KR102099552B1 - 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙 - Google Patents

차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙에 관한 것으로서, 차량 테스트를 위한 다양한 다수의 주행도로(11), 각각의 상기 주행도로(11)에 설치되는 다수의 조명등(12), 차량의 주행 능력을 측정하는 다수의 센서(13) 및 상기 주행도로(11)에 설치되는 다수의 CCTV(14)가 설치된 테스트베드 트랙(10)과; 다수의 센서(13) 및 CCTV(14)에서 센싱된 데이터를 수집 및 분석하는 데이터분석부(20)와; 테스트베드 트랙(10) 및 데이터분석부(20)를 운영하기 위한 전력을 공급하는 다수의 태양광어레이(30)(30')(30")와; 주행도로 사이의 구획공간(S)에 메트릭스 형태로 매설되는 것으로서 상단에 상방으로 돌출되는 다수의 앙카볼트(41)를 가지는 다수의 콘크리트기초(40)와; 앙카볼트(41)에 의하여 콘크리트기초(40)에 고정되는 빔조인터(50)와 태양광어레이(30)(30')(30")를 연결하는 연결단(60)과; 태양광어레이(30)(30')(30")를 구성하는 태양광모듈에서 출력되는 직류전력을 병합하여 출력하는 다수의 단위접속반(70)(70')(70")과; 단위접속반(70)(70')(70")에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 다수의 단위인버터(80)(80')(80")와; 다수의 단위인버터(80)(80')(80")에서 출력되는 전력중, 상기 테스트베드 트랙(10)을 운영하는 과정에서 남은 잉여전력을 한전과 연계된 계통으로 공급하는 배전반(90);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙{Vehicle test bed track having photovoltaic power generating apparatus}
본 발명은 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 테스트베드 트랙을 운영하기 위한 전력을 자체 생산하고, 생산된 잉여전력을 한전으로 전송할 수 있는 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙에 관한 것이다.
태양광 발전은, 태양전지셀을 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식이다. 이러한 태양광 발전은 화석연료의 고갈과 화석 연료의 연소시 발생하는 오염 물질로 인하여 새로운 에너지원으로 각광받고 있다.
한편, 최근에는 인공지능 5G 등의 기술을 기반으로 하는 자율주행차량이나, 전기를 동력원으로 사용하는 전기차동차를 개발함에 있어 다양한 주행 능력은 물론 안전 관련하여 반복적인 테스트가 수행되는 테스트베드 트랙이 운영되고 있다. 테스트베드 트랙에는 다양한 형태의 주행용 도로가 형성되어 있고, 도로에는 다양한 센서가 설치되어 차량의 각종 주행 성능은 물론, 위급 상황에서 자율적으로 브레이킹 동작을 하거나 완벽한 자율 주행이 가능한지 여부를 측정하고 있다. 이에 따라, 테스트베드 트랙에서는 운영을 위한 전력이 많이 소비되고 있다.
그런데 차량 테스트베드 트랙은 많은 면적을 요구하기 때문에 현실적으로 지대(땅값)가 저렴한 장소에 위치될 수 밖에 없는데, 이러한 장소는 도심과 상당히 떨어져있기 때문에 기존의 전력망을 통하여 소규모 전력 공급은 가능하지만, 차량 테스트베드 트랙 전체를 운영하기 위한 전력 수요는 터무니없이 모자라게 된다. 이에 테스트베드 트랙을 운영하기 위한 별도의 대전력망 공사를 하여야 하는데, 이 과정에서 수반되는 환경파괴나 공사소음으로 인하여 많은 민원이 발생되고, 또한 많은 공사비 및 시간이 소요되어 결국 차량 테스트베드 트랙의 시공비가 천문학적으로 상승하게 되는 원인이 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 주행도로 사이의 유휴 구획공간에 설치되어 주행 차량 테스트 및 운영을 위한 전력을 자체 생산함으로써, 별도의 대전력망을 시공하지 않아도 되는, 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 태양광발전 과정에서 발생되는 비정상적인 원인에 자동으로 대응함으로써, 갑작스런 전력 차단이나 화재가 발생되는 것을 방지할 있는, 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙은, 차량 테스트를 위한 다양한 다수의 주행도로(11), 각각의 상기 주행도로(11)에 설치되는 다수의 조명등(12), 차량의 주행 능력을 측정하는 다수의 센서(13) 및 상기 주행도로(11)에 설치되는 다수의 CCTV(14)가 설치된 테스트베드 트랙(10); 상기 다수의 센서(13) 및 CCTV(14)에서 센싱된 데이터를 수집 및 분석하는 데이터분석부(20); 상기 테스트베드 트랙(10) 및 데이터분석부(20)를 운영하기 위한 전력을 공급하는 것으로서, 태양전지셀들이 가로 및 세로 방향으로 연결되는 태양전지모듈(31)과, 태양전지모듈(31)의 지지하는 모듈지지프레임(32)과, 모듈지지프레임(32)의 전후방 각각에 설치되는 전방 및 후방 지주(33)(34)를 포함하는 다수의 태양광어레이(30)(30')(30"); 상기 주행도로 사이의 구획공간(S)에 메트릭스 형태로 매설되는 것으로서 상단에 상방으로 돌출되는 다수의 앙카볼트(41)를 가지는 다수의 콘크리트기초(40); 상기 앙카볼트(41)에 의하여 상기 콘크리트기초(40)에 고정되는 빔조인터(50); 상기 빔조인터(50)와 태양광어레이(30)(30')(30")를 연결하는 연결단(60); 상기 태양광어레이(30)(30')(30")를 구성하는 태양광모듈에서 출력되는 직류전력을 병합하여 출력하는 다수의 단위접속반(70)(70')(70"); 상기 단위접속반(70)(70')(70")에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 다수의 단위인버터(80)(80')(80"); 및 상기 다수의 단위인버터(80)(80')(80")에서 출력되는 전력중, 상기 테스트베드 트랙(10)을 운영하는 과정에서 남은 잉여전력을 한전과 연계된 계통으로 공급하는 배전반(90);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 빔조인터(50)는, 상기 앙카볼트(41)가 관통하는 다수의 제1체결공(51a)이 대칭되게 형성된 하부플랜지(51)와, 상기 제2체결공(52a)이 대칭되게 형성된 상부플랜지(52)와, 하부플랜지(51)와 상부플랜지(52)를 이격된 상태로 연결하는 웹(53)을 포함하고; 상기 연결단(60)은, 상기 빔조인터 상부플랜지(52)의 상부면에 지지되는 것으로서 상기 제2체결공(52a)에 대응되는 제3체결공(61a)이 형성된 조인트플랜지(61)와, 조인트플랜지(61)에 지지되어 상기 전방 및 후방 지주(33)(34)의 하단과 연결되는 웹(62)을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 조인트플랜지(61)에 형성된 제3체결공(61a)은, 가로 및 세로 방향으로 장공이 형성되어 전체적으로 + 형태를 이룬다.
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본 발명에 따르면, 테스트베드 트랙의 유휴 구획공간(S)에 다수의 태양광어레이를 설치함으로서, 다수의 태양광어레이를 설치하기 위한 별도의 큰 공간이 요구되지 않고, 주행 차량 테스트 및 운영을 위한 전력을 자체 생산할 수 있어 별도의 대전력망을 시공하지 않아도 된다.
또한, 다수의 콘크리트기초에 지지되는 빔조인터에 연결단을 설치하고, 다수의 태양광어레이를 연결단 상에서 이동시킬 수 있어, 태양광어레이의 증설이 용이하게 할 수 있고, 더불어 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.
그리고 태양광발전 과정에서 특정 단위접속반 및 특정 단위인버터에서 비정상적인 상황이 발생되었을 때 발생되는 접속반이상신호(S1) 또는 인버터이상신호(S2)에 의하여 태양광어레이와 연결되는 전력라인을 차단함으로써, 해당 단위접속반 또는 단위인버터는 물론 배전반을 구성하는 전장품(P)의 파손이나 오작동, 화재의 가능성을 근본적으로 차단할 수 있다라는 작용효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 차량 테스트베드 트랙의 구획공간에 설치되는 다수의 태양광어레이를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1의 태양광 발전시스템의 주요 구성을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 2의 태양광어레이를 지지하는 콘크리트기초, 빔조인터 및 연결단을 발췌하여 도시한 도면,
도 5는 도 4를 정면에서 바라본 도면,
도 6은 도 4의 콘크리트기초. 빔조인터 및 레일슬라이더의 분해도,
도 7은 도 6의 레일슬라이더를 지지하는 콘크리트기초가 구획공간에 메트릭스 형태로 설치되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 6의 연결단의 조인트플랜지에 위치보정홈이 형성된 것을 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 8의 위치보정홈에 의하여 연결단이 위치보정되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 3의 배전반의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 11은 도 10의 X-X' 선을 따른 단면도,
도 12는 도 11의 프로파일에 다수의 아크감지부가 이격되게 설치되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 13은 도 12의 XIII-XIII' 선을 따른 단면도,
도 14는 도 12의 아크감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정 되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 차량 테스트베드의 구획공간에 설치되는 다수의 태양광어레이를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 태양광 발전시스템의 주요 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2의 태양광어레이를 지지하는 콘크리트기초, 빔조인터 및 연결단을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 5는 도 4를 정면에서 바라본 도면이다. 또, 도 6은 도 4의 콘크리트기초. 빔조인터 및 레일슬라이더의 분해도이고, 도 7은 도 6의 레일슬라이더를 지지하는 콘크리트기초가 구획공간에 메트릭스 형태로 설치되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙은, 차량 테스트를 위한 다양한 주행도로(11), 각각의 상기 주행도로(11)에 설치되는 다수의 조명등(12), 차량의 주행 능력을 측정하는 다수의 센서(13)와, 주행도로(11)에 설치되는 다수의 CCTV(14)가 설치된 테스트베드 트랙(10)과; 다수의 센서(13) 및 CCTV(14)에서 센싱된 데이터를 수집 및 분석하는 데이터분석부(20)와; 테스트베드 트랙(10) 및 데이터분석부(20)를 운영하기 위한 전력을 공급하는 다수의 태양광어레이(30)(30')(30")와; 주행도로 사이의 구획공간(S)에 메트릭스 형태로 매설되는 것으로서 상단에 상방으로 돌출되는 다수의 앙카볼트(41)를 가지는 다수의 콘크리트기초(40)와; 앙카볼트(41)에 의하여 콘크리트기초(40)에 고정되는 빔조인터(50)와; 빔조인터(50)와 태양광어레이(30)(30')(30")를 연결하는 연결단(60)과; 태양광어레이(30)(30')(30")를 구성하는 태양광모듈에서 출력되는 직류전력을 병합하여 출력하는 다수의 단위접속반(70)(70')(70")과; 단위접속반(70)(70')(70")에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 다수의 단위인버터(80)(80')(80")와; 다수의 단위인버터(80)(80')(80")에서 출력되는 전력중, 상기 테스트베드 트랙(10)의 조명등(12), 센서(13), CCTV(14) 및 데이터분석부(20)를 운영하는 과정에서 남은 잉여전력을 한전과 연계된 계통으로 공급하는 배전반(90);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
테스트베드 트랙(10)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다양한 형태의 주행도로(11)가 형성되어 있고, 주행도로(11)에는 다수의 조명등(12), 다양한 센서(13) 및 CCTV(14)가 설치되어 차량의 각종 주행 성능은 물론, 위급 상황에서 자율적으로 브레이킹 동작을 하거나 완벽한 자율 주행이 가능한지 여부를 측정하고 있다. 예를 들면, 자율주행차량 사고는 야간이나 안개 등 상황에서 차량 센서를 통한 영상분석으로 신호등이나 사물정보를 인식하여야 하는데, 테스트베드 트랙(10)에서는 야간 상황이나 안개낀 상황등의 환경을 인위적으로 제공한다.
테이터분석부(20)는, 테스트베드 트랙(10)의 구획공간에 설치되어 주행 차량에 의하여 발생되는 다양한 정보를 수집 및 분석함으로서 주행중인 차량의 성능, 안정성, 자율 대응성등을 테스트한다. 특히 데이터분석부(20)는. 테스트베드 트랙(10)의 주행도로(11)는 물론 도로 교차로마다 설치된 수많은 CCTV 를 통하여 주행차량 상태를 모니터링하면서 객관적인 주행 정보를 분석할 수 있다.
태양광어레이(30)(30')(30") 각각은 동일한 구성을 가진다. 태양광어레이(30)(30')(30")는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 태양전지셀이 가로 및 세로 방향으로 연결되는 구현된 태양전지모듈(31)과, 태양전지모듈(31)의 지지하는 모듈지지프레임(32)과, 모듈지지프레임(32)의 전후방 각각에 설치되는 전방 및 후방 지주(33)(34)를 포함한다. 이러한 태양전지모듈(31)은 태양전지셀들이 가로 및 세로 방향으로 연결되어 구현되고 30 ~ 60V 의 직류 전력을 출력한다. 이러한 태양전지모듈(31)은 8개에서 12개 정도가 직렬로 연결되어 구성되며, 약 300 ~ 700V 전압을 갖는 직류전력을 출력한다.
콘크리트기초(40)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 주행 도로(11) 사이의 구획공간(S)에 메트릭스 형태로 매설되는 콘크리트 구조물로서, 상부면이 편편하고 상단으로 다수의 앙카볼트(41)가 설치된 구조를 가진다.
빔조인터(50)는, 앙카볼트(41)가 관통하는 다수의 제1체결공(51a)이 대칭되게 형성된 하부플랜지(51)와, 제2체결공(52a)이 대칭되게 형성된 상부플랜지(52)와, 하부플랜지(51)와 상부플랜지(52)를 이격된 상태로 연결하는 웹(53)으로 구성된다.
연결단(60)은, 상부플랜지(52)의 상부면에 지지되는 것으로서 상기 제2체결공(52a)에 대응되는 제3체결공(61a)이 형성된 조인트플랜지(61)와, 조인트플랜지(61)에 지지되어 상기 태양광어레이(30)(30')(30")를 구성하는 전방 및 후방 지주(33)(34)의 하단과 연결되는 기둥웹(62)을 포함한다. 이러한 구조에 의하여, 전방 및 후방 지주(33)(34)는 연결단(60) 및 빔조인터(50)에 의하여, 미리 매설된 콘트리트기초(40)에 지지된다.
한편, 기둥웹(62)에는 길게 레일(63)이 설치되고, 전방 및 후방 지주(33)(34)의 하단에는 레일(63)을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되는 레일슬라이더(64)와. 레일슬라이더(64)의 하단에 형성된 나사공에 나사결합되어 레일(63)을 선택적으로 가압하는 레일고정볼트(65)가 설치될 수 있다. 이때 레일슬라이더(64)는 레일(63)을 감싸는 구조를 가짐으로써 레일(63)을 따라 이동할 때 분리되지 않게 되고, 상기 레일고정볼트(65)의 조임 동작에 의하여 레일(63)의 특정 위치에서 고정된다. 이러한 구조의 경우, 조인트블랜지(61)를 상부플랜지(52)에 지지한 상태에서 볼트 및 너트로 제2체결공(52a)과 제3체결공(61a)을 체결시키면, 연결단(60)은 빔조인터(50)게 고정된다.
도 8은 도 6의 연결단의 조인트플랜지에 위치보정홈이 형성된 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8의 위치보정홈에 의하여 연결단이 위치보정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
조인트플랜지(61)에 형성된 제3체결공(61a)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 가로 및 세로 방향으로 장공이 형성되어 전체적으로 + 형태를 이룰 수 있다. 이 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부플랜지(52)의 제2체결공(52a)에 체결된 볼트(B)를 기준으로 제3체결공(61a)을 따라 가로 방향 또는 세로 방향으로 상대 이동할 수 있으며, 빔조인터(50)에 대한 연결단(60)의 설치 위치를 상부플랜지(52)의 중앙에서 일측으로 치우치게 이동시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 태양광어레이(30)(30')(30")를 설치하기 위하여 구획공간(S)에 다수의 콘크리트기초(40)를 메트릭스 형태로 매설하고, 이후에 콘크리트기초(40)에 빔조인터(50) 및 연결단(60)을 설치하는 순서로 진행된다. 이때 콘크리트기초(40)를 설정된 위치에 정확히 매설하자 하지만, 현실적으로 약간의 매설 오차가 발생되고, 이에 따라 제2체결공(52a)과 제3체결공(61a)이 일치하지 않을 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 제3체결공(61a)이 전체적으로 + 형태를 이루는 것이고, 이에 따라 위치보정빔(60)의 위치를 약간 이동시킬 수 있어 콘크리트기초(40)의 매설 위치에 대한 오차를 보정할 수 있는 것이다.
도 10은 도 3의 배전반의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10의 X-X' 선을 따른 단면도이며, 도 12는 도 11의 프로파일에 다수의 아크감지부가 이격되게 설치되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 도 12의 XIII-XIII' 선을 따른 단면도이며, 도 14는 도 12의 아크감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면이다.
단위접속반(70)(70')(70")은 태양광어레이(30)(30')(30")의 출력단에 연결되며, 해당 태양광어레이를 보호하기 위하여 과전류 공급시 차단되는 퓨즈, 단위인버터로부터의 전압 역류를 방지하기 위한 역류방지 다이오드등으로 구성된다.
단위인버터(80)(80')(80")은 단위접속반(70)(70')(70")의 출력단과 연결되며, 단위접속반(70)(70')(70")에서 입력되는 DC 전력을 가정이나 공장등에서 운영되는 장치에서 사용할 수 있는 주파수 및 위상의 AC 전력으로 변환한다.
배전반(90)은, 다수의 단위인버터(80)(80')(80")와 연결되어 각각의 단위인버터에서 출력되는 전력이 병합되어 입력되며, 그 내부에는 전압을 변환하는 변압기, PLC(Power Line Communication)등이 탑재되거나, 제어를 위한 컨트롤판넬, 전기의 공급과 제어를 각종 스위치 및 릴레이(계전기), 전압 차단을 위한 회로 차단기 및 퓨즈등(이하, 전장품(P)이라 한다)이 배치되어 통합 관리된다.
이러한 배전반(90)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 전방측에 점검을 위한 도어(91a) 및 전장품(P)을 지지하는 다수의 선반(91b)을 가지는 함체(91)와; 상기 함체(91)의 마주보는 4 개의 모서리측에 설치되어 그 함체(91)를 수직 방향으로 지지하는 것으로서, 각각의 내부에 유로(92a)가 형성되고, 마주보는 면에 그 유로(92a)와 연통되는 다수의 통기구멍(92b)이 형성된 프로파일(92)과; 상기 단위접속반(70)(70')(70")에서 비정상적인 상황이 발생할 때 접속반이상신호(S1)를 발생하는 접속반이상신호발생부(93)와; 상기 단위인버터(80)(80')(80")에서 비정상적인 상황이 발생할 때 인버터이상신호(S2)를 발생하는 인버터이상신호발생부(94)와; 상기 태양광어레이(30)(30')(30")와 단위접속반(70)(70')(70") 사이의 전력라인 각각에 설치되는 것으로서 상기 접속반이상신호(S1) 또는 인버터이상신호(S2)가 발생되었을 때 해당 전력라인을 차단하는 전력라인차단부(95)(95')(95")와; 프로파일(92)에 설치되는 것으로서, 상기 전장품(P), 접속반이상신호발생부(93), 인버터이상신호발생부(94)에서 발생되는 아크를 감지하여 아크경고신호(AS)를 발생하는 아크감지부(96)와; 상기 함체(91) 내부의 온도를 측정하여 설정온도 이상이 될 때 온도경고신호(TS)를 발생하는 온도측정센서(97)와; 함체(91)의 내부 상부측에 4 개의 프로파일(92)에 지지되는 것으로서 상기 유로(92a)와 연통되게 설치되는 흡배기공간(98)과; 함체(91) 외부에 설치되어 상기 흡배기공간(98)을 흡입압을 형성하는 흡배기팬(99);을 포함한다.
프로파일(92)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 함체(91) 내측 4 모서리를 각각 지지하여 함체(91)에 수직 방향으로 인가되는 전장품(P) 하중을 지지하는 기둥의 역할을 한다. 이러한 프로파일(92)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 단면이 직각 삼각형을 이루며 내부에 상기 유로(92a)가 형성되고, 상기 통기구멍(92b)이 형성되는 경사면을 가지는 프로파일몸체(92c)와; 경사면에 형성되는 끼움슬릿(92d)과; 경사면의 배면에 형성된 것으로서 끼움슬릿(92d)을 상기 유로(92a) 및 통기공(92b)과 차단하는 슬릿배면(92e)을 포함한다.
유로(92a)는 다수의 통기공(92b)으로 유입되는 후술할 아크가스나 습기를 흡배기공간(80)으로 이송되는 공간을 형성한다. 이때 통기공(22)은 경사면(23a)을 홀가공하여 형성하며, 함체의 크기가 용량에 따라 통기공(22)의 내직경 및 개수가 가변될 수 있다.
끼움슬릿(92d)은 함체(91) 내부로 대향되어 아크감지부(96)가 설치되는 곳으로서 프로파일몸체(92c)를 따라 길게 형성되어 있다. 이러한 끼움슬릿(92d)에 아크감지부(96)가 설치됨으로서, 아크 방전이 중점적으로 발생되는 위치로 아크감지부(96)의 위치를 가변 이동시킬 수 있다. 또한 끼움슬릿(92d)의 입구 양측에는 내측으로 돌출되는 걸림턱이 형성되어 끼움슬릿(92d)에 끼어지는 아크감지부(96)가 이탈되지 않게 된다.
슬릿배면(92e)은 끼움슬릿(92d)을 상기 유로(92a) 및 통기공(92d)과 차단하며, 이에 따라 함체(91) 내부의 공기는 통기공(92b)을 통하여 유로(92a)로 유입된다.
상기 프로파일(92)은 알루미늄을 압출하여 성형되며, 필요길이만큼 절단하여 사용된다.
접속반이상신호발생부(93)는 단위접속반(70)(70')(70")에서 측정되는 전력량을 비교하여 비정상적인 상황이 발생할 때 접속반이상신호(S1)를 발생한다. 즉, 접속반이상신호발생부(93)는, 단위접속반(70)(70')(70") 각각에서 발생되는 전력량을 검지한 후 각각의 전력신호를 상호 비교하여 특정 단위전속반의 전력량이 다른 단위접속반의 전력량과 설정오차값 범위를 벗어날 경우 그 특정 단위접속반에 비정상적인 상황이 발생되었다라는 접속반이상신호(S1)를 발생하는 것이다. 이러한 접속반이상신호(S1)는 배전반(90)으로 전송되어, 후술할 전력라인차단기(95)(95')(95")를 작동시키는 신호로 사용된다.
상기 접속반이상신호(S1)는, 특정 단위접속반 내부로 외부 습기가 과도하게 침투되어 다이오드나 PCB 의 접촉불량이 발생되거나 또는 특정 단위태양전지어레이에서 지락이나 누전 또는 쇼트가 발생되었을 때, 이에 따라 해당 태양광어레이에서 발생되는 전략량이 다른 태양광어레이에서 발생되는 전력량보다 현저히 작을 때 발생한다. 예를 들면, 정상적으로 작동하는 단위접속반(70)(70')(70") 각각이 10KW 의 전력을 생산하고, 설정오차값을 2KW로 설정하였을 때, 특정 단위접속반에서 설정오차값을 벗어나는 값인 7KW 의 전력을 생산할 때, 접속반이상신호발생부(93)는 특정 단위접속반에서 비정상적인 상황이 발생되었다라는 접속반이상신호(S1)를 발생하는 것이다.
인버터이상신호발생부(94)는 단위인버터(80)(80')(80")에서 발생되는 전력량을 비교하여 비정상적인 상황이 발생할 때 인버터이상신호(S2)를 발생한다. 즉, 인버터이상신호발생부(94)는, 단위인버터(80)(80')(80") 각각에서 발생되는 전력량을 검지한 후 각각의 전력신호를 비교하여 특정 단위 단위인버터의 전력량이 다른 단위인버터의 전력량과 설정오차값 범위를 벗어날 경우 그 특정 단위인버터에 비정상적인 상황이 발생되었다라는 인버터이상신호(S2)를 발생하는 것이다. 이러한 인버터이상신호(S2)는 배전반(90)으로 전송되어, 후술할 전력라인차단기(95)(95')(95")를 작동시키는 신호로 사용된다.
상기 인버터이상신호(S2)는, 특정 단위인버터에 과부하가 인가되거나 단위태양전지어레이가 낙뢰에 맞아서 그 특정 단위인버터를 구성하는 부품에 파손되거나 고장이 발생될 때, 이에 따라 해당 단위인버터에서 발생되는 전력량이 다른 단위인버터에서 발생되는 전력량보다 현저히 작을 때 발생한다. 예를 들면, 정상적으로 작동하는 단위인버터(80)(80')(80") 각각이 10KW 의 전력을 생산하고, 설정오차값을 2KW로 설정하였을 때, 특정 단위인버터에서 설정오차값을 벗어나는 값인 7KW 의 전력을 생산할 때, 인버터이상신호발생부(94)는 특정 단위인버터에서 비정상적인 상황이 발생되었다라는 인버터이상신호(S2)를 발생하는 것이다.
전력라인차단기(95)(95')(95")는, 태양광어레이(30)(30')(30")와 단위접속반(70)(70')(70") 사이의 전력라인 각각에 설치되는 것으로서, 상기 접속반이상신호 또는 인버터이상신호가 발생되었을 때 해당 전력라인을 차단한다. 이러한 전력라인차단기(70)(70')(70")는 해당 단위접속반 또는 단위인버터에서 접속반이상신호 또는 인버터이상신호가 발생되었을 때 단위태양전지어레이와 연결되는 전력라인을 차단함으로써, 해단 단위접속반 또는 단위인버터는 물론 배전반(90)을 구성하는 전장품(P)의 파손이나 오작동, 화재의 가능성을 근본적으로 차단하게 된다.
아크감지부(96)는, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 프로파일(92)의 슬릿배면(92e)에 끼어지는 기판(96a)과, 기판(96a)에 설치되는 자외선센서(96b)와, 아크발생시 발생되는 특정 자외선 파장 영역을 자외선센서(96b)로 투과시키는 투과필터(96c)와, 자외선센서(96b)에서 감지된 자외선 광량이 설정된 광량값 이상이 될 때 아크경고신호(AS)를 발생하는 아크경고신호발생부(96d)를 포함한다.
여기서 투과필터(96c)는 아크 방전시 발생되는 자외선을 선택적으로 투과시켜, 자외선센서(96b)가 아크방전을 정확히 감지할 수 있도록 한다. 만약 투과필터(96c)를 채용하지 않을 경우, 자외선센서(96b)는 인공광원(함체 내부 할로겐 램프등)에서 발생되는 자외선을 감지하여 정확한 아크방전 감지에 방해가 될 수 있기 때문이다.
아크경고신호발생부(96d)는 자외선센서(96b)에서 감지된 자외선 광량이 설정된 광량값 이상이 될 때 아크경고신호(AS)를 발생한다. 따라서 자외선센서(96b)에서 감지되는 자외선 광량이 작을 경우, 즉 소규모의 아크 방전이 발생되는 경우에는 아크경고신호를 발생하지 않는다.
이러한 아크감지부(96)에 의하여, 전장품(P)이나 접속반이상신호발생부(93)나 인버터이상신호발생부(94)에서 아크 방전이 일어날 때 발생되는 자외선은 투과필터(96c)를 투과한 후 자외선센서(96b)로 수광되어 아크방전이 발생되었음을 감지한다.
그리고 자외선센서(96b)에서 수광되는 자외선 광량이 설정된 광량값 이상이 될 때 과도한 아크방전이 발생되어 함체(91)에 존재함을 의미하며, 이 경우 아크경고신호발생부(96d)는 아크경고신호(AS)를 발생한 후 제어부(미도시)로 전송하여 후술할 상기 흡배기팬(99)을 작동시킨다.
여기서, 아크감지부(96)는 전장품(P)의 개수나 용량에 따라 프로파일(92)의 특정 위치에 다수개 설치될 수 있으며, 특히 아크방전이 중점적으로 발생되는 장소에 대응되는 프로파일(92)의 특정 위치에 고정된다.
흡배기팬(99)은 흡배기공간(98)에 음압을 형성하는 것으로서, 상기 아크경고신호(AS)가 발생되었을 때 작동되어 흡배기공간(98)에 음압이 형성되게 하고, 음압은 흡배기공간(98)과 연통된 프로파일(92)의 유로(92a) 및 통기구멍(92b)을 통하여 함체(91) 내부에 음압을 형성한다. 그러면 배전반(90) 외부 공기가 도어(D) 사이의 틈새로 유입되어 함체(91) 내부의 과열된 공기나, 또는 아크방전에 의하여 발생된 아크가스를 프로파일(92) -> 흡배기공간(98) 및 흡배기팬(99)을 통하여 외부로 배기되게 하고, 이에 따라 함체(91) 내부의 비정상적인 상황이 정상화 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 테스트베드 트랙(10)의 유휴 구획공간(S)에 다수의 태양광어레이(30)(30')(30")를 설치함으로서, 다수의 태양광어레이를 설치하기 위한 별도의 큰 공간이 요구되지 않고, 주행 차량 테스트 및 운영을 위한 전력을 자체 생산할 수 있어 별도의 대전력망을 시공하지 않아도 된다.
또한, 다수의 콘크리트기초(40)에 지지되는 빔조인터(50)에 연결단(60)을 설치하고, 다수의 태양광어레이(30)(30')(30")를 연결단(60) 상에서 이동시킬 수 있어, 태양광어레이의 증설이 용이하게 할 수 있고, 더불어 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.
또한, 태양광발전 과정에서 특정 단위접속반 및 특정 단위인버터에서 비정상적인 상황이 발생되었을 때 발생되는 접속반이상신호(S1) 또는 인버터이상신호(S2)에 의하여 태양광어레이(30)(30')(30")와 연결되는 전력라인을 차단함으로써, 해당 단위접속반 또는 단위인버터는 물론 배전반(90)을 구성하는 전장품(P)의 파손이나 오작동, 화재의 가능성을 근본적으로 차단할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 테스트베드 트랙 11 ... 주행도로
12 ... 조명등 13 ... 센서
14 ... CCTV 20 ... 데이터분석부
30, 30', 30" ... 태양광어레이 31 ... 태양전지모듈
32 ... 모듈지지프레임 33, 34 ... 지주
40 ... 콘크리트기초 41... 앙카볼트
50 ... 빔조인터 51 ... 하부플랜지
51a ... 제1체결공 52 ... 상부플랜지
52a ... 제2체결공 53 ... 웹
60 ... 연결단 61 ... 조인트플랜지
61a ... 제3체결공 62 ... 기둥웹
63 ... 레일 64 ... 레일슬라이더
70, 70', 70" ... 단위접속반 80, 80', 80" ... 단위인버터
90 ... 배전반 91 ... 함체
91a ... 도어 91b ... 선반
92 ... 프로파일 92a ... 유로
92b ... 통기구멍 92c ... 프로파일몸체
92d ... 끼움슬릿 92e ... 슬릿배면
93 ... 접속반이상신호발생부 94 ... 인버터이상신호발생부
95, 95', 95" ... 전력라인차단부 96 ...아크감지부
96a ... 기판 96b ... 자외선센서
96c ... 투과필터 96d ... 아크경고신호 발생부
97 ... 온도측정센서 98 ... 흡배기공간
99 ... 흡배기팬

Claims (4)

  1. 차량 테스트를 위한 다양한 다수의 주행도로(11), 각각의 상기 주행도로(11)에 설치되는 다수의 조명등(12), 차량의 주행 능력을 측정하는 다수의 센서(13) 및 상기 주행도로(11)에 설치되는 다수의 CCTV(14)가 설치된 테스트베드 트랙(10);
    상기 다수의 센서(13) 및 CCTV(14)에서 센싱된 데이터를 수집 및 분석하는 데이터분석부(20);
    상기 테스트베드 트랙(10) 및 데이터분석부(20)를 운영하기 위한 전력을 공급하는 것으로서, 태양전지셀들이 가로 및 세로 방향으로 연결되는 태양전지모듈(31)과, 태양전지모듈(31)의 지지하는 모듈지지프레임(32)과, 모듈지지프레임(32)의 전후방 각각에 설치되는 전방 및 후방 지주(33)(34)를 포함하는 다수의 태양광어레이(30)(30')(30");
    상기 주행도로 사이의 구획공간(S)에 메트릭스 형태로 매설되는 것으로서 상단에 상방으로 돌출되는 다수의 앙카볼트(41)를 가지는 다수의 콘크리트기초(40)와;
    상기 앙카볼트(41)에 의하여 상기 콘크리트기초(40)에 고정되는 빔조인터(50);
    상기 빔조인터(50)와 태양광어레이(30)(30')(30")를 연결하는 연결단(60);
    상기 태양광어레이(30)(30')(30")를 구성하는 태양광모듈에서 출력되는 직류전력을 병합하여 출력하는 다수의 단위접속반(70)(70')(70");
    상기 단위접속반(70)(70')(70")에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 다수의 단위인버터(80)(80')(80"); 및
    상기 다수의 단위인버터(80)(80')(80")에서 출력되는 전력중, 상기 테스트베드 트랙(10)을 운영하는 과정에서 남은 잉여전력을 한전과 연계된 계통으로 공급하는 배전반(90);을 포함하고,
    상기 배전반(90)은, 전방측에 점검을 위한 도어(91a) 및 전장품(P)을 지지하는 다수의 선반(91b)을 가지는 함체(91)와; 상기 함체(91)의 마주보는 4 개의 모서리측에 설치되어 그 함체(91)를 수직 방향으로 지지하는 것으로서, 각각의 내부에 유로(92a)가 형성되고, 마주보는 면에 그 유로(92a)와 연통되는 다수의 통기구멍(92b)이 형성된 프로파일(92)과; 상기 단위접속반(70)(70')(70")에서 비정상적인 상황이 발생할 때 접속반이상신호(S1)를 발생하는 접속반이상신호발생부(93)와; 상기 단위인버터(80)(80')(80")에서 비정상적인 상황이 발생할 때 인버터이상신호(S2)를 발생하는 인버터이상신호발생부(94)와; 상기 태양광어레이(30)(30')(30")와 단위접속반(70)(70')(70") 사이의 전력라인 각각에 설치되는 것으로서 상기 접속반이상신호(S1) 또는 인버터이상신호(S2)가 발생되었을 때 해당 전력라인을 차단하는 전력라인차단부(95)(95')(95")와; 상기 함체(91) 내부의 온도를 측정하여 설정온도 이상이 될 때 온도경고신호(TS)를 발생하는 온도측정센서(97)와; 상기 함체(91)의 내부 상부측에 4 개의 프로파일(92)에 지지되는 것으로서 상기 유로(92a)와 연통되게 설치되는 흡배기공간(98)과; 함체(91) 외부에 설치되어 상기 흡배기공간(98)을 흡입압을 형성하는 흡배기팬(99)와; 상기 프로파일(92)에 설치되는 것으로서, 상기 전장품(P), 접속반이상신호발생부(93), 인버터이상신호발생부(94)에서 발생되는 아크를 감지하여 아크경고신호(AS)를 발생하는 아크감지부(96);를 포함하고;
    상기 프로파일(92)은, 단면이 직각 삼각형을 이루는 것으로서 내부에 상기 유로(92a) 및 통기구멍(92b)이 형성되는 경사면을 가지는 프로파일몸체(92c)와; 경사면에 형성되는 상기 아크감지부(96)가 끼어지는 끼움슬릿(92d)과; 상기 경사면의 배면에 형성된 것으로서 상기 끼움슬릿(92d)을 상기 유로(92a) 및 통기공(92b)과 차단하는 슬릿배면(92e)을 포함하는 것;을 특징으로 하는 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙.
  2. 제1항에 있어서, 상기 빔조인터(50)는,
    상기 앙카볼트(41)가 관통하는 다수의 제1체결공(51a)이 대칭되게 형성된 하부플랜지(51)와, 제2체결공(52a)이 대칭되게 형성된 상부플랜지(52)와, 하부플랜지(51)와 상부플랜지(52)를 이격된 상태로 연결하는 웹(53)을 포함하고;
    상기 연결단(60)은, 상기 상부플랜지(52)의 상부면에 지지되는 것으로서 상기 제2체결공(52a)에 대응되는 제3체결공(61a)이 형성된 조인트플랜지(61)와, 조인트플랜지(61)에 지지되어 상기 전방 및 후방 지주(33)(34)의 하단과 연결되는 기둥웹(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조인트플랜지(61)에 형성된 제3체결공(61a)은, 가로 및 세로 방향으로 장공이 형성되어 전체적으로 + 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 차량 성능 테스트 및 태양광 발전 겸용 테스트베드 트랙.
  4. 삭제
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