KR102170516B1 - Stand-alone pv generation system capable of controlling electric power of load - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립형 태양광 시스템은, 태양광 에너지를 직류전력으로 변환하기 위한 태양광 모듈, 변환된 직류전력을 충전 또는 방전하기 위한 배터리, 배터리에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터(inverter) 또는 부하의 동작 조건에 상응하는 직류전력으로 공급하기 위한 컨버터(converter)를 포함하는 전력변환부 및 부하에 공급되는 전력을 제어하기 위한 온-오프 시간이 설정되는 부하 전원 제어부를 포함하되, 부하 전원 제어부는 부하 전원의 공급을 위한 온-신호가 생성되는 제 1 입력모듈, 온-설정시간에 기초하여 부하 전원의 동작을 제어하는 제 1 제어모듈, 부하 전원의 공급을 차단시키기 위한 오프-신호가 생성되는 제 2 입력모듈 및 오프-설정시간에 기초하여 부하 전원의 동작을 제어하는 제 2 제어모듈을 포함할 수 있다.The present invention relates to a stand-alone solar system capable of controlling load power, and the stand-alone solar system according to an embodiment of the present invention includes a solar module for converting solar energy into DC power, and the converted DC power. A power conversion unit and load including a battery for charging or discharging, an inverter for converting DC power charged in the battery into AC power, or a converter for supplying DC power corresponding to the operating conditions of the load And a load power control unit in which an on-off time for controlling the power supplied to the device is set, wherein the load power control unit includes a first input module generating an on-signal for supplying the load power, based on the on-set time. A first control module for controlling the operation of the load power, a second input module for generating an off-signal for cutting off the supply of the load power, and a second control module for controlling the operation of the load power based on the off-set time. Can include.
Description
본 발명은 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차로 부하에 전원을 사용 중에 강제 종료가 안 될 경우 일정시간이 경과한 이후에 자동으로 전원을 차단하고, 2차로 전원이 차단되어 일정시간이 경과하면 대기전력까지 모두 차단하여 부하 전원의 이중 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an independent photovoltaic system capable of controlling the load power, and more particularly, if the power supply to the primary load cannot be forcibly terminated, the power is automatically cut off after a certain period of time, and 2 It relates to an independent solar system capable of dual control of load power by shutting off all standby power after a certain period of time elapses due to the power being cut off by the lane.
최근 태양광 발전은 지구온난화로 화석 에너지를 대체할 수 있는 신재생 에너지로 부각되면서 소규모 전력공급 및 발전사업으로 각광받고 있는 추세이다.Recently, photovoltaic power generation has emerged as a renewable energy that can replace fossil energy due to global warming, and has been in the spotlight as a small-scale power supply and power generation business.
태양광 발전 시스템은 광전효과를 이용한 태양전지를 발전소자로 사용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 방식으로서, 일반적으로 직류전력을 발전하는 모듈과 발전된 직류전력을 일정한 전압으로 유지하고 배터리에 충전시키는 충전컨트롤러 등으로 구성되어 있다.The solar power generation system is a power generation method that directly converts sunlight into electrical energy by using a solar cell using the photoelectric effect as a power plant. In general, a module that generates DC power and the generated DC power are maintained at a constant voltage and charged to the battery. It is composed of a charging controller and so on.
이와 같은 태양광 시스템을 이용하여 독립적으로 운영되는 전력공급 시스템은 상용전력이 없는 산악지대, 섬지역 등 전력배전선과 연계되지 않은 장소나 소규모로 가로등, 표지판 등에 독립적으로 전력을 공급하기 위해서 설치된다. 독립형 태양광 시스템에서는 생산된 전력을 소비함으로써 배터리는 부하의 전력 사용량에 따라 방전을 계속하게 되고, 태양광으로 매일 충전함으로써 배터리는 매일 충전 또는 방전을 반복하게 된다.Power supply systems that are independently operated using such a solar system are installed to independently supply power to streetlights, signs, etc. in places that are not connected with power distribution lines, such as mountain areas and island areas where there is no commercial power. In a stand-alone solar system, the battery continues to discharge according to the power usage of the load by consuming the generated power, and the battery is repeatedly charged or discharged every day by charging with sunlight every day.
종래의 독립형 태양광 시스템은 충전된 배터리로부터 단순히 전력을 공급하고 차단하는 방식을 사용하고 있으나 이와 같은 방식은 다음과 같은 문제점을 야기한다.Conventional stand-alone solar systems simply supply and cut off power from a charged battery, but such a method causes the following problems.
첫째, 종래의 독립형 태양광 시스템은 단순히 온-오프 방식의 스위치를 이용하여 부하의 전력을 공급하거나 차단하므로, 부하의 동작을 중지시키기 위해 스위치의 강제적인 오프 동작이 없을 경우 지속적으로 부하가 동작하여 배터리가 방전될 때까지 전력을 소비하게 된다. 다시 말해서, 스위치의 동작으로 전원이 강제적으로 차단되지 않는 한 전력 소모는 계속 발생되어 배터리가 방전되게 되고, 이에 따라 실제 부하의 전원을 적절한 시간에 사용하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.First, the conventional stand-alone solar system simply supplies or cuts off the power of the load using an on-off type switch, so if there is no forced off operation of the switch to stop the operation of the load, the load is continuously operated. It will consume power until the battery is discharged. In other words, unless the power is forcibly cut off by the operation of the switch, power consumption continues to occur and the battery is discharged. Accordingly, there may be a problem in that the power of the actual load is not used at an appropriate time.
둘째, 부하 전원을 차단하여도 독립형 태양광 시스템과 연결된 부하로의 대기전력이 완전히 차단되지 않으므로, 계속해서 대기전력을 소비하게 되고, 스위치에 의해 전원이 차단되더라도 대기전력으로 인한 배터리의 방전이 일어 날 수 있다.Second, even if the load power is cut off, standby power to the load connected to the stand-alone solar system is not completely cut off, so standby power is continuously consumed, and even if the power is cut off by a switch, the battery discharge due to standby power occurs. I can fly.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부하의 동작 조건에 맞게 전원을 공급하고 차단할 수 있도록 하여 불필요하게 소비되는 전력을 최소화할 수 있는 독립형 태양광 시스템을 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stand-alone solar system capable of minimizing unnecessary power consumption by supplying and shutting off power according to the operating conditions of a load.
또한, 전원을 차단한 상태에서도 부하에서 소비되는 대기전력까지 이중으로 완전히 차단할 수 있도록 하여 대기전력으로 인한 배터리의 방전을 최소화하고 효과적으로 부하를 관리할 수 있도록 하는 독립형 태양광 시스템을 제공함에 목적이 있다.In addition, it is an object to provide a stand-alone solar system that minimizes battery discharge due to standby power and effectively manages the load by making it possible to completely cut off the standby power consumed by the load even when the power is turned off. .
본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템은, 태양광 에너지를 직류전력으로 변환하기 위한 태양광 모듈, 변환된 직류전력을 충전 또는 방전하기 위한 배터리, 배터리에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터(inverter) 또는 부하의 동작 조건에 상응하는 직류전력으로 공급하기 위한 컨버터(converter)를 포함하는 전력변환부 및 부하에 공급되는 전력을 제어하기 위한 온-오프 시간이 설정되는 부하 전원 제어부를 포함하되, 부하 전원 제어부는 부하 전원의 공급을 위한 온-신호가 생성되는 제 1 입력모듈, 온-설정시간에 기초하여 부하 전원의 동작을 제어하는 제 1 제어모듈, 부하 전원의 공급을 차단시키기 위한 오프-신호가 생성되는 제 2 입력모듈 및 오프-설정시간에 기초하여 부하 전원의 동작을 제어하는 제 2 제어모듈을 포함할 수 있다.In the independent solar system capable of controlling load power according to an embodiment of the present invention, a solar module for converting solar energy into DC power, a battery for charging or discharging the converted DC power, and charged in the battery A power conversion unit including an inverter for converting DC power into AC power or a converter for supplying DC power corresponding to the operating condition of the load, and on-off for controlling the power supplied to the load Includes a load power control unit for which a time is set, wherein the load power control unit includes a first input module for generating an on-signal for supplying the load power, and a first control module for controlling the operation of the load power based on the on-set time. , A second input module for generating an off-signal for cutting off the supply of the load power, and a second control module for controlling an operation of the load power based on the off-set time.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 입력모듈은 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의한 회로 단락을 통해 온-신호를 생성하는 제 1 스위치를 포함하고, 제 2 입력모듈은 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의한 회로 단락을 통해 오프-신호를 생성하는 제 2 스위치를 포함하되, 제 1 스위치는 온-신호가 생성되면 자동으로 개방되어 다음 입력을 대기하며, 제 2 스위치는 오프-신호가 생성되면 자동으로 개방되어 다음 입력을 대기할 수 있다.A first input module according to an embodiment of the present invention includes a first switch that generates an on-signal through a short circuit by an external input applied from a user, and the second input module is applied to an external input applied from the user. And a second switch for generating an off-signal through a short circuit caused by, wherein the first switch is automatically opened when an on-signal is generated to wait for the next input, and the second switch is automatically opened when an off-signal is generated. It is open and can wait for the next input.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 제어모듈은 온-설정시간을 조절하기 위한 제 1 타이머, 온-설정시간에 기초하여 부하에 공급되는 전력을 유지 또는 차단하기 위한 제 1 전자개폐기 및 온-신호를 유지하여 제 1 타이머와 제 1 전자개폐기의 동작을 제어하는 제 1 자기유지회로를 포함하고, 제 2 제어모듈은 오프-설정시간을 조절하기 위한 제 2 타이머, 오프-설정시간에 기초하여 부하로의 대기전력을 차단하기 위한 제 2 전자개폐기 및 오프-신호를 유지하여 제 2 타이머와 제 2 전자개폐기의 동작을 제어하는 제 2 자기유지회로를 포함할 수 있다.The first control module according to an embodiment of the present invention includes a first timer for adjusting the on-set time, a first electromagnetic switch for maintaining or blocking power supplied to the load based on the on-set time, and on- And a first self-holding circuit for controlling the operation of the first timer and the first magnetic switch by maintaining a signal, and the second control module includes a second timer for adjusting the off-set time and the off-set time. A second magnetic switch for blocking standby power to the load and a second magnetic holding circuit for controlling the operation of the second timer and the second electronic switch by maintaining the off-signal may be included.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제 1 입력모듈에서 온-신호가 생성되면 제 1 타이머가 동작하여 온-설정시간이 개시되고, 온-설정시간이 경과하거나 온-설정시간이 경과하기 전에 제 2 입력모듈에서 오프-신호가 생성되는 경우, 제 1 전자개폐기에 의해 부하에 공급되는 전력이 차단될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when an on-signal is generated in the first input module, the first timer is operated to start the on-set time, and the on-set time elapses or before the on-set time elapses. 2 When the off-signal is generated in the input module, power supplied to the load by the first electromagnetic switch may be cut off.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제 2 입력모듈에서 오프-신호가 생성되면 제 2 타이머가 동작하여 오프-설정시간이 개시되고, 오프-설정시간이 경과하는 경우, 제 2 전자개폐기에 의해 부하로의 대기전력이 차단될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when an off-signal is generated in the second input module, the second timer is operated to start the off-set time, and when the off-set time elapses, the load by the second electromagnetic switch Standby power to the furnace may be cut off.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 제어모듈은 전력변환부와 부하 사이에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 퓨즈를 포함할 수 있다.The first control module according to an embodiment of the present invention may include a fuse for preventing overcurrent from flowing between the power conversion unit and the load.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 독립형 태양광 시스템에 따르면, 부하가 동작되면서 발생할 수 있는 강제적인 부하전원 차단이 없을 경우 자동으로 전원을 차단하고, 차단된 이후 장시간 미사용 시 대기전력까지 차단함으로써, 불필요한 전력의 소모를 방지하여 전력 에너지를 효과적으로 관리할 수 있으며, 이러한 관리를 통해 배터리의 수명을 보다 연장시킬 수 있다.According to the independent solar system provided as an embodiment of the present invention, the power is automatically cut off when there is no forced load power cutoff that may occur while the load is operating, and standby power is also cut off when not used for a long time after the cutoff, Power energy can be effectively managed by preventing unnecessary power consumption, and the life of the battery can be further extended through such management.
또한, 전술한 부하 전원의 이중 제어를 통해 장시간 부하의 사용이 가능하도록 하여 설계 시 반영하기 어려운 부하의 동작시간이나 대기전력의 소비전력을 용이하게 컨트롤할 수 있으며, 태양광 시스템의 유지에 소요되는 비용을 대폭 감소시킬 수 있다.In addition, it is possible to use the load for a long time through the dual control of the load power described above, so that the operation time of the load that is difficult to reflect in the design or the power consumption of standby power can be easily controlled. Cost can be drastically reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템을 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정상적인 온-신호 및 오프-신호에 의한 부하 전원의 동작상태 변화를 나타낸 타임차트(time chart)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오프-신호가 없는 경우에 부하 전원의 동작상태 변화를 나타낸 타임차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오프-신호에 의한 동작 후 부하 전원의 동작상태 변화를 나타낸 타임차트이다.1 is a block diagram showing an independent solar system capable of controlling load power according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing an independent solar system capable of controlling load power according to an embodiment of the present invention.
3 is a time chart showing a change in an operating state of a load power source due to a normal on-signal and an off-signal according to an embodiment of the present invention.
4 is a time chart showing a change in an operating state of a load power supply when there is no off-signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a time chart showing a change in an operating state of a load power supply after an operation by an off-signal according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in the present specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.When a part of the specification is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean units that process at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. . In addition, when a part is said to be "connected" with another part throughout the specification, this includes not only a case in which it is "directly connected", but also a case in which a part is connected "with another configuration in the middle."
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템(1000)을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an independent
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템(1000)은, 태양광 에너지를 직류전력으로 변환하기 위한 태양광 모듈(100), 변환된 직류전력을 충전 또는 방전하기 위한 배터리(200), 배터리(200)에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터(inverter) 또는 부하(2000)의 동작 조건에 상응하는 직류전력으로 공급하기 위한 컨버터(converter)를 포함하는 전력변환부(300) 및 부하(2000)에 공급되는 전력을 제어하기 위한 온-오프 시간이 설정되는 부하 전원 제어부(400)를 포함하되, 부하 전원 제어부(400)는 부하 전원의 공급을 위한 온-신호가 생성되는 제 1 입력모듈(410), 온-설정시간에 기초하여 부하 전원의 동작을 제어하는 제 1 제어모듈(420), 부하 전원의 공급을 차단시키기 위한 오프-신호가 생성되는 제 2 입력모듈(430) 및 오프-설정시간에 기초하여 부하 전원의 동작을 제어하는 제 2 제어모듈(440)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an independent
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 독립형 태양광 시스템(1000)은 배터리(200)의 충전 여부를 제어하기 위한 충전 제어부를 포함할 수 있다. 충전 제어부는 배터리(200)의 충전 또는 방전 상태를 확인하여 태양광 모듈(100)에서 생성된 직류전력이 배터리(200)로 전달되어 저장될 지 여부를 결정할 수 있다. 이러한 결정에 따라 배터리(200)의 충전이 필요한 경우에는 충전 제어부에 의해 태양광 모듈(100)에서 생성된 직류전력이 배터리(200)로 전달되어 저장될 수 있으며, 배터리(200)의 충전이 충분한 경우에는 충전 제어부에 의해 태양광 모듈(100)에서 생성된 직류전력이 배터리(200)로 더 이상 전달되지 않을 수 있다.In addition, the standalone
본 발명의 일 실시 예에 따라 배터리(200)에 충전된 직류전력이 전력변환부(300)를 통해 변환되어 부하(2000)에 공급되는 과정은 부하 전원 제어부(400)를 통해 컨트롤될 수 있다. 먼저, 부하 전원 제어부(400)의 제 1 입력모듈(410)에서 온-신호가 생성되면 부하(2000)의 동작을 위해 전원 공급이 개시되고, 제 1 제어모듈(420)에 의해 설정된 온-설정시간동안 부하(2000)의 동작을 위한 전력이 공급될 수 있다. 이때, 온-설정시간은 독립형 태양광 시스템(1000)과 연결된 부하(2000)의 동작 조건에 따라 결정될 수 있으며, 사용자에 의해 미리 설정되거나 변경될 수 있다. 온-설정시간동안 부하 전원이 동작할 수 있으므로, 별도의 전원 차단이 이루어지지 않더라도(ex. 제 2 입력모듈(430)에서 오프-신호 생성 등) 온-설정시간이 경과하면 부하 전원의 동작(i.e. 부하(2000)로의 전력 공급)이 차단될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a process in which the DC power charged in the
부하 전원 제어부(400)의 제 2 입력모듈(430)에서 오프-신호가 생성되면 부하 전원의 공급이 차단되고, 제 2 제어모듈(440)에 의해 설정된 오프-설정시간동안 별도의 온-신호가 입력되지 않고 오프-설정시간이 경과하면 부하(2000)의 대기전력까지 모두 차단될 수 있다. 즉, 오프-설정시간이 경과하면 부하(2000)로 공급되는 모든 전력이 완벽히 차단될 수 있으며, 이를 통해 불필요한 전력의 소모로 인한 배터리(200) 방전 등을 방지할 수 있고, 효과적인 부하(2000) 및 시스템(1000)의 관리가 이루어질 수 있다. 이때, 오프-설정시간은 부하(2000)의 동작 주기 등이 고려되어 결정될 수 있으며, 사용자에 의해 미리 설정되거나 변경될 수 있다. 오프-설정시간은 부하 전원의 공급이 차단된 시점부터 개시되므로, 오프-신호가 생성된 시점뿐만 아니라 온-설정시간이 모두 경과된 시점부터 개시될 수 있다.When the off-signal is generated by the
전술한 부하 전원 제어부(400)의 각 구성 및 동작에 대한 세부적인 내용은 후술할 도 2 내지 도 5를 통해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.Details of each configuration and operation of the load
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템(1000)을 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing an independent
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 입력모듈(410)은 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의한 회로 단락을 통해 온-신호를 생성하는 제 1 스위치(411)를 포함하고, 제 2 입력모듈(430)은 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의한 회로 단락을 통해 오프-신호를 생성하는 제 2 스위치(431)를 포함하되, 제 1 스위치(411)는 온-신호가 생성되면 자동으로 개방되어 다음 입력을 대기하며, 제 2 스위치(431)는 오프-신호가 생성되면 자동으로 개방되어 다음 입력을 대기할 수 있다.Referring to FIG. 2, a
예를 들어, 제 1 스위치(411)와 제 2 스위치(431)는 푸쉬버튼 스위치일 수 있다. 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 제 1 스위치(411)의 버튼이 푸쉬되면, 연결된 회로가 단락되면서 온-신호가 발생되고, 발생된 온-신호에 따라 제 1 제어모듈(420)에 의해 설정된 온-설정시간이 개시되어 부하(2000)에 전원이 공급될 수 있다. 이때, 푸쉬된 제 1 스위치(411)의 버튼은 온-신호 생성과 동시에 자동으로 개방되어 원상복귀될 수 있다. 제 1 스위치(411)의 버튼이 원상복귀되어 다음 입력이 인가되면, 설령 온-설정시간 중이라 하더라도 온-신호가 새로이 생성되며, 온-설정시간은 새로이 생성된 온-신호에 의해 리셋될 수 있다.For example, the
또한, 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 제 2 스위치(431)의 버튼이 푸쉬되면, 연결된 회로가 단락되면서 오프-신호가 발생하게 되고, 발생된 오프-신호에 따라 부하 전원의 공급이 차단됨과 동시에 제 2 제어모듈(440)에 의해 설정된 오프-설정시간이 개시될 수 있다. 이때, 푸쉬된 제 2 스위치(431)의 버튼은 오프-신호 생성과 동시에 자동으로 개방되어 원상복귀될 수 있다.In addition, when the button of the
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 제어모듈(420)은 온-설정시간을 조절하기 위한 제 1 타이머(421), 온-설정시간에 기초하여 부하(2000)에 공급되는 전력을 유지 또는 차단하기 위한 제 1 전자개폐기(422) 및 온-신호를 유지하여 제 1 타이머(421)와 제 1 전자개폐기(422)의 동작을 제어하는 제 1 자기유지회로(423)를 포함하고, 제 2 제어모듈(440)은 오프-설정시간을 조절하기 위한 제 2 타이머(441), 오프-설정시간에 기초하여 부하(2000)로의 대기전력을 차단하기 위한 제 2 전자개폐기(442) 및 오프-신호를 유지하여 제 2 타이머(441)와 제 2 전자개폐기(442)의 동작을 제어하는 제 2 자기유지회로(443)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 제어모듈(420)은 부하(2000)의 전원 차단이 정상적으로 수행되지 않는 문제를 해결하기 위한 1차 전원제어 구성에 해당한다. 즉, 제 1 제어모듈(420)은 오프-신호를 생성하기 위한 제 2 스위치(431)가 고장나거나 부하(2000)의 동작이 필요하지 않음에도 계속적인 동작이 이루어져 전력이 소비되는 경우 등으로 인해 전력이 낭비되는 문제를 해결하기 위해서 부하(2000) 동작을 위한 전력이 공급되는 시간을 온-설정시간을 통해 제한함으로써 자동으로 전원이 차단될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 온-설정시간은 제 1 타이머(421)를 통해 부하(2000)의 동작 조건에 맞게 설정 또는 조절될 수 있다.The
제 1 타이머(421)에 의해 설정 또는 조절된 온-설정시간에 따라 부하 전원이 공급 또는 차단되도록 하기 위한 제 1 전자개폐기(422)는 한시접점 방식이 이용될 수 있다. 즉, 온-신호가 생성된 시점부터 온-설정시간이 경과한 다음에 부하 전원의 공급을 차단하기 위한 동작이 수행되어야 하므로, 제 1 전자개폐기(422)는 한시 동작을 하는 전자개폐기 또는 릴레이(RELAY) 스위치 등일 수 있다.The first
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제 1 스위치(411)는 온-신호를 생성한 이후에 원상복귀하여 다음 입력을 대기하므로, 온-신호가 유지되지 않을 경우 부하 전원의 공급이 원활하게 이루어질 수 없다. 따라서, 제 1 제어모듈(420)은 제 1 스위치(411)가 개방되더라도 온-신호가 유지되어 온-설정시간동안 부하 전원의 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위해서 제 1 자기유지회로(423)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since the
이러한 제 1 자기유지회로(423)는 전술한 제 1 전자개폐기(422) 및 제 1 타이머(421)의 동작을 제어할 수 있다. 제 1 자기유지회로(423)는 온-신호가 생성되면, 온-신호를 유지하면서 제 1 타이머(421)를 제어하여 온-설정시간이 개시될 수 있도록 할 수 있으며, 제 1 전자개폐기(422)를 제어하여 부하 전원의 공급이 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 오프-신호가 생성되거나 온-설정시간이 모두 경과하면 제 1 자기유지회로(423)는 제 1 전자개폐기(422)를 제어하여 부하 전원의 공급을 차단시킬 수 있다.The first
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 제어모듈(440)은 부하(2000)의 전원이 차단된 상태에서 동작의 준비를 위해 부하(2000)에서 소비되는 대기전력을 차단하기 위한 2차 전원제어 구성에 해당한다. 즉, 제 2 제어모듈(440)은 부하(2000)가 동작하지 않음에도 대기상태에서 소비되는 전력으로 인해 배터리(200)가 방전되고 에너지 효율이 감소하는 문제를 해결하기 위해서 부하(2000)의 동작 대기시간으로서 오프-설정시간을 설정하여 오프-설정시간이 경과하면 부하(2000)로의 대기전력까지 완전히 차단될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 오프-설정시간은 제 2 타이머(441)를 통해 부하(2000)의 동작 주기, 상태 등을 고려하여 설정 또는 조절될 수 있다.The
제 2 타이머(441)에 의해 설정 또는 조절된 오프-설정시간이 경과함에 따라 대기전력이 완전히 차단되도록 하기 위한 제 2 전자개폐기(442)는 한시접점 방식이 이용될 수 있다. 즉, 오프-신호가 생성된 시점 또는 온-설정시간이 경과하여 부하 전원의 공급이 차단된 시점부터 오프-설정시간이 경과한 다음에 부하(2000)로의 대기전력을 차단하기 위한 동작이 수행되어야 하므로, 제 2 전자개폐기(442)는 한시 동작을 하는 전자개폐기 또는 릴레이 스위치 등일 수 있다.The second
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제 2 스위치(431)는 오프-신호를 생성한 이후에 원상복귀하여 다음 입력을 대기하므로, 오프-신호가 유지되지 않을 경우 부하(2000)로의 대기전력 차단이 원활하게 이루어질 수 없다. 따라서, 제 2 제어모듈(440)은 제 2 스위치(431)가 개방되더라도 오프-신호가 유지되어 오프-설정시간동안 부하(2000)의 동작(i.e. 전원 공급)을 위한 온-신호가 입력되는지 여부를 확인하고, 오프-설정시간이 모두 경과하면 대기전력이 차단될 수 있도록하기 위해서 제 2 자기유지회로(443)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since the
이러한 제 2 자기유지회로(443)는 전술한 제 2 전자개폐기(442) 및 제 2 타이머(441)의 동작을 제어할 수 있다. 제 2 자기유지회로(443)는 오프-신호가 생성되면, 오프-신호를 유지하면서 제 2 타이머(441)를 제어하여 오프-설정시간이 개시될 수 있도록 할 수 있다. 오프-설정시간동안 별도의 온-신호가 입력되지 않고 오프-설정시간이 모두 경과하면 제 2 자기유지회로(443)는 제 2 전자개폐기(442)를 제어하여 부하(2000)로의 대기전력을 완전히 차단시킬 수 있다.The second magnetic holding
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 제어모듈(420)은 전력변환부(300)와 부하(2000) 사이에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 퓨즈(424)를 포함할 수 있다. 즉, 전력변환부(300) 또는 부하 전원 제어부(400) 등의 동작 이상으로 인해 부하(2000)로 과전류가 흐르는 것을 방지함으로써 부하(2000)를 보호하기 위해서, 부하 전원 제어부(400)의 앞단에 퓨즈(424)가 연결될 수 있다. 또한, 전체 시스템(1000)의 회로 보호를 위해 전력변환부(300)와 부하(2000) 사이에 차단기(610) 또는 전자개폐기(620)가 연결될 수 있다. 이와 같이 연결된 차단기(610) 또는 전자개폐기(620)는 제 1 제어모듈(420) 또는 제 2 제어모듈(440) 중 적어도 하나의 동작과 함께 동작되어 전원의 공급을 차단하거나 대기전력을 차단할 수 있다.2, the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정상적인 온-신호 및 오프-신호에 의한 부하 전원의 동작상태 변화를 나타낸 타임차트(time chart)이다.3 is a time chart showing a change in an operating state of a load power source due to a normal on-signal and an off-signal according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제 1 입력모듈(410)에 의해 온-신호가 생성되면 부하 전원이 동작하여 전력이 공급됨과 동시에 온-설정시간이 개시됨을 알 수 있다. 또한, 온-설정시간이 흐르는 중에 제 2 입력모듈(430)에 의해 오프-신호가 생성되면 부하 전원의 동작이 정지되고 전력이 차단됨과 동시에 온-설정시간이 종료됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, when an on-signal is generated by the
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 부하(2000)의 출력을 위해 제 1 스위치(411)에 의한 온-신호로 전원이 동작되면, 제 1 자기유지회로(423)는 입력된 온-신호를 유지하며 제 1 타이머(421)를 동작시킬 수 있다. 제 1 타이머(421)의 동작에 의해 온-설정시간이 개시되면 온-설정시간동안 부하(2000)로 전원이 공급되고, 온-설정시간 내에 제 2 스위치(431)에 의한 오프-신호가 입력되면, 제 1 전자개폐기(422)에 의해 전원이 차단될 수 있다. 전원이 차단됨과 동시에 온-설정시간이 설정된 제 1 타이머(421)는 초기화될 수 있다. 이때, 오프-신호가 생성되어 전력이 차단되면 제 2 타이머(441)에 의해 오프-설정시간이 개시되고, 다음 온-신호가 입력되기 전까지 오프-설정시간이 흐를 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, when the power is operated with an on-signal by the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오프-신호가 없는 경우에 부하 전원의 동작상태 변화를 나타낸 타임차트이다.4 is a time chart showing a change in an operating state of a load power supply when there is no off-signal according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 제 1 입력모듈(410)에 의해 온-신호가 생성되면 부하 전원이 동작하여 전력이 공급됨과 동시에 온-설정시간이 개시되며, 온-설정시간 내에 오프-신호가 생성되지 않고 온-설정시간이 모두 경과하면 동시에 부하(2000)의 전원이 차단됨을 알 수 있다. 또한, 온-설정시간 내에 온-신호가 다시 생성되면 온-신호의 재생성 시점부터 부하 전원이 다시 동작하여 전력이 공급되며, 온-설정시간은 리셋되어 온-신호의 재생성 시점부터 다시 흐르게 됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, when an on-signal is generated by the
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 온-설정시간 내에 제 2 스위치(431)에 의한 오프-신호가 입력되지 않고 온-설정시간이 모두 경과되면, 제 2 전자개폐기(442)에 의해 전원이 차단될 수 있다. 제 1 타이머(421)에 의한 온-설정시간 내에 온-신호가 다시 입력되면 제 1 자기유지회로(423)에서 재동작 신호를 보내어 제 1 타이머(421)는 이전 온-설정시간을 정지하여 초기화시키고, 최종 입력된 온-신호로부터 온-설정시간이 개시되도록 할 수 있다. 이때, 오프-신호가 생성되어 전력이 차단되거나 온-설정시간이 모두 경과하면 제 2 타이머(441)에 의해 오프-설정시간이 개시되고, 다음 온-신호가 입력되기 전까지 오프-설정시간이 흐를 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, when the off-signal by the
전술한 도 3 및 도 4와 같은 시스템(1000)의 동작을 통해 부하(2000)의 전원 공급을 위한 온-오프 신호의 동작이 원활히 이루어지지 않아 장시간 부하(2000)를 동작하면서 소비되는 전력을 자동으로 차단하여 배터리(200)의 방전이나 전력의 불필요한 소모를 예방할 수 있다.Since the operation of the on-off signal for supplying power to the
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오프-신호에 의한 동작 후 부하 전원의 동작상태 변화를 나타낸 타임차트이다.5 is a time chart showing a change in an operating state of a load power supply after an operation according to an off-signal according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제 2 입력모듈(430)에 의해 오프-신호가 생성되면 부하(2000)에 공급되는 전원이 차단됨과 동시에 오프-설정시간이 개시되며, 오프-설정시간 내에 온-신호가 생성되지 않고 오프-설정시간이 모두 경과하면 동시에 부하(2000)로의 대기전력이 차단됨을 알 수 있다. 또한, 대기전력이 차단된 이후에 제 1 입력모듈(410)에 의해 온-신호가 생성되면 온-신호의 생성 시점부터 부하 전원이 다시 동작하여 전력이 공급되고, 오프-신호의 생성이 없이 온-설정시간이 모두 경과하면 전원이 차단됨과 동시에 오프-설정시간이 개시됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, when an off-signal is generated by the
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제 2 스위치(431)에 의한 오프-신호로 전원이 차단되면, 제 2 자기유지회로(443)는 입력된 오프-신호를 유지하며 제 2 타이머(441)를 동작시킬 수 있다. 제 2 타이머(441)의 동작에 의해 오프-설정시간이 개시되어 오프-설정시간이 모두 경과하면 제 2 전자개폐기(442)에 의해 부하(2000)로의 대기전력이 차단될 수 있다. 제 2 스위치(431)에 의한 오프-신호의 입력이 없더라도 온-설정시간이 모두 경과하면 제 2 타이머(441)에 의해 오프-설정시간이 개시될 수 있으며, 오프-설정시간이 모두 경과하면 마찬가지로 제 2 전자개폐기(442)에 의해 부하(2000)로의 대기전력이 차단될 수 있다. 만약 오프-설정시간 내에 제 1 스위치(411)에 의한 온-신호가 입력되거나 대기전력이 차단되고 있는 상태에서 제 1 스위치(411)에 의한 온-신호가 입력되면, 제 1 제어모듈(420)에 의해 온-설정시간이 개시되어 부하(2000)로 전력이 다시 공급될 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, when the power is cut off by the off-signal by the
전술한 도 5와 같은 시스템(1000)의 동작을 통해 부하(2000)의 전원이 차단된 이후에도 소비되는 대기전력을 완전히 차단하여 배터리(200)의 방전을 최소화하고 효율적인 시스템(1000) 및 부하(2000)의 관리가 이루어질 수 있도록 할 수 있다. Even after the power of the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .
100: 태양광 모듈 200: 배터리
300: 전력변환부 400: 부하 전원 제어부
410: 제 1 입력모듈 411: 제 1 스위치
420: 제 1 제어모듈 421: 제 1 타이머
422: 제 1 전자개폐기 423: 제 1 자기유지회로
424: 퓨즈 430: 제 2 입력모듈
431: 제 2 스위치 440: 제 2 제어모듈
441: 제 2 타이머 442: 제 2 전자개폐기
443: 제 2 자기유지회로 610: 차단기
620: 전자개폐기
1000: 부하 전원의 제어가 가능한 독립형 태양광 시스템
2000: 부하100: solar module 200: battery
300: power conversion unit 400: load power control unit
410: first input module 411: first switch
420: first control module 421: first timer
422: first electromagnetic switch 423: first magnetic holding circuit
424: fuse 430: second input module
431: second switch 440: second control module
441: second timer 442: second electromagnetic switch
443: second self-holding circuit 610: circuit breaker
620: electronic switch
1000: Independent solar system capable of controlling load power
2000: load
Claims (6)
태양광 에너지를 직류전력으로 변환하기 위한 태양광 모듈;
상기 변환된 직류전력을 충전 또는 방전하기 위한 배터리;
상기 배터리에 충전된 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터(inverter) 또는 부하의 동작 조건에 상응하는 직류전력으로 공급하기 위한 컨버터(converter)를 포함하는 전력변환부; 및
상기 부하에 공급되는 전력을 제어하기 위한 온-오프 시간이 설정되는 부하 전원 제어부를 포함하되,
상기 부하 전원 제어부는 상기 부하 전원의 공급을 위한 온-신호가 생성되는 제 1 입력모듈, 온-설정시간에 기초하여 상기 부하 전원의 동작을 제어하는 제 1 제어모듈, 상기 부하 전원의 공급을 차단시키기 위한 오프-신호가 생성되는 제 2 입력모듈 및 오프-설정시간에 기초하여 상기 부하 전원의 동작을 제어하는 제 2 제어모듈을 포함하며,
상기 제 1 제어모듈은 상기 온-설정시간을 조절하기 위한 제 1 타이머, 상기 온-설정시간에 기초하여 상기 부하에 공급되는 전력을 유지 또는 차단하기 위한 제 1 전자개폐기 및 상기 온-신호를 유지하여 상기 제 1 타이머와 제 1 전자개폐기의 동작을 제어하는 제 1 자기유지회로를 포함하고,
상기 제 2 제어모듈은 상기 오프-설정시간을 조절하기 위한 제 2 타이머, 상기 오프-설정시간에 기초하여 상기 부하로의 대기전력을 차단하기 위한 제 2 전자개폐기 및 상기 오프-신호를 유지하여 상기 제 2 타이머와 제 2 전자개폐기의 동작을 제어하는 제 2 자기유지회로를 포함하며,
상기 제 1 입력모듈에서 온-신호가 생성되면 상기 제 1 타이머가 동작하여 상기 온-설정시간이 개시되고, 상기 온-설정시간이 경과하거나 상기 온-설정시간이 경과하기 전에 상기 제 2 입력모듈에서 오프-신호가 생성되는 경우, 상기 제 1 전자개폐기에 의해 상기 부하에 공급되는 전력이 차단되며,
상기 제 2 입력모듈에서 오프-신호가 생성되면 상기 제 2 타이머가 동작하여 상기 오프-설정시간이 개시되고, 상기 오프-설정시간이 경과하는 경우, 상기 제 2 전자개폐기에 의해 상기 부하로의 대기전력이 차단되는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광 시스템.
In a standalone solar system capable of controlling load power,
A solar module for converting solar energy into direct current power;
A battery for charging or discharging the converted DC power;
A power conversion unit including an inverter for converting the DC power charged in the battery into AC power or a converter for supplying DC power corresponding to an operating condition of a load; And
Including a load power controller for setting an on-off time for controlling the power supplied to the load
The load power controller is a first input module that generates an on-signal for supplying the load power, a first control module that controls the operation of the load power based on an on-set time, and blocks the supply of the load power. And a second input module for generating an off-signal to be turned off and a second control module for controlling an operation of the load power based on an off-set time,
The first control module maintains a first timer for adjusting the on-set time, a first electronic switch for maintaining or blocking power supplied to the load based on the on-set time, and the on-signal And a first magnetic holding circuit for controlling the operation of the first timer and the first magnetic switch,
The second control module includes a second timer for adjusting the off-set time, a second electronic switch for blocking standby power to the load based on the off-set time, and the off-signal. A second timer and a second magnetic holding circuit for controlling the operation of the second magnetic switch,
When the on-signal is generated by the first input module, the first timer is operated to start the on-set time, and the second input module is before the on-set time or the on-set time elapses. When the off-signal is generated at, the power supplied to the load is cut off by the first electromagnetic switch,
When the off-signal is generated in the second input module, the second timer operates to start the off-set time, and when the off-set time elapses, the second electronic switch waits for the load. Standalone solar system, characterized in that the power is cut off.
상기 제 1 입력모듈은 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의한 회로 단락을 통해 상기 온-신호를 생성하는 제 1 스위치를 포함하고,
상기 제 2 입력모듈은 상기 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의한 회로 단락을 통해 상기 오프-신호를 생성하는 제 2 스위치를 포함하되,
상기 제 1 스위치는 상기 온-신호가 생성되면 자동으로 개방되어 다음 입력을 대기하며, 상기 제 2 스위치는 상기 오프-신호가 생성되면 자동으로 개방되어 다음 입력을 대기하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광 시스템.
The method of claim 1,
The first input module includes a first switch that generates the on-signal through a short circuit by an external input applied from a user,
The second input module includes a second switch for generating the off-signal through a short circuit by an external input applied from the user,
The first switch is automatically opened when the on-signal is generated to wait for the next input, and the second switch is automatically opened when the off-signal is generated to wait for the next input. system.
상기 제 1 제어모듈은 상기 전력변환부와 상기 부하 사이에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 퓨즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광 시스템.
The method of claim 1,
The first control module is a stand-alone solar system, characterized in that it comprises a fuse for preventing an overcurrent from flowing between the power conversion unit and the load.
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