KR20180108534A - Photovoltaic Power Generation System - Google Patents

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KR20180108534A
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이영희
이권준
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주식회사 에스아이비
이영희
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Abstract

Disclosed is a photovoltaic power generation system which comprises: a distributed maximum output point tracker; a plurality of solar cell modules each having the distributed maximum output point tracker; a string in which the plurality of solar cell modules are connected in series; an array formed by connecting the strings in parallel; and a photovoltaic inverter connected to the array. The distributed maximum output point tracker can track the maximum output point of the solar cell module, thereby maintaining an input voltage of the photovoltaic inverter higher than a voltage of the maximum output point of the array.

Description

태양광 발전시스템{Photovoltaic Power Generation System}[0001] The present invention relates to a photovoltaic power generation system,

본 발명(Disclosure)은, 각각의 태양전지 모듈에서 최대출력점 추적(MPPT: Maximum Power Point Tracking)을 수행하는 분산형 최대출력점 추적장치 및 태양광 인버터 그리고 그의 제어방법에 관한 것으로, 태양전지 모듈 간의 최대출력점 전압 및 최대출력점 전류 등과 같은 전기적 특성차이 따른 전력 부정합 손실을 최소화하여 최대전력을 수확할 수 있는 태양전지 발전시스템에 관한 것이다.Disclosure of the present invention relates to a distributed maximum output point tracking device and a solar inverter and a control method thereof for performing maximum power point tracking (MPPT) in each solar cell module, To a solar cell power generation system capable of harvesting a maximum power by minimizing a power mismatch loss due to an electrical characteristic difference such as a maximum output point voltage and a maximum output point current.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present invention is provided, and they are not necessarily referred to as known arts.

일반적으로, 태양광 발전시스템은 태양전지(Photovoltaic cell)를 이용하여 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시켜 상용 전력 계통으로 전송해주기 위한 장치로서, 이 과정에서 환경오염이 발생하지 않으며 반영구적으로 사용 가능하다.Generally, a photovoltaic power generation system is a device for converting solar energy into electric energy using a photovoltaic cell and transferring it to a commercial power system. In this process, environmental pollution does not occur and it can be used semi-permanently .

태양전지 발전에 이용되는 태양전지는 무기물 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지 등 다양한 종류가 개발되고 있으며, 이러한 태양전지는 출력전압이 낮고 상대적으로 전류가 높다. 반대로 출력전압이 높고 상대적으로 전류가 낮기 때문에 보편적으로 여러 개의 태양전지를 연결하여 하나의 모듈 형태로 만들어 사용하며, 이를 태양전지 모듈이라 하며, 다수의 상기 태양전지 모듈이 직렬로 연결된 것을 스트링(string)이라 하고, 다수의 상기 스트링이 병렬로 연결된 것을 어레이(array)이라 한다.Various types of solar cells used for solar cell power generation, such as inorganic solar cells, dye-sensitized solar cells, and organic solar cells, have been developed. These solar cells have a low output voltage and a relatively high current. In contrast, since the output voltage is high and the current is relatively low, a plurality of solar cells are commonly connected to form a single module. This solar cell module is called a solar cell module, and a plurality of the solar cell modules are connected in series ), And a plurality of the strings connected in parallel is called an array.

일반적으로, 태양광 발전시스템은 상기 스트링 혹은 상기 어레이가 태양광 인버터(Inverter)에 연결된 구조로 최대출력점 추적(MPPT: Maximum Power Point Tracking) 기능을 내장한 태양광 인버터(inverter)에 의하여 태양전지 모듈의 최대출력점 추적이 이루어진다.Generally, a solar power generation system is a solar power generation system in which the string or the array is connected to a solar inverter, and a solar power inverter having a maximum power point tracking (MPPT) The module's maximum output point tracking is achieved.

다시 말하면, 기존 태양광 발전시스템은 태양광 인버터에 내장된 하나의 최대출력점 추적장치를 이용하여, 직렬 또는 직.병렬로 연결된 다수의 태양전지 모듈의 최대출력점 추적을 수는 구조로, 하나의 최대출력점 추적장치에 연결된 모든 태양전지 모듈의 최대출력점 추적을 수행하는 것으로 하기와 같은 문제가 있다.In other words, the conventional PV system can track the maximum output point of a plurality of solar modules connected in series or in parallel by using one maximum output point tracking device built in the solar inverter, The maximum output point of all the solar cell modules connected to the maximum output point tracking device of the present invention is tracked.

먼저, 동일한 상기 스트링 내에 흐르는 전류는 반드시 동일해야 한다. 다시 말하면 이것을 구성하는 모든 태양전지 모듈의 최대전력점 전류(Imp)는 반드시 일치하여야 한다.First, the currents flowing in the same string must be the same. In other words, the maximum power point current (Imp) of all the solar cell modules constituting it must match.

그러나 제조과정에서 태양전지 모듈의 최대전력점 전류의 편차는 반드시 발생하며, 태양광 발전과정에서도 일사량, 온도 그림자 등과 같은 환경적 요인에 의하여 태양전지 모듈 간의 최대전력점 전류의 편차 더욱 커지며 이로 인하여 태양전지 모듈 간의 최대출력점 전류의 부정합에 의한 전력 부정합 손실이 많이 발생한다.However, the deviation of the maximum power point current of the solar cell module during the manufacturing process necessarily occurs, and even in the solar power generation process, the deviation of the maximum power point current between the solar cell modules becomes larger due to environmental factors such as solar radiation amount and temperature shadow, There is a large power mismatch loss due to mismatch of the maximum output point current between the battery modules.

그리고 병렬로 연결된 스트링 간의 전압은 반드시 동일해야 한다. 즉 이것을 구성하는 모든 태양전지 모듈의 최대전력점 전압(Vmp)가 일치하여야 한다.The voltages between the strings connected in parallel must be the same. That is, the maximum power point voltage Vmp of all the solar cell modules constituting the solar cell module.

그러나 제조과정에서 태양전지 모듈의 최대전력점 전압의 편차는 반드시 발생하며, 태양광 발전과정에서도 일사량, 온도 그림자 등과 같은 환경적 요인에 의하여 태양전지 모듈 간의 최대전력점 전압의 편차 더욱 커지며 이로 인하여 태양전지 모듈 간의 최대출력점 전압의 부정합에 의한 전력 부정합 손실이 많이 발생한다.However, the deviation of the maximum power point voltage of the solar cell module occurs in the manufacturing process, and even in the solar power generation process, the deviation of the maximum power point voltage between the solar cell modules becomes larger due to environmental factors such as solar radiation amount and temperature shadow, There is a large power mismatch loss due to inconsistency of the maximum output point voltage between the battery modules.

따라서 기존의 태양광 발전시스템은 태양광 인버터에 내장된 하나의 최대전력점 추적장치를 이용하여 직.병렬로 연결된 다수의 태양전지 모듈의 최대전력점 추적을 수행하는 구조로 태양전지 모듈 간의 전기적 특성 차이에 의한 전력 부정합 손실이 발생하여 이로 인한 최대전력 수확에 어려움의 문제가 있다.Therefore, the conventional solar power generation system has a structure to perform maximum power point tracking of a plurality of solar cell modules connected in series and in parallel using a single maximum power point tracking device built in a solar inverter, There is a problem of difficulty in harvesting the maximum electric power due to the occurrence of power mismatch loss due to the difference.

1. 한국공개특허공보 제10-2011-0020002호1. Korean Patent Publication No. 10-2011-0020002 2. 한국공개특허공보 제10-2007-070685호2. Korean Patent Publication No. 10-2007-070685 3. 한국공개특허공보 제10-2013-0025286호3. Korean Patent Publication No. 10-2013-0025286

본 발명(Disclosure)은, 태양전지 모듈에 간에 최대출력점 전압(Vmp) 및 최대출력점 전류(Imp) 등과 같은 전기적 특성차이로 인한 전력 부정합 손실을 최소화하기 위한 분산형 최대출력점 추적장치 및 태양광 인버터 그리고 그의 제어 방법의 제공을 일 목적으로 한다. Disclosure of the Invention Disclosure is directed to a distributed maximum output point tracking device for minimizing power mismatch loss due to difference in electric characteristics such as a maximum output point voltage Vmp and a maximum output point current Imp in a solar cell module, Optical inverter, and control method thereof.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).The present invention is not intended to be exhaustive or to limit the scope of the present invention to the full scope of the present invention. of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 태양광 발전시스템은, 분산형 최대출력점 추적기; 분산형 최대출력점 추적기가 각각 구비되는 다수의 태양전지 모듈; 상기 다수의 태양전지 모듈이 직렬로 연결되어 구성되는 스트링; 상기 스트링이 병렬로 연결되어 구성되는 어레이; 및 상기 어레이와 연결된 태양광 인버터;을 포함하며, 상기 분산형 최대출력점 추적기가 상기 태양전지 모듈의 최대출력점 추적을 수행할 수 있도록, 상기 태양광 인버터의 입력전압을 상기 어레이의 최대출력점 전압보다 높게 유지하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a solar power generation system according to one aspect of the present invention includes a distributed maximum output point tracker; A plurality of solar cell modules each having a distributed maximum output point tracker; A string in which the plurality of solar cell modules are connected in series; An array in which the strings are connected in parallel; And a photovoltaic inverter coupled to the array, wherein the distributed maximum output point tracker is operable to convert the input voltage of the solar inverter to a maximum output point of the array, Voltage is maintained at a level higher than the voltage.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 태양광 발전시스템에 있어서, 상기 분산형 최대출력점 추적기는, 듀티(duty) 변화에 따라 출력 임피던스가 가변되는 Half bridge DC-DC 컨버터;를 포함하며, 상기 태양전지 모듈과 병렬로 연결되어 상기 Half Bridge DC-DC 컨버터의 듀티(duty) 변경에 따른 출력 변화를 비교하여 출력이 증가하는 방향으로 듀티를 변경시켜 상기 태양전지 모듈의 최대출력점 추적을 수행하는 것을 특징으로 한다.In a solar power generation system according to an aspect of the present invention, the distributed maximum output point tracker includes a Half bridge DC-DC converter having an output impedance variable according to a duty change, The maximum output point of the solar cell module is tracked by changing the duty in a direction of increasing the output by comparing the output change due to the duty change of the Half Bridge DC-DC converter connected in parallel with the solar cell module .

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 태양광 발전시스템에 있어서, 상기 분산형 최대출력점 추적기는, 듀티(duty) 변화에 따라 출력 임피던스(Impedance)가 가변되는 Half bridge DC-DC 컨버터; 전압/전류를 측정하기 위한 제1 아날로그회로 및 제2 아날로그회로; 상기 제1 아날로그회로 및 상기 제2 아날로그회로로부터 전송된 전압/전류를 측정하여 현재 전력과 변경된 듀티의 전력을 비교하여 최대출력점 추적 알고리즘을 수행하는 제어기; 및 상기 제어기 및 상기 Half bridge DC-DC 컨버터에 필요한 전력을 공급하기 위한 전원 공급기;를 포함하고, 상기 Half Bridge DC-DC 컨버터의 듀티(duty) 변화에 따른 상기 태양광 인버터에 전달되는 전력의 증감을 비교하여 상기 태양전지 모듈의 최대출력점 추적을 수행하는 것을 특징으로 한다.In the photovoltaic generation system according to an aspect of the present invention, the distributed maximum output point tracker includes: a Half bridge DC-DC converter having an output impedance variable according to a duty change; A first analog circuit and a second analog circuit for measuring voltage / current; A controller for measuring a voltage / current transmitted from the first analog circuit and the second analog circuit to compare a current power with a power of a changed duty to perform a maximum output point tracking algorithm; And a power supply for supplying power required for the controller and the half bridge DC-DC converter, wherein the duty ratio of the half bridge DC-DC converter To perform maximum output point tracking of the solar cell module.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 태양광 발전시스템에 있어서, 상기 Half bridge DC-DC 컨버터는, 다수의 모스펫(MOSFET);과, 다수의 커패시턴스;와 인덕터; 및 High and Low Side Driver;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a solar power generation system according to an aspect of the present invention, the Half bridge DC-DC converter includes: a plurality of MOSFETs; a plurality of capacitors; and an inductor; And a High and Low Side Driver.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 태양광 발전시스템에 있어서, 상기 분산형 최대출력점 추적기는, 초기화 단계(S710); 상기 태양광 인버터의 동작을 확인하는 단계(S720); 상기 태양광 인버터가 상기 스트링의 최대출력점 전압을 측정하는 동안 초기 듀티를 유지하면서 대기하는 단계(S725); 현재 듀티(D)에서 전력(P1)을 측정하는 단계(S730); 듀티를 증가(D=D+Δd)시킨 후, 전력(P2)을 측정하고 듀티를 감소(D=D-Δd)시키는 단계(S740); 현재 듀티 전력(P1)과 듀티 변경 후 전력(P2)을 비교하는 단계(S750); P1보다 P2가 크면 듀티를 증가(D=D+Δd)시키고 일정시간 지연하는 단계(S760); 및 P1이 P2보다 크면 듀티를 감소(D=D-Δd)시키고 일정시간 지연하는 단계(S770);를 포함하되, 상기 S730부터 상기 770까지를 순차로 반복 수행하여 태양전지 모듈의 최대출력점 추적을 수행하는 것을 특징으로 한다.In a solar power generation system according to an aspect of the present invention, the distributed maximum output point tracker comprises: an initialization step (S710); Confirming the operation of the solar inverter (S720); (S725) while waiting for the solar inverter to maintain the initial duty while measuring the maximum output point voltage of the string; Measuring power P1 in the current duty D (S730); (S740), after increasing the duty (D = D +? D), measuring the power P2 and decreasing the duty (D = D -? D); A step (S750) of comparing the current duty power P1 with the duty-changed power P2; If P2 is larger than P1, the duty is increased (D = D +? D) and a certain time is delayed (S760); And a step (S770) of decreasing the duty (D = D -? D) and delaying a predetermined time when P1 is larger than P2; and repeating steps S730 to 770 in order to maximize the output point of the solar cell module Is performed.

본 발명에 따르면, 분산형 최대출력점 추적기에 의하여 각각의 태양전지 모듈의 최대출력점을 추적함으로 태양전지 모듈 간의 최대출력점 전압(Vmp) 및 최대출력점 전류(Imp)와 같은 전기적 특성차이로 인한 전력 부정합 손실을 최소화하여 태양광 발전시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.According to the present invention, since the maximum output point of each solar cell module is tracked by the distributed maximum output point tracker, the difference in electrical characteristics such as the maximum output point voltage (Vmp) and the maximum output point current (Imp) It is possible to minimize the power mismatch loss and improve the efficiency of the photovoltaic power generation system.

또한, 그림자와 같은 환경적 요인에 의한 전력 부정합이 심한 경우도 이에 따른 손실을 최소화하여 태양광 발전시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.In addition, even when the power mismatch due to environmental factors such as shadows is severe, there is an excellent effect of improving the efficiency of the photovoltaic power generation system by minimizing the loss.

도 1은 태양광 발전시스템의 구조를 나타낸 블럭 구성도.
도 2는 태양전지 모듈 구조를 나타낸 블럭 구성도.
도 3은 스트링의 구조를 나타낸 블럭 구성도.
도 4는 분산형 최대출력점 추적기를 나타낸 블럭 구성도.
도 5는 분산형 최대출력점 추적기(400)에 의해 이루어지는 제어방법의 일 예를 보인 플로우 챠트(Flow chart).
도 6은 태양전지 모듈의 출력특성을 나타낸 그래프.
도 7은 태양광 인버터를 나타낸 블럭 구성도.
1 is a block diagram showing a structure of a solar power generation system.
2 is a block diagram showing the structure of a solar cell module.
3 is a block diagram showing a structure of a string.
4 is a block diagram illustrating a distributed maximum output point tracker.
FIG. 5 is a flow chart showing an example of a control method performed by the distributed maximum output point tracker 400. FIG.
6 is a graph showing output characteristics of the solar cell module.
7 is a block diagram showing a solar inverter;

이하, 본 발명에 따른 태양광 발전시스템을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a solar power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.It is to be understood, however, that the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and those skilled in the art of the present invention, other than the scope of the present invention, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다. In addition, the terms used below are selected for convenience of explanation. Therefore, the technical meaning of the present invention should not be limited to the prior meaning, but should be properly interpreted in accordance with the technical idea of the present invention.

먼저, 본 발명에 의한 태양광 발전시스템에 대하여 설명하기에 앞서, 기존의 태양광 발전시스템에서의 태양전지 모듈의 전력 부정합을 분석하여 본다.Before explaining the solar power generation system according to the present invention, the power mismatch of the solar cell module in the conventional solar power generation system will be analyzed.

동일한 스트링을 구성하는 모든 태양전지 모듈에 흐르는 전류는 반드시 동일해야 한다. 따라서 모든 태양전지 모듈의 최대출력점 전류가 일치해야 한다. 그러나 태양전지 모듈 자체의 전기적 특성 편차와 온도, 일사량 등과 같은 환경에 따라 나타나는 전기적 편차에 의하여 태양전지 모듈 간의 최대출력점 전류의 편차는 더욱 커져 이로 인한 전력 부정합 손실이 발생한다.The currents flowing in all the solar cell modules constituting the same string must be the same. Therefore, the maximum output point current of all solar cell modules must match. However, the deviation of the maximum output point current between the solar cell modules becomes larger due to the electrical variation due to the environmental variation such as the electric characteristic deviation of the solar cell module itself, the temperature, the solar radiation, etc., resulting in a power mismatch loss.

또한, 하나의 태양광 인버터에 하나 이상의 스트링이 병렬로 연결된 어레이(Array) 구조에서는 각각의 스트링의 전압은 동일해야 한다. 따라서 모든 태양전지 모듈의 최대출력점 전압이 일치해야 한다. Further, in an array structure in which one or more strings are connected in parallel to one solar inverter, the voltage of each string must be the same. Therefore, the maximum output point voltage of all the solar cell modules must match.

그러나 태양전지 모듈 자체의 전기적 특성 편차와 온도, 일사량 등과 같은 환경에 따라 나타나는 전기적 편차에 의하여 태양전지 모듈 간의 최대출력점 전압의 편차는 더욱 커져 이로 인한 전력 부정합손실이 더욱 많이 발생한다.However, the deviation of the maximum output point voltage between the solar cell modules becomes larger due to the electrical variation caused by the environmental variation such as the electric characteristic deviation of the solar cell module itself, the temperature, the solar radiation, etc., resulting in a large power mismatch loss.

이하에서는, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양광 발전시스템에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 1 to 7. Fig.

<태양광 발전시스템><Solar power generation system>

도 1은 태양광 발전시스템의 구조를 나타낸 블럭 구성도이다.1 is a block diagram showing the structure of a photovoltaic power generation system.

도 1을 참조하면, 태양광 발전시스템(100)은 N 개의 상기 스트링(500), 태양광 인버터(200) 및 역류방지 다이오드(110)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a solar power generation system 100 includes N strings 500, a solar inverter 200, and a reverse current prevention diode 110.

또한, 태양광 발전시스템(100)에서, 스트링(500)과 역류방지 다이오드(110)는 직렬로 연결되어 태양광 인버터(200)에 연결되고, 스트링(500) 상호 간으로 병렬로 연결된다. In the solar power generation system 100, the string 500 and the backflow prevention diode 110 are connected in series, connected to the solar inverter 200, and connected in parallel between the strings 500.

그리고 스트링(500)을 구성하는 태양전지 모듈(300)의 갯 수는 태양광 인버터(200)의 입력전압 허용 범위를 고려하여 결정하는 것이 좋다.The number of the solar cell modules 300 constituting the string 500 is preferably determined in consideration of the allowable range of the input voltage of the solar inverter 200.

<태양전지 모듈 구조><Structure of Solar Cell Module>

도 2는 태양전지 모듈 구조를 나타낸 블럭 구성도이다.2 is a block diagram showing the structure of a solar cell module.

도 2를 참조하면, 태양전지 모듈(300)은 다수의 태양전지(310) 및 졍션 박스(320)(Junction Box)를 포함하고, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 역할을 한다.Referring to FIG. 2, the solar cell module 300 includes a plurality of solar cells 310 and a junction box 320, and serves to convert solar energy into electrical energy.

<스트링 구조><String structure>

도 3은 스트링의 구조를 나타낸 블럭 구성도이다.3 is a block diagram showing a structure of a string.

도 3을 참조하면, 스트링(500)은 N개의 태양전지 모듈(300)과 각각의 태양전지 모듈(300)에 구비되는 분산형 최대출력점 추적기(400)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the string 500 includes N solar cell modules 300 and a distributed maximum output point tracker 400 provided in each solar cell module 300.

분산형 최대출력점 추적기(400)의 입력단자(470)는 태양전지 모듈(300)과 병렬로 연결되고, 출력단자(480)는 서로 직렬연결로 구성된다. The input terminal 470 of the distributed maximum output point tracker 400 is connected in parallel with the solar cell module 300 and the output terminal 480 is connected in series with each other.

스트링(500)을 구성하는 태양전지 모듈(300)의 갯 수는 동일하게 구성하는 것이 좋다.It is preferable that the number of the solar cell modules 300 constituting the string 500 be the same.

<분산형 최대출력점 추적기><Distributed Maximum Output Point Tracker>

도 4는 분산형 최대출력점 추적기를 나타낸 블럭 구성도이다.4 is a block diagram showing a distributed maximum output point tracker.

도 4를 참조하면, 분산형 최대출력점 추적기(400)는, Half bridge DC-DC 컨버터(410), 제어기(420), 전원 공급기(430), 제1 아날로그회로(440), 제2 아날로그회로(450), 다이오드(460), 입력단자(470) 및 출력단자(480)를 포함한다.4, the distributed maximum output point tracker 400 includes a half bridge DC-DC converter 410, a controller 420, a power supply 430, a first analog circuit 440, A diode 450, a diode 460, an input terminal 470, and an output terminal 480.

분산형 최대출력점 추적기(400)는, 개별적으로 태양전지 모듈(300)의 최대출력점 추적을 수행하는 역할을 한다.The distributed maximum output point tracker 400 performs the function of tracking the maximum output point of the solar cell module 300 individually.

먼저, Half bridge DC-DC 컨버터(410)는 다수의 모스펫(411)(MOSFET: Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), 인덕터(412)(Inductor), 다수의 커패시터(413)(Capacitor) 및 High and Low Side Driver(414)를 포함하고, 모스펫(411)의 스위칭 ON/OFF 시간의 비율, 즉 듀티(Duty)에 따라 출력 임피던스(Impedance)가 가변되는 것을 이용하여 태양전지 모듈(300)에서 생산된 전력을 태양광 인버터(200)로 보내는 전력을 가변시키는 중요한 역할을 한다.First, the half bridge DC-DC converter 410 includes a plurality of MOSFETs 411 (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), an inductor 412 (Inductor), a plurality of capacitors 413 (Capacitor) Power generated in the solar cell module 300 using the fact that the output impedance Impedance is varied according to the duty ratio of the switching ON / OFF time of the MOSFET 411 including the side driver 414, To the solar inverter (200).

모스펫(411)은, 제1 모스펫(411-1) 및 제2 모스펫(411-2)을 포함한다.The MOSFET (411) includes a first MOSFET (411-1) and a second MOSFET (411-2).

제1 모스펫(411-1)은 인덕터(412)와 직렬연결된다.The first MOSFET 411-1 is connected in series with the inductor 412.

제2 모스펫(411-2)의 일 측은 인덕터(412)와 제1 모스펫(411-1) 사이에 연결되고, 반대 측은 접지(GND)에 연결된다. One side of the second MOSFET 411-2 is connected between the inductor 412 and the first MOSFET 411-1 and the other side is connected to the ground GND.

모스펫(411)은 반도체 스위칭 소자로서 전류의 흐름을 제어하여, 인덕터(412)에 자기장 에너지를 저장하고 방출시키는 역할 및 커패시터(413)에 전기장 에너지를 저장하고 방출시키는 역할을 한다. The MOSFET 411 controls the current flow as a semiconductor switching element to store and discharge the magnetic field energy in the inductor 412 and to store and discharge the electric field energy in the capacitor 413.

환류에 의한 전력손실을 감소시키기 위하여 다이오드 대신 제2 모스펫(411-2)을 사용한다. A second MOSFET (411-2) is used instead of a diode to reduce power loss due to reflux.

또한, 전력손실을 최소화하기 위하여 모스펫(411)의 ON 저항은 작은 것이 좋으며 10mohm 이하가 좋다.Also, in order to minimize the power loss, the ON resistance of the MOSFET 411 is preferably small, preferably 10 mohm or less.

인덕터(412)는 일 측이 입력과 연결되고, 타 측은 제1 모스펫(411-1)과 연결되고, 모스펫(411)의 전류 흐름의 제어에 따라 자기장 에너지를 저장하고 방출시키는 역할을 한다.The inductor 412 has one side connected to the input and the other side connected to the first MOSFET 411-1 to store and discharge the magnetic field energy under the control of the current flow of the MOSFET 411.

커패시터(413)는 일 측이 제1 모스펫(411-1)과 연결되고, 타 측은 접지와 연결되며, 제1 모스펫(411-1)과 커패시터(413) 사이에 출력이 연결된다. The capacitor 413 has one side connected to the first MOSFET 411-1 and the other side connected to the ground and an output connected between the first MOSFET 411-1 and the capacitor 413.

커패시터(413)는 모스펫(411)의 전류 흐름의 제어에 따라 전기장 에너지를 저장하고 방출시키는 역할을 한다.The capacitor 413 serves to store and discharge the electric field energy according to the control of the current flow of the MOSFET 411.

High and Low Side Driver(414)는 제1 모스펫(411-1)을 위하여 High Side Driver 측과 연결하고, 제2 모스펫(411-2)을 위하여 Low Side Driver 측에 연결되어 스위칭 ON/OFF 시간의 비율, 즉 듀티(Duty) 신호를 모스펫(411)에 전달하여 전류 흐름을 제어하는 역할을 한다. The high and low side driver 414 is connected to the side of the high side driver for the first MOSFET 411-1 and connected to the side of the low side driver for the second MOSFET 411-2, (Duty) signal to the MOSFET 411 to control the current flow.

또한, 입력된 하나의 PWM 신호를 이용하여 두 개의 PWM 신호를 만들고, 레벨 쉬프트 (Level shift)를 이용하여 High side driver 신호를 만드는 역할을 한다.In addition, it generates two PWM signals by using one PWM signal input, and generates a high side driver signal by using a level shift.

다음은, 제어기(420)는 PWM 회로(421)(PWM: Pulse Width Modulation), 다수의 ADC 회로(422)(ADC: Analog to Digital Converter) 및 알고리즘 처리기(423)를 포함하고, Half bridge DC-DC 컨버터(410)의 듀티를 가변시켜 태양전지 모듈(300)의 최대출력점 추적을 제어하는 역할을 한다. Next, the controller 420 includes a PWM circuit 421 (Pulse Width Modulation), a plurality of ADC circuits 422 (ADC) and an algorithm processor 423, and a Half bridge DC- DC converter 410 to control the tracking of the maximum output point of the solar cell module 300.

태양전지 모듈(300)에서 생산된 전력이 태양광 인버터(200)로 전달되는 전력이 항상 증가하는 방향으로 Half bridge DC-DC 컨버터(410)의 듀티를 제어하는 역할을 한다.The duty of the half bridge DC-DC converter 410 is controlled in a direction in which the electric power generated by the solar cell module 300 is always increased to the solar inverter 200.

이를 위하여, MCU(MCU: Micro Controller Unit)와 같은 디바이스(Device)를 이용할 수 있다.For this purpose, a device such as an MCU (Micro Controller Unit) can be used.

PWM 회로(421)는 High and Low Side Driver(414)와 연결되어 알고리즘 처리기(423)에서 결정된 듀티를 펄스 폭 변조 회로를 통하여 아날로그 신호로 변경하여 High and Low Side Driver(414)로 보내는 역할을 한다.The PWM circuit 421 is connected to the high and low side driver 414 and converts the duty determined by the algorithm processor 423 into an analog signal through a pulse width modulation circuit and sends the analog signal to the high and low side driver 414 .

ADC 회로(422)는, 제1 ADC회로(422-1) 및 제2 ADC회로(422-2)를 포함하고, 아날로그 데이터를 제어기(420)에서 처리할 수 있는 디지털 데이터로 변환하는 역할을 한다.The ADC circuit 422 includes a first ADC circuit 422-1 and a second ADC circuit 422-2 and serves to convert the analog data into digital data that can be processed by the controller 420 .

알고리즘 처리기(423)는 최대출력점 추적 알고리즘을 처리하는 마이크로프로세서(Microprocessor)와 같은 역할을 하는 것으로서, Half bridge DC-DC 컨버터(410)의 듀티를 변경하여 태양전지 모듈(300)의 최대출력점을 추적하는 역할을 한다.The algorithm processor 423 functions as a microprocessor that processes a maximum output point tracking algorithm and changes the duty of the Half bridge DC-DC converter 410 so that the maximum output point of the solar cell module 300 As well.

다음으로, 제1 아날로그회로(440)는 태양전지 모듈(300)의 전압/전류를 측정하기 위한 아날로그회로를 제공하는 역할을 하며, 전압측정은 분배저항 회로를 이용하여 제1 ADC 회로(422-1)에서 측정 가능한 전압범위 이내로 낮추는 것이 좋고, 전력소비를 줄이기 위하여 분배저항의 크기는 10 Kohm 이상 높은 것이 좋다. Next, the first analog circuit 440 serves to provide an analog circuit for measuring the voltage / current of the solar cell module 300, and the voltage measurement is performed using the first ADC circuit 422- 1), and the size of the distribution resistor should be at least 10 Kohm to reduce power consumption.

전류는 홀 센서(Hall sensor)와 같은 회로를 이용하여 측정하는 것이 좋다.The current is preferably measured using a circuit such as a Hall sensor.

다음으로, 제2 아날로그회로(450)는 Half bridge DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압/전류를 측정하기 위한 아날로그회로를 제공하는 역할을 하고, 전압측정은 분배저항 회로를 이용하여 제2 ADC 회로(422-2)에서 측정 가능한 범위 이내로 전압을 낮추는 것이 좋고, 전력소비를 줄이기 위하여 분배저항의 크기는 10 Kohm 이상 높은 것이 좋다. Next, the second analog circuit 450 serves to provide an analog circuit for measuring the output voltage / current of the half bridge DC-DC converter 410, and the voltage measurement is performed using a distribution resistor circuit, It is preferable to lower the voltage within the measurable range in the circuit 422-2, and the size of the distribution resistor is preferably 10 Kohm or more in order to reduce the power consumption.

여기서도, 전류는 홀 센서(Hall sensor)와 같은 회로를 이용하여 측정하는 것이 좋다.Again, the current is preferably measured using a circuit such as a Hall sensor.

다음으로, 전원 공급기(430)는 태양전지 모듈(300)로부터 전원을 공급받아 감압회로를 이용하여 High and Low side 드라이버(414) 및 제어기(420)에 필요한 전원을 공급하는 역할을 한다.Next, the power supply 430 supplies power to the high and low side driver 414 and the controller 420 by using a voltage reduction circuit supplied with power from the solar cell module 300.

다음으로, 다이오드(460)는 Half bridge DC-DC 컨버터(410) 등의 문제로 인하여 전력전달에 이상이 발생할 경우, 우회 통로 역할을 한다.Next, the diode 460 serves as a bypass when an abnormality occurs in the power transmission due to a problem of the half bridge DC-DC converter 410 or the like.

다음으로, 입력단자(470)는 태양전지 모듈(300)과 분산형 최대출력점 추적기(400) 사이의 전기적 연결을 용이하게 하는 역할을 하는 것으로, 연결의 용이성을 높이기 위하여 컨넥터(Connector) 형태로 구성하는 것이 바람직하다.Next, the input terminal 470 facilitates electrical connection between the solar cell module 300 and the dispersed maximum output point tracker 400. In order to increase the ease of connection, the input terminal 470 is formed as a connector .

다음으로, 출력단자(480)는 분산형 최대출력점 추적기(400)와 분산형 최대출력점 추적기(400) 사이의 전기적 연결을 용이하게 하는 역할을 하는 것으로, 연결의 용이성을 높이기 위하여 컨넥터(Connector) 형태로 구성하는 것이 바람직하다.Next, the output terminal 480 facilitates electrical connection between the distributed maximum output point tracker 400 and the distributed maximum output point tracker 400. In order to increase the ease of connection, a connector ). &Lt; / RTI &gt;

분산형 최대출력점 추적기(400)의 동작을 살펴보면, 먼저 제어기(420)는 ADC 회로(422)를 이용하여 현재의 전압/전류를 측정하고 이것을 이용하여 현재전력(P = 전압 x 전류)을 계산한 다음, 변경된 듀티를 상기 PWM 회로(421)를 통하여 PWM 신호로 변경되어 High and Low side Driver(414)에 전달된다. First, the controller 420 measures the current voltage / current using the ADC circuit 422 and calculates the current power (P = voltage x current) using the measured voltage / current. The changed duty is changed to the PWM signal through the PWM circuit 421 and transmitted to the High and Low side driver 414. [

이로 인하여, 모스펫(411)의 듀티가 변경되며, 태양전지 모듈(300)에서 생산되는 전력이 태양광 인버터(200)에 전달되는 전력 또한 변경된다. Thus, the duty of the MOSFET 411 is changed, and the electric power generated by the solar cell module 300 is also changed to the solar light inverter 200.

현재 전력과 변경된 전력을 비교하여 전력이 항상 증가하는 방향으로 듀티를 변경시켜 태양전지 모듈(300)의 최대출력점 추적을 수행하는 역할을 한다.And performs a function of tracking the maximum output point of the solar cell module 300 by changing the duty in a direction in which the power is always increased by comparing the current power and the changed power.

이하에서는 분산형 최대출력점 추적기(400)에 의해 이루어지는 제어방법을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a control method performed by the distributed maximum output point tracker 400 will be described in more detail.

<분산형 최대출력점 추적 제어 흐름><Distributed Maximum Output Point Tracking Control Flow>

도 5는 분산형 최대출력점 추적기(400)에 의해 이루어지는 제어방법의 일 예를 보인 플로우 챠트(Flow chart) 이다.FIG. 5 is a flow chart showing an example of a control method performed by the distributed maximum output point tracker 400. FIG.

도 5를 참조하면, 분산형 최대출력점 추적기(400)는 초기화 단계(S710), 태양광 인버터(200) 동작확인 단계(S720), 대기 단계(S725), 현재 듀티 전력(P1) 측정 단계(S730), 듀티증가(D=D+Δd) & 전력(P2) 측정 & 듀티감소(D=D-Δd) 단계(S740), 전력비교(P1<P2) 단계(S750), 듀티 증가(D=D+Δd) & 시간 지연 단계(S760) 및 듀티감소(D=D-Δd) & 시간 지연 단계(S770);를 포함하며, 단계 S730에서 단계 S770를 반복적으로 순환하여 수행하면서 태양전지 모듈(300)의 최대출력점 추적을 수행한다.5, the distributed maximum output point tracker 400 may be configured to perform the steps of initializing S710, confirming the operation of the solar inverter 200 S720, waiting S725, measuring the current duty P1 (Step S730), duty increase (D = D +? D) & power P2 measurement and duty reduction (D = D-? D) step S740, power comparison P1? P2 step S750, D +? D) & time delay step S760 and duty reduction (D = D-? D) & time delay step S770; and repeating step S730 to step S770, Of the maximum output point.

첫 번째 단계인, 단계 S710에서는 최대 출력점 추적에 필요한 초기 듀티 및 듀티 증감폭(Δd) 및 지연시간(Δt) 및 개방전압(Voc: Open Circuit Voltage) 등의 변수들을 초기화한다.In step S710, which is the first step, variables such as initial duty, duty increase / decrease width d, delay time t and open circuit voltage (Voc) required for tracking the maximum output point are initialized.

이어서, 단계 S720에서, 태양광 인버터(200)의 동작을 확인하는 단계로, 제1 아날로그회로(440) 및 제2 아날로그회로(450)의 아날로그 데이터를 ADC 회로(422)를 통하여 변환된 전압/전류 값이 태양전지 모듈(300)의 개방전압보다 높거나 혹은 기준 전류 이하로 흐르면 단계 S710를 반복수행하며 태양광 인버터(200)가 정상동작 할 때까지 대기한다.The analog data of the first analog circuit 440 and the second analog circuit 450 is converted into the converted voltage / current through the ADC circuit 422 by the step of checking the operation of the solar inverter 200 in step S720. If the current value is higher than the open-circuit voltage of the solar cell module 300 or less than the reference current, step S710 is repeated to wait until the solar inverter 200 operates normally.

반대 경우, 태양광 인버터(200)는 스트링(500)의 개방전압을 확인하고 정상동작을 시작한 것으로 판단하고 단계 S725로 진행한다.In the opposite case, the solar inverter 200 checks the open voltage of the string 500, determines that the normal operation has started, and proceeds to step S725.

이어서, 단계 S725에서, 분산형 최대출력점 추적기(400)는 태양광 인버터(200)에서 스트링(500)의 최대출력점 전압을 확인하는 동안 초기 듀티를 유지하면서 일정시간 대기한 후 단계 S730으로 진행한다.Then, in step S725, the distributed maximum output point tracker 400 waits for a certain time while maintaining the initial duty while confirming the maximum output point voltage of the string 500 in the solar inverter 200, and then proceeds to step S730 do.

이어서, 단계 S730에서, 현재 듀티에서 전력을 측정하는 단계로 ADC 회로(422)를 통하여 전압/전류 값을 측정하여 현재 전력(P1)(= 전압 x 전류)을 계산하고 S740단계로 진행한다.Next, in step S730, the voltage / current value is measured through the ADC circuit 422 as the step of measuring the power in the current duty to calculate the current power P1 (= voltage x current), and the process proceeds to step S740.

이어서, 단계 S740에서, 듀티 변경에 따른 전력의 변화를 측정하는 단계로, 알고리즘 처리기(423)는 현재 듀티(D)를 증감폭(Δd) 만큼 증가시켜 듀티(D = D+Δd)로 변경하고 PWM 회로(421)에 전달한다. Next, in step S740, the algorithm processor 423 changes the current duty D to the duty (D = D + [Delta] d) by increasing the increase / decrease width [Delta] d And transmits it to the PWM circuit 421.

이로 인하여 변경된 PWM 신호가 상기 High and Low side 드라이버(414)에 전달되고, 모스펫(411)의 스위칭 듀티는 D에서 D+Δd로 변경되어 출력 임피더스 (Impedance)가 변경된다. The modified PWM signal is transmitted to the high and low side drivers 414 and the switching duty of the MOSFET 411 is changed from D to D + Δd to change the output impedance.

이로 인하여 태양전지 모듈(300)에서 태양광 인버터(200)에 전달되는 전력이 변경된다. Thus, the power transmitted from the solar cell module 300 to the solar inverter 200 is changed.

이때, ADC(422) 회로를 통하여 변경된 전압/전류 값을 측정하여 듀티 변경에 따른 전력(P2)을 계산한 후, 듀티(D+Δd)를 증감폭(Δd) 만큼 차감(D = D + Δd - Δd)하여 원래 듀티(D)로 되돌리고 단계 S750을 진행한다.At this time, after calculating the power P2 according to the duty change by measuring the changed voltage / current value through the ADC 422 circuit, the duty D + d is subtracted by the increase / decrease width d (D = D + - DELTA d) and returns to the original duty D and proceeds to step S750.

이어서, 단계 S750는, 듀티 증감폭(Δd) 변경에 따른 전력 변화를 비교하는 단계로, 이를 통하여 태양전지 모듈(300)의 현재 출력점이 최대출력점을 기준으로 좌측에 있는지 혹은 우측에 있는지를 판단한다. Next, in step S750, it is determined whether or not the current output point of the solar cell module 300 is on the left or right side of the maximum output point, do.

현재 전력(P1)이 듀티 변경 후의 전력(P2)보다 작으면 현재의 출력점은 최대출력점보다 우측에 위치하며, 현재의 출력점을 최대출력점으로 보내기 위해서는 듀티를 증가시키면 된다. 이를 위하여 단계 S760로 진행한다.If the current power P1 is less than the power P2 after the duty change, the current output point is located to the right of the maximum output point, and the duty can be increased to send the current output point to the maximum output point. The process proceeds to step S760.

반대 경우, 현재 전력(P1)이 듀티 변경 후의 전력(P2)보다 크면 현재 출력점은 최대출력점보다 좌측에 위치하며, 현재의 출력점을 최대출력점으로 보내기 위해서는 듀티를 감소시키면 된다. 이를 위하여 단계 S770로 진행한다.In the opposite case, if the current power P1 is larger than the power P2 after the duty change, the current output point is located to the left of the maximum output point, and the duty is reduced to send the current output point to the maximum output point. The process proceeds to step S770.

이어서, 단계 S760는, 현재 듀티를 듀티 증감폭(Δd) 만큼 증가시키면 현재 출력은 상승하여 최대출력점 방향으로 이동하는 단계로서, 알고리즘 처리기(423)는 듀티(D)를 듀티 증감폭(Δd) 만큼 증가(D = D + Δd)시켜 상기 PWM 회로(421)를 통하여 PWM 신호를 상기 High and Low side Driver(414)에 전달한다. Next, in step S760, the current output is increased and moved to the maximum output point direction by increasing the current duty by the duty increment / decrement? D, and the algorithm processor 423 multiplies the duty D by the duty increment / (D = D +? D), and transfers the PWM signal to the High and Low side driver 414 through the PWM circuit 421. [

이에 의하여, 모스펫(411)의 스위칭 듀티가 증가 되어, 태양전지 모듈(300)에서 생산된 전력을 상기 태양광 인버터(200)에 증가시켜 전달된다.As a result, the switching duty of the MOSFET 411 is increased, and the electric power generated by the solar cell module 300 is transmitted to the solar inverter 200 and transmitted.

그리고 동일한 스트링(500)을 구성하는 다른 태양전지 모듈(300)의 듀티 변경에 따른 전력의 측정왜곡을 줄이기 위하여 일정시간 동안 대기한 후에 단계 S730으로 진행한다.In order to reduce the measurement distortion of the power due to the duty change of the other solar cell modules 300 constituting the same string 500, the process waits for a predetermined time and then proceeds to step S730.

이어서, 단계 S770는, 현재 듀티를 듀티 증감폭(Δd) 만큼 감소시키면 현재 출력은 상승하여 최대출력점 방향으로 이동하는 단계로서, 알고리즘 처리기(423)는 듀티(D)를 듀티 증감폭(Δd) 만큼 감소(D = D - Δd)시켜 PWM 회로(421)를 통하여 PWM 신호를 상기 High and Low side Driver(414)에 전달한다. Next, in step S770, if the current duty is decreased by the duty increasing / decreasing width d, the current output moves up to the maximum output point direction, and the algorithm processor 423 changes the duty D to the duty increase / (D = D -? D), and transmits the PWM signal to the High and Low side driver 414 through the PWM circuit 421. [

이에 의하여, 모스펫(411)의 스위칭 듀티가 감소 되어, 태양전지 모듈(300)에서 생산된 전력을 태양광 인버터(200)에 증가시켜 전달된다.As a result, the switching duty of the MOSFET 411 is reduced, and the electric power produced by the solar cell module 300 is transmitted to the solar inverter 200 and transmitted.

그리고 동일한 스트링(500)을 구성하는 다른 태양전지 모듈(300)의 듀티 변경에 따른 전력의 측정왜곡을 줄이기 위하여 일정시간 동안 대기한 후에 다음 단계 S730으로 진행한다.In order to reduce the measurement distortion of the power due to the duty change of another solar cell module 300 constituting the same string 500, the process waits for a predetermined time and then proceeds to the next step S730.

분산형 최대출력점 추적기(400)는 단계 S730부터 상기 단계 S770까지를 반복적으로 수행하여 태양전지 모듈(300)의 최대출력점 추적을 수행한다. The distributed maximum output point tracker 400 performs the maximum output point tracking of the solar cell module 300 by repeatedly performing step S730 to step S770.

이로 인하여 상기 태양광 발전시스템(100)은 최대출력을 수확할 수 있다.Thus, the solar power generation system 100 can harvest the maximum output.

도 6은 태양전지 모듈의 출력특성을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing output characteristics of the solar cell module.

도 6을 참조하면, 태양전지 모듈(300)의 최대출력점(Pmax)은 최대출력전류(Imp)와 최대출력전압(Vmp)에 의하여 결정되며, 최대출력점(Pmax)을 기준으로 좌측은 최대출력전류(Imp)보다 높게 전류가 태양광 인버터(200)에 전달되어 최대출력점을 벗어나는 것이고, 반대로 우측은 최대출력전류(Imp)보다 낮게 전류가 상기 태양광 인버터(200)에 전달되어 최대출력점을 벗어난다.6, the maximum output point Pmax of the solar cell module 300 is determined by the maximum output current Imp and the maximum output voltage Vmp. On the basis of the maximum output point Pmax, The current is transmitted to the solar inverter 200 higher than the output current Imp and deviates from the maximum output point. On the contrary, the current is transmitted to the solar inverter 200 lower than the maximum output current Imp, Out of the point.

도 7 태양광 인버터를 나타낸 블럭 구성도이다.Fig. 7 is a block diagram showing a solar inverter; Fig.

도 7을 참조하면, 태양광 인버터(200)는 DC-DC 컨버터(210), DC-AC 인버터(220), 인버터 제어기(230), 제3 아날로그회로(240), 제4 아날로그회로(250), 출력장치(260) 및 전원 공급장치(270)를 포함하며, 태양전지 모듈(300)로부터 제공되는 직류 전압을 교류전압으로 변환하고, 변환된 교류전압을 계통에 제공하는 역할을 한다. 7, the solar inverter 200 includes a DC-DC converter 210, a DC-AC inverter 220, an inverter controller 230, a third analog circuit 240, a fourth analog circuit 250, An output device 260 and a power supply device 270. The power supply device 270 converts the DC voltage supplied from the solar cell module 300 into an AC voltage and provides the AC voltage to the system.

또한, 스트링(500)의 최대출력점 전압보다 높게 태양광 인버터(200)의 입력전압을 유지하여, 분산형 최대출력점 추적기(400)가 태양전지 모듈(300)의 최대출력점을 추적할 수 있도록 하는 역할을 한다. The distributed maximum output point tracker 400 can keep track of the maximum output point of the solar cell module 300 by keeping the input voltage of the solar inverter 200 higher than the maximum output point voltage of the string 500 .

입력전압은 스트링(500)의 최대출력점 전압보다 8%에서 20% 높게 유지하는 것이 좋다.It is desirable to keep the input voltage 8% to 20% higher than the maximum output point voltage of the string 500.

먼저, DC-DC 컨버터(210)는 스트링(500)과 연결되고, 듀티에 따라 임피던스 가변되는 특성을 이용하여, 입력전압을 스트링(500)의 최대출력점 전압보다 8%에서 20% 높게 유지하는 역할을 한다. 또한, 타 측은 상기 DC-AC 인버터(220)에 연결된다.First, the DC-DC converter 210 is connected to the string 500 and uses an impedance varying characteristic according to the duty to maintain the input voltage at 8% to 20% higher than the maximum output point voltage of the string 500 It plays a role. In addition, the other side is connected to the DC-AC inverter 220.

다음, DC-AC 인버터(220)는 DC-DC 컨버터(210)로부터 전달받은 직류전압을 교류전압으로 변환하고, 계통에 전달하는 역할을 한다.Next, the DC-AC inverter 220 converts the DC voltage received from the DC-DC converter 210 into an AC voltage and transmits it to the system.

다음, 제어기(230)는 제3 ADC 회로(231-1), 제4 ADC 회로(231-2) 및 명령처리기(232)를 포함하고, 제3 아날로그회로(240) 및 상기 제4 아날로그회로(250)의 아날로그 데이터를 제3 ADC 회로(231-1) 및 제4 ADC 회로(231-2)를 이용하여 디지털 데이터로 변환한다. Next, the controller 230 includes a third ADC circuit 231-1, a fourth ADC circuit 231-2, and an instruction processor 232, and the third analog circuit 240 and the fourth analog circuit 250 are converted into digital data using the third ADC circuit 231-1 and the fourth ADC circuit 231-2.

상기 변환된 데이터를 이용하여 명령처리기(232)는 DC-DC 컨버터(210)의 입력전압을 스트링(500)의 최대출력점 전압보다 8%에서 20% 높게 유지되도록 하는 역할을 한다. Using the converted data, the command processor 232 maintains the input voltage of the DC-DC converter 210 from 8% to 20% higher than the maximum output point voltage of the string 500.

또한, 출력장치(260)에 사용자에게 필요한 정보를 표시하는 역할을 한다.In addition, it plays a role of displaying necessary information to the user in the output device 260.

다음, 제3 아날로그회로(240)는 태양광 인버터(200)의 입력전압/전류를 측정하기 위한 아날로그회로를 제공하는 역할을 한다. Next, the third analog circuit 240 serves to provide an analog circuit for measuring the input voltage / current of the solar inverter 200.

태양광 인버터(200)와 다수의 스트링(300)은 병렬로 연결되어, 스트링(300) 간의 전압은 동일하다. The solar inverter 200 and the plurality of strings 300 are connected in parallel so that the voltages between the strings 300 are the same.

전압측정은 분배저항 회로를 이용하여 제3 ADC 회로(231-1)에서 측정 가능한 전압범위 이내로 낮추는 것이 좋고, 전력손실을 최소화하기 위하여 분배저항의 크기는 10 Kohm 이상 높은 것이 좋다. It is preferable that the voltage measurement is lowered to a voltage range measurable by the third ADC circuit 231-1 using a distribution resistance circuit, and the size of the distribution resistor is preferably 10 Kohm or more in order to minimize power loss.

또한, 전류측정은 다수의 스트링(500)의 전류가 합산되어 높은 전류를 측정할 수 있는 홀 센서와 같은 회로를 이용할 수 있다.Further, the current measurement can use a circuit such as a Hall sensor in which the currents of the plurality of strings 500 can be summed to measure a high current.

다음, 제4 아날로그회로(250)는 DC-DC 컨버터(210)의 출력전압/전류를 측정하기 위한 아날로그회로를 제공하는 역할을 한다. Next, the fourth analog circuit 250 serves to provide an analog circuit for measuring the output voltage / current of the DC-DC converter 210.

전압측정은 분배저항 회로를 이용하여 제4 ADC 회로(231-2)에서 측정 가능한 전압범위 이내로 낮추는 것이 좋고, 전력손실을 최소화하기 위하여 분배저항의 크기는 10 Kohm 이상 높은 것이 좋다. It is preferable that the voltage measurement is performed within a voltage range measurable by the fourth ADC circuit 231-2 using a distribution resistance circuit, and the size of the distribution resistor is preferably 10 Kohm or more in order to minimize power loss.

또한, 전류측정은 높은 전류를 측정할 수 있는 홀 센서와 같은 회로를 이용할 수 있다.In addition, the current measurement can use a circuit such as a Hall sensor capable of measuring a high current.

다음, 출력장치(260)는 사용자에게 필요한 정보를 제공하는 역할을 한다. Next, the output device 260 serves to provide necessary information to the user.

예를 들면, 현재 태양전지 모듈(300)에서 생산되는 전력(전압/전류) 및 계통으로 전달되는 전력(전압/전류) 및 태양광 인버터(200)의 동작상태 등의 정보를 제공한다.(Voltage / current) generated at the present solar cell module 300, power (voltage / current) transmitted to the system, and operation state of the solar inverter 200.

다음, 전원 공급장치(270)는 스트링(500)의 높은 전압을 감압회로를 이용하여 제어기(230)등에 필요한 전원을 공급하는 역할을 한다.Next, the power supply device 270 serves to supply the high voltage of the string 500 with power necessary for the controller 230 and the like by using a voltage reducing circuit.

태양전지 모듈의 출력과 병렬로 연결된 부스트 DC-DC컨버터를 구비한 분산형 최대출력점 추적기와 분산형 최대출력점 추적기와 직렬로 연결된 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터를 구비한 태양광 인버터를 구비한 태양전지 발전 시스템에 있어서, 태양광 인버터의 DC-DC 컨버터의 입력전압을 스트링의 최대전력점 전압보다 높게 일정하게 유지시키면 스트링 내에 있는 모든 태양전지 모듈은 최대출력점 전류보다 낮게 되어 최대출력점을 벗어나게 된다. A distributed maximum output point tracker having a boost DC-DC converter connected in parallel with the output of the solar cell module, a solar inverter having a DC-DC converter and a DC-AC inverter connected in series with a distributed maximum output point tracker When the input voltage of the DC-DC converter of the solar inverter is kept constant higher than the maximum power point voltage of the string in the solar cell power generation system, all the solar cell modules in the string are lower than the maximum output point current, The point will be out.

이때 분산형 최대출력점 추적기의 부스트 DC-DC컨버터의 듀티를 증가시키면 출력전압이 상승되고 입력전압(=태양전지 모듈의 출력전압)이 최대출력점 전압 방향으로 이동된다. 부스트 DC-DC컨버터의 듀티를 최대출력점 전압에 도달할 때까지 듀티를 증가시키면 모든 태양전지 모듈이 최대전력점에서 동작하여 최대 출력을 수학할 수 있다.If the duty of the boost DC-DC converter of the distributed maximum output point tracker is increased, the output voltage is increased and the input voltage (= output voltage of the solar cell module) is shifted toward the maximum output point voltage. By increasing the duty until the duty of the boost DC-DC converter reaches the maximum output point voltage, all the solar cell modules can operate at the maximum power point and learn the maximum output.

두 번째로 태양전지 모듈의 출력과 병렬로 연결된 벅 DC-DC컨버터를 구비한 분산형 최대출력점 추적기와 분산형 최대출력점 추적기와 직렬로 연결된 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터를 구비한 태양광 인버터를 구비한 태양전지 발전 시스템에 있어, 태양광 인버터의 DC-DC 컨버터의 입력전압을 스트링의 최대전력점 전압보다 낮게 일정하게 유지시키면 스트링 내에 있는 모든 태양전지 모듈은 최대출력점 전압보다 낮게 되어 최대출력점을 벗어나게 된다.  Second, a distributed maximum output point tracker with a buck DC-DC converter connected in parallel with the output of the solar cell module, a DC-DC converter connected in series with a distributed maximum output point tracker, and a DC- When the input voltage of the DC-DC converter of the solar inverter is kept constant lower than the maximum power point voltage of the string in the solar cell power generation system equipped with the optical inverter, all the solar cell modules in the string are lower than the maximum output point voltage And is out of the maximum output point.

이때 분산형 최대출력점 추적기의 벅 DC-DC컨버터의 듀티를 감소시키면 출력전압은 감압되어 입력전압(=태양전지 모듈의 출력전압)이 최대출력점 방향으로 이동된다. When the duty of the buck DC-DC converter of the distributed maximum output point tracker is reduced, the output voltage is reduced so that the input voltage (= the output voltage of the solar cell module) is shifted toward the maximum output point.

DC-DC컨버터의 듀티를 최대출력점에 도달할 때까지 듀티를 감소시키면 모든 태양전지 모듈이 최대전력점에서 동작하여 최대 출력을 수학할 수 있다.By decreasing the duty cycle of the DC-DC converter until it reaches the maximum output point, all the solar cell modules can operate at the maximum power point and learn the maximum output.

Claims (1)

분산형 최대출력점 추적기;
분산형 최대출력점 추적기가 각각 구비되는 다수의 태양전지 모듈;
상기 다수의 태양전지 모듈이 직렬로 연결되어 구성되는 스트링;
상기 스트링이 병렬로 연결되어 구성되는 어레이; 및
상기 어레이와 연결된 태양광 인버터;을 포함하며,
상기 분산형 최대출력점 추적기가 상기 태양전지 모듈의 최대출력점 추적을 수행할 수 있도록, 상기 태양광 인버터의 입력전압을 상기 어레이의 최대출력점 전압보다 높게 유지하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
Distributed Maximum Output Point Tracker;
A plurality of solar cell modules each having a distributed maximum output point tracker;
A string in which the plurality of solar cell modules are connected in series;
An array in which the strings are connected in parallel; And
And a solar inverter connected to the array,
Wherein the distributed maximum output point tracker maintains the input voltage of the solar inverter higher than the maximum output point voltage of the array so that it can perform maximum output point tracking of the solar cell module. .
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