KR200466061Y1 - 고효율 태양광 발전장치용 인버터타워 - Google Patents

고효율 태양광 발전장치용 인버터타워 Download PDF

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KR200466061Y1 KR2020120009703U KR20120009703U KR200466061Y1 KR 200466061 Y1 KR200466061 Y1 KR 200466061Y1 KR 2020120009703 U KR2020120009703 U KR 2020120009703U KR 20120009703 U KR20120009703 U KR 20120009703U KR 200466061 Y1 KR200466061 Y1 KR 200466061Y1
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이창수
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Abstract

본 고안은 프레임(10)(10')(10")에 지지되는 것으로서 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양광모듈(20)(20')(20")과, 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 다수의 인버터(30)(30')(30")와, 상기 태양광모듈(20)(20')(20")에서 발생된 DC 전력을 상기 인버터(30)(30')(30")로 공급하는 다수의 접속반회로(40)(40')(40")를 포함하는 태양광 발전장치에 적용되는 것으로서, 다수의 인버터(30)(30')(30")를 통합관리하기 위하여, 박스형태의 타워몸체(110) 및 다수의 인버터(30)(30')(30")가 각각 수납되는 다수의 인버터수납부(120)(120)(120')를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

고효율 태양광 발전장치용 인버터타워{INVERTER TOWER FOR PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION APPARATUS}
본 고안은 고효율 태양광 발전장치용 인버터타워에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고효율 태양광발전을 가능하게 하기 위한 다수개의 인버터를 통합관리할 수 있는 태양광 발전장치용 인버터타워에 관한 것이다.
태양광 발전장치란, 다수개의 태양광모듈을 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 장치로, 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없고 유지관리가 용이하고 수명이 길기 때문에 새로운 에너지원으로 각광받고 있다. 태양광 발전장치는 소형의 태양광모듈을 여러개 직렬 또는 병렬로 연결하여 구현되기 때문에 특정 구조물에 설치되어 소규모 발전이 가능하다.
이러한 태양광발전장치는, 태양광으로터 DC 전력을 생산하는 태양광모듈과, 입력되는 DC전력을 AC 전력으로 변환하는 인버터와, 태양광모듈에서 발생된 DC전력을 인버터로 공급하는 접속반으로 구성된다. 통상적으로 3KW 급의 태양광발전을 하고자 할 경우, 3KW 규격의 태양광모듈 및 인버터를 사용한다. 현재 3KW급의 태양광 발전장치에 있어, DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 전력변환효율은 96% 전후이다.
한편 대용량의 태양광발전을 하고자 할 경우, 다수개의 태양광모듈을 채용하고, 다수개의 태양광모듈에서 발생된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하기 위한 대용량의 인버터를 사용한다.
그런데 대용량 인버터의 경우, DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 변환효율이 떨어진다. 예를 들면 30KW 급의 태양광 발전장치에 채용되는 인버터의 경우, DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 전력변환효율이 93% 정도이다. 이는 대용량 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 과정에서 많은 열이 발생하고, 또한 인버터를 구성하는 부품들이 대용량 전력에 대하여 충분한 전기적 내구성을 확보하기가 어렵기 때문이다.
따라서 대용량 태양광 발전을 하기 위하여, 큰 용량의 인버터를 채용하는 것보다 소용량 인버터를 다수개 채용하는 것이 전력변환효율은 높일 수 있다.
그런데 소용량 인버터를 다수개 채용할 경우, 그들 인버터를 관리하기 위한 관리부담이 늘어난다라는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다수개의 소용량 인버터를 통합관리할 수 있도록 하여 관리부담을 최소화할 수 있는 고효율 태양광 발전장치용 인버터타워를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안의 다른 목적으로, 다수의 인버터에서 발생하는 열을 외부로 배출시켜 태양광 발전효율을 극대화시킬 수 있는 고효율 태양광 발전장치용 인버터타워를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 태양광 발전장치용 인버터타워는, 프레임(10)(10')(10")에 지지되는 것으로서 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양광모듈(20)(20')(20")과, 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 다수의 인버터(30)(30')(30")와, 상기 태양광모듈(20)(20')(20")에서 발생된 DC 전력을 상기 인버터(30)(30')(30")로 공급하는 다수의 접속반회로(40)(40')(40")를 포함하는 태양광 발전장치에 적용되는 것으로서, 상기 다수의 인버터(30)(30')(30")를 통합관리하기 위하여, 박스형태의 타워몸체(110) 및 상기 다수의 인버터(30)(30')(30")가 각각 수납되는 다수의 인버터수납부(120)(120)(120'); 상기 다수의 인버터수납부(120)(120)(120')의 배면측에 형성된 냉각구멍(121)과 연결되는 것으로서 상기 타워몸체(110)의 상하단에 입출구(130a)(130b)를 가지는 덕트(130); 및 상기 덕트(130)에 설치되어 그 덕트(130) 내부에서 공기의 흐름을 발생시키는 팬(140);을 포함하고, 상기 덕트(130)는 땅속에 "U" 자 형태로 매설된 지냉덕트(131)의 일단과 연결되고, 상기 지냉덕트(131)의 타단은 지면으로 돌출되어 그 지냉덕트(131) 내부로 비나 눈이 들이치는 것을 차단하는 탈기관(132)과 연결되는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 고안에 있어서, 상기 타워몸체(110)에 형성되는 것으로서, 상기 접속반회로(40)(40')(40")가 설치되는 접속반수납부(150)를 더 포함한다.
본 고안에 있어서, 상기 타워몸체(110)의 상부에 형성된 것으로서, 상기 타워몸체(110) 내부로 비가 들이치는 것을 방지하기 위한 지붕(170)을 더 포함한다.
삭제
삭제
본 고안에 따르면, 다수의 인버터가 모두 설치됨으로써 통합관리가 가능하여 관리부담을 최소화할 수 있다.
또한 다수의 인버터에서 발생하는 열을 덕트 및 팬을 통하여 외부로 배출시킴으로서 인버터들을 효과적으로 냉각시킬 수 있어 고효율 태양광 발전을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 태양광 발전장치용 인버터타워의 사시도,
도 2는 도 1의 인버타타워가 적용되는 태양광 발전장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도 1의 인버터타워에 형성된 인버터수납부, 접속반수납부 및 범용수납부를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 인버터타워에 있어 인버터수납부를 연결하는 덕트를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 3의 인버터타워에 있어 땅속에 매설된 지냉덕트를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 고안에 따른 태양광 발전장치용 인버터타워를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 태양광 발전장치용 인버터타워의 사시도이고, 도 2는 도 1의 인버타타워가 적용되는 태양광 발전장치의 구성을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 태양광 발전장치용 인버터타워는, 프레임(10)(10')(10")에 지지되는 것으로서 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양광모듈(20)(20')(20")과, 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 다수의 인버터(30)(30')(30")와, 태양광모듈(20)(20')(20")에서 발생된 DC 전력을 상기 인버터(30)(30')(30")로 공급하는 다수의 접속반회로(40)(40')(40")를 포함하는 태양광 발전장치에 적용된다.
본 고안에 따르면 인버터타워(100)는, 다수의 인버터(30)(30')(30")를 통합관리하기 위하여, 다수의 인버터(30)(30')(30")가 모두 일체로 내장된 구조를 가진다.
태양광모듈(20)(20')(20")에서 발생되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 인버터의 전력변환효율은 인버터의 용량이 작을때가 더 크다. 따라서 고효율 발전을 위하여, 대용량 인버터를 사용하는 것보다 소용량 인버터를 다수개 사용하는 것이 좋다. 이러한 소용량 인버터는 다수개 채용되어야 하기 때문에 인버터타워(100)에 모두 내장하여 통합관리하는 것이다.
태양광모듈(20)(20')(20")은 다수의 태양전지셀로 이루어진 패널이 가로 및 세로 방향으로 연결되어 구현된다. 이러한 태양광모듈(20)(20')(20")은 3KW 급의 전력을 생산하는 것을 채용한다. 참고적으로 현재 시판되는 태양광모듈은 광변환효율(Conversion Efficiency)은 15~17% 정도이다.
인버터(30)(30')(30")은 태양광모듈(20)(20')(20")과 동일 개수로서 각각 입력되는 DC 전력을 가정에서 사용할 수 있는 AC 전력으로 변환하며, 3KW 규격제품을 사용한다. 이러한 인버터(30)(30')(30")는 생산된 전력을 사용하지 않을 때 한전으로 보낼 수 있도록 한전의 상용 전력선과 연결되어 있고, 따라서 태양광모듈에서 생산된 전력을 사용하지 않을 경우 한전으로 보내어진다.
인버터(30)(30')(30")의 배면에는 도 3에 도시된 바와 같이 방열부(31)(31')(31")가 형성되어 있으며, DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 도중에 발생되는 열은 방열부(31)(31')(31")를 통하여 방열된다.
접속반회로(40)(40')(40")는 태양광모듈로부터 나오는 많은 배선의 결선작업에 있어 편의성을 제공한다. 이때 접속반회로(40)(40')(40")는 태양광모듈(20)(20')(20")에서 발생된 DC 전력을 인버터(30)(30')(30")로 흐르게 하지만, 반대로 인버터(30)(30')(30")를 통하여 전력이 인가될 때 태양광모듈(20)(20')(20")로 흐르지 못하게 하여 태양광모듈이 파손되는 것을 방지한다.
상기한 인버터(30)(30')(30") 및 접속반회로(40)(40')(40")는 태양광모듈(20)(20')(20") 각각에 연결되어 동일한 개수를 이룬다.
도 3은 도 1의 인버터타워에 형성된 인버터수납부, 접속반수납부 및 범용수납부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 인버터타워에 있어 인버터수납부를 연결하는 덕트를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 인버터타워(100)는, 박스형태의 타워몸체(110)와, 다수의 인버터(30)(30')(30")가 각각 수납되는 다수의 인버터수납부(120)(120)(120')와, 다수의 인버터수납부(120)(120)(120')의 배면측과 연결되는 것으로서 타워몸체(110)의 상하단에 입출구(130a)(130b)를 가지는 덕트(130)와, 덕트(130)에 설치되어 그 덕트(130) 내부에서 공기의 흐름을 발생시키는 팬(140)과, 접속반회로(40)(40')(40")가 설치되는 접속반수납부(150)와, 기타 다른 부품이나 제어부가 설치되는 범용수납부(160)와, 타워몸체(110)의 상부에 형성된 것으로서 타워몸체(110) 내부로 비나 눈이 들이치는 것을 방지하기 위한 지붕(170)과, 다수의 인버터(30)(30')(30")에서 발생되는 전력값을 비교하는 비교부(180)와, 상기 비교부(180)에서 비교된 상기 인버터(30)(30')(30")의 전력값중 설정값 이상의 차이가 발생할 때 경고신호를 발생하는 경고신호발생부(190)를 포함한다.
타워몸체(110)는 모든 면에 인버터(30)(30')(30")를 설치할 수 있도록 정사각형 타워형태로 되는 것이 바람직하다.
인버터수납부(120)(120')(120") 각각은 인버터(30)(30')(30")가 각각 설치되는 것으로서, 타워몸체(110)의 표면에서 함몰된 형태로 구현되거나, 타워몸체(110)의 표면에서 돌출되는 브라켓으로 구현될 수 있다. 본 실시예에서 인버터수납부는 타워몸체(110)의 표면에서 함몰된 형태로 된 것으로 예시하여 설명한다.
인버터수납부(120)(120')(120")의 내측에는 덕트(130)와 연결되는 냉각구멍(121)이 형성되어 있다. 냉각구멍(121)은 인버터의 방열부(31)(31')(31")와 대응되게 위치되며, 방열부(31)(31')(31")에서 방열된 열은 덕트(130)를 따라 이송되는 공기에 실려져 외부로 배출된다.
덕트(130)는 타워몸체(110) 내부에서 다수개의 인버터수납부(120)(120')(120")의 냉각구멍(121)(121')(121")과 연결되게 설치된다.
팬(140)은 덕트(130) 내부에 음압을 발생하여 입구(130a)를 통하여 유입된 공기를 덕트(130) 내부를 흐르게 출구(130b)를 통하여 외부로 배출시킨다. 이러한 공기는 인버터수납부에 수납된 인버터(30)(30')(30")의 방열부(31)(31')(31")에 접촉되어 인버터로부터 발생되는 열을 외부로 방열시키는 것이다.
접속반수납부(150)는 태양광모듈(20)(20')(20") 각각과 연결되는 접속반회로(40)(40')(40")가 수납되는 공간을 형성한다. 이때 접속반수납부(150)에 접속반회로(40)(40')(40")가 수납됨으로써 태양광모듈로부터 나오는 많은 배선의 결선작업을 용이하게 할 수 있는 것이다.
범용수납부(160)는 기타 다른 부품이나 제어부(C)가 설치되는 공간을 형성한다. 이러한 범용수납부(160)에는 후술할 비교부(180) 및 경고신호발생부(190)가 내장된다.
지붕(170)은 비나 눈이 타워몸체(110) 내부로 들이치는 것을 방지하고, 특히 덕트(130)로 비나 눈이 들이치는 것을 방지한다. 일반적으로 인버터타워(100)가 설치되는 장소는 비나 눈을 피하기 위한 구조물이 없는 경우가 많기 때문에, 비나 눈이 인버터타워(100) 내부로 들이치는 것을 방지하기 위하여 지붕(170)이 설치되는 것이다. 특히 지붕(170)은 덕트의 출구(130a)로 비나 눈이 들이치는 것을 막아준다.
비교부(180)는 다수의 인버터(30)(30')(30")에서 발생되는 전력값을 비교하고, 경고신호발생부(190)는 비교부(90)에서 비교된 인버터(30)(30')(30")의 전력값중 설정값 이상의 차이가 발생할 때 경고신호를 발생한다. 이러한 경고신호는 경고음 또는 경고광으로도 출력되고, 또는 무선으로 관리자에게 송신될 수도 있다. 비교부(180) 및 경고신호발생부(190)에 의하여, 다수개의 인버터중 특정 인버터에서 이상이 발생하여 전력값에 차이가 있을 때 자동으로 경고신호를 발생함으로서 관리자가 이상 상황을 쉽게 알 수 있도록 하여 용이한 관리를 가능하게 할 수 있는 것이다.
비교부(180)는 다수의 인버터(30)(30')(30")에서 발생되는 전력값들을 상호 비교하여, 특정 인버터가 이상 작동 할 때 이를 감지하기 위한 것이다. 즉 특정 인버터에서 이상이 발생하면 발생되는 전력값이 정상적으로 작동하는 인버터와 달라지는데, 비교부(180)는 다수의 인버터(30)(30')(30")들에서 발생되는 전력값을 상호 비교함으로서 이상이 있는 특정 인버터를 감지할 수 있는 것이다. 즉 설정값은 정상적으로 작동되는 인버터와 비정상적으로 작동되는 인버터를 구별하기 위한 것이다.
경고신호발생부(190)는, 비교부(180)에서 상호 비교된 인버터(30)(30')(30")의 전력값들중, 특정 인버터에서 발생되는 전력값이 정상적으로 작동되는 다른 인버터들 각각에서 발생되는 전력값과 설정값 이상 차이가 발생할 때 경고신호를 발생한다.
이러한 경고신호는 경고음 또는 경고광으로도 출력되고, 또는 무선으로 관리자에게 송신될 수도 있다. 비교부(180) 및 경고신호발생부(190)에 의하여, 다수개의 인버터중 특정 인버터에서 이상이 발생하여 전력값에 차이가 있을 때 자동으로 경고신호를 발생함으로서 관리자가 이상 상황을 쉽게 알 수 있도록 하여 용이한 관리를 가능하게 할 수 있는 것이다.
도 5는 도 3의 인버터타워에 있어 땅속에 매설된 지냉덕트를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 덕트(130)는 땅속에 "U" 자 형태로 매설된 지냉덕트(131)의 일단과 연결되고, 지냉덕트(131)의 타단은 지면으로 돌출되어 그 지냉덕트(131) 내부로 비나 눈이 들이치는 것을 차단하는 탈기관(132)과 연결된다. 이때 탈기관(132)은 역"J"자 형태인 것이 바람직하다.
지하 2m 땅속은 1년 내내 15~20℃ 의 일정한 온도를 유지하며, 한여름 땅속에 매설된 지냉덕트(131)를 흐르는 공기는 별도의 에너지의 투입없이 외기온도보다 낮은 온도로 냉각될 수 있다.
이와 같이 본 고안의 인버터타워에 따르면, 다수의 인버터(30)(30')(30")가 모두 일체로 수납됨으로서 통합관리가 가능하여 관리부담을 최소화할 수 있다.
또한 다수의 인버터(30)(30')(30")에서 발생하는 열을 덕트(130) 및 팬(140)을 통하여 외부로 배출시킴으로서 인버터(30)(30')(30")들을 효과적으로 냉각시킬 수 있어 고효율 태양광 발전을 가능하게 할 수 있다.
본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10, 10', 10" ... 프레임 20, 20', 20" ... 태양광모듈
30, 30', 30" ... 인버터 31, 31', 31" ... 방열부
40, 40', 40" ... 접속반회로 50, 50', 50" ... 물공급라인
100 ... 인버터타워 110 ... 타워몸체
120, 120', 120" ... 인버터수납부 121, 121', 121" ... 냉각구멍
130 ... 덕트 140 ... 팬
150 ... 접속반수납부 160 ... 범용수납부
170 ... 지붕 180 ... 비교부
190 ... 경고신호발생부

Claims (6)

  1. 프레임(10)(10')(10")에 지지되는 것으로서 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양광모듈(20)(20')(20")과, 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 다수의 인버터(30)(30')(30")와, 상기 태양광모듈(20)(20')(20")에서 발생된 DC 전력을 상기 인버터(30)(30')(30")로 공급하는 다수의 접속반회로(40)(40')(40")를 포함하는 태양광 발전장치에 적용되는 것으로서,
    상기 다수의 인버터(30)(30')(30")를 통합관리하기 위하여, 박스형태의 타워몸체(110) 및 상기 다수의 인버터(30)(30')(30")가 각각 수납되는 다수의 인버터수납부(120)(120)(120');
    상기 다수의 인버터수납부(120)(120)(120')의 배면측에 형성된 냉각구멍(121)과 연결되는 것으로서 상기 타워몸체(110)의 상하단에 입출구(130a)(130b)를 가지는 덕트(130); 및
    상기 덕트(130)에 설치되어 그 덕트(130) 내부에서 공기의 흐름을 발생시키는 팬(140);을 포함하고,
    상기 덕트(130)는 땅속에 "U" 자 형태로 매설된 지냉덕트(131)의 일단과 연결되고, 상기 지냉덕트(131)의 타단은 지면으로 돌출되어 그 지냉덕트(131) 내부로 비나 눈이 들이치는 것을 차단하는 탈기관(132)과 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치용 인버터타워.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타워몸체(110)에 형성되는 것으로서, 상기 접속반회로(40)(40')(40")가 설치되는 접속반수납부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치용 인버터타워.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타워몸체(110)의 상부에 형성된 것으로서, 상기 타워몸체(110) 내부로 비가 들이치는 것을 방지하기 위한 지붕(170)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치용 인버터타워.
  5. 삭제
  6. 삭제
KR2020120009703U 2012-10-25 2012-10-25 고효율 태양광 발전장치용 인버터타워 KR200466061Y1 (ko)

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