KR20180024673A - Each channel surveillance device of photovoltaic power generation system - Google Patents

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KR20180024673A
KR20180024673A KR1020160111336A KR20160111336A KR20180024673A KR 20180024673 A KR20180024673 A KR 20180024673A KR 1020160111336 A KR1020160111336 A KR 1020160111336A KR 20160111336 A KR20160111336 A KR 20160111336A KR 20180024673 A KR20180024673 A KR 20180024673A
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홍석훈
임수연
송법성
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임수연
홍석훈
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Abstract

The present invention relates to a surveillance device for each photovoltaic power generation channel which measures voltage and current values between a solar cell and a power inverter to perform a channel correction function, automatically disconnects or detours a line when an abnormal condition occurs in a line. The surveillance device for each photovoltaic generation channel according to the present invention can minimize power loss and prevent fire by opening and closing four lines as necessary to constitute a line. The surveillance device includes a first indicator, a first power relay, a first diode, a second line, a second power relay, a second indicator, a second diode, and a sensor part.

Description

태양광발전 채널별 감시장치 {EACH CHANNEL SURVEILLANCE DEVICE OF PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a monitoring apparatus for a photovoltaic power generation channel,

본 발명은 태양광발전 채널별 감시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지와 발전용 인버터 사이에서 전압과 전류 값을 측정하여 채널 보정 기능을 수행할 수 있도록 하면서 선로 이상 상황 발생시 선로를 자동으로 차단 또는 우회 연결할 수 있도록 형성된 전기 안전 보호 기능 및 우회 보정선로를 갖는 태양광발전 채널별 감시장치에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to a monitoring apparatus for each solar power generation channel, and more particularly, to a monitoring apparatus for a solar power generation channel, which is capable of performing a channel compensation function by measuring voltage and current values between a solar cell and a power generation inverter, And an electric safety protection function for blocking or detouring connection, and a monitoring device for each photovoltaic generation channel having a detour correction line.

일반적으로 태양광발전(photovoltaic power generation, 太陽光發電)은 햇빛을 직류전기로 바꾸어 전력을 생산하기 위한 것으로서, 다수의 태양전지들이 어레이(array)된 태양전지모듈(태양전지판)을 이용하여 전기를 대규모로 생산하는 발전시스템이다.Generally, photovoltaic power generation (solar photovoltaic power generation) is to convert sunlight into direct current to produce electric power, and many solar cells use an array solar cell module (solar panel) It is a large-scale power generation system.

종래 태양광 발전시스템은 태양의 빛을 받아 직류전기를 발생시키는 태양전지가 어레이된 태양전지모듈과, 상기 태양전지모듈에서 발생된 직류전기를 단위 스트링별로 모으는 접속반과, 상기 접속반에 모인 직류전기를 교류전기로 변환시키는 전력변환장치로 구성된다.A conventional photovoltaic power generation system includes a solar cell module in which solar cells for generating direct current by receiving sunlight are arrayed, a connection unit for collecting the direct current generated from the solar cell module by a unit string, To an alternating current electricity.

이때, 상기 태양전지모듈은 태양전지판 다수가 직렬 결선되어 하나의 스트링(string)을 구성함으로써 일정 용량급의 단위채널을 형성하도록 구비되며, 옥외에 설치되는 외함(접속함)을 갖는 접속반 측에 결선 처리된다.At this time, in the solar cell module, a plurality of solar panels are connected in series to form a single string, thereby forming a unit capacity channel of a certain capacity level. In addition, the solar cell module is connected to a connection panel having an enclosure And the wiring is processed.

상기 접속반은 태양광 발전 시스템에 포함된 복수의 태양 전지 모듈로부터 생성된 직류 전류를 취합하여 상기 태양광 발전시스템에 포함된 인버터에 출력하게 되는데, 통상적으로 접속반은 입력 단자, 퓨즈, 다이오드 및, 출력 단자로 구성되어 있다.The connection module collects the direct current generated from the plurality of solar cell modules included in the photovoltaic power generation system and outputs the generated direct current to the inverter included in the photovoltaic power generation system. In general, the connection panel includes an input terminal, a fuse, a diode, , And an output terminal.

이러한 태양광 발전은 태양 전지판에서 생산된 직류전류를 인버터가 교류전류로 변환하여 각 수용가에 공급하게 된다. 그리고 태양광 발전 시스템 전체에 대하여 상황실 등지에서 정상 여부를 파악할 수 있는 모니터링 기능이 시설되어 있다.In this solar power generation, the inverter converts the direct current produced by the solar panel into the alternating current and supplies it to each customer. In addition, a monitoring function is provided so that the entire solar power generation system can be determined in the situation room.

이러한 모니터링 시스템은 다수의 태양전지셀로 구성된 태양 전지판에서 그룹을 지정하고, 각 그룹별 혹은 각 셀마다 통신기를 구비하여, 통신기를 통해 관리서버에서 이상유무를 모니터링 한다. In this monitoring system, a group is designated in a solar panel composed of a plurality of solar cells, and a communication unit is provided for each group or each cell, and the abnormality is monitored in the management server through a communicator.

아울러 접속반에는 화재의 유무를 감지하기 위하여 불꽃감지 센서가 구비된다. 즉, 태양광 발전의 과도한 전력 생산으로 인하여 접속반에 과부하가 걸릴 경우 화재의 위험이 있음으로 화재가 발생하면 이를 감지하기 위한 불꽃감지센서가 설치되어 있다.In addition, a flame detection sensor is provided in the connection panel to detect the presence or absence of a fire. That is, there is a flame detection sensor for detecting a fire when there is a risk of fire when an overload is applied to the connection panel due to excessive power generation of the photovoltaic power generation.

이러한 화재감지장치 중 열감지기로서는 바이메탈식이나, 열반도체식 및 열전대식 등이 있고. 연기감지기에는 광전식과 이온화식이 있다. 그리고 배전반 내에 화재가 발생하면 진압용 자동 소화전이 시설되어 있다.Among these fire detection devices, there are bimetal type, thermal semiconductor type and thermocouple type. Smoke detectors have both photoelectric and ionic systems. When a fire occurs in the switchboard, an automatic fire hydrant for suppressing is installed.

이와 같은 상태에서 여러 가지 이유로 접속반에 화재가 발생할 수 있는데, 화재가 발생하는 경우 제어장치를 통해 화재감지센서가 화재를 감지하여 소화전으로 화재 진압을 진행하더라도 화재 진압이 쉽사리 이루어지지 않는 경우가 많은데, 대부분 화재진압의 주요 실패 원인은 태양광 패널에서 생산된 전력이 DC전력이고 그 전력이 지속적으로 접속함으로 출력되기 때문에 지속적으로 스파크가 발생되어 그 스파크에 의한 불꽃이 화재로 연결된다는 것이다.In such a situation, a fire may occur in the connection panel for various reasons. When a fire occurs, the fire detection sensor detects the fire through the control device and the fire suppression is not easily performed even if the fire suppression is performed by the fire hydrant , The main failure cause of most fire suppression is that the power generated by the solar panel is DC power and the power is continuously output, so that the spark is continuously generated and the spark is connected to the fire.

이와 같은 문제점을 해소하기 위한 목적으로 등록번호 10-1298559호의 불꽃감지기가 구비된 태양전지판넬의 모니터링 장치가 제안되었다. 상기 선행기술문헌에는 접속판의 불꽃을 용이하게 감지할 수 있고, 또한 태양전지판넬의 이상 유무를 신속하게 파악하여 유지보수할 수 있는 태양전지 판넬을 제공하고 있으나, 이 또한 접속판에 화재가 발생하면 접속판 내에 스파크가 지속적으로 발생하여 화재진압이 불가능하다.For the purpose of solving such a problem, a monitoring apparatus of a solar cell panel equipped with a flame sensor of Registration No. 10-1298559 has been proposed. The above prior art reference discloses a solar cell panel capable of easily detecting the flame of a connection plate and capable of promptly grasping and maintaining the abnormality of the solar cell panel, The spark is continuously generated in the connection plate, and fire suppression is impossible.

아울러 종래의 접속반(전속판 등 포함)은 인터버토 출력 되기 전에 다이오드를 설치하는데, 상기 다이오드의 파손으로 인해 아크, 화염 발생 시 적절하고 신속한 조처가 취해지기 어려운 구조였다.In addition, a conventional connection board (including a full-speed plate, etc.) is provided with a diode before the output of the inverter, and the structure is such that it is difficult for an appropriate and quick action to be taken when an arc or a flame is generated due to breakage of the diode.

대한민국 등록특허 제10-1569199호 : 임피던스 측정과 우회회로를 통한 화재방지형 태양광 발전 시스템Korean Patent No. 10-1569199: Fire prevention type photovoltaic power generation system through impedance measurement and bypass circuit 대한민국 등록특허 제10-1560345호 : 태양광 발전시스템Korean Patent No. 10-1560345: Photovoltaic power generation system

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 데이터의 취득 및 통신기능을 통해서 전력 처리 및 유지 관리가 능동적으로 이루어져 태양광 발전시스템의 효율을 극대화할 수 있는 태양광발전 채널별 감시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and provides a monitoring device for each photovoltaic generation channel that can maximize the efficiency of the photovoltaic power generation system by actively processing and managing power through data acquisition and communication functions It has its purpose.

본 발명의 다른 목적은 태양전지와 발전용 인버터 사이에서 전압과 전류 값을 측정하여 채널 모니터링을 가능하게 하면서 채널 보정 기능을 수행할 수 있고, 이와 더불어 선로 이상 드으이 비상발생시 선로를 자동으로 차단 또는 우회 연결할 수 있는도록 한 태양광발전 채널별 감시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a solar cell module capable of performing channel correction while monitoring voltage and current values between a solar cell and a power generation inverter while performing channel monitoring, Thereby providing a surveillance device for each photovoltaic generation channel that can be detour-connected.

본 발명의 또 다른 목적은 태양전지의 순간 개방전압으로 퓨즈 고장시 파워릴레이를 통해 보조 퓨즈로 선로를 변경해주며, 다이오드의 아크, 불꽃, 화염 발생 여부를 감지하여 다이오드의 정상 작동이 불가한 경우 우회 선로를 통해 전류가 흐르도록 함으로써 선로 손실 발생시 고장 복원이 이루어질 때 까지의 전기적 손실을 최소화하고, 유지관리의 능동성을 향상할 수 있는 태양광발전 채널별 감시장치를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a method of controlling a solar cell in which when a fuse breaks down due to an instantaneous open-circuit voltage of a solar cell, the auxiliary fuse changes the line with the auxiliary fuse and detects the occurrence of arc, The present invention provides a monitoring device for each photovoltaic generation channel that can minimize the electrical loss until the failure is recovered when a line loss occurs and make the maintenance more active.

본 발명에 따른 태양광발전 채널별 감시장치는 다수의 태양전지가 스트링으로 결선되어 단위 채널로 어레이된 태양전지모듈과 발전용 인버터 사이에 설치되는 것으로, 스트링 결선에 연결되는 제1 선로 상에 설치되고 출력단이 MCU(Main Control Unit) 측에 연결되며, 태양전지모듈에서 발생되는 전류 및 전압 데이터를 취득하고, 입력전력의 상태변화를 감지하기 위한 제1 인디케이터와; 상기 제1 인디케이터의 신호출력 측 제1 선로 상에 선로개폐를 위해 설치되는 제1 파워릴레이와; 상기 제1 선로 상에서 상기 제1 파워릴레이의 신호출력 측에 설치되는 제1 다이오드와; 상기 제1 선로에서 분기하되, 상기 제1 인디케이터의 신호입력 측에서 분기하여 상기 제1 다이오드의 신호출력 측으로 우회하여 연결시킨 제2 선로와; 상기 제2 선로 상에 설치되며, 제2 선로의 개폐를 위한 제2 파워릴레이와; 상기 제2 선로로 입력되는 전력의 상태변화를 감지하고 전류 및 전압 데이터를 취득하기 위한 제2 인디케이터와; 상기 제2 선로에서 제2 인디케이터의 신호출력 측에 설치되는 제2 다이오드와; 상기 제1 다이오드 및 제2 다이오드의 온도, 아크, 코로나, 열화 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 센서부를 포함하며, 상기 MCU는 상기 센서부의 감지정보에 따라 상기 제1 다이오드의 정상 작동 여부와 제1 선로 또는 제2 선로의 개폐 여부를 판단하고 제어하도록 형성된다.The monitoring device for each photovoltaic generation channel according to the present invention is installed between a solar cell module in which a plurality of solar cells are connected to a string and arrayed in a unit channel and a power inverter, A first indicator connected to an MCU (Main Control Unit) for receiving the current and voltage data generated by the solar cell module, and detecting a change in the state of the input power; A first power relay installed on the signal output side first line of the first indicator for line opening and closing; A first diode installed on a signal output side of the first power relay on the first line; A second line branched from the first line, branched from the signal input side of the first indicator and bypassed to the signal output side of the first diode; A second power relay installed on the second line for opening and closing the second line; A second indicator for sensing a change in state of power input to the second line and acquiring current and voltage data; A second diode provided on the signal output side of the second indicator in the second line; And a sensor unit capable of detecting at least one of temperature, arc, corona, and deterioration of the first diode and the second diode, wherein the MCU determines whether the first diode is normally operated or not, And determines whether to open or close the line or the second line.

아울러 본 발명의 태양광발전 채널별 감시장치는 상기 제1 인디케이터의 신호입력 측 제1 선로 상에 설치되는 제1 퓨즈와; 상기 제1 선로에서 분기하되 제1 퓨즈의 신호입력 측에서 분기하여 제1 퓨즈의 신호출력 측으로 우회하여 연결시킨 제3 선로와; 상기 제3 선로 상에 설치되며, 제3 선로의 개폐를 위한 제3 파워릴레이; 및, 제2파워릴레이의 신호출력 측에 연결되는 제2 퓨즈를 더 구비하며, 상기 MCU는 상기 제1 인디케이터에서 입력되는 전류 및 전압 데이터를 통해 태양전지모듈에 대한 입력전력의 상태변화를 감지하고 이를 통해 전력처리를 위한 제1 선로 및 제3 선로의 개폐여부를 판단하고 제어하도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the monitoring device for each photovoltaic generation channel of the present invention includes: a first fuse installed on a first line on a signal input side of the first indicator; A third line branched from the first line, branched from the signal input side of the first fuse and bypassed to the signal output side of the first fuse; A third power relay installed on the third line for opening and closing the third line; And a second fuse connected to a signal output side of the second power relay, wherein the MCU detects a change in state of input power to the solar cell module through current and voltage data input from the first indicator, And it is preferable that the first line and the third line for power processing are formed and controlled to determine whether to open or close the power line.

상기 스트링 결선에 연결되는 제1 선로 상에 DC/DC컨버터를 연결 설치하여 태양전지모듈로부터 발생되는 입력전력을 MCU의 구동전원으로 사용할 수 있도록 구성할 수 있다.A DC / DC converter may be connected to the first line connected to the string wiring so that input power generated from the solar cell module can be used as driving power for the MCU.

상기 MCU는 스트링 결선에 연결된 제1 선로 상의 제1 파워릴레이를 ON 시켜 제1 선로를 통한 전력처리가 이루어지게 하고 센서부를 통해 상기 제1 선로 상에 설치된 제1 다이오드의 온도, 아크, 코로나 또는 열화 감지 정보를 취득하여 제1 다이오드의 정상 작동 여부를 확인하는 단계와; 상기 제1 다이오드의 온도, 아크, 코로나 또는 열화 감지 정보가 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 제2 선로의 제2 파워릴레이를 ON 시켜 제2 선로를 통한 전력처리가 이루어지게 하고, 상기 제2 선로에 설치된 제2 인디케이터를 통해 입력전력의 전류 및 전압 데이터를 취득하며, 제2 다이오드의 정상 작동 여부를 확인하는 단계;를 실행하도록 구성되는 것이 바람직하다.The MCU turns on the first power relay on the first line connected to the string wiring to perform power processing through the first line and controls the temperature, arc, corona, or deterioration of the first diode installed on the first line through the sensor unit Acquiring detection information to confirm whether the first diode is operating normally; When the temperature, the arc, the corona or the deterioration detection information of the first diode is out of the set range, the second power relay of the second line is turned on to perform power processing through the second line, Acquiring current and voltage data of the input power through the second indicator, and confirming whether the second diode is operating normally.

상기 MCU의 처리 데이터 정보 및 상기 태양전지모듈의 이상 유무 정보를 관리자 또는 중앙제어센터로 유선 또는 무선으로 전송하는 전송부를 더 구비하는 것이 바람직하다.And a transmitting unit for transmitting the process data information of the MCU and the abnormality information of the solar cell module to the manager or the central control center by wire or wirelessly.

상기 구성을 갖는 본 발명의 태양광발전 채널별 감시장치에 따르면 인버터 사이에서 전압과 전류 값을 측정하여 채널 모니터링을 가능하게 하면서 채널 보정은 물론 선로 이상 등의 비상상황이 발생할 시 선로를 자동으로 차단 또는 우회 연결하여 전력 손실을 최소화하고, 유지관리의 능동성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the monitoring system for each photovoltaic power generation channel of the present invention having the above-described configuration, the voltage and current values between the inverters can be measured to monitor the channel, while automatically correcting the channel when an emergency such as a line abnormality occurs, Or detour connection to minimize power loss and improve maintenance activity.

도 1은 종래 일반적인 태양광발전시스템을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 태양광발전 채널별 감시장치를 포함하는 태양광발전 시스템을 도시한 구성도,
도 3은 본 발명의 태양광발전 채널별 감시장치의 일 실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 태양광 발전 채널별 감시장치의 전력 처리에 따른 구동단계를 도시한 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a conventional solar power generation system,
FIG. 2 is a configuration diagram of a solar power generation system including a monitoring device for each photovoltaic generation channel according to the present invention. FIG.
3 is a view showing an embodiment of a monitoring device for each photovoltaic generation channel of the present invention,
4 is a flowchart illustrating a driving process according to the power process of the monitoring device for each photovoltaic power generation channel of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광발전 채널별 감시장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a monitoring apparatus for each photovoltaic generation channel according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

본 발명의 태양광발전 채널별 감시장치(100)는 태양광발전 시스템(1)에 적용될 수 있는데, 도 2에 도시되어 있는 것처럼 태양전지모듈(10)과 인버터(20)의 사이에 설치된다.The monitoring device 100 for each photovoltaic power generation channel of the present invention can be applied to the solar power generation system 1 and is installed between the solar cell module 10 and the inverter 20 as shown in FIG.

태양전지모듈(10)은 복수개의 태양전지들이 하나의 스트링으로 결선되어 단위채널로 어레이 되도록 형성되며, 태양전지모듈(10) 측에 일단이 연결되고 타단이 발전용 인버터(20) 측에 연결되는 전기적인 결선을 이루도록 구성된다.The solar cell module 10 is formed such that a plurality of solar cells are connected to one string to be arrayed in a unit channel and one end is connected to the solar cell module 10 side and the other end is connected to the power generation inverter 20 side So as to form an electrical connection.

태양광발전 채널별 감시장치(100)는 메인 기능으로 입력전력의 상태변화를 감지하여 채널 보정 기능을 수행함과 아울러 비상시 선로를 자동 차단 및 우회 연결 기능을 수행할 수 있다. 또한, 태양전지모듈(10)별 데이터를 취득하고 이 취득된 데이터를 유선통신 또는 무선통신을 통해 사용자 측으로 송신함으로써 태양광 발전시스템에 대해 태양전지모듈(10)의 단위채널별로 데이터를 감시함은 물론 모니터링까지 가능하게 된다.The monitoring device 100 for each solar PV channel detects a change in the state of the input power with the main function, performs a channel correction function, and can perform an automatic shutoff and detour connection function in an emergency. Further, by monitoring the data for each unit channel of the solar cell module 10 with respect to the photovoltaic power generation system by acquiring data for each solar cell module 10 and transmitting the acquired data to the user side through wire communication or wireless communication, Of course, monitoring is possible.

도 3을 참조하여 본 발명의 태양광발전 채널별 감시장치(100)의 구성을 더욱 상세하게 설명한다.The configuration of the monitoring device 100 for each photovoltaic power generation channel of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

태양전지모듈(10)의 스트링 결선에는 제1 선로(111)가 연결되며, 제1 선로(111)에는 태양전지모듈(10)에서 발생되는 전류 및 전압 데이터를 취득하고 입력전력의 상태변화를 가지하기 위한 제1 인디케이터(131)가 설치된다.The first line 111 is connected to the string wiring of the solar cell module 10 and the current and voltage data generated by the solar cell module 10 is acquired in the first line 111 and the state of the input power is changed A first indicator 131 is provided.

상기 제1 인디케이터(131)는 전류 및 전압 측정을 위해 전류계(133)와 전압계(134)를 포함하고 있으며, 그 출력단이 컨트롤러인 MCU(170)(Main Control Unit)에 연결되어 태양전지모듈(10)에서 발생되는 전력의 전압 및 전류 데이터를 입력할 수 있도록 형성된다.The first indicator 131 includes an ammeter 133 and a voltmeter 134 for measuring current and voltage and an output terminal thereof is connected to an MCU 170 (Main Control Unit) And the voltage and current data of the power generated in the power supply unit 200 are inputted.

상기 제1 인디케이터(131)의 신호입력 측 제1 선로(111) 상에는 전기안전보호를 위해 제1 퓨즈(121)가 설치되고, 상기 제1 선로(111) 상에는 제1 인디케이터(131)의 신호출력 측에 제1 선로(111)의 개폐를 위한 제1 파워릴레이(141)가 마련된다. A first fuse 121 is provided on the first line 111 on the signal input side of the first indicator 131 for protection of electrical safety and a signal fuse 121 is provided on the first line 111, A first power relay 141 for opening and closing the first line 111 is provided.

그리고 상기 제1 인디케이터(131)의 신호출력측에 제1 선로(111) 상에는 제1 파워릴레이(141)에 이어 전류의 흐름을 한 방향으로 흐르게 하기 위한 제1 다이오드(151)가 순차 배열되도록 설치된다. 상기 다이오드는 블로킹 다이오드 또는 바이패스 다이오드 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는데, 블로킹 다이오드의 경우 서지나 지락 등의 역전류가 인입될 경우 다이오드의 방향성을 통해 해당 전류를 차단하는 역할을 수행한다. 그리고 바이패스 다이오드는 태양전지모듈(10)의 전력생산 기능상에 문제가 발생하거나 전기적 쇼트 등으로 발전이 불가한 경우 해당 태양전지모듈(10)을 통과하지 않고 전단계의 전류를 바로 도선으로 넘겨버리는 기능을 갖는다.A first diode 151 is arranged on the first line 111 on the signal output side of the first indicator 131 so as to sequentially flow the current in one direction to the first power relay 141 . In the case of a blocking diode, when a reverse current such as a surge or a ground fault is introduced, the diode blocks the current through the directionality of the diode. When the power generation function of the solar cell module 10 is deficient or the power generation is impossible due to an electric short or the like, the bypass diode does not pass through the solar cell module 10 and the current of the previous stage is directly passed to the lead wire Respectively.

상기 MCU(170)는 메인기능으로서 제1 인디케이터(131)의 전류계(133)와 전압계(134)를 통해 입력된 전류 및 전압 데이터로부터 태양전지모듈(10)에 대한 입력전력의 상태변화를 감지하여 전력처리를 위한 제1 선로(111) 및 후술하는 우회선로들의 개폐여부를 판단하고 전력처리시 전기안전보호 및 우회보정 처리를 능동적으로 수행한다. 아울러 MCU(170)는 데이터의 유선 또는 무선 송신을 제어함으로써 태양광발전의 채널별 감시 및 모니터링이 가능해지게 한다.The MCU 170 detects a change in state of input power to the solar cell module 10 from the current and voltage data inputted through the ammeter 133 of the first indicator 131 and the voltmeter 134 as a main function It is determined whether the first line 111 for power processing and the bypass lines to be described later are opened or closed, and the electrical safety protection and bypass correction process is actively performed during the power process. In addition, the MCU 170 controls wired or wireless transmission of data, thereby enabling monitoring and monitoring of the solar power generation by each channel.

상기 MCU(170)는 태양전지모듈(10)로부터 발생되는 입력전력을 통해 전원을 공급받아 구동하도록 구성되는데, 이를 위해 제1 선로(111) 상에 DC/DC 컨버터(181)가 연결되어 있어서, 태양전지모듈(10)로부터 발생되는 DC 입력전력을 MCU(170)의 구동에 필요한 DC 전원으로 변화하여 공급한다.DC converter 181 is connected to the first line 111. The DC / DC converter 181 is connected to the first line 111. The DC / DC converter 181 is connected to the first line 111, The DC input power generated from the solar cell module 10 is converted into DC power required for driving the MCU 170 and supplied.

상기 DC/DC 컨버터(181)에 의해 변환된 DC 전원은 레귤레이터(182)를 통해 정전압으로 조정하여 MCU(170)로 공급되는 것이 바람직하다.The DC power converted by the DC / DC converter 181 is preferably supplied to the MCU 170 while being regulated to a constant voltage through the regulator 182.

또한, 상기 MCU(170)에는 태양전지모듈(10)별 데이터 처리시 식별력을 부여할 수 있도록 고유 식별부호(ID)가 기록될 수 있으며, 태양전지모듈(10) 측으로부터 취득된 데이터를 유선으로 송신하기 위한 유선통신부(191)와, 무선으로 송신하기 위한 무선통신부(192)가 마련되어 있는데, 물론 데이터는 유선 또는 무선 통신 중 어느 하나의 방식으로만 송신되도록 구성될 수도 있다. 즉, 상기 유선통신부(191)와 무선통신부(192) 중 어느 하나만 구비될 수도 있다.In addition, a unique identification (ID) can be recorded in the MCU 170 so as to give a discriminating power when data processing is performed for each solar cell module 10, and the data acquired from the solar cell module 10 side can be wired A wired communication unit 191 for transmission and a wireless communication unit 192 for wireless transmission are provided. Of course, the data may be configured to be transmitted through either wired or wireless communication. That is, either the wired communication unit 191 or the wireless communication unit 192 may be provided.

미설명부호 171은 제1 인디케이터(131) 또는 제2 인디케이터(132)의 전류값과 전압값의 측정정보를 전달할 수 있도록 연결하는 인터페이스이다.An unexplained reference numeral 171 is an interface for connecting the current value of the first indicator 131 or the second indicator 132 and the measurement information of the voltage value.

아울러 본 발명의 태양광발전 채널별 감시장치(100)는 제1 선로(111)로부터 분기되는 제3 선로(113)와, 제3 선로(113)에 설치되는 제3 파워릴레이(143) 및 제2 퓨즈(122)가 더 구비된다.In addition, the monitoring device 100 for each photovoltaic power generation channel of the present invention includes a third line 113 branched from the first line 111, a third power relay 143 provided in the third line 113, Two fuses 122 are further provided.

제3 선로(113)는 제1 선로(111) 상에서 상기 제1 퓨즈(121)의 신호 입력측에서 분기되어 제1 퓨즈(121)의 신호출력 측으로 연결된다.The third line 113 is branched from the signal input side of the first fuse 121 on the first line 111 and connected to the signal output side of the first fuse 121.

상기 제3 파워릴레이(143)는 제1 퓨즈(121)가 정상 작동되지 않는 경우 전력처리를 위해 제3 선로(113)를 개방하도록 구동되며, 제3 파워릴레이(143)가 구동하면 태양전지모듈(10)에서 발생된 전력은 제3 선로(113)를 통해 우회하여 전달이 이루어지며, 제3 선로(113)로 우회하여 전력의 전송이 이루어지는 동안 제1 퓨즈(121)의 교체 또는 보수가 이루어 짐으로써 전력손실을 최소화할 수 있다.The third power relay 143 is driven to open the third line 113 for power processing when the first fuse 121 is not operated normally and when the third power relay 143 is driven, The power generated by the first fuse 121 is bypassed through the third line 113 and transferred to the third line 113 so that the first fuse 121 is replaced or repaired while power is being transferred The power loss can be minimized by loading.

또한 태양광발전 채널별 감시장치(100)는 제3 선로(113)의 후방에 제2 선로(112)가 분기된다. In addition, the monitoring device 100 for each photovoltaic power generation channel divides the second line 112 to the rear of the third line 113.

상기 제2 선로(112)는 제1 선로(111) 상의 제1 인디케이터(131)의 신호입력 측에서 분기되어 상기 제1 다이오드(151)의 신호출력측으로 우회 연결된다.The second line 112 is branched from the signal input side of the first indicator 131 on the first line 111 and is connected to the signal output side of the first diode 151 by a bypass.

상기 제2 선로(112)에는 전력의 이동방향을 따라 순차적으로 제2 파워릴레이(142)와 제2 인디케이터(132) 및 제2 다이오드(152)가 설치된다.The second power relay 142, the second indicator 132, and the second diode 152 are sequentially disposed on the second line 112 along the direction of power movement.

그리고 상기 제1 다이오드(151) 및 제2 다이오드(152)의 상태를 감지하기 위한 센서부(160)가 상기 제1 다이오드(151) 및 제2 다이오드(152)와 인접하게 설치된다. 상기 센서부(160)는 제1 다이오드(151) 또는 제2 다이오드(152)의 온도와 아크발생, 코로나 발생, 열화 발생 여부를 감지하는 센서들 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성되며, 센서부(160)에서 측정되는 정보를 통해 제1 다이오드(151) 또는 제2 다이오드(152)의 정상작동 여부를 감지할 수 있다. A sensor unit 160 for sensing the states of the first diode 151 and the second diode 152 is installed adjacent to the first diode 151 and the second diode 152. The sensor unit 160 may include any one or two or more sensors for detecting the temperature of the first diode 151 or the second diode 152 and the generation of arcs, corona generation, and deterioration, The first diode 151 or the second diode 152 can be detected through the information measured by the first and second switches 160 and 160, respectively.

상기 센서부(160)의 감지정보는 MCU(170)로 전송되며, MCU(170)에서는 제1 다이오드(151)에서 비정상적인 온도상승, 아크, 코로나, 또는 열화의 발생이 감지되는 경우 상기 제1 다이오드(151)를 통해 전력 이송이 계속되지 않도록 상기 제2 파워릴레이(142)틀 통해 제2 선로(112)로 통전이 이루어지게 한다.The sensed information of the sensor unit 160 is transmitted to the MCU 170. In the MCU 170, when an abnormal temperature rise, an arc, a corona, or deterioration is detected in the first diode 151, The second line 112 is energized through the frame of the second power relay 142 so that the power transmission is not continued through the first power relay 151.

제2 선로(112)에도 전압계(134)와 전류계(133)를 포함하는 제2 인디케이터(132)가 설치되어 있어서, 전류 및 전압 데이터를 MCU(170)에 전송하므로, MCU(170)에서는 전력의 이송경로가 제2 선로(112)를 통해 이루어지는 경우에도 태양전지모듈(10)의 가동상태를 모니터링 할 수 있다. The second line 112 is also provided with a second indicator 132 including a voltmeter 134 and an ammeter 133 to transmit the current and voltage data to the MCU 170, The moving state of the solar cell module 10 can be monitored even when the conveying path is made through the second line 112.

도 4를 참조하여 본 발명의 태양광발전 채널별 감시장치(100)의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 4, the operation of the monitoring apparatus 100 for each photovoltaic generation channel of the present invention will be described.

전원이 인가되면 MCU(170)는 스트링 결선에 연결된 제1 선로(111) 상의 제1 파워릴레이(141)를 ON 시켜 제1 선로(111)를 통한 전력처리가 이루어지게 한다. 그리고 제1 선로(111)에 설치된 제1 퓨즈(121)의 동작 여부를 확인하며, 제1 선로(111) 상의 제1 퓨즈(121)가 동작하고 있으면 MCU(170)에서는 제1 인디케이터(131)를 통해 태양전지모듈(10)에서 발생되는 전력의 전류 및 전압을 측정한다.When the power is applied, the MCU 170 turns on the first power relay 141 on the first line 111 connected to the string connection so that power processing through the first line 111 is performed. When the first fuse 121 on the first line 111 is operating and the first fuse 121 on the first line 111 is operating, the MCU 170 detects the first fuse 121 on the first line 111, The current and voltage of the power generated in the solar cell module 10 are measured.

상기 제1 퓨즈(121)가 동작하지 않는 경우에는 제3 선로(113)의 제3 파워릴레이(143)를 ON시켜 제3 선로(113)를 통한 전력처리가 이루어지게 하고, 제3 선로(113)의 제2 퓨즈(122)가 작동하는지를 확인한다.When the first fuse 121 does not operate, the third power relay 143 of the third line 113 is turned on to perform power processing through the third line 113, and the third line 113 The second fuse 122 of FIG.

그리고 센서부(160)에서는 제1 다이오드(151)의 온도와 아크, 코로나 또는 열화 발생을 감지하며, 감지정보를 MCU(170)로 전송한다. MCU(170)에서는 제1 다이오드(151)에서 이상 징후가 관측되고 정상 작동이 이루어지지 않는다고 판단하는 경우 제2 파워릴레이(142)를 ON 시켜 제2 선로(112)를 통해 전력이송이 이루어지도록 한다.The sensor unit 160 senses the temperature of the first diode 151, the occurrence of arc, corona or deterioration, and transmits sensing information to the MCU 170. The MCU 170 turns on the second power relay 142 to perform power transfer through the second line 112 when it is determined that the first diode 151 has an abnormal symptom and normal operation is not performed .

이상에서 설명한 본 발명에 따른 태양광발전 채널별 감시장치(100)는 제1 퓨즈(121)와 제1 다이오드(151)를 거쳐 전력이송이 이루어지는 경우와, 제1 퓨즈(121)와 제2 다이오드(152)를 거쳐 전력 이송이 이루어지는 경우, 제2 퓨즈(122)와 제1 다이오드(151)를 거쳐 전력 이송이 이루어지는 경우 및 제2 퓨즈(122)와 제2 다이오드(152)를 거쳐 전력 이송이 이루어지는 경우 등 네 가지의 선로 구성이 가능하며, 각 상황에 따라 적절한 선로를 자동으로 조절하여 전력 이송이 이루어지게 함으로써 전력 이송 선로의 이상으로 인한 전력손실을 최소화하고, 제1 다이오드(151)와 제2 다이오드(152)를 감지하여 과부하 또는 손상으로 인한 화재발생을 방지할 수 있다.The monitoring device 100 for each photovoltaic power generation channel according to the present invention described above can be applied to a case where electric power is transferred through the first fuse 121 and the first diode 151, The power is transferred through the second fuse 122 and the first diode 151 and the power is transferred through the second fuse 122 and the second diode 152. When power is transferred through the second fuse 122 and the second diode 152, The power loss due to the abnormality of the power transmission line can be minimized and the power consumption of the first diode 151 and the second diode 151 can be reduced. 2 diode 152 to prevent the occurrence of fire due to overload or damage.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

1: 태양광발전 시스템
10: 태양전지모듈 20: 인버터
100: 태양광발전 채널별 감시장치
111: 제1 선로 112: 제2 선로
113: 제3 선로 121: 제1 퓨즈
122: 제2 퓨즈 131: 제1 인디케이터
132: 제2 인디케이터 133: 전류계
134: 전압계 141: 제1 파워릴레이
142: 제2 파워릴레이 143: 제3 파워릴레이
151: 제1 다이오드 152: 제2 다이오드
160: 센서부 170: MCU
181: DC/DC 컨버터 182: 레귤레이터
191: 유선통신부 192: 무선통신부1: Solar power generation system
10: solar cell module 20: inverter
100: PV monitoring system by channel
111: first line 112: second line
113: third line 121: first fuse
122: second fuse 131: first indicator
132: second indicator 133: ammeter
134: Voltmeter 141: First power relay
142: second power relay 143: third power relay
151: first diode 152: second diode
160: Sensor unit 170: MCU
181: DC / DC converter 182: Regulator
191: Wired communication unit 192: Wireless communication unit

Claims (5)

다수의 태양전지가 스트링으로 결선되어 단위 채널로 어레이된 태양전지모듈과 발전용 인버터 사이에 설치되는 것으로,
스트링 결선에 연결되는 제1 선로 상에 설치되고 출력단이 MCU(Main Control Unit) 측에 연결되며, 태양전지모듈에서 발생되는 전류 및 전압 데이터를 취득하고, 입력전력의 상태변화를 감지하기 위한 제1 인디케이터와;
상기 제1 인디케이터의 신호출력 측 제1 선로 상에 선로개폐를 위해 설치되는 제1 파워릴레이와;
상기 제1 선로 상에서 상기 제1 파워릴레이의 신호출력 측에 설치되는 제1 다이오드와;
상기 제1 선로에서 분기하되, 상기 제1 인디케이터의 신호입력 측에서 분기하여 상기 제1 다이오드의 신호출력 측으로 우회하여 연결시킨 제2 선로와;
상기 제2 선로 상에 설치되며, 제2 선로의 개폐를 위한 제2 파워릴레이와;
상기 제2 선로로 입력되는 전력의 상태변화를 감지하고 전류 및 전압 데이터를 취득하기 위한 제2 인디케이터와;
상기 제2 선로에서 제2 인디케이터의 신호출력 측에 설치되는 제2 다이오드와;
상기 제1 다이오드 및 제2 다이오드의 온도, 아크, 코로나, 열화 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 센서부를 포함하며,
상기 MCU는 상기 센서부의 감지정보에 따라 상기 제1 다이오드의 정상 작동 여부와 제1 선로 또는 제2 선로의 개폐 여부를 판단하고 제어하도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양광발전 채널별 감시장치.
A plurality of solar cells are connected between a solar cell module arrayed in a unit channel and a power inverter,
And an output terminal connected to the MCU (Main Control Unit) side for acquiring current and voltage data generated in the solar cell module and for detecting a change in the state of the input power, An indicator;
A first power relay installed on the signal output side first line of the first indicator for line opening and closing;
A first diode installed on a signal output side of the first power relay on the first line;
A second line branched from the first line, branched from the signal input side of the first indicator and bypassed to the signal output side of the first diode;
A second power relay installed on the second line for opening and closing the second line;
A second indicator for sensing a change in state of power input to the second line and acquiring current and voltage data;
A second diode provided on the signal output side of the second indicator in the second line;
And a sensor unit capable of sensing at least one of temperature, arc, corona, and deterioration of the first diode and the second diode,
Wherein the MCU is configured to determine whether the first diode is normally operated and whether the first line or the second line is opened or closed according to detection information of the sensor unit.
제 1항에 있어서,
상기 제1 인디케이터의 신호입력 측 제1 선로 상에 설치되는 제1 퓨즈와;
상기 제1 선로에서 분기하되 제1 퓨즈의 신호입력 측에서 분기하여 제1 퓨즈의 신호출력 측으로 우회하여 연결시킨 제3 선로와;
상기 제3 선로 상에 설치되며, 제3 선로의 개폐를 위한 제3 파워릴레이; 및, 제2파워릴레이의 신호출력 측에 연결되는 제2 퓨즈를 더 구비하며,
상기 MCU는 상기 제1 인디케이터에서 입력되는 전류 및 전압 데이터를 통해 태양전지모듈에 대한 입력전력의 상태변화를 감지하고 이를 통해 전력처리를 위한 제1 선로 및 제3 선로의 개폐여부를 판단하고 제어하도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양광발전 채널별 감시장치.
The method according to claim 1,
A first fuse installed on a first line on a signal input side of the first indicator;
A third line branched from the first line, branched from the signal input side of the first fuse and bypassed to the signal output side of the first fuse;
A third power relay installed on the third line for opening and closing the third line; And a second fuse connected to the signal output side of the second power relay,
The MCU senses a change in state of input power to the solar cell module through the current and voltage data input from the first indicator, and determines whether to open or close the first and third lines for power processing Wherein the solar cell module further comprises:
제 1항에 있어서,
상기 스트링 결선에 연결되는 제1 선로 상에 DC/DC컨버터를 연결 설치하여 태양전지모듈로부터 발생되는 입력전력을 MCU의 구동전원으로 사용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 태양광발전 채널별 감시장치.
The method according to claim 1,
And a DC / DC converter is connected to the first line connected to the string wiring so that input power generated from the solar cell module can be used as driving power for the MCU.
제 1항에 있어서,
상기 MCU는 스트링 결선에 연결된 제1 선로 상의 제1 파워릴레이를 ON 시켜 제1 선로를 통한 전력처리가 이루어지게 하고 센서부를 통해 상기 제1 선로 상에 설치된 제1 다이오드의 온도, 아크, 코로나 또는 열화 감지 정보를 취득하여 제1 다이오드의 정상 작동 여부를 확인하는 단계와;
상기 제1 다이오드의 온도, 아크, 코로나 또는 열화 감지 정보가 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 제2 선로의 제2 파워릴레이를 ON 시켜 제2 선로를 통한 전력처리가 이루어지게 하고, 상기 제2 선로에 설치된 제2 인디케이터를 통해 입력전력의 전류 및 전압 데이터를 취득하며, 제2 다이오드의 정상 작동 여부를 확인하는 단계;를 실행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 태양광발전 채널별 감시장치.
The method according to claim 1,
The MCU turns on the first power relay on the first line connected to the string wiring to perform power processing through the first line and controls the temperature, arc, corona, or deterioration of the first diode installed on the first line through the sensor unit Acquiring detection information to confirm whether the first diode is operating normally;
When the temperature, the arc, the corona or the deterioration detection information of the first diode is out of the set range, the second power relay of the second line is turned on to perform power processing through the second line, And acquiring current and voltage data of the input power through the second indicator and checking whether the second diode is operating normally.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 MCU의 처리 데이터 정보 및 상기 태양전지모듈의 이상 유무 정보를 관리자 또는 중앙제어센터로 유선 또는 무선으로 전송하는 전송부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 채널별 감시장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a transmission unit for transmitting the processing data information of the MCU and the abnormality information of the solar cell module to a manager or a central control center by wire or wireless.
KR1020160111336A 2016-08-31 2016-08-31 Each channel surveillance device of photovoltaic power generation system KR20180024673A (en)

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