KR102145013B1 - 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 복수의 태양광 모듈을 구비하는 발전부(10)와, 접속반(20)과 인버터(30) 및 모니터링 단말(40)을 구비한 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치에 있어서, 접속반(20)은 내부온도와 외부온도와 습도를 감지하는 센서부(220); 발열체(241)와, 발열체(241)에서 발열된 열을 접속반(20) 내부로 순환시키는 팬(242)을 일체형으로 구비하여 접속반(20) 내부에 열풍을 순환시켜 결로를 방지하는 모드 구동부(240); 및 센서부(220)의 내부 온도와 습도 및 외부 온도 감지신호를 수신하여 접속반(20) 내부의 이슬점을 산출하여 모드 구동부(240)를 구동제어하는 컨트롤러(210); 를 포함하는 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
현재 화석 연료의 고갈과 원자력 발전의 위험성 때문에 태양광 발전 산업이 증가함에 따라서 태양광 발전 시스템의 안전한 운영과 더불어 효율적으로 관리하는 방법에 관한 연구가 증가하고 있다.
태양 전지 어레이를 통하여 발전된 직류 전력은 접속반을 거쳐서 인버터로 연결되면 인버터에서 직류를 교류로 변환하여 사용되고 있다. 이러한 태양광 발전 시스템에서의 화재 발생 원인을 보면 총 화재 발생 건수 중 접속반에서의 화재가 전체 화재 중 대부분을 차지하고 있다. 낮시간의 발전 중에 덥혀진 접속반 내부의 공기가 발전이 끝나 가면서 외함의 겉 부분이 급격히 냉각되어 결로가 발생하거나, 강우(降雨)나 안개 등 습도가 높은 환경에서 접속반 내부에 결로 현상이 발생하게 된다.
결로 현상은 공기 중에 포함되어 있는 수증기가 온도가 낮아짐에 따라 현재의 수증기압은 변화하지 않고 포화수증기압만 감소하여 마침내 공기 중의 수증기가 포화상태에 도달하여 이슬이 맺혀지는 현상이다. 이슬이 맺혀지는 온도를 결로 온도 또는 이슬점 온도라 한다.
이렇게 결로가 발생하게 되면 접속반 내부 기판의 극간 거리가 가장 짧은 지점에서 도전로가 형성되고, 이로 인하여 아크가 발생하게 되면 전류가 지속적으로 공급될 경우 아크가 연속적으로 발생하여 접속반 내부 기판 및 ABS 재질에 착화하고, 화재로 전개하게 된다.
따라서 종래의 태양광 발전장치는 설치된 장소가 습도가 높은 지역이어서 접속반 내부에 결로 현상이 빈번하게 이루어져 화재 발생 가능성이 높았다. 그러므로 종래에는 접속반 내부에 결로 발생을 제거하기 위하여 내부의 습기를 제거하는 장치를 포함하였다.
하지만, 종래의 태양광 발전장치는 결로를 방지하기 위하여 내부의 온도를 이슬점 온도 이상으로 유지하게 되나, 주변 환경의 변화에 따라 내부 온도가 급격히 상승될 경우 제어에 어려움이 있어 화재가 발생되는 문제점이 있었다.
즉, 종래의 태양광 발전장치는 환경의 변화에 따른 주변의 온도 및 습도 변화에 능동적으로 대처할 수 없기에 접속반 내부의 결로 방지 및 온도 유지를 위해서는 추가적인 장치가 설치되어야 함에 따라 시설 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주변 환경에 능동적으로 대처하여 접속반 내부의 결로 방지 및 내부 온도의 유지가 모두 가능한 화재방지 가능한 지능형 태양광 발전장치를 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명의 실시예는 복수의 태양광 모듈을 구비하는 발전부와, 접속반과 인버터 및 모니터링 단말을 포함하고, 접속반은 내부온도와 외부온도와 습도를 감지하는 센서부와, 발열체에서 발열된 열을 접속반 내부로 순환시키는 팬을 일체형으로 구비하여 접속반 내부에 열풍을 순환시켜 결로를 방지하는 모드 구동부 및 센서부의 내부 온도와 습도 및 외부 온도 감지신호를 수신하여 접속반 내부의 이슬점을 산출하여 모드 구동부를 구동제어하는 컨트롤러를 포함하는 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치를 포함할 수 있다.
그러므로 본 발명은 외부의 환경 변화에 따라 접속반 내부에서 결로를 방지하는 결로 방지 모드와 접속반 내부를 냉각시킬 수 있는 방열 모드를 선택적으로 구동시킬 수 있어 화재를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 하나의 장치를 이용하여 결로 방지 및 방열을 모두 수행할 수 있어 접속반의 크기를 소형화할 수 있고, 제조 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1에서 접속반을 도시한 블럭도이다.
도 3은 모드 구동부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해 도면이다.
도 5는 방열수단과 지지수단의 적층과정을 도시한 도면이다.
도 6은 발열체를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 8은 발열체의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 열전도 시트를 도시한 도면이다.
도 10은 열전도 시트가 부착된 발열체를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 도 1에서 접속반을 도시한 블럭도이다.
도 3은 모드 구동부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해 도면이다.
도 5는 방열수단과 지지수단의 적층과정을 도시한 도면이다.
도 6은 발열체를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 8은 발열체의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 열전도 시트를 도시한 도면이다.
도 10은 열전도 시트가 부착된 발열체를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다." 또는 "가지다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치를 도시한 블럭도, 도 2는 도 1에서 접속반을 도시한 블럭도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 태양광을 전기 에너지로 변환하여 출력하는 복수의 태양광모듈을 구비한 발전부(10)와, 역 전류가 흐르는 것을 방지하는 접속반(20), 직류를 교류변환하는 인버터(30) 및 발전부(10) 내지 인버터(30)의 상태 정보를 수집 및 출력하는 모니터링 단말(40)을 포함한다.
이중 접속반(20)은 온도 및 습도를 감지하는 센서부(220)와, 내부의 온도를 조절하는 모드 구동부(240)와, 전원을 차단하는 차단기(230)와, 센서부(220)의 감지신호를 수신하여 모드 구동부(240) 및 차단기(230)를 제어하는 컨트롤러(210)를 포함한다.
센서부(220)는 내부 온도를 감지하는 내부 온도 센서와, 외부 온도를 감지하는 외부 온도 센서, 부품의 표면 온도를 감지하는 부품 표면 온도 센서와, 습도를 감지하는 습도 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
컨트롤러(210)는 외부 온도 센서를 통하여 감지된 주변 온도와, 내부 온도 및 습도 감지 결과에 따라서 방열 모드와 결로 방지 모드 중 어느 하나로 제어할 수 있다.
결로 방지 모드는 접속반(20) 내부의 결로를 방지하기 위하여 팬(242)과 발열체(241)를 동시에 작동시켜 접속반(20) 내부에 열풍을 순환시켜 내부의 습기를 제거한다.
방열 모드는 팬(242)을 작동시켜 접속반(20) 내부의 온도를 냉각시킨다.
이를 위하여 컨트롤러(210)는 이슬점을 연산하는 연산 모듈(211)과, 차단기(230)를 제어하는 차단기 제어 모듈(212)과, 모드 구동부(240)를 제어하는 모드 제어 모듈(213)과, 모니터링 단말(40)과 통신을 수행하는 통신 모듈(214)을 포함한다.
연산 모듈(211)은 센서부(220)의 감지신호에 따라서 내외부의 온도차와 내부 습기 감지신호에 따라 결로가 발생 될 수 있는 이슬점(온도)을 산출하고, 현재 내부온도와 이슬점 간의 온도차를 산출한다.
차단기 제어 모듈(212)은 센서부(220)의 감지신호가 설정된 차단 조건에 해당 되면, 차단기(230)를 제어한다. 여기서 차단기(230)는 발전부(10)와 인버터(30)간의 전원 라인을 차단하며, 차단조건은 화재로 발전될 수 있는 고온으로 설정될 수 있다.
모드 제어 모듈(213)은 연산 모듈(211)의 연산 결과값을 통하여 결로 방지 모드와, 방열 모드 중 어느 하나로서 모드 구동부(240)를 제어한다. 예를 들면, 모드 제어 모듈은 현재 접속반(20)의 온도가 설정된 이슬점에 해당 되면, 결로 방지 모드로서 모드 구동부(240)를 제어하고, 접속반(20)의 내부 온도가 이슬점과 설정된 온도 이상이 감지되면 결로 방지 모드를 중단한다.
또는 모드 제어 모듈(213)은 외부 온도 및 내부 온도가 설정된 기준 이상이면, 방열 모드로 모드 구동부(240)를 제어한다.
통신 모듈(214)은 모니터링 단말(40)과 통신을 수행한다. 예를 들면, 모드 제어 모듈(213)은 결로 방지 모드와 방열 모드의 작동 기록 및 고장이나 화재 등의 이상 감지 정보를 생성하여 모니터링 단말(40)로 송신할 수 있다. 또한, 차단기 제어 모듈(212)은 차단기(230)의 제어 후 차단 정보를 통신 모듈(214)을 통하여 모니터링 단말(40)로 송신할 수 있다.
모드 구동부(240)는 발열되는 발열체(241)와, 열을 순환시키는 팬(242)을 포함할 수 있다.예를 들면, 결로 방지 모드는 발열체(241)에서 발열 된 열을 팬(242)이 순환시켜 접속반(20) 내부의 수분을 제거한다. 방열 모드는 발열체(241)가 오프되고, 팬(242)만 구동되어 접속반(20) 내부를 냉각시킨다.
여기서 발열체(241)와 팬(242)은 접속반(20) 내부에 설치되는 히트 싱크로서 일체로 구비될 수 있다. 이는 이하에서 설명한다.
도 3은 모드 구동부(240)를 도시한 사시도, 도 4는 도 3의 분해도, 도 5는 방열수단(245)과 지지수단(246)의 적층과정을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 모드 구동부(240)는 팬(242)과, 발열체(241), 상부 커버(243)와 하부 커버(243'), 복수의 방열핀(245a)을 구비하는 방열수단(245)과, 발열체(241)를 지지하는 지지수단(246)과, 전원을 연결하는 커넥터(244)를 포함할 수 있다.
이중 상부 커버(243)와 하부 커버(243')는 상호 간에 결합 되면서 내측에 방열수단(245)과 팬(242), 발열체(241) 및 지지수단(246)이 적층 및 수용되는 공간을 형성한다.
또한, 상부 커버(243)는 팬(242)이 노출되도록 절개된 송풍구(243a)와, 측단부에서 절개되는 복수의 방열구(243b)가 형성될 수 있다.
하부 커버(243')는 상면이 개방되고, 바닥면의 끝단에서 직립된 벽면으로 형성되어 상부 커버(243)에 체결된다. 여기서 상부 커버(243)와 하부 커버(243')는 공지된 기술(예를 들면, 끼움식, 볼트/나사 체결식)을 이용하여 상호 체결되는 것으로서 상세한 설명 및 도면을 생략하였다.
커넥터(244)는 외부 전원선과 내측의 발열체(241)들 간의 전원을 통전 시킨다. 여기서 커넥터(244)는 하부 커버(243')의 일측 벽면에 고정될 수 있다.
방열수단(245)은 열을 방열시키는 복수의 방열핀(245a)과, 방열핀(245a)을 지지하는 열전도판(245b)과, 열전도판(245b)을 하부 커버(243')의 내면과 이격시키는 이격바(245c)와, 팬(242)이 수용되는 제1수용구(245e)를 포함한다.
방열핀(245a)은 복수가 상호 이격되어 직립된 판으로 형성되어 발열체(241)에서 발열된 열을 방열시킨다.
열전도판(245b)은 일 방향으로 연장된 편평한 판재로서 상면에서 직립되는 복수의 방열핀(245a)들을 지지하고, 발열체(241)에서 발열된 열을 방열핀(245a)으로 전도한다.
이격바(245c)는 열전도판(245b)의 하면에서 상호 대향된 한 쌍의 변을 따라 연장되며, 끝단이 수평으로 절곡된다. 절곡된 끝단은 하부 커버(243')의 내면과 밀착되면서 상측의 열전도판(245b)을 하부 커버(243')의 내면으로부터 이격 시킨다.
여기서 이격바(245c)는 상호 이격된 한 쌍으로 형성됨에 따라 그 사이에 지지수단(246)이 인입되는 공간(245d)을 형성한다.
또한, 방열핀(245a)과 열전도판(245b) 및 이격바(245c)는 일체형으로 형성된다.
제1수용구(245e)는 방열핀(245a)들 사이에 형성된 공간으로서 팬(242)이 고정된다. 즉, 팬(242)은 방열핀(245a)들 사이에 공간으로 형성된 제1수용구(245e)에 고정되어 회전된다.
지지수단(246)은 일방향으로 연장된 판재로서 상면에서 발열체(241)가 접착될 수 있다. 여기서 지지수단(246)은 방열수단(245)의 이격바(245c)들 사이의 이격된 공간(245d)로 인입된다.
발열체(241)는 플라스틱 재질의 필름으로 이루어진 기판(241a)에 발열선이 전도성 잉크로 인쇄된다. 이와 같은 발열체(241)는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 발열체(241)를 도시한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 발열체(241)는 플라스틱 재질의 필름형 기판(241a)과, 기판(241a)에 인쇄되어 발열선을 구성하는 발열패턴(241b) 및 전극(241c)과, 발열패턴(241b)의 상면에 도포되는 보호층(241d)(도 10 참조)과, 보호층(241d)(도 10 참조)에 적층되는 접착층(도 10 참조)과, 단열필름(241e)(도 10 참조)를 포함할 수 있다.
기판(241a)은 절연 가능한 재질의 필름으로서 얇은 두께(예를 들면, 0.1mm~5mm)를 갖는다.
발열패턴(241b)은 양과 음의 전극(241c)으로 각각 연장되어 전원이 공급되면 발열된다. 즉, 발열패턴(241b)은 발열선의 기능을 수행한다. 또한, 발열패턴(241b)은 전도성 잉크에 의해 기판(241a)의 일면에 인쇄될 수 있다.
보호층(241d)은, 예를 들면, 카본이 포함된 액상의 수지로서 발열패턴(241b)의 상면에 도포되어 절연과 전자파 차폐 및 보호 기능을 수행한다.
접착층은 보호층(241d)의 상면에 형성되어 열전도판(245b)의 하면과 접착되거나, 기판(241a)의 하면에 도포되어 단열필름(241e)을 접착시킨다.
전극(241c)은 양과 음의 전원이 입력되며, 커넥터(244)에서 연장된 패턴 또는 전원선에 연결된다.
즉, 본 발명에서 발열체(241)는 박막 필름형으로서 히트 싱크를 형성하는 방열수단(245)에 설치되어 발열된다. 여기서 발열체(241)에서 발열된 열은 열전도판(245b)과 방열핀(245a)을 가열한다. 또한, 팬(242)은 상술한 바와 같이 방열핀(245a)들 사이의 제1수용구(245e)에 설치됨에 따라 회전시에 방열핀(245a) 및 열전도판(245b)을 통하여 전도된 열을 접속반(20) 내측에서 순환시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 이상 상황(예를 들면, 컨트롤러(210)의 고장, 외부 및/또는 내부의 고온)으로 인하여 접속반(20) 내부의 온도가 이상 온도에 근접할 경우에 발열체(241)를 강제로 오프 시킬 수 있는 다른 실시예를 포함할 수 있다. 이는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 접속반(20) 내부의 이상 고온 발생시에 발열체(241) 및/또는 팬(242)을 강제 오프시킬 수 있도록 하나 이상의 바이메탈(247, 248)을 구비한 방열수단(245)을 포함할 수 있다.
구체적으로 설명하자면, 방열수단(245)은 방열핀(245a)들 사이에서 바이메탈이 수용되는 공간을 형성하는 하나 이상의 제2수용구(245f)와, 방열핀(245a)들 사이에서 제2수용구(245f)로 전원선을 안내할 수 있는 공간을 형성하는 안내로(245g)와, 제2수용구(245f) 내에 각각 설치되는 제1바이메탈(247)과 제2바이메탈(248)을 더 포함할 수 있다.
제1바이메탈(247) 및 제2바이메탈(248)은 온도 센서와 스위칭 기능이 부가된 일체형 소자로서 온도에 따라 휘는 팽창계수를 갖는 금속판을 이용한 것이며, 이는 공지된 구성을 적용하였다. 다만, 본 발명은 감지 온도에 따라 전원 라인의 차단과 통전을 반복할 수 있는 복귀형과, 전원 라인을 차단 상태로 유지하는 비 복귀형을 조합하여 적용함에 특징이 있다.
구체적으로 설명하자면, 제1바이메탈(247)은 복귀형으로서 발열체(241) 및 팬(242)의 보호를 위하여 설정된 제1온도(예를 들면, 40~60℃)에서 작동되어 발열체(241) 및/또는 팬(242)에 연결되는 전원 라인을 차단한 후, 설정된 복귀 온도(예를 들면, 40℃ 또는 50℃ 이하)에 도달되면 발열체(241) 및/또는 팬(242)에 연결되는 제1전원 라인을 통전시킨다.
여기서 제1바이메탈(247)은 도면에 도시된 바와 같이 하나로 구성되거나, 2개로서 발열체(241)와 팬(242)에 직접 연결되는 전원 라인에 설치됨도 가능하다.
즉, 제1온도는 팬(242)의 정지온도와 발열체(241)의 정지 온도로 보다 세분화되도록 설정될 수 있고, 복귀 온도 역시 팬(242)과 발열체(241)에 따라 다르게 설정됨도 가능하다.
제2바이메탈(248)은 화재를 방지하기 위한 목적으로 설치된다. 따라서 제2바이메탈(248)은 비 복귀형으로서 설정된 제2온도(예를 들면, 70℃ 이상)에 도달되면 전원 라인을 완전 차단한다. 여기서 제2바이메탈(248)은 발열체(241) 및 팬(242)에 연결되는 제1전원 라인과, 발전부(10)에서 인버터(30)로 연결되는 제2 전원 라인 중 적어도 하나의 통전 여부를 결정할 수 있다.
제1바이메탈(247)과 제2바이메탈(248)은 각각 전원 라인이 연결되는 메탈단자(247a, 248a)와, 열전도판(245b)의 상면에 고정될 수 있도록 나사 또는 피스와 같은 고정수단이 체결되도록 고정홀이 형성되는 체결단(247b, 248b)이 포함될 수 있다.
즉, 본 발명은 차단기(230)를 제어하는 것 외에 방열수단(245)에서 바이메탈(247, 248)을 추가로 구비함에 따라 접속반(20) 내의 다양한 돌발 상황에 대하여 신속한 대처가 가능하다.
또한, 본 발명은 발열체(241)의 다른 실시예를 포함할 수 있다. 이는 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 8은 발열체의 다른 실시예를 도시한 도면, 도 9는 열전도 시트를 도시한 평면도, 도 10은 열전도 시트가 적층된 단면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에서 발열체(241)는 도 6의 일실시예와 달리 발열패턴(241b)의 연장 길이를 줄이거나, 발열패턴(241b)을 분할하여 발열체(241)의 크기에 상관없이 범용적으로 사용할 수 있도록 열전도 시트(249)를 제공할 수 있다.
예를 들면, 발열체(241)는 2 이상으로서 발열패턴(241b)의 길이가 짧은 발열패턴(241b)으로 형성되어 이격 배치될 수 있고, 하나의 발열체(241)가 배치되되 발열패턴(241b)의 길이가 단축되도록 제조될 수 있다.
열전도 시트(249)는 이격된 발열체(241)들의 상면 또는 단축된 발열패턴(241b)의 길이를 갖는 하나의 발열체(241)의 상면에 적층/접착되어 발열체(241)들로부터 발열 된 열을 확산시키는 역할을 수행한다.
이를 위하여 열전도 시트(249)는 절연 재질의 수지층(249b)과, 수지층(249b) 내에 매립된 열전도 금속 와이어(249a)와, 발열체(241) 및 지지수단(246)의 하면에 접착 고정될 수 있도록 접착층(249c)이 형성될 수 있다.
수지층(249b)은 절연 가능한 액상의 수지가 도포 및 경화되어 내측에 매립된 열전도 금속 와이어(249a)를 절연시킨다.
열전도 금속 와이어(249a)는 수지층(249b)에 매립된 형태로서 가로 및 세로 방향으로 상호 교차 연장되어 발열체(241)들로부터 발생된 열을 열전도판(245b)의 하면으로 확산시킨다.
접착층(249c)은 양면테이프로 제공될 수 있다. 즉, 열전도 시트(249)는 양면테이프와 수지층(249b)의 상하면에 이형지가 제거된 양면테이프가 설치되어 열전도판(245b)의 하면 및/또는 발열체(241)의 상면에 접착될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 상기와 같은 구성을 통해 달성되는 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치의 제어방법을 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명에 따른 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치의 제어방법을 도시한 순서도 이다.
도 11을 참조하면, 본 발명은 접속반(20) 내외부의 환경정보를 감지하는 S110 단계와, 설정온도 이상의 외부온도를 감지하는 S120 단계와, 접속반(20) 내부에서 이슬점 온도를 감지하는 S130 단계와, 이슬점 온도가 감지되면 결로 방지 모드를 구동하는 S140 단계와, 이슬점 온도에 비하여 설정된 차이 이상의 온도를 감지하는 S150 단계와, 이슬점 온도에서 설정된 차이 이상의 온도가 감지되면 결로 방지 모드를 오프하는 S160 단계와, 설정 온도 이상의 외부 온도가 감지되면 방열 모드를 구동하는 S170 단계를 포함한다.
S110 단계는 접속반(20)의 내/외부 환경정보를 감지하는 단계이다. 컨트롤러(210)는 센서부(220)에서 감지된 내부 온도와 습도, 외부 온도와, 부품표면의 온도 감지신호를 수신한다.
S120 단계는 컨트롤러(210)에서 설정된 온도 이상의 외부온도가 감지하는 단계이다. 컨트롤러(210)는 S110 단계에서 센서부(220)로부터 수신된 외부온도 감지신호를 실시간으로 수신하여 설정된 온도에 비하여 상승 되는 지를 확인한다.
S130 단계는 컨트롤러(210)에서 외부 온도가 설정된 온도 이하일 경우에 내부의 온도와 습도 및 내외부의 온도차를 연산하여 내부 온도가 이슬점에 도달되었는지를 감지하는 단계이다. 컨트롤러(210)의 연산 모듈(211)은 센서부(220)의 감지신호를 수신하여 이슬점을 산출하여 그 결과를 출력한다.
S140 단계는 컨트롤러(210)에서 이슬점이 감지되면, 결로 방지 모드를 구동시키는 단계이다. 컨트롤러(210)는 이슬점이 감지되면, 발열체(241)와 팬(242)을 구동시킨다. 따라서 발열체(241)는 발열되고, 열전도판(245b)은 방열핀(245a)에 열을 전도한다.
그리고 팬(242)은 방열핀(245a)들 사이의 제1수용구(245e)에서 회전되어 방열핀(245a)에서 방열된 열을 접속반(20) 내부로 순환시킨다. 즉, 팬(242)과 발열체(241)는 접속반(20) 내부에서 순환되는 열풍을 생성한다.
따라서 접속반(20) 내부의 습기는 팬(242) 및 발열체(241)에 의해 순환되는 열풍에 의해 제거될 수 있다.
S150 단계는 컨트롤러(210)가 현재 온도가 이슬점으로 산출된 온도차가 설정된 기준에 해당되는 지를 감지하는 단계이다. 예를 들면, 컨트롤러(210)는 접속반(20) 내부의 온도와, 이슬점으로 산출된 온도를 비교하고 그 차이를 산출하여 설정된 온도차에 해당되는 지를 비교한다. 즉, 컨트롤러(210)는 접속반(20)의 내부 온도가 이슬점이 발생되지 않은 온도에 도달되었는지를 감지한다.
S160 단계는 컨트롤러(210)가 접속반(20) 내부의 온도가 이슬점 온도에 비하여 설정된 온도차 이상의 온도라면, 결로 방지 모드를 오프시키는 단계이다. 컨트롤러(210)는 팬(242)과 발열체(241)를 오프시킨다. 여기서 컨트롤러(210)는 S160 단계 이후에 S110 단계로 복귀하여 접속반(20) 내외부의 온도를 확인하여 방열 모드로 구동될 수 있다.
S170 단계는 컨트롤러(210)가 설정온도 이상의 외부온도가 감지되면 방열 모드를 구동시키는 단계이다. 여기서 컨트롤러(210)는 팬(242)만 구동시켜 접속반(20) 내부 온도를 냉각시킨다.
즉, 본 발명은 접속반(20) 내부와 외부의 온도 및 습도와 같은 환경 정보를 감지하여 발열체(241)와 팬(242)을 모두 구동시켜 내부의 습기를 제거하는 결로 방지 모드와, 팬(242)만을 작동시켜 내부의 온도를 냉각시키는 방열 모드로 선택적으로 구동될 수 있다.
여기서 본 발명은 상술한 결로 방지 모드 및 방열 모드 중에 부품 표면에 설치된 부품 표면 온도 센서의 감지 신호에 따라 특정 부품의 온도가 설정된 온도 이상의 고온 또는 급격한 온도 상승이 감지되면, 차단기(230)를 제어하여 전원을 차단함도 가능하다.
또한, 본 발명은 자체적으로 온도를 감지하여 전원 라인의 통전 여부를 결정하도록 바이메탈을 구비함에 따라 화재의 방지와, 이상 현상에 의한 발열체(241)와, 팬(242) 및 방열핀(245a) 같은 장치의 손상을 보호할 수 있다.
컨트롤러(210)는 상기와 같은 바이메탈의 동작 결과 및 차단기(230)의 작동 여부에 대하여 모니터링 단말(40)에 경보신호를 송신하고, 방열 모드 및 결로 방지 모드의 작동 이력을 실시간으로 송신함도 가능하다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.
그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것 은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 발전부 20 : 접속반
30 : 인버터 40 : 모니터링 단말
210 : 컨트롤러 211 : 연산 모듈
212 : 차단기 제어 모듈 213 : 모드 제어 모듈
214 : 통신 모듈 220 : 센서부
230 : 차단기 240 : 모드 구동부
241 : 발열체 241a : 기판
241b : 발열패턴 241c : 전극
241d : 보호층 241e : 단열필름
242 : 팬 243 : 상부 커버
243a : 송풍구 243b : 방열구
243' : 하부 커버 244 : 커넥터
245 : 방열수단 245a : 방열핀
245b : 열전도판 245c : 이격바
245e : 제1수용구 245f : 제2수용구
245g : 안내로 246 : 지지수단
247 : 제1바이메탈 248 : 제2바이메탈
247a, 248a : 메탈단자 247b, 248b : 체결단
249 : 열전도 시트 249a : 열전도 금속 와이어
249b : 수지층 241f, 249c : 접착층
30 : 인버터 40 : 모니터링 단말
210 : 컨트롤러 211 : 연산 모듈
212 : 차단기 제어 모듈 213 : 모드 제어 모듈
214 : 통신 모듈 220 : 센서부
230 : 차단기 240 : 모드 구동부
241 : 발열체 241a : 기판
241b : 발열패턴 241c : 전극
241d : 보호층 241e : 단열필름
242 : 팬 243 : 상부 커버
243a : 송풍구 243b : 방열구
243' : 하부 커버 244 : 커넥터
245 : 방열수단 245a : 방열핀
245b : 열전도판 245c : 이격바
245e : 제1수용구 245f : 제2수용구
245g : 안내로 246 : 지지수단
247 : 제1바이메탈 248 : 제2바이메탈
247a, 248a : 메탈단자 247b, 248b : 체결단
249 : 열전도 시트 249a : 열전도 금속 와이어
249b : 수지층 241f, 249c : 접착층
Claims (7)
- 복수의 태양광 모듈을 구비하는 발전부(10)와, 접속반(20)과 인버터(30) 및 모니터링 단말(40)을 포함하고,
접속반(20)은
내부온도와 외부온도와 습도를 감지하는 센서부(220);
발열체(241)와, 발열체(241)에서 발열된 열을 접속반(20) 내부로 순환시키는 팬(242)을 일체형으로 구비하여 접속반(20) 내부에 열풍을 순환시켜 결로를 방지하는 모드 구동부(240); 및
센서부(220)의 내부 온도와 습도 및 외부 온도 감지신호를 수신하여 이슬점이 감지되면 모드 구동부(240)를 구동제어하는 컨트롤러(210); 를 포함하고,
모드 구동부(240)는
설정된 제1온도가 감지되면 전원을 차단하고, 설정된 복귀 온도가 감지되면 전원을 통전시키는 제1바이메탈(247);
설정된 제2온도가 감지되면 전원을 차단하는 제2바이메탈(248); 및
복수가 직립되는 방열핀(245a)들 사이의 공간으로서 팬(242)이 설치되는 제1수용구(245e)와, 방열핀(245a)들 사이에 형성된 공간으로 이루어져 제1바이메탈(247) 및 제2바이메탈(248)이 각각 고정되는 제2수용구(245f)와, 제2수용구(245f)로 연장되는 전원 라인을 안내하도록 방열핀(245a)들 사이의 공간으로 이루어진 안내로(245g)를 구비한 방열수단(245); 을 포함하는 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치.
- 청구항 1에 있어서, 모드 구동부(240)는
발열체(241)가 일면에 설치되어 방열수단(245)에 적층되는 지지수단(246); 및
상호 결합되어 방열수단(245) 및 지지수단(246)을 수용하는 상부 커버(243)와 하부 커버(243'); 를 포함하는 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 2에 있어서, 방열수단(245)은
일면에서 직립된 방열핀(245a)들을 지지하고, 반대면에서 밀착된 발열체(241)로부터 발열된 열을 방열핀(245a)으로 전도하도록 일방향으로 연장되는 열전도판(245b); 및
열전도판(245b)에서 대향된 한 쌍의 변에서 하향 연장되고, 끝단이 절곡되어 하부 커버(243')의 내면에 밀착되어 열전도판(245b)을 하부 커버(243')의 내면과 이격되도록 지지하는 이격바(245c); 를 포함하는 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치.
- 청구항 5에 있어서, 지지수단(246)은
일면에 발열체(241)가 설치되어 이격바(245c)들 사이의 이격 된 공간으로 인입되는 것; 을 특징으로 하는 화재 방지 가능한 지능형 태양광 발전장치.
- 삭제
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| A107 | Divisional application of patent | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |