KR20120134810A - 태양광 모듈 - Google Patents

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KR20120134810A KR1020110053977A KR20110053977A KR20120134810A KR 20120134810 A KR20120134810 A KR 20120134810A KR 1020110053977 A KR1020110053977 A KR 1020110053977A KR 20110053977 A KR20110053977 A KR 20110053977A KR 20120134810 A KR20120134810 A KR 20120134810A
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solar
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장대희
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 태양광 모듈에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈은, 전면기판, 전면기판과 대향하는 후면기판 및 전면기판과 후면기판 사이에 위치하는 복수의 태양전지 스트링을 포함하는 태양전지 모듈, 후면기판 상의 정션박스, 복수의 태양전지 스트링과 정션 박스를 전기적으로 접속시키는 복수의 도전성 라인 및 복수의 도전성 라인간의 접속 및 차단을 조절하여 복수의 태양전지 스트링 간의 직렬, 병렬 또는 직별렬 연결을 조절하는 스위치부를 포함할 수 있다. 이에 의해, 태양광 모듈의 출력전압을 조절할 수 있다.

Description

태양광 모듈{Photovoltaic module}
본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 출력전압을 조절할 수 있는 태양광 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
한편, 태양광 모듈은 태양광 발전을 위한 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 상태로, 제품 생산 시부터 출력 전압과 전류의 값이 하나로 고정되어 있다.
본 발명의 목적은 출력전압을 조절할 수 있는 태양광 모듈을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈은, 전면기판, 전면기판과 대향하는 후면기판 및 전면기판과 후면기판 사이에 위치하는 복수의 태양전지 스트링을 포함하는 태양전지 모듈, 후면기판 상의 정션박스, 복수의 태양전지 스트링과 정션 박스를 전기적으로 접속시키는 복수의 도전성 라인 및 복수의 도전성 라인간의 접속 및 차단을 조절하여 복수의 태양전지 스트링 간의 직렬, 병렬 또는 직별렬 연결을 조절하는 스위치부를 포함할 수 있다.
또한, 스위치부는 정션 박스 내에 위치할 수 있다.
또한, 복수의 태양전지 스트링은 각각 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결된 다수의 태양전지를 포함할 수 있다.
또한, 정션 박스는, 스위치부와 연결된 커패시터부와 태양전지 모듈에서 공급하는 직류 전원을 레벨 변환하는 컨버터부를 포함할 수 있다.
또한, 정션 박스는, 커패시터부에 공급되는 전류를 감지하는 전류 감지부와커패시터부 양단의 전압을 감지하는 전압 감지부를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 커패시터부에 공급되는 전압을 조절하여, 전압 대비 전력 곡선의 변곡점을 연산하고, 연산된 변곡점을 최대 전력 지점으로 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 태양광 모듈의 출력 전압을 조절할 수 있어, 다양한 시스템 구성이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도,
도 2는 도 1의 태양광 모듈의 배면도,
도 3은 도 1의 태양광 모듈의 분해 사시도,
도 4는 도 1의 태양광 모듈의 스위치부를 도시한 도,
도 5는 도 1의 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 일 예를 도시한 도,
도 6은 도 1의 태양광 모듈의 전압 대비 전력 곡선을 예시한 도, 그리고
도 7은 도 1의 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 일 예를 도시한 도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 도면에서, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니며, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용하기로 한다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 2는 도 1의 태양광 모듈의 배면도이며, 도 3은 도 1의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈(100)은, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)을 포함하는 태양전지 모듈(50), 태양전지 모듈(50)의 일면에 위치하는 정션 박스(170), 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)과 정션 박스(170)를 전기적으로 접속시키는 복수의 도전성 라인(135a~135d) 및 복수의 도전성 라인(135a~135d)간의 접속 및 차단을 조절하여, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d) 간의 직렬, 병렬 또는 직별렬 연결을 조절하는 스위치부(175)를 포함할 수 있다.
먼저, 태양전지 모듈(50)은 전면 기판(110)과 후면 기판(120) 사이에 위치하는 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)을 포함할 수 있다. 여기서 복수란 2개 이상을 의미한다. 또한, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d) 각각은 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결된 복수의 태양전지(150)를 포함한다.
태양전지(150)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 태양광이 입사하는 수광면과 수광면의 반대측인 이면으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 태양전지(150)는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있는 실리콘 태양전지(silicon solar cell)일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 태양전지(150)는 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell) 등일 수 있다.
복수의 태양전지(150)는 리본(143)에 의해 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 리본(143)은 태양전지(150)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(150)의 이면 상에 형성된 후면 전극을 태빙공정에 의해 연결할 수 있다. 태빙공정은 태양전지(150)의 일면에 플럭스(flux)를 도포하고, 플럭스(flux)가 도포된 태양전지(150)에 리본(143)을 위치시킨 다음, 소성 과정을 거쳐 행할 수 있다.
이와 같이 리본(143)에 의해 전기적으로 연결된 복수의 태양전지(150)는 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)을 이루며, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d) 은 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다.
도면에서는 리본(143)이 2줄로 형성되고, 이 리본(143)에 의해, 복수의 태양전지(150)가 일렬로 연결되어 4개의 태양전지 스트링(140a~140d)을 형성하고, 각 태양전지 스트링(140a~140d)은 9개의 태양전지(150)를 구비하는 것을 예시하나, 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 변형 실시가 가능하다.
한편, 수 개의 열을 이룬 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)의 일 단은 버스 리본(145)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 구체적으로 버스 리본(145)은 복수 열 종대로 배치되는 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)의 양단에 횡으로 배치되어, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)의 리본(143) 양끝단을 연결할 수 있다.
다시 도면을 참조하면, 태양전지 모듈(50)은 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)을 양면에서 밀봉하는 제1 밀봉 필름(131) 및 제2 밀봉 필름(132)을 포함할 수 있다. 제1 밀봉 필름(131)은 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)과 전면 기판(110) 사이에 위치할 수 있으며, 제2 밀봉 필름(132)은 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)과 후면 기판(120) 사이에 위치할 수 있다.
제1 밀봉 필름(131)은 태양전지(150)의 수광면에 위치하고, 제2 밀봉 필름(132)은 태양전지(150)의 이면에 위치할 수 있으며, 제1 밀봉 필름(131)과 제2 밀봉 필름(132)은 라미네이션에 의해 접착하여, 태양전지(150)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소 등을 차단한다.
또한, 제1 밀봉 필름(131)과 제2 밀봉 필름(132)은 태양전지(150)의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉 필름(131)과 제2 밀봉 필름(132)은 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 에틸렌초산비닐 부분 산화물, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다.
한편, 전면 기판(110)은 제1 밀봉 필름(131) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(150)를 보호하고 태양광을 투과하도록 하기 위해 강화유리로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다.
후면 기판(120)은 태양전지(150)의 이면에서 태양전지를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 후면 기판(120)은 전면 기판(110) 측으로부터 입사된 태양광을 반사하여 재이용될 수 있도록 반사율이 우수한 재질인 것이 바람직하나, 태양광이 입사될 수 있는 투명 재질로 형성되어 양면 태양전지 모듈을 구현할 수도 있다.
정션박스(170)는, 태양전지 모듈(50)의 후면 기판(120) 상에 위치할 수 있으며, 태양전지(150)로부터 생산된 전기에너지를 충전 및 방전시키는 커패시터부와 전기가 역류하는 것을 방지하는 다이오드 등의 회로소자 등을 포함할 수 있다. 이러한 정션박스(170)의 내부는 회로소자를 보호하기 위해 수분 침투 방지용 코팅이 수행될 수도 있다.
또한, 정션박스(170)는 동작시 다이오드 등으로부터 고열이 발생하는데, 발생된 열은 정션박스(170)가 부착된 위치에 배열된 특정의 태양전지(150)의 효율을 감소시킬 수 있으므로, 태양전지 모듈(50)과 정션박스(170) 사이에 배치되는 방열부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이때, 방열 부재(미도시)의 면적은 정션박스(170)에서 발생되는 열을 효과적으로 분산시키기 위해, 정션박스(170)의 면적보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 태양전지 모듈(50)의 배면 전부에 형성되는 것이 가능하다. 또한, 방열부재(미도시)는 열 전도도가 좋은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 등의 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.
복수의 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)은, 리본(143) 또는 버스 리본(145)과 연결되어, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)과 정션 박스(170)를 전기적으로 접속시킨다.
복수의 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)의 수는 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)의 수와 동일할 수 있고, 복수의 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)은 태양전지 모듈(100)의 배면으로 연장되어 형성될 수 있다.
이때, 정션 박스(170)는 후면기판(120)의 양단부 중 복수의 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이 연장되는 단부에 더 인접하여 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3에서는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이 태양전지 모듈(100)의 상부에서 태양전지 모듈(100)의 배면으로 연장되므로, 정션 박스(170)가 태양전지 모듈(100)의 배면 중 상부에 위치하는 것을 예시한다. 이에 의해, 복수의 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)의 길이를 줄일 수 있어, 전력 손실이 줄어들 수 있게 된다.
한편, 스위치부(175)는 일 예로 정션 박스 내에 위치할 수 있고, 복수의 도전성 라인(135a~135d)간의 접속 및 차단을 조절하여, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d) 간의 직렬, 병렬 또는 직별렬 연결을 조절할 수 있다. 따라서, 태양전지 모듈(50)에서 생성하는 전압을 조절할 수 있게 된다. 이에 대하여서는 도 4에서 자세히 후술하기로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈(100)은 태양전지 모듈(50)생산하는 직류전원 또는 후술하는 바와 같이 정션박스(170)에서 레벨 변환된 직류전원을 충전 및 방전하는 충방전부(미도시)를 포함할 수 있다. 충방전부(미도시)는 2차 전지나 전기 이중층 콘덴서 등이 사용될 수 있다.
도 4는 도 1의 태양광 모듈의 스위치부를 도시한 도이다.
도 4는 스위치부(175)에 의해 복수의 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)간의 전기적 연결이 조절되고, 이에 따라 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)간의 직렬, 병렬 또는 직병렬의 연결이 조절되는 것을 도시한다. 한편, 스위치부(175)는 정션박스(170) 내에 위치할 수 있으며, GTR, TRIAC, SCR, 포토-트랜지스터, 양방향스위치, 포토-FET스위치, 기계식 릴레이 등으로 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 태양전지 모듈은 일 예로 제1 내지 제4 태양전지 스트링(140a~140d)을 포함하고, 제1 내지 제4 태양전지 스트링(140a~140d)은 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 각각 9개의 태양전지가 직렬로 연결되어 구성될 수 있다. 또한, 제1 태양전지 스트링(140a)과 제2 태양전지 스트링(140b)이 버스리본(145)에 의해 연결되고, 제3 태양전지 스트링(140c)과 제4 태양전지 스트링(140d)이 버스리본(145)에 의해 연결될 수 있다.
또한, 제1 내지 제4 태양전지 스트링(140a~140d)은 각각 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)과 연결되며, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)은 스위치부(175)에 의해 서로 연결이 조절될 수 있다.
먼저, 도 4의 (a)와 같이 스위치부(175)에 의해 제2 도전성 라인(135b)과 제3 도전성 라인(135b)이 연결되면, 제1 내지 제4 태양전지 스트링(140a~140d)은 모두 직렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 하나의 태양전지가 발생하는 전압이 0.6V 라면, 도 4의 (a)와 같은 경우는 21.6V를 생성할 수 있다. 이때, 제1 도전성 라인(135a)과 제4 도전성 라인(135d)은 스위치부(175)의 출력단자(180a, 180b)와 각각 연결된다.
이와는 달리, 도 4의 (b)와 같이 스위치부(175)에 의해 제1 도전성 라인(135a)과 제3 도전성 라인(135c)이 연결되고, 제2 도전성 라인(135b)과 제4 도전성 라인(135d)이 전기적으로 연결된 경우는, 제1 태양전지 스트링(140a)과 제2 태양전지 스트링(140b)은 직렬연결되고, 제3 태양전지 스트링(140c)과 제4 태양전지 스트링(140d)은 직렬연결되나, 제1, 2 태양전지 스트링(140a, 140b)과 제3, 4 태양전지 스트링(140c, 140d) 간에는 병렬로 연결되게 된다. 즉, 도 4의 (a)와 같이 하나의 태양전지가 0.6V를 발생하는 경우, 도 4의 (b)는 10.8V를 발생시킬 수 있다.
이 밖에, 복수의 태양전지 스트링(140a~140d)은 모두 병렬로 연결되거나, 어느 하나만 병렬 또는 직렬로 연결되는 등 다양한 형태로 연결될 수 있고, 이에 따라, 태양전지 모듈(50)의 출력 전압을 조절할 수 있다.
도 5는 도 1의 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 일 예를 도시한 도이며, 도 6은 도 1의 태양광 모듈의 전압 대비 전력 곡선을 예시한 도이다.
우선, 도 5를 참조하면, 정션 박스(170)는, 스위치부(175), 커패시터부(220), dc/dc 컨버터부(230), 커패시터부(220)에 공급되는 전류를 감지하는 전류 감지부(A)와 커패시터부(220) 양단의 전압을 감지하는 전압 감지부(B) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다.
스위치부(175)는 도 4에서 도시하고 설명한 바와 같이, 복수의 태양전지 스트링 간의 전기적 연결을 조절하여 태양전지 모듈(50)에서 생산하는 직류전압을 조절할 수 있다. 조절된 직류 전압은 스위치부(175)의 출력단자(180a, 180b)를 통해 커패시터부(220)로 전달된다.
커패시터부(220)는 스위치부(175)의 출력단자(180a, 180b)를 통해 공급되는 직류 전원을 저장한다. 도면에서는, 3개의 커패시터(Ca,Cb,Cc)가 병렬 접속되는 것을 예시하나, 직렬 접속되거나, 직병렬 혼합 접속되는 것도 가능하다.
dc/dc 컨버터부(230)는, 커패시터부(220)에 저장된 직류 전원을 이용하여, 레벨 변환을 수행한다. 도면에서는, 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍 및 변압기(T)의 권선비를 이용한, 플라이 백 컨버터(flyback converter)를 예시한다. 이에 의해, dc 레벨의 승압이 수행될 수 있다. 한편, 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍 제어를 위한, 컨버터 제어부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
한편, dc/dc 컨버터부(230)는, 도면의 플라이백 컨버터외에, 부스트 컨버터(boost converter) 등을 통해 승압을 수행할 수 있으며, 벅 컨버터(buck converter) 등을 통해 감압할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따르면 스위치 부(175)에 의해 태양전지 모듈(50)에서 생성하는 직류 전압을 조절하는 것 외에, dc/dc 컨버터부(230)를 통해 최종 출력되는 태양광 모듈(100)의 전압을 조절할 수 있다.
전류 감지부(A)는 커패시터부(220)로 공급되는 전류(ic1)을 감지하며, 전압 감지부(B)는 커패시터부(220)에 저장된 전압(vc1)을 감지한다. 감지된 전류(ic1)와 전압(vc1)은 제어부(250)에 입력된다.
제어부(250)는 감지된 전류(ic1) 또는 전압(vc1)이 허용치 이상인 경우, 태양전지 모듈(50)로부터 공급되는 직류 전원이 공급되지 않도록, 스위칭 소자(S1)를 오프시킬 수 있다. 또한, 제어부(250)는, dc/dc 컨버터부(230)의 스위칭 소자를 제어하는 컨버터 제어 신호(Ss1)를 출력할 수 있다.
한편, 도 6은 도 1의 태양광 모듈의 전압 대비 전력 곡선을 예시하는 도로, 도 6을 참조하면, 태양전지 모듈(50)에서 공급되는 최대 전력(Pmpp)은, 최대 전력 검출 알고리즘(Maximum Power Point Tracking; MPPT)에 의해 산출될 수 있다. 예를 들어, 개방 전압(Voc)을 최대전압(V1)에서부터 감소시키면서, 각 전압의 전력을 연산하고, 연산된 전력이 최대 전력인지 여부를 판단한다. V1 전압에서, Vmpp 전압까지는 전력이 증가하므로, 연산된 전력을 갱신하여 저장한다. 그리고, Vmpp 전압에서, V2 전압까지는 전력이 감소하므로, 결국, Vmpp 전압에 해당하는 Pmpp를 최대 전력으로 결정하게 된다.
여기서, 제어부(250)는, 감지된 전압(vc1)이, 도 6의 전압 구간(V1 내지 V2 구간)에 대응하도록, 스위칭 소자(S1)를 턴 온할 수 있다.
예를 들어, 도 6과 같이 감지된 전압(vc1)이, 최대치인 V1 전압인 경우, 제어부(250)는, 전압(vc1)이 감소하도록, 스위칭 소자(S1)을 턴 온시킬 수 있다. 한편, 감지된 전압(vc1)이, 도 6의 최대 전력지점(mpp)에 해당하는 전압(Vmpp)을 지나 계속 감소한 경우, 제어부(250)는, 다시 증가하도록 스위칭 소자(S1)을 턴 오프시킬 수 있다. 스위칭 소자(S1)을 턴 오프에 의해, dc/dc 레벨 변화는 수행되지 않게 되며, 태양전지 모듈(100)에서 계속하여, 직류 전원이 공급되므로, 감지된 전압(vc1)이 증가하게 된다.
이와 같이, 감지된 전압(vc1)이, 도 6의 전압 구간(V1 내지 V2 구간)에서, 탐색되는 사이, 제어부(250)는 최대 전력 검출 알고리즘(Maximum Power Point Tracking; MPPT)을 적용할 수 있다.
즉, 제1 전압(V1)에서 부터 제2 전압(v2)까지 감지된 전압(vc1)이 하강하는 사이, 제어부(250)는, 감지된 전압(vc1)과 감지된 전류(ic1)를 이용하여, 전력 연산을 수행한다. 그리고, 제어부(250)는, 연산된 전력값을 기존 저장된 값과 계속 비교하여, 그 중 큰 값을 저장하고, 다음 감지된 전압에 기초하여 전력을 연산하고, 저장된 전력값과 연산된 전력값을 계속 비교한다. 비교에 의해, 그 중 큰 값을 저장하므로, 최종적으로 저장된 값을 최대 전력 값(Pmpp)으로 산출하고, 그에 해당하는 지점을 최대 전력 지점(mpp)로 산출한다. 즉, 도 6에서의 전압 대비 전력 곡선에서의 변곡점을 최대전력 지점으로 산출할 수 있다.
따라서, 정션박스(170)는 파워 옵티마이징(power optimizing) 기능을 수행할 수 있다.
도 7은 도 1의 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 다른예이다.
도 7을 참조하면, 정션 박스(170)는, 스위치부(175), 커패시터부(220), dc/dc 컨버터부(230), 전류 감지부(A), 전압 감지부(B), 제어부(250) 및 인버터부(240)를 포함할 수 있다.
정션 박스(170)는, 스위치부(175), 커패시터부(220), dc/dc 컨버터부(230), 전류 감지부(A), 전압 감지부(B) 및 제어부(250)는 도 5에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로 이들의 설명은 생략한다.
인버터부(240)는, 레벨 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터부(240) 내의 스위칭 소자들은, 인버터 제어부(미도시)로부터의 인버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 출력되게 된다.
한편, dc/dc 컨버터부(230)와 인버터부(240) 사이에, 레벨 변환된 dc 전원을 저장하기 위한 커패시터부(미도시)를 더 포할 수 있다. 커패시터부(미도시)는, 상술한 커패시터부(220)와 유사하게, 복수의 커패시터를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 전면기판, 상기 전면기판과 대향하는 후면기판 및 상기 전면기판과 상기 후면기판 사이에 위치하는 복수의 태양전지 스트링을 포함하는 태양전지 모듈;
    상기 후면기판 상의 정션박스;
    상기 복수의 태양전지 스트링과 상기 정션 박스를 전기적으로 접속시키는 복수의 도전성 라인; 및
    상기 복수의 도전성 라인간의 접속 및 차단을 조절하여 상기 복수의 태양전지 스트링 간의 직렬, 병렬 또는 직별렬 연결을 조절하는 스위치부;를 포함하는 태양광 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 정션 박스 내에 위치하는 태양광 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 태양전지 스트링은 각각 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결된 다수의 태양전지를 포함하는 태양광 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정션 박스는 상기 스위치부와 연결된 커패시터부와 상기 태양전지 모듈에서 공급하는 직류 전원을 레벨 변환하는 컨버터부를 포함하는 태양광 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정션 박스는, 상기 커패시터부에 공급되는 전류를 감지하는 전류 감지부와 상기 커패시터부 양단의 전압을 감지하는 전압 감지부를 포함하는 태양광 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 커패시터부에 공급되는 전압을 조절하여, 전압 대비 전력 곡선의 변곡점을 연산하고, 상기 연산된 변곡점을 최대 전력 지점으로 산출하는 제어부를 포함하는 태양광 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 정션 박스는, 상기 레벨 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 모듈은, 상기 복수의 태양전지 스트링과 상기 전면기판 사이의 제1 밀봉재 및 상기 복수의 태양전지 스트링과 상기 후면기판 사이의 제2 밀봉재를 포함하는 태양광 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 정션 박스는, 상기 후면기판의 양단부 중 상기 도전성 라인이 연장되는 단부에 더 인접하여 배치되는 태양광 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 모듈에서 공급하는 직류 전원을 충전 및 방전하는 충방전부를 더 포함하는 태양광 모듈.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017169443A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽光モジュール
CN109904240A (zh) * 2019-02-26 2019-06-18 江苏禾木传感技术有限公司 集成化智能光伏组件结构
KR20230126500A (ko) * 2022-02-23 2023-08-30 (주) 케이에스아이 방음벽

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017169443A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽光モジュール
KR20170107279A (ko) * 2016-03-15 2017-09-25 엘지전자 주식회사 태양광 모듈
US10381839B2 (en) 2016-03-15 2019-08-13 Lg Electronics Inc. Photovoltaic module
US11005267B2 (en) 2016-03-15 2021-05-11 Lg Electronics Inc. Photovoltaic module
CN109904240A (zh) * 2019-02-26 2019-06-18 江苏禾木传感技术有限公司 集成化智能光伏组件结构
KR20230126500A (ko) * 2022-02-23 2023-08-30 (주) 케이에스아이 방음벽

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