KR102021913B1 - Fire Prevention System Of Photovoltaic Apparatus - Google Patents

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KR102021913B1
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blocking
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임수연
임채윤
이종배
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(주)신호엔지니어링
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Abstract

The present invention relates to a fire prevention system of a photovoltaic apparatus, which can prevent the continuous inflow of electricity produced from a solar cell array, forcibly cut off a circuit regardless of whether an arc detecting unit is in operation and prevent parallel arc. The system comprises: a solar cell array including a plurality of solar cell modules which include a plurality of solar cells and frames and have a back surface provided with a junction box wherein a pair of connectors including positive connectors and negative connectors is connected to the junction box; an arc detecting and blocking unit including an arc detecting unit connected to any one of a negative wiring or a positive wiring of the solar cell array to detect an arc occurring in a portion of the solar cell array, a fuse forcibly blocking a circuit regardless of whether the arc detecting unit is in operation when a short circuit occurs, and an electronic switch operating with an arc detection signal of the arc detecting unit; and a circuit breaker electrically connected to the solar cell array and the arc detecting and blocking unit, and provided inside a switchboard or a connection panel to block current when an overload current flows or a short circuit occurs in an internal circuit thereof. Any one or more of the plurality of solar cell modules is further provided with a connection blocking box for blocking the electrical connection between the solar cell modules on a back surface thereof.

Description

태양광 발전장치의 화재예방시스템{Fire Prevention System Of Photovoltaic Apparatus}Fire Prevention System of Photovoltaic Devices {Fire Prevention System Of Photovoltaic Apparatus}

본 발명은 태양광 발전장치의 화재예방시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지 어레이에서 생산된 전기가 지속적으로 유입되는 것을 차단할 수 있고, 아크 검출부의 작동 여부와 상관없이 회로를 강제적으로 차단할 수 있으며, 병렬 아크를 미연에 방지할 수 있는 태양광 발전장치의 화재예방시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fire prevention system of a photovoltaic device, and more particularly, to prevent the continuous inflow of electricity produced from a solar cell array, and to forcibly block a circuit regardless of whether an arc detector is operated. The present invention relates to a fire prevention system of a photovoltaic device capable of preventing parallel arcs in advance.

도 1은 등록특허공보 제10-1677930호에 개시되어 있는 누설전류 및 아크의 감시 기능을 구비한 태양광 접속반으로서 그 기본 구성은 아래와 같다.1 is a solar connection panel having a leakage current and arc monitoring function disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1677930, the basic configuration of which is as follows.

태양전지 어레이에서 출력되는 각각의 전력선에 설치되는 스위칭 모듈(10), 스위칭 모듈의 2차측에 연결되어 직류전원을 교류전원으로 변환하여 출력하는 인버터(20), 인버터의 1차측 전력선 각각에 구비되어 전류를 검출하는 전류센서(30), 전류센서에서 각각 검출된 전류값에 따라 아크 발생을 검출하는 아크검출부(50); 및 아크검출부에서의 아크 검출결과 아크가 발생된 것으로 판단된 경우, 스위칭 모듈을 선택적으로 제어하는 차단부(60)를 포함한다.Switching module 10 is installed on each power line output from the solar cell array, the inverter 20 is connected to the secondary side of the switching module is provided in each of the inverter 20, the primary side power line of the inverter to convert and output the DC power to AC power A current sensor 30 for detecting current and an arc detector 50 for detecting arc generation according to the current value detected by the current sensor, respectively; And a blocking unit 60 for selectively controlling the switching module when it is determined that the arc is generated as a result of the arc detection in the arc detection unit.

그리고 이러한 구성으로 태양전지 어레이, 및 상기 태양전지 어레이와 태양광 접속반 사이의 전력선에서 발생된 누설전류에 의한 아크를 검출하여 고장이 발생된 태양전지 어레이를 계통에서 신속히 분리하여 아크에 의한 화재를 방지할 수 있다.In this configuration, the arc is detected by the leakage current generated in the solar cell array and the power line between the solar cell array and the solar connection panel. It can prevent.

그러나 태양전지 특성상 태양빛으로 전기를 지속적으로 생산하고 있으므로 아크 검출 후 해당 태양전지 어레이를 계통에서 분리하더라도 태양전지 어레이에서 지속적으로 생산되는 전기로 인하여 아크가 바로 화재로 이어질 가능성이 높고, 아크 방전을 일으킨 곳에 전기가 계속 공급되어 화재를 촉진시킨다는 문제가 있다.However, due to the characteristics of solar cells, electricity is continuously produced by sunlight, so even if the solar cell array is disconnected from the grid after the arc detection, the arc is likely to lead to fire due to the electricity continuously produced by the solar cell array. There is a problem that electricity is continuously supplied to the place where it is triggered to promote a fire.

또한, 상기 종래기술은 아크 검출이 정확하게 이루어지는 것을 전제로 하고 있으나, 단락이 발생할 경우 오히려 아크는 검출되지 않는다는 문제가 있고, 병렬 아크로 인한 화재에 대해서는 아무런 대책이 없다.In addition, the prior art presupposes that the arc detection is correctly performed, but there is a problem that the arc is not detected when a short circuit occurs, and there is no countermeasure against fire due to the parallel arc.

등록특허공보 제10-1677930호(2016. 11. 21. 공고)Patent Registration No. 10-1677930 (announced on November 21, 2016)

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 아크 검출시 태양전지 어레이에서 생산된 전기가 지속적으로 유입되는 것을 차단함과 동시에 태양광 발전장치의 다른 후속 장치들과의 전기적 연결을 차단할 수 있고, 단락이 발생할 경우 아크 검출부의 작동 여부와 상관없이 회로를 강제적으로 차단할 수 있으며, 병렬 아크를 미연에 방지할 수 있는 태양광 발전장치의 화재예방시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention, while blocking the continuous inflow of electricity produced in the solar cell array during arc detection and at the same time can cut off the electrical connection with other subsequent devices of the photovoltaic device, short circuit occurs In this case, the circuit can be forcibly cut off regardless of whether the arc detector is operated, and a fire prevention system of a photovoltaic device capable of preventing parallel arcs in advance is provided.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 태양광 발전장치의 화재예방시스템은, 복수의 태양전지 셀과 프레임을 포함하되 그 배면에는 접속 배선함이 구비되고 상기 접속 배선함에는 플러스 커넥터와 마이너스 커넥터로 이루어지는 한 쌍의 커넥터가 연결되는 다수의 태양전지 모듈로 이루어지는 태양전지 어레이; 상기 태양전지 어레이의 마이너스 배선 또는 플러스 배선의 어느 하나에 연결되어 태양전지 어레이의 일부분에서 발생하는 아크를 검출하는 아크 검출부, 단락이 발생할 경우 상기 아크 검출부의 작동 여부와 상관없이 회로를 강제적으로 차단하는 퓨즈, 및 상기 아크 검출부의 아크 검출 신호로 작동하는 전자스위치를 포함하는 아크 검출 및 차단부; 및 상기 태양전지 어레이 및 아크 검출 및 차단부에 전기적으로 연결되되, 배전반이나 접속반 내부에 구비되어 그 내부 회로에 과부하 전류가 흐르거나 단락이 발생하였을 경우 전류를 차단하는 배선용 차단부;를 포함하고, 상기 다수의 태양전지 모듈의 어느 하나 이상에는 그 배면에 태양전지 모듈 간의 전기적 연결의 차단을 위한 연결 차단 박스가 더 구비된다.In order to solve the above problems, a fire prevention system of a photovoltaic device of the present invention includes a plurality of solar cells and a frame, the back of which is provided with a junction box, and the junction box includes a pair consisting of a positive connector and a negative connector. A solar cell array consisting of a plurality of solar cell modules to which connectors are connected; An arc detection unit connected to either the negative wiring or the positive wiring of the solar cell array to detect an arc occurring in a portion of the solar cell array, and forcibly blocking a circuit regardless of whether the arc detection unit is operated when a short circuit occurs. An arc detection and blocking unit including a fuse, and an electronic switch operating with an arc detection signal of the arc detection unit; And a wiring breaker that is electrically connected to the solar cell array and the arc detection and blocking unit, and is provided inside a switchboard or a connection panel to block the current when an overload current flows or a short circuit occurs in an internal circuit thereof. At least one of the plurality of solar cell modules further includes a connection blocking box for blocking an electrical connection between the solar cell modules.

또한, 상기 아크 검출부는 상기 태양전지 어레이로부터 유입되는 직류 전기의 특정 주파수 검출을 통해 아크를 검출하는 아크 검출 회로부, 상기 주파수 검출을 위하여 원형 코어에 검지 코일이 감겨진 센싱부, 및 상기 센싱부로부터 검지된 주파수 중 아크 발생 주파수만을 통과시키는 대역 통과 필터를 포함한다.The arc detection unit may further include an arc detection circuit unit for detecting an arc by detecting a specific frequency of direct current flowing from the solar cell array, a sensing unit in which a detection coil is wound around a circular core for detecting the frequency, and the sensing unit from the sensing unit. And a band pass filter for passing only the arc generation frequency among the detected frequencies.

또한, 상기 아크 검출 및 차단부에는 상기 아크 검출부로부터의 아크 검출 신호를 송출하는 무선 송신부가 더 구비되며, 상기 연결 차단 박스에는 상기 무선 송신부로부터의 아크 검출 신호를 수신하는 무선 수신부와 수신된 아크 검출 신호에 의해 개방되는 전자스위치가 포함된다.The arc detection and blocking unit may further include a wireless transmission unit for transmitting an arc detection signal from the arc detection unit, and the connection blocking box may include a wireless reception unit for receiving an arc detection signal from the wireless transmission unit and a received arc detection unit. Electronic switches opened by signals are included.

또한, 상기 아크 검출 회로부는 별도의 태양전지 모듈로부터 전원을 공급받는 전원공급부를 더 포함하고, 상기 별도의 태양전지 모듈은 동쪽 태양전지 모듈, 남쪽 태양전지 모듈 및 서쪽 태양전지 모듈로 이루어지며, 상기 센싱부는 원형 코어 내부로 원통형 부스바가 삽입 배치되고, 태양전지 어레이로부터의 입력 배선이 원통형 부스바에 연결된다.The arc detection circuit unit may further include a power supply unit receiving power from a separate solar cell module, wherein the separate solar cell module is formed of an east solar cell module, a south solar cell module, and a west solar cell module. The sensing unit has a cylindrical busbar inserted into the circular core and an input wire from the solar cell array is connected to the cylindrical busbar.

아울러, 어느 태양전지 모듈과 이에 인접하는 태양전지 모듈은 평면도상 서로 역방향으로 배치되고, 동일한 수평선 상에 위치한 접속 배선함끼리 연결하는 방식으로 상기 플러스 및 마이너스 커넥터들이 연결된다.In addition, a solar cell module and a solar cell module adjacent thereto are disposed in opposite directions in a plan view, and the plus and minus connectors are connected in such a manner that connection junction boxes located on the same horizontal line are connected to each other.

본 발명의 태양광 발전장치의 화재예방시스템에 의하면, 태양전지 어레이에서 생산되는 전기의 특정 주파수 대역의 검지를 통해 아크를 검출하면 아크 검출 및 차단부 내의 전자스위치를 개방시켜 태양광 발전장치의 후속 장치들과 전기적 연결을 차단하고, 이와 동시에 연결 차단 박스 내의 전자스위치를 개방시켜 태양전지 모듈 간의 전기적 연결을 차단함으로써 아크화재를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.According to the fire prevention system of the photovoltaic device of the present invention, when the arc is detected through detection of a specific frequency band of electricity produced by the solar cell array, the electronic switch in the arc detection and blocking unit is opened to follow the photovoltaic device. It is possible to prevent the arc fire more effectively by breaking the electrical connection between the devices and at the same time by opening the electronic switch in the connection blocking box to block the electrical connection between the solar cell module.

또한, 아크 검출 및 차단부 내에 퓨즈를 구비하여 단락이 발생하면 아크 검출부의 작동 여부와 상관없이 회로를 강제적으로 차단할 수 있으므로 본 발명의 시스템이 보다 안정적으로 작동될 수 있다.In addition, if a short circuit occurs by providing a fuse in the arc detection and blocking unit, the circuit of the present invention can be forcibly cut off regardless of whether the arc detection unit is in operation, and thus the system of the present invention can be operated more stably.

또한, 태양전지 모듈의 직렬 연결에 사용되는 커넥터들이 상하로 이격된 채 연결되도록 배치되어 있어 인접한 커넥터들의 접촉이 이루어지지 않으므로 병렬 아크를 미연에 방지할 수 있다.In addition, since the connectors used for series connection of the solar cell module are arranged to be spaced apart from each other up and down, contact between adjacent connectors is not made, thereby preventing parallel arcs in advance.

도 1은 종래기술의 누설전류 및 아크의 감시 기능을 구비한 태양광 접속반에 대한 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치의 화재예방시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치의 화재예방시스템의 아크 검출부에 대한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치의 화재예방시스템의 아크 검출부를 구동하기 위한 전원 공급 수단을 나타내는 개략적인 구성도이다.1 is a general configuration diagram of a solar panel having a monitoring function of leakage current and arc of the prior art.
2 is a block diagram of a fire prevention system of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of an arc detection unit of a fire prevention system of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating a power supply unit for driving an arc detector of a fire prevention system of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치의 화재예방시스템은 태양전지 어레이(100), 아크 검출 및 차단부(200) 및 배선용 차단부(300)를 포함하여 이루어진다.2 to 4, the fire prevention system of the solar cell apparatus according to an embodiment of the present invention includes a solar cell array 100, the arc detection and blocking unit 200 and the wiring blocking unit 300 Is done.

이하, 상기의 구성 요소들을 중심으로 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be specifically described based on the above components.

상기 태양전지 어레이(100)는 다수의 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')과 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')을 지상 또는 구조물에 고정하기 위한 거치대를 포함한다.The solar cell array 100 includes a plurality of solar cell modules (110-170, 110'-170 ') and a cradle for fixing the solar cell modules (110-170, 110'-170') to the ground or structure. do.

태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')은 태양전지의 기본 소자로서 태양에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 태양전지 셀을 다수 구비하고, 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')의 테두리를 구성하면서 내부의 태양전지 셀을 보호하는 다양한 단면 형상을 갖는 프레임을 포함하며, 이러한 복수의 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')은 서로 직렬로 연결된다.The solar cell modules 110 to 170 and 110 'to 170' are provided with a plurality of solar cells capable of converting solar energy into electrical energy as basic elements of the solar cell, and solar cell modules 110 to 170 and 110 'to It comprises a frame having a variety of cross-sectional shapes to protect the inner solar cell while constituting the edge of 170 ', such a plurality of solar module (110 ~ 170, 110' ~ 170 ') are connected in series with each other.

이러한 직렬 연결을 위해 각각의 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')의 배면에는 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')에서 생산되는 전기를 서로 안정적으로 연결할 때 사용되는 접속 배선함(101)이 구비되고, 접속 배선함(101)에는 마이너스 커넥터(113 ~ 173, 113' ~ 173')와 플러스 커넥터(115 ~ 175, 115' ~ 175')가 한 쌍을 이루어 연결된다.For this series connection, the back of each solar cell module (110 ~ 170, 110 '~ 170') is used to stably connect the electricity produced by the solar cell modules (110 ~ 170, 110 '~ 170') to each other The junction box 101 is provided, and the junction box 101 is connected to a pair of negative connectors 113 to 173 and 113 'to 173' and a positive connector 115 to 175 and 115 'to 175'.

본 발명에서는 태양전지 모듈(110 ~ 170)을 배치함에 있어서 어느 태양전지 모듈이 이에 인접하는 태양전지 모듈과 평면도상 서로 역방향으로 놓여지고, 플러스 및 마이너스 커넥터들은 동일한 수평선 상에 위치한 접속 배선함끼리 연결하는 방식으로 연결되고, 다른 태양전지 모듈(110' ~ 170')도 같은 방식으로 연결된다.In the present invention, in arranging the solar cell modules 110 to 170, the solar cell modules are placed in opposite directions in plan view with the solar cell module adjacent thereto, and the plus and minus connectors are connected to the junction boxes located on the same horizontal line. The other solar cell modules 110 'to 170' are connected in the same manner.

즉, 도 2를 참조하면 제1 태양전지 모듈(110), 제3 태양전지 모듈(130), 제5 태양전지 모듈(150) 및 제7 태양전지 모듈(170)은 모두 접속 배선함(101)이 상부에 위치하고, 제2 태양전지 모듈(120), 제4 태양전지 모듈(140) 및 제6 태양전지 모듈(160)은 모두 접속 배선함(101)이 하부에 위치하도록 설치된다.That is, referring to FIG. 2, the junction box 101 includes the first solar cell module 110, the third solar cell module 130, the fifth solar cell module 150, and the seventh solar cell module 170. Located in the upper portion, the second solar cell module 120, the fourth solar cell module 140, and the sixth solar cell module 160 are all installed such that the junction box 101 is located below.

이러한 배치 구조로 인하여 제1 태양전지 모듈(110)의 제1 마이너스 커넥터(113)는 제3 태양전지 모듈(130)의 제3 플러스 커넥터(135)와 결합되고, 제1 태양전지 모듈(110)의 제1 플러스 커넥터(115)는 제2 태양전지 모듈(120)의 제2 마이너스 커넥터(123)와 결합되며, 제2 태양전지 모듈(120)의 제2 플러스 커넥터(125)는 제4 태양전지 모듈(140)의 제4 마이너스 커넥터(143)와 결합되는 방식으로 태양전지 어레이(100)의 커넥터들이 직렬로 상호 연결된다.Due to this arrangement structure, the first negative connector 113 of the first solar cell module 110 is coupled with the third plus connector 135 of the third solar cell module 130 and the first solar cell module 110. The first plus connector 115 is coupled to the second negative connector 123 of the second solar cell module 120, and the second plus connector 125 of the second solar cell module 120 is the fourth solar cell. The connectors of the solar cell array 100 are interconnected in series in a manner coupled with the fourth negative connector 143 of the module 140.

본 발명의 이러한 배치 구조는 커넥터들이 상하로 이격된 채 연결되도록 함으로써 커넥터들끼리 서로 겹치는 부분이 발생하지 않아 병렬 아크를 미연에 방지할 수 있게 된다.This arrangement structure of the present invention allows the connectors to be spaced apart from each other up and down so that the overlapping portions of the connectors do not occur so that parallel arcs can be prevented in advance.

또한, 본 발명에서는 태양전지 어레이(100)에 포함되어 있는 마이너스 커넥터(113 ~ 173, 113' ~ 173')와 플러스 커넥터(115 ~ 175, 115' ~ 175')의 전체 길이를 동일하게 구성할 수 있다.In addition, in the present invention, the entire lengths of the minus connectors 113 to 173 and 113 'to 173' and the plus connector 115 to 175 and 115 'to 175' included in the solar cell array 100 may be the same. Can be.

이와 같이 태양전지 어레이(100) 내의 마이너스 커넥터(113 ~ 173, 113' ~ 173')와 플러스 커넥터(115 ~ 175, 115' ~ 175')의 전체 길이를 동일하게 구성함으로써 마이너스 커넥터와 플러스 커넥터가 노후화되더라도 마이너스 커넥터와 플러스 커넥터에서의 저항의 불균형으로 인한 아크 발생을 방지할 수 있다.As such, the total lengths of the negative connectors 113 to 173, 113 'to 173' and the positive connectors 115 to 175 and 115 'to 175' in the solar cell array 100 are the same. Even with age, arcing can be prevented due to unbalanced resistance in negative and positive connectors.

게다가 마이너스 커넥터(113 ~ 173, 113' ~ 173')와 플러스 커넥터(115 ~ 175, 115' ~ 175') 간 전류 불균일 문제도 함께 해소되므로 후술하는 아크 검출 회로부(213)에서 정확한 아크 검출이 가능해진다.In addition, the current non-uniformity problem between the minus connectors (113 to 173, 113 'to 173') and the plus connector (115 to 175, 115 'to 175') is also eliminated, enabling accurate arc detection in the arc detection circuit section 213 described later. Become.

상기 아크 검출 및 차단부(200)는 태양전지 어레이(100)에서 발생하는 아크를 검출하고 전류의 흐름을 차단함으로써 아크로 인한 화재 발생을 방지하기 위한 구성으로서, 태양전지 어레이(100)로부터의 마이너스 배선(a) 또는 플러스 배선(b)의 어느 하나에 연결되고, 아크 검출부(210), 퓨즈(230), 전자스위치(250) 및 무선 송신부(270)를 포함하여 이루어진다.The arc detection and blocking unit 200 is a component for preventing the occurrence of fire due to the arc by detecting the arc generated in the solar cell array 100 and blocking the flow of current, minus wiring from the solar cell array 100 It is connected to either (a) or plus wiring (b), and comprises an arc detector 210, a fuse 230, an electronic switch 250 and a wireless transmitter 270.

상기 아크 검출부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 태양전지 어레이(100)로부터 유입되는 직류 전기의 특정 주파수 검출을 통해 아크를 검출하도록 구성된 아크 검출 회로부(213), 상기 주파수 검출을 위하여 원형 코어(215a)에 네 가닥의 검지 코일(215b)이 감겨져 이루어진 센싱부(215), 및 상기 센싱부(215)로부터 검지된 주파수 중 특정 주파수 즉, 아크 발생 주파수만을 통과시키는 대역 통과 필터(217)를 포함하여 이루어진다.As illustrated in FIG. 3, the arc detector 210 is configured to detect an arc through a specific frequency detection of direct current electricity flowing from the solar cell array 100. Four sensing coils 215b are wound around the core 215a, and a sensing unit 215 and a band pass filter 217 for passing only a specific frequency, that is, an arc generating frequency, among the frequencies detected by the sensing unit 215. It is made, including.

또한, 본 발명의 실시예에서는 아크 검출부(210)의 구동을 위하여 일반적으로 한전에서 공급되는 전원을 대신하여 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 태양전지 모듈(10, 20, 30)이 구비되어 이로부터 전원을 공급받도록 한다.In addition, in the embodiment of the present invention, in order to drive the arc detection unit 210, in place of the power supplied from KEPCO, separate solar cell modules 10, 20, and 30 are provided as shown in FIG. Get the power from the system.

이는 한전 전원을 사용하면 24시간 전원을 사용하기 때문에 불필요한 전력 낭비가 발생하는바 시스템 운영 비용을 절감하기 위함이다.This is to reduce the system operating cost because unnecessary power waste occurs because the KEPCO power is used for 24 hours.

도 4에 도시된 바와 같이, 별도의 태양전지 모듈(10, 20, 30)은 각각 동쪽, 남쪽, 서쪽을 향하도록 설치되어 있는데, 동쪽 태양전지 모듈(10)을 통해 해가 뜨기 시작하면서 바로 전기를 공급받아 아크 검출부(210)를 작동 대기 상태로 만들고, 서쪽 태양전지 모듈(30)을 통해 해가 질때까지 전기를 공급받아 아크 검출부(210)의 작동 상태를 좀 더 유지할 수 있다.As shown in FIG. 4, separate solar cell modules 10, 20, and 30 are installed to face east, south, and west, respectively, while the sun starts to rise through the east solar cell module 10. The arc detector 210 is placed in a standby state by receiving the supply, and electricity is supplied until the sun goes down through the western solar cell module 30 to maintain the operating state of the arc detector 210 more.

이로부터 본 발명은 아크 검출 및 차단부(200)를 해가 떠 있는 상태에서만 작동하도록 함으로써 시스템의 효율적인 사용이 가능하다.From this, the present invention enables efficient use of the system by operating the arc detection and blocking unit 200 only when the sun is floating.

이처럼 별도의 태양전지 모듈(10, 20, 30)에서 생산된 전기는 아크 검출 회로부(213) 내에 구비된 전원공급부(213a)를 통해 아크 검출부(210)의 구동 전원으로 사용된다.The electricity produced by the separate solar cell modules 10, 20, and 30 is used as a driving power source of the arc detection unit 210 through the power supply unit 213a provided in the arc detection circuit unit 213.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센싱부(215)는 원형 코어(215a) 내부로 원통형 부스바(219)가 삽입 배치되고, 태양전지 어레이(100)로부터의 입력 배선(c)이 원통형 부스바(219)에 연결되도록 구성된다.As shown in FIG. 3, in the sensing unit 215, a cylindrical bus bar 219 is inserted into the circular core 215 a, and the input wiring c from the solar cell array 100 is a cylindrical bus bar. Configured to be connected to 219.

상기 퓨즈(230)는 단락이 발생하는 경우 아크 검출부(210)가 작동하지 않더라도 화재로 이어질 수 있다는 점에서 단락이 발생하면 아크 검출부(210)의 작동 여부와 상관없이 회로를 강제적으로 차단할 수 있도록 하기 위한 구성으로서, 아크 검출 회로부(213)의 원통형 부스바(219)의 출력 배선(d)에 연결된다.The fuse 230 may cause a fire even if the arc detection unit 210 does not operate when a short circuit occurs, so that if a short circuit occurs, the circuit may be forcibly cut off regardless of whether the arc detection unit 210 is operated. As a constitution, it is connected to the output wiring d of the cylindrical bus bar 219 of the arc detection circuit section 213.

상기 전자스위치(250)는 배선용 차단부(300)로 연결되는 플러스 배선(b)의 전류 흐름을 차단하기 위한 구성으로서 아크 검출부(210)의 아크 검출 신호를 받아 작동된다.The electronic switch 250 operates to receive an arc detection signal of the arc detection unit 210 as a configuration for blocking the current flow of the positive wire b connected to the wiring breaker 300.

상기 무선 송신부(270)는 아크 검출부(210)에서 아크를 검출하면 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')의 어느 하나 이상의 배면에 설치된 연결 차단 박스(105, 105')로 아크 검출 신호를 송출한다.The wireless transmitter 270 detects an arc by using the connection blocking boxes 105 and 105 'installed on any one or more rear surfaces of the solar cell modules 110 to 170 and 110' to 170 'when the arc detector 210 detects an arc. Send a signal.

연결 차단 박스(105)에는 무선 수신부(105a)와 전자스위치(105b)가 포함되어 있어 무선 송신부(270)로부터의 아크 검출 신호를 수신하고 전자스위치(105b)를 개방시켜 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170') 간의 전기적 연결을 차단한다.The connection blocking box 105 includes a wireless receiver 105a and an electronic switch 105b to receive the arc detection signal from the wireless transmitter 270 and open the electronic switch 105b to open the solar cell modules 110 to 170. , 110 '~ 170') to cut off the electrical connection.

이때, 연결 차단 박스(105, 105')는 태양전지 스트링마다 적어도 하나 이상 설치되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that at least one connection blocking box 105, 105 'is installed for each solar cell string.

이로 인해 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170')간의 직렬 연결이 끊어져 태양전지 어레이(100)에서 생산된 전기가 유입되지 않는바, 아크가 발생한 부분에 추가적인 전기에너지 공급이 차단되므로 아크가 화재로 이어지는 것을 예방할 수 있다.As a result, since the series connection between the solar cell modules 110 to 170 and 110 'to 170' is broken, the electricity produced in the solar cell array 100 does not flow in, and thus the supply of additional electric energy to the arc generated part is blocked. Can lead to fire.

다음은 아크 검출 및 차단부(200)의 작동 과정을 설명한다.The following describes the operation of the arc detection and blocking unit 200.

태양전지 어레이(100)로부터 유입되는 직류 전기의 주파수를 센싱부(215)를 통해 검지하고, 검지된 주파수 중에서 특정 주파수 즉, 아크 발생 주파수(예를 들어, 40 ~ 100 kHz)만이 대역 통과 필터(217)를 통과하는바, 아크 검출 회로부(213)는 이러한 아크 발생 주파수가 입력되면 아크가 발생한 것으로 판단한다.The frequency of the direct current flowing from the solar cell array 100 is detected through the sensing unit 215, and only a specific frequency, that is, an arc generation frequency (for example, 40 to 100 kHz), is detected. When passing through 217, the arc detection circuit unit 213 determines that an arc has occurred when the arc generation frequency is input.

그 후, 아크 검출 회로부(213)는 즉시 신호를 보내 전자스위치(250)를 개방시킴으로써 배선용 차단부(300)로 연결되는 플러스 배선(b)의 전류 흐름을 차단한다.Thereafter, the arc detection circuit unit 213 immediately sends a signal to block the current flow of the positive wiring b connected to the wiring breaker 300 by opening the electronic switch 250.

이와 동시에 연결 차단 박스(105, 105')로 아크 검출 신호를 보내 그 내부의 전자스위치(105b)를 개방시켜 태양전지 모듈(110 ~ 170, 110' ~ 170') 간의 전기적 연결을 차단한다.At the same time, the arc detection signal is sent to the connection blocking boxes 105 and 105 'to open the electronic switch 105b therein to cut off the electrical connection between the solar cell modules 110 to 170 and 110' to 170 '.

상기 배선용 차단부(300)는 태양전지 어레이(100) 및 아크 검출 및 차단부(200)에 전기적으로 연결되고, 배전반이나 접속반 내부에 구비되어 그 내부 회로에 과부하 전류가 흐르거나 단락이 발생하였을 경우 전류를 차단한다.The wiring blocking unit 300 is electrically connected to the solar cell array 100 and the arc detection and blocking unit 200, and is provided in a switchboard or a connection panel so that an overload current flows or a short circuit occurs in the internal circuit. If the current is cut off.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 태양전지 어레이(100)에서 생산된 전기가 아크 검출부(210)의 원통형 부스바(219)를 통해 흐르는 과정에서 아크 발생 여부를 판단할 수 있는 특정 주파수가 검지되면 아크 검출 및 차단부(200) 내의 전자스위치(250)를 개방시킴과 동시에 연결 차단 박스(105, 105') 내의 전자스위치(105b)를 개방시켜 배선을 이중으로 차단함으로써 아크화재를 보다 효과적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention detects an arc when a specific frequency capable of determining whether an arc is generated in a process in which electricity generated in the solar cell array 100 flows through the cylindrical bus bar 219 of the arc detector 210 is detected. And open the electronic switch 250 in the blocking unit 200 and simultaneously open the electronic switch 105b in the connection blocking boxes 105 and 105 'to cut off the wiring twice to effectively prevent the arc fire. Will be.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it should be understood that the scope of the present invention extends to the range that is substantially equivalent to the embodiment of the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention.

100: 태양전지 어레이
101: 접속 배선함 105: 연결 차단 박스
110 ~ 170, 110' ~ 170': 태양전지 모듈
113 ~ 173, 113' ~ 173': 마이너스 커넥터
115 ~ 175, 115' ~ 175': 플러스 커넥터
200: 아크 검출 및 차단부
210: 아크 검출부 213: 아크 검출 회로부
215: 센싱부 217: 대역 통과 필터
219: 원통형 부스바 230: 퓨즈
250: 전자스위치 270: 무선 송신부
300: 배선용 차단부100: solar cell array
101: junction box 105: connection blocking box
110 ~ 170, 110 '~ 170': solar cell module
113 to 173, 113 'to 173': negative connector
115 to 175, 115 'to 175': plus connector
200: arc detection and blocking
210: arc detection unit 213: arc detection circuit unit
215: sensing unit 217: band pass filter
219: cylindrical busbar 230: fuse
250: electronic switch 270: wireless transmission unit
300: wiring breaker

Claims (5)

복수의 태양전지 셀과 프레임을 포함하되 그 배면에는 접속 배선함이 구비되고 상기 접속 배선함에는 플러스 커넥터와 마이너스 커넥터로 이루어지는 한 쌍의 커넥터가 연결되는 다수의 태양전지 모듈로 이루어지는 태양전지 어레이;
상기 태양전지 어레이의 마이너스 배선 또는 플러스 배선의 어느 하나에 연결되어 태양전지 어레이의 일부분에서 발생하는 아크를 검출하는 아크 검출부, 단락이 발생할 경우 상기 아크 검출부의 작동 여부와 상관없이 회로를 강제적으로 차단하는 퓨즈, 및 상기 아크 검출부의 아크 검출 신호로 작동하는 전자스위치를 포함하는 아크 검출 및 차단부; 및
상기 태양전지 어레이 및 아크 검출 및 차단부에 전기적으로 연결되되, 배전반이나 접속반 내부에 구비되어 그 내부 회로에 과부하 전류가 흐르거나 단락이 발생하였을 경우 전류를 차단하는 배선용 차단부;
를 포함하고,
상기 다수의 태양전지 모듈의 어느 하나 이상에는 그 배면에 태양전지 모듈 간의 전기적 연결의 차단을 위한 연결 차단 박스가 더 구비되며,
어느 태양전지 모듈과 이에 인접하는 태양전지 모듈은 평면도상 서로 역방향으로 배치되고, 동일한 수평선 상에 위치한 접속 배선함끼리 연결하는 방식으로 상기 플러스 및 마이너스 커넥터들이 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 화재예방시스템.A solar cell array comprising a plurality of solar cell modules including a plurality of solar cells and a frame, the back side of which is provided with a junction box and a pair of connectors comprising a positive connector and a negative connector;
An arc detection unit connected to either the negative wiring or the positive wiring of the solar cell array to detect an arc occurring in a portion of the solar cell array, and forcibly blocking a circuit regardless of whether the arc detection unit is operated when a short circuit occurs. An arc detection and blocking unit including a fuse, and an electronic switch operating with an arc detection signal of the arc detection unit; And
A circuit breaker that is electrically connected to the solar cell array and the arc detection and blocking unit, and is provided inside a switchboard or a connection panel to block current when an overload current flows or a short circuit occurs in an internal circuit thereof;
Including,
At least one of the plurality of solar cell modules is further provided with a connection blocking box for blocking the electrical connection between the solar cell module on the back,
A solar cell module and a solar cell module adjacent thereto are disposed in opposite directions in a plan view, and the plus and minus connectors are connected to each other in such a manner that connection junction boxes located on the same horizontal line are connected to each other. Prevention system. 제1항에 있어서,
상기 아크 검출부는
상기 태양전지 어레이로부터 유입되는 직류 전기의 특정 주파수 검출을 통해 아크를 검출하도록 구성된 아크 검출 회로부, 상기 주파수 검출을 위하여 원형 코어에 검지 코일이 감겨져 이루어진 센싱부, 및 상기 센싱부로부터 검지된 주파수 중 아크 발생 주파수만을 통과시키는 대역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 화재예방시스템.The method of claim 1,
The arc detection unit
An arc detection circuit unit configured to detect an arc by detecting a specific frequency of direct current flowing from the solar cell array, a sensing unit in which a detection coil is wound around a circular core for the frequency detection, and an arc of frequencies detected by the sensing unit Fire prevention system of a photovoltaic device comprising a band pass filter for passing only the frequency generated. 제1항에 있어서,
상기 아크 검출 및 차단부에는 상기 아크 검출부로부터의 아크 검출 신호를 송출하는 무선 송신부가 더 구비되며,
상기 연결 차단 박스에는 상기 무선 송신부로부터의 아크 검출 신호를 수신하는 무선 수신부와 수신된 아크 검출 신호에 의해 개방되는 전자스위치가 포함되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 화재예방시스템.The method of claim 1,
The arc detection and blocking unit is further provided with a wireless transmission unit for transmitting an arc detection signal from the arc detection unit,
The connection blocking box includes a radio receiver for receiving an arc detection signal from the radio transmitter and an electronic switch that is opened by the received arc detection signal, fire prevention system of a photovoltaic device. 제2항에 있어서,
상기 아크 검출 회로부는
별도의 태양전지 모듈로부터 전원을 공급받는 전원공급부를 더 포함하고,
상기 별도의 태양전지 모듈은 동쪽 태양전지 모듈, 남쪽 태양전지 모듈 및 서쪽 태양전지 모듈로 이루어지며,
상기 센싱부는
원형 코어 내부로 원통형 부스바가 삽입 배치되고, 태양전지 어레이로부터의 입력 배선이 원통형 부스바에 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 화재예방시스템.

The method of claim 2,
The arc detection circuit unit
Further comprising a power supply unit for receiving power from a separate solar cell module,
The separate solar cell module is composed of a east solar cell module, a south solar cell module and a west solar cell module,
The sensing unit
Cylindrical busbars are inserted into the circular core and the input wiring from the solar cell array is connected to the cylindrical busbars.

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