부 75. 출력 전압 팔로워
77. 제1 저항 79. 제1 오피 앰프
81. 제1 커패시터 83. 제2 저항
85. 제2 커패시터 87. 범위 조정용 가변 저항
89. 제3 저항 91. 제4 저항
93. 제2 오피 앰프 95. 제5 저항
97. 제6 저항 99. 상한 통제 다이오드
101. 상한 기준 전압 발생부 103. 하한 통제 다이오드
109. 기준 전압 팔로워 111. 비교기
113. 기준 전압 발생부 115. 로우 패스 필터
117. 스위칭부 119. 아날로그 스위치
121. 제4 오피 앰프 123. 가변 저항
125. 제5 오피 앰프 127. 제7 저항
129. 제3 커패시터 131. 전류 제한용 게이트 저항
133. FET
Claims (5)
- 하단이 지면에 고정 설치된 지지 프레임(1)과;
상기 지지 프레임(1) 위에 고정 설치되고 입사된 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 모듈(3);
상기 태양광 모듈(3) 밑면에 장착되어 태양광 모듈(3)로부터 발생된 열을 외부로 방출하여 상기 태양광 모듈(3)의 발전 효율을 향상시키는 방열 수단(5);
상기 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 측부 둘레면에 장착되어 상기 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 측부 둘레면을 붙들어 고정하고 상기 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 측부 둘레면을 외부 충격으로부터 보호하는 외곽 프레임(7);
상기 방열 수단(5)에 장착되어 방열팬 제어 수단(9)의 구동 신호에 따라 팬(Fan)을 회전시키거나 정지시켜 방열 수단(5)의 열 방출을 촉진시키는 방열팬(11);
상기 태양광 모듈(3)의 온도를 실시간으로 측정하는 온도 센싱 수단(13);
및 상기 온도 센싱 수단(13)에 의해 실시간으로 측정된 온도가 기설정된 온도를 초과하였을 때 방열팬(11)에 구동 신호를 전송하여 방열팬(11)을 구동시키는 방열팬 제어 수단(9)으로 이루어지고,
상기 방열팬 제어 수단(9)은 상기 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압과 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압을 비교한 결과 상기 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 높을 경우 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 상기 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 낮을 경우 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 비교기(111)와;
특정 온도와 맞대응되는 기준 전압 신호를 출력하는 기준 전압 발생부(113);
상기 기준 전압 발생부(113)로부터 출력되는 전압을 감쇄없이 비교기(111)로 전달하는 기준 전압 팔로워(109);
상기 비교기(111)의 출력 단자에 연결되어 비교기(111)로부터 출력되는 고주파 신호를 감쇄하는 로우 패스 필터(115)(Low Pass Filter);
상기 로우 패스 필터(115)로부터 하이(High) 디지털 신호가 입력되었을 때 스위치 온(Switch On) 되어 스위칭부(117)에 소정 레벨의 전압 신호를 출력하는 아날로그 스위치(119)(Analog Switch);
및 상기 아날로그 스위치(119)로부터 소정 레벨의 전압 신호가 입력되었을 때 스위치 온(Switch On) 되어 방열팬(11)에 전류를 공급하는 반면 상기 아날로그 스위치(119)로부터 소정 레벨의 전압 신호가 입력되지 않았을 때 스위치 오프(Switch Off) 되어 방열팬(11)으로 공급되는 전류를 차단하는 스위칭(Switching)부(117)로 이루어지고,
상기 비교기(111)는 비반전 입력 단자에 온도 센싱 수단(13)의 출력 신호가 입력되고 반전 입력 단자에 기준 전압 팔로워(109)의 출력 신호가 입력되며 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 높을 경우 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 온도 센싱 수단(13)으로부터 출력된 전압이 기준 전압 팔로워(109)로부터 출력된 전압보다 낮을 경우 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 제4 오피 앰프(121)를 포함하며,
상기 기준 전압 발생부(113)는 입력 전압을 내부 저항비에 따라 분압 출력하는 가변 저항(123)을 포함하고,
상기 기준 전압 팔로워(109)는 비반전 입력 단자에 상기 기준 전압 발생부(113)의 출력 전압이 입력되고 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결된 제5 오피 앰프(125)를 포함하며,
상기 로우 패스 필터(115)는 입력단이 제4 오피 앰프(121)의 출력단에 연결된 제7 저항(127)과,
한쪽 전극이 제7 저항(127)의 출력단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 제3 커패시터(129)로 이루어져, 상기 비교기(111)로부터 출력되는 신호 중이상의 교류 신호를 감쇄하고,
상기 스위칭부(117)는 게이트(Gate) 단자가 전류 제한용 게이트 저항(131)을 통해 아날로그 스위치(119)의 출력단에 연결되고 소스(Source) 단자가 접지된 FET(133)(Field Effect Transistor)를 포함하며,
상기 방열팬(11)의 플러스(+) 전원 입력단에는 플러스(+) 전원이 입력되고 상기 방열팬(11)의 마이너스(-) 전원 입력단은 FET(133)의 드레인(Drain) 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 외곽 프레임(7)은 일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 좌측에 설치되는 좌측 프레임(23)과,
일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 우측에 설치되는 우측 프레임(25),
일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 상측에 설치되는 상측 프레임(27),
및 일체로 결합된 태양광 모듈(3)과 방열 수단(5)의 하측에 설치되는 하측 프레임(29)을 포함하고,
상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)의 양끝은 45도 각도로 경사지며,
상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)은 수평 방향으로 눕혀지고 양 끝이 45도 각도로 경사진 사다리꼴 형상의 하부 받침판(31)과;
상기 하부 받침판(31)의 측단에 상기 하부 받침판(31)과 90도 내각을 두고 세워진 제1 수직판(33);
상기 하부 받침판(31)의 윗면으로부터 상기 제1 수직판(33)과 소정 너비 간격을 사이에 두고 세워진 제2 수직판(34);
수평 방향으로 눕혀지고 양측단이 상기 제1 수직판(33)과 제2 수직판(34)의 상단에 고정 설치된 상판(35);
상기 제1 수직판(33)과 제2 수직판(34) 사이에 끼워지고 양측단이 서로 마주보는 제1 수직판(33)과 제2 수직판(34)의 내벽에 고정 설치된 중간 분할 수평판(37);
상기 하부 받침판(31)과 중간 분할 수평판(37) 사이에 형성된 철편 삽입구(39);
및 수평 방향으로 눕혀지고 양 끝이 45도 각도로 경사지며 일측이 상기 상판(35)에 볼트 고정되고 타측이 태양광 모듈(3)의 윗면 테두리와 맞닿는 덮개(41)를 포함하고,
상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)에 갖추어진 철편 삽입구(39)에는 기역자 형태의 기역자 철편(43)이 끼워져 서로 맞닿는 상기 상·하·좌·우측 프레임(27,29,23,25)의 모서리를 연결하고 상기 기역자 철편(43)은 상기 하부 받침판(31)과 볼트 결합되며,
상기 덮개(41)는 상판(35)에 볼트 고정되는 고정판(47)과;
상기 태양광 모듈(3)의 윗면 테두리와 맞닿는 푸쉬판(51);
및 소정 각도로 경사지고 상기 고정판(47)과 푸쉬판(51)을 연결하는 연결판(49)을 포함하고,
상기 푸쉬판(51)의 밑면에는 푸쉬판(51)과 태양광 모듈(3)과의 충돌을 완충하기 위해 완충 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 방열 수단(5)은 상기 태양광 모듈(3)의 밑면에 설치된 방열판(55)과;
상기 방열판(55)의 밑면에 방열팬(11)이 설치되는 방열팬 설치 공간부(57);
및 상기 방열팬 설치 공간부(57)를 제외한 방열판(55)의 밑면으로부터 2개 이상이 지면 방향으로 돌출되어 방열판(55)으로부터 전달된 열을 외부 방출하는 방열편(59)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 온도 센싱 수단(13)은 상기 태양광 모듈(3)의 온도를 센싱한 다음, 센싱된 온도에 비례하는 전압 신호를 출력하는 온도 센싱 모듈(61)과;
상기 온도 센싱 모듈(61)로부터 출력되는 전압 신호를 1차 증폭하는 1차 신호 증폭부(63);
상기 1차 신호 증폭부(63)로부터 출력되는 노이즈 신호를 1차 감쇄하는 1차 노이즈 저감부(65);
상기 1차 노이즈 저감부(65)로부터 출력되는 신호를 2차 증폭함과 더불어 DC 오프셋 레벨(Offset Level)을 조정하는 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부(67);
상기 2차 신호 증폭 및 DC 기준 레벨 조정부(67)로부터 출력되는 노이즈 성분을 감쇄하는 2차 노이즈 저감부(69);
상기 2차 노이즈 저감부(69)로부터 출력되는 상한(上限) 전압과 하한(下限) 전압을 제한하는 상·하한 전압 통제부(71,73);
및 상기 2차 노이즈 저감부(69)로부터 출력된 전압을 신호 감쇄없이 출력하는 출력 전압 팔로워(75)(Follower)로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템.
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020180067122A KR101897552B1 (ko) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180067122A KR101897552B1 (ko) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| KR1020180067122A KR101897552B1 (ko) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 태양광 발전장치의 과열 방지 시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101897552B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113193832A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-07-30 | 火树科技有限公司 | 一种太阳能板散热装置 |
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2018
- 2018-06-12 KR KR1020180067122A patent/KR101897552B1/ko active IP Right Grant
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |