KR20190051333A - Photovoltaic module - Google Patents
Photovoltaic module Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190051333A KR20190051333A KR1020170146851A KR20170146851A KR20190051333A KR 20190051333 A KR20190051333 A KR 20190051333A KR 1020170146851 A KR1020170146851 A KR 1020170146851A KR 20170146851 A KR20170146851 A KR 20170146851A KR 20190051333 A KR20190051333 A KR 20190051333A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- switching
- capacitor
- transformer
- converter
- power
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 93
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 39
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/435—Resistive materials for field effect devices, e.g. resistive gate for MOSFET or MESFET
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Abstract
Description
본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 태양광 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar module, and more particularly, to a solar module capable of reducing a ripple of an input current.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention as a next-generation battery that converts solar energy directly into electrical energy using semiconductor devices.
한편, 태양광 모듈은 태양광 발전을 위한 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 상태를 의미한다.Meanwhile, the photovoltaic module means that the solar cells for solar power generation are connected in series or in parallel.
한편, 태양광 모듈의 컨버터는, 최대 전력 지점 추종 제어를 수행하며, 이를 위해, 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플을 저감할 필요가 있다. 이를 위해, 다양한 방안이 연구되고 있다.On the other hand, the converter of the solar module performs the maximum power point follow-up control, and it is necessary to reduce the ripple of the input current input to the converter. To this end, various approaches have been studied.
본 발명의 목적은, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 태양광 모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a solar module capable of reducing ripples of an input current.
본 발명의 다른 목적은, 컨버터의 소형화가 가능한 태양광 모듈을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a solar module capable of downsizing the converter.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부와, 풀 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 풀 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비하고, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a solar module including: a solar cell module having a plurality of solar cells; a converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module; A full bridge switching unit for performing switching to a direct current power source; and a full bridge switching unit for switching the output of the full bridge switching unit, A resonance capacitor and a resonance inductor disposed between the full bridge switching unit and the transformer; and a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer. The inverter includes a plurality of switching elements.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부와, 하프 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 하프 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비하고, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solar module including: a solar cell module having a plurality of solar cells; a converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module; And a converter for converting the direct current power from the dc short capacitor to the alternating current power. The converter includes a half bridge switching unit for performing switching to the direct current power source, A resonance capacitor and a resonance inductor disposed between the half bridge switching unit and the transformer; and a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer. The inverter includes a plurality of switching elements do.
본 발명의 실시예에 따른, 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부와, 풀 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 풀 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비함으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.A solar module according to an embodiment of the present invention includes a solar cell module having a plurality of solar cells, a converter for converting the level of the DC power input from the solar cell module, DC converter according to claim 1, wherein the converter includes a full bridge switching unit for performing switching to a direct current power source, and a full bridge switching unit for connecting the input side to the output terminal of the full bridge switching unit A transformer, a resonance capacitor and a resonance inductor disposed between the full bridge switching unit and the transformer, and a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer, thereby reducing the ripple of the input current.
특히. 공진 커패시터와 공진 인덕터, 및 트랜스포머에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor, the resonance inductor, and the transformer enables the ripple of the input current to be reduced.
한편, 입력 전압의 변동이 큰 경우에, 풀 브릿지 스위칭부의 구동 위상을 지연시킴으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.On the other hand, when the variation of the input voltage is large, the ripple of the input current can be reduced by delaying the driving phase of the full bridge switching section.
이와 같이, 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, dc단 커패시터가 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터를 사용할 수 있게 된다. 따라서, dc단 커패시터를 소형화할 수 있다.Thus, since the ripple of the input current input to the converter is reduced, the dc-stage capacitor can use the film capacitor instead of the electrolytic capacitor. Therefore, the dc-stage capacitor can be miniaturized.
나아가, 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, 트랜스포머의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈에 사용되는 컨버터를 소형화할 수 있게 된다.Furthermore, since the ripple of the input current to be input to the converter is reduced, the turn ratio of the transformer can be reduced, and therefore, the transformer can be downsized. As a result, the converter used in the solar module can be miniaturized.
한편, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 복수의 스위칭 소자 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.On the other hand, the inverter includes a plurality of switching elements, and at least a part of the plurality of switching elements may include a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor, The recovery loss can be reduced.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부와, 하프 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 하프 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비함으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solar module including: a solar cell module having a plurality of solar cells; a converter for converting a level of the DC power input from the solar cell module; The converter includes a half bridge switching unit for performing switching to a direct current power source, and a half bridge switching unit for switching the input side to the output side of the half bridge switching unit. The resonance capacitor and the resonance inductor disposed between the half bridge switching unit and the transformer, and the synchronous rectification unit connected to the output side of the transformer, the ripple of the input current can be reduced.
특히. 공진 커패시터와 공진 인덕터, 및 트랜스포머에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor, the resonance inductor, and the transformer enables the ripple of the input current to be reduced.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 일예를 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이다.
도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.
도 4는 도 2의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 6 내지 도 7은 도 5의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 10은 도 9의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 13은 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a solar light system including a solar module according to an embodiment of the present invention.
1B is a view showing another example of a solar optical system including a solar module according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention.
3 is a rear view of the solar module of Fig. 2;
Fig. 4 is a circuit diagram showing the interior of the junction box in the solar module of Fig. 2. Fig.
5 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to an embodiment of the present invention.
6 to 7 are diagrams referred to in the description of the power conversion apparatus of FIG.
8 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram referred to the description of the power conversion apparatus of FIG.
11 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
12 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
13 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG.
본 명세서에서는, 태양광 모듈 내의 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 방안을 제시한다.In this specification, a method of reducing the ripple of the input current input to the converter in the solar module is proposed.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix " module " and " part " for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms " module " and " part " may be used interchangeably.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 일예를 도시한 도면이다.FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a solar light system including a solar module according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템(10a)은, 태양광 모듈(50)과, 게이트웨이(80)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, a
태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 및 태양전지 모듈에서의 직류 전원을 전력 변환하여 출력하는 전력변환장치(도 5의 500)를 포함하는 정션 박스(200)를 구비할 수 있다.The
도면에서는, 정션 박스(200)가, 태양전지 모듈(100)의 배면에 부착되는 것을 도시하나, 이에 한정되지는 않는다. 정션 박스(200)가, 태양전지 모듈(100)과 이격되어 별도로 마련되는 것도 가능하다.In the drawing, the
한편, 정션 박스(200)에서 출력되는 교류 전원을 그리드에 공급하기 위한 케이블(oln)이, 정션 박스(200)의 출력단에 전기적으로 접속될 수 있다.On the other hand, a cable oln for supplying the AC power outputted from the
한편, 게이트웨이(gateway)(80)는, 정션 박스(200)와 그리드(grid)(90) 사이에 위치할 수 있다.Meanwhile, a
한편, 게이트웨이(80)는, 케이블(oln)을 통해 흐르는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)을 검출할 수 있다.On the other hand, the
한편, 게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)의 위상 차이에 기초하여, 역률 조정을 위한 역률 조정 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the
이를 위해, 게이트웨이(80)와 태양광 모듈(50)은, 케이블(323)을 이용하여, 전력선 통신(PLC 통신) 등을 수행할 수 있다.For this purpose, the
한편, 태양광 모듈(50) 내의 전력변환장치(도 5의 500)는, 태양전지 모듈(100)에서 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 출력할 수 있다.On the other hand, the power conversion device (500 in FIG. 5) in the
이를 위해, 태양광 모듈(50) 내의 전력변환장치(도 5의 500) 내에, 컨버터(도 5의 530), 인버터(도 5의 540)가 구비될 수 있다.To this end, a converter (530 of FIG. 5) and an inverter (540 of FIG. 5) may be provided in the power conversion device (500 of FIG. 5) in the
본 발명에서는, 전력변환장치(도 5의 500) 내에, 컨버터(530)를 통해, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하고, 그 이후, 인버터(540)를 통해, 교류 전원 변환을 수행하는, 2 스테이지(stage) 기반의 전력변환장치를 기술한다.In the present invention, the level of the DC power from the
한편, 본 발명에서는, 2 스테이지(stage) 기반의 전력변환장치에서, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 방안을 제시한다. On the other hand, the present invention proposes a method of reducing the ripple of the input current input to the
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100)과, 컨버터(530)와, 인버터(540)와, 제어부(550)를 포함할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(500) 내의 컨버터(530)는, 풀 브릿지 스위칭부(532)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다. The
특히, 트랜스포머(536)의 전단에, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)를 배치함으로써, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와 트랜스포머(536)의 공진에 의해, 입력 전압의 변동에도 불구하고, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다. 나아가, 컨버터(530)에 출력되는 직류 전원의 리플도 저감할 수 있게 된다.Particularly, by disposing the true capacitor Cr and the resonant inductor Lr at the front end of the
따라서, dc단 커패시터를 대용량의 전해 커패시터를 사용하지 않아도 되며, 예를 들어, 소용량의 필름 커패시터를 사용할 수도 있다. 이러한 소용량의 필름 커패시터를 사용하는 것을, 커패시터리스(capacitorless) 기법이라 명명할 수도 있다.Therefore, it is not necessary to use a large-capacity electrolytic capacitor as the dc-short capacitor, for example, a small-capacity film capacitor may be used. The use of such a small-capacity film capacitor may be referred to as a capacitorless technique.
나아가, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, 트랜스포머(536)의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머(536)를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈(50)에 사용되는 컨버터(530)를 소형화할 수 있게 된다.Further, since the ripple of the input current to be input to the
한편, 인버터(570)는, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8)를 구비하며, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.The
다음, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.1B is a view showing another example of a solar optical system including a solar module according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템(10b)은, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)과, 게이트웨이(80)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, a solar
도 1b의 태양광 시스템(10b)은, 도 1a의 태양광 시스템(10a)과 달리, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)이 서로 병렬 접속되는 것에 그 차이가 있다.The
복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n) 각각은, 각 태양전지 모듈(100a, 100b, ..., 100n), 및 태양전지 모듈에서의 직류 전원을 전력 변환하여 출력하는 회로소자를 포함하는 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)를 구비할 수 있다.Each of the plurality of
도면에서는, 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)가, 각 태양전지 모듈(100a, 100b, ..., 100n)의 배면에 부착되는 것을 도시하나, 이에 한정되지는 않는다. 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)가, 각 태양전지 모듈(100a, 100b, ..., 100n)과 이격되어 별도로 마련되는 것도 가능하다.In the drawing, the
한편, 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)에서 출력되는 교류 전원을 그리드에 공급하기 위한 케이블(31a, 31b, ..., oln)이, 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)의 출력단에 전기적으로 접속될 수 있다.On the other hand,
한편, 도 1b의 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n) 내의 각 전력변환장치(500) 내의 컨버터(630)는, 도 1a의 설명에서 상술한 바와 같이, 풀 브릿지 스위칭부(532)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다. The converter 630 in each
특히, 트랜스포머(536)의 전단에, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)를 배치함으로써, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와 트랜스포머(536)의 공진에 의해, 입력 전압의 변동에도 불구하고, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다. 나아가, 컨버터(530)에 출력되는 직류 전원의 리플도 저감할 수 있게 된다. 그 외, dc단 커패시터의 소형화, 트랜스포머의 소형화 등도 가능하게 된다.Particularly, by disposing the true capacitor Cr and the resonant inductor Lr at the front end of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.FIG. 2 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a rear view of the solar module of FIG. 2.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)의 배면에 위치하는 정션 박스(200)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, a
정션 박스(200)는, 음영 발생 등의 경우, 핫 스팟 방지를 위해, 바이패스 되는, 적어도 하나의 바이패스 다이오드를 구비할 수 있다.The
도 4 등에서는, 도 2의 4개의 태양전지 스트링에 대응하여, 3개의 바이패스 다이오드(도 4의 Da,Db,Dc)를 구비하는 것을 예시한다.4 and the like, three bypass diodes (Da, Db, and Dc in FIG. 4) are provided corresponding to the four solar cell strings in FIG.
한편, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)에서 공급되는 직류 전원을 변환할 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 이하를 참조하여 기술한다. On the other hand, the
한편, 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지를 구비할 수 있다.On the other hand, the
도면에서는 복수의 태앙 전지가 리본(도 12의 133)에 의해, 일렬로 연결되어, 태양전지 스트링(140)이 형성되는 것을 예시한다. 이에 의해 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비하는 것을 예시한다. 한편, 도면과 달리, 다양한 변형이 가능하다.In the figure, a plurality of sinker cells are connected in series by ribbons (133 in FIG. 12) to form a
한편, 각 태양전지 스트링은, 버스 리본에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 도 2는, 태양전지 모듈(100)의 하부에 배치되는 버스 리본(145a,145c,145e)에 의해, 각각 제1 태양전지 스트링(140a)과 제2 태양전지 스트링(140b)이, 제3 태양전지 스트링(140c)과 제4 태양전지 스트링(140d)이, 제5 태양전지 스트링(140e)과 제6 태양전지 스트링(140f)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다. On the other hand, each solar cell string can be electrically connected by a bus ribbon. 2 is a sectional view showing the first
또한, 도 2는, 태양전지 모듈(100)의 상부에 배치되는 버스 리본(145b,145d)에 의해, 각각 제2 태양전지 스트링(140b)과 제3 태양전지 스트링(140c)이, 제4 태양전지 스트링(140d)과 제5 태양전지 스트링(140e)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다.2 shows the second
한편, 제1 스트링에 접속된 리본, 버스 리본(145b,145d), 및 제4 스트링에 접속된 리본은, 각각 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)에 전기적으로 접속되며, 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)은, 태양전지 모듈(100)에 형성된 개구를 통해, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 정션 박스(200) 내의 바이패스 다이오드(도 4의 Da,Db,Dc)와 접속될 수 있다..On the other hand, the ribbon connected to the first string, the
이때, 태양전지 모듈(100)에 형성된 개구는, 정션 박스(200)가 위치하는 영역에 대응하여 형성될 수 있다.At this time, the opening formed in the
도 4는 도 2의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.Fig. 4 is a circuit diagram showing the interior of the junction box in the solar module of Fig. 2. Fig.
도면을 참조하면, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 변환하여 변환된 전원을 출력할 수 있다.Referring to the drawings, the
특히, 본 발명과 관련하여, 정션 박스(200)는, 교류 전원을 출력하기 위한 전력변환장치(도 5의 500)를 구비할 수 있다.In particular, in connection with the present invention, the
이를 위해, 정션 박스(200)는, 컨버터(530), 인버터(540), 및 이를 제어하는 제어부(550)를 포함할 수 있다.To this end, the
또한, 정션 박스(200)는, 바이패스를 위한 바이패스 다이오드부(510), 직류 전원 저장을 위한, 커패시터부(520), 출력되는 교류 전원 필터링을 위한 필터부(570)를 더 포함할 수 있다.The
한편, 정션 박스(200)는, 외부의 게이트웨이(80)과의 통신을 위한 통신부(580)를 더 구비할 수 있다.The
한편, 정션 박스(200)는, 입력 전류 검출부(A), 입력 전압 검출부(B), 컨버터 출력전류 검출부(C), 컨버터 출력전압 검출부(D), 인버터 출력 전류 검출부(E), 인버터 출력 전압 검출부(F)를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the
한편, 제어부(550)는, 컨버터(530), 인버터(540), 및 통신부(580)를 제어할 수 있다.On the other hand, the
바이패스 다이오드부(510)는, 태양전지 모듈(100) 의 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)들 사이에, 각각 배치되는 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)을 구비할 수 있다. 이때, 바이패스 다이오드의 개수는, 1개 이상이며, 도전성 라인의 개수 보다 1개 더 작은 것이 바람직하다.The
바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 태양전지 모듈(100)로부터, 특히, 태양전지 모듈(100) 내의 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)으로부터 태양광 직류 전원을 입력받는다. 그리고, 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시) 중 적어도 하나로부터의 직류 전원에서 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킬 수 있다.The bypass diodes Dc, Db and Da receive the solar direct current power from the
한편, 바이패스 다이오드부(510)를 거친 직류 전원은, 커패시터부(520)로 입력될 수 있다.On the other hand, the DC power source through the
커패시터부(520)는, 태양전지 모듈(100), 및 바이패스 다이오드부(510)를 거쳐 입력되는 입력 직류 전원을 저장할 수 있다.The
한편, 도면에서는, 커패시터부(520)가 서로 병렬 연결되는 복수의 커패시터(Ca,Cb,Cc)를 구비하는 것으로 예시하나, 이와 달리, 복수의 커패시터가, 직병렬 혼합으로 접속되거나, 직렬로 접지단에 접속되는 것도 가능하다. 또는, 커패시터부(520)가 하나의 커패시터만을 구비하는 것도 가능하다.In the figure, the
컨버터(530)는, 바이패스 다이오드부(510)와, 커패시터부(520)를 거친, 태양전지 모듈(100)로부터의 입력 전압의 레벨을 변환할 수 있다.The
특히, 컨버터(530)는, 커패시터부(520)에 저장된 직류 전원을 이용하여, 전력 변환을 수행할 수 있다. In particular, the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 컨버터(530)는, 도 6을 참조하여 보다 상세히 기술한다.Meanwhile, the
한편, 컨버터(530) 내의 스위칭 소자들은, 제어부(550)로부터의 컨버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작할 수 있다. 이에 의해, 레벨 변환된 직류 전원이 출력될 수 있다. On the other hand, the switching elements in the
인버터(540)는, 컨버터(530)에서 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다.The
도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Q5,Q7) 및 하암 스위칭 소자(Q6,Q8)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Q5,Q6, Q7,Q8)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Q5~Q8)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다. In the drawing, a full-bridge inverter is illustrated. That is, the upper and lower arm switching elements Q5 and Q7 and the lower arm switching elements Q6 and Q8 are connected in series and the two pairs of upper and lower arm switching elements are connected in parallel to each other (Q5, Q6, Q7 and Q8) Lt; / RTI > Diodes may be connected in anti-parallel to each switching element Q5 to Q8.
인버터(540) 내의 스위칭 소자들(Q5~Q8)은, 제어부(550)로부터의 인버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작할 수 있다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 출력될 수 있다. 바람직하게는, 그리드(grid)의 교류 주파수와 동일한 주파수(대략 60Hz 또는 50Hz)를 갖는 것이 바람직하다. The switching elements Q5 to Q8 in the
한편, 커패시터(C)는, 컨버터(530)와 인버터(540) 사이에, 배치될 수 있다. On the other hand, the capacitor C may be disposed between the
커패시터(C)는, 컨버터(530)의 레벨 변환된 직류 전원을 저장할 수 있다. 한편, 커패시터(C)의 양단을 dc단이라 명명할 수 있으며, 이에 따라, 커패시터(C)는 dc단 커패시터라 명명될 수도 있다.The capacitor C may store the level-converted DC power of the
한편, 입력 전류 검출부(A)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전류(ic1)를 감지할 수 있다.The input current detection unit A may sense the input current ic1 supplied from the
한편, 입력 전압 검출부(B)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전압(Vc1)을 감지할 수 있다. 여기서, 입력 전압(Vc1)은, 커패시터부(520) 양단에 저장된 전압과 동일할 수 있다.The input voltage detecting unit B may sense the input voltage Vc1 supplied from the
감지된 입력 전류(ic1)와 입력 전압(vc1)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다. The sensed input current ic1 and the input voltage vc1 may be input to the
한편, 컨버터 출력전류 검출부(C)는, 컨버터(530)에서 출력되는 출력전류(ic2), 즉 dc단 전류를 감지하며, 컨버터 출력전압 검출부(D)는, 컨버터(530)에서 출력되는 출력전압(vc2), 즉 dc 단 전압을 감지한다. 감지된 출력전류(ic2)와 출력전압(vc2)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다. The converter output current detection unit C senses the output current ic2 output from the
한편, 인버터 출력 전류 검출부(E)는, 인버터(540)에서 출력되는 전류(ic3)를 감지하며, 인버터 출력 전압 검출부(F)는, 인버터(540)에서 출력되는 전압(vc3)을 감지한다. 검출된 전류(ic3)와 전압(vc3)은, 제어부(550)에 입력된다.The inverter output current detector E detects the current ic3 output from the
한편, 제어부(550)는, 컨버터(530)의 스위칭 소자들을 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 검출된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 컨버터(530) 내의 스위칭 소자들의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 제어부(550)는, 인버터(540)의 각 스위칭 소자(Q5~Q8)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 검출된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 인버터(540)의 각 스위칭 소자(Q5~Q8)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the
한편, 제어부(550)는, 태양전지 모듈(100)에 대한, 최대 전력 지점을 연산하고, 그에 따라, 최대 전력에 해당하는 직류 전원을 출력하도록, 컨버터(530)를 제어할 수 있다. On the other hand, the
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)와 통신을 수행할 수 있다. On the other hand, the
예를 들어, 통신부(580)는, 전력선 통신에 의해, 게이트웨이(80)와 데이터를 교환할 수 있다.For example, the
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)로, 태양광 모듈(50)의 전류 정보, 전압 정보, 전력 정보 등을 전송할 수도 있다.On the other hand, the
한편, 필터부(570)는, 인버터(540)의 출력단에 배치될 수 있다.On the other hand, the
그리고, 필터부(570)는, 복수의 수동 소자를 포함하고, 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 인버터(540)에서 출력되는 교류 전류(io)와 교류 전압(vo) 사이의 위상 차이를 조정할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이고, 도 6 내지 도 7은 도 5의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 5 is a circuit diagram of a power conversion apparatus in a solar module according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 7 are views referred to the description of the power conversion apparatus of FIG.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100) 내의 전력변환장치(500)는, 도면에 도시된 컨버터(530), 인버터(540), 외에, 도 4의 바이패스 다이오드부(510), 커패시터부(520), 제어부(550), 통신부(580), 입력 전류 검출부(A), 입력 전압 검출부(B), 컨버터 출력전류 검출부(C), 컨버터 출력전압 검출부(D), 인버터 출력 전류 검출부(E), 인버터 출력 전압 검출부(F)를 구비할 수 있다.The
한편, 인버터(540)의 출력단에 전자파 노이즈 저감위한 필터부(570)가 더 배치될 수 있다. 이때의 필터부(570)는, 인버터(530)의 양단에 각각 배치되는 제1 및 제2 인덕터(L1,L2)와, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(l2) 사이의 커패시터(C4)를 구비할 있다.A
이하에서는, 도 5에 도시된 컨버터(530), 인버터(540) 등을 중심으로 기술한다.Hereinafter, the
본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100) 내의 전력변환장치(500)는, 태양전지 모듈(100)로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(530)와, 컨버터(530)에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터(C)와, dc단 커패시터(C)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(570)를 포함할 수 있다.The
컨버터(530)는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부(532)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다.The
특히. 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 및 트랜스포머(536)에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor Cr and the resonance inductor Lr and the resonance of the
한편, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr) 등에 의해, 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 각 스위칭 소자(Q1 ~Q4)는, 영전압 스위칭(ZVS), 영전류 스위칭(ZCS)을 수행할 수 있다.On the other hand, each of the switching elements Q1 to Q4 in the full
도면에서와 같이, 풀 브릿지 스위칭부(532)는, 서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자(Q1,Q2)와, 제1 내지 제2 스위칭 소자(Q1,Q2)에 각각 직렬 접속되는 제3 내지 제4 스위칭 소자(Q3,Q4)를 구비할 수 있다.As shown in the drawing, the full
그리고, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 사이인 제1 노드(n1)와, 제3 스위칭 소자(Q3)와 제4 스위칭 소자(Q4)의 사이인 제2 노드(n2) 사이에, 트랜스포머(536)의 입력측(na,nb)이 접속될 수 있다.The first node n1 between the first switching device Q1 and the second switching device Q2 and the second node n1 between the third switching device Q3 and the fourth switching device Q4 n2, the input side na, nb of the
한편, 도면에서와 같이, 동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제1 다이오드 소자(D1), 및 제2 다이오드 소자(D2)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.As shown in the drawing, the
이때, 제1 다이오드 소자(D1), 제2 다이오드 소자(D2)와, 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2)는, 서로 병렬 접속될 수 있다.At this time, the first diode D1 and the second diode D2, and the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be connected in parallel with each other.
제1 다이오드 소자(D1)와 제2 다이오드 소자(D2) 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다. Between a third node n3 between the first diode D1 and the second diode D2 and a fourth node n4 between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, The output side of the
한편, 인버터(570)는, 서로 직렬 연결되는 제5 및 제6 스위칭 소자(Q5, Q6)와, 서로 직렬 연결되는 제7 및 제8 스위칭 소자(Q7, Q8)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the
제5 스위칭 소자(Q5)와 제6 스위칭 소자(Q6) 사이인 제5 노드(n5)와, 제7 스위칭 소자(Q7)와 제8 스위칭 소자(Q8) 사이인 제6 노드(n6)를 통해, 교류 전원이 출력될 수 있다.A fifth node n5 between the fifth switching element Q5 and the sixth switching element Q6 and a sixth node n6 between the seventh switching element Q7 and the eighth switching element Q8 , AC power can be output.
한편, 제어부(550)는, 컨버터(530)와 인버터(570)를 함께 제어할 수 있다.On the other hand, the
특히, 제어부(550)는, 최대 전력 지점 추종 제어를 위해, 컨버터(530) 내의 풀 브릿지 스위칭부(532)에 제어 신호(Sfb)를 출력할 수 있다.In particular, the
특히, 제어부(550)는, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전압(Vc1)의 변동이 큰 경우에, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 구동 위상을 지연시킴으로써, 입력 전류(ic1)의 리플을 저감할 수 있게 된다.Particularly, when the variation of the input voltage Vc1 input to the
이와 같이, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류(ic1)의 리플이 저감되므로, dc단 커패시터(C)가 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터를 사용할 수 있게 된다. 따라서, dc단 커패시터(C)를 소형화할 수 있다.As described above, since the ripple of the input current ic1 input to the
나아가, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류(ic1)의 리플이 저감되므로, 트랜스포머(536)의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머(536)를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈(50)에 사용되는 컨버터(530)를 소형화할 수 있게 된다.Further, since the ripple of the input current ic1 input to the
한편, 제어부(550)는, 계통 주파수에 대응하는 교류 전원 출력을 위해, 인버터(570)에 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.On the other hand, the
한편, 인버터(570)의 스위칭 주파수가, 컨버터(530) 내의 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1~Q4) 보다 스위칭 주파수가 높은 것이 바람직하다.It is preferable that the switching frequency of the
한편, 고속 스위칭을 수행하는 경우, 스위칭 손실이 발생할 수 있다. On the other hand, when performing high-speed switching, switching loss may occur.
이에, 인버터(570) 내의 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 모두는, 도면과 같이, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.Therefore, it is preferable that all of the plurality of switching elements Q5 to Q8 in the
한편, 도 5에서의 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1~Q4)는, 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the first to fourth switching devices Q1 to Q4 in the full
한편, 제어부(550)는, 풀 브릿지 스위칭부(532)에 대한 주파수 제어와 위상 제어를 수행할 수 있다. Meanwhile, the
한편, 제어부(550)는, 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)가, 각각 50%의 듀티를 가지고 스위칭을 수행하도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)는 대략 180도의 위상차를 가지고, 스위칭을 수행할 수 있다.On the other hand, the
한편, 제어부(550)는, 입력 전압(Vc1)의 변동이 큰 경우에, 스위칭 주파수를 변화시켜, 출력 전압의 범위를 확대할 수 있다.On the other hand, when the variation of the input voltage Vc1 is large, the
구체적으로, 제어부(550)는, 입력 전압(Vc1)의 변동이 큰 경우에, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 구동 위상을 지연시켜, 출력 전압의 범위를 확대할 수 있다. More specifically, when the variation of the input voltage Vc1 is large, the
도 6은 도 5의 전력변환장치(500)내의 전압 파형, 및 전류 파형 등을 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing voltage waveforms, current waveforms, and the like in the
Vpv는 도 5의 태양전지 모듈(100)에서 공급되는 전압 파형을 나타내며, VQ1,VQ4는, 제1 및 제4 스위칭 소자 양단의 전압 파형을 나타내며, IQ1,IQ4는, 제1 및 제4 스위칭 소자 양단에 흐르는 전류 파형을 나타낸다.Vpv represents the voltage waveform supplied from the
VQ2,VQ3는, 제2 및 제3 스위칭 소자 양단의 전압 파형을 나타내며, IQ2,IQ3는, 제2 및 제3 스위칭 소자 양단에 흐르는 전류 파형을 나타내며, Ilr은 공진 인덕터 소자(Lr)에 흐르는 전류 파형을 나타내며, VD1, ID1은 각각 제1 다이오드 소자(D1) 양단의 전압, 전류 파형을 나타내며, VD2, ID2은 각각 제2 다이오드 소자(D2) 양단의 전압, 전류 파형을 나타내며, Vdc는 dc단 커패시터 양단의 전압 파형을 나타낸다.VQ2 and VQ3 represent voltage waveforms across the second and third switching elements, IQ2 and IQ3 represent current waveforms flowing across both the second and third switching elements, and Ilr represents a current flowing through the resonant inductor element Lr VD2 and ID2 denote voltage and current waveforms across the second diode element D2, respectively, and Vdc denotes a voltage waveform across the first diode element D1, Indicates the voltage waveform across the capacitor.
도 7은 컨버터(530)에서 출력되는 dc단 전압(Vdc)과, 인버터(540)에서 출력되는 교류 전원(Vac)을 도시한 파형이다.7 is a waveform showing the dc voltage (Vdc) outputted from the
도 5의 전력변환장치(500)에 의하면, 컨버터(530)에서의 최대 전력 지점 추종(MPPT) 제어를 수행하므로, dc단 전압(Vdc)의 변동이 거의 없는, 일정한 dc단 전압이 출력될 수 있다.According to the
그리고, 인버터(540)는, 고속 스위칭을 수행하여, 안정적인 교류 전원(Vac)을 출력할 수 있게 된다.Then, the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.8 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500b)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)인 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a
이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.
전력변환장치(500b) 내의 동기 정류부(538)는, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)를 구비하므로, 하프 브릿지 스위칭부라 명명될 수도 있다.Since the
동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The
여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the
제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 제어부(550)의 제어 신호에 의해, 스위칭을 수행할 수 있으며, 도 5의 다이오드 소자에 비해, 영전압 스위칭, 영전류 스위칭 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 전력 소비를 저감할 수 있게 된다. 따라서, 도 8의 컨버터(500)는 고효율의 전력 변환을 수행할 수 있다.The ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 can perform switching by the control signal of the
한편, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.On the other hand, the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 may include a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이고, 도 10은 도 9의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 9 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram referred to the description of the power conversion device of FIG.
도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500c)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)인 것에 그 차이가 있으며, 인버터(550) 내의 일부 스위칭 소자는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하며, 다른 일부는 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함하는 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a
이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.
동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The
여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the
인버터(570) 내의 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q5,Q6)는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하며, 다른 일부(Q7,Q8)는 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.A portion Q5 and Q6 of the plurality of switching elements Q5 through Q8 in the
이때, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q5,Q6)는 고속 스위칭을 수행하고, 다른 일부(Q7,Q8)는, 계통 주파수에 대응하는 저속 스위칭을 수행할 수 있다.At this time, some Q5 and Q6 of the plurality of switching elements Q5 and Q8 perform high-speed switching and the other portions Q7 and Q8 perform low-speed switching corresponding to the system frequency.
도 10은, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q5,Q6)의 게이트 단자에 인가되는 신호(Sg5,Sg6)의 듀티가, 계통 주기 내의 Ta, Tb 기간 동안, 점차 증가 또는 작아지는 것을 예시한다.10 shows a case where the duty of the signals Sg5 and Sg6 applied to the gate terminals of the portions Q5 and Q6 of the plurality of switching elements Q5 to Q8 gradually increases or decreases during the Ta and Tb periods in the systematic period .
한편, 도 10은, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q7,Q8)의 게이트 단자에 인가되는 신호(Sg7,Sg8)의 듀티가 Ta, Tb 기간 동안, 각각 온, 오프되는 것을 예시한다.10 shows an example in which the duty ratio of the signals Sg7 and Sg8 applied to the gate terminals of the portions Q7 and Q8 of the plurality of switching elements Q5 to Q8 is turned on and off during Ta and Tb periods, respectively do.
이와 같이, 하이브리드 타입으로 스위칭 소자를 구성함으로써, 인버터(570) 의 제조 비용을 저감할 수 있게 된다.Thus, by configuring the switching elements in the hybrid type, the manufacturing cost of the
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.11 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500d)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)인 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a
이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.
동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The
여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the
한편, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있다.On the other hand, the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 may include a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.12 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500e)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)이며, 풀 브릿지 스위칭부(532) 대신에 하프 브릿지 스위칭부(532b)가 사용되는 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a
이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.
전력변환장치(500e) 내의 컨버터(530)는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부(532b)와, 하프 브릿지 스위칭부(532b)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 하프 브릿지 스위칭부(532b)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다. 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비함으로써, 입력 전류(ic1)의 리플을 저감할 수 있게 된다.The
특히. 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 및 트랜스포머(536)에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor Cr and the resonance inductor Lr and the resonance of the
한편, 입력 전압의 변동이 큰 경우에, 하프 브릿지 스위칭부(532b)의 구동 위상을 지연시킴으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.On the other hand, when the variation of the input voltage is large, the ripple of the input current can be reduced by delaying the driving phase of the half
이와 같이, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, dc단 커패시터(C)가 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터를 사용할 수 있게 된다. 따라서, dc단 커패시터(C)를 소형화할 수 있다.As described above, since the ripple of the input current input to the
나아가, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, 트랜스포머(536)의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머(536)를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈(50)에 사용되는 컨버터(530)를 소형화할 수 있게 된다.Further, since the ripple of the input current to be input to the
한편, 하프 브릿지 스위칭부(532b)는, 서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자(Q1,Q2)를 구비할 수 있다.Meanwhile, the half
제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 사이인 제1 노드(n1)에, 트랜스포머(536)의 입력측이 접속될 수 있다. The input side of the
한편, 동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The
여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the
한편, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.On the other hand, the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 may include a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
한편, 인버터(570)는, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8)를 구비하며, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.The
도 13은 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.13 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG.
도 13을 참조하면, 도 2의 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지(130)를 포함할 수 있다. 그 외, 복수의 태양전지(130)의 하면과 상면에 위치하는 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150), 제1 밀봉재(120)의 하면에 위치하는 후면 기판(110) 및 제2 밀봉재(150)의 상면에 위치하는 전면 기판(160)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13, the
먼저, 태양전지(130)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell), 염료감응형 또는 CdTe, CIGS형 태양전지, 박막 태양전지 등일 수 있다. The
태양전지(130)는 태양광이 입사하는 수광면과 수광면의 반대측인 이면으로 형성된다. 예를 들어, 태양전지(130)는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있다.The
각 태양전지(130)는, 전기적으로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수의 태양 전지(130)는, 리본(133)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 리본(133)은, 태양전지(130)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(130)의 이면 상에 형성된 후면 전극집전 전극에 접합될 수 있다.Each
도면에서는, 리본(133)이 2줄로 형성되고, 이 리본(133)에 의해, 태양전지(130)가 일렬로 연결되어, 태양전지 스트링(140)이 형성되는 것을 예시한다. In the figure, it is illustrated that the
이에 의해, 도 2에서 설명한 바와 같이, 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비할 수 있다.Thus, as described with reference to FIG. 2, six
후면 기판(110)은, 백시트로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 도 4에서는 후면 기판(110)이 직사각형의 모양으로 도시되어 있으나, 태양전지 모듈(100)이 설치되는 환경에 따라 원형, 반원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.The
한편, 후면 기판(110) 상에는 제1 밀봉재(120)가 후면 기판(110)과 동일한 크기로 부착되어 형성될 수 있고, 제1 밀봉재(120) 상에는 복수의 태양전지(130)가 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다. The
제2 밀봉재(150)는, 태양전지(130) 상에 위치하여 제1 밀봉재(120)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다. The
여기에서, 제1 밀봉재(120)와, 제2 밀봉재(150)는, 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150)는, 에틸렌 초산 비닐 수지 (Ethylene Vinyl Acetate;EVA) 필름 등 다양한 예가 가능하다. Here, the
한편, 전면 기판(160)은, 태양광을 투과하도록 제2 밀봉재(150) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(130)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다. On the other hand, the
본 발명에 따른 태양광 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It is to be understood that the invention is not to be limited in its application to the details of construction and the manner in which the above described embodiments of the invention are put into practice, .
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (15)
상기 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터;
상기 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터;
상기 dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터;를 포함하고,
상기 컨버터는,
상기 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부;
상기 풀 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머;
상기 풀 브릿지 스위칭부와 상기 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터;
상기 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. A solar cell module comprising a plurality of solar cells;
A converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module;
A dc capacitor that stores the DC power output from the converter;
And an inverter for converting the direct current power from the dc short capacitor to an alternating current power,
The converter includes:
A full bridge switching unit for switching the DC power supply;
A transformer having an input connected to an output terminal of the full bridge switching unit;
A resonant capacitor and a resonant inductor disposed between the full bridge switching unit and the transformer;
And a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer.
상기 인버터는,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. The method according to claim 1,
The inverter includes:
Wherein at least a portion of the plurality of switching elements comprises a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
상기 풀 브릿지 스위칭부는,
서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자;
상기 제1 내지 제2 스위칭 소자에 각각 직렬 접속되는 제3 내지 제4 스위칭 소자;를 구비하며,
상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 사이인 제1 노드와, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자의 사이인 제2 노드 사이에, 상기 트랜스포머의 입력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. The method according to claim 1,
The full-
First and second switching elements connected in parallel to each other;
And third to fourth switching elements serially connected to the first and second switching elements, respectively,
The input side of the transformer is connected between a first node between the first switching device and the second switching device and a second node between the third switching device and the fourth switching device Solar modules.
상기 제1 내지 제4 스위칭 소자는,
금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.The method of claim 3,
Wherein the first to fourth switching elements comprise:
And a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
상기 동기 정류부는,
서로 직렬 접속되는 제1 다이오드 소자, 및 제2 다이오드 소자;
서로 직렬 접속되는 제1 커패시터 및 제2 커패시터;를 포함하고,
상기 제1 다이오드 소자와 상기 제2 다이오드 소자 사이인 제3 노드와, 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터의 사이인 제4 노드 사이에, 상기 트랜스포머의 출력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.The method according to claim 1,
The synchronous rectification unit includes:
A first diode element and a second diode element connected in series to each other;
And a first capacitor and a second capacitor connected in series to each other,
The output side of the transformer is connected between a third node between the first diode element and the second diode element and a fourth node between the first capacitor and the second capacitor. .
상기 dc단 커패시터는, 필름 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the dc-only capacitor comprises a film capacitor.
상기 컨버터와 상기 인버터를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.The method according to claim 1,
And a controller for controlling the converter and the inverter.
상기 인버터는,
서로 직렬 연결되는 제5 및 제6 스위칭 소자;
서로 직렬 연결되는 제7 및 제8 스위칭 소자;를 포함하고,
상기 제5 스위칭 소자와 상기 제6 스위칭 소자 사이인 제5 노드와, 상기 제7 스위칭 소자와 상기 제8 스위칭 소자 사이인 제6 노드를 통해, 상기 교류 전원이 출력되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.The method according to claim 1,
The inverter includes:
Fifth and sixth switching elements connected in series to each other;
And seventh and eighth switching elements connected in series to each other,
Wherein the AC power is output through a fifth node between the fifth switching device and the sixth switching device and a sixth node between the seventh switching device and the eighth switching device. .
상기 동기 정류부는,
서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자, 및 제10 스위칭 소자;
서로 직렬 접속되는 제1 커패시터 및 제2 커패시터;를 포함하고,
상기 제9 스위칭 소자와 상기 제10 스위칭 소자의 사이인 제3 노드와, 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터의 사이인 제4 노드 사이에, 상기 트랜스포머의 출력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. The method according to claim 1,
The synchronous rectification unit includes:
A ninth switching element and a tenth switching element connected in series to each other;
And a first capacitor and a second capacitor connected in series to each other,
And an output side of the transformer is connected between a third node between the ninth switching element and the tenth switching element and a fourth node between the first capacitor and the second capacitor. module.
상기 동기 정류부 내의 상기 제9 스위칭 소자와 상기 제10 스위칭 소자는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. 10. The method of claim 9,
Wherein the ninth switching element and the tenth switching element in the synchronous rectification part include a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
상기 인버터 내의 상기 복수의 스위칭 소자 모두는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. The method according to claim 1,
Wherein all of said plurality of switching elements in said inverter comprise a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
상기 인버터 내의 상기 복수의 스위칭 소자 중 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하며, 다른 일부는 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. The method according to claim 1,
Characterized in that a part of the plurality of switching elements in the inverter comprises a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor and the other part comprises a metal oxide semiconductor field effect transistor Optical module.
상기 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터;
상기 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터;
상기 dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터;를 포함하고,
상기 컨버터는,
상기 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부;
상기 하프 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머;
상기 하프 브릿지 스위칭부와 상기 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터;
상기 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. A solar cell module comprising a plurality of solar cells;
A converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module;
A dc capacitor that stores the DC power output from the converter;
And an inverter for converting the direct current power from the dc short capacitor to an alternating current power,
The converter includes:
A half bridge switching unit for performing switching to the DC power source;
A transformer having an input connected to an output terminal of the half bridge switching unit;
A resonant capacitor and a resonant inductor disposed between the half bridge switching unit and the transformer;
And a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer.
상기 인버터는,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. 14. The method of claim 13,
The inverter includes:
Wherein at least a portion of the plurality of switching elements comprises a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
상기 하프 브릿지 스위칭부는,
서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자;;를 구비하며,
상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 사이인 제1 노드에, 상기 트랜스포머의 입력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈. 14. The method of claim 13,
The half bridge switching unit includes:
And first and second switching elements connected in parallel to each other,
And an input side of the transformer is connected to a first node between the first switching device and the second switching device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170146851A KR20190051333A (en) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | Photovoltaic module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170146851A KR20190051333A (en) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | Photovoltaic module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190051333A true KR20190051333A (en) | 2019-05-15 |
Family
ID=66579398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170146851A KR20190051333A (en) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | Photovoltaic module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20190051333A (en) |
-
2017
- 2017-11-06 KR KR1020170146851A patent/KR20190051333A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103227577B (en) | Power conversion device and photovoltaic module | |
KR102426371B1 (en) | Photovoltaic module | |
KR102631696B1 (en) | Photovoltaic module, and photovoltaic system including the same | |
KR102156061B1 (en) | Power converting apparatus, and photovoltaic module | |
CN104919600A (en) | Solar module having a back plane integrated inverter | |
KR102317140B1 (en) | Power converting apparatus, and photovoltaic module | |
US10715054B2 (en) | Power conversion device and photovoltaic module including the same | |
US20220077818A1 (en) | Photovoltaic module | |
KR102156060B1 (en) | Communication device and photovoltaic system | |
KR101954194B1 (en) | Power converting apparatus, and photovoltaic module | |
KR101843776B1 (en) | Photovoltaic module and photovoltaic system including the same | |
EP3657652B1 (en) | Photovoltaic module | |
KR20150085413A (en) | Photovoltaic module | |
KR102205161B1 (en) | Power converting apparatus, and photovoltaic module | |
KR102279789B1 (en) | Power converting apparatus, and photovoltaic module | |
KR101954195B1 (en) | Power converting apparatus, and photovoltaic module | |
KR20190051333A (en) | Photovoltaic module | |
KR20190129466A (en) | Power converting apparatus and photovoltaic module including the same | |
KR102614497B1 (en) | Power converting device and and photovoltaic module including the same | |
KR20190055734A (en) | Photovoltaic module | |
KR20150118477A (en) | Photovoltaic module | |
KR20160025933A (en) | Transformer and power converting apparatus icnluing the same |