KR102358816B1 - 고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 하는 태양광 접속함. - Google Patents

고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 하는 태양광 접속함. Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 하는 태양광 접속함에 관한 것으로서 태양광 모듈의 전류, 전압 온도 특성을 검출하여 MPPT 추종방식을 통한 태양광 전지 모듈의 효율을 개선하고, 고장난 태양광 모듈의 위치를 인식하여 전력선 통신을 통해 외부 장치로 전송하는 기술을 제공하고, 정션 박스를 접속함에 내장하며, 상기 접속함에 설치된 휴즈박스에 외부에서 간단한 방법으로 에어를 공급하여 휴즈에서 발생한 고온의 열을 외부로 배출하는 기술을 더 제공한다.

Description

고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 하는 태양광 접속함.{Solar power monitoring system}
본 발명은 고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 하는 태양광 접속함에 관한 것으로서 태양광 모듈의 전류, 전압 온도 특성을 검출하여 MPPT 추종방식을 통한 태양광 전지 모듈의 효율을 개선하고, 고장난 태양광 모듈의 위치를 인식하여 전력선 통신을 통해 외부 장치로 전송하는 기술을 제공하고, 정션 박스를 접속함에 내장하며, 상기 접속함에 설치된 휴즈박스에 외부에서 간단한 방법으로 에어를 공급하여 휴즈에서 발생한 고온의 열을 외부로 배출하는 기술을 더 제공한다.
반도체의 p-n접합(p-n junction)에 빛을 조사하면 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것이 태양광 전지(Solar Cell)라 하며 이 전지를 여러개 직ㆍ병렬로 연결한 것이 모듈이라고 하는데 모듈에서 나오는 전기를 서로 안정적으로 연결할 때 쓰는 부품을 정션 박스(접속함)라 하며 통상적으로 태양광 모듈 뒤쪽에 설치하며 정션 박스 내부에는 발전시 역 전류를 막기 위한 바이패스 다이오드(Bypass diodes)와 케이블을 연결하는 접속점 및 컨넥터가 내장되어 있고 이를 거친 외부환경으로부터 차단할 수 있도록 플라스틱 재질의 함으로 보호되
어 있다.
종래 정션 박스(참조공개번호 10-2016-0064688호)는 도 1에 도시한 바와 같이 판체의 단부가 상향 절곡되어 접속함 본체(A)의 바닥판(1) 상에 일정한 간격을 두고 배열 고정된 다수의 접속구(2)와, 상기 접속구(2)의 연장부 사이에 접속되는 바이패스 다이오드(3)와, 상기 접속구(2) 중 좌우 양단측 접속구(2)의 하부 단부가 연장되어 관체를 이루는 접속단자에 케이블이 삽입 고정되는 접속구(4, 4')와, 상기 접속구(2) 각각의 상단부마다 연결되는 접속함 본체(A)의 후면에서 관통공을 통해 삽입되는 태양광 전지의 리드선에 연결된 리본단자 및, 상기 접속함 본체(A)를 덮는 덮개(5)로 구성된 구조를 이루고 있다.
이와 같이 종래의 정션 박스는 한국 공개특허공보 제10-2010-0117541호에 개시되어 있다.
그러나 일반적인 태양광 전지 모듈의 성능은 일사량이나 온도 변화에 가장 큰 영향을 받는데, 온도가 높아질수록 효율이 떨어지는 문제가 발생한다.
이는 일반적인 반도체 특성과 관계되는 것으로서, 이러한 온도 등의 환경에 따라 전압, 전류 특성이 변경되면 전압과 전류의 곱에 의해 결정되는 전력 스케일 또한 변화된다.
따라서, 태양광 전지 모듈의 성능을 최적으로 유지하기 위해서는 최대 전력량을 생산할 수 있는 전압으로 출력을 조절할 필요성이 있다.
더욱이, 종래에는 태양광 전지 모듈들의 스트링 양단에 연결된 단일의 전력 제어수단을 통해, 태양광 전지 모듈의 출력 전력량을 일괄 제어하는 형태를 갖는다.
그러나 종래의 정션 박스는 그림자 등에 의한 손실을 예방하기 위해 출력이 저하된 셀 또는 셀 그룹을 우회하여 전류가 흐르도록 하는 바이패스 다이오드만 설치되어 복수의 태양광 모듈을 포함하는 복수의 태양광 패널로 구성된 복수의 스트링으로부터 출력되는 전력을 수집하는 구성에서 스트링 간의 전력 차이로 인해 태양광 발전의 효율이 급격히 저하되는 경우가 자주 발생하였다.
따라서 스트링 단위로 전압 제어가 수행되므로 고장 등의 문제가 발생한 모듈이 어떤 모듈인지 손쉽게 파악할 수 없는 문제점이 있으며, 스트링으로 인하여 각 태양광 전지 모듈에 대한 개별적인 유지보수가 불가능한 단점이 있다.
참고로, 한국에너지공단(2015)의 자료에 따르면 국내 태양광 시장의 2012년을 기점으로 공급과잉으로 가격 하락으로 성장세가 다소 주춤하였으나 그 이후 다시 성장하여 안정화 추세로 보이고 있으나, 재도약 과정에서 신규투자보다는 기존설비의 가동률을 높이는 방향으로 전환하고 있는 것으로 파악하고 있다.
-이러한 원인으로 태양광 발전용 인버터의 효율은 95% 이상이지만 발전 시스템 내에서 발생하는 발전량 손실률은 5~25%로 매우 크게 나타나고 있어 이를 해결하기 위한 발전 단지를 위한 분산형 발전시스템부터 건물을 통한 태양광 시스템을 적용하기 위한 마이크로 인버터 및 접속함 등 개발이 중요한 것으로 보고 되고 있다
본 발명은 고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 및 태양광 접속함에 관한 것으로서 태양광 모듈의 전류, 전압 온도 특성을 검출하여 MPPT 추종방식을 통한 태양광 전지 모듈의 효율을 개선하고, 고장난 태양광 모듈의 위치를 인식하여 전력선 통신을 통해 외부 장치로 전송하는 기술을 제공하고, 정션 박스를 접속함에 내장하며, 상기 접속함에 설치된 휴즈박스에 외부에서 간단한 방법으로 에어를 공급하여 휴즈에서 발생한 고온의 열을 외부로 배출하는 과제이다
참고로, 현재 태양광 모듈 뒤에 있는 정션박스 기능을 대체할 수 있어 태양광 모듈과 모니터링 컨트롤러를 일체형 제작하여 제품 원가절감 효과를 볼 수 있도록 하는 기술을 제공한다.
본 발명의 구성은 복수의 태양전지 모듐(10) 상기 복수의 태양전지 모듐(10)에 각각 연결된 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e), 상기 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)이 수용된 접속함(400), 상기 접속함(400)과 연동되어 상기 접속함(400)외부에 있는 인버터, 상기 인버터(200)에 취함된 전력을 개통으로
개통으로 출력되도록 연결된다.
상기 접속함(400)은 복수의 태양전지 모듐(10)과 연결되는 복수의 회로(2)와 상기 복수의 회로에 각각 연결된 복수의 휴즈박스(30) 및 차단기, 복수의 다이오드(4), 상기 복수의 다이오드로 출력되는 전력을 하나로 취합하는 출력단자(5)로 구성된다.
상기 접속함의 구성에 있어서
복수의 휴즈박스(30)는 박스몸체(31)가 있고, 상기 박스몸체(31) 내부에 휴즈실(32)과, 상기 휴즈실(32)의 폭방향으로 외부와 관통된 통풍구(33)와 상기 휴즈실(32) 내부에 휴즈(34)의 ±단자면(35)이 접점되는 ±단자(36)를 설치한 다음
상기 복수의 회로(2)에 각각 복수의 박스몸체(31)를 결선하되 상기 복수의 박스몸체(31)에 형성한 통풍구(33)가 서로 연통되도록 박스몸체(31)의 측면을
서로 맞닿도록 한 후 상기 통풍구(33) 내측에 에어배관(37)의 토출구(37a)를 연결하고 상기 에어배관 타측(37b)은 에어발생장치(38)와 연결시켜 상기 에어발생장치(38)에서 에어를 발생시켜 상기 복수의 휴즈실에 에어가 공급되도록 하여 상기 휴즈실(32)의 고온를 냉각시키는 구성이다.
상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
구성에서 살펴본 바와 같이, 박스몸체(31)의 측면을 서로 맞닥뜨리면 박스몸체(31)에 가로로 관통시킨 통풍구(33)가 연이여 연결된다.
그 연이어 연결된 통풍구(33)에 에어발생장치(38)로부터 발생시킨 에어를 에어배관(37)을 경우 시켜 분사시키면 휴즈(34)에서 발생한 고온이 에어와 함께
통풍구(33)를 지나 외부로 배출된다.
이처럼 에어를 통해 휴즈를 식혀주므로서 휴즈의 수명이 연장되고 화재로부터 더욱 안전한 것이다.
본원에서 사용되는 에어발생장치는 가격에 저렴한 공기발생기를 이용한다. 이 공기발생기는 공고번호 특1991-0000409호의 기포 발생기에 상세하게 수록되어 있다.
그리고 본 발명에 따른 정션 수단는 태양광 전지 모듈의 전류, 전압, 온도 중 적어도 하나 이상을 검출하는 센서부; 상기 센서부에서 검출한 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 추종하는 MPPT 제어부; 상기 추종된 최대 전력점에 대응하는 전압을 출력하도록 제어하고, 상기 검출된 전류, 전압 및 온도 값을 미리 설정된 고유정보와 함께 임의의 데이터로 변환하여 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 변환된 데이터를 전력선 통신으로 미리 설정된 외부 장치로 전송하는 전력선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예
상기 태양광 전지 모듈(10)은 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있으며, 직렬 및 병렬로 조합되어 직류 전기를 생산하는 다수의 태양광 전지 모듈(10)은 태양광 발전 시스템의 어레이를 구성한다.
상기 정션 수단(100)는 임의의 형상을 갖는 하우징을 포함하여 구성되고, 접속함 및 인버터(10)의 내부에 고정수단에 고정되고, 난연성 케이블을 이용한 전력선(160)을 통해 이웃하는 복수의 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)와 접속된다. 상기 전션 수단은(100) 종레의 정션 박스기능을 수행한다.
또한, 상기 정션 수단(100)는 전력선(160)을 통해 이웃한 태양광 전지 모듈(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)에 설치된 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)들과 연결되어 각 태양광 전지 모듈(10)에서 검출한 전류, 전압, 온도 정보와, MPPT 제어 정보와, 상기 정션 수단(10)에 미리 설정된 고유 어드레스 정보를 포함한 데이터를 생 성한다.
또한, 상기 정션 수단(100)는 전압, 온도 정보와, MPPT 제어 정보와, 고유 어드레스 정보를 포함한 데이터를 전력선(160)을 통해 연결된 이웃한 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)로 전송하거나, 또는 전력선(160)을 통해 연결된 접속함(400)이나 인버터(200)로 전송하며, 태양광 전지 모듈(10)에서 생산된 전력은 인버터(200)에서 AC 전원으로 변환되어 A/C계통(300)을 통해 송전된다.
상기 인버터(200) 또는 접속함(400)으로 전송된 데이터의 인식을 통해 각 태양광 전지 모듈(10)의 식별과, 각각의 태양광 전지 모듈(10)이 생산한 전압, 전류 값과 발전 상태 등을 확인할 수 있게 된다.
또한, 상기 정션 수단(100)는 기능적으로 마스터 정션 수단(100a)로 기능하거나 서브 정션 수단(100b, 100b,100c, 100d, 100e) 중 어느 하나로 기능한다.
상기 마스터 정션 수단(100a)는 전력선(160)을 통해 연결된 이웃한 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d,100e)가 전송하는 데이터와, 상기 마스터 정션 수단(100a)에서 생성된 데이터를 상기 전력선(160)을 통해 연결된 접속함(400) 또는 인버터(200) 중 어느 하나로 전송한다.
상기 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)는 마스터 정션 수단(100a)와 전력선(160)을 통해 연결되거나 이웃한 서브 정션 수단들과 전력선(160)을 통해 연결되고, 각각의 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)가 생성한 데이터와, 이웃한 서브 정션 수단에서 전력선(160)을 통해 전송되는 데이터를 수신하여 상기 마스터 정션 수단(100a)로 시프트 이동시켜 전송되도록 한다.
상기 센서부(110)는 태양광 전지 모듈(10)의 전류, 전압, 온도 중 적어도 하나 이상을 검출하는 구성으로서, 전압 센서(11), 전류 센서(12)와 온도 센서를 구비하여 구성된다.
상기 전압, 전류 센서(11, 12)는 정션 수단(100)에 설치되어 태양광 전지 모듈(10)의 전압과 전류 값을 검출한다.
상기 온도 센서는 태양광 전지 모듈(10)과의 연결부에 설치되어 상기 태양광 전지 모듈(10)의 온도를 검출한다.
상기 MPPT 제어부(120)는 센서부(110)에서 검출한 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 추종하는 구성으로서, 공지의 MPPT(Maximum Power Point Tracking;최대 전력점 추적) 방법에 따른다.
상기 MPPT 제어부(120)는 태양광 전지 모듈(10)에 각각 설치된 정션 수단(100)에 MPPT 기능이 내장되어 종래와는 달리 각 태양광 전지 모듈(10)에 대한 개별적인 유지보수 및 개별 모니터링이 가능하고, 모듈 단위로 제어를 수행함으로써, 개별적인 제어를 통해 개별적인 유지 보수를 용이하게 함과 동시에 전력 생산의 효율을 증대시킬 수 있다.
상기 제어부(130)는 태양광 전지 모듈(10)의 동작을 제어하고, 상기 MPPT 제어부(120)에서 추종된 최대 전력점에 대응되는 전압을 정션 수단(100)의 출력단(+ 단자와 - 단자 사이)에서 출력하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 센서부(110)에서 검출된 전류, 전압 및 온도 값을 미리 설정된 고유의 어드레스 정보와 함께 일정 포맷의 데이터로 변환하여 생성하고, 상기 생성된 데이터를 전력선(160)을 통해 연결된 마스터 정션 수단(100a), 서브 정션 수단(100b, 100c, 100d, 100e), 접속함(400) 또는 인버터(200) 중 적어도 하나의 장치로 출력되도록 한다.
즉 상기 제어부(130)는 전류, 전압, 온도 정보와, MPPT 제어 정보와, 고유 어드레스 정보를 포함한 데이터를 생성하면, 전력선(160)을 통해 연결된 이웃한 마스터 정션 수단(100a), 서브 정션 수단(100b, 100c, 100d, 100e)로 전송하거나, 또는 전력선(160)을 통해 연결된 접속함(400)이나 인버터(200)로 전송되도록 하여 정션 수단(100)가 정상적으로 동작하는지 여부를 네트워크를 통해 연결된 외부 모니터링 장치에서 태양광 전지 모듈(10)의 식별과, 각각의 태양광 전지 모듈(10)이 생산한 전압, 전류 값과 발전 상태 등을 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 정션 수단(100)의 설정에 따라 기능적으로 마스터 정션 수단(100a)로 동작하도록 제어하거나, 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e) 중 어느 하나로 동작하도록 제어한다.
즉 마스터 정션 수단(100a)로 동작할 경우 상기 제어부(130)는 이웃한 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)에서 전송되는 데이터들을 수신하여 접속함(400) 또는 인버터(200)로 전송되도록 제어한다.
또한, 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)로 동작할 경우 이웃한 정션 수단에서 전송되는 데이터들과 직접 변환한 데이터를 마스터 정션 수단(100a) 또는 다른 서브 정션 수단로 시프트하여 전송되도록 제어한다.
상기 전력선 통신부(140)는 정션 수단(100)에 설치되어 제어부(130)에서 변환된 데이터를 2선식 DC 전력선 통신으로 미리 설정된 외부 장치 즉 마스터 정션 수단(100a), 서브 정션 수단(100b, 100c, 100d, 100e), 접속함(400) 또는 인버터(200) 중 적어도 하나의 장치로 전송되도록 한다.
그리고 통신부는 IOT기술을 이용하여 전송한다.
상기 IOT는 기존 무선통신방법으로는 통신비가 비싸서, IOT 통신기술을 이용하여 저렴하게 이용하고자 하는 것이다.
상기 태양광 전지 모듈(10)에서 생산된 전력은 인버터(200)에서 AC 전원으로 변환되어 A/C계통(300)을 통해 송전된다.
- 개별 모니터링 기능을 통한 각 태양광 모듈의 정보(전류, 전압, 온도)와 발전량을 모니터링 할 수 있어 소비자에게 정확한 발전시스템 현황을 보여줄 뿐 아니라 모듈의 이상상태 보고 등에 따른 신속한 유지보수가 가능하도록 하여 장기적인 태양광 발전시스템의 효율을 증가의 성과를 얻을 수 있음
그리고 휴즈박스는 에어로 냉각시키는 장치를 부설함으로서 휴즈박스와 휴즈를 장기간 사용할 수 있다.
도 1은 고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 하는 태양광 접속함의 구성도
도 2는 본 발명의 정션수단을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 휴즈박스의 내부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 휴즈박스의 복수를 나타낸 사시도.
도 5은 본 발명의 휴즈박스를 접속함에 설치한 상태의 접속함 내부 구성도.
복수의 태양전지 모듐(10) 상기 복수의 태양전지 모듐(10)에 각각 연결된 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e), 상기 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)이 수용된 접속함(400), 상기 접속함(400)과 연동되어 상기 접속함(400)외부에 있는 인버터, 상기 인버터(200)에 취함된 전력을 개통으로 출력되도록 연결된 구성에 있어서,
상기 접속함(400)은 복수의 태양전지 모듐(10)과 연결되는 복수의 회로(2)와 상기 복수의 회로에 각각 연결된 복수의 휴즈박스(30) 및 차단기, 복수의 다이오드(4), 상기 복수의 다이오드로 출력되는 전력을 하나로 취합하는 출력단자(5)로 구성된다.
상기 접속함의 구성에 있어서
복수의 휴즈박스(30)는 박스몸체(31)가 있고, 상기 박스몸체(31) 내부에 휴즈실(32)과
상기 휴즈실(32)의 폭방향으로 외부와 관통된 통풍구(33)와 상기 휴즈실(32) 내부에 휴즈(34)의 ±단자면(35)이 접점되는 ±단자(36)를 설치한 다음
상기 복수의 회로(2)에 각각 복수의 박스몸체(31)를 결선하되 상기 복수의 박스몸체(31)에 형성한 통풍구(33)가 서로 연통되도록 박스몸체(31)의 측면을
서로 맞닿도록 한 후 상기 통풍구(33) 내측에 에어배관(37)의 토출구(37a)를 연결하고
상기 에어배관 타측(37b)은 에어발생장치(38)와 연결시켜 상기 에어발생장치(38)에서 에어를 발생시켜 상기 복수의 휴즈실에 에어가 공급되도록 하여 상기
휴즈실(32)의 고온를 냉각시키는 구성이다.
상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
구성에서 살펴본 바와 같이, 박스몸체(31)의 측면을 서로 맞닥뜨리면 박스몸체(31)에 가로로 관통시킨 통풍구(33)가 연이여 연결된다.
그 연이어 연결된 통풍구(33)에 에어발생장치(38)로부터 발생시킨 에어를 에어배관(37)을 경우 시켜 분사시키면 휴즈(34)에서 발생한 고온이 에어와 함께
통풍구(33)를 지나 외부로 배출된다.
이처럼 에어를 통해 휴즈를 식혀주므로서 휴즈의 수명이 연장되고 화재로부터 더욱 안전한 것이다.
본원에서 사용되는 에어발생장치는 가격에 저렴한 공기발생기를 이용한다. 이 공기발생기는 공고번호 특1991-0000409호의 기포 발생기에 상세하게 수록되어 있다.
그리고 본 발명에 따른 정션 수단는 태양광 전지 모듈의 전류, 전압, 온도 중 적어도 하나 이상을 검출하는 센서부; 상기 센서부에서 검출한 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 추종하는 MPPT 제어부; 상기 추종된 최대 전력점에 대응하는 전압을 출력하도록 제어하고, 상기 검출된 전류, 전압 및 온도 값을 미리 설정된 고유정보와 함께 임의의 데이터로 변환하여 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 변환된 데이터를 전력선 통신으로 미리 설정된 외부 장치로 전송하는 전력선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예
상기 태양광 전지 모듈(10)은 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있으며, 직렬 및 병렬로 조합되어 직류 전기를 생산하는 다수의 태양광 전지 모듈(10)은 태양광 발전 시스템의 어레이를 구성한다.
상기 정션 수단(100)는 임의의 형상을 갖는 하우징을 포함하여 구성되고, 접속함 및 인버터(10)의 내부에 고정수단에 고정되고, 난연성 케이블을 이용한 전력선(160)을 통해 이웃하는 복수의 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)와 접속된다. 상기 전션 수단은(100) 종레의 정션 박스기능을 수행한다.
또한, 상기 정션 수단(100)는 전력선(160)을 통해 이웃한 태양광 전지 모듈(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)에 설치된 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)들과 연결되어 각 태양광 전지 모듈(10)에서 검출한 전류, 전압, 온도 정보와, MPPT 제어 정보와, 상기 정션 수단(10)에 미리 설정된 고유 어드레스 정보를 포함한 데이터를 생 성한다.
또한, 상기 정션 수단(100)는 전압, 온도 정보와, MPPT 제어 정보와, 고유 어드레스 정보를 포함한 데이터를 전력선(160)을 통해 연결된 이웃한 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)로 전송하거나, 또는 전력선(160)을 통해 연결된 접속함(400)이나 인버터(200)로 전송하며, 태양광 전지 모듈(10)에서 생산된 전력은 인버터(200)에서 AC 전원으로 변환되어 A/C계통(300)을 통해 송전된다.
상기 인버터(200) 또는 접속함(400)으로 전송된 데이터의 인식을 통해 각 태양광 전지 모듈(10)의 식별과, 각각의 태양광 전지 모듈(10)이 생산한 전압, 전류 값과 발전 상태 등을 확인할 수 있게 된다.
또한, 상기 정션 수단(100)는 기능적으로 마스터 정션 수단(100a)로 기능하거나 서브 정션 수단(100b, 100b,100c, 100d, 100e) 중 어느 하나로 기능한다.
상기 마스터 정션 수단(100a)는 전력선(160)을 통해 연결된 이웃한 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d,100e)가 전송하는 데이터와, 상기 마스터 정션 수단(100a)에서 생성된 데이터를 상기 전력선(160)을 통해 연결된 접속함(400) 또는 인버터(200) 중 어느 하나로 전송한다.
상기 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)는 마스터 정션 수단(100a)와 전력선(160)을 통해 연결되거나 이웃한 서브 정션 수단들과 전력선(160)을 통해 연결되고, 각각의 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)가 생성한 데이터와, 이웃한 서브 정션 수단에서 전력선(160)을 통해 전송되는 데이터를 수신하여 상기 마스터 정션 수단(100a)로 시프트 이동시켜 전송되도록 한다.
상기 센서부(110)는 태양광 전지 모듈(10)의 전류, 전압, 온도 중 적어도 하나 이상을 검출하는 구성으로서, 전압 센서(11), 전류 센서(12)와 온도 센서를 구비하여 구성된다.
상기 전압, 전류 센서(11, 12)는 정션 수단(100)에 설치되어 태양광 전지 모듈(10)의 전압과 전류 값을 검출한다.
상기 온도 센서는 태양광 전지 모듈(10)과의 연결부에 설치되어 상기 태양광 전지 모듈(10)의 온도를 검출한다.
상기 MPPT 제어부(120)는 센서부(110)에서 검출한 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 추종하는 구성으로서, 공지의 MPPT(Maximum Power Point Tracking;최대 전력점 추적) 방법에 따른다.
상기 MPPT 제어부(120)는 태양광 전지 모듈(10)에 각각 설치된 정션 수단(100)에 MPPT 기능이 내장되어 종래와는 달리 각 태양광 전지 모듈(10)에 대한 개별적인 유지보수 및 개별 모니터링이 가능하고, 모듈 단위로 제어를 수행함으로써, 개별적인 제어를 통해 개별적인 유지 보수를 용이하게 함과 동시에 전력 생산의 효율을 증대시킬 수 있다.
상기 제어부(130)는 태양광 전지 모듈(10)의 동작을 제어하고, 상기 MPPT 제어부(120)에서 추종된 최대 전력점에 대응되는 전압을 정션 수단(100)의 출력단(+ 단자와 - 단자 사이)에서 출력하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 센서부(110)에서 검출된 전류, 전압 및 온도 값을 미리 설정된 고유의 어드레스 정보와 함께 일정 포맷의 데이터로 변환하여 생성하고, 상기 생성된 데이터를 전력선(160)을 통해 연결된 마스터 정션 수단(100a), 서브 정션 수단(100b, 100c, 100d, 100e), 접속함(400) 또는 인버터(200) 중 적어도 하나의 장치로 출력되도록 한다.
즉 상기 제어부(130)는 전류, 전압, 온도 정보와, MPPT 제어 정보와, 고유 어드레스 정보를 포함한 데이터를 생성하면, 전력선(160)을 통해 연결된 이웃한 마스터 정션 수단(100a), 서브 정션 수단(100b, 100c, 100d, 100e)로 전송하거나, 또는 전력선(160)을 통해 연결된 접속함(400)이나 인버터(200)로 전송되도록 하여 정션 수단(100)가 정상적으로 동작하는지 여부를 네트워크를 통해 연결된 외부 모니터링 장치에서 태양광 전지 모듈(10)의 식별과, 각각의 태양광 전지 모듈(10)이 생산한 전압, 전류 값과 발전 상태 등을 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 정션 수단(100)의 설정에 따라 기능적으로 마스터 정션 수단(100a)로 동작하도록 제어하거나, 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e) 중 어느 하나로 동작하도록 제어한다.
즉 마스터 정션 수단(100a)로 동작할 경우 상기 제어부(130)는 이웃한 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)에서 전송되는 데이터들을 수신하여 접속함(400) 또는 인버터(200)로 전송되도록 제어한다.
또한, 서브 정션 수단(100b, 100b, 100c, 100d, 100e)로 동작할 경우 이웃한 정션 수단에서 전송되는 데이터들과 직접 변환한 데이터를 마스터 정션 수단(100a) 또는 다른 서브 정션 수단로 시프트하여 전송되도록 제어한다.
상기 전력선 통신부(140)는 정션 수단(100)에 설치되어 제어부(130)에서 변환된 데이터를 2선식 DC 전력선 통신으로 미리 설정된 외부 장치 즉 마스터 정션 수단(100a), 서브 정션 수단(100b, 100c, 100d, 100e), 접속함(400) 또는 인버터(200) 중 적어도 하나의 장치로 전송되도록 한다.
그리고 통신부는 IOT기술을 이용하여 전송한다.
상기 IOT는 기존 무선통신방법으로는 통신비가 비싸서, IOT 통신기술을 이용하여 저렴하게 이용하고자 하는 것이다.
상기 태양광 전지 모듈(10)에서 생산된 전력은 인버터(200)에서 AC 전원으로 변환되어 A/C계통(300)을 통해 송전된다.
2 : 회로 4 : 다이오드
5 : 출력단자 10 : 모듐
30 : 휴즈박스 31 : 박스몸체
32 : 휴즈실 33 : 통풍구
34 : 휴즈 35 : ±단자면
36 : ±단자 37 : 에어배관
37a: 토출구 37b: 타측
38 : 에어발생장치 200 : 인버터
400: 접속함

Claims (3)

  1. 복수의 태양전지 모듐(10) 상기 복수의 태양전지 모듈(10)에 각각 연결된 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e), 상기 정션 수단(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)이 수용된 접속함(400), 상기 접속함(400)과 연동되어 상기 접속함(400)외부에 있는 인버터, 상기 인버터(200)에 취함된 전력을 개통으로 출력되도록 연결된 구성에 있어서,

    상기 정션 수단(100)는 센서부(110)에서 검출한 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 추종하는 MPPT 제어부(120);
    상기 추종된 최대 전력점에 대응하는 전압을 출력하도록 제어하고, 상기 검출된값을 미리 설정된 고유정보와 함께 임의의 데이터로 변환하여 출력하는 제어부(130); 상기 제어부(130)에서 변환된 데이터를 전력선 통신에 의해 전송하는 전력선 통신부(140)를 포함하고,

    상기 접속함(400)에 설치되는 복수의 휴즈박스(30)는 박스몸체(31)가 있고, 상기 박스몸체(31) 내부에 휴즈실(32)과, 상기 휴즈실(32)의 폭방향으로 외부와 관통된 통풍구(33)와 상기 휴즈실(32) 내부에 휴즈(34)의 ±단자면(35)이 접점되는 ±단자(36)를 설치한 다음 상기 복수의 회로(2)에 각각 복수의 박스몸체(31)를 결선하되 상기 복수의 박스몸체(31)에 형성한 통풍구(33)가 서로 연통되도록 박스몸체(31)의 측면을 서로 맞닿도록 한 후 상기 통풍구(33) 내측에 에어배관(37)의 토출구(37a)를 연결하고 상기 에어배관 타측(37b)은 에어발생장치(38)와 연결시켜 상기 에어발생장치(38)에서 에어를 발생시켜 상기 복수의 휴즈실에 에어가 공급되도록 하여 상기 휴즈실(32)의 고온를 냉각시키는 구성을 포함한 것을 특징으로 하는 고속 전력선 통신과 사물인터넷 기술을 이용한 태양광 발전 개별 모니터링 하는 태양광 접속함.
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