KR20140130770A - 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템 - Google Patents

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KR20140130770A
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Abstract

본 발명은 태양광 모듈과 인버터가 일대일 운전과 다대일 운전을 선택적으로 수행할 수 있는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 각 인버터의 입력단에 설치되어 인버터의 입력 전력량을 검출하는 인버터 입력 검출부; 상기 태양광 모듈의 병렬연결을 스위칭 하는 병렬연결 스위치; 상기 태양광 모듈과 각 태양광 모듈에 일대일로 연결된 인버터간 직렬연결을 스위칭 하는 직렬연결 스위치; 상기 인버터 입력 검출부에 의해 검출된 인버터의 입력 전력량이 소정치 이하로 떨어지면 상기 병렬연결 스위치 및 직렬연결 스위치를 개폐 조작하여 태양광 모듈과 인버터간 다대일 운전을 수행하도록 제어하는 병렬 운전 제어기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 기존의 태양광 모듈과 인버터간 일대일 운전 시스템을 그대로 활용하면서 선택적으로 다대일 운전을 수행할 수 있어 인버터의 구동 효율을 높이고, 유용한 자원의 무분별한 폐기를 방지하는 동시에 발전 효율을 크게 증진시키는 효과가 있다.

Description

선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템{PHOTOVOLTAIC GENERATION SYSTEM CAPABLE OF SELECTIVELY PARALLEL OPERATION}
본 발명은 태양전지 어레이와 인버터간 일대일로 연결되어 운전하는 기존의 태양광 발전 시스템에 간략한 구성을 추가하여 선택적으로 다대일 병렬 운전을 수행할 수 있으며, 기 설치된 태양광 발전 시스템을 그대로 활용하면서 발전 효율을 최대화 할 수 있는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
최근에 세계적으로 에너지 수요가 증가하는 추세에 있으며, 화석연료의 지속적 사용에 의한 지구 온난화와 같은 환경 문제와, 화석연료의 고갈, 고유가 등의 에너지 위기에 봉착하고 있다. 이에 따라 신재생 에너지를 이용하여 전력 기간산업의 패러다임을 변화시키는 많은 노력이 이루어지고 있다. 그 결과로 신재생 에너지를 중심으로 분산전원 시스템이 증가하였고, 나아가서 다수의 분산 전원과 부하로 구성되는 마이크로 그리드 시스템(Micro Grid System), 스마트 그리드(Smart Grid)로의 연구가 활발히 진행되고 있다. 신재생 에너지원 중 태양광 발전 시스템은 가장 활발한 연구가 진행되는 분야이다.
일반적으로, 태양광 발전 시스템은 태양전지 어레이(Array)에서 발생된 직류전력을 인버터에서 교류전력으로 변환하여 계통 또는 부하에 공급한다. 계통 연계형 인버터는 부하에 공급하고 남은 잉여전력을 계통에 공급하여 계통을 안정화 시키는 동시에 전력을 생산, 판매하기까지 한다. 또한 정전 시에는 부하에 단독으로 전력을 공급하여 부하 측의 무정전 상태를 유지한다.
종래의 태양광 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 모듈(10)과 인버터(20)가 일대일로 연결되어 운전되는 방식으로 설치되었다. 인버터(20)의 출력은 LC 필터(30)에 의해 노이즈 성분이 제거되고, 상용 주파 변압기(40)를 통해 계통(50)에 연결된다. 한편, 계통(50)과의 단절 시에는 도시 안된 IGBT 등의 스위칭 장치에 의해 절체되어 부하 측에 단독으로 전원을 공급할 수 있다.
그런데 인버터(20)는 출력이 낮을 때 효율이 크게 감소되는 특성을 가지며, 인버터의 손실에 비해 태양광 모듈(10)의 출력이 높지 않을 경우 발전 효율이 저하된다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 태양광 모듈(10)에 출력이 낮은 복수개의 인버터(21, 22, 23)를 병렬 접속하여 운전하는 일대다 운전방식이 사용된 바 있다. 이러한 일대다 운전방식에서는, 태양전지의 출력에 따라 병렬 접속된 인버터(21, 22, 23)의 구동 수를 조절한다. 도 2를 참조하면, 온/오프 컨트롤 수단(25)에 의해 각 인버터(21, 22, 23)의 입력단에 설치된 스위치(26, 27, 28)를 개폐하여 인버터의 구동 수를 조절한다.
그러나 특정 인버터의 동작 시간이 다른 인버터에 비해 월등히 길어지고, 이 때문에 동작 시간이 상대적으로 긴 인버터와 다른 인버터들 간에 수명의 격차가 발생된다. 또한, 태양광 모듈(10)의 출력이 낮은 경우 병렬로 연결된 복수의 인버터가 모두 동작을 정지하게 되므로, 인버터의 구동 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
다른 해결책으로서, 태양광 모듈 복수 개를 병렬 접속하여 하나의 인버터에 연계하는 다대일 운전방식이 있다. 다대일 운전방식에서는, 인버터의 입력 전력량을 높게 유지할 수 있어 발전 효율이 높고, 인버터의 휴지기가 짧아 구동 효율이 좋은 장점이 있다.
그런데, 이미 일대일 운전방식의 태양광 발전 시스템이 설치된 장소에서는 다대일 운전방식을 적용하는 것이 불가능하며, 기존의 일대일 운전 시스템을 해체하고 다대일 운전 방식의 인버터를 신설해야 한다. 이 경우, 태양광 모듈에 비해 인버터의 수명이 상당히 길어 사용연한이 상당히 남은 인버터를 해체해야 함으로 인해, 유용한 자원의 낭비 및 경제적인 손실을 야기한다.
본 발명은 기존에 태양광 모듈과 인버터가 일대일로 연결된 태양광 발전 시스템을 그대로 활용하면서, 병렬 운전 제어기와 직병렬 조합 스위치를 부가하는 것으로서 선택적인 다대일 운전을 수행할 수 있으며, 일대일 운전과 다대일 운전을 선택적으로 수행하여 인버터의 구동 효율을 높이는 동시에 발전 효율을 크게 증진시킬 수 있는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다대일 운전에서 일대일 운전으로 복귀되는 시점에 인버터들간에 입력 전력량의 불균형이 발생할 경우 태양광 모듈의 고장 진단을 수행할 수 있도록 함에 다른 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 태양광 모듈과 인버터가 일대일로 연결되어 운전되는 일대일 운전 시스템 복수개가 설치된 개소에 설치되며, 각 인버터의 입력단에 설치되어 인버터의 입력 전력량을 검출하는 인버터 입력 검출부; 상기 태양광 모듈의 병렬연결을 스위칭 하는 병렬연결 스위치; 상기 태양광 모듈과 각 태양광 모듈에 일대일로 연결된 인버터간 직렬연결을 스위칭 하는 직렬연결 스위치; 상기 인버터 입력 검출부에 의해 검출된 인버터의 입력 전력량이 소정치 이하로 떨어지면 상기 병렬연결 스위치 및 직렬연결 스위치를 개폐 조작하여 태양광 모듈과 인버터간 다대일 운전을 수행하도록 제어하는 병렬 운전 제어기를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈 각각에 일대일로 연결되어 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터; 각 인버터의 입력단에 설치되어 인버터의 입력 전력량을 검출하는 인버터 입력 검출부; 상기 태양광 모듈의 병렬연결을 스위칭 하는 병렬연결 스위치; 상기 태양광 모듈과 각 태양광 모듈에 일대일로 연결된 인버터간 직렬연결을 스위칭 하는 직렬연결 스위치; 상기 인버터 입력 검출부에 의해 검출된 인버터의 입력 전력량이 소정치 이하로 떨어지면 상기 병렬연결 스위치 및 직렬연결 스위치를 개폐 조작하여 태양광 모듈과 인버터간 다대일 운전을 수행하도록 제어하는 병렬 운전 제어기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 상기 병렬 운전 제어기는 일대일 운전에서 다대일 운전으로 절체할 때, 누적 구동시간이 작은 인버터에 의해 우선적으로 다대일 운전이 수행되도록 절체 제어한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 상기 병렬 운전 제어기는 다대일 운전을 수행중인 인버터의 출력이 소정치 이상으로 증가하면 상기 병렬연결 스위치 및 직렬연결 스위치를 개폐 조작하여 원래의 일대일 운전으로 복귀시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 상기 병렬 운전 제어기에 의해 일대일 운전으로 복귀될 때, 상기 인버터 입력 검출부에 의해 검출된 각 인버터의 입력 전력량이 불균형인지를 검출하고, 입력 전력량의 차이가 소정치 이상이면 태양광 모듈의 고장으로 검출하는 고장 검출부를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 상기 태양광 모듈이 접속된 접속반의 출력단에 설치되어 태양광 모듈의 출력을 검출하는 태양광 모듈 출력 검출부를 더 포함하며, 상기 고장 검출부는 상기 태양광 모듈 출력 검출부의 출력을 해당 접속반에 연결된 태양광 모듈의 수로 나눈 값이 소정치 미만인지를 판단하여 접속반별로 태양광 모듈의 고장을 검출한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 상기 고장 검출부는 태양광 모듈의 고장을 검출하여 고장 정보를 발생시키고, 발생된 고장 정보를 로컬에 위치한 모니터링 장치 또는 원격의 모니터링 서버로 전송한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 상기 태양광 모듈에 인접하여 설치되는 일사량 센서를 더 포함하며, 상기 병렬 운전 제어기는 상기 일사량 센서의 출력과 상기 인버터 출력 측의 보호계전기의 출력을 수신하여 태양광 모듈과 인버터간 운전상태에 따른 발전 전력 생산 효율을 연산하며, 연산된 발전 전력 생산 효율을 접속반에 위치하거나 원격에 위치한 모니터링 시스템으로 전송한다.
본 발명의 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템에 따르면, 기존의 태양광 모듈과 인버터간 일대일 운전 시스템에 병렬 운전 제어기를 추가하여 선택적으로 다대일 운전을 수행하도록 함으로써, 인버터의 구동 효율을 높게 하는 동시에 발전 효율을 크게 증진시킬 수 있으며, 특히 기존의 일대일 운전 시스템을 폐기하지 않고 그대로 재활용할 수 있어 경제적으로 높은 효용성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 병렬 운전 제어기에서 누적 구동시간이 가장 적은 인버터를 선택하여 다대일 운전을 수행하도록 함으로써, 인버터들간의 수명을 균등하게 유지할 수 있으며 인버터의 구동 효율을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양광 모듈의 고장 진단을 위해 복잡한 진단 시스템을 구축할 필요 없이, 다대일 운전에서 일대일 운전으로 절체될 때 고장 검출부에서 인버터의 입력 전력량 불균형을 검출하는 간단한 연산으로 태양광 모듈의 고장을 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양광 모듈의 접속반별로 출력을 검출하고 접속반에 연계된 태양광 모듈의 수로 제산하여 태양광 모듈의 고장을 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 병렬 운전 제어기에서 태양광 모듈의 일사량 센서 검출 신호와 인버터 출력 측의 보호계전기 출력을 이용하여 운전 모드에 따르는 발전 전력 생산 효율을 연산하여 모니터링 장치 또는 서버 측으로 전송함으로써, 태양광 발전 시스템의 효과적인 운영 및 모니터링이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 태양광 발전 시스템의 일대일 운전방식을 예시한 블록도,
도 2는 종래 태양광 발전 시스템의 일대다 운전방식을 예시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템을 예시한 블록도,
도 4는 본 발명에서 일대일 운전이 수행되는 상태를 예시한 블록도,
도 5는 본 발명에서 병렬 운전 제어기에 의해 다대일 운전이 수행되는 상태를 예시한 블록도, 및
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 예시한 블록도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
이하에서 설명되는 '태양광 모듈'이라 함은 복수의 태양전지 셀들이 모듈 형태로 조합된 단위 유닛, 이러한 단위 유닛들의 열인 태양전지 스트링, 및 단위 유닛들이 어레이 형태로 배열된 태양전지 어레이를 포함하는 개념으로 이해된다.
도 3은 본 발명에 따른 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템을 예시한 블록도로서, 태양광 모듈(110, 120)과 인버터(210, 220)가 일대일로 연결된 일대일 운전 시스템 2기가 나란하게 설치된 상태를 예시한 것이다. 도 3을 참조하면, 제1 태양광 모듈(110)은 제1 인버터(210)에 연결되어 제1 일대일 운전 시스템(510)을 구성한다. 제2 태양광 모듈(120)은 제2 인버터(220)에 연결되어 제2 일대일 운전 시스템을 구성한다.
여기서, 각각의 일대일 운전 시스템(510, 520)은 기존의 태양광 모듈과 인버터가 일대일로 연결되어 운전되는 시스템과 동일하다. 즉, 본 발명의 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템은, 기존의 일대일 운전 시스템이 복수개 설치된 개소에, 후술하는 병렬 운전 제어기(310) 및 스위치 구성 등을 부가하여 설치하는 것으로 구현할 수 있다. 따라서 기존의 발전 시스템을 해체하거나 철거할 필요 없이 그대로 활용하여 선택적 병렬 운전 시스템을 구현할 수 있다.
물론, 본 발명의 태양광 발전 시스템은 기존의 일대일 운전 시스템에 부가하여 설치되지 않고, 도 3에 도시된 전체 시스템이 새롭게 설치될 수도 있을 것이다. 또한, 도시된 예시에서는 일대일 운전 시스템(510, 520) 2기가 병렬 연결된 것을 예시하였으나, 본 발명의 태양광 발전 시스템은 더욱 많은 수의 일대일 운전 시스템에도 적용될 수 있을 것이다.
도 3에서는 도시하지 않았지만, 각각의 인버터(210, 220) 후단에는 노이즈 성분을 제거하고 인버터의 출력을 정현화하기 위한 LC 필터와, 상용 주파수로 변환하기 위한 상용 주파 변압기가 설치된다. 그리고 태양광 발전 시스템은 계통과 연계되어 계통 연계 운전을 실시할 수 있으며, 계통과 단절 시에는 IGBT 등의 스위칭 장치에 의해 절체되어 부하 측에 단독으로 전원을 공급할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 태양광 모듈(110)과 제2 태양광 모듈(120)의 병렬 연결 지점에는 두 태양광 모듈의 병렬연결을 스위칭 하는 병렬 연결 스위치(410)가 설치된다. 그리고 제1 일대일 운전 시스템(510)에서 제1 태양광 모듈(110)과 제1 인버터(210)간 직렬연결을 스위칭 하기 위해 제1 직렬연결 스위치(420)가 설치되며, 제2 일대일 운전 시스템(520)에서 제2 태양광 모듈(120)과 제2 인버터(220)간 직렬연결을 스위칭 하기 위해 제2 직렬연결 스위치(440)가 설치된다.
제1 인버터(210)와 제2 인버터(220)의 입력단에는 각기 제1 인버터 입력 검출부(430)와 제2 인버터 입력 검출부(450)가 설치된다. 인버터 입력 검출부(430, 450)는 각 인버터(210, 220)의 입력 전력량을 검출한다. 인버터 입력 검출부(430, 450)는 예컨대, 변류기, 변압기, 또는 변압변류기이다.
병렬 운전 제어기(310)는 인버터 입력 검출부(430, 450)에서 검출된 인버터의 입력 전략량이 소정치 이하로 떨어지면 병렬연결 스위치(410) 및 직렬연결 스위치(420, 440)를 개폐 제어하여 태양광 모듈(110, 120)과 인버터(210, 220)간 일대일 운전에서 다대일 운전으로 전환시킨다. 그리고 인버터(210, 220)의 출력이 소정치 이상으로 증가하면 태양광 모듈(110, 120)과 인버터(210, 220)간 일대일 운전으로 복귀시킨다.
도 4는 본 발명에서 일대일 운전이 수행되는 상태를 예시한 블록도이고, 도 5는 본 발명에서 병렬 운전 제어기에 의해 다대일 운전이 수행되는 상태를 예시한 블록도이다. 이를 참조하여, 병렬 운전 제어기(310)에 의한 운전 모드 전환 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 평상시 각각의 일대일 운전 시스템(510, 520)이 개별적으로 일대일 운전을 실시하는 상태를 예시하고 있다. 병렬 운전 제어기(310)에 의해 병렬연결 스위치(410)는 OFF 상태이며, 각각의 직렬연결 스위치(420, 440)는 ON 상태에 있게 된다.
일대일 운전 중에 어느 하나의 인버터(예컨대, 제2 인버터(220))의 입력 전력량이 소정치 이하로 떨어지면, 도 5에서와 같이 제2 직렬연결 스위치(440)를 OFF 시키고, 병렬연결 스위치(410)를 ON 시킨다. 따라서 두 개의 태양광 모듈(110, 120)이 모두 제1 인버터(210)에 연결되어 다대일 운전으로 동작된다.
만약, 두 인버터(210, 220) 모두 입력 전력량이 소정치 이하로 떨어질 경우, 병렬 운전 제어기(310)는 누적 구동시간이 작은 인버터로 다대일 운전을 절체한다. 이러한 절체 방식은 인버터의 구동시간이 편중되지 않도록 하여, 전체 인버터들의 수명을 균등하게 유지할 수 있게 한다.
도 5에서와 같은 다대일 운전 중에, 제1 인버터(210)의 출력이 소정치 이상으로 증가하는 경우, 병렬 운전 제어기(310)는 스위치들을 제어하여 도 4와 같은 일대일 운전 모드로 복귀시킨다. 예를 들어, 제1 인버터(210)의 출력이 80% 수준으로 증가하면, 태양광 모듈(110, 120)의 병렬 접속을 분리하고, 각각의 일대일 운전 시스템(510, 520)이 개별적으로 동작된다.
다대일 운전 모드에서 일대일 운전 모드로 복귀될 때, 도시된 고장 검출부(320)는 각각의 인버터(210, 220)의 입력 전력량이 불균형인지 여부를 검출한다. 불균형의 검출은 인버터의 입력 전력량 차이가 소정치 이상인지를 판단하는 것으로 검출한다.
예를 들어, 일대일 운전 모드로 복귀될 때, 두 인버터(210, 220)의 입력 전력량이 "40kW:40kW"로 나누어지지 않고, "50kW:30kW"로 불균형하게 입력되면, 입력 전력량이 작은 인버터에 연결된 태양광 모듈의 고장(또는 수명 종료)일 수 있다. 고장 검출부(320)는 이러한 전력 불균형으로부터 고장을 검출하고 발전 개소에 설치된 로컬 모니터링 장치 또는 원격의 모니터링 서버에 고장 검출을 통보한다. 따라서 후속 조치로서 정밀한 고장 진단 및 수명이 종료한 태양광 모듈의 교체를 시의 적절하게 수행할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 예시한 블록도이다. 도 6을 참조하면, 제1 태양광 모듈(110) 및 제2 태양광 모듈(120)의 출력측에는 각각 제1 접속반(115) 및 제2 접속반(125)이 설치된다. 접속반은 태양광 모듈의 출력을 직, 병렬 접속하여 인버터에 연결하기 위한 모듈 접속 박스(Module Junction Box)이다. 도시한 바와 같이, 제1 접속반(115) 및 제2 접속반(125) 각각의 출력단에는 태양광 모듈의 출력을 검출하는 제1 태양광 모듈 출력 검출부(435) 및 제2 태양광 모듈 출력 검출부(455)가 설치된다.
태양광 모듈 출력 검출부(435, 455)는 인버터 입력 검출부(430, 450)와 마찬가지로 예컨대, 변류기, 변압기, 또는 변압변류기이며, 바람직하게는 케이블에 흐르는 전류를 계기용 전류로 변환하는 변류기이다. 도시한 바와 같이, 태양광 모듈 출력 검출부(435, 455)에서 검출된 신호는 고장 검출부(320)로 전달된다.
고장 검출부(320)는 태양광 모듈 출력 검출부(435, 455)의 출력을 해당 접속반(115, 125)에 연결된 태양광 모듈(110, 120)의 수로 나눈 값을 연산한다. 이 값은 각 태양광 모듈(115, 125)의 출력에 해당된다. 고장 검출부(320)는 연산한 값이 소정치 미만인지를 판단하여 접속반(115, 125)별로 태양광 모듈(110, 120)의 고장을 검출한다. 검출된 고장 정보는 로컬에 위치한 모니터링 장치 또는 원격의 모니터링 서버로 전송된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 인버터(210) 및 제2 인버터(220) 각각의 출력 측에는 상용 주파수로 변압하기 위한 제1 변압기(215) 및 제2 변압기(225)가 설치되며, 변압기(215, 225)의 출력 측에는 부하 또는 계통과의 연결라인에 보호계전기(510)가 설치된다. 그리고 태양광 모듈(110, 120)에 인접하여 태양광 모듈(110, 120)에 입사되는 일사량을 검출하는 일사량 센서(520)가 설치된다.
도 6을 참조하면, 보호계전기(510)의 출력 신호와 일사량 센서(520)의 검출 신호는 병렬 운전 제어기(310)로 전달된다. 병렬 운전 제어기(310)는 현재의 운전 모드에 따라 운전중인 인버터(210, 220)에 연결된 태양광 모듈(110, 120)의 일사량을 알 수 있으며, 보호계전기(510)의 출력으로부터 운전중인 인버터(210, 220)에 의해 발생된 AC 출력을 알 수 있다. 그리고 이 두 정보로부터 태양광 모듈(110, 120)과 인버터(210, 220)간 운전상태에 따른 발전 전력 생산 효율을 연산하며, 연산된 발전 전력 생산 효율을 모니터링 시스템으로 전송한다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
110 : 제1 태양광 모듈 115 : 제1 접속반
120 : 제2 태양광 모듈 125 : 제2 접속반
210 : 제1 인버터 215 : 제1 변압기
220 : 제2 인버터 225 : 제2 변압기
310 : 병렬 운전 제어기 320 : 고장 검출부
410 : 병렬연결 스위치 420 : 제1 직렬연결 스위치
430 : 제1 인버터 입력 검출부 435 : 제1 태양광 모듈 출력 검출부
440 : 제2 직렬연결 스위치 455 : 제2 태양광 모듈 출력 검출부
450 : 제2 인버터 입력 검출부 510 : 보호계전기
520 : 일사량 센서

Claims (8)

  1. 태양광 모듈과 인버터가 일대일로 연결되어 운전되는 일대일 운전 시스템 복수개가 설치된 개소에 설치되며,
    각 인버터의 입력단에 설치되어 인버터의 입력 전력량을 검출하는 인버터 입력 검출부;
    상기 태양광 모듈의 병렬연결을 스위칭 하는 병렬연결 스위치;
    상기 태양광 모듈과 각 태양광 모듈에 일대일로 연결된 인버터간 직렬연결을 스위칭 하는 직렬연결 스위치;
    상기 인버터 입력 검출부에 의해 검출된 인버터의 입력 전력량이 소정치 이하로 떨어지면 상기 병렬연결 스위치 및 직렬연결 스위치를 개폐 조작하여 태양광 모듈과 인버터간 다대일 운전을 수행하도록 제어하는 병렬 운전 제어기
    를 포함하는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
  2. 복수의 태양광 모듈;
    상기 태양광 모듈 각각에 일대일로 연결되어 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터;
    각 인버터의 입력단에 설치되어 인버터의 입력 전력량을 검출하는 인버터 입력 검출부;
    상기 태양광 모듈의 병렬연결을 스위칭 하는 병렬연결 스위치;
    상기 태양광 모듈과 각 태양광 모듈에 일대일로 연결된 인버터간 직렬연결을 스위칭 하는 직렬연결 스위치;
    상기 인버터 입력 검출부에 의해 검출된 인버터의 입력 전력량이 소정치 이하로 떨어지면 상기 병렬연결 스위치 및 직렬연결 스위치를 개폐 조작하여 태양광 모듈과 인버터간 다대일 운전을 수행하도록 제어하는 병렬 운전 제어기
    를 포함하는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 병렬 운전 제어기는 일대일 운전에서 다대일 운전으로 절체할 때, 누적 구동시간이 작은 인버터에 의해 우선적으로 다대일 운전이 수행되도록 절체 제어하는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 병렬 운전 제어기는 다대일 운전을 수행중인 인버터의 출력이 소정치 이상으로 증가하면 상기 병렬연결 스위치 및 직렬연결 스위치를 개폐 조작하여 원래의 일대일 운전으로 복귀시키는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 병렬 운전 제어기에 의해 일대일 운전으로 복귀될 때, 상기 인버터 입력 검출부에 의해 검출된 각 인버터의 입력 전력량이 불균형인지를 검출하고, 입력 전력량의 차이가 소정치 이상이면 태양광 모듈의 고장으로 검출하는 고장 검출부를 더 포함하는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 태양광 모듈이 접속된 접속반의 출력단에 설치되어 태양광 모듈의 출력을 검출하는 태양광 모듈 출력 검출부를 더 포함하며,
    상기 고장 검출부는 상기 태양광 모듈 출력 검출부의 출력을 해당 접속반에 연결된 태양광 모듈의 수로 나눈 값이 소정치 미만인지를 판단하여 접속반별로 태양광 모듈의 고장을 검출하는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고장 검출부는 태양광 모듈의 고장을 검출하여 고장 정보를 발생시키고, 발생된 고장 정보를 로컬에 위치한 모니터링 장치 또는 원격의 모니터링 서버로 전송하는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 태양광 모듈에 인접하여 설치되는 일사량 센서를 더 포함하며,
    상기 병렬 운전 제어기는 상기 일사량 센서의 출력과 상기 인버터 출력 측의 보호계전기의 출력을 수신하여 태양광 모듈과 인버터간 운전상태에 따른 발전 전력 생산 효율을 연산하며, 연산된 발전 전력 생산 효율을 로컬에 위치한 모니터링 장치 또는 원격의 모니터링 서버로 전송하는 선택적 병렬 운전이 가능한 태양광 발전 시스템.
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