KR20170029199A - 태양광 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전효율을 향상시키도록 한 태양광 발전 장치에 관한 것으로서, 다수의 태양전지 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결되어 각각 제 1 전압을 출력하는 다수의 제 1 태양전지 스트링과, 상기 제 1 태양전지 스트링보다 적은 적어도 하나의 태양전지 모듈로 구성되어 상기 제 1 태양전지 스트링의 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 출력하는 제 2 태양전지 스트링과, 상기 제 2 태양전지 스트링의 출력단에 연결되어 구성되고 상기 제 1 태양전지 스트링의 적어도 어느 하나의 태양전지 스트링의 출력단에 연결되어 상기 제 1 전압을 검출하여 상기 제 2 태양전지 스트링의 제 2 전압을 상기 제 1 전압과 동일한 전압으로 승압하여 출력하는 승압부와, 상기 제 1 태양전지 스트링 및 제 2 태양전지 스트링의 제 1 전압과 승압된 제 2 전압을 접속반을 통해 전달받아 교류전력으로 변환하여 출력하는 PCS를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전 장치{Photovoltaic Power Generation Apparatus}
본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것으로, 특히 발전효율을 향상시키도록 한 태양광 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광발전(PhotoVoltaic power generation, Photovolatics)은 발전기의 도움없이 태양전지를 이용하여 빛을 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 방식으로서, 태양전지를 이용하여 실제 수요부하에 맞게 구성한 발전 시스템이다.
이는, 태양전지, 축전지, PCS(Power Conditioning System)와 같은 전력변환장치로 구성되며, 태양빛이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양전지에 조사되면, 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 정공(Hole)과 전자(Electron)가 발생한다.
이때, 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 되며, 이를 받아 PCS는 발생된 직류 전력을 상용 주파수, 전압의 교류로 변환하여 전력 계통에 연계함과 동시에, 시스템의 직류 및 교류측의 전기적인 감시 및 보호한다.
여기서, 태양전지의 출력 특성은 일사량, 동작 전압 및 온도 등에 따른 변수로 최대 전력점이 변하기 때문에, 태양광 발전의 효율을 극대화시키기 위해서는 항상 최대 전력점에서 동작되도록 최대전력 추종(MPPT: Maximum Power Point Tracking) 제어를 해야한다.
이때, MPPT란 PCS에서 일사량 변화에 따른 최대 전력을 생산하기 위한 제어 방식으로서, 일사량이 변하게 되면 직류 전압의 크기가 변하게 되므로 전압의 증감으로 인한 PCS의 효율이 낮아지게 되고, 이를 개선할 목적으로 다양한 방법의 MPPT 알고리즘이 이용되고 있다.
한편, 태양광 발전에 있어서 현재 사용되고 있는 태양전지의 출력은 매우 작기 때문에 필요한 출력을 효율적으로 얻기 위해서는 여러 개의 태양전지를 직렬로 연결한 태양전지 모듈(PV module : Photovoltaic module)을 사용한다. 이와 같은 태양전지 모듈 하나는 가로등, 소형 전자장치의 동작 전원용으로 사용이 가능하지만, 일반 상용전력 계통에 발전 전력을 송전하기에는 생산되는 전압의 크기가 작고, 전력량이 작아 무리가 따른다.
이 때문에 전력 계통에 연결하여 발전 전력을 송전하고자 하는 경우 몇 개의 태양전지 모듈을 한 그룹으로 연결하거나, 또는 이러한 그룹을 여러 개 병렬로 연결하여 태양전지 어레이(PV array)를 구성하고, 이를 통해 변전 및 송전에 필요한 전압 및 전력을 생산하도록 하고 있다. 특히, 직류로 발전되는 전력의 교류 변환을 용이하게 하고, PCS 등의 전력 설비 규격화, 간소화를 위해 하나의 그룹을 형성하는 태양전지 모듈을 직렬로 연결한 태양전지 스트링을 구성하여 이용하는 것이 보편적이다.
도 1은 종래 기술에 의한 태양광 발전 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
종래 기술에 의한 태양광 발전 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 태양전지 모듈(PV, 10)을 직렬로 연결하여 하나의 태양전지 스트링(20)을 구성하고, 이러한 태양전지 스트링(20)을 여러 개 병렬로 연결하여 하나의 태양전지 어레이(10A)를 구성한다.
그리고, 상기 태양전지 어레이(10A)로부터 출력된 직류 전력은 접속반(30)을 거쳐 PCS(40)에 의해 교류 전력으로 변환되어 전력계통 또는 한전계통에 공급된다.
이때 상기 각 태양전지 스트링(20)은 동일한 발전량을 갖는 태양전지 모듈(10)이 직렬로 연결되어 발전하게 되므로 동일한 전력을 생산하도록 설치되지만, 설계에 맞는 발전용량을 설치할 때 지형적인 요소로 인하여 태양전지 모듈(10)의 개수를 달리한 태양전지 스트링(20)을 구성하게 된다.
여기서, 상기 각 태양전지 스트링(20)은 일반적으로 동일한 개방 전압(Voc)을 출력하도록 설계되지만, 실제로 설계와 달리 지형에 따라 필요한 발전용량을 설치하기 위해 각 태양전지 스트링(20)의 발전 용량을 다르게 설치하게 된다.
상기 태양전지 모듈(10)은 태양광을 DC 전력으로 변환하여 접속반(30)을 통해 PCS(40)로 전송하며, 상기 PCS(40)는 각 태양전지 모듈(10)을 통해 생산된 DC 전력을 계통에 연결할 수 있도록 AC 전력으로 변환해주는 역할을 한다.
여기서, 태양광 발전 장치의 용량에 따라 태양전지 모듈(10)이 직렬로 연결되는데, 상기 태양전지 모듈(10)이 직렬로 연결되어 하나의 태양전지 스트링(20)이 구성되고, 이들 태양전지 스트링(20)이 병렬로 연결되어 태양전지 어레이(10A)가 구성된다.
상기 접속반(30)은 역전류 방지 다이오드를 포함하여 이루어지는데, 상기 역전류 방지 다이오드를 통한 복수의 태양전지 어레이(10A)로부터의 전력을 통합하여 PCS(40)의 입력단으로 공급한다.
상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 태양광 발전 장치는 각 태양전지 모듈(10)로부터 생산된 전력을 상기 접속반(30)을 통해 상기 PCS(40)로 전송되고, 상기 PCS(40)에서 MPPT를 제어하여 발전하고 있다.
한편, 상기 MPPT 제어는 PCS(40)에서 이루어지는데, 태양광 발전장치의 동작점으로 최대 전력점(MPP)을 자동으로 추적하는 기능을 수행한다.
상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 태양광 발전 장치는 태양전지의 출력이 환경 요소에 크게 영향을 받아, 환경 요소의 변화에 따라 출력값이 크게 변동되어 일정한 출력을 얻기 곤란하다. 태양전지의 경우 환경요소 중 일사량에 가장 큰 영향을 받으며, 구름과 같은 장애물에 의한 일시적인 일사량 감소도 출력을 저하시키는 중요한 이유로 작용한다.
즉, 상기 태양전지 어레이(10A)는 여러 개의 태양전지 모듈(10)이 직렬로 연결되어 있기 때문에 태양전지 어레이(10A)를 구성하여 태양전지 모듈(10)의 설치 위치, 방향 등에 의한 스트링별 발전량 차이로 인하여 PCS(40)에서 MPPT 제어를 하더라도 음영이 발생할 경우 국부적 최대전력점(Local MPP)이 발생하므로 MPPT제어가 국부적 최대 전력점 근처에서 동작하여 실제의 최대전력점을 찾지 못한다.
뿐만 아니라 발전 용량이 다르게 설치된 태양전지 스트링(20)의 경우 예를 들면, 각 태양전지 모듈(10)의 출력 전압을 10V라고 가정하면, 5개의 태양전지 모듈(10)이 직렬로 연결되어 50V의 전압을 출력하는 태양전지 스트링(20)과 3개의 태양전지 모듈(10)이 직렬로 연결되어 30V의 전압을 출력하는 태양전지 스트링(20)을 구성했을 때 동일한 전압을 출력하는 a', b'와 달리 c'는 다른 전압을 출력하게 된다.
PCS 정지시의 출력전압을 개방 전압(Voc)이라 하며, 개방 전압 대비 최대 전력전압(Vmp)은 통상 80%정도인 것을 감안하면 50V의 개방 전압 a'와 b'을 출력하는 태양전지 스트링의 최대 전력전압은 40V가 되고, 개방 전압 c'를 출력하는 태양전지 스트링의 최대 전력전압은 24V가 된다. 이로 인하여 c'의 개방 전압을 출력하는 태양전지 스트링이 a'와 b'의 개방 전압을 출력하는 태양전지 스트링의 최대 전력전압보다 낮은 지점에 위치하고 있으므로 c'의 개방 전압을 출력하는 태양전지 스트링은 정상적으로 발전하고 있더라도 발전을 하지 못한 것으로 인식되어 전체적으로 발전 효율이 떨어진다.
선행문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제2009-0124515호(2009. 12. 03)
선행문헌 2: 대한민국 공개특허공보 제2009-0015391호(2009. 02. 12)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 다른 태양전지 스트링보다 낮은 전압을 출력하는 태양전지 스트링의 출력단에 승압부를 설치하여 각 태양전지 스트링의 전압을 동일하게 가져감으로써 전체적으로 발전효율을 향상시키도록 한 태양광 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양광 발전 장치는 다수의 태양전지 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결되어 각각 제 1 전압을 출력하는 다수의 제 1 태양전지 스트링과, 상기 제 1 태양전지 스트링보다 적은 적어도 하나의 태양전지 모듈로 구성되어 상기 제 1 태양전지 스트링의 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 출력하는 제 2 태양전지 스트링과, 상기 제 2 태양전지 스트링의 출력단에 연결되어 구성되고 상기 제 1 태양전지 스트링의 적어도 어느 하나의 태양전지 스트링의 출력단에 연결되어 상기 제 1 전압을 검출하여 상기 제 2 태양전지 스트링의 제 2 전압을 상기 제 1 전압과 동일한 전압으로 승압하여 출력하는 승압부와, 상기 제 1 태양전지 스트링 및 제 2 태양전지 스트링의 제 1 전압과 승압된 제 2 전압을 접속반을 통해 전달받아 교류전력으로 변환하여 출력하는 PCS를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 접속반은 상기 승압부를 내장하거나 승압부와 분리되어 구성된다.
또한, 상기 승압부는 상기 제 1 태양전지 스트링으로부터 출력되는 제 1 전압을 검출하는 제 1 검출부와, 상기 제 2 태양전지 스트링으로부터 출력되는 제 2 전압을 검출하는 제 2 검출부와, 상기 제 1 검출부의 제 1 전압과 제 2 검출부의 제 2 전압을 비교하는 비교부와, 상기 비교부를 통해 상기 제 1 검출부의 제 1 전압을 기준으로 상기 제 2 검출부의 제 2 전압을 승압하는 승압 제어부를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의한 태양광 발전 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 다른 태양전지 스트링보다 낮은 전압을 출력하는 태양전지 스트링의 출력단에 승압부를 설치하여 각 태양전지 스트링의 전압을 동일하게 가져감으로써 전체적으로 발전효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 태양전지 스트링별 설치 용량 차이에 무관하게 상대적으로 적게 설치되는 태양전지 스트링의 출력단에 승압부를 설치하여 PCS로 입력되는 입력전압을 다른 태양전지 스트링과 동일하게 유지함으로써 PCS의 변환효율을 최대화하고, 이를 통해 태양광 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 태양광 발전 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 태양광 발전 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 도 2의 승압부를 보다 상세하게 나타낸 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 태양광 발전 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 2의 승압부를 보다 상세하게 나타낸 구성도이다.
본 발명에 의한 태양광 발전 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 태양전지 모듈(110)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 각각 제 1 전압을 출력하는 다수의 제 1 태양전지 스트링(120)과, 상기 제 1 태양전지 스트링(120)보다 적은 적어도 하나의 태양전지 모듈(110)로 구성되어 상기 제 1 태양전지 스트링(120)의 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 출력하는 제 2 태양전지 스트링(130)과, 상기 제 2 태양전지 스트링(130)의 출력단에 연결되어 구성되고 상기 제 1 태양전지 스트링의 적어도 어느 하나의 태양전지 스트링의 출력단에 연결되어 상기 제 1 전압을 검출하여 상기 제 2 태양전지 스트링(130)의 제 2 전압을 상기 제 1 전압과 동일한 전압으로 승압하여 출력하는 승압부(200)와, 상기 제 1 태양전지 스트링(120) 및 제 2 태양전지 스트링(130)의 제 1 전압과 승압된 제 2 전압을 접속반을 통해 전달받아 교류전력으로 변환하여 출력하는 PCS(400)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 각 태양전지 모듈(110)의 발전 용량은 서로 동일한 것으로, 상기 제 1 태양전지 스트링(120)은 상기 제 2 태양전지 스트링(130)보다 많은 태양전지 모듈(110)로 이루어져 전체적인 발전 용량이 크게 설비되어 있다.
상기 승압부(200)는 설치 용량이 상대적으로 적은 상기 제 2 태양전지 스트링(130)의 출력단에 구성되어 제 2 태양전지 스트링(130)으로부터 공급되는 전력을 DC-DC 변환하여 상기 PCS(400)의 입력전압에 부합하는 전압으로 변환하여 공급한다. 이를 위해 상기 승압부(200)는 DC-DC 변환을 수행하고, 최대 전력점 추종 제어시 환경 요소에 발전량 변화를 반영한다.
상기 승압부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 태양전지 스트링(120)으로부터 출력되는 제 1 전압을 검출하는 제 1 검출부(210)와, 상기 제 2 태양전지 스트링(130)으로부터 출력되는 제 2 전압을 검출하는 제 2 검출부(220)와, 상기 제 1 검출부(210)의 제 1 전압과 제 2 검출부(220)의 제 2 전압을 비교하는 비교부(230)와, 상기 비교부(230)를 통해 상기 제 1 검출부(210)의 제 1 전압을 기준으로 상기 제 2 검출부(220)의 제 2 전압을 승압하는 승압 제어부(240)를 포함하여 이루어진다.
상기 승압부(200)는 상기 접속반(300)내에 내장되거나 상기 접속반(300)과 분리되어 구성된다.
상기 태양전지 모듈(110)은 태양광을 DC 전력으로 변환하여 접속반(300)을 통해 PCS(400)로 전송하며, 상기 PCS(400)는 각 태양전지 모듈(110)을 통해 생산된 DC 전력을 계통에 연결할 수 있도록 AC 전력으로 변환해주는 역할을 한다.
여기서, 태양광 발전 장치의 용량에 따라 태양전지 모듈(110)이 직렬로 연결되는데, 상기 태양전지 모듈(110)이 직렬로 연결되어 각각 다수의 제 1 태양전지 스트링(120)과 하나의 제 2 태양전지 스트링(130)이 구성되고, 이들 제 1, 제 2 태양전지 스트링(130)이 병렬로 연결되어 태양전지 어레이(100)가 구성된다.
상기 접속반(300)은 역전류 방지 다이오드를 포함하여 이루어지는데, 상기 역전류 방지 다이오드를 통한 복수의 태양전지 어레이(100)로부터의 전력을 통합하여 PCS(400)의 입력단으로 공급한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 태양광 발전 장치는 각 태양전지 모듈(110)의 전압이 10V라고 가정하면, 5개의 태양전지 모듈(110)이 직렬로 연결된 제 1 태양전지 스트링(120)의 전압은 50V가 되어 제 1 태양전지 스트링(120)을 통해 a'와 b'가 각각 출력되지만, 3개의 태양전지 모듈(110)이 직렬로 연결된 제 2 태양전지 스트링(130)은 전압이 30V인 c'가 출력된다.
따라서 상기 제 2 태양전지 스트링(130)의 출력단과 접속반(300) 사이에 승압부(200)를 설치하고, 상기 제 1 태양전지 스트링(120) 중 어느 하나에서 출력되는 제 1 전압을 제 1 검출부(210)로 검출한다.
그리고 상기 승압 제어부(240)에서 상기 제 1 전압만큼 출력전압을 제한하면서 c'의 전압을 승압하여 제 2 태양전지 스트링(130)에서 발전된 전압을 교류전력으로 변환하여 사용할 수가 있기 때문에 발전 효율을 한층더 향상시킬 수가 있다.
한편, 상기 승압부(200)는 제어회로(도시되지 않음)의 제어에 따라 일정 듀티비를 갖고 주기적으로 열고 닫히도록 동작되며, 출력전압이 입력전압보다 높은 부스트 변환기가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 부스트 변환기를 사용하는 이유는 상대적으로 다른 스트링보다 낮은 용량을 설치된 태양전지 스트링의 출력 전류가 낮아져 전체 출력 전력이 감소하는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 출력 전압을 상승시켜 출력 전류의 감소에도 불구하고 MPPT 제어를 통해 전체 출력 전력이 일정하게 유지시키기 위함이다.
한편, 이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 태양전지 어레이 110 : 태양전지 모듈
120 : 제 1 태양전지 스트링 130 : 제 2 태양전지 스트링
200 : 승압부 210 : 제 1 검출부
220 : 제 2 검출부 230 : 비교부
240 : 승압 제어부 300 : 접속반
400 : PCS

Claims (4)

  1. 다수의 태양전지 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결되어 각각 제 1 전압을 출력하는 다수의 제 1 태양전지 스트링과,
    상기 제 1 태양전지 스트링보다 적은 적어도 하나의 태양전지 모듈로 구성되어 상기 제 1 태양전지 스트링의 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 출력하는 제 2 태양전지 스트링과,
    상기 제 2 태양전지 스트링의 출력단에 연결되어 구성되고 상기 제 1 태양전지 스트링의 적어도 어느 하나의 태양전지 스트링의 출력단에 연결되어 상기 제 1 전압을 검출하여 상기 제 2 태양전지 스트링의 제 2 전압을 상기 제 1 전압과 동일한 전압으로 승압하여 출력하는 승압부와,
    상기 제 1 태양전지 스트링 및 제 2 태양전지 스트링의 제 1 전압과 승압된 제 2 전압을 접속반을 통해 전달받아 교류전력으로 변환하여 출력하는 PCS를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접속반은 상기 승압부를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 승압부와 접속반은 분리되어 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 승압부는 상기 제 1 태양전지 스트링으로부터 출력되는 제 1 전압을 검출하는 제 1 검출부와, 상기 제 2 태양전지 스트링으로부터 출력되는 제 2 전압을 검출하는 제 2 검출부와, 상기 제 1 검출부의 제 1 전압과 제 2 검출부의 제 2 전압을 비교하는 비교부와, 상기 비교부를 통해 상기 제 1 검출부의 제 1 전압을 기준으로 상기 제 2 검출부의 제 2 전압을 승압하는 승압 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090015391A (ko) 2007-08-08 2009-02-12 (주) 이원이앤씨 계통 연계형 발전 시스템
KR20090124515A (ko) 2008-05-30 2009-12-03 군산대학교산학협력단 전력품질개선 및 절전기능을 갖는 계통연계형 태양광발전시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090015391A (ko) 2007-08-08 2009-02-12 (주) 이원이앤씨 계통 연계형 발전 시스템
KR20090124515A (ko) 2008-05-30 2009-12-03 군산대학교산학협력단 전력품질개선 및 절전기능을 갖는 계통연계형 태양광발전시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107958942A (zh) * 2017-11-30 2018-04-24 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 一种使用单面太阳能电池的双面光伏发电装置

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