KR20130079846A - 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법 - Google Patents
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Abstract
최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광발전시스템 및 이의 최대전력추종방법이 개시된다. 이에 의하면, 사용자가 원하는 시점에 태양전지모듈의 최대전력점을 재검색할 수 있어서 태양전지모듈의 출력 전력 효율이 향상된다. 이를 위해, 태양전지모듈의 최대전력점을 검색하기 위한 요청신호를 인가받는 입력부와, 상기 요청신호에 근거하여 상기 태양전지모듈의 모든 영역의 전압값을 스캔하고 그로부터 산출되는 복수의 출력전력값을 이전 출력전력값과 비교한 결과 가장 큰 출력전력값을 최대전력점으로 출력하는 신호제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광발전시스템 및 이의 최대전력추종방법에 관한 것이다.
최근, 석유나 석탄과 같은 에너지 자원의 고갈이 예측되면서, 이를 대체할 신재생 에너지에 대한 관심이 점차 높아지고 있다. 특히, 대체 에너지원으로 풍력, 태양광, 연료전지 등에 관심이 높아지고 있는데, 그 중 태양광 발전시스템은 태양 에너지로부터 전기에너지를 생산한다.
일반적으로, 태양광 발전시스템은 태양에너지를 전기에너지로 바꾸기 위해 하나 이상의 태양전지모듈을 직렬 또는 병렬 연결하여 어레이를 형성한다. 이와 같이 다수의 태양전지모듈을 연결하여 사용하는 이유는 하나의 태양전지모듈로부터 출력되는 전력량이 매우 작기 때문이다. 여기서, 태양전지모듈의 어레이의 전압 크기는 직렬연결된 태양전지모듈의 개수에 비례하고, 태양전지모듈의 어레이의 전류 크기는 병렬연결된 태양전지모듈의 개수에 비례한다.
또, 상기 태양광 발전시스템은 태양전지모듈들로부터 생성된 직류전력을 부하 또는 계통에 적합한 교류전력으로 변환하기 위한 전력변환장치로서 인버터 등을 구비한다.
이러한 태양광 발전시스템은 태양전지의 출력이 주변 환경에 따라 출력 값이 달라지기 때문에 다른 발전 방식보다 안정적인 전기 공급이 어렵다. 다시 말하면, 태양광 발전시스템은 태양전지로부터의 출력이 일사량, 온도, 구름 등의 주변 환경에 따라 전압과 전류가 비선형적으로 변화하는 특성을 갖는다. 이와 같이 태양전지의 낮은 효율 및 불안정한 전력공급을 개선하기 위해서는 태양전지 자체의 성능을 높여 효율을 개선하는 것이 가장 근본적인 대책이지만 현재까지의 기술로는 뚜렷한 개선이 어려운 실정이다. 그러므로 태양광 발전의 경쟁력을 높이기 위해서는 시스템의 성능을 높여 효율을 개선하는 것도 중요하지만, 태양광발전의 효율을 유지하기 위해 가능한 최대 출력을 안정적으로 유지할 수 있을 것이 요구된다.
또, 태양광 발전시스템은 사용자는 원하는 개수만큼의 태양 전지 모듈을 서로 연결하여 구성한 모듈 어레이에 해당하는 태양전지패널을 설치하여서 최종 전력을 얻는다. 그러나, 이와 같이 여러 개의 태양전지모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 발전하는 경우, 예를 들어 구름이 지나가거나 근처의 사물과 같은 주변 환경으로 인해 태양전지모듈에 그늘이 지게 되면 어레이 형태로 구성된 태양전지모듈의 전압 및 전류에 따라 최대 전력 발전을 할 수 있는 포인트가 달라진다. 그에 따라 태양전지모듈의 전압이 인버터를 동작하기 위한 동작전압 이하로 내려가면 인버터가 오프(off)되어 발전전력의 손실이 있을 수 있고, 경우에 따라 인버터의 고장으로 인해 발전 전력 전체의 손실을 야기할 수 있다.
따라서, 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 최대전력점의 이상여부를 판단할 필요없이 사용자가 원하는 시점에 언제든지 태양전지모듈의 최대전력점을 재검색할 수 있도록 구현한 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 최대전력추종장치는, 태양전지모듈의 최대전력점을 검색하기 위한 요청신호를 인가받는 입력부와; 상기 요청신호에 근거하여, 상기 태양전지모듈의 모든 영역의 전압값을 스캔하고 그로부터 산출되는 복수의 출력전력값을 이전 출력전력값과 비교한 결과, 가장 큰 출력전력값을 최대전력점으로 출력하는 신호제어부를 포함하여 이루어진다.
실시예에서, 상기 요청신호는 사용자 입력 또는 기설정된 기준에 따라 생성되며, 상기 신호제어부는 상기 요청신호가 있을 때마다 새로운 최대전력점을 출력하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 최대전력추종장치는, 상기 태양전지모듈과 연결되어, 상기 태양전지모듈로부터 출력되는 전류 및 전압의 크기를 감지하는 복수의 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 최대전력추종장치는, 상기 최대전력점의 전압값, 전류값, 및 대응하는 출력전력값을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 저장부는, 상기 최대전력점이 변경되면, 상기 저장된 전압값, 전류값, 및 대응하는 출력전력값을 업데이트하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 최대전력추종장치는, 상기 출력된 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전시스템은, 하나 이상의 태양전지모듈과; 상기 태양전지모듈의 출력전력을 계통/부하에 적합한 전압으로 변환하여 제공하는 전력변환부와; 상기 태양전지모듈의 최대전력점 검색 요청이 있으면, 상기 태양전지모듈의 모든 영역에 대한 전압값을 스캔하고 상기 전압값으로부터 산출되는 복수의 출력전력값을 이전 출력전력값과 비교한 결과, 상기 태양전지모듈의 최대전력점을 결정하여 상기 전력변환부에 제공하는 최대전력점 추종 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 최대전력점 추종 제어부는, 상기 비교 결과, 가장 큰 값을 갖는 출력전력값을 최대전력점으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 최대전력점 추종 제어부는, 상기 결정된 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전시스템의 최대전력추종방법은, 태양전지모듈의 최대전력점 검색 신호를 수신하는 단계와; 상기 태양전지모듈의 현재 최대전력점에 해당하는 전압값, 전류값, 및 이에 대응하는 제1출력전력값을 저장하는 단계와; 상기 최대전력점 검색 신호에 근거하여, 상기 태양전지모듈의 모든 영역에 대한 전압값을 스캔하여 복수의 제2출력전력값을 산출하는 단계와; 상기 제1출력전력값 및 복수의 제2출력전력값의 크기를 비교하는 단계와; 상기 비교 결과, 가장 큰 값을 갖는 출력전력값을 상기 태양전지모듈의 최대전력점으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 수신하는 단계는, 외부로부터 인가되는 사용자 입력을 통해 상기 최대전력점 검색 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 최대전력추종방법은, 상기 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 수신하는 단계는, 구비된 복수의 센서를 통해 상기 태양전지모듈로부터 출력되는 출력전력의 이상여부를 감지하는 단계와; 상기 감지된 이상신호에 대응하여 상기 최대전력점 검색 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법은, 사용자가 원하는 시점에 태양전지모듈의 최대전력점을 재검색할 수 있도록 구현함으로써 태양전지모듈로부터 출력되는 전력의 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법은, 최대전력점의 이상여부나 출력전력의 저하원인을 분석할 필요없이 사용자가 직관적으로 임의의 시점에 태양전지모듈의 최대전력점을 재검색할 수 있고 또, MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어기능이 정상적으로 동작하는지를 검색할 수 있도록 구현함으로써 장치의 유지 보수에 유용하고 사용자 편의를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 개략적인 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 최대전력추종장치의 세부 구성 블록도;
도 3a 내지 3e는 본 발명에 따라, 생성된 요청신호에 대응하여 최대전력점을 검색하는 일 예시를 보인 도면;
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 최대전력추종방법의 예시 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 최대전력추종장치의 세부 구성 블록도;
도 3a 내지 3e는 본 발명에 따라, 생성된 요청신호에 대응하여 최대전력점을 검색하는 일 예시를 보인 도면;
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 최대전력추종방법의 예시 흐름도이다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 전체 적인 구성을 보여준다. 상기 태양광 발전시스템은, 태양전지모듈(100), 전력변환부(200), 최대전력점 추종 제어부(300), 및 계통/부하(500)을 포함하여 이루어진다.
상기 태양전지모듈(100)은 하나 이상의 태양전지모듈(100)이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 태양전지모듈(100) 어레이를 형성한다. 도 1에는, 예시로 2개의 태양전지모듈(100)을 도시하고 있으나 이는 설명하기 위한 것이며, 일반적으로 다수의 태양전지모듈(100)이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
상기 태양전지모듈(100)은 태양광을 흡수하여 그로부터 직류전력(DC전력)을 생성한다. 또, 상기 태양전지모듈(100)은 생성된 직류전력을 전력변환부(200), 예를 들어 인버터, 에 제공한다.
상기 전력변환부(200)는, 상기 태양전지모듈(100)의 출력전력을 계통/부하(500)에 적합한 전압으로 변환하여 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 전력변환부(200)는 적어도 하나의 필터와 인버터 회로를 포함하여, 상기 태양전지모듈(100)로부터 출력된 전력을 노이즈 필터(미도시)를 지나 인버터 회로(미도시)에 공급한다. 그런 다음, 상기 인버터 회로를 통과한 전력을 계통/부하(400)에 공급한다. 또, 상기 전력변환부(200)는 상기 최대전력점 추종 제어부(300)로부터 인가되는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어신호를 수신하여 출력전력값을 변환할 수 있다.
여기서, 상기 출력전력은 일정 단위 시간에 측정된 태양전지모듈(100)의 어레이의 전압과 전류 값을 승산하여 산출된다. 또, 상기 전력변환부(200)는 복수의 인버터 회로가 연결되는 구조로 형성될 수 있으며, 이와 같이 상기 전력변환부(200)가 복수 개의 인버터 회로로 형성되는 경우 서로 병렬 접속된다.
상기 최대전력점 추종 제어부(300)는 상기 태양전지모듈(100)의 최대전력점(MPP, Maximum Power Point)을 결정하여 출력한다. 여기서, 상기 최대전력점(MPP, Maximum Power Point)이란, 태양전지모듈(100)의 어레이의 출력전력값이 최대가 되는 지점의 전류 및 전압 값 쌍을 가리킨다.
태양전지모듈(100)로부터 최대 출력을 생산하기 위해서는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어가 필수적이다. MPPT 제어란 주위 환경에 의해 출력이 비선형적으로 변화하는 태양전지 시스템에서 최대전력을 안정적으로 생산할 수 있도록 시스템의 동작점을 자동으로 조절하는 기술로, 대표적인 제어 방법으로는 P&O(Perturbation and Observation) 방식과 IncCond(Incremental Conduction) 방식이 있다.
여기서, P&O 방식은 MPP의 판단을 측정된 전압(V)과 전류(I)로부터 계산된 전력(P=VI)의 변화량을 이용한다. 한편, InCond 방식은 컨덕턴스(G=I/V)를 이용한다. 또, 상기 MPPT 제어는 태양광 발전시스템의 동작점으로서 상기 최대전력점(MPP)을 자동으로 추적하는 기능을 수행한다. 하지만 이러한 MPPT 제어는 예를 들어, 태양전지모듈(100)에 부분 음영이 발생하는 경우에는 정확한 최대전력점을 추종하지 못하는 단점이 있다. 즉, 태양전지모듈(100)의 어레이는 다수의 태양전지모듈이 직렬 또는 병렬 연결로 연결되어 있기 때문에 태양전지모듈(100)의 어레이에 부분 음영이 발생하면 부분적 최대전력점(Local MPP)이 발생하여서 MPPT제어가 실제의 최대전력점을 찾지 못하는 경우(불일치)가 발생할 수 있다.
이러한 예가 도 3a 내지 도 3c에 도시된다. 도 3a를 참조하면, 태양전지모듈(100)의 어레이가 정상 동작하는 경우에는 MPPT제어를 통해 검색된 최대전력점과 실제의 최대전력점이 일치한다. 하지만, 도 3b와 같이 태양전지모듈(100)의 어레이의 일부에 이물질이 떨어지면 태양전지모듈(100)의 어레이가 부분적으로 작동하지 않게 된다. 그에 따라 도 5c와 같이, MPPT제어는 실제 최대전력점과는 다른 전류 및 전압 값 쌍을 최대전력점(MPP, Maximum Power Point)으로 인식하게 된다. 이후, MPPT제어는 설정된 소정시간이 경과할때까지 또는 최대전력점의 전력 변화가 소정의 기준전력량보다 큰 값을 갖는 것으로 감지될 때까지 잘못된 최대전력점으로 MPPT제어를 수행하게 된다. 이와 같이, 태양전지모듈(100)의 최대전력점의 전력변화가 소정 기준전력값 이상으로 감지되고, 그에 따라 비정상여부의 판단과정을 거쳐서 출력전압 값을 변경함으로써 새로운 최대전력점을 재탐색하거나 또는 설정된 소정시간이 경과하기까지는 태양전지모듈(100)의 출력전력이 저하되기 때문에 전체 시스템의 효율이 떨어지게 된다.
이에, 본 발명에 따른 최대전력점 추종 제어부(300)는, 언제든지 외부로부터 상기 태양전지모듈(100)의 최대전력점 검색 요청이 수신되면 상기 태양전지모듈(100)에 대한 최대전력점을 재결정하여 출력할 수 있도록 구현된다. 즉, 최대전력점 검색 요청이 사용자가 원하는 시점에(예를 들어, 외부 입력을 통해 또는 미리설정된 내부요건을 만족하는 경우에 자동으로 이루어지도록 구현함) 언제든지 이루어질 수 있도록 소정 신호를 발생하고, 그 신호에 따라 최대전력점을 재설정하는 동작을 수행하게 된다.
이러한 예가 도 3d 및 3e에 도시된다. 먼저, 도 3d를 참조하면, 사용자 입력이 있는 경우 또는 미리설정된 소정 기준을 만족하는 경우, 최대전력점 재검색 요청 신호가 발생된다. 그에 따라, 최대전력점을 재결정하기 위한 검색이 태양전지모듈(100)의 어레이의 전 영역에 걸쳐 이루어진다. 즉, 연결된 복수의 태양전지모듈(100)의 전 영역에 대한 전압 값을 검색하고 그로부터 복수의 출력전력값을 획득한다. 복수의 출력전력값들은 이전 최대전력점의 출력전력값과 비교된다. 그 결과, 가장 큰 값을 갖는 출력전력값이 최대전력점으로 결정된다. 도 3e는 그에 따라 수정된 최대전력점을 도시한다. 이제, MPPT제어의 최대전력점과 실제의 최대전력점이 상호 일치하게 되었다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 최대전력점의 이상여부나 출력전력의 저하원인을 자세히 분석할 필요없이, 최대전력점의 재검색이 직관적이고 즉각적으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 최대전력점 검색 요청이 있으면, 상기 최대전력점 추종 제어부(300)는 상기 태양전지모듈(100)의 모든 영역에 대한 전압값을 스캔한다. 구체적으로, 상기 최대전력점 추종 제어부(300)는 신호 형태로 수신되는 최대전력점 검색 요청에 따라 연결된 복수의 태양전지모듈(100) 전 영역에 대한 전압값을 검색한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 최대전력점 검색 요청은 태양전지모듈(100)의 어레이의 부분 오작동 등을 감지하거나 이상여부를 판단할 필요가 없고, 또 비주기적인 시간간격으로 최대전력점의 검색 동작을 수행될 수 있다.
또, 상기 최대전력점 추종 제어부(300)는 스캔 또는 검색한 복수의 전압값으로부터 각각 복수의 출력전력값을 산출한다. 즉, 태양전지모듈(100)에서 전압을 갖는 모든 영역을 스캔한 결과 개개의 출력전력값을 획득할 수 있다. 여기서, 상기 출력전력값은 출력전류 및 출력전압을 승산하여서 산출된다.
또, 상기 최대전력점 추종 제어부(300)는 상기 복수의 출력전력값과 이전 출력전력값의 비교 결과에 따라, 상기 태양전지모듈의 최대전력점을 결정한다. 구체적으로, 상기 최대전력점 추종 제어부(300)는 상기 복수의 출력전력값과 이전 출력전력값 중 가장 큰 값을 갖는 출력전력값을 최대전력점으로 결정한다.
또, 상기 최대전력점 추종 제어부(300)는, 결정된 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈(100)의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 출력하기 위한 소정의 출력수단을 구비할 수 있다. 또, 이러한 제어신호는 상기 전력변환부(200)에 제공되어 출력전력값을 변경시킨다.
도 4는 상기 기술한 태양광 발전시스템의 최대전력추종방법의 일 예를 보여준다. 먼저, 외부로부터 태양전지모듈의 최대전력점 검색 신호를 수신한다(S10). 상기 최대전력점 검색 신호에 대응하여, 상기 태양전지모듈의 현재 최대전력점에 해당하는 전압값, 전류값, 및 대응하는 제1출력전력값을 저장한다(S20). 그런 다음, 상기 최대전력점 검색 신호에 근거하여, 상기 태양전지모듈의 모든 영역에 대한 전압값을 스캔하여 복수의 제2출력전력값을 산출한다(S30). 그런 다음, 상기 제1출력전력값 및 복수의 제2출력전력값의 크기를 상호 비교한다(S40). 상기 비교 결과, 가장 큰 값을 갖는 출력전력값을 상기 태양전지모듈의 최대전력점으로 출력한다. 즉, 상기 저장된 제1출력전력값보다 상기 복수의 제2출력전력값 중 어느 하나가 더 큰 값이면, 상기 제2출력전력값 중 가장 큰 출력전력값으로 최대전력추종 제어를 수행한다(S50). 한편, 기저장된 제1출력전력값이 상기 복수의 제1출력전력값들보다 크면, 최대전력점을 변경할 필요가 없으므로 프로세스를 종료한다.
일 실시예에서, 단계(S10)의 최대전력점 검색 신호를 수신하는 과정은, 외부로부터 인가되는 사용자 입력을 통해 상기 최대전력점 검색 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 상기 태양광 발전시스템은 외부로부터 최대전력점 검색의 개시 신호를 인가받기 위해 적어도 하나의 키를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 적어도 하나의 키를 통해 최대전력점을 재검색하는 동작이 언제든지 즉각적으로 수행될 수 있다.
다른 실시예에서, 단계(S10)의 최대전력점 검색 신호를 수신하는 과정은, 상기 태양광 발전시스템에 구비된 복수의 센서를 통해 상기 태양전지모듈로부터 출력되는 출력전력의 이상여부를 감지하는 단계를 포함할 수 있다. 또, 상기 감지된 이상신호에 대응하여 상기 최대전력점 검색 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 최대전력점 검색 신호는, 사용자 입력을 통해 생성될 수도 있고, 이와 함께 미리설정된 기준에 따라 출력전력의 이상이 감지되는 경우에 자동으로 생성되도록 구현될 수도 있다. 여기서, 사용자 입력은 상기 기술한 바와 같이, 예컨대 구비된 하나 이상의 키를 통해 이루어질 수 있다. 또, 상기 미리설정된 기준은 출력전류와 소정의 기준전류를 비교하여 비정상으로 판단된 경우, 최대전력점(MPP)의 재검색 요청신호가 자동으로 생성되도록 할 수도 있다. 또, 이와 같이 최대전력점 검색 신호를 발생하는 수단인 사용자 입력과 미리설정된 기준에 기초한 내부적 판단과정은, 어느 하나만 선택적으로 수행되도록 구현되거나 모두 수행되도록 구현될 수 있다.
나아가, 상기 검색 결과 결정된 상기 최대전력점을 이용하여, 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 생성하게 된다. 이에 의하면, 사용자가 원하는 시점에 태양전지모듈의 최대전력점을 재검색할 수 있어서 태양광 발전시스템의 효율이 향상된다.
이하, 본 발명에 따른 최대전력추종장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 상기 최대전력추종장치의 세부 구성을 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 최대전력추종장치(300)는, 입력부(310)와, 하나 이상의 센서부(320)와, 신호 제어부(330)와, 출력부(340)와, 저장부(350)를 포함하여 이루어진다.
상기 센서부(320)는, 상기 태양전지모듈(100)과 연결되어서, 상기 태양전지모듈로부터 출력되는 전류 및 전압의 크기를 감지한다. 이때, 상기 센서부(320)는 복수의 태양전지모듈(100)로부터 출력되는 전류 및 전압의 크기를 감지하기 위해 복수개 구비될 수 있다.
상기 입력부(310)는, 상기 태양전지모듈(100)의 최대전력점을 검색하기 위한 요청신호를 인가받는다. 상기 입력부(310)는 하나 이상의 하드키, 소프트키, 터치키 등의 형태로 이루어질 수 있고, 이와 같이 상기 입력부(310)가 하드웨어적으로 구현되는 대신에 소프트웨어적으로 구현되어 내부적으로 최대전력점을 재검색하는 개시 신호를 생성할 수도 있다.
상기 신호 제어부(330)는, 상기 입력부(310)의 요청신호에 근거하여, 상기 태양전지모듈의 전영역의 전압값을 스캔한다. 그리고, 그로부터 산출되는 복수의 출력전력값을 이전 출력전력값과 비교한다. 또, 상기 신호 제어부(330)는 상기 복수의 출력전력값과 이전 출력전력값 중 가장 큰 출력전력값을 최대전력점으로 출력한다. 여기서, 상기 요청신호는 사용자 입력 또는 기설정된 기준에 따라 생성되는데, 상기 신호 제어부(330)는 이와 같은 요청신호가 있을 때마다 새로운 최대전력점을 출력하도록 구현된다.
상기 출력부(340)는, 상기 출력된 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 출력한다. 이러한 제어신호는 상기 최대전력추종장치(300)와 연결된 인버터 등에 제공될 수 있다.
또, 상기 출력부(340)는, 구비된 센서부(320)를 통해 감지된 하나 이상의 출력전압 및/또는 출력전류 값 등을 화면에 표시할 수 있다.
상기 저장부(350)는, 상기 최대전력점의 전압값, 전류값, 및 대응하는 출력전력값을 저장한다. 또, 상기 저장부(350)는, 상기 최대전력점이 변경되는 경우, 상기 저장된 전압값, 전류값, 및 대응하는 출력전력값을 업데이트하여 저장한다.
이와 같이, 상기 기술한 최대전력추종장치(300)에 의하면, 최대전력점의 이상여부를 판단할 필요없이 사용자가 원하는 시점에 언제든지 태양전지모듈(100)의 최대전력점을 재검색할 수 있다. 또, 상기 최대전력추종장치(300)는, 태양광 발전시스템 뿐만 아니라, 풍력 발전시스템 등에 연계되어 적용 가능하다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법에 의하면, 사용자가 원하는 시점에 태양전지모듈의 최대전력점을 재검색할 수 있도록 함으로써 태양전지모듈로부터 출력되는 전력 효율이 향상된다. 또, 최대전력점의 이상여부나 출력전력의 저하원인을 자세히 분석할 필요없이 사용자가 직관적으로 태양전지모듈의 최대전력점을 재검색할 수 있도록 구현함으로써 장치의 유지 보수에 유용하고 사용자 편의를 제공한다.
100 - 태양전지모듈 200 - 전력변환부
300 - 최대전력점 추종 제어부(최대전력추종장치)
310 - 입력부 320 - 센서부
330 - 신호제어부 340 - 출력부
350 - 저장부
300 - 최대전력점 추종 제어부(최대전력추종장치)
310 - 입력부 320 - 센서부
330 - 신호제어부 340 - 출력부
350 - 저장부
Claims (13)
- 태양전지모듈의 최대전력점을 검색하기 위한 요청신호를 인가받는 입력부; 및
상기 요청신호에 근거하여, 상기 태양전지모듈의 모든 영역의 전압값을 스캔하고 그로부터 산출되는 복수의 출력전력값을 이전 출력전력값과 비교한 결과, 가장 큰 출력전력값을 최대전력점으로 출력하는 신호제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
최대전력추종장치. - 제1 항에 있어서,
상기 요청신호는 사용자 입력 또는 기설정된 기준에 따라 생성되며,
상기 신호제어부는 상기 요청신호가 있을 때마다 새로운 최대전력점을 출력하는 것을 특징으로 하는,
최대전력추종장치. - 제1 항에 있어서,
상기 태양전지모듈과 연결되어, 상기 태양전지모듈로부터 출력되는 전류 및 전압의 크기를 감지하는 복수의 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
최대전력추종장치. - 제1 항에 있어서,
상기 최대전력점의 전압값, 전류값, 및 대응하는 출력전력값을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
최대전력추종장치. - 제4 항에 있어서,
상기 저장부는,
상기 최대전력점이 변경되면, 상기 저장된 전압값, 전류값, 및 대응하는 출력전력값을 업데이트하여 저장하는 것을 특징으로 하는,
최대전력추종장치. - 제1 항에 있어서,
상기 출력된 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
최대전력추종장치. - 하나 이상의 태양전지모듈;
상기 태양전지모듈의 출력전력을 계통/부하에 적합한 전압으로 변환하는 전력변환부; 및
상기 태양전지모듈에 대한 최대전력점 검색 요청에 따라, 상기 태양전지모듈의 모든 영역에 대한 전압값을 스캔하고 상기 전압값으로부터 산출되는 복수의 출력전력값을 이전 출력전력값과 비교한 결과, 상기 태양전지모듈의 최대전력점을 결정하여 상기 전력변환부에 제공하는 최대전력점 추종 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
태양광 발전시스템. - 제7 항에 있어서,
상기 최대전력점 추종 제어부는,
상기 비교 결과, 가장 큰 값을 갖는 출력전력값을 최대전력점으로 결정하는 것을 특징으로 하는,
태양광 발전시스템. - 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
상기 최대전력점 추종 제어부는,
상기 결정된 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
태양광 발전시스템. - 태양전지모듈의 최대전력점 검색 신호를 수신하는 단계;
상기 태양전지모듈의 현재 최대전력점에 해당하는 전압값, 전류값, 및 이에 대응하는 제1출력전력값을 저장하는 단계;
상기 최대전력점 검색 신호에 따라, 상기 태양전지모듈의 모든 영역에 대한 전압값을 스캔하여 복수의 제2출력전력값을 산출하는 단계;
상기 제1출력전력값 및 복수의 제2출력전력값의 크기를 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과, 가장 큰 값을 갖는 출력전력값을 상기 태양전지모듈의 최대전력점으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
태양광 발전시스템의 최대전력추종방법. - 제10 항에 있어서,
상기 수신하는 단계는,
외부로부터 인가되는 사용자 입력을 통해 상기 최대전력점 검색 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
태양광 발전시스템의 최대전력추종방법. - 제10 항에 있어서,
상기 최대전력점을 이용하여 상기 태양전지모듈의 출력전력값을 제어하는 제어신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
태양광 발전시스템의 최대전력추종방법. - 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
상기 수신하는 단계는,
구비된 복수의 센서를 통해 상기 태양전지모듈로부터 출력되는 출력전력의 이상여부를 감지하는 단계; 및
감지된 이상신호에 대응하여 상기 최대전력점 검색 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
태양광 발전시스템의 최대전력추종방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020120000583A KR20130079846A (ko) | 2012-01-03 | 2012-01-03 | 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120000583A KR20130079846A (ko) | 2012-01-03 | 2012-01-03 | 최대전력추종장치, 이를 포함하는 태양광 발전시스템 및 이의 최대전력추종방법 |
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| KR20130079846A true KR20130079846A (ko) | 2013-07-11 |
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2012
- 2012-01-03 KR KR1020120000583A patent/KR20130079846A/ko not_active Ceased
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