KR102485925B1 - 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법 - Google Patents

과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법은 바이패스 다이오드를 포함하되 정션박스에 포함되거나 분리된 단자로 구성된 2단자를 포함하는 태양광 전지 패널을 상하 2열로 각각 배열하되, 위에서 배열되는 태양광 전지 패널과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널은 상하 대칭 형태를 가지도록 배열하며, 위에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며, 아래에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되되, 배열된 태양광 전지 패널중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 태양광 접속반과 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법에 관한 것이다.

Description

과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법{Solar Panel Horizontal Arrangement Type Series Wiring Method To Minimize The Magnitude Of Transient Overvoltage}
본 발명은 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배열에 사용되는 태양광 전지 패널은 +, - 단자가 위 아래로 배치되도록 가로 형태로 배열하되, 바이패스 다이오드를 포함하되 정션박스에 포함되거나 분리된 단자로 구성된 2단자를 포함하는 태양광 전지 패널을 상하 2열로 각각 배열하되, 위에서 배열되는 태양광 전지 패널과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널 및 좌우로 배열되는 태양광 전지 패널은 단자 q열이 같은 형태를 가지도록 배열되거나, 위에서 배열되는 태양광 전지 패널과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널은 단자 배열이 같은 형태를 가지도록 배열하되, 인접하는 좌우 측 태양광 전지 패널은 단자 배열이 서로 반대가 되도록 배열하며, 위에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며, 아래에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되며, 배열된 태양광 전지 패널중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 태양광 접속반과 전선이 교차하여 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법에 관한 것이다.
태양광 발전 설비에 대한 설계는 보통 직류전압을 고려하여 전체 발전용량, 스트링 전압(태양광 패널 직렬 전압)을 결정하고, 스트링 및 어레이 결정후 그에 따른 태양광 패널 전지 수 및 그 직 병렬 수를 파악한 연후에 그에 맞는 컨버터 및 인버터의 정격 및 수량을 결정하고 스트링 전류와 그에 대응하는 전선 굵기를 결정하는 순서로 진행된다.
이중 태양광 전지 패널의 직렬 접속 수에 따라 스트링 전압, 즉 태양광 패널 직렬 전압이 결정되는데, 도 1을 참고하면 기존의 일반적인 태양광 전지 패널의 가로 배치형 직렬 배선 방법의 두 실시예를 보여주고 있다.
도 1에 따른 태양광 전지 패널의 가로 배치형 직렬 배선 방법은 전선소요량이 비교적 적고 작업이 편리하며 공기도 적게 소모되는 장점이 있는 반면, 전선 배선 사이의 폐회로의 면적이 넓어 인근 낙뢰시 유도되는 과도과전압(유도뢰서지 등 다양한 강학상 명칭이 있으나 본원에서는 과도과전압으로 정의하고 이를 사용함)이 크게 유기되는 단점이 있다.
도 2를 참조하면 하측에 과도과전압을 결정하는 공식이 표시되고 있는데, 각각의 변수는 다음의 의미를 가진다.
V : 낙뢰로부터 발생되는 과도과전압
Figure 112021153513319-pat00001
: 임펄스 전류 최대 변화율
Figure 112021153513319-pat00002
: 자유공간에서의 투자율
l : 어레이 개방루프의 폭
b : 어레이 개방루프의 길이
ds : 피뢰선과 개방루프의 이격거리
이중 l*b는 실질적으로 어레이 개방루프의 면적을 의미하게 되는데, 도 1에 따른 태양광 전지 패널의 가로 배치형 직렬 배선 방법은 이러한 어레이 개방루프의 면적이 크게 된 결과(도 3 참조) 이에 비례하여 과도과전압이 크게 유기되어 태양광 발전설비에 파손을 가져오게되는 문제점이 있었던 바, 한국전기설비기준(KEC) 개정안은 태양광 발전설비의 전기설비에 관한 522.1.1 전기배선 규정중 신설된 "사.스트링 및 어레이 배선의 루프면적을 최소가 되도록 하여, 낙뢰 등으로 인해 회로에 유도되는 과도과전압의 크기를 최소화하도록 한다"라는 규정에 의해 도 4와 같이 어레이 개방루프의 면적을 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 배선방법을 제시하고 있다.
즉 도 5와 같이 어느 한극의 배선을 다시 처음 시작된 극으로 전선을 연장하여 어레이 개방루프의 면적을 최소화한다는 것이 전기설비기준 태양광 발전의 전기설비 신설규정의 기술적 특징으로서, 낙뢰에 따른 과도 과전압 크기를 최소화하기 위해 도입된 것이다.
도 5와 같은 태양광 전지 패널 직렬 배선방법은 어레이 개방루프의 면적이 적어 과도과전압을 최소화할 수 있으나, 배선시 전선량이 약 100% 이상 증가하고, 공사가 복잡해지는등 태양광 발전 설치비가 상승되는 문제점을 가지게 된다.
이러한 단점은 소규모 발전설비에 있어서는 큰 문제점이 아니지만, 실제 발전용량이 커지면 커질수록 이러한 점은 전선비용이 큰폭으로 상승하게되는바 이에 대한 해결책이 절실하게 요청된다 할 것이다.
이에 대한 해결책으로 한국등록특허 제10-2343397호(발명의 명칭 : 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법, 출원공고일 : 2021.12.24)에 따르면 태양광 전지 패널 직렬 결선방법은 바이패스 다이오드를 포함하되 정션박스에 포함되거나 분리된 단자로 구성된 2단자를 포함하는 태양광 전지 패널을 상하 2열로 각각 배열하되, 위에서 배열되는 태양광 전지 패널과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널은 상하 대칭 형태를 가지도록 배열하며, 위에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며, 아래에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되되, 배열된 태양광 전지 패널중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 태양광 접속반과 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법에 관한 것인바, 과도과전압은 상쇄되어 거의 제로에 가깝게 되고, 전선양도 대폭 절약할 수 있지만, 배치 형태상 단자간 연결시 전선이 단자 부근에서 서로 교차될 수 밖에 없어 단자 체결, 시공성에 불리한 점이 있고, 단선 위험성이 있으며, 풀 셀 방식의 태양광 전지 패널의 세로 형태의 배치에만 적용될 수 있다는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-2343397호(발명의 명칭 : 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법, 출원공고일 : 2021.12.24)
본 발명인 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 다음과 같은 목적을 가진다.
(1) 본 발명의 목적은 낙뢰시 유기되는 과도과전압 발생을 최소화 내지 0에 수렴하는 크기로 저감할 수 있는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법을 제공함에 있다.
(2) 본 발명의 또다른 목적은 기존의 전기설비규정에 따른 태양광 전지 패널 직렬 결선방법에 비해 배선되는 전선량을 줄일 수 있는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법을 제공함에 있다.
(3) 본 발명의 또다른 목적은 하프셀 방식의 태양광 전지 패널에도 적용이 가능하고, 단자간 연결시 이중 교차등의 꼬임이 없어 시공성이 우수하고 단자를 잘못 체결할 위험이 없으며, 단선 위험성이 없는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선 방법을 제공함에 있다.
본 발명인 과도과전압 크기를 최소화하는 가로 배치형 직렬 결선방법의 바람직한 일실시예로서, 배열에 사용되는 태양광 전지 패널(pp)은 +, - 단자가 위 아래로 배치되도록 가로 형태로 배열하되, 바이패스 다이오드를 포함하되 정션박스에 포함되거나 분리된 단자로 구성된 2단자(2T)를 포함하는 태양광 전지 패널(pp)을 상하 2열로 각각 배열함이 바람직하다.
위에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp) 및 좌우로 배열되는 태양광 전지 패널(pp)은 단자 배열이 같은 형태를 가지도록 배열됨이 바람직하다.
위에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며, 아래에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되어야 한다.
배열된 태양광 전지 패널(pp)중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 태양광 접속반과 전선이 교차하여 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 과도과전압 크기를 최소화하는 가로 배치형 직렬 결선방법의 바람직한 또하나의 일실시예로서 배열에 사용되는 태양광 전지 패널(pp)은 +, - 단자가 위 아래로 배치되도록 가로 형태로 배열하되, 바이패스 다이오드를 포함하되 정션박스에 포함되거나 분리된 단자로 구성된 2단자(2T)를 포함하는 태양광 전지 패널(pp)을 상하 2열로 각각 배열하며, 위에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)은 단자 배열이 같은 형태를 가지도록 배열하되, 인접하는 좌우 측 태양광 전지 패널(pp)은 단자 배열이 서로 반대가 되도록 배열하며, 위에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며, 아래에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되며, 배열된 태양광 전지 패널(pp)중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 태양광 접속반과 전선이 교차하여 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)은 하프셀 방식의 태양광 전지 패널(pp)을 사용하되, 2단자(2T)는 내부 스트링과 바이패스 다이오드가 있는 세개의 다른 박스로 나뉘어 부착되어 있되, 좌우 측면이 극성 서로 다른 단자로 되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 낙뢰시 유기되는 과도과전압 발생을 최소화 내지 0에 수렴하는 크기로 저감할 수 있는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법을 제공한다.
(2) 본 발명은 기존의 전기설비규정에 따른 태양광 전지 패널 직렬 결선방법에 비해 배선되는 전선량을 줄일 수 있는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법을 제공한다.
(3) 본 발명은 하프셀 방식의 태양광 전지 패널에도 적용이 가능하고, 단자간 연결시 이중 교차등의 꼬임이 없어 시공성이 우수하고 단자를 잘못 체결할 위험이 없으며, 단선 위험성이 없는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선 방법을 제공한다.
도 1은 기존의 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 태양광 전지 패널 직렬 결선시 낙뢰등에 의해 발생하는 과도과전압이 유기되는 현상과 과도과전압이 도출되는 공식을 함께 나타낸 도면이다.
도 3은 기존의 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법에 있어서 과도과전압 크기에 비례하는 변수인 태양광 전지패널 직렬 어레이 개방루프의 면적을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 기존의 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법의 과도과전압 크기를 줄이기 위해 2021.01.01부터 적용되는 한국전기설비규정[KEC]의 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 2021.01.01부터 적용되는 한국전기설비규정[KEC]의 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법에 대응하는 직렬 어레이 루프의 면적을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화 하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화 하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법에 따라 결선된 태양광 전지패널 직렬 어레이 루프의 면적을 나타낸 도면이다.
도 8 및 9는 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화 하는 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법에 따라 결선된 태양광 전지패널 직렬 어레이의 과도과전압이 서로 상쇄되어 0이 되는 것을 개념적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 일면에 있어서, 도 1은 기존의 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 2는 태양광 전지 패널 직렬 결선시 낙뢰등에 의해 발생하는 과도과전압이 유기되는 현상과 과도과전압이 도출되는 공식을 함께 나타낸 도면이며, 도 3은 기존의 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법에 있어서 과도과전압 크기에 비례하는 변수인 태양광 전지패널 직렬 어레이 개방루프의 면적을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 기존의 태양광 전지 패널 가로배치 직렬 결선방법의 과도과전압 크기를 줄이기 위해 2021.01.01부터 적용되는 한국전기설비규정[KEC]의 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 2021.01.01부터 적용되는 한국전기설비규정[KEC]의 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법에 대응하는 직렬 어레이 개방루프의 면적을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화 하는 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법을 간략하게 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화 하는 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법에 따라 결선된 태양광 전지패널 직렬 어레이 개방루프의 면적을 나타낸 도면이고, 도 8 및 9는 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화 하는 태양광 전지 패널 가로 배치 직렬 결선방법에 따라 결선된 태양광 전지패널 직렬 어레이의 과도과전압이 서로 상쇄되어 0이 되는 것을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화하는 가로 배치형 직렬 결선방법의 바람직한 일실시예로서, 배열에 사용되는 태양광 전지 패널(pp)은 +, - 단자가 위 아래로 배치되도록 가로 형태로 배열하되, 바이패스 다이오드를 포함하되 정션박스에 포함되거나 분리된 단자로 구성된 2단자(2T)를 포함하는 태양광 전지 패널(pp)을 상하 2열로 각각 배열함이 바람직하다.
도 6의 상측의 배열 방식을 참조하면 위에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp) 및 좌우로 배열되는 태양광 전지 패널(pp)은 단자 배열이 같은 형태를 가지도록 배열됨이 바람직하다.
도 6 내지 8을 참조하면 위에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며, 아래에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되어야 한다.
배열된 태양광 전지 패널(pp)중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 태양광 전선이 교차하여 접속반과 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
도 6의 하측의 배열 방식을 참조하면 본 발명인 과도과전압 크기를 최소화하는 가로 배치형 직렬 결선방법의 바람직한 또하나의 일실시예로서 배열에 사용되는 태양광 전지 패널(pp)은 +, - 단자가 위 아래로 배치되도록 가로 형태로 배열하되, 바이패스 다이오드를 포함하되 정션박스에 포함되거나 분리된 단자로 구성된 2단자(2T)를 포함하는 태양광 전지 패널(pp)을 상하 2열로 각각 배열하며, 위에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)은 단자 배열이 같은 형태를 가지도록 배열하되, 인접하는 좌우 측 태양광 전지 패널(pp)은 단자 배열이 서로 반대가 되도록 배열하며, 위에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며, 아래에 배열된 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널(pp)에 포함되는 2단자(2T)의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되며, 배열된 태양광 전지 패널(pp)중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 태양광 접속반과 전선이 교차하여 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널(pp)의 2단자(2T)의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서 배열되는 태양광 전지 패널(pp)은 하프셀 방식의 태양광 전지 패널(pp)을 사용하되, 2단자(2T)는 내부 스트링과 바이패스 다이오드가 있는 세개의 다른 박스로 나뉘어 부착되어 있되, 좌우 측면이 극성 서로 다른 단자로 되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면 본 발명에 따른 태양광 전지 패널 세로 배치형 직렬결선 방법에 따라 형성되는 어레이 루프와 그 면적을 표시하고 있는바, 각각의 개별 루프 공간은 각각 그 면적값에 대응하는 과도과전압이 형성될 수 있음을 나타내고 있다.
하지만, 각각의 루프 공간에서 유기되는 과도 과전압은 접하는 루프에서 형성되는 또다른 과도과전압에 의해 소멸될 수 밖에 없는데, 도 8 및 9를 참조하면 낙뢰시 유기되는 과도과전압이 상쇄되는 것을 이론적으로 나타낸 것으로, 배선으로 표현되는 어레이 루프에서 과도과전압이 유기되는데, 이때 위쪽 배선과 아래쪽 배선에서 발생되는 과도과전압은 이와 연결된 각각 옆의 위 또는 아래쪽의 배선에서 발생되는 과도과전압이 서로 방향이 반대가 되어 상쇄가 된 결과 전체적으로 발생되어 영향을 끼치는 과도과전압은 이론적으로는 0이 되는것으로서, 실질적으로도 과도과전압은 최소화될 수 밖에 없는 구조인 것이다.
이러한 이론체계는 낙뢰와 같은 외부 자극원으로부터 공기중으로 전파되는 전기 자기적 변화에 의해 발생되는 원치않는 각종 전압 내지 노이즈가 발생되는 현상을 저감하기 위한 방법론적 측면과 유사하나, 이는 전선 자체를 트위스트(꼬아) 하여 전선간에 발생되는 노이즈를 상쇄하여 저감하는 것이 아닌, 패널간 배선에 의해 자연스럽게 발생되는 전선 교차 형태에 의해 낙뢰시 과도과전압을 최소화하는 방법을 취하고 있다.
따라서 본 발명은 기존의 태양광 전지 패널의 직렬결선방법에 비해서는 과도과전압 발생이 최소화되는 장점이 있고, 2021.01.01부터 실시되는 한국전기설비기준에 따른 태양광 전지 패널의 직렬결선방법에 비해서는 전선량 소모가 저감될 뿐만 아니라 낙뢰시 과도과전압 발생도 최소화되는 첨단의 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법에 해당하는 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 낙뢰시 유기되는 과도과전압 발생을 최소화 내지 0에 수렴하는 크기로 저감할 수 있는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법을 제공한다.
(2) 본 발명은 기존의 전기설비규정에 따른 태양광 전지 패널 직렬 결선방법에 비해 배선되는 전선량을 줄일 수 있는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법을 제공한다.
(3) 본 발명은 하프셀 방식의 태양광 전지 패널에도 적용이 가능하고, 단자간 연결시 이중 교차등의 꼬임이 없어 시공성이 우수하고 단자를 잘못 체결할 위험이 없으며, 단선 위험성이 없는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선 방법을 제공한다.
pp : 태양광 전지 패널 2T : 2 단자

Claims (3)

  1. 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법에 있어서,
    상기 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법은
    배열에 사용되는 태양광 전지 패널은 +, - 단자가 상하로 배치되도록 가로 형태로 배열하되, 좌우 측면 단자가 극성이 서로 다른 단자로 되어 있는 하프셀 방식의 태양광 전지 패널을 상하 2열로 각각 배열하며,
    위에서 배열되는 태양광 전지 패널과 아래에서 배열되는 태양광 전지 패널 및 좌우로 배열되는 태양광 전지 패널은 단자 배열이 같은 형태를 가지도록 배열하되,
    위에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 하단과 좌측 하단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되며,
    아래에 배열된 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 접속 단자 2개는 각각 우측 상단과 좌측 상단에 위치하는 태양광 전지 패널에 포함되는 2단자의 반대극성을 가지는 접속 단자끼리 전선 연결되어 각각의 전선 연결이 서로 교차형태로 구성되며,
    배열된 태양광 전지 패널중 어느 하나의 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 태양광 접속반과 전선이 교차하여 연결되며, 타 말단에 위치하는 상하 2개의 태양광 전지 패널의 2단자의 접속 단자는 극성이 다르게 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 가로 배치형 직렬 결선방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100026291A (ko) * 2008-08-29 2010-03-10 삼성전자주식회사 박막 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR20110022958A (ko) * 2009-08-28 2011-03-08 한국전자통신연구원 태양전지를 이용한 차양 장치
KR20110045523A (ko) * 2009-10-27 2011-05-04 알루텍 (주) 건물 일체형 태양광 외장재 설치방법
KR102102360B1 (ko) * 2019-05-31 2020-04-21 한화솔루션 주식회사 태양전지 모듈
KR102343397B1 (ko) 2021-06-09 2021-12-24 푸른전력유한회사 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100026291A (ko) * 2008-08-29 2010-03-10 삼성전자주식회사 박막 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR20110022958A (ko) * 2009-08-28 2011-03-08 한국전자통신연구원 태양전지를 이용한 차양 장치
KR20110045523A (ko) * 2009-10-27 2011-05-04 알루텍 (주) 건물 일체형 태양광 외장재 설치방법
KR102102360B1 (ko) * 2019-05-31 2020-04-21 한화솔루션 주식회사 태양전지 모듈
KR102343397B1 (ko) 2021-06-09 2021-12-24 푸른전력유한회사 과도과전압 크기를 최소화하는 태양광 전지 패널 직렬 결선방법

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