KR20170106596A - Solar power systme using solar module with amplifier - Google Patents

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조근영
조성배
유정재
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주식회사 럭스코
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Abstract

The present invention relates to a solar power generating system using a solar module having an amplifier. The solar module comprises: a solar cell module in which a plurality of solar cells are connected in series with a metal ribbon to be formed in a plurality of strings, and sunlight is absorbed to generate DC voltage; an input unit connected to the solar cell module through a plurality of lead wires, and receiving the DC voltage from the solar cell module through the lead wires; a bypass unit for blocking a current flow from a string in which reverse voltage is generated, to a string in which reverse voltage is not generated, among the strings; and an amplification unit for amplifying the magnitude of the input DC voltage in accordance with an amplification rate to output the same. According to the present invention, even if voltage generated by a solar cell is lowered due to a change in the amount of sunlight or damage to a portion of the solar cell, the voltage can be amplified and output by each solar module, thereby maximizing power conversion efficiency of an inverter. In addition, the voltage amplification can be performed up to a voltage band where the power conversion efficiency of the inverter is maximized in each solar module such that the configuration of the solar power generating system through the parallel connection of the solar modules is possible, furthermore, the power loss in the wiring connecting the solar module and the inverter can be reduced through the parallel connection of the solar module, and the entire system can be stably operated even if the failure occurs in a portion of a module.

Description

증폭기가 구비된 태양광 모듈을 이용하는 태양광 발전 시스템{SOLAR POWER SYSTME USING SOLAR MODULE WITH AMPLIFIER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a photovoltaic power generation system using a photovoltaic module equipped with an amplifier (SOLAR POWER SYSTME USING SOLAR MODULE WITH AMPLIFIER)

본 발명은 증폭기가 구비된 태양광 모듈을 이용하는 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 증폭기가 구비된 태양광 모듈을 이용하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic power generation system using a photovoltaic module with an amplifier, and more particularly, to a photovoltaic power generation system using a photovoltaic module equipped with an amplifier capable of increasing efficiency of photovoltaic power generation.

최근 매장된 석유, 석탄, 천연가스와 같은 에너지 자원의 고갈이 예상되고, 환경오염에 대한 경각심이 높아지면서 친환경 에너지 개발에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 태양광을 이용한 발전 시스템은 세계 다수의 국가들이 막대한 지원을 통해 육성하고 있으며, 많은 기업들이 개발사업에 뛰어들고 있다. Recently, energy resources such as petroleum, coal and natural gas are expected to be depleted, and awareness of environmental pollution is rising. Especially, the solar power generation system is being developed through enormous support from many countries in the world, and many companies are entering into development projects.

일반적으로 하나의 태양 전지는 일반적으로 최대 0.6V 정도의 직류 전압을 생성하는데, 하나의 태양 전지만으로는 유효한 전력을 생산해 낼 수 없다. 그러므로 태양광 발전 시스템은 태양광 모듈 자체 내부 저항에 의한 전력 손실 및 설치 공간의 효율성 등을 고려하여 50에서 70개 정도의 태양전지가 연결된 태양광 모듈을 사용한다. Generally, a single solar cell generally generates a DC voltage of up to 0.6 V, and a single solar cell can not produce effective power. Therefore, the photovoltaic power generation system uses solar modules with about 50 to 70 solar cells connected in consideration of the power loss due to the internal resistance of the solar module itself and the efficiency of the installation space.

한편, 태양광 모듈이 생성하는 전압은 직류 전압이므로 이를 교류 전압으로 변환하여야 일상에 전력을 공급할 수 있다. 그러므로 태양광 발전 시스템은 인버터를 통해 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 계통에 전력을 공급하는데, 태양광 발전 시스템에서 사용되는 인버터는 보통 400 ~ 600V의 최대 전력 추종 구간(MPPT, Maximum Power Point Tracking)에서 최대의 효율을 낸다. 따라서, 태양광 발전 시스템은 전력 변환 효율을 높이기 위해 최대 30 ~ 42V 정도의 직류 전압을 생성하는 태양광 모듈을 10여개 이상 직렬로 연결하여 400 ~ 600V의 직류 전압을 형성한다. On the other hand, since the voltage generated by the photovoltaic module is a direct current voltage, it is necessary to convert it into an alternating current voltage to supply power to the daily life. Therefore, the photovoltaic system converts the DC voltage to AC voltage through the inverter to supply power to the system. Inverter used in the PV system usually has a maximum power point tracking (MPPT) of 400 to 600 V, The maximum efficiency is obtained. Accordingly, in order to increase the power conversion efficiency, the photovoltaic power generation system forms a DC voltage of 400 to 600V by connecting at least 10 solar modules that generate a DC voltage of about 30 to 42V in series.

하지만, 날씨나 밤낮의 변화에 따른 일조량 변화나 일부 모듈이 파손 등에 따라 각 태양광 모듈이 생성하는 전압의 크기가 달라질 수 있으며, 이러한 경우 인버터는 최대 전력 추종 구간의 전압을 입력받지 못할 수 있다. 이에 따라 인버터가 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 과정에서 과도한 전력 손실이 발생하게 된다.However, the magnitude of the voltage generated by each photovoltaic module may vary depending on the change in the amount of sunshine and the damage of some modules due to the change of the weather or the day and night. In this case, the inverter may not receive the voltage of the maximum power follow-up period. Accordingly, an excessive power loss occurs in the process of converting the DC voltage to the AC voltage by the inverter.

또한, 여러 개의 태양광 모듈이 직렬로 연결되므로 태양광 모듈 사이의 연결 도선이 끊어지거나 일부 태양광 모듈이 파손되는 경우 태양광 발전 시스템 전체가 운영되지 못한다. 뿐만 아니라, 여러 개의 태양광 모듈이 직렬 연결됨으로 인해, 태양광 모듈 사이의 연결 도선에 흐르는 전류의 크기가 커지게 되므로, 연결 도선에서 많은 전력이 손실되는 문제점이 있다. In addition, because several solar modules are connected in series, the entire photovoltaic system will not operate if the connection leads between the solar modules are broken or some solar modules are destroyed. In addition, since a plurality of solar modules are connected in series, the amount of current flowing in the connection wires between the solar modules becomes large, so that a lot of power is lost in the connection wires.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제10-2012-0107233호(2012.10.02공개)에 개시되어 있다.The technique of the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0107233 (published on October 22, 2012).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 증폭기가 구비된 태양광 모듈을 이용하는 태양광 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.An aspect of the present invention is to provide a solar power generation system using a solar module having an amplifier capable of increasing the efficiency of solar power generation.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 태양광 모듈을 이용하여 전력을 생성하는 태양광 발전 시스템에 있어서, 상기 태양광 모듈은, 복수의 태양전지가 금속 리본으로 직렬연결되어 복수의 스트링 형태로 형성되며, 태양광을 흡수하여 직류 전압을 발생시키는 태양전지모듈, 복수의 리드선을 통해 상기 태양전지모듈과 연결되며, 상기 리드선을 통해 상기 태양전지모듈로부터 직류 전압을 입력받는 입력부, 상기 복수의 스트링 중 역전압이 발생하는 스트링에서 역전압이 발생하지 않는 스트링으로의 전류 흐름을 차단하는 바이패스부, 그리고 증폭률에 따라 상기 입력된 직류 전압의 크기를 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar power generation system for generating power using a plurality of solar modules, wherein the plurality of solar cells are connected in series to a metal ribbon A solar cell module comprising: a solar cell module formed in a plurality of strings and absorbing solar light to generate a DC voltage; an input unit connected to the solar cell module via a plurality of lead wires, A bypass unit for interrupting current flow to a string in which a reverse voltage is not generated in a string in which a reverse voltage is generated among the plurality of strings, and an amplifying unit for amplifying and outputting the magnitude of the input DC voltage according to the amplification factor do.

직류전압을 교류전압으로 변환하여 전력 계통으로 출력하는 인버터를 더 포함하며, 상기 복수의 태양광 모듈은 병렬로 연결되며, 상기 복수의 태양광 모듈로부터 입력된 직류전압을 상기 인버터로 전달할 수 있다.And an inverter for converting the DC voltage into an AC voltage and outputting the DC voltage to the power system, wherein the plurality of solar modules are connected in parallel and can transmit the DC voltage input from the plurality of solar modules to the inverter.

상기 복수의 태양광 모듈 사이에 연결되어 상기 태양광 모듈로 입력되는 전류를 차단하는 역류 방지 모듈을 더 포함할 수 있다.And a backflow prevention module connected between the plurality of solar modules to block a current input to the solar module.

상기 인버터에 입력되는 현재 전력의 크기와 이전 전력의 크기를 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 변경하는 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.The controller may further include a control module for comparing the magnitude of the current power input to the inverter with the magnitude of the previous power and changing the magnitude of the voltage input to the inverter according to the comparison result.

상기 제어 모듈은, 상기 인버터에 입력되는 전력의 크기를 검출하는 전력 검출부, 상기 검출된 현재 전력과 이전 전력의 크기를 비교하는 비교부, 그리고 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기보다 큰 경우 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 감소시키고, 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기보다 작은 경우 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 증가시키며, 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기와 같은 경우 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 유지하는 제어부를 포함할 수 있다.The control module includes a power detector for detecting the magnitude of power input to the inverter, a comparator for comparing the magnitude of the previous power with the detected current power, and a comparator for comparing the magnitude of the current power with the magnitude of the previous power. And increases the magnitude of the voltage input to the inverter when the magnitude of the current power is smaller than the magnitude of the previous power. When the magnitude of the current power is equal to the magnitude of the previous power, And a control unit for maintaining the magnitude of the voltage to be applied.

상기 제어부는, 상기 인버터에 입력되는 직류전원의 현재 전력 크기가 이전 전력 크기와 같은 경우 상기 인버터에 입력되는 전압을 상기 기준전압으로 설정할 수 있다.The controller may set the voltage input to the inverter to the reference voltage when the current power level of the DC power input to the inverter is equal to the previous power level.

상기 제어 모듈은, 상기 태양전지모듈이 생성하는 직류전압의 크기를 검출하는 전압 검출부, 그리고 상기 검출된 직류전압 및 기준전압을 이용하여 상기 증폭률을 연산하는 연산부를 더 포함하며, 상기 기준전압은, 기 설정되거나 상기 현재 전력과 이전 전력의 크기가 동일한 경우 현재 전력에 대응하는 직류전압을 입력받아 설정될 수 있다.The control module may further include a voltage detector for detecting a magnitude of a DC voltage generated by the solar cell module and an operation unit for calculating the amplification factor using the detected DC voltage and a reference voltage, Or may be set by receiving a DC voltage corresponding to the current power if the current power is equal to the previous power.

이와 같이 본 발명에 따르면, 일조량의 변화나 일부 태양전지의 파손으로 태양 전지가 생성하는 전압이 낮아지더라도 각 태양광 모듈에서 자체적으로 전압을 증폭하여 출력할 수 있으므로, 인버터의 전력 변환 효율을 극대화 할 수 있다. As described above, according to the present invention, even if the voltage generated by the solar cell is lowered due to the change of the amount of sunshine or the breakage of some solar cells, the voltage of each solar module can be amplified and output, thereby maximizing the power conversion efficiency of the inverter can do.

또한, 각 태양광 모듈에서 인버터의 전력 변환 효율이 최대가 되는 전압 대역까지 전압 증폭이 가능하므로, 태양광 모듈의 병렬연결을 통한 태양광 발전 시스템의 구성이 가능하다. 뿐만 아니라, 태양광 모듈의 병렬연결을 통해 태양광 모듈과 인버터를 연결하는 도선에서의 전력 손실을 줄일 수 있으며, 일부 모듈에 불량이 발생하더라도 전체 시스템의 안정적으로 운영할 수 있다. In addition, since the voltage can be amplified to the voltage band where the power conversion efficiency of the inverter is maximized in each solar module, it is possible to construct a solar power generation system through the parallel connection of the solar module. In addition, it can reduce the power loss in the lead connecting the solar module and the inverter through the parallel connection of the solar module, and can operate the entire system stably even if some modules fail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 구성도이다.
도 3은 도 2에 따른 태양 전지 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 따른 바이패스부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a solar module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a configuration of a solar cell module according to FIG.
4 is a view for explaining the configuration of the bypass unit according to FIG.
5 is a configuration diagram of a control module according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다. 도 1에서 나타난 바와 같이, 태양광 발전 시스템은 복수의 태양광 모듈(100), 역류 방지 모듈(200) 및 인버터(300)를 포함하며, 제어 모듈(400)을 더 포함할 수 있다.1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention. 1, the solar power generation system includes a plurality of solar modules 100, a backflow prevention module 200, and an inverter 300, and may further include a control module 400.

먼저, 복수의 태양광 모듈(100)은 태양광을 흡수하여 직류 전압을 생성하고, 생성된 전압을 증폭시켜 인버터(300)로 출력한다. 이때, 복수의 태양광 모듈(100)은 서로 병렬연결된다.First, a plurality of solar modules 100 absorb sunlight to generate a DC voltage, amplify the generated voltage, and output it to the inverter 300. At this time, the plurality of solar modules 100 are connected to each other in parallel.

그리고, 역류 방지 모듈(200)은 복수의 태양광 모듈(100)과 연결되며, 태양광 모듈(100)로 입력되는 전류를 차단한다. 이때, 역류 방지 모듈(200)은 다이오드를 이용하여 각 태양광 모듈(100)로 흐르는 전류를 차단할 수 있다.The backflow prevention module 200 is connected to the plurality of solar modules 100 and blocks the current input to the solar modules 100. At this time, the backflow prevention module 200 can cut off current flowing to each solar cell module 100 using a diode.

예를 들어, 복수의 태양광 모듈 중에서 제1 태양광 모듈에만 그늘이 져 발전량이 감소하는 경우, 제1 태양광 모듈에서 생성되는 직류 전압의 크기는 다른 제2 태양광 모듈에서 생성되는 직류 전압의 크기보다 작을 수 있다. For example, when the first solar module is shaded to reduce the power generation amount among the plurality of solar modules, the magnitude of the DC voltage generated in the first solar module is the magnitude of the DC voltage generated in the second solar module Size.

이 경우, 제1 태양광 모듈과 제2 태양광 모듈 사이에 전위차가 발생하여, 상대적으로 전위가 높은 제2 태양광 모듈에서 제1 태양광 모듈로 전류가 흐르게 되기 때문에, 역류 방지 모듈(200)은 제2 태양광 모듈에서 제1 태양광 모듈로 흐르는 전류를 차단한다.In this case, since a potential difference is generated between the first solar module and the second solar module and a current flows from the second solar module having a relatively high potential to the first solar module, Shields the current flowing from the second solar module to the first solar module.

다음으로, 인버터(300)는 복수의 태양광 모듈(100)이 생성한 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 전력 계통에 출력한다. 이때, 인버터는 축전지와 같은 전력 저장 장치와 연결되는 독립형 인버터 및 송전 계통과 연결되는 계통 연계형 인버터를 포함한다.Next, the inverter 300 converts the DC voltage generated by the plurality of solar modules 100 into an AC voltage and outputs the AC voltage to the power system. In this case, the inverter includes a stand-alone inverter connected to a power storage device such as a battery, and a grid-connected inverter connected to the power transmission system.

제어 모듈(400)은 태양광 모듈(100)의 증폭률이나 인버터(300)에 입력되는 직류 전압의 크기를 제어한다. The control module 400 controls the amplification factor of the solar module 100 and the magnitude of the DC voltage input to the inverter 300.

이하에서는 도 2 내지 도 4을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2 through FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 구성도이고, 도 3은 도 2에 따른 태양 전지 모듈의 구성을 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a configuration diagram of a solar cell module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the solar cell module according to FIG.

도 2에서 나타난 바와 같이, 태양광 모듈(100)은 태양 전지 모듈(110), 입력부(120), 바이패스부(130) 및 증폭부(140)를 포함한다.2, the solar module 100 includes a solar cell module 110, an input unit 120, a bypass unit 130, and an amplification unit 140.

우선, 태양 전지 모듈(110)은 복수의 태양 전지가 금속 리본으로 직렬연결된 복수의 스트링 형태로 형성되며, 태양광을 흡수하여 직류 전압을 발생시킨다. First, the solar cell module 110 is formed in a plurality of strings in the form of a plurality of solar cells connected in series by metal ribbon, and absorbs solar light to generate a DC voltage.

도 3에서 도시된 바와 같이, 태양 전지 모듈(110)은 복수의 태양 전지(111a, 111b, …)가 금속 리본을 통해 직렬연결된 복수의 스트링(112a 내지 112f)을 포함하며, 스트링(112a 내지 112f)을 구성하는 태양 전지(111a, 111b, …)들은 서로 인접한 태양 전지(111a, 111b, …)간의 P극과 N극이 금속 리본으로 연결된다. 예를 들어, 제1 태양 전지(111a)의 P극과 제2 태양 전지(111b)의 N극이 금속 리본으로 연결되거나, 제1 태양 전지(111a)의 N극과 제2 태양 전지(111b)의 P극이 금속 리본으로 연결될 수 있다. 3, the solar cell module 110 includes a plurality of strings 112a to 112f in which a plurality of solar cells 111a, 111b, ... are connected in series through metal ribbon, and the strings 112a to 112f The P and N poles between adjacent solar cells 111a, 111b, ... are connected to each other by metal ribbons. For example, when the P pole of the first solar cell 111a and the N pole of the second solar cell 111b are connected by a metal ribbon, or the N pole of the first solar cell 111a and the N pole of the second solar cell 111b, Can be connected to the metal ribbon.

그리고, 복수의 스트링(112a 내지 112f)은 스트링간 연결 도선을 통해 서로 직렬연결된다. 이때, 복수의 스트링(112a 내지 112f)에서 서로 인접한 스트링들은 하나의 연결 도선을 통해 직렬연결된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 스트링(112a)의 상단은 제2 스트링(112b)의 상단과 하나의 도선으로 직렬연결되고, 제2 스트링(112b)의 하단은 제3 스트링(112c)의 하단과 하나의 도선으로 직렬연결되며, 제3 스트링(112c)의 상단은 제4 스트링(112b)의 상단과 하나의 도선으로 직렬연결된다. 상기와 같이 복수의 스트링(112a 내지 112f) 전체가 직렬연결된다.Then, the plurality of strings 112a to 112f are connected to each other in series through the string-to-string connection leads. At this time, strings adjacent to each other in the plurality of strings 112a to 112f are connected in series through one connecting wire. 3, the upper end of the first string 112a is connected in series with the upper end of the second string 112b, and the lower end of the second string 112b is connected to the lower end of the third string 112c And the upper end of the third string 112c is connected in series with the upper end of the fourth string 112b as a single lead. As described above, all of the plurality of strings 112a to 112f are connected in series.

다음으로, 입력부(120)는 태양 전지 모듈(110)이 생성한 직류 전압을 입력받는다. 구체적으로, 입력부(120)는 복수의 리드선을 통해 태양 전지 모듈(110)과 연결되며, 복수의 리드선을 통해 태양 전지 모듈(110)로부터 직류 전압을 입력받는다. Next, the input unit 120 receives the DC voltage generated by the solar cell module 110. Specifically, the input unit 120 is connected to the solar cell module 110 through a plurality of lead wires, and receives a DC voltage from the solar cell module 110 through a plurality of lead wires.

이때, 복수의 리드선 개수는 태양 전지 모듈(110)을 구성하는 스트링(112a 내지 112f)의 개수에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 나타난 것처럼, 태양 전지 모듈(110)이 6개의 스트링(112a 내지 112f)으로 구성되는 경우, 입력부(120)는 제1 스트링(112a), 제6 스트링(112f), 제2 스트링(112b)과 제3 스트링(112c)간 연결도선 및 제4 스트링(112d)과 제5 스트링(112e)간 연결도선에 각각 연결된 4개의 리드선을 통해 직류 전압을 입력받는다. 만약, 8개의 스트링으로 구성되는 경우 6개의 리드선을 통해 직류 전압을 입력받을 수 있다.At this time, the number of the lead wires may be determined according to the number of the strings 112a to 112f constituting the solar cell module 110. For example, as shown in FIG. 3, when the solar cell module 110 is composed of six strings 112a to 112f, the input unit 120 includes a first string 112a, a sixth string 112f, A direct current voltage is inputted through four lead wires respectively connected to the connecting wire between the two strings 112b and the third string 112c and the connecting wire between the fourth string 112d and the fifth string 112e. If it consists of 8 strings, it can receive DC voltage through 6 lead wires.

다음으로, 바이패스부(130)는 복수의 스트링(112a 내지 112f) 중 역전압이 발생하는 스트링에서 역전압이 발생하지 않는 스트링으로의 전류 흐름을 차단한다. Next, the bypass unit 130 cuts off the current flow to the string in which the reverse voltage is not generated in the string in which the reverse voltage is generated among the plurality of strings 112a to 112f.

도 4는 도 2에 따른 바이패스부의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining the configuration of the bypass unit according to FIG.

도 4에서 보는 바와 같이, 바이패스부(130)는 복수의 바이패스 다이오드가 직렬 연결되어 있으며, 인접하는 바이패스 다이오드의 접점은 입력부(120)와 연결된다.4, the bypass unit 130 includes a plurality of bypass diodes connected in series, and a contact of the bypass diode adjacent to the bypass unit 130 is connected to the input unit 120. As shown in FIG.

이때, 바이패스부(130)는 바이패스 다이오드를 이용하여 복수의 스트링(112a 내지 112f) 중 역전압이 발생하는 스트링에서 역전압이 발생하지 않는 스트링으로의 전류 흐름을 차단할 수 있으며, 바이패스 다이오드 이외에 역전압이 발생한 스트링을 우회시킬 수 있는 장치나 소자를 이용할 수도 있다.At this time, the bypass unit 130 can block the current flow to the string in which the reverse voltage is not generated in the string of the reverse voltage among the plurality of strings 112a to 112f using the bypass diode, In addition, devices or devices capable of bypassing a string in which a reverse voltage is generated may be used.

다음으로, 증폭부(140)는 입력부(120)가 입력받은 직류 전압을 증폭률에 따라 증폭하여 출력한다. 여기서, 증폭률은 태양 전지 모듈(110)의 최대 발생 전압 및 컨버터(400)가 변압과정에서 최대 효율을 가지는 전압대역을 고려하여 기 설정될 수 있다. 뿐만 아니라, 증폭률은 제어 모듈(300)이 연산한 증폭률을 입력받아 설정될 수도 있다. Next, the amplifying unit 140 amplifies the DC voltage received by the input unit 120 according to the amplification factor and outputs the amplified DC voltage. Here, the amplification factor may be set in consideration of the maximum generation voltage of the solar cell module 110 and the voltage band in which the converter 400 has the maximum efficiency in the transforming process. In addition, the amplification factor may be set by receiving the amplification factor calculated by the control module 300.

이하에서는 도 5를 통하여 제어 모듈(300)에 의한 증폭률 연산 과정에 대하여 설명한다. Hereinafter, the amplification factor calculation process performed by the control module 300 will be described with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a control module according to an embodiment of the present invention.

도 5에 나타난 바와 같이, 제어 모듈(400)은 전력 검출부(410), 비교부(420) 및 제어부(430)를 포함하며, 전압 검출부(440)와 연산부(450)를 더 포함할 수 있다.5, the control module 400 may include a power detector 410, a comparator 420, and a controller 430, and may further include a voltage detector 440 and a calculator 450.

우선, 전력 검출부(410)는 인버터(300)에 입력되는 전력의 크기를 검출한다. 인버터(300)에 입력되는 전력은 태양광 발전 시스템의 구성이나 환경 등에 의해 실시간으로 변화할 수 있으므로, 전력 검출부(410)는 인버터(300)에 입력되는 전력의 크기를 실시간으로 검출하거나 일정 시간 간격을 두고 지속적으로 검출할 수 있다.First, the power detector 410 detects the magnitude of power input to the inverter 300. Since the power input to the inverter 300 may change in real time due to the configuration or environment of the solar power generation system, the power detector 410 may detect the magnitude of the power input to the inverter 300 in real time, Can be continuously detected.

다음으로, 비교부(420)는 인버터(300)에 입력되는 현재 전력과 이전 전력의 크기를 비교한다. 여기서, 이전 전력이란 현재 전력 직전에 검출된 전력을 의미한다.Next, the comparison unit 420 compares the current power input to the inverter 300 with the magnitude of the previous power. Here, the previous power means the power detected immediately before the current power.

그리고, 제어부(430)는 현재 전력과 이전 전력의 크기 비교 결과를 이용하여 인버터(300)에 입력되는 직류 전압의 크기를 감소, 증가 또는 유지한다.. The control unit 430 decreases, increases, or maintains the magnitude of the DC voltage input to the inverter 300 using the comparison result of the current power and the previous power.

구체적으로, 제어부(430)는 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기보다 큰 경우 인버터(300)에 입력되는 직류 전압의 크기를 감소시킨다. More specifically, the controller 430 decreases the magnitude of the DC voltage input to the inverter 300 when the magnitude of the current power is greater than the magnitude of the previous power.

또한, 제어부(430)는 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기보다 작은 경우 인버터(300)에 입력되는 직류 전압의 크기를 증가시키며, 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기와 같은 경우 인버터(300)에 입력되는 직류 전압의 크기를 유지한다.The controller 430 increases the magnitude of the DC voltage input to the inverter 300 when the magnitude of the current power is smaller than the magnitude of the previous power and increases the magnitude of the DC voltage input to the inverter 300 when the magnitude of the current power is equal to the magnitude of the previous power. The magnitude of the direct-current voltage input to the inverter is maintained.

이때, 제어부(430)가 직류 전압을 증가시키는 증가폭이나 감소시키는 감소폭은 기 설정될 수 있으며, 당업자에 의해 설계변경이 가능하다.At this time, an increase or a decrease in which the control unit 430 increases the DC voltage may be predetermined, and design changes are possible by those skilled in the art.

다음으로, 전압 검출부(440)는 태양광 모듈(100)에 포함된 태양 전지 모듈(110)이 생성하는 전압의 크기를 검출한다. 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 복수의 태양광 모듈(100)로 구성되므로, 전압 검출부(440)는 복수의 태양광 모듈(100)에 포함된 태양 전지 모듈(110)이 생성하는 직류 전압을 각각 검출한다. Next, the voltage detector 440 detects the magnitude of the voltage generated by the solar cell module 110 included in the solar cell module 100. Since the solar power generation system according to the embodiment of the present invention is constituted by a plurality of solar modules 100, the voltage detection unit 440 can detect the voltage of the solar cell modules 110 generated by the solar cell modules 110 included in the plurality of solar modules 100 Respectively.

한편, 날씨 변화나 일조량 변화에 따라 각 태양광 모듈(100)의 태양 전지 모듈(110)이 생성하는 전압의 크기가 달라질 수 있으므로, 전압 검출부(440)는 기 설정된 시간 간격에 따라 주기적으로 태양 전지 모듈(110)이 생성하는 전압의 크기를 검출한다.Since the magnitude of the voltage generated by the solar cell module 110 of each solar cell module 100 may vary according to the change of the weather or the amount of sunshine, the voltage detector 440 may periodically And detects the magnitude of the voltage generated by the module 110.

그리고, 연산부(450)는 검출된 직류 전압 및 기준 전압을 이용하여 증폭률을 연산한다. 구체적으로, 연산부(450)는 기준전압을 검출된 직류 전압으로 나누어 증폭률을 연산할 수 있다. 예를 들어, 기준전압이 500V이고 검출된 전압이 50V인 경우 증폭률은 1000%, 즉 10배가 된다.Then, the operation unit 450 calculates the amplification factor using the detected DC voltage and the reference voltage. Specifically, the operation unit 450 can calculate the amplification factor by dividing the reference voltage by the detected DC voltage. For example, when the reference voltage is 500 V and the detected voltage is 50 V, the amplification factor is 1000%, that is, 10 times.

본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 복수의 태양광 모듈로 구성되므로, 연산부(450)는 각 태양광 모듈(100)별로 증폭률을 연산하며, 연산된 증폭률을 대응하는 각각의 태양광 모듈(100)로 전송한다. Since the solar power generation system according to the embodiment of the present invention is composed of a plurality of solar modules, the operation unit 450 calculates the amplification factor for each of the solar modules 100, (100).

한편, 연산부(450)는 전력 검출부(410)에 의해 검출된 현재 전력과 이전 전력의 크기가 동일한 경우 현재 전력에 대응하는 직류 전압의 크기를 비교부(420)로부터 입력받아 기준전압으로 설정할 수 있다.Meanwhile, when the current power detected by the power detector 410 is the same as the previous power, the calculating unit 450 can receive the magnitude of the DC voltage corresponding to the current power from the comparator 420 and set the reference voltage .

본 발명의 실시예에 따르면, 일조량의 변화나 일부 태양전지의 파손으로 태양 전지가 생성하는 전압이 낮아지더라도 각 태양광 모듈에서 자체적으로 전압을 증폭하여 출력할 수 있으므로, 인버터의 전력 변환 효율을 극대화 할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, even when the voltage generated by the solar cell is lowered due to the change of the amount of sunshine or the breakage of some solar cells, the voltage of each solar module can be amplified and outputted. Can be maximized.

또한, 각 태양광 모듈에서 인버터의 전력 변환 효율이 최대가 되는 전압 대역까지 전압 증폭이 가능하므로, 태양광 모듈의 병렬연결을 통한 태양광 발전 시스템의 구성이 가능하다. 뿐만 아니라, 태양광 모듈의 병렬연결을 통해 태양광 모듈과 인버터를 연결하는 도선에서의 전력 손실을 줄일 수 있으며, 일부 모듈에 불량이 발생하더라도 전체 시스템의 안정적으로 운영할 수 있다. In addition, since the voltage can be amplified up to the voltage band where the power conversion efficiency of the inverter is maximized in each solar module, it is possible to constitute the solar power generation system through the parallel connection of the solar module. In addition, it can reduce the power loss in the lead connecting the solar module and the inverter through the parallel connection of the solar module, and can operate the entire system stably even if some modules fail.

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 exemplary 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 : 태양광 모듈 110 : 태양 전지 모듈
111a, 111b : 태양 전지 112a 내지 112e : 스트링
120 : 입력부 130 : 바이패스부
140 : 증폭부 200 : 역류 방지 모듈
300 : 인버터 400 : 제어 모듈
410 : 전력 검출부 420 : 비교부
430 : 제어부 440 : 전압 검출부
450 : 연산부100: solar module 110: solar module
111a and 111b: solar cells 112a to 112e: strings
120: input unit 130: bypass unit
140: amplification unit 200: reverse flow prevention module
300: inverter 400: control module
410: Power detection unit 420:
430: control unit 440:
450:

Claims (7)

복수의 태양광 모듈을 이용하여 전력을 생성하는 태양광 발전시스템에 있어서,
상기 태양광 모듈은,
복수의 태양전지가 금속 리본으로 직렬연결되어 복수의 스트링 형태로 형성되며, 태양광을 흡수하여 직류 전압을 발생시키는 태양전지모듈,
복수의 리드선을 통해 상기 태양전지모듈과 연결되며, 상기 리드선을 통해 상기 태양전지모듈로부터 직류 전압을 입력받는 입력부,
상기 복수의 스트링 중 역전압이 발생하는 스트링에서 역전압이 발생하지 않는 스트링으로의 전류 흐름을 차단하는 바이패스부, 그리고
증폭률에 따라 상기 입력된 직류 전압의 크기를 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함하는 태양광 발전 시스템.1. A solar power generation system for generating power using a plurality of solar modules,
In the solar module,
A solar cell module comprising a plurality of solar cells connected in series by a metallic ribbon and formed in a plurality of strings and absorbing solar light to generate a DC voltage,
An input unit connected to the solar cell module via a plurality of lead wires and receiving a direct current voltage from the solar cell module through the lead wire,
A bypass section for blocking a current flow to a string in which a reverse voltage is not generated in a string in which a reverse voltage is generated among the plurality of strings,
And an amplifier for amplifying the magnitude of the input DC voltage according to an amplification factor and outputting the amplified magnitude. 제1항에 있어서,
직류전압을 교류전압으로 변환하여 전력 계통으로 출력하는 인버터를 더 포함하며,
상기 복수의 태양광 모듈은 병렬로 연결되며, 상기 복수의 태양광 모듈로부터 입력된 직류전압을 상기 인버터로 전달하는 태양광 발전 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising an inverter for converting the DC voltage into an AC voltage and outputting the AC voltage to the power system,
Wherein the plurality of solar modules are connected in parallel, and the DC voltage inputted from the plurality of solar modules is transmitted to the inverter. 제2항에 있어서,
상기 복수의 태양광 모듈 사이에 연결되어 상기 태양광 모듈로 입력되는 전류를 차단하는 역류 방지 모듈을 더 포함하는 태양광 발전 시스템.3. The method of claim 2,
And a backflow prevention module connected between the plurality of solar modules to block a current input to the solar modules. 제2항에 있어서,
상기 인버터에 입력되는 현재 전력의 크기와 이전 전력의 크기를 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 변경하는 제어 모듈을 더 포함하는 태양광 발전 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising a control module for comparing the magnitude of the current power input to the inverter with the magnitude of the previous power and changing the magnitude of the voltage input to the inverter according to the comparison result. 제4항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 인버터에 입력되는 전력의 크기를 검출하는 전력 검출부,
상기 검출된 현재 전력과 이전 전력의 크기를 비교하는 비교부, 그리고
현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기보다 큰 경우 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 감소시키고, 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기보다 작은 경우 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 증가시키며, 현재 전력의 크기가 이전 전력의 크기와 같은 경우 상기 인버터에 입력되는 전압의 크기를 유지하는 제어부를 포함하는 태양광 발전 시스템.5. The method of claim 4,
The control module includes:
A power detector for detecting the magnitude of power input to the inverter,
A comparing unit for comparing the detected current power with the magnitude of the previous power, and
When the magnitude of the current power is larger than the magnitude of the previous power, the magnitude of the voltage input to the inverter is decreased and when the magnitude of the current power is smaller than the magnitude of the previous power, the magnitude of the voltage input to the inverter is increased, And a control unit for maintaining the magnitude of the voltage input to the inverter when the magnitude of the voltage is equal to the magnitude of the previous power. 제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인버터에 입력되는 직류전원의 현재 전력 크기가 이전 전력 크기와 같은 경우 상기 인버터에 입력되는 전압을 상기 기준전압으로 설정하는 태양광 발전 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein,
And sets the voltage input to the inverter as the reference voltage when the current power level of the DC power input to the inverter is equal to the previous power level. 제5항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 태양전지모듈이 생성하는 직류전압의 크기를 검출하는 전압 검출부, 그리고
상기 검출된 직류전압 및 기준전압을 이용하여 상기 증폭률을 연산하는 연산부를 더 포함하며,
상기 기준전압은,
기 설정되거나 상기 현재 전력과 이전 전력의 크기가 동일한 경우 현재 전력에 대응하는 직류전압을 입력받아 설정되는 태양광 발전 시스템.6. The method of claim 5,
The control module includes:
A voltage detector for detecting the magnitude of the DC voltage generated by the solar cell module,
And an operation unit for calculating the amplification factor using the detected direct current voltage and the reference voltage,
The reference voltage,
And a DC voltage corresponding to the current power is input and set when the current power and the previous power are the same.
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