KR102454755B1 - Diagnostic system of the PV module with Power Control Functions - Google Patents

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KR102454755B1
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박승철
김석
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Abstract

The present invention relates to a solar module diagnosis system, and more particularly, to a solar module diagnosis system implemented with an individual power control function for detecting the state of individual solar modules through a wireless diagnostic system in a junction box. In the solar module diagnosis system of the present invention, a junction box is installed on the back surface of a solar module in which a plurality of solar cells are connected in series, wherein DC power generated from each solar module is transmitted to an inverter through the junction box to covert the DC power to AC power and a monitoring device checks whether each solar module normally produces power.

Description

개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템{Diagnostic system of the PV module with Power Control Functions}Solar module diagnostic system with individual power control functions {Diagnostic system of the PV module with Power Control Functions}

본 발명은 태양광 모듈 진단시스템에 관한 것으로서, 특히 중대형 태양광발전소에 설치되는 태양광모듈 후면에 구비된 정션박스내에 무선통신 및 전력제어기능의 유선통신(RS-485) 시스템을 구비하여, 개별 단위의 태양광 모듈에서 발생되는 전압, 전류, 온도를 측정하여, 실시간으로 태양광모듈의 고장 감지, 발전량을 감지, 개별 전력제어가 가능한 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a solar module diagnosis system, and in particular, by providing a wired communication (RS-485) system of wireless communication and power control function in a junction box provided on the rear side of a solar module installed in a mid- to large-sized solar power plant, It relates to a photovoltaic module diagnostic system that measures the voltage, current, and temperature generated by a unit photovoltaic module, and implements an individual power control function that can detect a photovoltaic module failure, detect the amount of generation in real time, and control individual power. .

무공해이면서 무한정의 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 태양광 발전시스템은 발전부와 제어부가 반도체 소자와 전자 부품으로 구성되어 있기 때문에 기계적인 진동과 소음이 없을 뿐만 아니라 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있어 이미 신재생에너지의 큰 축으로 자리잡고 있다. The solar power generation system, which is pollution-free and converts infinite solar energy directly into electrical energy, has no mechanical vibration and noise because the power generation unit and control unit are composed of semiconductor elements and electronic components, and the cost of operation and maintenance is reduced. Since it can be minimized, it is already positioned as a major axis of new and renewable energy.

따라서, 태양광 발전 시스템의 에너지 효율 향상 및 원가 절감을 위해 국내의 민간/공공 단체에서는 각 모듈 단위의 발전 효율 관리에 집중하고 있지만 태양전지 모듈 단위로의 태양광 에너지 효율 관리에는 한계를 보이고 있는 실정에서 태양광 에너지 사용에 있어 효율적인 관리의 새로운 접근이 요구되었다.Therefore, in order to improve the energy efficiency of the photovoltaic power generation system and reduce the cost, domestic private/public organizations are concentrating on managing the power generation efficiency of each module unit, but there is a limit to managing the photovoltaic energy efficiency by the solar cell module unit. A new approach to efficient management of solar energy use was required.

더욱이, 태양광 발전시스템을 설치한지 일정 기간이 경과하면, 필수 구성요소인 태양광모듈(PhotoVoltaic Module; PV Module)에서 백화현상 및 전극 부식현상, 절연파괴현상 등이 나타나기 시작하여 발전성능 저하로 이어지고, 장기 신뢰성 및 장 수명 기술에 대한 커다란 문제점이 대두되고 있어, 이에 대한 감시 기술개발이 시급한 실정이다. Moreover, after a certain period of time has elapsed since the installation of the photovoltaic power generation system, whitening, electrode corrosion, and insulation breakdown start to appear in the photovoltaic module (PV Module), which is an essential component, leading to a decrease in power generation performance. , and long-term reliability and long-lived technology have emerged as great problems, and there is an urgent need to develop monitoring technology for them.

상기 태양광모듈(PV Module)의 수명은 설치방식 및 설치환경에 따라서도 내구성에 문제점을 나타내고 있지만, 그보다 더 중요한 사실은 태양광모듈 구성 재료 및 제조공정에 따라서 많은 문제점이 제기되고 있다. The lifespan of the photovoltaic module (PV Module) shows a problem in durability depending on the installation method and the installation environment, but more importantly, many problems are raised depending on the photovoltaic module constituent material and manufacturing process.

그동안 태양광모듈 성능평가 기준 확립 및 인증제도 도입에 의해 엄격한 심사기준으로 보급 사업에 설치되고 있지만, 현재까지 설치된 태양광모듈은 내구성 평가를 수행하지 못하고, 발전성능에만 의존되어 설치 및 보급되었다.In the meantime, the solar module performance evaluation standard has been established and the certification system has been installed in the supply business with strict screening standards.

특히, 종래의 태양광발전 시스템에서는 PV Module Array(PV Module을 여러개 직렬로 연결된 군)에서만 이상 유무를 검출하기 때문에 태양광모듈 고장시 직접적으로 어떤 태양광모듈이 고장이 발생되었는지 알 수가 없다. 이러한 경우 태양광발전 시스템 관리 측면에서 태양광모듈 고장을 사전에 처리하지 못했을 경우, 태양광발전 시스템이 정상적으로 동작하지 않아 발생하는 경제적 손실과 시스템에 무리를 줄 수 있는 문제점이 발생되었다. In particular, since the conventional photovoltaic system detects the presence or absence of abnormality only in the PV Module Array (a group in which several PV modules are connected in series), it is impossible to know which photovoltaic module has failed directly in the event of a photovoltaic module failure. In this case, in the case of photovoltaic system management, if the failure of the photovoltaic module was not treated in advance, the photovoltaic system did not operate normally, resulting in economic loss and problems that could strain the system.

이에 여러 연구기관에서 태양광모듈(PV Module)의 장기수명을 위한 재료 및 제조기술에 대한 연구개발이 활발히 진행되어지고 있지만, 운송중에 미세하게 파손되어지는 부분과, 설치 후 태양광 발전소 운영중에 여러가지 환경적 요인 등 많은 문제점이 나타나고 있다.Accordingly, various research institutes are actively researching and developing materials and manufacturing technologies for the long life of PV modules. There are many problems such as environmental factors.

따라서, 태양광발전 시스템이 정상적으로 동작하지 않아 발생하는 경제적 손실과, 오동작으로 인하여 발생하는 시스템의 과부하를 제거하는 유지 보수 관리에 대한 기술확보가 절실하게 요구되었다. Therefore, it was urgently required to secure a technology for maintenance management to remove the economic loss caused by the photovoltaic system not operating normally and the overload of the system caused by the malfunction.

도 1은 솔라셀(Solar Cell) 72개로 String된 170Wp급 태양광모듈(PV Module)을 개략적으로 나타낸 모식도로서, 태양광모듈에 정상적으로 햇빛이 전달되고, 쏠라셀이 정상적으로 작동하는 경우에는 규정된 전력을 생산한다. 1 is a schematic diagram schematically showing a 170Wp class PV Module stringed with 72 solar cells. When sunlight is normally transmitted to the solar module, and the solar cell operates normally, the prescribed power produces

그러나, 솔라셀(Solar Cell)의 크랙(Crack) 또는 주변시설, 자연 낙하물(조류 배설물, 먼지, 눈, 낙엽) 등에 의해 음영이 SCc24 솔라셀에 발생할 경우 비록 솔라셀 1장에 발생한 문제이지만, SCc1의 내부 저항이 증가함에 따라 D3를 통하여 전류가 흐르게 되므로 결국 SCc1~SCc24 솔라셀 전체의 전력 생산을 할 수 없게 되며, 이로 인하여 태양광모듈의 전력생산량이 3분에 2로(약 56Wp) 떨어진다. 또한 SCc24 솔라셀의 내부 저항에 의한 열화 현상을 야기 시킴으로서, 태양광모듈의 구성재료인 EVA Sheet의 황변현상을 야기시키고, Hot spot 현상으로 인하여 태양광모듈 파손을 야기시켜 전력 생산을 할 수 없게 된다. However, if shading occurs in SCc24 solar cells due to cracks in the solar cell or surrounding facilities, natural falling objects (bird droppings, dust, snow, leaves), etc. As the internal resistance of D3 increases, current flows through D3, so it becomes impossible to produce power for the entire SCc1 to SCc24 solar cell. In addition, by causing deterioration by the internal resistance of SCc24 solar cell, it causes yellowing of EVA sheet, a component material of solar module, and damage to solar module due to hot spot phenomenon, making it impossible to generate electricity. .

이러한 문제점을 해결하기 위해 특허등록 제1000734호(이하, '선행발명1'이라 함)에서는 션트 센서(shunt sensor)와 USN(Ubiquitous Sensor Network) Moulde을 이용하여 태양광모듈의 이상유무를 검출하는 방식으로 구현됨으로써, 저항기의 일종인 션트 센서 양단에서 발생하는 전압강하로 인해 출력이 감소하는 문제점이 발생하였으며, 모든 바이패스 다이오드 후단에 각각 션트 센서를 설치해야하는 경제적인 문제점이 노출되었다. In order to solve this problem, Patent Registration No. 1000734 (hereinafter referred to as 'Prior Invention 1') uses a shunt sensor and a USN (Ubiquitous Sensor Network) mold to detect the presence or absence of an abnormality in a solar module. As a result, there was a problem in that the output decreased due to the voltage drop occurring across the shunt sensor, which is a type of resistor, and the economical problem of installing a shunt sensor after each bypass diode was exposed.

또한, 특허등록 제1245827호(이하, '선행발명2'이라 함)(마이크로 인버터 컨버터를 이용한 태양광모듈의 음영 및 고장을 감지하는 장치)는 비접촉 자기장 방식의 Hole CT Sensor(Hole Current Transmitter Sensor)에 의해 전류값을 측정하는 것과 무선통신을 위한 무선송수신(Tx/Rx) 통신모듈 또는 유선통신을 위한 유선송수신 통신모듈 중 어느 하나 이상의 통신모듈에 의해 셀모듈의 이상동작을 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 MiC(Micro inverter Converter)를 이용한 태양광모듈의 음영 및 고장을 감지하는 장치를 제안하였다. In addition, Patent Registration No. 1245827 (hereinafter referred to as 'Prior Invention 2') (a device that detects shading and failure of a solar module using a micro inverter converter) is a non-contact magnetic field type Hole CT Sensor (Hole Current Transmitter Sensor). It is characterized in that the abnormal operation of the cell module is transmitted to the outside by measuring the current value by means of at least one communication module among a wireless transmission/reception (Tx/Rx) communication module for wireless communication or a wired transmission/reception communication module for wired communication. A device for detecting shading and failure of a solar module using a MiC (Micro inverter Converter) is proposed.

상기 MiC 내부 회로기판에는 저항(R), 커패시턴스(C), 프로세서(MCU), 무선송수신(Tx/Rx) 통신모듈 또는 유선통신을 위한 유선 송수신 통신모듈을 포함하는 다수의 전기적 소자가 Soc(System on chip)로 구현되며, 전력변환 효율이 높은 MiC에서 직류를 교류로 변환함과 동시에 전류값과 전압값을 계측하여 태양전지 셀의 고장유무를 검출하며, 그 검출결과를 외부로 전송하여 실시간으로 모니터링할 수 있다. The MiC internal circuit board includes a plurality of electrical elements including a resistance (R), capacitance (C), processor (MCU), wireless transmission/reception (Tx/Rx) communication module or a wired transmission/reception communication module for wired communication. on-chip), converts direct current to alternating current in MiC with high power conversion efficiency, and at the same time measures current and voltage values to detect the presence or absence of a solar cell failure, and transmits the detection result to the outside in real time can be monitored.

그러나, 위 선행발명2는 태양광모듈 1~2개 연결한 미니 태양광모듈 (아파트베란다 등)에 사용되는 Micro 인버터(직류를 교류로 변환)의 대체품으로 사용가능하나, 국내 중 대용량의 태양광 발전소에 사용하기에는 구조적인 시스템 문제 및 용량제한의 한계로 적용이 불가능한 문제점이 노출된다.However, the above prior invention 2 can be used as a substitute for a micro inverter (converting direct current to alternating current) used in mini photovoltaic modules (apartment veranda, etc.) connected with one or two photovoltaic modules. For use in power plants, problems that cannot be applied due to structural system problems and capacity limitations are exposed.

또한, 선행발명을 포함하는 종래의 태양광발전 시스템에서는 유선모니터링시스템 화면상에 PV Module Array(PV Module을 여러개 직렬로 연결된 군)의 이상 유무를 검출하기 때문에 개별 태양광 모듈 고장시 직접적으로 어떤 태양광모듈의 고장이 발생되었는지 알 수가 없다. 이러한 경우 태양광 발전 시스템 관리 측면에서 태양광 모듈 고장을 사전에 처리하지 못했을 경우, 태양광 발전 시스템이 정상적으로 작동하지 않아 경제적 손실이 발생하는 문제점이 노출된다In addition, in the conventional photovoltaic power generation system including the prior invention, since it detects the presence or absence of abnormality in the PV Module Array (a group of multiple PV modules connected in series) on the screen of the wired monitoring system, when an individual photovoltaic module fails, It is not known whether the optical module has failed. In this case, in the case of photovoltaic system management, if the failure of the photovoltaic module is not handled in advance, the photovoltaic system does not operate normally, resulting in economic loss.

한편, 공개특허 제 2009-0002295호(태양광 발전 설비의 통합 운용과 사후관리 시스템 및 방법)(이하, '선행발명3'라 함)는 태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기 에너지로 변환하며, 변환된 전기 에너지의 전력, 전압, 및 전류를 발생시키는 태양전지와 태양전지로의 역전류를 방지하는 정션박스와, 수신된 전력, 전류 및 전압의 값을 수신하는 접속반과 접속반으로부터 수집된 직류전력을 교류전력으로 변환하는 전력변환장치(인버터)와 각각 연결되어 데이터 수집하고 이상유무를 상위의 서버인 중앙 통제 관리센터에 보고하는 발전제어 관리콘솔로 구성된 기술이 개시되어 있다. 이때, 태양광 발전에 있어서 종래의 기술은 전력 변환 장치(인버터)의 프로토콜 사양을 상위의 서버에 전송하며 다양한 형태의 통신방식을 지원하는 원격 터미널 유닛(RTU, Remote Terminal Unit)을 이용한 중앙감시시스템의 구축 방법이 사용되고 있다.On the other hand, Patent Publication No. 2009-0002295 (Integrated operation and follow-up management system and method of solar power generation facilities) (hereinafter referred to as 'Prior Invention 3') converts light energy incident from the sun into electrical energy, and converts A solar cell that generates power, voltage, and current of the electric energy, a junction box that prevents reverse current to the solar cell, and a junction box that receives the received values of power, current and voltage, and DC power collected from the junction panel A technology consisting of a power generation control management console that is connected to a power conversion device (inverter) that converts AC power into AC power, collects data, and reports abnormalities to the central control management center, which is a higher level server, is disclosed. At this time, in the conventional technology in photovoltaic power generation, a central monitoring system using a remote terminal unit (RTU) that transmits the protocol specifications of the power conversion device (inverter) to the upper server and supports various types of communication methods construction method is used.

그러나, 선행발명3의 원격 터미널 유닛을 이용한 중앙감시 시스템 구축 방법은 각 단말시스템에 의한 데이터를 수집하고 중앙 통제 시스템으로 전송하는 기능과 현지 단말(유,무선) 시스템에 의한 제어, 자체 감시 및 경고 기능을 구현하고 있으나, 확인된 장애, 고장에 대한 실시간 확인과 판단의 절차 진행이 존재하지 않으며, 오로지 전력변환장치(인버터)의 에러 신호에 의존해야만 하는 문제점이 있다.However, in the method of constructing a central monitoring system using a remote terminal unit of Prior Invention 3, the function of collecting data by each terminal system and transmitting it to the central control system, control by the local terminal (wired, wireless) system, self-monitoring and warning Although the function is implemented, there is a problem in that there is no real-time confirmation and judgment of the identified faults and failures, and only the error signal of the power conversion device (inverter) has to be relied on.

또한, 특허등록 제10-1420644호(이하, '선행발명4'라 함)에서는 감시자치와 접속반, 인버터, 서버 및 관리 단말, 감시장치의 RF 무선통신모듈, 접속반의 통신모듈이 구비되는 태양광 발전 시설 모니터링 시스템에 적용되는 무무선 통합접속반이 공지되어 이다. In addition, in Patent Registration No. 10-1420644 (hereinafter referred to as 'Prior Invention 4'), a monitoring system and a connection panel, an inverter, a server and a management terminal, an RF wireless communication module of the monitoring device, and a communication module of the connection panel are provided A wireless integrated junction panel applied to a photovoltaic facility monitoring system is known.

그러나, 위 선행발명4 역시 서버에서 태양광발전시스템의 계측정보들을 모니터링하기 위해서, 태양광 발전 시스템 구축시 개설된 유선라인을 통해 서버로 전송하는 방식이므로 태양광모듈 각각에 대한 감시와 유지보수가 불가능한 문제점이 있다.However, in the above prior invention 4, in order to monitor the measurement information of the photovoltaic power generation system in the server, it is transmitted to the server through the wired line established when the photovoltaic power generation system is constructed, so monitoring and maintenance of each photovoltaic module is required. There is an impossible problem.

또한, 특허등록 제10-1479020호(이하, '선행발명5'라 함)에는 태양 전지 스트링에 각각 연결될 수 있는 스트링 접속 단자를 구비하는 태양 전지 접속부(190); 전력 라인에 각각 연결될 수 있는 라인 접속 단자를 구비하는 라인 접속부(E+, E-); 상기 태양 전지 접속부(190)에 연결된 태양 전지 스트링의 발전 전위에 따라, 상기 연결된 태양 전지 스트링의 전부 또는 일부의 경로를 바이패스시키는 바이패스 소자(112, 114, 116); 및 상기 각 스트링 단자에 접속된 각 태양 전지 스트링의 운전 상태를 모니터링하여 외부의 제어 시스템으로 전송하는 기능 모듈(120)을 포함하는 기술이 공지되어 있습니다. In addition, Patent Registration No. 10-1479020 (hereinafter referred to as 'Prior Invention 5') discloses a solar cell connection unit 190 having a string connection terminal that can be respectively connected to a solar cell string; line connection portions (E+, E-) having line connection terminals that can be respectively connected to power lines; a bypass element (112, 114, 116) for bypassing all or part of the path of the solar cell string connected to the solar cell string according to the generation potential of the solar cell string connected to the solar cell connection part (190); and a functional module 120 that monitors the operating state of each solar cell string connected to each string terminal and transmits it to an external control system is known.

그러나, 선행발명5와 같이, 하나의 태양전지를 구성하는 다수의 스트링 단자의 이상유무에 따라 태양전지를 바이패스하는 것은 태양광 전력생산의 기본적인 사안이며, 단순히 바이패스 방식에 의해 불량한 태양광모듈(태양전지) 자체를 단락시키지지는 못하므로, 태양광 발전의 전체적인 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, as in Prior Invention 5, bypassing a solar cell according to the presence or absence of abnormality in a plurality of string terminals constituting one solar cell is a basic issue of solar power generation, and a solar module that is defective by a simple bypass method. Since the (solar cell) itself cannot be short-circuited, there is a problem in that the overall efficiency of solar power generation is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 기존 태양광 발전시스템내의 태양광 모듈 후면에 구비된 정션박스에 무선통신 발신모듈과 전력제어 모듈을 구비하고, 각 태양광 모듈의 전압, 전류, 발전량 및 온도를 측정하여 실시간으로 상황을 감시 및 제어할 수 있는 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and a wireless communication transmission module and a power control module are provided in a junction box provided on the rear surface of a solar module in an existing solar power generation system, and the voltage and current of each solar module are provided. The purpose of this is to provide a solar module diagnostic system that implements individual power control functions that can monitor and control the situation in real time by measuring the amount of power generation and temperature.

또한, 본 발명은 관리자가 상기 무선통신 발신모듈에 구비된 무선통신(Zigbee) 및 유선통신(Ethernet)과 전력제어 모듈의 RS-485 유선통신에 의해 언제 어디서든 개인용 컴퓨터 및 모바일을 통해 태양광 발전의 상황 감시가 가능한 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention allows the administrator to generate solar power through personal computer and mobile anytime, anywhere by wireless communication (Zigbee) and wired communication (Ethernet) provided in the wireless communication sending module and RS-485 wired communication of the power control module. Another object is to provide a photovoltaic module diagnostic system that implements an individual power control function capable of monitoring the situation.

또한, 본 발명은 각 정션박스의 무선통신 발신모듈에서 계측된 태양광모듈의 전력, 전류, 전압 및 온도값을 포함하는 진단정보에 식별코드(ID)를 부여하고, 무선 송출한 정보를 접속반내의 무선통신 수신모듈로 전송하고, 유선통신(Ethernet 또는 RS485)을 통해 태양광 발전모듈의 발전상황을 실시간으로 모니터링하여 통합관리 기능 및 해당 기능을 통해 이상 발생된 개별 모듈의 전력제어시스템을 운영하여 즉각적인 조치를 수행하고, 이를 통해 이상 모듈로 인한 태양광 발전소의 전력량 감소를 사전에 차단하여 이상 발생 모듈이 있을 경우일지라도 정상적으로 발전시스템이 운영될 수 있는 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템을 제공함에 또 다른 다른 목적이 있다.In addition, the present invention assigns an identification code (ID) to diagnostic information including the power, current, voltage and temperature values of the solar module measured by the wireless communication transmission module of each junction box, and wirelessly transmits the information to the connection panel It is transmitted to the wireless communication receiving module within, and the power generation status of the photovoltaic module is monitored in real time through wired communication (Ethernet or RS485), and the power control system of the individual module that is abnormal is operated through the integrated management function and the corresponding function. A solar module diagnosis system that implements an individual power control function that can operate the power generation system normally even if there is an abnormal module by taking immediate action and blocking the reduction in the amount of electricity in the solar power plant due to the abnormal module in advance There is another purpose to provide.

본 발명에 의한 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템은 다수의 솔라셀이 직렬로 연결된 태양광모듈의 후면에는 정션박스가 설치되고, 각 태양광모듈에서 생산된 DC 전력은 접속함을 통해 인버터로 전달되어 AC 전력으로 변환되고, 모니터링 장치에서는 각 태양광모듈의 정상적인 전력생산 여부를 확인하는 태양광 모듈 진단시스템에 있어서, 정션박스의 내측에는 각 태양광모듈의 전력생산에 대한 검출결과를 접속함으로 무선 송출하는 무선통신 발신모듈이 구비되고, 상기 접속함의 내측에는 무선통신 발신모듈에서 송출되는 무선신호를 수신하는 무선통신 수신모듈이 구비되며, 상기 접속함의 무선통신 수신모듈은 유선의 이더넷(Ethernet)에 의해 모니터링 장치로 직접 연결되고, 상기 정션박스의 내측에는 + 전원을 위한 입력·출력 커넥터과; - 전원을 위한 입력·출력 커넥터가 각각 구비된 전력 제어 모듈이 설치되어 태양광모듈과 직렬 및 병렬 연결를 동시에 구현하며, 전력 생산에 대한 결과 데이터를 모니터링 장치로 직접 전달하는 전력제어 모듈이 설치되고, 상기 전력제어 모듈에서는 모니터링 장치에서 태양광 모듈의 개별적 ID의 상태에 따른 제어 명령을 수행하고, 비정상적으로 동작하는 태양광모듈에서 접속함으로 전달되는 전력을 차단하며, 상기 모니터링장치에서는 무선통신 수신모듈에서 전송된 데이터신호와, 전력제어 모듈에서 전달된 전력 생산에 관한 결과 데이터를 분석하여, 각 태양광모듈 개별의 전압, 전류, 온도를 일정시간 간격마다 개별적으로 디스플레이하거나 또는 전체 리스트업 화면으로 디스플레이하고, 상기 무선통신 발신모듈은 복수의 태양광모듈을 통합관리하는 라우터의 역할을 수행할 수 있도록 태양광모듈의 고유번호를 표시하는 ID 인디케이터(Indicator)와, 무선통신을 위한 채널설정용 딥스위치(Dip Switch)와, 제어동작을 수행하는 CPU와, 전자 릴레이 스위치 역활을 수행하는 SSR과, 무선통신을 위한 통신 칩과, 근거리 무선통신을 위한 Zig BEE 칩과, 각 태양광모듈의 전력생산을 검출하는 센서모듈을 포함하며, 상기 센서모듈은 각 태양광모듈(10)에서 전달된 전력의 전압을 검출하는 전압센서와, 각 태양광모듈의 온도를 측정하는 온도센서와, 비정상적인 접압을 제어하는 전압제어코어를 포함하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.In the solar module diagnostic system in which the individual power control function is implemented according to the present invention, a junction box is installed on the rear side of the solar module to which a plurality of solar cells are connected in series, and the DC power produced by each solar module is connected to the junction box. In the photovoltaic module diagnostic system that is transmitted to the inverter through the inverter and converted into AC power, and the monitoring device checks whether each photovoltaic module normally produces power, the detection result of the power production of each photovoltaic module is located inside the junction box is provided with a wireless communication transmission module for wirelessly transmitting the directly connected to the monitoring device by (Ethernet), and an input/output connector for + power inside the junction box; - A power control module equipped with input and output connectors for power is installed to realize serial and parallel connection with a solar module at the same time, and a power control module is installed that directly transmits the result data on power production to the monitoring device, In the power control module, the monitoring device performs a control command according to the state of the individual ID of the solar module, and blocks the power transmitted from the abnormally operating solar module to the junction box, and in the monitoring device, in the wireless communication receiving module By analyzing the transmitted data signal and the result data related to power production transmitted from the power control module, the voltage, current, and temperature of each solar module are individually displayed at regular time intervals or displayed on the entire list-up screen. , The wireless communication sending module has an ID indicator (Indicator) that displays the unique number of the solar module so as to perform the role of a router that manages a plurality of solar modules, and a dip switch for setting a channel for wireless communication ( Dip Switch), CPU performing control operation, SSR performing the role of electronic relay switch, communication chip for wireless communication, Zig BEE chip for short-range wireless communication, and power generation of each solar module and a sensor module, wherein the sensor module includes a voltage sensor for detecting a voltage of power transmitted from each photovoltaic module 10, a temperature sensor for measuring the temperature of each photovoltaic module, and a voltage for controlling abnormal voltage It is characterized in that it includes a control core.

또한, 전력제어 모듈을 통해 각각의 태양광 모듈에 흐르는 전류량을 감지하여 정상 또는 비정상을 확인할 수 있으며, 비정상의 경우 해당 모듈을 바이패스 시킬 수 있도록 전류경로를 변경하고, 유선통신(RS-485)을 이용하여 상위 모니터링 장치로 비정상 태양광 모듈에 대한 정보와 Abnormal 상태를 전송할 수 있도록 구성된 것을 다른 기술적 특징으로 한다.In addition, normal or abnormal can be checked by detecting the amount of current flowing through each solar module through the power control module. In case of abnormality, the current path is changed to bypass the module and wired communication (RS-485) Another technical feature is that it is configured to transmit information about an abnormal solar module and an abnormal state to a higher-level monitoring device using

본 발명은 태양광 발전시스템내의 태양광 모듈 후면에 구비된 정션박스에 유,무선 통신을 이용한 무선통신 발신모듈과 전력제어 모듈을 구비하여, 각 태양광모듈의 전압, 전류, 발전량 및 온도를 측정하여 실시간으로 상황을 감시 및 제어할 수 있는 효과가 있다. The present invention is provided with a wireless communication transmission module and a power control module using wired and wireless communication in a junction box provided on the rear surface of a solar module in a solar power generation system, and measures the voltage, current, power generation amount and temperature of each solar module This has the effect of monitoring and controlling the situation in real time.

또한, 본발명은 관리자가 상기 무선통신 발신모듈에 구비된 무선통신(Zigbee) 및 유선통신(Ethernet 및 RS-485)을 통해 언제 어디서든 개인용 컴퓨터 및 모바일을 통해 태양광 발전의 상황 감시 및 제어가 가능한 다른 효과가 있다.In addition, the present invention allows the administrator to monitor and control the situation of solar power generation through a personal computer and mobile anytime, anywhere through wireless communication (Zigbee) and wired communication (Ethernet and RS-485) provided in the wireless communication sending module. There are other possible effects.

또한, 본 발명은 각 정션박스의 무선통신 발신모듈에서 계측된 태양광모듈의 전력, 전류, 전압 및 온도값을 포함하는 진단정보에 식별코드(ID)를 부여하고, 무선 송출한 정보를 접속반내의 무선통신 수신모듈(코디네이터)로 전송하고, 유선 이더넷(Ethernet) 통신을 통해 태양광 발전모듈의 발전상황을 실시간으로 모니터링하여 통합관리할 수 있는 또 다른 효과가 있다. In addition, the present invention assigns an identification code (ID) to diagnostic information including the power, current, voltage and temperature values of the solar module measured by the wireless communication transmission module of each junction box, and wirelessly transmits the information to the connection panel There is another effect that it can be transmitted to the wireless communication receiving module (coordinator) in the inside and integrated management by monitoring the power generation status of the photovoltaic module in real time through wired Ethernet communication.

도 1은 종래 태양광모듈이 정상적으로 전류가 소통되는 과정을 개략적으로 나타내는 전원결선도,
도 2는 본 발명에 의한 개별 전력제어기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템의 모식도,
도 3은 본 발명의 태양광모듈과 정션박스의 전원결선도,
도 4는 본 발명의 정션박스를 개략적으로 나타내는 모식도,
도 5는 본 발명의 무선통신 발신모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도,
도 6은 본 발명의 전력제어 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도,
도 7은 도 7의 각각의 전력제어 모듈에서 비정상적으로 동작하는 태양광모듈의 전력공급을 차단하는 병렬 연결방식을 개략적으로 나타낸 모식도,
도 8은 본 발명의 무선통신 수신모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도.
1 is a power connection diagram schematically showing a process in which current is normally communicated in a conventional solar module;
2 is a schematic diagram of a solar module diagnostic system in which an individual power control function according to the present invention is implemented;
3 is a power connection diagram of a solar module and a junction box of the present invention;
4 is a schematic diagram schematically showing a junction box of the present invention;
5 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a wireless communication transmission module of the present invention;
6 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a power control module of the present invention;
7 is a schematic diagram schematically showing a parallel connection method for cutting off the power supply of the photovoltaic module operating abnormally in each power control module of FIG. 7;
8 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a wireless communication receiving module of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 솔라셀이 직렬로 연결된 태양광모듈(10)의 후면에는 무선통신 발신모듈(100)과 전력제어 모듈(200)이 내장된 정션박스(20)가 설치되고, 상기 태양광모듈(10)에서 생산된 DC 전력을 접속함(30)을 통해 인버터(40)에 전달되고, 상기 인버터(40)에서 AC 전력으로 변환되어 전력원으로 공급된다. As shown in FIG. 2, the solar module diagnostic system in which the individual power control function according to the present invention is implemented is a wireless communication transmission module 100 and A junction box 20 having a built-in power control module 200 is installed, and the DC power produced by the solar module 10 is transferred to the inverter 40 through the junction box 30, and the inverter 40 ) is converted to AC power and supplied as a power source.

이때, 모니터링 장치(50)에서는 정션박스(20)에 구비된 전력제어 모듈(200)과, 접속함(30)에 구비된 무선통신 수신모듈(300)을 통해 전달된 전류 신호에 따라 각 태양광모듈(10)의 정상적인 전력생산 여부를 확인하도록 제안된 것이다.At this time, in the monitoring device 50 , each solar light according to the current signal transmitted through the power control module 200 provided in the junction box 20 and the wireless communication receiving module 300 provided in the junction box 30 . It is proposed to check whether the module 10 normally produces power.

특히, 본 발명은 상기 정션박스(20)의 내측에는 구비된 전력제어 모듈(200)의 전류 신호를 RS458 방식의 유선통신에 의해 모니터링 장치(50)로 전달함과 동시에, 상기 접속함(30)의 무선통신 수신모듈(200)의 전류신호를 유선의 이더넷(Ethernet)에 의해 모니터링 장치(50)로 전달하여, 상기 모니터링 장치(50)에서 두가지 전류신호를 크로스 체크(cross check)하여 각 태양광모듈(10)이 정상적으로 작동하는 정확하게 진단할 수 있도록 구성됨에 본 발명의 기술적 특이성이 있다. In particular, in the present invention, the current signal of the power control module 200 provided inside the junction box 20 is transmitted to the monitoring device 50 by RS458 method wired communication, and at the same time, the junction box 30 The current signal of the wireless communication receiving module 200 of There is a technical specificity of the present invention in that the module 10 is configured to accurately diagnose a normal operation.

이하에서, 본 발명을 도면에 의해 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로 태양광모듈(10)을 구성하는 솔라셀은 복수의 그룹으로 나누어져 정션박스(20)에 구비된 복수의 바이패스 다이오드들에 의해 연결되며, 상기 바이패스 다이오드의 양 끝단은 +/- 단자를 형성하여 태양광모듈(10)에서 생산된 전력을 출력하게 된다. As shown in FIG. 3 , the solar cells constituting the solar module 10 according to an embodiment of the present invention are divided into a plurality of groups and connected by a plurality of bypass diodes provided in the junction box 20 . Both ends of the bypass diode form a +/- terminal to output the power produced by the solar module 10 .

상기 태양광모듈(10)은 다수의 솔라셀이 직렬로 연결된 태양전지 셀 라인(Solar cell line)과, 전류를 우회시키는 바이패스 다이오드로 구성되어 있는데, 태양광모듈이 정상적인 경우에는 바이패스 다이오드의 역방향에 전압이 인가되기 때문에 바이패스 다이오드에 전류가 흐르지 않으나, 셀에 음영 등이 발생한 경우에는 전기저항이 커진 태양전지 셀을 우회하여 바이패스 다이오드에 전류가 흐르게 된다. 본 발명의 일 실시예로, 상기 정션박스(20)에서는 태양광모듈(10)의 셀1 ~24, 셀 25~48, 셀 49 ~72의 3개 그룹으로 구분하고, 바이패스 다이오드D1, D2, D3에 의해 연결된다. The photovoltaic module 10 is composed of a solar cell line in which a plurality of solar cells are connected in series and a bypass diode that bypasses the current. Since the voltage is applied in the reverse direction, no current flows through the bypass diode. However, when a shading occurs in the cell, the current flows through the bypass diode by bypassing the solar cell with increased electrical resistance. In one embodiment of the present invention, in the junction box 20, cells 1 to 24, cells 25 to 48, and cells 49 to 72 of the solar module 10 are divided into three groups, and bypass diodes D1 and D2 , connected by D3.

상기 정션박스(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 함체(21) 및 커버(22)로 이루어져 있으며, 함체(21)의 내측에는 정션박스(20)의 내측에는 각 태양광모듈(10)의 전력생산에 대한 검출결과를 접속함(30)으로 무선 송출하는 무선통신 발신모듈(100)과, 상기 모니터링 장치(50)에서 태양광 모듈(10)의 개별적 ID의 상태에 따른 제어 명령을 수행하고 전력 생산에 대한 결과 데이터를 모니터링 장치(50)로 직접 전달하는 전력제어 모듈(200)이 설치된다. As shown in FIG. 4 , the junction box 20 includes a housing 21 and a cover 22 , and each photovoltaic module 10 is located on the inside of the housing 21 and the junction box 20 on the inside of the housing 21 . The wireless communication transmission module 100 for wirelessly transmitting the detection result for the power production of and a power control module 200 that directly transmits the result data for power production to the monitoring device 50 is installed.

상기 무선통신 발신모듈(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 태양광모듈(10)을 통합관리하는 라우터의 역할을 수행할 수 있도록 태양광모듈(10)의 고유번호를 표시하는 ID 인디케이터(Indicator)(110)와, 무선통신을 위한 채널설정용 딥스위치(Dip Switch)(120)와, 제어동작을 수행하는 CPU(130)와, 전자 릴레이 스위치 역활을 수행하는 SSR(140)과, 무선통신을 위한 통신 칩(150)과, 근거리 무선통신을 위한 Zig BEE 칩(160)과, 각 태양광모듈(10)의 전력생산을 검출하는 센서모듈(170)로 이루어져 있다. The wireless communication sending module 100, as shown in FIG. 5, ID displaying the unique number of the photovoltaic module 10 so as to serve as a router for integrated management of a plurality of photovoltaic modules 10 An indicator 110, a dip switch 120 for channel setting for wireless communication, a CPU 130 that performs a control operation, and an SSR 140 that performs the role of an electronic relay switch and , a communication chip 150 for wireless communication, a Zig BEE chip 160 for short-range wireless communication, and a sensor module 170 for detecting power production of each solar module 10 .

특히, 상기 센서모듈(170)은 각 태양광모듈(10)에서 전달된 전력의 전압을 검출하는 전압센서(171)와, 각 태양광모듈(10)의 온도를 측정하는 온도센서(172)와, 비정상적인 접압을 제어하는 전압제어코어(173)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In particular, the sensor module 170 includes a voltage sensor 171 that detects a voltage of power transmitted from each photovoltaic module 10 , and a temperature sensor 172 that measures the temperature of each photovoltaic module 10 , and , it is preferable to include a voltage control core 173 for controlling the abnormal voltage.

상기 라우터(router)란, 서로 다른 네트워크를 연결해주는 장치로서, 여러 개의 네트워크 사이에서 적절한 통신이 이뤄질 수 있도록 길 안내자의 역할을 하게 되며, 본 발명에서는 하나의 무선통신 발신모듈(100)이 복수의 태양광모듈(10)의 신호를 취합하여 관리하는 수단이 된다는 의미를 포함한다. The router is a device that connects different networks, and serves as a route guide so that appropriate communication can be achieved between multiple networks. In the present invention, one wireless communication sending module 100 includes a plurality of It includes the meaning of being a means for collecting and managing the signals of the solar module 10 .

상기 ZigBee 칩(Chip)(160)은 저속 전송속도를 갖는 주파수 대역은 2.4GHz 대역의 데이터 네트워크를 위한 표준기술이 구현되는 전자소자로서, Bluetooth의 고가격, 고전력 소비의 단점을 보완한 근거리 통신기술이며, 본 발명과 같이 저속 정보전송에 의한 기기제어에 적합하다. The ZigBee chip 160 is an electronic device in which a standard technology for a data network of a 2.4 GHz band is implemented in a frequency band having a low transmission speed, and is a short-distance communication technology that compensates for the disadvantages of high price and high power consumption of Bluetooth. , suitable for device control by low-speed information transmission as in the present invention.

상기 Zig BEE 칩(160)은 인접한 관리자의 모바일 장치(60)에 데이터신호를 전송하여, 태양광 발전의 실시간 상황 감시가 가능하도록 구현되어 있다. The Zig BEE chip 160 transmits a data signal to the mobile device 60 of an adjacent manager, and is implemented to enable real-time monitoring of the photovoltaic power generation.

또한, 상기 접속함(30)의 내측에는 무선통신 발신모듈(100)에서 송출되는 무선신호를 수신하는 무선통신 수신모듈(300)이 구비되며, 상기 접속함(30)의 무선통신 수신모듈(300)은 유선의 이더넷(Ethernet)에 의해 모니터링 장치(50)로 직접 연결된다. In addition, a wireless communication receiving module 300 for receiving a wireless signal transmitted from the wireless communication sending module 100 is provided inside the junction box 30 , and the wireless communication receiving module 300 of the junction box 30 is provided. ) is directly connected to the monitoring device 50 by wired Ethernet.

또한, 상기 전력 제어 모듈(200)은 도 6에 도시된 바와 같이, + 전원을 위한 입력·출력 커넥터(210)(220)과; - 전원을 위한 입력·출력 커넥터(230)(240)과; 상태에 따른 전류경로를 지정할 수 있는 반도체스위치(250)와; 각 태양광 모듈(10)의 정상 비정상 전류값을 인지하기 위한 전류센서 감지회로(260)와, 비정상 태양광모듈의 전류경로를 바이패스하는 전력제어 스위치(270)와; 실시간으로 전류정보의 정상여부를 판단하여 제어동작을 수행하는 전력제어 CPU(280)와; 상기 전력제어 CPU(280)의 제어신호를 외부의 모니터링 장치(50)로 유선 전달하는 485 통신포트(290)을 포함하여 구성된다. In addition, as shown in FIG. 6, the power control module 200 includes: + input/output connectors 210 and 220 for power; - input/output connectors 230 and 240 for power; a semiconductor switch 250 capable of designating a current path according to a state; A current sensor detection circuit 260 for recognizing a normal abnormal current value of each solar module 10, and a power control switch 270 for bypassing the current path of the abnormal solar module; a power control CPU 280 that determines whether current information is normal in real time and performs a control operation; It is configured to include a 485 communication port 290 for transferring the control signal of the power control CPU 280 to the external monitoring device 50 by wire.

이때, 상기 전력제어 CPU(280)에서는 전류센서 감지회로(260)에서 전달된 신호값을 유선의 485통신포트(290)에 의해 모니터링 장치(50)로 전송하게 된다. At this time, the power control CPU 280 transmits the signal value transmitted from the current sensor detection circuit 260 to the monitoring device 50 through the wired 485 communication port 290 .

상기 전력제어 모듈(200)은 전류센서 감지회로(260)를 통해 각 태양광 모듈(10)의 실시간 전류정보를 전력제어 CPU(270)에서 체크하고 미리 정해놓은 정상 또는 비정상 상태의 전류 기준값과 비교한다. The power control module 200 checks the real-time current information of each solar module 10 in the power control CPU 270 through the current sensor detection circuit 260 and compares it with a predetermined normal or abnormal current reference value. do.

이때, 비정상 상태의 전류값을 인지할 경우 전력제어스위치(270)를 선택하여 비정상 모듈의 전류경로를 바이패스 시켜 전력 손실을 최소화 한다. 또한 해당 상황을 전력제어 딥스위치(291)와 LED인디게이트(292)를 통해 디스플레이 하고, 상위 모니터링 장치쪽에 RS-485통신포트(290)를 통해 정보를 전달이 가능하도록 구현되어 있다.At this time, when the abnormal current value is recognized, the power control switch 270 is selected to bypass the current path of the abnormal module to minimize power loss. In addition, the situation is displayed through the power control dip switch 291 and the LED indicator 292, and it is implemented so that information can be transmitted through the RS-485 communication port 290 to the upper monitoring device.

따라서, 특정한 태양광 모듈(10)이 비정상인 것을 판단된 경우, 해당되는 전력제어모듈(200)의 전력제어 스위치(270)에서는 특정한 태양광모듈(10)을 단락시키게 된다. Accordingly, when it is determined that the specific solar module 10 is abnormal, the power control switch 270 of the corresponding power control module 200 short-circuits the specific solar module 10 .

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상단 첫번째 태양광모듈이 비정상인 경우 상단 두번째 태양광모듈에서 생산된 전력부터 접속함으로 공급되며, 하단 두번째 태양광모듈이 비정상인 경우, 첫번째와 세번째를 직접 연결하여 생산된 전력을 접속함(30)으로 공급하게 된다. For example, as shown in FIG. 7, when the upper first photovoltaic module is abnormal, power produced from the upper second photovoltaic module is supplied to the junction box, and when the lower second photovoltaic module is abnormal, the first and third The power produced by direct connection is supplied to the junction box 30 .

이는 본 발명의 정션박스(20) 내측에 + 전원을 위한 입력·출력 커넥터(210)(220)과; - 전원을 위한 입력·출력 커넥터(230)(240)가 각각 구비된 전력 제어 모듈(200)이 구비되어, 인접한 태양광모듈의 직렬 및 병렬 연결를 동시에 구현함으로 가능한 것으로서, 종래 기술에 비해 현저하게 개선된 본원발명의 기술적 차별성이다.This includes input/output connectors 210 and 220 for + power inside the junction box 20 of the present invention; - A power control module 200 having input/output connectors 230 and 240 for power, respectively, is provided, which is possible by simultaneously realizing series and parallel connection of adjacent solar modules, which is significantly improved compared to the prior art This is the technical distinction of the present invention.

또한, 상기 전력 제어 모듈(200)에는 전력제어 채널설정용 딥스위치(Dip Switch)(291)와, 각 태양광모듈(10)의 고유번호를 표시하는 전력제어 LED인디케이터(Indicator)(292)가 더 구비된다. In addition, the power control module 200 includes a dip switch 291 for setting a power control channel, and a power control LED indicator 292 that displays the unique number of each solar module 10 . more are available

한편, 접속함(30)에 구비된 무선통신 수신모듈(300)은 각 태양광모듈(10)에 대한 구체적 상태를 파악하기 위한 진단모듈(코디네이터; coordinator)의 역활을 수행하게 된다. On the other hand, the wireless communication receiving module 300 provided in the junction box 30 performs the role of a diagnostic module (coordinator) for grasping the specific state of each photovoltaic module (10).

도 8에 도시된 바와 같이, 무선통신 수신모듈(300)은 각 정션박스(20)에서 수행되는 복수의 라우터를 관리하는 진단모듈의 역활을 수행할 수 있도록 각 태양광모듈(10)의 고유번호를 표시하는 수신모듈 ID 인디케이터(Indicator)(310)와, 무선통신을 위한 수신모듈 채널설정용 딥스위치(Dip Switch)(320)와, 제어동작을 수행하는 수신모듈 CPU(330)와, 무선통신을 위한 수신모듈 통신 칩(340)과, 근거리 무선통신을 위한 수신모듈 Zig BEE 칩(350)과, 유선 이더넷 통신을 위한 이더넷 통신포트(360)과, 외부의 전원을 공급하기 위한 전원포트(370)를 포함한다. As shown in FIG. 8 , the wireless communication receiving module 300 has a unique number of each photovoltaic module 10 so as to serve as a diagnostic module for managing a plurality of routers performed in each junction box 20 . A receiving module ID indicator (Indicator) 310 for displaying a dip switch (Dip Switch) 320 for setting a receiving module channel for wireless communication, and a receiving module CPU 330 for performing a control operation, wireless communication A receiving module communication chip 340 for, a receiving module Zig BEE chip 350 for short-range wireless communication, an Ethernet communication port 360 for wired Ethernet communication, and a power port 370 for supplying external power ) is included.

상기 수신모듈 CPU(330)에서는 각 무선통신 발신모듈(100)에서 전달된 신호값을 통합하여, 코디 넘버, 라우터 넘버, 전압값, 전류값, 온도값을 포함하는 데이터신호를 유선의 이더넷(Ethernet)에 의해 모니터링 장치(50)로 전송한다. The reception module CPU 330 integrates the signal values transmitted from each wireless communication transmission module 100, and transmits a data signal including a code number, a router number, a voltage value, a current value, and a temperature value to a wired Ethernet (Ethernet). ) by the monitoring device 50 .

예를 들어, 440W를 생산하는 각 태양광모듈(10)의 정션박스(20)의 무선통신 발신모듈(100)에 개별 라우터 ID를 부여하고, 무선통신 수신모듈(300)에 20개의 라우터를 통합관리할 수 있는 코디네이터 IC를 사용하게 되면, 태양광모듈이 일반적으로 17~ 18개의 어레이(array)로 구성된 중대형 태양광 발전소에 적용이 가능하게 된다. For example, an individual router ID is given to the wireless communication sending module 100 of the junction box 20 of each solar module 10 producing 440W, and 20 routers are integrated into the wireless communication receiving module 300 If a coordinator IC that can be managed is used, it can be applied to medium-to-large photovoltaic power plants in which photovoltaic modules are generally composed of 17 to 18 arrays.

물론, 통합관리의 숫자가 증가하면, 복수의 코디네이터 IC를 사용하면 되며, 이 경우 코디1, 코디2 와 같은 방식으로 일련번호를 추가한다. Of course, if the number of integrated management increases, a plurality of coordinator ICs may be used. In this case, serial numbers are added in the same way as Coordinator 1 and Coordinator 2 .

특히, 상기 무선통신 발신모듈(100) 및 무선통신 수신모듈(300)에 구비된 Zig BEE 칩(160)(350)은 인접한 관리자의 모바일 장치(60)에 데이터신호를 전송하여, 태양광 발전의 실시간 상황 감시가 가능하도록 구현되어 있다. In particular, the Zig BEE chips 160 and 350 provided in the wireless communication sending module 100 and the wireless communication receiving module 300 transmit a data signal to the mobile device 60 of an adjacent manager, It is implemented to enable real-time situation monitoring.

따라서, 상기 모니터링장치(50)에서는 무선통신 수신모듈(300)에서 전송된 데이터신호와, 전력제어 모듈(200)에서 전달된 전력 생산에 관한 결과 데이터를 분석하여, 각 태양광모듈(10) 개별의 전압, 전류, 온도를 일정시간 간격마다 개별적으로 디스플레이하거나 또는 전체 리스트업 화면으로 디스플레이하게 된다. Therefore, the monitoring device 50 analyzes the data signal transmitted from the wireless communication receiving module 300 and the result data related to the power production transmitted from the power control module 200, and each solar module 10 is individually The voltage, current, and temperature of the voltage, current, and temperature are individually displayed at regular time intervals or displayed on the entire list-up screen.

본 발명의 일 실시예로, 상기 데이터신호는 코디 넘버, 라우터 넘버, 전류갑, 전압값, 온도값을 표준코드 체계인 아스킷 코드(ASCII Code)로 전송되고, 모니터링 장치(50)에서는 이를 변환하여 일정 시간간격마다 숫자로 표시하여, 각 태양광모듈의 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 된다. In one embodiment of the present invention, the data signal is transmitted as an ASCII code, which is a standard code system, of a code number, a router number, a current pack, a voltage value, and a temperature value, and the monitoring device 50 converts it Thus, it is possible to check the status of each photovoltaic module in real time by displaying the numbers at regular time intervals.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시례에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention as described above is not limited to the specific embodiments described above, and without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, anyone with ordinary knowledge in the field to which the invention pertains can implement various modifications. will be.

10 : 태양광모듈 20 : 정션박스
21 : 정션박스 본체 22 : 정션박스 커버
30 : 접속함 40 : 인버터
50 : 모니터링 장치 60 : 모바일 장치
100 : 무선통신 발신모듈 110 : ID 인디케이터
120 : 딥 스위치 130 : CPU
140 : SSR 150 : 통신칩
160 : 지그비 통신칩 170 : 센서모듈
171 : 전압센서 172 : 온도센서
173 : 전압제어코어
200 : 전력제어 모듈 210, 220 : + 입력·출력커넥터
230,240 : - 입력·출력커넥터 250 : 반도체 스위치
260 : 전류센서 감지회로 270 : 전력제어 스위치
380 : 전력제어 CPU 290 : 485통신포트
291 : 전력제어 딥스위치 292 : 전력제어 LED 인디게이트
300 : 무선통신 수신모듈 310 : 수신모듈 ID 인디케이터
320 : 수신모듈 딥 스위치 330 : 수신모듈 CPU
340 : 수신모듈 통신칩 350 : 수신모듈 지그비 통신칩
360 : 이더넷 통신포트 370 : 전원포트
10: solar module 20: junction box
21: junction box body 22: junction box cover
30: junction box 40: inverter
50: monitoring device 60: mobile device
100: wireless communication sending module 110: ID indicator
120: dip switch 130: CPU
140: SSR 150: communication chip
160: Zigbee communication chip 170: sensor module
171: voltage sensor 172: temperature sensor
173: voltage control core
200: power control module 210, 220: + input/output connector
230,240: - input/output connector 250: semiconductor switch
260: current sensor detection circuit 270: power control switch
380: power control CPU 290: 485 communication port
291: power control dip switch 292: power control LED indicator
300: wireless communication receiving module 310: receiving module ID indicator
320: receiving module dip switch 330: receiving module CPU
340: receiving module communication chip 350: receiving module Zigbee communication chip
360: Ethernet communication port 370: Power port

Claims (6)

다수의 솔라셀이 직렬로 연결된 태양광모듈의 후면에는 정션박스가 설치되고, 각 태양광모듈에서 생산된 DC 전력은 접속함을 통해 인버터로 전달되어 AC 전력으로 변환되고, 모니터링 장치에서는 각 태양광모듈의 정상적인 전력생산 여부를 확인하는 태양광 모듈 진단시스템에 있어서,
정션박스(20)의 내측에는 각 태양광모듈(10)의 전력생산에 대한 검출결과를 접속함(30)으로 무선 송출하는 무선통신 발신모듈(100)이 구비되고, 상기 접속함(30)의 내측에는 무선통신 발신모듈(100)에서 송출되는 무선신호를 수신하는 무선통신 수신모듈(300)이 구비되며, 상기 접속함(30)의 무선통신 수신모듈(300)은 유선의 이더넷(Ethernet)에 의해 모니터링 장치(50)로 직접 연결되고, 상기 정션박스(20)의 내측에는 + 전원을 위한 입력·출력 커넥터(210)(220)과; - 전원을 위한 입력·출력 커넥터(230)(240)가 각각 구비된 전력 제어 모듈(200)이 설치되어 태양광모듈(10)과 직렬 및 병렬 연결를 동시에 구현하며, 전력 생산에 대한 결과 데이터를 모니터링 장치(50)로 직접 전달하는 전력제어 모듈(200)이 설치되고,
상기 전력제어 모듈(200)에서는 모니터링 장치(50)에서 태양광 모듈(10)의 개별적 ID의 상태에 따른 제어 명령을 수행하고, 비정상적으로 동작하는 태양광모듈(10)에서 접속함(30)으로 전달되는 전력을 차단하며, 상기 모니터링장치(50)에서는 무선통신 수신모듈(300)에서 전송된 데이터신호와, 전력제어 모듈(200)에서 전달된 전력 생산에 관한 결과 데이터를 분석하여, 각 태양광모듈(10) 개별의 전압, 전류, 온도를 일정시간 간격마다 개별적으로 디스플레이하거나 또는 전체 리스트업 화면으로 디스플레이하고,
상기 무선통신 발신모듈(100)은 복수의 태양광모듈(10)을 통합관리하는 라우터의 역할을 수행할 수 있도록 태양광모듈(10)의 고유번호를 표시하는 ID 인디케이터(Indicator)(110)와, 무선통신을 위한 채널설정용 딥스위치(Dip Switch)(120)와, 제어동작을 수행하는 CPU(130)와, 전자 릴레이 스위치 역활을 수행하는 SSR(140)과, 무선통신을 위한 통신 칩(150)과, 근거리 무선통신을 위한 Zig BEE 칩(160)과, 각 태양광모듈(10)의 전력생산을 검출하는 센서모듈(170)을 포함하며,
상기 센서모듈(170)은 각 태양광모듈(10)에서 전달된 전력의 전압을 검출하는 전압센서(171)와, 각 태양광모듈(10)의 온도를 측정하는 온도센서(172)와, 비정상적인 접압을 제어하는 전압제어코어(173)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템.
A junction box is installed on the back of a solar module to which a number of solar cells are connected in series, and the DC power produced by each solar module is transferred to the inverter through the junction box and converted into AC power. In the solar module diagnostic system for checking whether the module is normally producing power,
A wireless communication transmission module 100 for wirelessly transmitting the detection result for power production of each solar module 10 to the junction box 30 is provided inside the junction box 20, and the A wireless communication reception module 300 for receiving a wireless signal transmitted from the wireless communication transmission module 100 is provided inside, and the wireless communication reception module 300 of the junction box 30 is connected to a wired Ethernet. directly connected to the monitoring device 50 by the junction box 20, and input/output connectors 210 and 220 for + power; - A power control module 200 equipped with input/output connectors 230 and 240 for power, respectively, is installed to simultaneously implement serial and parallel connection with the solar module 10, and monitor result data for power production A power control module 200 that directly transmits to the device 50 is installed,
In the power control module 200, the monitoring device 50 performs a control command according to the state of the individual ID of the photovoltaic module 10, and from the abnormally operating photovoltaic module 10 to the access box 30 Blocks the transmitted power, and the monitoring device 50 analyzes the data signal transmitted from the wireless communication receiving module 300 and the result data related to the power generation transmitted from the power control module 200, The module 10 individually displays each voltage, current, and temperature at regular time intervals or displays the entire list-up screen,
The wireless communication sending module 100 is an ID indicator (Indicator) 110 for displaying a unique number of the solar module 10 so as to perform the role of a router for integrated management of a plurality of solar modules 10 and , a dip switch 120 for channel setting for wireless communication, a CPU 130 performing a control operation, an SSR 140 performing the role of an electronic relay switch, and a communication chip for wireless communication ( 150) and a Zig BEE chip 160 for short-range wireless communication, and a sensor module 170 for detecting power production of each solar module 10,
The sensor module 170 includes a voltage sensor 171 for detecting the voltage of power transmitted from each photovoltaic module 10, a temperature sensor 172 for measuring the temperature of each photovoltaic module 10, and abnormal A solar module diagnostic system with an individual power control function, characterized in that it includes a voltage control core 173 for controlling the voltage.
제 1항에 있어서,
상기 전력 제어 모듈(200)은 + 전원을 위한 입력·출력 커넥터(210)(220)과; - 전원을 위한 입력·출력 커넥터(230)(240)과; 상태에 따른 전류경로를 지정할 수 있는 반도체스위치(250)와; 각 태양광 모듈(10)의 정상 비정상 전류값을 인지하기 위한 전류센서 감지회로(260)와, 비정상 태양광모듈의 전류경로를 바이패스하는 전력제어 스위치(270)와; 실시간으로 전류정보의 정상여부를 판단하여 제어동작을 수행하는 전력제어CPU(280)와; 상기 전력제어 CPU(280)의 제어신호를 외부의 모니터링 장치(50)로 유선 전달하는 485 통신포트(290); 을 포함하여 구성되고,
상기 전력제어 CPU(280)에서는 전류센서 감지회로(260)에서 전달된 신호값을 유선의 485통신포트(290)에 의해 모니터링 장치(50)로 전송하는 것을 특징으로 하는 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템.
The method of claim 1,
The power control module 200 includes input/output connectors 210 and 220 for + power; - input/output connectors 230 and 240 for power; a semiconductor switch 250 capable of designating a current path according to a state; A current sensor detection circuit 260 for recognizing a normal abnormal current value of each solar module 10, and a power control switch 270 for bypassing the current path of the abnormal solar module; a power control CPU 280 that determines whether current information is normal in real time and performs a control operation; a 485 communication port 290 for transferring the control signal of the power control CPU 280 to an external monitoring device 50 by wire; consists of,
In the power control CPU 280, an individual power control function is implemented, characterized in that the signal value transmitted from the current sensor detection circuit 260 is transmitted to the monitoring device 50 through a wired 485 communication port 290 Solar module diagnostic system.
제 2항에 있어서,
상기 전력 제어 모듈(200)에는 전력제어 채널설정용 딥스위치(Dip Switch)(291)와, 각 태양광모듈(10)의 고유번호를 표시하는 전력제어 LED인디케이터(Indicator)(292)가 구비된 것을 특징으로 하는 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템.
3. The method of claim 2,
The power control module 200 includes a dip switch 291 for setting a power control channel, and a power control LED indicator 292 for displaying the unique number of each solar module 10. A solar module diagnostic system with an individual power control function, characterized in that it is implemented.
제 1항에 있어서,
상기 무선통신 수신모듈(300)은 각 정션박스(20)에서 수행되는 복수의 라우터를 관리하는 진단모듈의 역활을 수행할 수 있도록 각 태양광모듈(10)의 고유번호를 표시하는 수신모듈 ID 인디케이터(Indicator)(310)와, 무선통신을 위한 수신모듈 채널설정용 딥스위치(Dip Switch)(320)와, 제어동작을 수행하는 수신모듈 CPU(330)와, 무선통신을 위한 수신모듈 통신 칩(340)과, 근거리 무선통신을 위한 수신모듈 Zig BEE 칩(350)과, 유선 이더넷 통신을 위한 이더넷 통신포트(360)을 포함하되,
상기 수신모듈 CPU(330)에서는 각 무선통신 발신모듈(100)에서 전달된 신호값을 통합하여, 코디 넘버, 라우터 넘버, 전압값, 전류값, 온도값을 포함하는 데이터신호를 유선의 이더넷(Ethernet)에 의해 모니터링 장치(50)로 전송하는 것을 특징으로 하는 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템.
The method of claim 1,
The wireless communication reception module 300 is a reception module ID indicator that displays a unique number of each solar module 10 so as to serve as a diagnostic module for managing a plurality of routers performed in each junction box 20 . (Indicator) 310, and a dip switch (Dip Switch) 320 for channel setting of a receiving module for wireless communication, a receiving module CPU 330 for performing a control operation, and a receiving module communication chip for wireless communication ( 340) and a receiving module Zig BEE chip 350 for short-range wireless communication, and an Ethernet communication port 360 for wired Ethernet communication,
The reception module CPU 330 integrates the signal values transmitted from each wireless communication transmission module 100, and transmits a data signal including a code number, a router number, a voltage value, a current value, and a temperature value to a wired Ethernet (Ethernet). ) to the monitoring device 50 by means of an individual power control function implemented solar module diagnostic system.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,
상기 Zig BEE 칩(160)(350)은 인접한 관리자의 모바일 장치(60)에 데이터신호를 전송하여, 태양광 발전의 실시간 상황 감시가 가능하도록 구현된 것을 특징으로 하는 개별 전력제어 기능이 구현된 태양광모듈 진단시스템.
5. The method of claim 1 or 4,
The Zig BEE chip 160, 350 transmits a data signal to the mobile device 60 of the adjacent manager, the individual power control function is implemented to enable real-time monitoring of the solar power generation Optical module diagnostic system.
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