KR20130141266A - Mept control method in solar cell module and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 모듈의 감지온도와 태양광 발전 출력 증가량을 이용하여 태양전지 패널의 냉각소모 출력을 조절하는 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a MEPT control method and apparatus thereof of a solar cell module, and more particularly, to a solar cell module for controlling cooling power output of a solar cell panel by using a sensing temperature of a solar cell module and an increase in solar power output. MEPT control method.
태양전지 모듈은 복수의 전지셀들로 구성되며 태양광을 흡수하여 전력을 생산한다. 이러한 태양전지 모듈에서 생산된 전력은 내장된 정션박스를 통해 외부에 있는 별도의 인버터로 전달되고, 인버터는 이를 교류 전원으로 변환하여 외부 모듈로 공급한다. 여기서, 외부 모듈이란 교류 전압을 구동원으로 하는 다양한 전자기기(ex, LED 모듈)에 해당될 수 있다. 이러한 정션박스의 구성 예는 본 출원인에 의한 한국특허공개 제10-2010-0117541호에 개시되어 있다.The solar cell module is composed of a plurality of battery cells and absorbs sunlight to produce power. The power produced by such a solar cell module is delivered to a separate inverter externally through a built-in junction box, and the inverter converts it into AC power and supplies it to an external module. Here, the external module may correspond to various electronic devices (eg, LED modules) using an AC voltage as a driving source. A configuration example of such a junction box is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2010-0117541 by the present applicant.
보통 태양전지 모듈의 성능은 일사량이나 온도 변화에 가장 큰 영향을 받는데, 온도가 높아질수록 효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 이는 일반적인 반도체 특성과 관계되는 것이다. 이러한 온도 등의 환경에 따라 전압, 전류 특성이 변경되면 전압과 전류의 곱에 의해 결정되는 전력 스케일 또한 변화된다. 따라서, 태양전지 모듈의 성능을 최적으로 유지하기 위해서는 최대 전력량을 생산할 수 있는 전압으로 출력을 조절할 필요성이 있다.In general, the performance of the solar cell module is most affected by the amount of insolation or temperature, but the problem is that efficiency decreases as the temperature increases. This is related to general semiconductor characteristics. When the voltage and current characteristics change according to the environment such as temperature, the power scale determined by the product of the voltage and the current also changes. Therefore, in order to maintain the performance of the solar cell module optimally, it is necessary to adjust the output to a voltage capable of producing the maximum amount of power.
본 발명은 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 모듈의 감지온도와 태양광 발전 출력 증가량을 이용하여 태양전지 패널의 냉각소모 출력을 조절하는 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention relates to a MEPT control method and apparatus thereof of a solar cell module, and more particularly, to a solar cell module for controlling cooling power output of a solar cell panel by using a sensing temperature of a solar cell module and an increase in solar power output. An object of the present invention is to provide a MEPT control method and apparatus.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 전지셀로 구성되며, 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법에 있어서, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 일부를 상기 냉각장치로 전달하는 단계, 시간에 따른 상기 태양전지 모듈의 온도, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력 및 상기 냉각장치의 소모 전력을 측정하는 단계, 현재 온도가 이전의 제1 시간의 온도보다 증가한 경우 상기 냉각장치에 구동 신호를 전달하여 상기 태양전지 모듈이 냉각되도록 하는 단계, 그리고 상기 제1 시간에서부터 현재까지의 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량이 상기 냉각 장치의 소모 전력보다 작은 경우, 상기 냉각장치의 소모 전력을 상기 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량 이하가 되도록 상기 냉각장치의 냉각량을 감소시키는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, comprising a plurality of battery cells, in the MEPT control method of a solar cell module with a cooling device, the step of transferring a portion of the output power of the solar cell module to the cooling device, time Measuring the temperature of the solar cell module, the output power of the solar cell module, and the power consumption of the cooling device according to the present invention, and transmitting a driving signal to the cooling device when the current temperature increases from a temperature of a first time Allowing the solar cell module to cool, and when the increase amount of the output power of the solar cell module from the first time to the present is smaller than the power consumption of the cooling device, the power consumption of the cooling device is determined by the solar cell. Reducing the amount of cooling of the cooling device to be equal to or less than an increase in output power of the module.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 전지셀로 구성되며, 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈의 MEPT 제어 장치에 있어서, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 일부를 상기 냉각장치로 전달하는 출력부, 시간에 따른 상기 태양전지 모듈의 온도, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력 및 상기 냉각장치의 소모 전력을 측정하는 측정부, 현재 온도가 이전의 제1 시간의 온도보다 증가한 경우 상기 냉각장치에 구동 신호를 전달하여 상기 태양전지 모듈이 냉각되도록 하는 MEPT 제어부를 포함하며, 상기 MEPT 제어부는, 상기 제1 시간에서부터 현재까지의 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량이 상기 냉각 장치의 소모 전력보다 작은 경우, 상기 냉각장치의 소모 전력을 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량 이하가 되도록 상기 냉각장치의 냉각량을 감소시킨다. According to another embodiment of the present invention, an MEPT control apparatus for a solar cell module including a plurality of battery cells and having a cooling device, the output unit transferring a part of the output power of the solar cell module to the cooling device. A measuring unit for measuring the temperature of the solar cell module, the output power of the solar cell module, and the power consumption of the cooling device over time; And a MEPT controller for cooling the solar cell module, wherein the MEPT controller is configured to increase the output power of the solar cell module from the first time to the present to be smaller than the power consumption of the cooling device. When the cooling amount of the cooling device is reduced so that the power consumption of the cooling device is less than the increase amount of the output power of the solar cell module. The.
본 발명에 따른 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법 및 그 장치에 따르면, 태양전지 모듈의 감지온도와 태양광 발전 출력 증가량을 이용하여 태양전지 패널의 냉각소모 출력을 조절함으로써, 태양전지 모듈의 전력 생산 효율을 최적화할 수 있다.According to the MEPT control method and apparatus of the solar cell module according to the present invention, by controlling the cooling consumption output of the solar cell panel by using the sensing temperature of the solar cell module and the increase in photovoltaic power output, the power production efficiency of the solar cell module Can be optimized.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 MEPT 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MEPT 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 MPPT 제어부에 의한 MPPT 제어를 설명하기 위한 참고도이다.1 is a view for explaining a MEPT control apparatus of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a MEPT control method according to an embodiment of the present invention.
3 is a reference diagram for explaining MPPT control by the MPPT controller.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 MEPT 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a MEPT control apparatus of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)의 MEPT 제어 장치(200)는 출력부(210), 측정부(220), MEPT 제어부(230) 및 MPPT 제어부(240)를 포함한다. 그리고, 태양전지 모듈(100)은 복수의 전지셀로 구성되며, 냉각장치(300)가 연결되어 있다.The
먼저 출력부(210)는 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 일부를 상기 냉각장치로 전달하며, 측정부(220)는 시간에 따른 상기 태양전지 모듈의 온도, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력 및 상기 냉각장치의 소모 전력을 측정한다.First, the
MEPT 제어부(230)는, 현재 온도가 이전의 제1 시간의 온도보다 증가한 경우 상기 냉각장치에 구동 신호를 전달하여 상기 태양전지 모듈이 냉각되도록 하는 제어한다. The MEPT
특히, MEPT 제어부(230)는, MEPT(Maximum Efficiency Point Tracking ; 최대 효율점 추적) 방법에 따라서 동작을 하게 된다. 이를 구체적으로 설명하면, 제어부는 상기 제1 시간에서부터 현재까지의 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량이 상기 냉각 장치의 소모 전력보다 작은 경우, 상기 냉각장치의 소모 전력을 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량 이하가 되도록 상기 냉각장치의 냉각량을 감소시킨다. In particular, the MEPT
그리고, MPPT 제어부(240)는 태양전지 모듈의 출력 전압 및 전류 센서로부터 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹한다. The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a MEPT control method of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
먼저, 출력부(210)는 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 일부를 상기 냉각장치로 전달한다. First, the
그리고, 측정부(220)는 시간에 따른 상기 태양전지 모듈의 온도, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력 및 상기 냉각장치의 소모 전력을 측정한다. In addition, the
MEPT 제어부(230)는 현재 온도가 이전의 제1 시간의 온도보다 증가한 경우 상기 냉각장치에 구동 신호를 전달하여 상기 태양전지 모듈이 냉각되도록 한다. The
그리고, 상기 제1 시간에서부터 현재까지의 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량이 상기 냉각 장치의 소모 전력보다 작은 경우, 상기 냉각장치의 소모 전력을 상기 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량 이하가 되도록 상기 냉각장치의 냉각량을 감소시킨다. When the increase in output power of the solar cell module from the first time to the present is smaller than the power consumption of the cooling device, the power consumption of the cooling device is equal to or less than the increase in output power of the solar cell module. Reduce the amount of cooling of the chiller.
그 밖에 태양전지 모듈의 MEPT 제어 장치는 MPPT 제어부(240)를 더 추가적으로 포함할 수 있다. MPPT 제어부(240)는 태양전지 모듈의 출력 전압 및 전류 센서로부터 감지된 전류 및 전압값으로부터 최대 전력점을 트래킹한다. 이는 MPPT(Maximum Power Point Tracking ; 최대 효율점 추적) 방법에 따른 것이다. In addition, the MEPT control apparatus of the solar cell module may further include an
이하에서는 상기 MPPT 제어부에서의 MPPT 제어 방법을 상세히 알아본다. 도 3은 MPPT 제어부에 의한 MPPT 제어를 설명하기 위한 참고도이다.Hereinafter, the MPPT control method in the MPPT controller will be described in detail. 3 is a reference diagram for explaining MPPT control by the MPPT controller.
도 3은 반도체에서의 전류 대 전압의 곡선(실선 부분)의 특성을 개략적으로 나타낸 것으로서, 서로 다른 3개의 온도 조건 별로 곡선을 도시한 예이다. 여기서 온도란 일사량 조건과 대응된다. 그리고, 점선 부분은 각 곡선에 대응되는 전력 스케일 곡선을 나타내는 것으로서 전압과 전류의 곱에 의해 결정된다.3 is a diagram schematically illustrating characteristics of a curve of a current versus voltage (solid line portion) in a semiconductor, and illustrates an example of curves for three different temperature conditions. The temperature here corresponds to the solar radiation condition. The dotted line portion represents a power scale curve corresponding to each curve and is determined by the product of voltage and current.
도 3을 참조하면, 모든 온도 조건에 대해, 전압이 어느 정도 증가하면 전류가 급격히 떨어지는 곡선을 보인다. 예를 들어, 전류 10A에서 30V 지점(P) 이후부터 전류 값이 급감하는 것을 알 수 있다. 이러한 전류 값의 하락에 따라 전력 스케일 또한 급감하게 된다.Referring to FIG. 3, for all temperature conditions, if the voltage is increased to some extent, a current drops rapidly. For example, it can be seen that the current value drops sharply after the
태양전지 모듈의 전력 출력 효율을 높이기 위해서는, 도 3의 그래프에서 최대 전력점을 트래킹하여 그에 대응되는 전압을 출력단에서 출력할 수 있도록 제어해야 한다. 최대 전력점은 감지된 전압과 전류의 곱이 가장 큰 지점에 해당된다.In order to increase the power output efficiency of the solar cell module, it is necessary to control the maximum power point in the graph of FIG. 3 so as to output a voltage corresponding thereto at the output terminal. The maximum power point corresponds to the point at which the product of the detected voltage and current is the largest.
이를 위해, 상기 MPPT 제어부는 실시간 감지 및 모니터링되는 상기 전압과 전류 값을 참조하여, 최대 전력점에 대응되는 전압 값으로 태양전지 모듈의 출력을 제어함에 따라 태양전지 모듈의 전력 생산 효율을 최적화할 수 있다. 여기서 최대 전력점에 대응되는 전압이란 전류 값이 급감하기 전의 지점(P)에 대응되는 전압 값에 해당될 수 있다. 물론, 실시간 측정되는 전압과 전류의 곱을 통해 전력 값을 산출하여 보면, 최대치를 갖는 전력과, 그에 대응되는 전압을 정확하게 알 수 있다.To this end, the MPPT controller may optimize the power production efficiency of the solar cell module by controlling the output of the solar cell module with a voltage value corresponding to the maximum power point, with reference to the voltage and current values detected and monitored in real time. have. The voltage corresponding to the maximum power point may correspond to a voltage value corresponding to the point P before the current value suddenly decreases. Of course, when the power value is calculated by multiplying the voltage and the current measured in real time, the power having the maximum value and the voltage corresponding thereto may be accurately known.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 태양전지 모듈, 200: MEPT 제어 장치,
210: 출력부, 220: 측정부,
230: MEPT 제어부, 240: MPPT 제어부,
300: 냉각 장치 100: solar cell module, 200: MEPT control device,
210: output unit, 220: measuring unit,
230: MEPT control unit, 240: MPPT control unit,
300: cooling system
Claims (2)
상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 일부를 상기 냉각장치로 전달하는 단계,
시간에 따른 상기 태양전지 모듈의 온도, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력 및 상기 냉각장치의 소모 전력을 측정하는 단계,
현재 온도가 이전의 제1 시간의 온도보다 증가한 경우 상기 냉각장치에 구동 신호를 전달하여 상기 태양전지 모듈이 냉각되도록 하는 단계, 그리고
상기 제1 시간에서부터 현재까지의 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량이 상기 냉각 장치의 소모 전력보다 작은 경우, 상기 냉각장치의 소모 전력을 상기 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량 이하가 되도록 상기 냉각장치의 냉각량을 감소시키는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 MEPT 제어 방법. In the MEPT control method of a solar cell module consisting of a plurality of battery cells, the cooling device is connected,
Transferring a part of the output power of the solar cell module to the cooling device;
Measuring a temperature of the solar cell module, an output power of the solar cell module, and power consumption of the cooling device over time;
Transmitting a driving signal to the cooling device when the current temperature is higher than the temperature of the first first time so that the solar cell module is cooled; and
When the increase amount of output power of the solar cell module from the first time to the present is smaller than the power consumption of the cooling device, the cooling so that the power consumption of the cooling device is equal to or less than the increase amount of the output power of the solar cell module. MEPT control method of a solar cell module comprising the step of reducing the amount of cooling of the device.
상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 일부를 상기 냉각장치로 전달하는 출력부,
시간에 따른 상기 태양전지 모듈의 온도, 상기 태양전지 모듈의 출력 전력 및 상기 냉각장치의 소모 전력을 측정하는 측정부, 그리고
현재 온도가 이전의 제1 시간의 온도보다 증가한 경우 상기 냉각장치에 구동 신호를 전달하여 상기 태양전지 모듈이 냉각되도록 하는 MEPT 제어부를 포함하며,
상기 MEPT 제어부는,
상기 제1 시간에서부터 현재까지의 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량이 상기 냉각 장치의 소모 전력보다 작은 경우, 상기 냉각장치의 소모 전력을 상기 태양전지 모듈의 출력 전력의 증가량 이하가 되도록 상기 냉각장치의 냉각량을 감소시키는 태양전지 모듈의 MEPT 제어 장치.
In the MEPT control device of a solar cell module consisting of a plurality of battery cells, the cooling device is connected,
An output unit which transfers a part of the output power of the solar cell module to the cooling device;
Measuring unit for measuring the temperature of the solar cell module, the output power of the solar cell module and the power consumption of the cooling device over time, and
It includes a MEPT control unit for transmitting a drive signal to the cooling device to cool the solar cell module when the current temperature is higher than the temperature of the first first time,
The MEPT control unit,
When the increase amount of the output power of the solar cell module from the first time to the present is smaller than the power consumption of the cooling device, the cooling device so that the power consumption of the cooling device is equal to or less than the increase amount of the output power of the solar cell module. MEPT control device of solar cell module to reduce the amount of cooling.
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