KR20180130366A - 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수개의 광원이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 장착된 유동 패널을 태양전지 모듈의 상부에 배치한 후 이 태양전지 모듈의 곡률과 일치시키도록 곡률을 변경시켜 태양전지 모듈에 균일하게 광을 조사시킴으로써 태양전지 모듈의 전류 전압특성을 정확하게 계측할 수 있게 하는, 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법{SOLAR SIMULATOR FOR PHOTOVOLTAIC MODULE WITH CURVATURE AND ITS CONTROL METHOD}
본 발명은 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 복수개의 광원이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 장착된 유동 패널을 태양전지 모듈의 상부에 배치한 후 이 태양전지 모듈의 곡률과 일치시키도록 곡률을 변경시켜 태양전지 모듈에 균일하게 광을 조사시킴으로써 태양전지 모듈의 전류 전압특성을 정확하게 계측할 수 있게 하는, 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종래, 생산된 태양전지 모듈의 광전변환 특성을 검사하기 위해서 소정의 광을 조사하면서 태양전지 모듈의 전기적인 출력특성이 측정되고 있다. 이 측정에 있어서는 일정한 조건을 충족시키는 광을 태양전지 모듈에 조사하기 위한 광원장치, 즉 솔라 시뮬레이터가 이용되고 있다.
솔라 시뮬레이터에 있어서는, 태양광에 근사한 분광 스펙트럼의 조사(照射) 광을 생성하기 위해서, 예를 들면 크세논램프나 할로겐램프 등의 발광체에 적당한 필터를 조합한 것을 광원으로 하는 경우가 많았다. 특히, 양산되는 태양전지 모듈을 검사하기 위한 솔라 시뮬레이터에서는 분광 스펙트럼에 더하여 태양전지 모듈의 수광면에 있어서의 광의 강도 즉, 방사 조도를 균일하게 하도록 주의를 기울인다.
종래의 솔라 시뮬레이터는, 예컨대 국내 특허 공개 2013-0036168호 공보에 개시된 바와 같이, 일정한 범위에 평면상으로 배열되는 복수의 점 형상 광원을 가지는 광원의 배열과, 광원의 배열에 있어서 점 형상 광원이 배열되는 면으로부터 이격되어 배치되는 유효 조사영역과, 광원 배열의 범위를 둘러싸도록 배치되는 반사 미러를 가지는 구성을 가지고 있다.
이와 같이 구성된 종래의 솔라 시뮬레이터는 시험 대상인 태양전지 모듈이 편평한 경우에는 방사 조도의 장소 편차를 저감하는 데에는 효과적이지만, 태양전지 모듈이 일정한 곡률을 갖고 휘어져 있을 경우에는 광원으로부터 태양전지 모듈까지 도달하는 거리에 있어서 위치별로 편차를 보이게 되어 광 강도가 위치별로 상이하게 되므로 태양전지 모듈의 전기적인 출력특성을 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 태양전지 모듈이 편평하지 않고 일정한 곡률을 가지고 있을 경우에도 태양전지 모듈에 조사되는 광 강도가 균일하게 되어 태양전지 모듈의 전기적인 출력특성을 정확하게 측정할 수 있게 하는, 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시형태에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터는 곡률을 가지고 휘어진 태양전지 모듈이 상부에 놓이도록 구성된 받침대; 복수개의 광원이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 장착되어 있고 곡률이 가변되도록 구성된 유동 패널로서, 상기 광원이 상기 태양전지 모듈 상부를 조사하도록 배치된 유동 패널; 상기 태양전지 모듈의 곡률을 감지하도록 구성된 곡률 감지부; 상기 유동 패널의 곡률을 변경하도록 구성된 곡률 변경부; 및 상기 곡률 감지부로부터 감지된 태양전지 모듈의 곡률을 입력받고, 현재의 유동 패널의 곡률을 인식하며, 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률과 인식된 상기 현재의 유동 패널의 곡률의 오차를 계산하여 그 오차를 고려하여 상기 곡률 변경부를 제어함으로써 상기 유동 패널의 곡률을 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률로 변경시키도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터에 있어서, 상기 광원은 LED일 수 있다.
상기 실시형태에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터에 있어서, 상기 받침대는 25도를 유지할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터를 제어하는 방법은 곡률 감지부에 의해 태양전지 모듈의 곡률이 감지되는 단계; 상기 감지 단계에서 감지된 태양전지 모듈의 곡률이 제어부에 입력되는 단계; 상기 제어부가 현재의 유동 패널의 곡률을 인식하는 단계; 상기 제어부가 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률과 인식된 상기 현재의 유동 패널의 곡률의 오차를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 계산된 오차를 고려하여 곡률 변경부를 제어함으로써 상기 유동 패널의 곡률을 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률로 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한 솔라 시뮬레이터의 제어방법에 있어서, 상기 광원은 LED일 수 있다.
상기 실시형태에 의한 솔라 시뮬레이터의 제어방법에 있어서, 상기 받침대는 25도를 유지할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법에 의하면, 받침대에 곡률을 가지고 휘어진 태양전지 모듈이 상부에 놓이고, 유동 패널은 복수개의 광원이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 장착되어 있고 곡률이 가변되도록 구성되고 광원이 태양전지 모듈 상부를 조사하도록 배치되며, 곡률 감지부에 의해 태양전지 모듈의 곡률이 감지되고, 제어부는 곡률 감지부로부터 감지된 태양전지 모듈의 곡률을 입력받고 현재의 유동 패널의 곡률을 인식하며 감지된 태양전지 모듈의 곡률과 인식된 현재의 유동 패널의 곡률의 오차를 계산하여 그 오차를 고려하여 곡률 변경부를 제어함으로써 유동 패널의 곡률을 감지된 태양전지 모듈의 곡률로 변경시키도록 구성됨으로써, 태양전지 모듈이 편평하지 않고 일정한 곡률을 가지고 있을 경우에도 태양전지 모델에 조사되는 광 강도가 균일하게 되어 태양전지 모듈의 전기적인 출력특성을 정확하게 측정할 수 있게 한다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터에 있어서, 유동 패널에 복수개의 LED가 장착된 것과, 받침대 상부에 태양전지 모듈이 놓인 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터의 제어방법을 설명하기 위한 동작 플로우챠트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터에 있어서, 유동 패널에 복수개의 LED가 장착된 것과, 받침대 상부에 태양전지 모듈이 놓인 것을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터의 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유동 패널(10), 받침대(20), 곡률 감지부(100), 제어부(200) 및 곡률 변경부(300)를 포함한다.
유동 패널(10)은 복수개의 광원(L; LED)이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 삽입 장착되어 있고 곡률이 곡률 변경부(300)에 의해 가변되는 유동성 있는 재질로 구성되어 있으며, 광원(L)이 태양전지 모듈(S) 상부를 조사하도록 배치되어 있다. 복수의 광원(L)은 배광 곡선이 태양전지 모듈(S) 전체를 커버하도록 구성되며, 특히 유동 패널(10)의 곡률이 태양전지 모듈(S)의 곡률과 일치할 경우 복수의 광원(L) 각각에서 태양전지 모듈(S) 상부까지의 광 도달 거리가 동일하게 되어 태양전지 모듈(S)에 조사되는 광 강도가 균일하게 된다.
받침대(20)는 다양한 곡률을 가지고 휘어진 태양전지 모듈(S)이 상부에 놓이도록 구성되어 있으며, 대략 25도의 온도를 유지하도록 구성된다. 받침대(20)는 예컨대, 커퍼 패널(copper panel)과 이 커퍼 패널 내부에 설치되어 냉매를 유동시켜서 일정한 온도(대략 25도)를 유지하도록 하는 칠러(chiller)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 받침대(20)에서는 1000W/m2의 복사에너지가 검출될 수 있어야 한다.
곡률 감지부(100)는 태양전지 모듈(S)의 곡률을 감지하여 그 감지된 태양전지 모듈(S)의 곡률을 제어부(200)에 입력시키는 센서이다.
제어부(200)는 곡률 감지부(100) 및 곡률 변경부(300)와 유, 무선 통신가능하며, 마이크로컴퓨터, PC(Personal Computer), 스마트폰, 노트북, 넷북 등으로 구성될 수 있다.
제어부(200)는 곡률 감지부(100)로부터 감지된 태양전지 모듈(S)의 곡률을 입력받고, 현재의 유동 패널(10)의 곡률을 인식하며, 감지된 태양전지 모듈(S)의 곡률과 인식된 현재의 유동 패널(10)의 곡률의 오차를 계산하고, 그 오차를 고려하여 곡률 변경부(300)를 제어함으로써[즉, 오차만큼 유동 패널(10)의 곡률을 변경시키도록 곡률 변경부(300)를 제어함으로써] 유동 패널(10)의 곡률을 감지된 태양전지 모듈(S)의 곡률로 변경시키는 역할을 한다.
곡률 변경부(300)는 제어부(200)에 의해 동작이 제어되어 유동 패널(10)의 곡률을 변경시키는 역할을 한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터를 제어하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터의 제어방법을 설명하기 위한 동작 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 나타낸다.
먼저, 곡률 감지부(100)에 의해 태양전지 모듈(S)의 곡률이 감지된 후(S10), 이 감지된 태양전지 모듈(S)의 곡률이 제어부(200)에 입력된다(S20).
이어서, 제어부(200)는 현재의 유동 패널(10)의 곡률을 인식한다(S30). 즉, 제어부(200)는 곡률 변경부(300)를 제어하여 유동 패널(10)의 곡률을 변경시키는 구성을 가지므로, 유동 패널(10)의 곡률은 이미 알고 있는 값으로서 제어부(200) 내부의 메모리에 저장되어 있는 값이므로 제어부(200)는 그 값을 읽어 들여 현재의 유동 패널(10)의 곡률을 인식하는 것이다.
이후, 제어부(200)는 감지된 태양전지 모듈(S)의 곡률과 인식된 현재의 유동 패널(10)의 곡률의 오차를 계산하고(S40), 이 계산된 오차를 고려하여 곡률 변경부(300)를 제어함으로써 유동 패널(10)의 곡률을 감지된 태양전지 모듈(S)의 곡률로 변경시킨다(S50).
본 발명의 실시예에 의한 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터 및 그 제어방법에 의하면, 받침대에 곡률을 가지고 휘어진 태양전지 모듈이 상부에 놓이고, 유동 패널은 복수개의 광원이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 장착되어 있고 곡률이 가변되도록 구성되고 광원이 태양전지 모듈 상부를 조사하도록 배치되며, 곡률 감지부에 의해 태양전지 모듈의 곡률이 감지되고, 제어부는 곡률 감지부로부터 감지된 태양전지 모듈의 곡률을 입력받고 현재의 유동 패널의 곡률을 인식하며 감지된 태양전지 모듈의 곡률과 인식된 현재의 유동 패널의 곡률의 오차를 계산하여 그 오차를 고려하여 곡률 변경부를 제어함으로써 유동 패널의 곡률을 감지된 태양전지 모듈의 곡률로 변경시키도록 구성됨으로써, 태양전지 모듈이 편평하지 않고 일정한 곡률을 가지고 있을 경우에도 태양전지 모델에 조사되는 광 강도가 균일하게 되어 태양전지 모듈의 전기적인 출력특성을 정확하게 측정할 수 있게 한다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 유동 패널
L: LED
20: 받침대
S: 태양전지 모듈
100: 곡률 감지부
200: 제어부
300: 곡률 변경부

Claims (6)

  1. 곡률을 가지고 휘어진 태양전지 모듈이 상부에 놓이도록 구성된 받침대;
    복수개의 광원이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 장착되어 있고 곡률이 가변되도록 구성된 유동 패널로서, 상기 광원이 상기 태양전지 모듈 상부를 조사하도록 배치된 유동 패널;
    상기 태양전지 모듈의 곡률을 감지하도록 구성된 곡률 감지부;
    상기 유동 패널의 곡률을 변경하도록 구성된 곡률 변경부; 및
    상기 곡률 감지부로부터 감지된 태양전지 모듈의 곡률을 입력받고, 현재의 유동 패널의 곡률을 인식하며, 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률과 인식된 상기 현재의 유동 패널의 곡률의 오차를 계산하여 그 오차를 고려하여 상기 곡률 변경부를 제어함으로써 상기 유동 패널의 곡률을 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률로 변경시키도록 구성된 제어부를 포함하는, 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 LED인, 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 받침대는 25도를 유지하는, 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터.
  4. 제 1 항에 기재된 곡률을 가진 태양전지 모듈을 위한 솔라 시뮬레이터를 제어하는 방법으로서:
    곡률 감지부에 의해 태양전지 모듈의 곡률이 감지되는 단계;
    상기 감지 단계에서 감지된 태양전지 모듈의 곡률이 제어부에 입력되는 단계;
    상기 제어부가 현재의 유동 패널의 곡률을 인식하는 단계;
    상기 제어부가 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률과 인식된 상기 현재의 유동 패널의 곡률의 오차를 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 계산된 오차를 고려하여 곡률 변경부를 제어함으로써 상기 유동 패널의 곡률을 감지된 상기 태양전지 모듈의 곡률로 변경시키는 단계를 포함하는, 솔라 시뮬레이터의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광원은 LED인, 솔라 시뮬레이터의 제어방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 받침대는 25도를 유지하는, 솔라 시뮬레이터의 제어방법.
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