KR102053064B1 - Transformer that enables grid-connected solar inverters to be used in stand-alone solar power generation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 태양광 발전 시스템에 있어 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용하는 고성능 인버터를 독립형 태양광 발전 시스템에 사용할 수 있도록 하여 독립형 태양광 발전 시스템에서도 저비용으로 고품질의 전기를 사용할 수 있고, 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 독립형 태양광 발전 시스템으로 전환할 필요가 있거나, 배터리를 연계할 필요가 있을 경우, 태양전지패널과 계통연계형 인버터 및 배터리 사이에 간단하게 설치하여 기존 계통연계형 태양광 발전 시스템의 설비를 그대로 활용할 수 있고, 변환장치가 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생할 때 비상전원으로 사용될 수 있는 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 계통가압 상태가 되게 하여 계통연계환경과 유사한 환경조건을 구현하는 가압인버터모듈; 배터리와 연결되어 배터리가 완전충전이 될 때까지 최대전압을 인가하고, 완전충전 전압에 도달할 때 충전 전압을 유지하는 충전컨트롤러모듈; 배터리와 연결되어 가압인버터모듈의 입력 측에 일정한 전압을 공급하고, 배터리가 저전압 상태가 되는 것을 차단하는 방전컨트롤러모듈; 및 배터리의 전원을 사용하여 전원을 공급하는 자체전원컨버터모듈을 포함하는 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치를 제공한다.The present invention relates to a converter that enables grid-connected solar inverters to be used in stand-alone solar power generation. More specifically, the high-performance inverter used in the grid-connected solar power generation system in the solar power generation system can be used in the independent solar power generation system, so that high-quality electricity can be used at low cost even in the stand-alone solar power generation system. If you need to switch from a grid-connected solar power system to a stand-alone solar power system, or if you need to link batteries, simply install it between the solar panel and the grid-connected inverter and battery. If the equipment of the photovoltaic power generation system can be used as it is, and the inverter is used in the grid-connected solar power generation system, the grid-connected solar power generation system can be used as an emergency power source when an accident occurs due to grid problems. Solar inverters can be used in stand-alone solar power It relates to a ring device.
To this end, the present invention is a pressure inverter module for implementing the environmental conditions similar to the grid-connected environment to be in a system pressurized state; A charging controller module connected to the battery to apply a maximum voltage until the battery is fully charged, and to maintain the charging voltage when the battery is fully charged; A discharge controller module connected to the battery to supply a constant voltage to the input side of the pressurized inverter module, and block the battery from becoming low voltage; And it provides a converter that enables the grid-connected solar inverter including a self-powered converter module for supplying power using the power of the battery in the independent solar power generation.

Description

계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치 {Transformer that enables grid-connected solar inverters to be used in stand-alone solar power generation}Transformers that enable grid-connected solar inverters to be used in stand-alone solar power generation}

본 발명은 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 태양광 발전 시스템에 있어 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용하는 고성능 인버터를 독립형 태양광 발전 시스템에 사용할 수 있도록 하여 독립형 태양광 발전 시스템에서도 저비용으로 고품질의 전기를 사용할 수 있고, 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 독립형 태양광 발전 시스템으로 전환할 필요가 있거나, 배터리를 연계할 필요가 있을 경우, 태양전지패널과 계통연계형 인버터 및 배터리 사이에 간단하게 설치하여 기존 계통연계형 태양광 발전 시스템의 설비를 그대로 활용할 수 있고, 변환장치가 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생할 때 비상전원으로 사용될 수 있는 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a converter that enables grid-connected solar inverters to be used in stand-alone solar power generation. More specifically, the high-performance inverter used in the grid-connected solar power generation system in the solar power generation system can be used in the independent solar power generation system, so that high-quality electricity can be used at low cost even in the stand-alone solar power generation system. If you need to switch from a grid-connected solar power system to a stand-alone solar power system, or if you need to link batteries, simply install it between the solar panel and the grid-connected inverter and battery. If the equipment of the photovoltaic power generation system can be used as it is, and the inverter is used in the grid-connected solar power generation system, the grid-connected solar power generation system can be used as an emergency power source when an accident occurs due to grid problems. Solar inverters can be used in stand-alone solar power It relates to a ring device.

일반적으로 태양광 발전 시스템은 계통연계형과 독립형 두 가지 형태로 사용된다.Generally, photovoltaic systems are used in two types, grid-connected and stand-alone.

계통연계형 태양광 발전 시스템은 태양전지패널에서 생산된 전기를 실시간으로 사용하는 것으로 둘 이상의 전력 시스템 사이를 전력이 서로 이동할 수 있도록 선로를 통하여 연결하여 사용한다.A grid-connected photovoltaic power generation system uses electricity produced from solar panels in real time and is connected by two or more power systems through lines to move power between them.

독립형 태양광 발전 시스템은 태양전지패널에서 생산된 전기를 배터리에 저장하여 사용하는 것으로 다른 전력공급 시스템과 연계가 되어 있지 않다.Stand-alone photovoltaic systems use electricity from solar panels stored in batteries and are not linked to other power supply systems.

계통연계형 태양광 발전 시스템은 태양광으로부터 직류 전기를 생산하는 태양전지패널, 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 계통연계형 인버터로 구성되며, 독립형 태양광 발전 시스템은 태양전지패널과 직류 전기를 조절하여 배터리를 충전하는 충전 컨트롤러, 직류 전기를 저장하는 배터리와 독립형 인버터로 구성된다.The grid-connected photovoltaic system consists of a solar panel that produces direct current electricity from sunlight, and a grid-connected inverter that converts direct current electricity into alternating current electricity. It consists of a charge controller that charges the battery, a battery that stores DC electricity, and a stand-alone inverter.

계통연계형과 독립형 태양광 발전 시스템은 모두 인버터를 사용한다. 그러나, 계통연계형 인버터가 인버터를 보호하기 위해 계통 전원이 가압되지 않으면 인버터의 동작을 방지하는 단독운전방지 기능이 구비되어 있기 때문에 독립형 태양광 발전 시스템의 환경과 맞지 않아 사용이 독립형 태양광 발전 시스템에는 사용을 할 수 없게된다. 즉, 각 인버터는 서로 호환되지 않는다.Both grid-connected and stand-alone solar power systems use inverters. However, since the grid-connected inverter is equipped with a stand-alone operation prevention function that prevents the operation of the inverter when the grid power is not pressurized to protect the inverter, it is not suitable for the environment of the independent solar power generation system. There will be no use. That is, each inverter is not compatible with each other.

또한, 독립형 인버터 입력 전압이 12, 24, 48[V] 등으로 정해져 있어 태양전지패널로부터 직접 연결이 불가하고, 배터리의 직ㆍ병렬 구성을 독립형 인버터 입력 전압에 따라 구성해야만 하는 제약 발생이 한다.In addition, since the independent inverter input voltage is set to 12, 24, 48 [V] or the like, direct connection from the solar cell panel is impossible, and there is a restriction that the battery must be configured according to the independent inverter input voltage.

따라서, 독립형 인버터보다 성능이 뛰어난 계통연계형 인버터를 계통이 없는 장소에서 독립형 태양광 발전 시스템으로 사용할 수 있도록 하여 독립형 태양광 발전 시스템에서도 저비용으로 고품질의 전기를 사용할 수 있게 하는 새로운 장치가 필요하다.Therefore, there is a need for a new device that enables a grid-connected inverter that performs better than a stand-alone inverter to be used as a standalone solar power system in a place without a grid so that high quality electricity can be used at a low cost even in a standalone solar power system.

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-0740764호(2007.07.19. 공고)Prior Art Document: KR Patent Publication No. 10-0740764 (July 19, 2007)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 태양광 발전 시스템에 있어 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용하는 고성능 인버터를 독립형 태양광 발전 시스템에 사용할 수 있도록 하여 독립형 태양광 발전 시스템에서도 저비용으로 고품질의 전기를 사용할 수 있고, 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 독립형 태양광 발전 시스템으로 전환할 필요가 있거나, 배터리를 연계할 필요가 있을 경우, 태양전지패널과 계통연계형 인버터 및 배터리 사이에 간단하게 설치하여 기존 계통연계형 태양광 발전 시스템의 설비를 그대로 활용할 수 있고, 변환장치가 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생할 때 비상전원으로 사용될 수 있는 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in the solar power generation system so that the high-performance inverter used in the grid-tied solar power generation system can be used in the stand-alone solar power generation system If high quality electricity is available at low cost, and there is a need to switch from a grid-tied solar power system to a stand-alone solar power system, or if a battery needs to be connected, the solar panel and grid-connected inverter and battery It can be easily installed in the existing grid-connected photovoltaic power generation system, and if the inverter is used in the grid-connected photovoltaic power generation system, the grid-connected photovoltaic power generation system can cause accidents due to grid problems. When using a grid-connected solar inverter that can be used as an emergency power source To provide a converter that can be available in a standalone solar power it is an object.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치는 계통가압 상태가 되게 하여 계통연계환경과 유사한 환경조건을 구현하는 가압인버터모듈; 배터리와 연결되어 배터리가 완전충전이 될 때까지 최대전압을 인가하고, 완전충전 전압에 도달할 때 충전 전압을 유지하는 충전컨트롤러모듈; 배터리와 연결되어 가압인버터모듈의 입력 측에 일정한 전압을 공급하고, 배터리가 저전압 상태가 되는 것을 차단하는 방전컨트롤러모듈; 및 배터리의 전원을 사용하여 전원을 공급하는 자체전원컨버터모듈을 포함한다.In order to achieve the above object, a converter for enabling a grid-connected solar inverter according to the present invention to be used in a stand-alone photovoltaic power generation is a pressurized inverter module that makes a system pressurized and implements an environmental condition similar to the grid-connected environment. ; A charging controller module connected to the battery to apply a maximum voltage until the battery is fully charged, and to maintain the charging voltage when the battery is fully charged; A discharge controller module connected to the battery to supply a constant voltage to the input side of the pressurized inverter module and block the battery from becoming in a low voltage state; And a self-power converter module for supplying power using the power of the battery.

또한, 가압인버터모듈, 충전컨트롤러모듈, 방전컨트롤러모듈 및 자체전원컨버터모듈을 포함하는 변환장치가 태양전지패널과 계통연계형 인버터 사이에 위치하고, 독립된 배터리와 연결되어 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생할 때 비상전원으로 사용될 수 있는 것을 포함할 수 있다.In addition, a converter including a pressurized inverter module, a charging controller module, a discharge controller module, and a self-powered converter module is located between the solar panel and the grid-connected inverter and connected to an independent battery to be used in the grid-connected solar power generation system. In this case, the grid-connected photovoltaic power generation system may include that can be used as an emergency power source when an accident occurs due to grid problems.

또한, 가압인버터모듈, 충전컨트롤러모듈, 방전컨트롤러모듈 및 자체전원컨버터모듈 및 배터리에 전압, 전류를 측정할 수 있는 센서를 각각 설치하고, 센서에서 전송된 동작신호를 수신하여 저장하고, 각 모듈과 배터리의 작동상태를 사용자 확인할 수 있는 모니터링모듈을 포함할 수 있다.In addition, sensors for measuring voltage and current are respectively installed in the pressurized inverter module, the charging controller module, the discharge controller module, the self-powered converter module, and the battery, and receive and store the operation signals transmitted from the sensors. It may include a monitoring module that allows the user to check the operating state of the battery.

본 발명에 의하면 계통연계형 인버터를 계통이 없는 장소에서 독립형 태양광 발전 시스템에서도 사용할 수 있어 저비용으로 고품질의 전기를 사용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the grid-connected inverter can be used in a stand-alone photovoltaic power generation system in a place without a grid, so that high-quality electricity can be used at low cost.

또한, 변환장치가 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생할 때 비상전원으로 사용될 수 있는 효과가 있다.In addition, when the converter is used in grid-connected photovoltaic power generation system, there is an effect that the grid-connected photovoltaic power generation system can be used as an emergency power when an accident occurs due to grid problems.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치가 포함된 독립형 태양광 발전 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 변환장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 변환장치가 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 때의 구성을 도시한 도면.1 is a block diagram of a stand-alone photovoltaic power generation system including a converter for enabling a grid-connected solar inverter according to a preferred embodiment of the present invention in a stand-alone photovoltaic power generation,
2 is a view showing the configuration of a converter according to the present invention;
3 is a diagram showing the configuration when the converter according to the present invention is used in a grid-connected photovoltaic power generation system.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치가 포함된 독립형 태양광 발전 시스템의 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 변환장치의 구성을 도시한 도면, 도 3은 본 발명에 따른 변환장치가 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 때의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a block diagram of a stand-alone photovoltaic power generation system including a conversion device for enabling a grid-connected solar inverter according to a preferred embodiment of the present invention in a stand-alone photovoltaic power generation, Figure 2 is a converter according to the present invention FIG. 3 is a diagram showing the configuration when the converter according to the present invention is used in a grid-connected photovoltaic power generation system.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치는, 도 2를 참조하면, 가압인버터모듈(10), 충전컨트롤러모듈(20), 방전컨트롤러모듈(30), 및 자체전원컨버터모듈(40)을 포함하여 이루어진다.A converter for enabling a grid-connected solar inverter according to a preferred embodiment of the present invention to be used in stand-alone solar power generation, with reference to FIG. 2, a pressurized inverter module 10, a charge controller module 20, and a discharge controller. It comprises a module 30, and the self-power converter module 40.

먼저, 본 발명에 따른 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치는 도 1에 도시한 바와 같이 변환장치(200)가 태양전지패널(100)과 계통연계형 인버터(300)사이에 배터리(400)와 연결되어 위치한다.First, as shown in FIG. 1, a converter for allowing a grid-connected solar inverter according to the present invention to be used in a stand-alone photovoltaic power generation system includes a solar cell panel 100 and a grid-connected inverter ( It is located in connection with the battery 400 between 300.

본 발명에 따른 변환장치는 태양광 발전 시스템에 있어 둘 이상의 전력 시스템 사이를 전력이 서로 이동할 수 있도록 선로를 통하여 연결하는 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용하는 인버터를 계통연계가 없는 독립형 태양광 발전 시스템에 사용할 수 있도록 함으로서, 독립형 인버터보다 성능이 뛰어난 계통연계형 인버터를 독립형 태양광 발전 시스템에서도 사용할 수 있어 저비용으로 고품질의 전기를 사용할 수 있게 하는데 그 특징이 있다. The converter according to the present invention is an independent solar power generation system without a grid connection of an inverter used in a grid-connected photovoltaic power generation system that connects power between two or more power systems through a line to move power between the two or more power systems. By enabling the system, grid-connected inverters that outperform stand-alone inverters can be used in stand-alone photovoltaic systems, enabling high quality electricity at low cost.

또한, 본 발명에 따른 변환장치가 도 3에 도시된 바와 같이 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생할 때 비상전원으로 사용될 수 있는데 그 특징이 있다.In addition, when the converter according to the present invention is used in a grid-connected photovoltaic power generation system as shown in Figure 3, the grid-connected photovoltaic power generation system can be used as an emergency power when an accident occurs due to grid problems There is a characteristic.

또한, 기존의 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 독립형 태양광 발전 시스템으로 전환할 필요가 있거나 계통연계형 태양광 발전 시스템에 배터리를 연계할 필요가 있는 경우, 계통연계형 인버터 자체를 교환해야 하지만, 도 3과 같이 본 발명에 따른 변환장치(200)를 태양전지패널(100)과 계통연계형 인버터(300) 및 배터리(400) 사이에 간단하게 설치하면, 기존 계통연계형 태양광 발전 시스템의 설비를 그대로 활용할 수 있는데 그 특징이 있다.In addition, if there is a need to switch from an existing grid-connected solar power system to a stand-alone solar power system, or if a battery needs to be connected to the grid-connected solar power system, the grid-connected inverter itself must be replaced. When the converter 200 according to the present invention as shown in FIG. 3 is simply installed between the solar cell panel 100, the grid-connected inverter 300 and the battery 400, the facilities of the existing grid-connected solar power generation system are installed. You can use it as it is.

또한, 독립형 태양광 발전 시스템에 사용되는 독립형 인버터는 입력 전압이 12, 24, 48[V] 등으로 정해져 있어 태양전지패널로부터 직접 연결이 불가하므로, 배터리의 직ㆍ병렬 구성을 독립형 인버터 입력 전압에 따라 구성해야만 한다.In addition, the stand-alone inverter used in the stand-alone photovoltaic power generation system is set to 12, 24, 48 [V], etc., and therefore cannot be directly connected to the solar panel. It must be configured accordingly.

그러나, 본 발명에 따른 변환장치를 사용하면, 입력 전압 범위가 다양한 계통연계형 인버터를 사용할 수 있으므로 태양전지패널로부터 직접 연결도 가능하며 배터리의 직ㆍ병렬 구성도 독립형 인버터에 비해 자유로워지는 특징이 있다.However, when using the converter according to the present invention, it is possible to use a grid-connected inverter having a variety of input voltage range, it is also possible to connect directly from the solar panel, and the battery can be directly and parallel configuration compared to the independent inverter have.

또한, 독립형 인버터는 정현파와 유사정현파 인버터로 나눠져 있어 사용 부하에 따라 선택의 어려움이 발생하나, 본 발명은 변환장치를 계통연계형 인버터에 연결하여 사용하므로 사용부하에 영향을 받지 않는 특징이 있다.In addition, the stand-alone inverter is divided into sinusoidal and pseudo-sinusoidal inverter, so selection difficulty occurs depending on the load used, but the present invention has a feature that is not affected by the load because the inverter is connected to the grid-connected inverter.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치를 구성하는 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.

가압인버터모듈(10)은 도 2를 참조하면, 일측(입력측)이 배터리(400)와 연결되고, 타측(출력측)이 계통연계형 인버터(300)의 부하 측(출력측)에 연결되며, 단상 전압 AC 220V와 주파수 60Hz로 설정되어 독립형 태양광 발전 시스템이 계통연계가 되어 있지 않음에도 마치 계통연계 되어 있는 것처럼 배터리를 포함한 외부 전원에서 가압 조건을 만들어 계통가압 상태가 되게 하여 기존의 계통연계형 인버터(300)를 사용할 수 있는 계통연계환경과 유사한 환경조건을 구현한다.Hereinafter, the components constituting the converter for enabling the grid-connected solar inverter according to the preferred embodiment of the present invention to be used in the independent solar power generation will be described in detail.

Referring to FIG. 2, the pressure inverter module 10 has one side (input side) connected to the battery 400, and the other side (output side) connected to the load side (output side) of the grid-connected inverter 300. It is set to AC 220V and frequency 60Hz so that even though the independent solar power system is not grid-connected, it creates a pressurized condition from the external power source including the battery and makes the system pressurized as if it were grid-linked. Implement environmental conditions similar to the grid-connected environment in which 300) can be used.

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충전컨트롤러모듈(20)은 도 2를 참조하면 입력측이 태양전지패널(100)과 연결되고, 출력측이 배터리(400)와 연결되며, 태양전지패널에서 생성되는 전기를 배터리의 전압에 맞게 전압을 변환하여 배터리에 공급함으로써 전기에너지의 흐름을 안정적으로 제어한다.Referring to FIG. 2, the charging controller module 20 has an input side connected to the solar panel 100, an output side connected to the battery 400, and converts electricity generated from the solar panel according to the voltage of the battery. By supplying to the battery to control the flow of electrical energy stably.

또한, 야간이나 날씨가 흐린 경우, 배터리의 전압이 태양전지패널에서 발생하는 전압보다 높기 때문에 전류가 배터리에서 태양전지 방향으로 흐르지 않도록 한다. 즉, 태양전지패널로부터 공급되는 전류가 역방향으로 흐리지 않도록 한다. In addition, when the night or the weather is cloudy, the voltage of the battery is higher than the voltage generated from the solar panel so that the current does not flow from the battery toward the solar cell. That is, the current supplied from the solar cell panel does not flow in the reverse direction.

충전컨트롤러모듈(20)은 배터리가 완전충전상태가 될 때까지 최대전압을 인가하고, 배터리가 완전충전전압상태에 도달할 때 과충전 상태가 되지 않도록 충전 전압을 유지한다.The charging controller module 20 applies the maximum voltage until the battery is in a fully charged state, and maintains the charging voltage so that the battery does not become an overcharge state when the battery reaches the full charge voltage state.

또한, 충전컨트롤러모듈(20)은 배터리가 온도에 따라 충방전 특성이 달라질 수 있으므로 배터리의 온도를 감지하여 배터리 온도에 따라 배터리 충전 전압을 조절한다.In addition, since the charge and discharge characteristics of the battery may vary depending on temperature, the charge controller module 20 senses the temperature of the battery and adjusts the battery charge voltage according to the battery temperature.

방전컨트롤러모듈(30)은 도 2를 참조하면, 입력측이 배터리(400)와 연결되고 출력측이 계통연계형 인버터(300)에 연결되며, 가압인버터모듈(10)의 입력 측에 일정한 전압을 공급하는 배터리가 저전압 상태가 되는 것을 차단한다.2, the discharge controller module 30, the input side is connected to the battery 400, the output side is connected to the grid-connected inverter 300, supplying a constant voltage to the input side of the pressure inverter module 10 Shut down the battery from low voltage.

배터리(400)는 기준전압 이하에서 계속적으로 전기를 사용하면, 배터리의 수명이 단축될 수 있다. 따라서 방전컨트롤러모듈(30)에서 배터리의 전압이 일정 전압 이하로 낮아지면 출력을 차단하고, 일정 전압 이상으로 충전되었을 때 다시 전류의 흐름을 연결시킨다.If the battery 400 continuously uses electricity below the reference voltage, the battery life may be shortened. Therefore, when the voltage of the battery is lowered below the predetermined voltage in the discharge controller module 30, the output is cut off, and when the battery is charged above the predetermined voltage, the current flows again.

자체전원컨버터모듈(40)은 도 2를 참조하면, 배터리(400)와 연결되며, 배터리(400)의 전원을 사용하여 변환장치(200)에 전원을 공급한다. 독립형 태양광 발전시스템은 계통이 없기에 본 발명에 따른 변환장치(200)의 전원을 유지하기 위해 자체전원컨버터모듈(40)가 배터리(400)에서 전원을 공급받아 사용하게 된다.Referring to FIG. 2, the self-power converter module 40 is connected to the battery 400 and supplies power to the converter 200 using the power of the battery 400. Since the independent solar power generation system does not have a system, the self-power converter module 40 receives power from the battery 400 to maintain power of the converter 200 according to the present invention.

자체전원컨버터모듈(40)은 DC 5V 또는 12V 전원으로 사용하기 위해 DC 전압의 크기를 변환해 줄 수 있는 DC-DC buck 컨버터 모듈 형식으로 사용될 수 있다.The self-powered converter module 40 may be used in the form of a DC-DC buck converter module that can convert the magnitude of the DC voltage for use as a DC 5V or 12V power supply.

배터리(400)는 도 2를 참조하면, 충전컨트롤러모듈(20) 및 방전컨트롤러모듈(30)과 직렬 또는 병렬로 연결되어 전기를 충전하거나 방전한다. 2, the battery 400 is connected to the charge controller module 20 and the discharge controller module 30 in series or in parallel to charge or discharge electricity.

한편, 일반적으로 기존의 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 독립형 태양광 발전 시스템으로 전환할 필요가 있거나 계통연계형 태양광 발전 시스템에 배터리를 연계하려면 계통연계형 인버터(300) 자체를 교환해야 한다. On the other hand, in general, it is necessary to switch from a conventional grid-connected photovoltaic power generation system to a stand-alone solar power system, or to link the battery to the grid-connected photovoltaic power generation system, the grid-connected inverter 300 itself must be replaced.

그러나, 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 변환장치(200)를 태양전지패널(100)과 계통연계형 인버터(300) 및 배터리 사이에 간단하게 설치하면 기존 계통연계형 태양광 발전 시스템의 설비를 그대로 활용할 수 있게 된다.However, as shown in FIG. 3, if the converter 200 according to the present invention is simply installed between the solar cell panel 100, the grid-connected inverter 300 and a battery, The facility can be used as it is.

모니터링모듈은 와이파이, 전압, 전류 측정 센서 등에서 전송된 신호를 처리하여, 사용자 인터페이스를 통해 확인할 수 있도록 소프트웨어적으로 구현되며, 가압인버터모듈(10), 충전컨트롤러모듈(20), 방전컨트롤러모듈(30), 및 자체전원컨버터모듈(40)을 포함하여 변환장치(300)를 구성하는 각 모듈 및 배터리에 전압, 전류를 측정할 수 있는 센서를 설치하고, 센서에서 전송된 동작신호를 와이파이를 포함한 무선통신수단을 통해 감시서버로 송신하여 저장함으로써, 각 모듈과 배터리의 작동상태를 사용자의 컴퓨터나 모바일 기기를 통해 유선 또는 무선으로 감시서버와 통신을 수행하며 확인할 수 있다. The monitoring module is implemented in software to process the signal transmitted from the Wi-Fi, voltage, current measurement sensor, etc., and can be confirmed through the user interface, the pressure inverter module 10, the charging controller module 20, the discharge controller module 30 ), And a sensor capable of measuring voltage and current in each module and battery constituting the converter 300, including the self-power converter module 40, and transmitting the operation signal transmitted from the sensor to a wireless device including Wi-Fi. By transmitting and storing to the monitoring server through a communication means, it is possible to check the operation state of each module and battery by communicating with the monitoring server by wire or wirelessly through a user's computer or mobile device.

한편, 본 발명에 따른 변환장치(200)의 가압인버터모듈(10)이 계통연계환경과 유사한 환경조건을 구현하므로 가압인버터모듈(10), 충전컨트롤러모듈(20), 방전컨트롤러모듈(30), 및 자체전원컨버터모듈(40)을 포함하는 본 발명에 따른 변환장치(200)가 도 3과 같이 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 태양전지패널(100)과 계통연계형 인버터(300) 사이에 위치하고, 독립된 배터리(400)와 연결되어 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생하여 작동하지 않을 때 안정적으로 전기를 공급할 수 있는 UPS(Uninterruptible power supply)와 같은 비상전원으로 사용될 수 있다.On the other hand, since the pressure inverter module 10 of the converter 200 according to the present invention implements an environmental condition similar to the grid-connected environment, the pressure inverter module 10, the charging controller module 20, the discharge controller module 30, And a converter 200 according to the present invention including a self-powered converter module 40 is located between the solar cell panel 100 and the grid-connected inverter 300 in the grid-connected photovoltaic system as shown in FIG. 3. When used in conjunction with an independent battery 400, the grid-connected photovoltaic power generation system can be used as an emergency power source such as an uninterruptible power supply (UPS) that can reliably supply electricity when an accident occurs due to a grid problem. Can be used.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 - 가압인버터모듈 20 - 충전컨트롤러모듈
30 - 방전컨트롤러모듈 40 - 자체전원컨버터모듈
100 - 태양전지패널 200 - 변환장치
300 - 계통연계형 인버터 400 - 배터리10-Pressurized Inverter Module 20-Charge Controller Module
30-Discharge Controller Module 40-Self-powered Converter Module
100-Solar Panel 200-Inverter
300-Grid Inverter 400-Battery

Claims (3)

일측이 배터리와 연결되고, 타측이 계통연계형 인버터의 부하 측에 연결되어 계통가압 상태가 되게 하여 계통연계환경과 유사한 환경조건을 구현하는 가압인버터모듈;
입력측이 태양전지패널과 연결되고, 출력측이 배터리와 연결되며, 태양전지패널에서 생성되는 전기를 배터리의 전압에 맞게 전압을 변환하여 배터리에 공급하고, 배터리가 완전충전이 될 때까지 최대전압을 인가하고, 완전충전 전압에 도달할 때 충전 전압을 유지하는 충전컨트롤러모듈;
입력측이 배터리와 연결되고, 출력측이 계통연계형 인버터의 입력측에 연결되며, 가압인버터모듈의 입력 측에 일정한 전압을 공급하는 배터리가 저전압 상태가 되는 것을 차단하는 방전컨트롤러모듈;
배터리와 연결되며, 배터리의 전원을 사용하여 전원을 공급하는 자체전원컨버터모듈; 및
가압인버터모듈, 충전컨트롤러모듈, 방전컨트롤러모듈 및 자체전원컨버터모듈 및 배터리에 전압, 전류를 측정할 수 있는 센서를 각각 설치하고, 센서에서 전송된 동작신호를 수신하여 저장하고, 각 모듈과 배터리의 작동상태를 사용자가 확인할 수 있는 모니터링모듈
을 포함하고,
가압인버터모듈, 충전컨트롤러모듈, 방전컨트롤러모듈 및 자체전원컨버터모듈을 포함하는 변환장치가 태양전지패널과 계통연계형 인버터 사이에 위치하고, 배터리와 연결되어 계통연계형 태양광 발전 시스템에 사용될 경우, 계통연계형 태양광 발전 시스템이 계통문제로 인해 사고가 발생할 때 비상전원으로 사용될 수 있는 것
을 포함하는, 계통연계형 태양광 인버터를 독립형 태양광 발전에서 사용할 수 있게 하는 변환장치.A pressure inverter module having one side connected to the battery and the other side connected to the load side of the grid-connected inverter to be in a system pressurized state to implement an environmental condition similar to the grid-connected environment;
The input side is connected to the solar panel, the output side is connected to the battery, the electricity generated from the solar panel is converted to the voltage of the battery and supplied to the battery, and the maximum voltage is applied until the battery is fully charged. And a charging controller module for maintaining the charging voltage when the full charging voltage is reached.
A discharge controller module having an input side connected to a battery, an output side connected to an input side of the grid-connected inverter, and blocking a battery which supplies a constant voltage to the input side of the pressure inverter module from being in a low voltage state;
It is connected to the battery, the self-power converter module for supplying power using the power of the battery; And
Install a sensor that can measure voltage and current in the pressurized inverter module, the charging controller module, the discharge controller module, the self-powered converter module, and the battery, and receives and stores the operation signals transmitted from the sensor. Monitoring module that allows the user to check the operating status
Including,
When a converter including a pressurized inverter module, a charging controller module, a discharge controller module and a self-powered converter module is located between a solar panel and a grid-connected inverter and connected to a battery and used in a grid-connected solar power system, Linked photovoltaic systems can be used as emergency power when an accident occurs due to grid problems
Including, the inverter for allowing the grid-connected solar inverter to be used in stand-alone solar power generation. 삭제delete 삭제delete
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