KR102524154B1 - 전류-전압 특성을 변환하는 dc-dc 컨버터 및 이를 포함하는 에너지 변환 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는, 에너지 변환 시스템은, 외부에너지를 수집하여 전기에너지로 변환하는 복수의 에너지 변환 모듈; 및 상기 에너지 변환 모듈로부터 제공되는 직류 전력의 전압 레벨을 조절하며 각 에너지 변환 모듈마다 연결되는 DC-DC 컨버터;를 포함하되, 상기 DC-DC 컨버터는 벅(buck) 컨버터로 구성되며, 상기 DC-DC컨버터의 출력단에서 측정되는 I-V특성(current-voltage characteristic)은, DC-DC 컨버터를 구성하는 회로의 한계 전류용량에 다다르기 전까지 DC-DC컨버터의 출력단 전압이 강하되면 출력단 전류가 반비례하여 상승하는 I-V곡선을 갖도록 설계된 것이다.

Description

전류-전압 특성을 변환하는 DC-DC 컨버터 및 이를 포함하는 에너지 변환 시스템{DC-DC CONVERTER FOR CONVERTING I-V CHARACTERISTIC AND ENERGY CONVERSION SYSTEM INCLUDING THE DC-DC CONVERTER}
본 발명은 전류-전압 특성을 변환하여 공급 전력을 유지시키는 DC-DC 컨버터(dc-dc converter) 및 이를 포함하는 에너지 변환 시스템에 관한 것이다.
에너지 하베스팅(energy harvesting)이란, 주위에서 발생하는 자연적인 에너지를 수집하고 이들을 전기에너지로 전환시켜 수확하는 기술이다.
대표적으로, 수집한 태양광을 전기에너지로 전환하여 공급하는 태양광 발전 설비를 예로 들 수 있다.
보통의 수십 kW급의 태양광 발전소인 경우, 약 10에서 30개의 태양광 패널이 직렬로 연결되는데, 각 패널 간 편차가 발생하는 문제가 있다.
패널 간 편차는 서로 다른 단락전류(Isc), 개방전압(Voc)으로 표시될 수 있으며, 이에 따라 각각의 패널이 출력할 수 있는 최대전력 또한 상이하게 된다.
여기서, 단락전류란 외부저항이 없는 상태에서 태양광에 노출되었을 때 흐르는 전류이며, 개방전압이란 회로가 개방된 상태에서 태양광에 노출되었을 때 패널의 양 단에서 발생하는 전압을 의미한다.
편차가 발생하는 원인은 예를 들어, 특정 패널에 그림자가 생기거나 배설물, 먼지, 눈 등에 의해 패널이 오염될 수 있다. 또한, 물리적, 전기적 파손, hot spot, 시간에 따른 각 패널 간 열화 상태의 차이 등의 현상도 배제할 수 없다.
이와 같은 원인들을 통해 발생하는 패널 간의 차이를 형상화한 그래프가 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 종래 태양광 발전소의 패널 간 편차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1(a)는 서로 다른 단락전류 및 개방전압을 가지는 N개의 패널(PV) 별 I-V 곡선 (current-voltage curve)이다. 이들이 직렬로 연결되면 도 1(b)의 그래프를 거쳐 도 1(c)와 같이 하나의 I-V곡선으로 구현된다. 최종적으로, 이를 P-V곡선(power- voltage curve)로 구현한 그래프가 도 1(d)에 도시되어 있다.
한편, 태양광 발전에서 가장 핵심적인 쟁점 중의 하나는, 계통(grid)으로 최대 발전전력을 송전하는 것인데, 이를 위해 최대전력 추종(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 알고리즘이 필수적으로 동반된다.
이 중 보편적인 알고리즘인 P&O (Perturbation & observation) 방식에 따르면, 패널에 할당되는 전압을 조금씩 줄이거나 늘리면서 전후 전력값을 비교하여 P-V곡선의 극대점(maximum point, MP)을 찾아, 이에 대응하는 최대전력을 도출하게 된다.
그러나, 도 1(d)와 같이 종래에는 패널간 편차가 발생하는 경우, 태양광 발전소의 전기적 특성을 나타내는 P-V곡선은 여러 개의 전력 극댓값을 포함하게 된다.
즉, 극대점이 다수이므로 최대 전력에 대응하는 극대점이 어느 지점인지 판별하는 데 복잡하여 최대전력 추종이 부정확하거나 지연될 우려가 높으며, 이에 따라 비효율적으로 발전이 진행될 여지가 크다.
또한 도 1(d)를 참조하면, 일정 이상으로 전류를 상승시키면 전압이 급격하게 감소하게 되므로 안정성이 떨어지며, 최대전력 추종을 비롯한 여러 과정에서 제어 시간의 한계가 존재한다.
따라서, 종래의 에너지 하베스팅의 경우, 일정한 전압원 또는 전류원으로 가정할 수 없어 상시 최대 전력의 송전을 유지하는 것이 어려우며, 에너지 변환 모듈과 직접 연결된 장치인 경우 일부 전력이 소실된 상태로 전달될 수 밖에 없는 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정된 전력을 출력하기 위해 I-V특성(current-voltage characteristic)을 선형적으로 변환하는 DC-DC컨버터를 개시하며, 이를 통해 효율적인 에너지 발전을 도모하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 에너지 변환 시스템은, 외부에너지를 수집하여 전기에너지로 변환하는 복수의 에너지 변환 모듈; 및 상기 에너지 변환 모듈로부터 제공되는 직류 전력의 전압 레벨을 조절하며 각 에너지 변환 모듈마다 연결되는 DC-DC 컨버터;를 포함하되, 상기 DC-DC 컨버터는 벅(buck) 컨버터로 구성되며, 상기 DC-DC컨버터의 출력단에서 측정되는 I-V특성(current-voltage characteristic)은, DC-DC 컨버터를 구성하는 회로의 한계 전류용량에 다다르기 전까지 DC-DC컨버터의 출력단 전압이 강하되면 출력단 전류가 반비례하여 상승하는 I-V곡선을 갖도록 설계된 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 DC-DC컨버터는, 상기 DC-DC컨버터의 입력단의 전력이 일정하게 유지되도록 설계된 피드백루프를 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 피드백루프는, 기 설정된 기준전압 및 입력단의 전압 간의 차이를 기초로 상기 DC-DC컨버터의 듀티비(duty ratio)를 조절하여 입력단 전압이 상기 기준전압을 추종하도록 설계된 것이며, 입력단 전압이 기준전압을 추종함에 따라 입력단 전류가 결정됨으로써 입력단의 전력이 기설정된 범위 내에서 일정하게 유지되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 출력단에 연결된 부하의 값의 변화에 따라 상기 출력단의 전류가 변하는 경우, 상기 출력단의 전압은, 상기 출력단의 전류 및 전압의 곱이 상기 입력단의 전류 및 전압의 곱과 동일하도록 변하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 에너지 변환 모듈이 직렬로 연결되어 에너지 변환 레이어를 구성하는 경우, 상기 에너지 변환 레이어의 출력단의 I-V특성은 각 에너지 변환 모듈 별 I-V특성과 대응하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에너지 변환 레이어의 I-V특성에 따른 상기 에너지 변환 레이어의 P-V곡선(power- voltage curve)은, 하나의 극대점을 갖도록 형성되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 극대점의 전압을 기준으로, P-V곡선 내 전압이 더 강하되는 구간에 대한 기울기의 절대값은, 전압이 더 상승되는 구간에 대한 기울기의 절대값보다 작은 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 P-V곡선 내 전압이 더 강하되는 구간에 대한 기울기의 절대값은 0(zero)이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에너지 변환 레이어의 출력단의 전압이, 상기 극대점의 전압과 동일하거나 더 작은 전압으로 구동되더라도 상기 에너지 변환 레이어는 동일한 전력을 출력하며, 출력하는 전력은 최대 전력에 대응하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 DC-DC컨버터의 동작에 따라, 상기 에너지 변환 레이어에 의하여 생성되는 전력은 일정하게 유지되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 에너지 변환 시스템은, 상기 DC-DC 컨버터로부터 출력되는 전기에너지를 저장하는 배터리;를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 변환을 통해 공급하는 발전 전력을 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 최대전력 추종을 비롯한 각 종 프로세스에 있어 신속한 수행이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 최대전력 추종을 비롯한 각 종 프로세스에 있어 특정 값 이상으로 어느 전류가 요구되어도 한계용량 안에서 대응이 가능하므로 안정적이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 변환을 통하여 최대 전력을 상시 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터는, 벅 컨버터로 구성되어 전압의 발산이 없는 안정적인 I-V특성을 토대로 프로세스를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터는, 다양한 인버터와 호환이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터는, 벅 컨버터를 기본으로 하므로 프로세서의 요구치나 부품 개수 등의 절감 효과를 기대할 수 있어 저가로 구현이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터는, 태양광 배터리 충전, 풍력 발전 등 다양한 신재생에너지 산업에 적용이 가능하다.
도 1은 종래 태양광 발전소의 패널 간 편차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 에너지 변환 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터의 피드백루프를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터에 의한 에너지 변환 모듈의 I-V특성을 설명하기 위한 그래프의 예시도다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 배터리 충전을 설명하기 위한 그래프의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 에너지 변환 레이어의 전기적 특성을 설명하기 위한 그래프의 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "에너지 변환 시스템"이란, 주위에서 일어나는 기계, 전기, 화학 작용을 비롯한 다양한 외부 요인을 통해, 전기적인 에너지를 생성하는 장치의 총체를 의미한다. 예를 들어, 자동차 내에서 에너지를 생성하고 배터리를 저장하거나, 그 외의 다양한 발전기에서 에너지를 생성하는 모든 시스템을 의미한다.
대표적으로, 주위에서 수집되는 자연에너지를 전기에너지로 전환시켜 수확하는 에너지 하베스팅 시스템(energy harvesting system)을 예로 들 수 있으며, 산업용 및 가정용 설비를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전 시스템인 경우, 독립형과 계통(grid)연계형 시스템을 모두 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 외부 요인에 의해 수집되어 재생에너지로 활용되는 외부에너지는, 신체에너지, 전기에너지, 광에너지, 진동에너지, 열에너지, 전자파에너지, 중력에너지, 위치에너지 등 그 종류가 제한되는 것은 아니나, 설명을 위해 대표적으로 태양광 발전 시스템을 중심으로 기술하도록 한다.
본 명세서에서 "I-V 특성(current-voltage characteristic)"이란, 전자 장치의 작동 특성을 나타내는 정보 중 하나로서, 회로 안에서 일어나는 전류와 전압의 관계를 시각적으로 보여주는 그래픽 곡선의 집합인 I-V곡선(current-voltage curve)으로 표현될 수 있다. 대표적으로, 본 발명에서는 DC-DC컨버터의 출력단에서의 전기적 특성을 정의하는 요소 중 하나로 활용된다.
본 명세서에서 "P-V 특성(current-voltage characteristic)"이란, 전자 장치의 작동 특성을 나타내는 정보 중 하나로서, 회로 안에서 일어나는 전력과 전압의 관계를 시각적으로 보여주는 그래픽 곡선의 집합인 P-V곡선(current-voltage curve)으로 표현될 수 있다. 대표적으로, 본 발명에서는 DC-DC컨버터의 출력단에서의 전기적 특성을 정의하는 요소 중 하나로 활용된다.
이하, 첨부된 도면을 활용하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 에너지 변환 시스템의 구조도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 에너지 변환 시스템은, 에너지 변환 모듈(100) 및 DC-DC컨버터(200)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르는 에너지 변환 모듈(100)은 주위의 외부에너지를 수집하여 전기에너지로 변환하는 장치이다. 예를 들어, 태양광 발전 시스템인 경우, 광전효과를 통해 전기를 생산하는 셀 단위의 "태양전지"일 수 있다. 바람직하게는, 복수의 태양전지가 종과 횡으로 연결되어 조립된 모듈 단위의 "태양광 패널"일 수 있다.
일 실시예에 따르는 에너지 변환 모듈(100)은 적어도 하나 이상의 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전 시스템의 경우, 복수의 에너지 변환 모듈(100)이 직렬로 연결되어 어레이(array) 단위인 "에너지 변환 레이어"의 형태로 구축될 수 있다.
일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터(200)는 각각의 에너지 변환 모듈(100)과 연결되어 이들로부터 제공되는 직류 전력의 전압 레벨을 조절한다. 예를 들어, 태양광 발전 시스템의 경우, DC-DC컨버터(200)는 단위용량에 따라 모듈화되어 시스템 내 설치된 태양광 패널(100) 각각과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터(200)는, 생산된 전기에너지를 전달하는 장치에 따라 입력되는 전압(Vin)을 미리 결정된 출력 전압(Vout)으로 변환한다. 예를 들어, 독립형 태양광 발전 시스템의 경우, 연결되는 배터리에 맞는 DC전압으로 승압 또는 강압시키거나, 계통연계형인 경우, 발전된 전력이 전력계통에 맞도록 안정화된 DC전원으로 변환시킨다.
그러나, 태양광 발전의 경우, 태양의 각도나 먼지와 같은 외부 요소에 의해 전압원 및 전류원의 변동 가능성이 높으며, 이에 따라 DC전원의 출력이 상시 일정하도록 동작하는 데 한계가 존재한다.
이러한 한계를 극복하고자, 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터(200)는, DC-DC컨버터(200)의 입력단에서의 전력이 일정하게 유지되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, DC-DC컨버터(200)는, 출력단의 전압(Vout)이 아닌 입력단의 전압(Vin)을 제어하는 피드백루프가 형성될 수 있다. 여기서 일정하게 유지되는 전력은, 에너지 변환 모듈(100)을 통해 단위 시간 동안 생성하고자 하는 목표전력을 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터의 피드백루프를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, DC-DC컨버터(200)는 피드백루프(210)를 포함하며, 피드백루프(210)는, 입력단의 전압(Vin)과 기 설정된 기준전압(Vref) 간의 차이를 기초로 DC-DC컨버터의 듀티비(duty ratio)를 조절하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 피드백루프(210)는 각 DC-DC컨버터(200) 별 입력단의 전압(Vin)과 기준전압(Vref)의 차이를 산출하고 이들을 합산하는 연산회로를 포함할 수 있다. 연산회로로부터 산출된 값은 증폭되어 컨트롤러에 전달될 수 있다. 컨트롤러는 전달받은 차이값을 보정하도록 PWM(Pulse Width Modulation)신호의 듀티를 제어할 수 있으며, 이에 따라 입력단에 걸리는 전압(Vin)은 기준전압(Vref)으로 지속적으로 추종될 수 있다. 예를 들어, 전압(Vin)이 기준전압(Vref)보다 낮게 측정된 경우 듀티비를 줄여서 전압(Vin)을 높일 수 있도록 하고, 전압(Vin)이 기준전압(Vref)보다 높게 측정된 경우 듀티비를 증가시켜 전압(Vin)을 낮추도록 제어될 수 있다. 이러한 과정을 통해 입력단 전압(Vin)은, 기준전압(Vref)을 기준으로 기 설정된 범위 이내에서 변하게 되며, 실질적으로 일정하게 고정된다고 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, DC-DC컨버터(200)는 벅(buck) 컨버터로 구성될 수 있다. 벅 컨버터는 입력전압 보다 낮은 전압을 필요로 할 때 사용되는 전압 강압 컨버터(step-down converter)로, 전압의 발산이 없는 I-V특성이 나타나므로 안정적이다. 따라서, 다양한 인버터와의 호환이 가능하다. 또한, 상대적으로 덜 복잡한 구조로서 간단하게 구현할 수 있어 저가로 제작이 가능한 장점이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 벅 컨버터의 입력단에 전압(Vin)이 걸리면, Vin보다 낮은 전압이 벅 컨버터의 출력단에 출력된다. 전술한 실시예에서, 입력단의 전압(Vin)은 기준전압(Vref)으로 실질적으로 고정되므로, 벅 컨버터의 출력단에 걸리는 전압(Vout)은 기준전압(Vref)보다 작은 전압이다.
전술한대로, DC-DC컨버터(200)의 입력단 전압(Vin)이 기준전압(Vref)을 추종함에 따라, 입력단에 흐르는 전류(Iin) 또한 기준전압(Vref) 에 대응하는 전류(IA)로 결정된다. 즉, 입력단의 전류(Iin) 또한 특정 범위 이내로만 변화되며 실질적으로 일정하게 고정된다. 이에 따라 DC-DC컨버터(200)의 입력단에 발생하는 전력이 목표전력으로 일정하게 유지됨으로써, 전력 역시 고정되는 결과를 도출하게 된다.
에너지 보존에 따라, DC-DC컨버터(200) 내 입력단에서의 전력과 출력단에서의 전력은 동일하게 유지되므로, 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref) 이하인 경우, 출력단의 전력(P)은 아래의 수식으로 정의할 수 있다.
[수학식1]
Figure 112022034868759-pat00001
즉, 입력단의 전압(Vref)이 일정하게 유지됨에 따라 출력단의 전력(P) 또한 일정하게 유지된다. 따라서, 출력단에 연결된 부하의 값의 변화에 따라 출력단에 흐르는 전류(Iout)가 변하는 경우, 출력단에 걸리는 전압(Vout)은 급격히 변하는 것이 아니라, 전류에 반비례하여 변하게 된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터(200)는, 출력단에 흐르는 전류가 변하더라도 회로의 한계 용량 안이라면 그 값이 얼마이던지 간에 대응이 가능하며, 출력하는 전력을 일정하게 유지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기준전압(Vref)은, 최대전력추종 지점(maximum point, MP)에 대응하는 최대전압(VMP)이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, DC-DC컨버터(200)는, 기 설정된 주기마다 최대전력 추종(Maximum Power Point Tracking, MPPT)을 수행하여 최대전력(PMP)을 도출하고 이에 대응하는 최대전압(VMP)을 기준전압(Vref)으로 설정하여 피드백루프(210) 측으로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, DC-DC컨버터(200)는 인버터(미도시)와 연결되어 있으며, 기 설정된 주기마다 인버터로부터 MPPT에 따른 최대전압(VMP)을 피드백 받아 기준전압(Vref)으로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, DC-DC컨버터(200)의 출력단의 전압 및 전류와 입력단의 전압 및 전류 중 적어도 둘 이상의 인자가 반영되어 기준전압(Vref)이 설정될 수 있으며, 이는 최대전력 추종에 의한 최대전압(VMP)을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 입력원이나 출력원의 급작스런 변화에 의한 영향을 최소화하기 위해, DC-DC컨버터(200)의 피드백루프(210)의 수행 주기는 최대전력 추종의 수행 주기보다 빠르게 설정될 수 있으며, 이에 따라 안정적으로 입력단에 걸리는 전압(Vin)이 유지될 수 있다.
전술한 DC-DC컨버터(200)의 피드백루프(210)를 통해 출력단에서 측정되는 I-V특성은, 도 4에서 점선으로 예시된 I-V곡선으로 표현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터의 I-V특성을 설명하기 위한 그래프의 예시도다.
먼저, 도 4의 실선에 해당하는 I-V곡선은, 도 1에 도시된 바와 같이 종래 태양광 패널의 전기적 특성을 나타내는 그래프와 같다. 이를 P-V곡선으로 변환하면, 극대점 이하의 전압에서는 전력이 일정하게 감소하는 곡선을 그리게 된다. 또한, 종래의 I-V곡선을 살펴볼 때, 종래 태양광 발전 시스템에서는 일정 이상의 전류를 인가하면 전압이 급격하게 감소하는 문제가 발생하게 된다.
반면, 도 4의 점선에 해당하는 I-V곡선은, 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC컨버터(200)에 의해 출력되는 태양광 패널의 전기적 특성이다. 구체적으로, DC-DC컨버터(200)의 출력단에서 측정되는 I-V특성은, 회로의 한계 전류용량에 다다르기 전까지 DC-DC컨버터(200)의 출력단 전압이 강하되면 출력단 전류가 반비례하여 상승하는 I-V곡선을 갖도록 설계된 것이다. 실질적으로, 도 4와 같이 전류가 전압 강하에 따라 무한대로 상승하지는 않을 것이며, 회로의 한계 전류용량에 다다를 때에는 전류가 특정값으로 SATURATION 될 수 있다.
점선과 같은 I-V곡선을 가지기 위해서, 전술한 바와 같이 DC-DC컨버터(200)는 입력단의 전력이 일정하게 유지되도록 설계된 피드백루프(210)를 가진다. 피드백루프(210)를 통해 입력단의 전압(Vin)이 기준전압(Vref)을 지속적으로 추종하도록 제어됨으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력단의 전압(Vin)및 입력단의 전류(IA)가 특정 값(범위)으로 고정되는 결과로 이어지게 된다. 이에 따라 입력단 전력이 일정하게 유지되며, 출력단에서의 전력 또한 입력단 전력으로 일정하게 유지되어야 하므로, 기준전압(Vref)이하에 해당하는 I-V곡선은, 출력단에 걸리는 전압이 흐르는 전류에 반비례하도록 선형적으로 변환된다.
이러한 I-V곡선을 P-V곡선으로 변형하면, 기준전압(Vref)이하에서는 완만한 기울기를 가지게 된다. 즉, 일정한 전력을 출력하게 되다. 도 4와 같이, 기준전압(Vref)이 극대점에 대응하는 최대전압(VMP)으로 설정된 태양광 발전 시스템이라면, 최대전압 이하의 전압으로 유지만 하더라도 최대전력의 전기에너지를 지속적으로 송전할 수 있다.
혹여, 기준전압(Vref)이 최대전압(VMP)과 일치하지 않더라도, I-V곡선이 선형적으로 변환되었으므로, 보다 안정적인 MPPT가 수행될 수 있다. 예를 들어, 극대점을 찾는 과정에서 일정 이상의 전류를 인가한다 하더라도 전압이 급격하게 떨어지는 현상은 발생하지 않는다.
한편, 일 실시예에 따르는 에너지 변환 시스템은, DC-DC 컨버터(200)로부터 출력되는 전기에너지를 저장하는 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 대표적으로, 태양광 패널에 연결되거나 차량의 엔진에서 발생하는 전자기유도에 의해 충전되는 각 종 가정용, 산업용 배터리를 예로 들 수 있으며, 이에 관하여 도 5를 통해 종래와의 차이점에 대해 기술하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 배터리 충전을 설명하기 위한 그래프의 예시도이다.
도 5(a)는 종래의 태양광 패널(셀)을 직접 연결하여 배터리를 충전할 때 이를 나타내는 P-V곡선의 예시이다. 이 경우, 태양광을 이용하여 배터리를 충전할 수는 있으나, 매시간 태양광 패널이 출력 가능한 최대전력(MP지점)에서 △ P만큼 전력이 소실된 채로 충전된다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터(200)를 연결한 후 배터리를 충전시키게 되면, 도 5(b)의 P-V곡선이 획득된다. 따라서, 배터리의 충전전압(VBAT)이 최대전압(VMP)보다 작게 설정만 되었다면, 단위시간당 최대전력(PMP)의 전기에너지가 배터리에 저장될 수 있어, 최대 효율의 배터리 충전을 이룩할 수 있다.
한편, 계통과 연계된 태양광 발전소의 경우, 일반적으로 수십 개의 태양광 패널이 직렬로 연결된 상태로 설치되어 있으며, 그림자, 이물질, 파손 등 패널에 가해질 여러가지 원인으로 각 패널 간 편차가 발생한다. 도 1에 나와있듯이, 이러한 경우, 다수의 극대점을 가지는 I-V곡선이 형성되어, MPPT의 지연과 부정확을 초래한다.
이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 시스템은, 복수의 에너지 변환 모듈(100)이 직렬로 연결된 에너지 변환 레이어를 포함할 수 있다. 이 때, 각각의 에너지 변환 모듈(100) 별로, 일 실시예에 따르는 DC-DC컨버터(200)가 연결되어 있으며, 이를 통해 위에서 서술한 종래의 문제점을 해결한다.
일 실시예에 따르면, 도 6과 같이, 에너지 변환 레이어의 출력단의 I-V특성은 각 에너지 변환 모듈(100) 별 I-V특성과 대응토록 생성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 에너지 변환 레이어의 전기적 특성을 설명하기 위한 그래프의 예시도이다.
도 6(a)는 그림자, 편차를 보이는 N개의 에너지 변환 모듈(100, PV1-PVN) 별 직류 전력이 DC-DC컨버터(200)를 통과함에 따라 각 컨버터의 출력단에서 측정되는 I-V곡선이다. 각 I-V곡선은 극대점 이하에서 전압이 강하하면 전류가 상승하는 반비례 형태를 취하게 되었다.
각 I-V곡선이 직렬로 연결되면, 도 6(b)의 그래프를 통해 결합되어, 도 6(c)와 같이 에너지 변환 레이어에 대한 I-V곡선으로 구현된다. 도 6(c)에 나와 있듯이, 에너지 변환 레이어의 I-V곡선 또한 에너지 변환 모듈(100)의 I-V특성과 마찬가지로 극대점 이하에서는 반비례 상승 곡선을 이루고 있다.
일 실시예에 따르면, 각 DC-DC컨버터(200)의 입력단에 걸리는 전압은 실질적으로 고정되며, 이에 따라 에너지 변환 레이어의 I-V곡선의 극대점의 전압 또한 고정된다. 예를 들어, 극대점의 전압은 각 DC-DC컨버터(200)의 입력단의 전압들의 합에 기초하여 결정될 수 있다. DC-DC컨버터(200)에서의 원리와 마찬가지로, 극대점의 전압이 고정되면 에너지 변환 레이어의 출력단의 전력이 고정되므로, 극대점 이하에서는 반비례 상승하는 선형적인 곡선을 취하게 된다.
한편, 에너지 변환 레이어에 대한 P-V곡선은 도 6(d)와 같이 구현된다. 즉, 종래와 같은 여러 개의 극대점이 아닌 하나의 극대점을 갖도록 형성된다. 이로써, 그림자, 이물질 등 다양한 원인에 의해 에너지 변환 모듈 간 편차가 발생한다 하더라도, 하나의 극대점만 추종하면 되므로, 신속하고 정확한 MPPT를 도모할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에너지 변환 레이어에 대한 P-V곡선의 극대점의 전압을 기준으로, P-V곡선 내 전압이 더 강하되는 구간에 대한 기울기의 절대값은, 전압이 더 상승되는 구간에 대한 기울기의 절대값보다 작은 것이다. 즉, I-V곡선이 극대점 이하일 때 반비례 상승곡선의 선형적인 형태를 취하므로, I-V곡선의 면적인 P에 대해서는 완만한 기울기를 가지게 되는 것이다.
일 실시예에 따르면, P-V곡선 내 전압이 더 강하되는 구간에 대한 기울기의 절대값은, 0이 바람직하다. 이러한 경우, 에너지 변환 레이어의 출력단에 걸리는 전압이, 극대점의 전압과 동일하거나 더 작은 전압으로 구동된다 하더라도 에너지 변환 레이어는 동일한 전력을 출력할 수 있으며, 바람직하게는 최대전력을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 에너지 변환 모듈(100)에 연결된 DC-DC컨버터(200)는 벅 컨버터로 구성되므로 전압 강하가 이루어지며, 이에 따라 에너지 변환 레이어의 출력단에는 극대점의 전압 이하의 전압이 걸리게 된다. 따라서, 에너지 변환 레이어에 의하여 생성되는 전력은 상시 일정하게 유지된다.
일 실시예에 따르면, 에너지 변환 레이어 내 각각의 DC-DC컨버터(200)는 기 설정된 주기마다 MPPT를 수행하여 최대전력을 도출하고 이에 대응하는 최대전압을 피드백할 수 있다. 또는, 에너지 변환 레이어는 인버터와 연결되어 있으며, 기 설정된 주기마다 인버터로부터 MPPT에 따른 최대전압을 피드백 받을 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 피드백되는 최대전압은 각 에너지 변환 모듈(100)과 연결된 DC-DC컨버터(200)의 피드백루프(210)에 반영되며, DC-DC컨버터(200)는 벅 컨버터이므로, 에너지 변환 레이어의 출력단에는 최대전압보다 작은 전압이 걸리게 된다. 이러한 경우, 상시 최대전력의 에너지를 송전할 수 있게 된다.
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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 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.
100: 에너지 변환 모듈
200: DC-DC컨버터
210: 피드백루프

Claims (11)

  1. 에너지 변환 시스템에 있어서,
    외부에너지를 수집하여 전기에너지로 변환하는 복수의 에너지 변환 모듈; 및
    상기 에너지 변환 모듈로부터 제공되는 직류 전력의 전압 레벨을 조절하며 각 에너지 변환 모듈마다 연결되는 DC-DC 컨버터;를 포함하되,
    상기 DC-DC 컨버터는 벅(buck) 컨버터로 구성되며,
    상기 DC-DC컨버터의 출력단에서 측정되는 I-V특성(current-voltage characteristic)은, DC-DC 컨버터를 구성하는 회로의 한계 전류용량에 다다르기 전까지 DC-DC컨버터의 출력단 전압이 강하되면 출력단 전류가 반비례하여 상승하는 I-V곡선을 갖도록 설계된 것이고,
    상기 DC-DC컨버터는, 상기 DC-DC컨버터의 입력단의 전압을 기 설정된 기준전압으로 고정시키는 피드백루프를 포함하며, 상기 피드백루프에 의해 상기 I-V특성이 구현됨으로써 상기 DC-DC컨버터의 출력단의 전력이 목표전력으로 일정하게 유지되는 것인, 에너지 변환 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 피드백루프는, 상기 기준전압 및 입력단의 전압 간의 차이를 기초로 상기 DC-DC컨버터의 듀티비(duty ratio)를 조절하여 입력단 전압이 상기 기준전압을 추종하도록 설계된 것이며,
    입력단 전압이 기준전압을 추종함에 따라 입력단 전류가 결정됨으로써 입력단의 전력이 기설정된 범위 내에서 일정하게 유지되는 것인, 에너지 변환 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 출력단에 연결된 부하의 값의 변화에 따라 상기 출력단의 전류가 변하는 경우,
    상기 출력단의 전압은, 상기 출력단의 전류 및 전압의 곱이 상기 입력단의 전류 및 전압의 곱과 동일하도록 변하는 것인, 에너지 변환 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    복수의 에너지 변환 모듈이 직렬로 연결되어 에너지 변환 레이어를 구성하는 경우,
    상기 에너지 변환 레이어의 출력단의 I-V특성은 각 에너지 변환 모듈 별 I-V특성과 대응하는 것인, 에너지 변환 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 에너지 변환 레이어의 I-V특성에 따른 상기 에너지 변환 레이어의 P-V곡선(power- voltage curve)은, 하나의 극대점을 갖도록 형성되는 것인, 에너지 변환 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 극대점의 전압을 기준으로, P-V곡선 내 전압이 더 강하되는 구간에 대한 기울기의 절대값은, 전압이 더 상승되는 구간에 대한 기울기의 절대값보다 작은 것인, 에너지 변환 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 P-V곡선 내 전압이 더 강하되는 구간에 대한 기울기의 절대값은 0인, 에너지 변환 시스템.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 에너지 변환 레이어의 출력단의 전압이, 상기 극대점의 전압과 동일하거나 더 작은 전압으로 구동되더라도 상기 에너지 변환 레이어는 동일한 전력을 출력하며, 출력하는 전력은 최대 전력에 대응하는 것인, 에너지 변환 시스템.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 DC-DC컨버터의 동작에 따라, 상기 에너지 변환 레이어에 의하여 생성되는 전력은 일정하게 유지되는 것인, 에너지 변환 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터로부터 출력되는 전기에너지를 저장하는 배터리;를 더 포함하는, 에너지 변환 시스템.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190101672A (ko) * 2018-02-23 2019-09-02 우석대학교 산학협력단 최대전력점 추종 제어를 위한 태양광 발전 시스템
KR20210125834A (ko) * 2020-04-09 2021-10-19 가천대학교 산학협력단 다수개의 태양광 모듈이 직렬 연결된 태양광 발전 시스템의 성능 향상을 위한 차동 전력변환기 및 그것을 이용한 전력제어장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1141832A (ja) * 1997-07-17 1999-02-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 太陽電池発電システム及び方法
KR101452776B1 (ko) * 2013-07-10 2014-12-17 엘에스산전 주식회사 태양광 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190101672A (ko) * 2018-02-23 2019-09-02 우석대학교 산학협력단 최대전력점 추종 제어를 위한 태양광 발전 시스템
KR20210125834A (ko) * 2020-04-09 2021-10-19 가천대학교 산학협력단 다수개의 태양광 모듈이 직렬 연결된 태양광 발전 시스템의 성능 향상을 위한 차동 전력변환기 및 그것을 이용한 전력제어장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Qi Gao et al., A direct current-voltage measurement method for smart photovoltaic modules with submodule level power optimizers, Solar Energy, Volume 167, June 2018, Pages 52-60(2018.04.04.)* *

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