KR102330720B1 - 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치 - Google Patents

태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 관한 것으로서 특히, 태양광 접속반에 별도의 방열 덕트를 만들어 접속반의 밀폐력을 높이고, 접속반의 내·외부 온도 변화에 따라 접속반 내부의 온도변화에 빠르게 대처하여 온도를 적절히 조절함으로써 접속반이 최적화되도록 하여 발전의 효율을 높일 수 있도록 한 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 관한 것이다.

Description

태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치{ENCAPSULATED TYPE CONNECTION CLOSURE RADIATOR OF THE SOLAR CELL GENERATING SYSTEM}
본 발명은 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 관한 것으로서 특히, 태양광 접속반에 별도의 덕트를 만들어 밀폐력을 높이는 가운데 대류현상을 이용하여 접속반 내부의 온도 변화에 빠르게 대처할 수 있도록 한 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 관한 것이다.
일반적으로 전력전자 기기용 캐비넷은 설치장소에 따라 옥외형과 옥내형으로 구분되며, 전력전자 기기 캐비넷의 내부에는 다수의 부품들이 구비되어 동작시 많은 열이 발생됨으로써, 냉각을 위한 별도의 냉각설비가 구비되어 있다.
옥외형 전력전자 기기 캐비넷의 경우에는 수분, 염분, 먼지 등의 이물질이 장비 내부로 유입될 수 있는 상태임에 따라 이물질을 효과적으로 차단할 수 있는 구조를 갖추고 있어야 된다.
이러한 옥외형 전력전자 기기 캐비넷의 종래 기술로 공개특허공보 제10-2009-0010637호(2009.01.30.)의 통신기기 캐비넷용 방열구조 및 공개특허공보 제10-2011-0110070호(2011.101.06.)의 통신장비가 내장된 함체의 냉각장치가 제안되어 열이 발생되면 팬을 구동시켜 외부의 차가운 공기를 내부로 흡입됨과 동시에 흡입구에 부착된 필터를 통해 수분, 염분, 먼지 등의 이물질을 필터링시킨 상태로 흡입됨으로써, 오염이 제거된 찬 공기로 캐비넷 내부를 냉각시키도록 하였으나, 팬이 캐비넷의 외부에 구비됨으로써, 팬에 대한 방수가 잘 안되고, 이물질이 부착되어 팬의 수명이 단축되거나 쉽게 고장이 발생하여 전력전자 기기 캐비넷의 방열효과가 감소하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 이로 인하여 캐비닛 내부의 전자부품이 쉽게 손상되는 가운데 아크발생으로 인하여 화재가 발생될 수 있고, 팬의 청소나 교체와 같은 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
한편, 외부의 찬공기를 캐비넷 내부로 유입시켜서 냉각 시키는 과정에서 외부공기에 포함된 습기와 미세먼지를 포함하는 이물질이 캐비넷 내부의 전력반도체에 접촉됨에 따라 내부 전자부품에 먼지가 쌓이고 작동불량을 유발하는 등의 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2009-0010637호(2009.01.30.) 공개특허공보 제10-2011-0110070호(2011.101.06.)
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 별도의 덕트를 만들어 접속반 내부의 밀폐력을 높이는 가운데 대류현상을 이용하여 접속반 내부의 온도 변화에 빠르게 대처할 수 있도록 내부 열효율을 개선하여 발전의 효율을 높일 수 있는 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
전자부품 등이 있는 내부 공간부(110)를 갖는 접속반(100)과;
상기 접속반(100)의 측면에 구비된 것으로, 흡입구(210)와 배출구(220)를 가지며, 방열 공간부(240)를 갖도록 구비된 방열 덕트(200)와;
상기 방열 덕트(200)와 접속반(100)을 관통하여 양측의 내부 공간부(110)와 방열 공간부(240)에 노출되도록 구비된 방열부(300); 및
상기 내부 공간부(110)의 온도에 따라 방열부(300)가 구동되도록 구비된 제어모듈(400)이 포함됨으로써, 접속반 내부의 밀폐력을 높이고, 접속반 내·외부의 온도변화에 따라 접속반 내부의 온도변화에 빠르게 대처하여 접속반의 열효율을 개선시켜 발전의 효율을 높일 수 있도록 구성된다.
따라서, 본 발명은 방열부가 있는 방열덕트와 전자부품 등이 있는 접속반을 별도의 방으로 구분함으로써 내부의 부품에 문제를 야기하는 수분과 먼지의 침투를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 접속반 내·외부에서 발생되는 요인으로 인하여 접속반 내부의 온도를 효과적으로 조절할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 접속반 내부의 온도를 적절히 조절함으로써 접속반 효율을 최적화 시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치를 도시한 예시도이다.
도2는 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 있어 방열부를 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 있어 제어모듈에 온도센서와 송풍팬이 접속된 상태를 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서, "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.
우선, 본 발명은 접속반(100), 방열 덕트(200), 방열부(300) 및 제어모듈(400) 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.
도1 내지 도3을 참조하면,
도1은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치를 도시한 예시도이고, 도2는 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 있어 방열부를 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치에 있어 제어모듈에 온도센서와 송풍팬이 접속된 상태를 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치는,
내부 공간부(110)를 갖는 접속반(100)과;
상기 접속반(100)의 측면에 구비된 것으로, 흡입구(210)와 배출구(220)를 가지며, 방열 공간부(240)를 갖도록 구비된 방열 덕트(200)와;
상기 방열 덕트(200)와 접속반(100)을 관통하여 양측의 내부 공간부(110)와 방열 공간부(240)에 노출되도록 구비된 방열부(300); 및
상기 내부 공간부(110)의 온도에 따라 방열부(300)가 구동되도록 구비된 제어모듈(400)을 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 접속반(100)은 내·외부가 차단되도록 하기 위한 방안으로 내부가 비어있는 육면체의 형태를 갖도록 구비된 것으로, 내부로 제공되는 내부 공간부(110)는 상중하 3개의 공간으로 구획되도록 구비되는 가운데 최상단인 상부 공간부(111)에는 제어모듈(400)이 구비되어 내부 공간부(110)의 온도를 감지하고, 기준치와 비교하여 메인 송풍팬(230)과 제1, 2 보조팬(315)(325)이 선택적으로 혹은 동시에 구동될 수 있도록 구비되어 있다.
상기 내부 접속 공간부(110)를 이루는 중간 부분인 중부 공간부(112)에는 미도시한 역전류 다이오드가 구비되는 공간으로 상기 중부 공간부(112)의 하부에는 미도시한 단자대가 구비되는 하부 공간부(113)가 구획되도록 구비되어 있다.
상기 방열 덕트(200)는 속이 비어 있는 직육면체의 형태를 갖도록 구비된 것으로, 하부에 구비된 흡입구(210)의 전방에 흡입 그릴(211)이 구비되어 외부로부터 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 구비되어 있고, 상부에 구비된 배출구(220)의 전방에는 배출 그릴(221)이 구비되어 평상시 외부에서 내부가 보여지는 것을 방지하는 가운데 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 구비되어 있다.
이러한 상기 배출 그릴(221)의 후방 즉, 방열 덕트(200)의 내측에는 메인 송풍팬(230)이 구비되어 방열 덕트(200)의 내부 공기를 외부로 강제 배출되도록 함으로써, 열교환이 이루어진 공기가 신속하게 배출되는 가운데 하부로 구비된 흡입 그릴(211)을 통하여 신선한 외기가 내부로 유입될 수 있도록 구비되어 있다.
이때, 방열부(300)의 제1, 2진동세관형 방열판(311),(321)이 동작하여 접속반(100) 내부의 온도를 일정하게 유지하도록 한다.
상기 방열부(300)는 접속반(100)의 내부에서 발생된 열을 신속하게 냉각시키는 기능을 갖는 것으로, 밀폐된 공간이 상부, 중부, 하부로 구획된 상태에서 중간 위치의 공간에 제1 방열부(310)가 구비되어 있고, 상기 제1 방열부(310)의 하부 위치의 공간에 동일한 형태를 갖는 제2 방열부(320)가 포함되도록 구비되어 있다.
여기에서, 상기 제1 방열부(310)는 도2의 상부에 도시된 바와 같이, 미도시한 역전류 다이오드가 구비된 부분으로 위치되어 전류 증가시 발생되는 과열을 막도록 제1 진동세관형 방열판(311)이 구비되어 있고, 제1 지지패널(313)에 의하여 상기 제1 진동세관형 방열판(311)이 방열 덕트(200)의 측면에 제1 고정나사(312)를 이용하여 지지되도록 구비되어 있다.
상기 접속반(100)으로 노출된 제1 진동세관형 방열판(311)에는 제1 비전도성 서멀 베이스(314)가 포함되도록 구비되어 있다. 이러한 제1 비전도성 서멀 베이스(314)는 단자대가 위치되는 곳에서 혹시나 발생될 수 있는 누전을 방지하기 위함이다.
상기 제1 지지패널(313)은 제1 진동세관형 방열판(311)이 중앙을 관통하게 구비되는 가운데 모서리에 각각 제1 관통홀(313-1)이 형성되어 접속반(100)의 내부로부터 외부를 향하여 관통되게 구비되는 상기 제1 고정나사(312)가 상기 제1관통홀(313-1)을 관통하여 소정 길이로 노출되게 구비되어 있다.
상기 제1 고정나사(312)의 노출된 부분에는 제1 보조팬(315)에 구비된 제1 고정로드(315-1)가 나사결합으로 고정될 수 있게 구비되어 있고, 상기 제1 지지패널(313)과 방열 덕트(200) 사이에 제1 고무패킹(P1)이 삽입됨으로써, 방진과 방습효과를 얻을 수 있게 구비되어 있다.
상기 제2 방열부(320)는 제1 방열부(310)와 동일한 형태와 기능을 갖도록 구비된 것으로, DC 전류가 인입되는 미도시한 단자대측에 위치되는 것으로, 전류 인입 동안 발생되는 과열을 막을 수 있는 제2 진동세관형 방열판(321)이 제2 지지패널(323)에 의하여 방열 덕트(200)의 측면에 제2 고정나사(322)를 이용하여 지지될 수 있게 결합되어 있다.
상기 접속반(100)으로 노출된 제2 진동세관형 방열판(321)에는 제2 비전도성 서멀 베이스(324)가 포함되도록 구비되어 있다.
상기 제2 지지패널(323)은 제1 지지패널(313)과 동일한 형태와 기능을 갖도록 구비된 것으로, 제2 진동세관형 방열판(321)이 중앙을 관통하게 구비되는 가운데 모서리에 각각 제2 관통홀(323-1)이 형성되어 접속반(100)의 내부로부터 외부를 향하여 관통되게 구비되는 제2 고정나사(322)가 상기 제2 관통홀(323-1)을 관통하여 소정 길이로 노출되도록 구비되어 있다.
상기 노출된 제2 고정나사(322)에는 제2 보조팬(325)에 구비된 제2 고정로드(325-1)가 나사결합되도록 구비되어 있고, 상기 제2 지지패널(323)과 방열 덕트(200) 사이에는 제2 고무패킹(P2)이 삽입되어 방진과 방습효과를 얻을 수 있게 구비되어 있다.
상기 제어모듈(400)은 도3에 도시된 바와 같이, 출력측에 메인 송풍팬(230)과 제1 보조팬(315) 및 제2 보조팬(325)이 접속되고, 입력측에 접속반(300)의 내부 공간부(110)에 상부 온도센서(410), 중부 온도센서(420) 및 하부 온도센서(430)가 설치되어 상기 상부, 중부, 하부 온도센서(410)(420)(430)의 측정값에 따라 선택적으로 작동되거나, 동시에 작동되도록 구비되어 있다. 이때, 각각의 팬을 제어하기 위한 전원선 역시 내부에서 외부로 인출되는데, 인출되는 부분에 전용 케이블 그랜드를 사용하여 방수, 방진의 효과를 얻을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 이러한 접속반(100)의 내부 온도는 각각 상부 온도센서(410), 중부 온도센서(420) 및 하부 온도센서(430)에 의하여 측정됨에 따라 전체적인 온도를 확인할 수 있고, 부분적인 위치의 온도가 상승할 경우, 온도가 상승된 부분의 메인 송풍팬 및 제1, 2 보조팬(230)(315)(325)을 가동시켜 강제적으로 방열을 시킬 수 있게 된다.
접속반(300)의 내부 공간부(110)에는 대류현상에 의하여 상부의 온도가 제일 먼저 높아지고, 점차 중간부 및 하부의 온도가 높아짐에 따라 상부와 중간부의 온도를 비교하여 온도가 일정 수준 높아지면 제어모듈(400)에서 제1 방열부(310)의 제1 보조팬(315)을 작동시켜 상부에 있는 제1 방열부(310)의 온도를 낮출 수 있게 된다.
또한, 중간부와 하부의 온도를 비교하여 일정온도 이상 높아지면 제2 방열부(310)의 제2 보조팬(325)을 작동시켜 제2 방열부(320)의 온도를 낮춰줌으로써, 순차적으로 제1 및 제2 방열부(310)(320)의 온도를 조절하여 접속반(100)의 전체적인 내부 온도를 낮추어 접속반(110)이 원활한 작동을 할 수 있게 된다. 이때, 전체적인 온도가 일정 온도 이하로 낮아지면 역순으로 제2 보조팬(325)이 먼저 멈춘 후 이어 제1 보조팬(315)이 멈추게 된다. 즉, 두 번의 온도조절이 가능하도록 함으로써, 접속반(100)의 온도는 최상의 상태가 유지될 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 바를 바탕으로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.
100:접속반 110:내부 공간부
111:상부 공간부 112:중부 공간부
113:하부 공간부 200:방열 덕트
210:흡입구 211:흡입 그릴
220:배출구 221:배출 그릴
230:메인 송풍팬 240:방열 공간부
300:방열부 310:제1 방열부
311:제1 진동세관형 방열판 312:제1 고정나사
313:제1 지지패널 314:제1 비전도성 서멀 베이스
315:제1 보조팬 320:제2 방열부
321:제2 진동세관형 방열판 322:제2 고정나사
323:제2 지지패널 324:제2 비전도성 서멀 베이스
325:제2 보조팬 400:제어모듈
410:상부 온도센서 420:중부 온도센서
430:하부 온도센서

Claims (9)

  1. 제어모듈(400)이 구비되는 상부 공간부(111)와 상기 상부 공간부(111)의 하부로 위치되어 역전류 다이오드가 구비되는 중부 공간부(112) 및 상기 중부 공간부(112)의 하부로 위치되어 단자대가 구비되는 하부 공간부(113)로 구획되는 내부 공간부(110)를 갖는 접속반(100)과;
    상기 접속반(100)의 측면에 구비된 것으로, 흡입구(210)와 배출구(220)를 가지며, 방열 공간부(240)를 갖도록 구비된 방열 덕트(200)와;
    상기 방열 덕트(200)와 접속반(100)을 관통하여 내부 공간부(110)와 방열 공간부(240) 양측에 노출되도록 구비되고, 역전류 다이오드가 구비된 부분에 위치되어 전류 증가시 발생되는 과열을 막도록 구비된 제1 진동세관형 방열판(311)이 방열 덕트(200)의 측면에 제1 고정나사(312)를 이용하여 지지되도록 한 제1 지지패널(313) 및 접속반(100)으로 노출된 제1 진동세관형 방열판(311)에 구비된 제1 비전도성 서멀 베이스(314)가 포함된 제1 방열부(310)와 DC 전류가 인입되는 단자대측에 위치되어 전류 인입 동안 발생되는 과열을 막도록 구비된 제2 진동세관형 방열판(321)이 방열 덕트(200)의 측면에 제2 고정나사(322)를 이용하여 지지되도록 한 제2 지지패널(323) 및 상기 접속반(100)으로 노출된 제2 진동세관형 방열판(321)에 구비된 제2 비전도성 서멀 베이스(324)가 포함된 제2 방열부(320)가 구비된 방열부(300); 및
    상기 내부 공간부(110)의 온도의 변화에 따라 제1 방열부(310)의 제1 송풍팬(315)와 제2 방열부(320)의 제2 송풍팬(325) 및 메인 송풍팬(230)을 제어하도록 상기 상부 공간부(111)에 구비된 제어모듈(400)이 포함됨을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열 덕트(200)는
    상기 흡입구(210)의 전방에 외부로부터 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 흡입 그릴(211)이 구비되며, 상기 배출구(220)의 전방에 외부에서 내부가 보여지는 것을 방지하고 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 배출 그릴(221)이 구비되되, 상기 배출 그릴(221)의 후방에 메인 송풍팬(230)이 구비되어 방열 덕트(200)의 내부 공기를 외부로 강제 배출되도록 하여 방열 덕트(200)내의 공기를 순환하도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지패널(313)은
    제1 진동세관형 방열판(311)이 중앙을 관통하게 구비되며, 모서리에 각각 제1 관통홀(313-1)이 형성되어 접속반(100)의 내부로부터 외부를 향하여 상기 제1 고정나사(312)가 상기 제1관통홀(313-1)을 관통하여 소정 길이로 노출되게 구비되고, 상기 노출된 제1 고정나사(312)에 제1 보조팬(315)의 제1 고정로드(315-1)가 나사결합되되, 상기 제1 지지패널(313)과 방열 덕트(200) 사이에 제1 고무패킹(P1)이 삽입됨을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지지패널(323)은
    제2 진동세관형 방열판(321)이 중앙을 관통하게 구비되며, 모서리에 각각 제2 관통홀(323-1)이 형성되어 접속반(100)의 내부로부터 외부를 향하여 제2 고정나사(322)가 상기 제2 관통홀(323-1)을 관통하여 소정 길이로 노출되게 구비되고, 상기 노출된 제2 고정나사(322)에 제2 보조팬(325)의 제2 고정로드(325-1)가 나사결합되되, 상기 제2 지지패널(323)과 방열 덕트(200) 사이에 제2 고무패킹(P2)이 삽입됨을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈(400)은
    메인 송풍팬(230)과 제1 보조팬(315) 및 제2 보조팬(325)이 접속되고, 상부 온도센서(410), 중부 온도센서(420) 및 하부 온도센서(430)가 접속되어 내부 공간부(110)의 온도를 감지하고, 온도의 변화에 따라 기준치와 비교하여 메인 송풍팬(230)과 제1, 2 보조팬(315)(325)의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 밀폐형 접속반 방열장치.
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