KR102159057B1 - 태양광 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전 시스템을 실시간 관제할 수 있게 하고, 태양광 모듈 어레이의 독립적 선택 제어를 수행하게 하면서 관리자의 실시간 감시 및 긴급 상황시 시스템을 즉각 제어할 수 있도록 하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은; 다수의 태양전지(111)가 모여 하나의 패널(110)을 이루고, 상기 패널(110)이 다수로 모여 태양광 발전을 수행하면서 직류 전원을 공급하며, 상기 다수의 패널(110)에서 각각 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터를 제공하는 태양광 모듈 어레이(100)와; 상기 태양광 모듈 어레이(100)에서 공급된 직류 전원을 인버터(300)에 공급되게 하는데, 상기 다수의 패널(110)의 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터가 제공되어 취합되고, 수배전반(400)의 실사용 측 전력 사용량이 제공되는데, 상기 제공되는 데이터를 활용하여 상기 태양광 모듈 어레이(100)의 다수의 패널(110)을 각각 개별적으로 제어하면서 상기 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 관리하는 중앙 접속부(200); 상기 중앙 접속부(200)에서 공급된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(300)와; 상기 인버터(300)의 교류 전원을 전력의 실사용 측에 공급하는 수배전반(400)과; 상기 중앙 접속부(200)에 연결되어 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터링 하면서 제어하는 관제부(500)를 포함하여 구성된다.

Description

태양광 발전 시스템 {Solar power system}

본 발명은 태양광 발전 시스템을 실시간 관제할 수 있게 하고, 태양광 모듈 어레이의 독립적 선택 제어를 수행하게 하면서 관리자의 실시간 감시 및 긴급 상황시 시스템을 즉각 제어할 수 있도록 하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 발전 시스템은 햇빛을 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방식의 일종이며, 상기 태양광 발전은 반영구적으로 사용할 수 있고, 기타 다른 발전설비에 비하여 유지보수가 간편하며, 무공해 에너지원으로 미래의 대체 에너지로 널리 사용되고 있다.

이러한 태양광 발전 시스템은 다수의 태양전지가 하나의 패널 형태로 이루어진 태양광 모듈 어레이를 햇빛을 용이하게 받을 수 있는 장소에 설치하여 태양광 에너지를 이용해 전기를 필요한 곳에 송전하고 있다.

예를 들어, 종래 국내등록특허공보 제10-2030925호를 살펴보면, 태양광 발전량 모니터링 시스템이며, 기상 데이터를 입력받는 기상 데이터 입력부; 일조량 계측 데이터를 입력받는 일조량 데이터 입력부; 일조량 계측 데이터를 기반으로 현시점 태양광 발전량을 산출하는 태양광 발전량 산출부; 기상 데이터 및 일조량 계측 데이터를 기반으로 기 설정된 시간이 경과한 후의 미래시점 태양광 발전량을 추정하는 태양광 발전량 추정부; 및 상기 현시점 또는 미래시점 태양광 발전량을 출력하는 출력부를 포함하고, 상기 일조량 데이터 입력부는; 일조계가 설치된 다수의 지점 각각에서 해당 일조계로 계측된 일조량을 입력받고, 상기 태양광 발전량 산출부는; 다수의 지점에서 계측된 일조량의 평균값을 구하고, 상기 평균값을 기반으로 함수식에 따라 현시점 태양광 발전량을 산출하고, 탐색적 공간 자료 분석을 통해 일조량의 공간 분포 패턴을 분석하고, 지구통계학에 기초하여 대상 영역 내에서 일조계가 설치된 영역 내에서 샘플 지점의 위치에 따른 태양광 일조량의 공간 변이성을 산출하고, 산출된 공간 변이성에 대응하는 베리오그램 모델을 기반으로 각 샘플 지점에 대한 가중치를 결정하고, 가중치 및 샘플 지점의 일조량을 기반으로 산출된 공간 변이성에 대응하는 크리깅 알고리즘에 따라 타 지점의 일조량 계측을 산출하는 구성으로 이루어진다.

그러나 종래에는 태양광 발전 시스템의 태양광 모듈 어레이를 구성하고 있는 각각의 개별 패널(태양전지)에 대한 개별 제어를 수행할 수 없어 다수의 패널에 대한 출력 전력량의 개별 통제가 어렵고, 태양광 발전 시스템의 사용량과 태양광 발전 시스템의 생산량을 비교하여 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

국내등록특허공보 제10-2030925호가 제시되어 있다.

본 발명은 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 발전 시스템의 태양광 모듈 어레이를 구성하는 각각의 개별 모듈에 장착되어 제공되는 전압/전류 및 S.N(serial number)를 활용하여 개별 모듈의 개별 제어를 수행하여 출력 전력량을 관리하는 중앙 컨트롤러를 구비하며, 상기 중앙 컨트롤러의 데이터로 실시간 관제를 수행하는 관제부를 구비하고, 이를 통해 태양광 모듈 어레이를 구성하고 있는 각각의 개별 모듈에 대한 실시간 관제를 수행하도록 하고, 태양광 모듈 어레이의 개별적 선택제어를 통해 출력 전력량과 전력 사용량을 대비하여 출력 전력량을 대응하여 관리할 수 있도록 하며, 태양광 발전 시스템의 실시간 감시, 제어 및 비상시 제어를 수행하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 태양광 발전 시스템의 사용량과 태양광 발전 시스템의 생산량을 실시간으로 비교하여 제어를 수행하도록 하여 인버터의 숏다운을 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은;

다수의 태양전지가 모여 하나의 패널을 이루고, 상기 패널이 다수로 모여 태양광 발전을 수행하면서 직류 전원을 공급하며, 상기 다수의 패널에서 각각 전압/전류 및 패널의 시리얼넘버의 데이터를 제공하는 태양광 모듈 어레이와;

상기 태양광 모듈 어레이에서 공급된 직류 전원을 인버터에 공급되게 하는데, 상기 다수의 패널의 전압/전류 및 패널의 시리얼넘버의 데이터가 제공되어 취합되고, 수배전반의 실사용 측 전력 사용량이 제공되는데, 상기 제공되는 데이터를 활용하여 상기 태양광 모듈 어레이의 다수의 패널을 각각 개별적으로 제어하면서 상기 태양광 모듈 어레이의 출력 전력량을 관리하는 중앙 접속부;

상기 중앙 접속부에서 공급된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터와;

상기 인버터의 교류 전원을 전력의 실사용 측에 공급하는 수배전반과;

상기 중앙 접속부에 연결되어 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터링 하면서 제어하는 관제부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템을 제공한다.

이러한 본 발명에 따르면, 태양광 모듈 어레이를 구성하고 있는 각각의 개별 모듈에 대한 실시간 관제가 가능하고, 태양광 모듈 어레이의 개별적 선택제어를 통해 출력 전력량과 전력 사용량을 대비하여 출력 전력량의 맞춤형 관리가 가능하며, 태양광 발전 시스템의 실시간 감시, 제어 및 비상시 제어를 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 태양광 발전 시스템의 사용량과 태양광 발전 시스템의 생산량의 실시간 비교 제어를 통해 인버터의 숏다운이 방지되는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 제어 블럭도이다.

본 발명에 따른 태양광 발전 시스템을 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

한편, 실시 예를 설명함에 있어 본 발명이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 발명의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.

이하, 본 발명의 기본 구성의 실시 예로서, 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템에 대한 각부 구성을 도 1 내지 도 2를 참고로 구체적으로 설명한다. 도 1은 태양광 발전 시스템의 제어 블럭도, 도 2는 태양광 발전 시스템 중 중앙 접속부의 제어 블럭도, 도 3은 태양광 발전 시스템 중 태양광 모듈 어레이의 제어 블럭도이다.

이에 따른 태양광 발전 시스템(1)을 개략적으로 살펴보면, 태양광 발전을 수행하여 직류 전원을 공급하고 다수의 패널(110)의 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터를 제공하는 태양광 모듈 어레이(100); 태양광 모듈 어레이(100)의 다수의 패널(110)을 각각 개별적으로 선택 제어할 수 있게 하는 중앙 접속부(200); 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(300); 교류 전원을 사용 측에 공급하는 수배전반(400); 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터링 하면서 제어하는 관제부(500);를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 태양광 발전 시스템(1)의 세부 구성을 첨부된 도면을 참고로 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 태양광 모듈 어레이(100)는;

다수의 태양전지(111)가 모여 하나의 패널(110)을 이루고, 상기 패널(110)이 다수로 모여 태양광 발전을 수행하면서 직류 전원을 공급하며, 상기 다수의 패널(110)에서 각각 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터를 제공하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 태양광 모듈 어레이(100)는; 다수의 태양전지(111)가 모여 태양광 발전을 수행하는 다수의 패널(110)을 더 포함한다.

상기 다수의 패널(110)은 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 것이며, 상기 패널(110)은 태양광이 표면에 조사될 때 전압과 전류가 발생하는 광전효과에 기초한 전자소자의 일종인 태양전지(111)를 일정크기로 이어붙여 하나의 패널(110)을 만들며, 상기 다수의 패널(110)은 설치장소에 맞게 별도 지지대 등을 이용해 하나의 패널(110)들을 일정 간격으로 배치한 상태에서 상기 패널(110)들을 서로 전기적으로 연결시켜 이루어진다.

이때, 상기 다수의 패널(110)은 광전효과를 이용한 태양광 발전을 수행하여 직류 전원을 생성하여 제공하는 기능을 한다.

한편, 상기 다수의 패널(110)은 직류 전원의 공급과 함께 각 패널(110)의 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터를 전기적 신호로 제공할 수 있도록 하고, 상기 패널(110)의 시리얼넘버를 통해 일정 간격으로 배치된 각 패널(110)의 위치를 알 수 있도록 하며, 상기 패널(110)의 시리얼넘버를 통해 다수의 패널(110)이 배치된 상태를 관제부(500)에 미리 정보를 저장할 수 있다.

또한, 상기 태양광 모듈 어레이(100)는; 패널(110)에 각각 장착되며, 상기 패널(110)의 전압/전류 및 시리얼넘버를 검출하고, 무선 또는 유선으로 검출된 데이터를 전송하며, 상기 패널(110)을 구성하는 다수의 태양전지(111)에 대한 개별 제어를 수행하게 하는 모듈유닛(120)을 더 포함한다.

상기 모듈유닛(120)은 패널(110)에 각각 장착되는데, 상기 패널(110)을 구성하는 다수의 태양전지(111)에 각각 전기접속되어 상기 다수의 태양전지(111)에 이상이 발생하면 해당 태양전지(111)의 전기접속을 차단하고 나머지 정상의 태양전지(111)는 차단된 태양전지(111)를 바이패스하여 지속적으로 전기접속시키는 방식으로 상기 다수의 태양전지(111)에 대한 개별 제어를 수행하게 한다.

이때, 상기 모듈유닛(120)을 통해 다수의 태양전지(111) 중에서 파손 등에 의해 손상이 발생한 태양전지(111)는 전기접속을 차단시키고 정상의 태양전지(111)만 태양광 발전에 의한 전력을 지속적으로 공급시켜 패널(110)의 출력 전력량을 일정하게 유지되게 한다.

여기서, 상기 모듈유닛(120)은; 패널(110)의 전압/전류 및 해당 패널(110)의 시리얼넘버를 검출하고, 제1스위치(124)를 제어하는 MCU(121); 상기 패널(110)의 전력이 공급되어 충전되고, 충전된 전력을 상기 MCU(121)에 공급하는 배터리(122); 상기 MCU(121)를 통해 검출된 패널(110)의 전압/전류 및 시리얼넘버를 유선 또는 무선 통신으로 제공하는 제2통신부(123); 다수의 태양전지(111)에 각각 연결되어 상기 다수의 태양전지(111)에 대한 전기접속을 개별적 단속하는 제1스위치(124);를 더 포함하여 구성된다.

상기 MCU(121)는, 마이크로 컨트롤러 유닛(M.C.U;Microcontroller)의 기능 및 RF칩으로 이루어지며, 상기 MCU(121)는 상기 패널(110)의 다수의 태양전지(111)에 대한 전압/전류를 검출하고, RF칩을 이용해 해당 패널(110)의 시리얼넘버를 검출하게 하고, 상기 검출된 데이터를 기반으로 제1스위치(124)를 작동시켜 다수의 태양전지(111)에 대한 개별 제어를 수행하도록 한다.

이때, 상기 MCU(121)는 상기 다수의 태양전지(111) 중에서 전압/전류가 낮아진 태양전지(111)가 검출되면 해당하는 태양전지(111)의 전기접속을 제1스위치(124)를 이용해 차단시켜 나머지 정상의 태양전지(111)만 전기접속을 수행하도록 하는 바이패스 기능을 수행한다.

상기 배터리(122)는, 상기 MCU(121)에 전기접속되어 전력을 공급하는데, 상기 패널(110)에서 발전된 전력이 공급되어 충전되는 충전 기능을 갖고, 상기 충전된 전력을 이용해 상기 MCU(121), 제2통신부(123)를 작동되게 한다.

상기 제2통신부(123)는, 모듈유닛(120)과 중앙 접속부(200)가 무선 또는 유선으로 통신하도록 하는 것이며, 무선통신을 수행하는 경우 모뎀을 적용할 수 있고, 유선통신을 수행하는 경우 PLC통신을 수행할 수 있으며, 상기 제2통신부(123)는 MCU(121)를 통해 검출된 데이터를 통신회선을 활용하여 중앙 접속부(200)에 전송하게 한다.

한편, 상기 제2통신부(123)가 중앙 접속부(200)에 무선통신을 수행하는 경우 상기 중앙 접속부(200)에 무선통신을 수행하기 위한 수신기가 구비될 수 있다.

상기 제1스위치(124)는, 다수의 태양전지(111)에 각각 연결되어 전기접속을 단속하는 스위치이며, 상기 제1스위치(124)는 MCU(121)의 제어에 따라 상기 다수의 태양전지(111) 중에서 출력이 떨어진 해당 태양전지(111)의 전기접속 흐름을 선택적 차단되게 하고, 나머지 정상의 태양전지(111)는 전기접속을 지속시킨다.

예컨대 상기 모듈유닛(120)을 부가함에 따라 패널(110)을 구성하는 다수의 태양전지(111) 중에서 파손 등 각종 원인에 의해 태양전지(111)의 발전 중 전압/전류가 낮아지는 경우 해당 태양전지(111)의 전기접속을 차단시켜 나머지 태양전지(111)의 바이패스에 의한 지속적 발전을 수행할 수 있어 태양광 발전의 출력 전력량을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 중앙 접속부(200)는;

상기 태양광 모듈 어레이(100)에서 공급된 직류 전원을 인버터(300)에 공급되게 하는데, 상기 다수의 패널(110)의 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터가 제공되어 취합되고, 수배전반(400)의 실사용 측 전력 사용량이 제공되는데, 상기 제공되는 데이터를 활용하여 상기 태양광 모듈 어레이(100)의 다수의 패널(110)을 각각 개별적으로 제어하면서 상기 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 관리하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 중앙 접속부(200)는; 태양광 모듈 어레이(100)에서 공급된 직류 전원을 접속부(220)에 접속되게 하고, 다수의 패널(110)의 전압/전류 및 각 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터가 제공되어 취합되며, 상기 취합된 전압/전류를 활용하여 출력 전력량을 검출하는 동시에 취합된 데이터를 관제부(500)에 제공하고, 상기 취합된 데이터를 기반으로 각 패널(110) 중에서 출력량에 이상이 있는 패널(110)을 차단하여 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 관리하는 컨트롤러(210)를 더 포함한다.

상기 컨트롤러(210)는 마이크로 컨트롤러 유닛(M.C.U;Microcontroller)의 기능을 수행하며, 상기 컨트롤러(210)는 상기 태양광 모듈 어레이(100)를 전기접속시켜 집합하여 직류 전원을 접속부(220)를 이용해 인버터(300)에 공급되게 하는 태양광 접속반이다.

한편, 상기 컨트롤러(210)는 상기 다수의 패널(110)로부터 전압/전류 및 각 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터가 전송되어 취합되고, 수배전반()의 전자식전력량계(410)를 통해 실사용 측 전력 사용량이 제공되며, 상기 제공된 데이터를 기반으로 다수의 패널(110) 중에서 패널(110)의 접속을 개별적 차단시켜 출력 전력량을 관리한다.

보다 상세하게 살펴보면, 태양광 모듈 어레이()의 출력 전력량이 실사용 측 전력 사용량 대비 많으면 상기 다수의 패널(110)이 전기접속된 수를 전송된 데이터값에 기반하여 줄이면서 출력 전력량을 낮추고, 상기 실사용 측 전력 사용량이 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량보다 많으면 상기 다수의 패널(110)에서 전기접속이 차단된 해당 패널(110)을 전송된 데이터값에 기반하여 다시 전기접속되게 하면서 출력 전력량을 높이게 한다.

마찬가지로, 상기 컨트롤러(210)는 태양광 모듈 어레이(100)의 다수의 패널(110) 중에서 출력 전력량이 낮아지는 이상이 발견된 패널(110)의 전기접속을 차단하는 바이패스 기능을 겸할 수 있고, 태양광 발전 시스템(1)의 이상 발생시 컨트롤러(210)에 연결된 태양광 모듈 어레이(100)의 전기접속을 모두 차단시켜 비상정지 기능을 수행할 수 있다.

여기서 상기 컨트롤러(210)는 개별 패널(110) 사이에 각각 구비되는데, 상기 컨트롤러(210)의 제어에 따라 출력 전력에 이상이 발생하면 해당 패널(110)의 전기접속을 차단하는 릴레이차단기(211)를 더 포함한다.

상기 릴레이차단기(211)는 상기 컨트롤러(210)와 태양광 모듈 어레이(100)의 각 패널(110) 사이에 각각 전기접속 되면서 상기 패널(110)과 컨트롤러(210)의 전기접속을 상기 컨트롤러(210)의 제어에 따라 단속하게 한다.

이때, 상기 릴레이차단기(211)는 상기 컨트롤러(210)의 제어에 따라 다수의 패널(110) 중에서 출력 전력량에 이상이 발생한 해당 패널(110)의 전기접속을 차단시키고, 상기 차단된 패널(110)을 제외한 나머지 패널(110)들을 이용해 태양광 발전을 지속하게 한다.

또한, 상기 중앙 접속부(200)는; 인버터(300)에 접속되어 태양광 모듈 어레이(100)의 직류 전원을 상기 인버터(300)에 공급하는 접속부(220)를 더 포함한다.

상기 접속부(220)는 전기접속을 수행하는 커넥터이며, 상기 접속부(220)는 컨트롤러(210)에 연결된 상태에서 인버터(300)에 전기접속되어 상기 컨트롤러(210)를 통한 태양광 모듈 어레이(100)의 직류 전원을 인버터(300)에 공급되게 한다.

예컨대 상기 컨트롤러(210)를 부가함에 따라 태양광 모듈 어레이(100)를 구성하고 있는 각각의 패널(110)에 대한 독립적 선택 제어를 수행할 수 있어 실사용 측 전력 사용량과 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 대비하여 출력 전력량을 관리할 수 있으며, 태양광 발전 시스템(1)의 실시간 감시, 제어 및 비상시 출력 전력을 즉시 차단하여 사고를 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 인버터(300)는;

상기 중앙 접속부(200)에서 공급된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 인버터(300)는; 태양광 모듈 어레이(100)의 발전 전력이 직류 전원으로 중앙 접속부(200)를 거쳐 인버터(300)에 공급되면 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환시켜 실생활에서 사용할 수 있는 전기형태로 바꿔주는 설비이며, 상기 인버터(300)를 통해 변환된 교류 전원은 상기 인버터(300)에 연결된 수배전반(400)에 공급된다.

그리고, 상기 수배전반(400)은;

상기 인버터(300)의 교류 전원을 전력의 실사용 측에 공급하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 수배전반(400)은; 인버터(300)를 통해 변환된 교류 전원의 전력량을 측정하면서 교류 전원의 실사용 측에 전력을 공급하고, 상기 실사용 측의 전력 사용량을 검출하여 제공하는 전자식전력량계(410)를 더 포함한다.

상기 전자식전력량계(410)는 인버터(300)를 통해 공급되는 교류 전원을 실사용 측에 공급하는 측에 구비되고, 상기 실사용 측의 전력 사용량을 검출하는 기기이며, 상기 전자식전력량계(410)는 중앙 접속부(200)에 전기접속되어 상기 전자식전력량계(410)에서 검축된 실사용 측의 전력 사용량의 데이터를 실시간 제공하게 한다.

한편, 상기 전자식전력량계(410)가 중앙 접속부(200)에 실사용 측의 전력 사용량에 대한 데이터를 제공함에 따라 상기 중앙 접속부(200)는 실사용 측의 전력 사용량과 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 비교하여 인버터(300)가 숏다운 되지 않도록 상기 중앙 접속부(200)가 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 전력 사용량에 대응하여 조절할 수 있도록 한다.

또한, 상기 수배전반(400)은; 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량이 전력 사용량에 대비 많으면 전력공급을 차단하는 역전력계전기(420)를 더 포함한다.

상기 역전력계전기(420)는 전력 흐름을 단속하는 제2통신부(123) 기능을 하며, 상기 인버터(300)와 전자식전력량계(410) 사이에 전기접속되어 연결되고, 상기 역전력계전기(420)는 태양광 모듈 어레이(100)의 발전으로 인버터(300)를 통해 공급되는 출력 전력량이 실사용 측의 전력 사용량 대비 많아지면 상기 인버터(300)의 전력 흐름을 차단시킨다.

그리고, 상기 관제부(500)는;

상기 중앙 접속부(200)에 연결되어 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터링 하면서 제어하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 관제부(500)는; 중앙 접속부(200)에 연결되어 태양광 발전의 전반적인 데이터가 전송되고, 상기 전송되는 데이터를 활용하여 모니터(511)에 출력하면서 모니터링을 수행하는 동시에 긴급상황시 태양광 발전을 즉시 정지하는 메인제어부(510)를 더 포함한다.

상기 메인제어부(510)는 모니터(511)를 갖는 컴퓨터이며, 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터링 하기 위해 개발된 소프트웨어 및 입력장치가 구비될 수 있고, 상기 메인제어부(510)는 중앙 접속부(200)에 전기적으로 연결되어 다수의 패널(110)의 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터 및 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력, 전자식전력량계(410)를 통한 실사용 측의 전력 사용량이 제공되어 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터(511)를 통해 출력하면서 모니터링을 수행한다.

한편, 상기 메인제어부(510)는 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터링 하는 중에 입력장치를 통해 입력된 태양광 발전의 정상 운용 상태의 기입력값과 비교하여 비정상인 상황에서 상기 중앙 접속부(200)에 제어신호를 전송하여 태양광 모듈 어레이(100)의 전기접속을 릴레이차단기(211)를 이용해 모두 차단되게 하여 태양광 발전을 즉시 정지시킨다.

이때, 상기 메인제어부(510)는 중앙 접속부(200)를 통해 제공된 패널(110)의 시리얼넘버에 대응하여 입력장치를 통해 패널(110)의 설치위치를 입력할 수 있으며, 상기 패널(110)의 시리얼넘버를 기반으로 이상이 발생한 패널(110)의 위치를 인식하여 해당 위치에 맞는 제어를 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 관제부(500)는; 메인제어부(510)와 통신을 수행하여 상기 메인제어부(510)의 데이터를 무선 통신회선을 이용해 관리자의 단말기(530)와 무선통신을 수행하게 하는 제1통신부(520)를 더 포함한다.

상기 제1통신부(520)는 메인제어부(510)에 무선통신 기능을 제공하기 위해 모뎀 기능을 수행하며, 상기 제1통신부(520)는 메인제어부(510)의 데이터를 통신회선을 활용하여 디지털 통신 장비와 통신하기 위한 데이터신호로 변환하여 관리자의 단말기(530)에 전송하게 한다.

이때, 상기 제1통신부(520)는 근거리 무선 데이터 통신망(Wi-Fi)를 사용하거나, 이동통신사 기지국을 활용하여 무선 데이터 통신망을 사용할 수 있고, 이동통신사 기지국을 활용하는 경우 LTE 규격의 회선을 이용할 수 있으며, 상기 인터넷통신환경의 기반에서 원거리에서 자유롭게 케이블 없이 태양광 발전 시스템(1)을 제어할 수 있도록 한다.

또한, 상기 관제부(500)는; 제1통신부(520)의 무선통신을 통해 메인제어부(510)에 데이터가 전송되고, 상기 전송되는 데이터를 활용하여 원거리 무선 모니터링을 수행하며, 긴급상황시 태양광 발전을 원거리에서 즉시 정지하는 단말기(530)를 더 포함한다.

상기 단말기(530)는 관리자가 휴대하고 있는 무선통신이 가능한 스마트폰과 같은 기기이며, 상기 단말기(530)는 메인제어부(510)와 동일한 환경에서 태양광 발전 시스템(1)을 제어하게 하고, 상기 단말기(530)는 메인제어부(510)에 조작신호를 전송하기 위해 별도로 개발된 애플리케이션을 설치하여 활용한다.

이때, 상기 단말기(530)는 상기 제1통신부(520)와 무선통신으로 연결되는데, 상기 제1통신부(520)와 단말기(530)는 부가통신사업자의 회선을 빌려 제1통신부(520)의 무선 통신을 통해 메인제어부(510)와 연결될 수 있다.

예컨대 상기 단말기(530)를 부가함에 따라 관리자가 태양광 발전 시스템(1)의 설치 장소에 없어도 관리자가 소지한 스마트폰 등을 이용해 태양광 발전 시스템(1)을 제어할 수 있어 태양광 발전의 관리가 간편하게 된다.

이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 여기서 사용하는 용어들은 본 발명을 용이하게 설명하기 위함이며, 이 용어들에 대한 의미 한정이나, 특허청구범위에 기재된 범위를 제한하기 위함이 아니며,

본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1; 태양광 발전 시스템 100; 태양광 모듈 어레이
110; 패널 120; 모듈유닛
200; 중앙 접속부 210; 컨트롤러
220; 접속부 300; 인버터
400; 수배전반 410; 전자식전력량계
420; 역전력계전기 500; 관제부
510; 메인제어부 520; 제1통신부
520; 단말기

Claims (5)

1. 다수의 태양전지(111)가 모여 하나의 패널(110)을 이루고, 상기 패널(110)이 다수로 모여 태양광 발전을 수행하면서 직류 전원을 공급하며, 상기 다수의 패널(110)에서 각각 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터를 제공하는 태양광 모듈 어레이(100)와;
   상기 태양광 모듈 어레이(100)에서 공급된 직류 전원을 인버터(300)에 공급되게 하는데, 상기 다수의 패널(110)의 전압/전류 및 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터가 제공되어 취합되고, 수배전반(400)의 실사용 측 전력 사용량이 제공되는데, 상기 제공되는 데이터를 활용하여 상기 태양광 모듈 어레이(100)의 다수의 패널(110)을 각각 개별적으로 제어하면서 상기 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 관리하는 중앙 접속부(200);
   상기 중앙 접속부(200)에서 공급된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(300)와;
   상기 인버터(300)의 교류 전원을 전력의 실사용 측에 공급하는 수배전반(400)과;
   상기 중앙 접속부(200)에 연결되어 태양광 발전의 전반적인 상황을 모니터링 하면서 제어하는 관제부(500)를 포함하여 구성되고,
   상기 중앙 접속부(200)는 태양광 모듈 어레이(100)에서 공급된 직류 전원을 접속부(220)에 접속되게 하고, 다수의 패널(110)의 전압/전류 및 각 패널(110)의 시리얼넘버의 데이터가 제공되어 취합되며, 상기 취합된 전압/전류를 활용하여 출력 전력량을 검출하는 동시에 취합된 데이터를 관제부(500)에 제공하고, 상기 취합된 데이터를 기반으로 각 패널(110) 중에서 출력량에 이상이 있는 패널(110)을 차단하여 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량을 관리하는 컨트롤러(210); 및,
   상기 컨트롤러(210)와 개별 패널(110) 사이에 각각 구비되는데, 상기 컨트롤러(210)의 제어에 따라 출력 전력에 이상이 발생하면 해당 패널(110)의 전기접속을 차단하는 릴레이차단기(211);를 더 포함하며,
   상기 수배전반(400)은 인버터(300)를 통해 변환된 교류 전원의 전력량을 측정하면서 교류 전원의 실사용 측에 전력을 공급하고, 상기 실사용 측의 전력 사용량을 검출하여 상기 중앙 접속부(200)에 제공하는 전자식전력량계(410)를 더 포함하고,
   상기 관제부(500)는 중앙 접속부(200)에 연결되어 태양광 발전의 전반적인 데이터가 전송되고, 상기 전송되는 데이터를 활용하여 모니터(511)에 출력하면서 모니터링을 수행하는 동시에 긴급상황시 태양광 발전을 즉시 정지하는 메인제어부(510); 및,
   상기 메인제어부(510)와 통신을 수행하여 상기 메인제어부(510)의 데이터를 무선 통신회선을 이용해 관리자의 단말기(530)와 무선통신을 수행하게 하는 제1통신부(520);를 더 포함하며,
   상기 태양광 모듈 어레이(100)는 패널(110)에 각각 장착되며, 상기 패널(110)의 전압/전류 및 시리얼넘버를 검출하고, 무선 또는 유선으로 검출된 데이터를 전송하며, 상기 패널(110)을 구성하는 다수의 태양전지(111)에 대한 개별 제어를 수행하게 하는 모듈유닛(120)을 더 포함하고,
   상기 모듈유닛(120)은 패널(110)의 다수의 태양전지(111)에 대한 전압/전류 및 해당 패널(110)의 시리얼넘버를 검출하고, 제1스위치(124)를 제어하는 MCU(121);
   상기 패널(110)의 전력이 공급되어 충전되고, 충전된 전력을 상기 MCU(121)에 공급하는 배터리(122);
   상기 MCU(121)를 통해 검출된 패널(110)의 전압/전류 및 시리얼넘버를 유선 또는 무선 통신으로 제공하는 제2통신부(123); 및,
   다수의 태양전지(111)에 각각 연결되어 상기 다수의 태양전지(111)에 대한 전기접속을 개별적 단속하는 제1스위치(124);를 더 포함하고,
   상기 제1스위치(124)는 MCU(121)의 제어에 따라 상기 다수의 태양전지(111) 중에서 출력이 떨어진 해당 태양전지(111)의 전기접속 흐름을 선택적 차단되게 하고, 나머지 정상의 태양전지(111)는 전기접속을 지속시키는 것을 더 포함하며,
   상기 수배전반(400)은 태양광 모듈 어레이(100)의 출력 전력량이 전력 사용량 대비 많으면 전력공급을 차단하는 역전력계전기(420)를 더 포함한 태양광 발전 시스템.
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