KR101963937B1 - 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치는 적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈에서 생성되는 직류전력을 집합하여 인버터에 전송하는 태양광 접속반에 있어서, 상기 인버터로 과전류가 흐르면 상기 인버터와의 연결을 차단하는 차단기; 상기 차단기와 접지 사이에 연결되고, 접지 연결을 통해 과전압으로부터 접속반을 보호하는 서지 보호기; 적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈 및 상기 차단기 사이에 각각 연결되고, 상기 차단기 및 상기 인버터 사이에 연결되고, 상기 태양 전지 모듈 및 상기 인버터로부터 유입되는 이상 전류 또는 이상 전압을 개별적으로 감지하고, 상기 태양 전지 모듈과의 연결 라인을 온/오프시키거나, 상기 인버터와의 연결 라인을 온/오프시키는 복수의 스위칭 및 센서부; 및 상기 감지된 이상 전류값 또는 이상 전압값을 기초로 하여 접속반 상태를 판별하고, 상기 판별된 접속반 상태가 이상 상태이면 접속반 동작을 차단시키고, 정상 상태로 판별되면 상기 차단된 접속반 동작을 복구시키는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 태양광 접속반 보호 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서부의 측정값을 이용하여 서지를 판별하고 서지로 판별되면 신속하게 차단한 후, 정상 상태 여부를 판별하여 연결을 안정적으로 복구할 수 있는, 태양광 접속반을 보호할 수 있는, 신속 차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치에 관한 것이다.
20세기 후반 이후 생활 가전뿐 아니라 산업 자동화가 급속도로 증가하고, 인터넷의 보급과 더불어 전천후 네트워크 시대가 도래하고 있다. 아울러 전기, 전자, 통신기술의 눈부신 혁신과 반도체기술의 비약적인 발전으로 말미암아, 농어촌 산간오지 및 강변, 해상에 첨단 IT장비가 설치되어 무인으로 운영되는 시대가 도래하고 있다.
많은 사람은 지구 온난화와 엘리뇨 현상 등 자연재해의 증가로 인하여 낙뢰가 증가하고 이로 인한 피해가 증가하고 있다. 하지만, 낙뢰는 과거에도 그랬고 현재도 변함없이 일어나는 자연 현상일 뿐이다.
이러한 자연현상의 악화로 인해 낙뢰 횟수가 증가한 이유도 있다. 그렇겠지만, 낙뢰 피해의 가장 큰 원인은 최근의 IT기술 혁신이 가져온 결과라는 데에 직시할 필요가 있다.
이에 따라, IEC, UL등 국제규격이 강화되고 국가재난관리법에 ‘낙뢰’가 포함되며 SPD에 대한 KS규격이 시행되고 법제화 되는 등 주변 환경이 변화하고 있다. 또한, 20세기에 개발된 구형 낙뢰 보호 기술과 21세기 신개념 낙뢰 보호 기술이 활발하게 연구 성과를 보이고 있다.
그러나 이전에 개발된 태양광 접속반 모니터링 시스템은 낙뢰 및 서지로부터 취약하고 불안정한 회로설계로 인해 화재가 자주 발생하고 있다.
이러한 상황에서 과부하 요인을 근본적으로 차단하고 그 주변장치의 무분별한 부품 설계를 신규로 개발하여, 관련 부품 및 접속함을 채널별 제품별 표준화하고 태양광 발전사업의 안정적으로 윤용할 필요가 있다.
최근에는 태양광 발전 시스템의 공급이 급증함에 따라, 원격에서 태양광 발전 시스템 전체의 운전상태를 계측하고 모니터링하기 위한 원격 관리시스템의 도입이 활발이 이루어지고 있다.
그러나 종래의 태양광 발전 시스템의 모니터링 방식은 태양전지 어레이부의 총발전 전압 및 전류를 모니터링하거나, 태양전지 스트링 각각의 발전 전압 및 전류를 모니터링하는 방식이기 때문에, 태양전지 스트링 내의 태양전지 모듈들 각각에 대한 지락 및 누전 등의 세부적인 이상 여부 및 이상 부위를 파악할 수 없었다.
이에 따라, 태양전지 어레이부의 유지 보수에 많은 시간 및 비용이 소요되는 문제점이 발생되고 있다. 또한, 태양전지 어레이부와 인버터를 연결하기 위해 접속반 내에 설치되는 선로 상에 이상이 발생될 경우, 고장 부위를 확인하고 보수를 하는데 상당한 노력과 시간이 소비되고, 이에 따라 발전 효율이 저하되는 문제점이 발생되고 있다.
이에 따라, 서지, 지락 및 누전 등의 발생을 신속하게 차단하고, 서지 발생 후에 정상 상태가 되면 자동으로 복구할 수 있는 복구장치 및 알고리즘이 절실히 필요한 상황이다.
본 발명의 실시 예들은 센서부의 측정값을 이용하여 서지를 판별하고 서지로 판별되면 신속하게 차단한 후, 정상 상태 여부를 판별하여 연결을 안정적으로 복구할 수 있는, 태양광 접속반을 보호할 수 있는, 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈에서 생성되는 직류전력을 집합하여 인버터에 전송하는 태양광 접속반에 있어서, 상기 인버터로 과전류가 흐르면 상기 인버터와의 연결을 차단하는 차단기; 상기 차단기와 접지 사이에 연결되고, 접지 연결을 통해 과전압으로부터 접속반을 보호하는 서지 보호기; 적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈 및 상기 차단기 사이에 각각 연결되고, 상기 차단기 및 상기 인버터 사이에 연결되고, 상기 태양 전지 모듈 및 상기 인버터로부터 유입되는 이상 전류 또는 이상 전압을 개별적으로 감지하고, 상기 태양 전지 모듈과의 연결 라인을 온/오프시키거나, 상기 인버터와의 연결 라인을 온/오프시키는 복수의 스위칭 및 센서부; 및 상기 감지된 이상 전류값 또는 이상 전압값을 기초로 하여 접속반 상태를 판별하고, 상기 판별된 접속반 상태가 이상 상태이면 접속반 동작을 차단시키고, 정상 상태로 판별되면 상기 차단된 접속반 동작을 복구시키는 제어부를 포함하는 태양광 접속반 보호 장치가 제공될 수 있다.
상기 스위칭 및 센서부는, 상기 태양 전지 모듈 및 상기 인버터로부터 유입되는 이상 전류 또는 이상 전압을 감지하여 이상 전류값 또는 이상 전압값을 상기 제어부로 출력하는 센서부; 상기 태양 전지 모듈과 상기 차단기 사이의 연결 라인을 연결하거나 차단시키는 라인 스위치부; 및 상기 판별된 접속반 상태에 따라 상기 라인 스위치를 온 상태 또는 오프 상태를 구동시키는 구동 스위치부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판별된 접속반 상태가 이상 상태이면 상기 스위칭 및 센서부를 오프시켜 상기 스위칭 및 센서부의 연결을 차단하고, 정상 상태로 판별되면 상기 스위칭 및 센서부를 온시켜 상기 차단된 스위칭 및 센서부의 연결을 복구시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 이상 전류값의 전류 패턴 또는 상기 감지된 이상 전압값의 전압 패턴을 이용하여 이상 상태를 낙뢰 및 역전류 중 어느 하나로 판별할 수 있다.
상기 제어부는, 측정 전류값이 기설정된 전류 임계치보다 낮고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치보다 높은 경우에 낙뢰로 판단하고, 측정 전류값이 기설정된 전류 임계치보다 높고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치보다 낮은 경우에 역전류로 판단할 수 있다.
상기 장치는, 접속반에서 발생하는 연기 또는 열을 감지하는 화재 센서부를 구비하고, 상기 화재 센서부에서 감지되는 연기 측정값 또는 온도 센싱값이 기설정된 화재 임계치를 초과하는 경우 화재로 판단하는 화재징후 감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 센서부의 측정값을 이용하여 서지를 판별하고 서지로 판별되면 신속하게 차단한 후, 정상 상태 여부를 판별하여 연결을 안정적으로 복구할 수 있는, 태양광 접속반을 보호할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 발전상태를 실시간 모니터링을 통해 최적의 상태를 유지하며 안정성과 실시간 점검으로 낙뢰 및 서지발생시 신속한 차단과 동시에 복구를 연동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치에서의 스위칭 및 센서부의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치에서의 스위칭 및 센서부의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)는 차단기(110), 서지 보호기(120), 스위칭 및 센서부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
여기서, 도 1에 도시된 태양광 접속반 보호 장치(100)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 태양광 접속반 보호 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 태양광 접속반 보호 장치(100)가 구현될 수도 있다.
이하, 도 1의 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
우선, 태양광 접속반은 적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈(10)에서 생성되는 직류전력을 집합하여 인버터(20)에 전송한다. 여기서, 태양 전지 모듈(10)은 직렬 또는 병렬로 연결되어 있다. 태양 전지 모듈(10)은 태양 전지 모듈(10)뿐만 아니라 개별적인 태양 전지셀, 태양 전지 어레이 등 태양광을 받아 발전할 수 있는 장치라면 적용 가능하고, 태양 전지 모듈(10)로만 한정되지 않는다. 태양광 접속반은 복수의 태양 전지 모듈(10)이 생성하는 직류(DC) 전력을 집합하여 인버터(20)에 전송한다.
인버터(20)는 계통과 연결되어 있고, 태양광 접속반으로부터 전송된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 계통에 전송한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차단기(110)는 인버터(20)로 과전류가 흐르면 인버터(20)와의 연결을 차단한다.
서지 보호기(120)는 차단기(110)와 접지 사이에 연결되고, 접지 연결을 통해 과전압으로부터 접속반을 보호한다.
한편, 스위칭 및 센서부(130)는 적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈(10) 및 차단기(110) 사이에 각각 연결된다. 또한, 스위칭 및 센서부(130)는 차단기(110) 및 인버터(20) 사이에 연결된다.
스위칭 및 센서부(130)는 태양 전지 모듈(10) 및 인버터(20)로부터 유입되는 이상 상태(이상 전류 또는 이상 전압)를 개별적으로 감지한다. 여기서, 스위칭 및 센서부(130)는 SFCS(Switch Function Current Sensor)로 지칭된다. 스위칭 및 센서부(130)는 접속반에 유입되는 역전류, 과열, 낙뢰 및 서지 중 어느 하나의 이상 상태를 감지한다.
이후, 스위칭 및 센서부(130)는 태양 전지 모듈(10)과의 연결 라인을 온/오프시키거나, 인버터(20)와의 연결 라인을 온/오프시킨다. 스위칭 및 센서부(130)는 제어부(140)의 제어 신호에 따라 인버터(20)와 접속반의 연결을 신속하게 차단할 수 있다.
제어부(140)는 스위칭 및 센서부(130)에서 감지된 이상 전류값 또는 이상 전압값을 기초로 하여 접속반 상태를 판별하고, 그 판별된 접속반 상태가 이상 상태이면 접속반 동작을 차단시킨다. 제어부(140)는 MCM(Main Control Monitoring)로 지칭된다.
일례로, 제어부(140)는 스위칭 및 센서부(130)의 측정값을 이용하여 서지를 판별하고, 서지로 판별되면 스위칭 및 센서부(130)를 개방시킨다. 이후, 제어부(140)는 정상 상태 여부를 판별하여 연결을 복구할 수 있다.
이후, 제어부(140)는 정상 상태로 판별되면 그 차단된 접속반 동작을 복구시킨다. 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)에서는 태양광 접속반의 이상 상태를 판별하여 연결을 신속하게 차단한 후, 정상 상태로 판별되면 자동으로 복구하는 기능이 태양광 접속반에 접목되어 있다.
제어부(140)의 동작을 구체적으로 살펴보면, 제어부(140)는, 판별된 접속반 상태가 이상 상태이면 스위칭 및 센서부(130)를 오프시켜 스위칭 및 센서부(130)의 연결을 차단한다.
그리고 제어부(140)는 정상 상태로 판별되면 스위칭 및 센서부(130)를 온시켜 이전에 차단된 스위칭 및 센서부(130)의 연결을 복구시킬 수 있다.
제어부(140)는 태양광 접속반으로 유입되는 과전압 및 과전류를 감지하여 접속반과 인버터(20) 사이의 연결을 차단하고, 일시적인 서지로 판별되면 자동으로 복구할 수 있다.
한편, 제어부(140)는, 스위칭 및 센서부(130)에서 감지된 이상 전류값의 전류 패턴 또는 이상 전압값의 전압 패턴을 이용하여 이상 상태를 낙뢰 및 역전류 중 어느 하나로 판별할 수 있다.
여기서, 제어부(140)는, 측정 전류값이 기설정된 전류 임계치보다 낮고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치보다 높은 경우에 낙뢰로 판단할 수 있다. 제어부(140)는, 측정 전류값이 기설정된 전류 임계치 미만이고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치를 초과한 경우에 낙뢰로 판단할 수 있다.
반면, 제어부(140)는 측정 전류값이 기설정된 전류 임계치보다 높고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치보다 낮은 경우에 역전류로 판단할 수 있다. 제어부(140)는 측정 전류값이 기설정된 전류 임계치를 초과하고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치 미만인 경우에 역전류로 판단할 수 있다.
이러한 낙뢰 및 역전류를 통해 태양광 접속반에서 서지가 발생하게 된다. 여기서, 서지에 대해서 하기와 같이 살펴보기로 한다.
서지(Surge)란 전기, 통신선로를 따라서 전달되는 급격한 과도전압(전류, 에너지)으로서, 자연현상에 의한 뇌서지는 외부 서지라 하고, 전기회로의 급격한 충격에서 발생하는 스위칭 서지 등은 내부 서지로 분류한다. 천둥 번개가 치면 TV나 컴퓨터가 고장나는 현상을 흔히 경험했을 것이다. 이를 뇌서지라고 부르며, 뿐만 아니라 전기 스위치를 켜거나 끄는데, 주변의 다른 기기가 고장 나는 현상도 있는데, 이러한 현상을 스위칭 서지라 한다. 이 밖에도 여러 원인으로 Surge가 발생된다.
좀더 구체적으로, 서지는 전기 또는 통신선에 예기치 않은 이상 과도전압을 통칭하는 것으로 수us 내지 수십us(통상 1.2us~50us)의 짧은 시간 동안 작게는 수mV부터 크게는 전압이 20kV에 달하며 전류는 10kA에 달하는 강력한 에너지(=200MW)를 함유하고 있다.
정전기와 다른 점은 서지는 주로 낙뢰 등에 의한 전자기파가 선로에 유도되거나 스위치를 켜고 끌 때 돌입전류와 차단 스파크 등에 기인한 전력의 유도, 대용량의 캐패시터의 충방전에 의해 에너지가 형성되며 큰 전력을 가지는 에너지를 함유하여 전기, 통신선로를 통해 유입되어 장비를 손상시키는 특성이 있다.
정전기는 마찰 등에 의해 충전된 에너지가 방전될 때 발생하며 전압은 높지만 함유한 에너지는 매우 미미하여 방전 면에 국소적으로 피해현상을 일으키는 특성을 가진다.
낙뢰/서지보호에는 선로-선로간(L1-L2), 선로-접지간(L-G)의 전위차를 해소하고, 전원선로-통신선로, 통신접지-전원접지 등 전 방위에 걸친 전위차를 해소하여야만, 그 효과를 기대할 수 있다.
따라서 어느 한 부분(선로)에 대하여 낙뢰 보호기를 설치하였다고 하여도 다른 선로를 통하여 유입되는 뇌/서지는 막을 수 없기에 접지선로를 포함하여 모든 선로에 대하여 낙뢰보호기를 설치하여 기기에 접속되는 모든 선로에 SPD를 통한 등전위를 구성해야 그 효과를 기대할 수 있다. 그러나 이 장치만으로는 전자장비의 회로를 완전 보호할 수 없기에, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)는 일반적인 태양광 접속반에 구비된 차단기(110) 및 서지 보호기(120) 이외에 추가로 스위칭 및 센서부(130)와 제어부(140)를 포함하여 태양광 접속반에서 발생하는 서지를 신속하게 차단하고, 정상 상태이면 태양광 접속반을 자동으로 복구할 수 있다.
한편, 추가적인 실시 예로서, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)는 화재징후 감지부(150)를 더 포함할 수 있다.
화재징후 감지부(150)는 태양광 접속반에서 발생하는 연기 또는 열을 감지하는 화재 센서부를 구비한다. 그리고 화재징후 감지부(150)는 화재 센서부에서 감지되는 연기 측정값 또는 온도 센싱값이 기설정된 화재 임계치를 초과하는 경우 화재로 판단할 수 있다.
구체적으로 화재 센서부에는 연기 센서(151) 및 열 센서(152)가 포함될 수 있다.
연기 센서(151)는 광전식 연기 감지기(SM, Optical Smoke Detector)로 이루어질 수 있다. 광전식 연기 감지기는 연기를 광전식으로 감지하고, 그 감지된 값을 화재 센서부로 전달한다.
열 센서(152)는 정온식 열감지기(Th, constant temperature type fire detector)로 이루어질 수 있다. 열 센서(152)는 정온식으로 열을 감지하고, 그 감지된 값을 화재 센서부로 전달한다.
화재 센서는 연기 센서(151) 및 열 센서(152)에서 감지된 값을 취합하여 화재징후 감지부(150)로 화재로 판단될 수 있는 측정값을 전달하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 신속차단 기능을 이용한 태양광 접속반 보호 장치에서의 스위칭 및 센서부(130)의 구성도이다.
우선, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)는 인버터(20)와 태양 전지 모듈(10) 사이에 스위칭 및 센서부(130)가 연결되어 있다.
이를 통해, 태양광 접속반 보호 장치(100)는 접속반 및 인버터(20)의 동작 상태와 이상 유무를 감시하여 태양광 접속반을 보호할 수 있다.
스위칭 및 센서부(130)는 태양 전지 모듈(10)의 출력단에 연결된 퓨즈와 연결되거나, 퓨즈 없이 태양 전지 모듈(10)에 직접 연결될 수 있다. 여기서, 스위칭 및 센서부(130)는 태양 전지 모듈(10) 또는 태양 전지 어레이에서 태양광 접속반으로 유입되는 낙뢰, 서지, 과전류 중 어느 하나의 이상 상태를 감지할 수 있다.
또한, 스위칭 및 센서부(130)는 인버터(20)의 입력단에 연결될 수 있다. 여기서, 스위칭 및 센서부(130)는 태양광 접속반에서 인버터(20)로 공급되는 입력전류를 검출하여 지락 및 누설 전류를 검출할 수 있다. 일례로, 스위칭 및 센서부(130)는 지락 및 누설 전류를 검출하는 검출 센서와 지락 및 누설 전류 발생에 따라 유도되는 유기 전압을 입력 신호로 하여 태양 전지 모듈(10)과 인버터(20) 사이의 폐회로를 차단하는 라인 스위치부(132)를 포함한다.
이와 같이, 제어부(140)는 스위칭 및 센서부(130)에 의한 신속 차단(Rapid Shutdown) 기능을 통해 연결이 차단된 후, 서지가 발생한 위치(예컨대, 태양 전지 모듈의 출력단 또는 계통과 연결된 인버터(20)의 입력단)를 확인하고, 서지가 발생된 이후의 태양광 접속반의 상태를 고려하여 즉시 복구할지를 판단하게 된다. 또한, 제어부(140)는 판단 결과에 따라 효과적인 복구 방법을 자동으로 선택하여 복구 절차를 진행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 스위칭 및 센서부(130)에서의 센싱 결과를 기초로 하여, 태양 전지 모듈(10)의 발전단에서의 낙뢰로 인한 서지, 계통에서의 낙뢰로 인한 서지 및 계통과 연결된 인버터(20)를 통해 유입되는 역전류 중에서 어느 이상 상태인지를 판단한다. 이에 따라, 제어부(140)는 서지가 발생한 위치와 서지가 발생된 이후의 태양광 접속반의 상태를 고려하여 복구 절차를 결정하게 된다. 예컨대, 제어부(140)는 발생된 서지로 인해 태양광 접속반이 파손될 수 있는 전압 또는 전류를 산출하여 복구 여부를 결정할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)에서의 스위칭 및 센서부(130)는 센서부(131), 라인 스위치부(132) 및 구동 스위치부(133)를 포함한다.
변형 예에 따르면, 스위칭 및 센서부(130)의 구성부 중 해당 변형 예에 불필요한 기능/구성부가 생략되거나, 일부 구성부가 통합될 수 있다.
센서부(131)는 태양 전지 모듈(10) 및 인버터(20)로부터 유입되는 이상 전류 또는 이상 전압을 감지하여 이상 전류값 또는 이상 전압값을 제어부(140)로 출력한다.
라인 스위치부(132)는 태양 전지 모듈(10)과 차단기(110) 사이의 연결 라인을 연결하거나 차단시킨다.
구동 스위치부(133)는 제어부(140)에서 판별된 접속반 상태에 따라 라인 스위치부(132)를 온 상태 또는 오프 상태를 구동시킨다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 접속반 보호 장치(100)는 지락 및 누설전류를 검출하는 장치를 구비하고, 태양광 발전 시스템에서 발생하는 지락 및 누설전류를 정확히 검출할 수 있다. 또한, 태양광 접속반 보호 장치(100)는 지락 및 누설전류가 발생하면 태양광 발전 시스템 작동을 신속하게 중단하여 안전성을 확보할 수 있다. 그리고 태양광 접속반 보호 장치(100)는 태양광 발전 시스템이 정상 상태로 동작하게 되면 자동 복구할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 접속반 보호 장치(100)는 화재징후 감지부(150)를 더 포함하여 화재 및 인명사고의 위험을 사전에 예방할 수 있다.
이상에서 설명한 실시 예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 태양 전지 모듈(SPV)
20: 인버터(INVERTER)
100: 태양광 접속반 보호 장치
110: 차단기(MCCB)
120: 서지 보호기(SPD)
130: 스위칭 및 센서부(SFCS)
140: 제어부(MCM)
150: 화재징후 감지부
151: 연기 센서(Sm)
152: 열 센서(Th)
131: 센서부
132: 라인 스위치부
133: 구동 스위치부
20: 인버터(INVERTER)
100: 태양광 접속반 보호 장치
110: 차단기(MCCB)
120: 서지 보호기(SPD)
130: 스위칭 및 센서부(SFCS)
140: 제어부(MCM)
150: 화재징후 감지부
151: 연기 센서(Sm)
152: 열 센서(Th)
131: 센서부
132: 라인 스위치부
133: 구동 스위치부
Claims (6)
- 적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈에서 생성되는 직류전력을 집합하여 인버터에 전송하는 태양광 접속반에 있어서,
상기 인버터로 과전류가 흐르면 상기 인버터와의 연결을 차단하는 차단기;
상기 차단기와 접지 사이에 연결되고, 접지 연결을 통해 과전압으로부터 접속반을 보호하는 서지 보호기;
적어도 하나 이상의 태양 전지 모듈 및 상기 차단기 사이에 각각 연결되고, 상기 차단기 및 상기 인버터 사이에 연결되고, 상기 태양 전지 모듈 및 상기 인버터로부터 유입되는 이상 전류 또는 이상 전압을 개별적으로 감지하고, 상기 태양 전지 모듈과의 연결 라인을 온/오프시키거나, 상기 인버터와의 연결 라인을 온/오프시키는 복수의 스위칭 및 센서부; 및
상기 감지된 이상 전류값 또는 이상 전압값을 기초로 하여 접속반 상태를 판별하고, 상기 판별된 접속반 상태가 이상 상태이면 접속반 동작을 차단시키고, 정상 상태로 판별되면 상기 차단된 접속반 동작을 복구시키는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 감지된 이상 전류값의 전류 패턴 또는 상기 감지된 이상 전압값의 전압 패턴을 이용하여 이상 상태를 낙뢰 및 역전류 중 어느 하나로 판별하는 것으로,
측정 전류값이 기설정된 전류 임계치 미만이고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치를 초과한 경우에 낙뢰로 판단하고, 측정 전류값이 기설정된 전류 임계치를 초과하고 측정 전압값이 기설정된 전압 임계치 미만인 경우에 역전류로 판단하는 태양광 접속반 보호 장치. - 제1항에 있어서,
상기 스위칭 및 센서부는,
상기 태양 전지 모듈 및 상기 인버터로부터 유입되는 이상 전류 또는 이상 전압을 감지하여 이상 전류값 또는 이상 전압값을 상기 제어부로 출력하는 센서부;
상기 태양 전지 모듈과 상기 차단기 사이의 연결 라인을 연결하거나 차단시키는 라인 스위치부; 및
상기 판별된 접속반 상태에 따라 상기 라인 스위치를 온 상태 또는 오프 상태를 구동시키는 구동 스위치부
를 포함하는 태양광 접속반 보호 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 판별된 접속반 상태가 이상 상태이면 상기 스위칭 및 센서부를 오프시켜 상기 스위칭 및 센서부의 연결을 차단하고, 정상 상태로 판별되면 상기 스위칭 및 센서부를 온시켜 상기 차단된 스위칭 및 센서부의 연결을 복구시키는 태양광 접속반 보호 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
접속반에서 발생하는 연기 또는 열을 감지하는 화재 센서부를 구비하고, 상기 화재 센서부에서 감지되는 연기 측정값 또는 온도 센싱값이 기설정된 화재 임계치를 초과하는 경우 화재로 판단하는 화재징후 감지부
를 더 포함하는 태양광 접속반 보호 장치.
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