KR20200078301A

KR20200078301A - 접속반의 화재를 사전에 예방하는 태양광 발전 시스템

Info

Publication number: KR20200078301A
Application number: KR1020190090569A
Authority: KR
Inventors: 모상신
Original assignee: 영동테크윈 주식회사
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2020-07-01
Also published as: KR102138232B1

Abstract

접속반의 화재를 사전에 예방하는 태양광 발전 시스템이 개시된다.
복수개의 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈에서 생성된 직류전류를 인버터로 전달시키는 태양광 접속반; 및 상기 태양광 모듈에서 상기 태양광 접속반으로 흐르는 과전류를 감지하여 차단기능을 수행하는 접속반 차단부를 포함하며, 상기 접속반 차단부는, 상기 태양광 모듈에서 생성된 전기에너지를 어레이별로 상기 태양광 접속반에 전달하는 복수개의 연결부를 포함하고, 상기 태양광 접속반은, 상기 복수개의 연결부가 각각 접촉되는 복수개의 터미널부; 및 상기 터미널부와 전기적으로 연결된 다이오드를 포함한다.

Description

접속반의 화재를 사전에 예방하는 태양광 발전 시스템{Photovoltaic power generation system to prevent fire of connection box in advance}

본 발명은 접속반의 화재를 사전에 예방하는 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 접속반의 내부 발열을 효과적으로 감지하여 화재를 예방하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

근래에, 자연적인 에너지원을 이용하는 신재생 에너지 발전이 많이 등장하고 있다. 이러한 신재생 에너지 발전 시스템에는 여러 종류가 있지만, 주로 태양광 발전 시스템이 많이 활용되고 있는 실정이다.

태양광 발전시 모듈에서 발생하는 전력은 직류전력으로서, 태양광 발전 시스템에는 이를 교류전력으로 바꾸어주는 인버터가 필수적으로 요구된다.

이때, 태양광 모듈과 연결된 인입 전선은 인버터와 직접 연결되는 것이 아니라, 태양광 접속반을 거치게 되는데, 복수개의 태양광 모듈에서 생성된 전기에너지가 한꺼번에 모이는 공간적인 조건으로 인해, 태양광 접속반은 늘 화재의 위험에 노출되어 있다.

접속반의 화재를 야기하는 요소는 크게 두 가지이다. 하나는 과전류에 의한 발열이며, 다른 하나는 전압 강하에 의한 발열이다.

접속반 내부에는 어레이별로 퓨즈가 내장되어 있어, 복수개의 태양광 모듈 각각으로부터 흐르는 과전류를 감지하여 이를 차단할 수 있다. 다만 퓨즈는 접속반 내부에 구비되어 있어, 일단 접속반에 화재가 발생하거나, 과열로 인해 부품의 손상이 생길 경우, 퓨즈가 작동하지 않는 경우가 생기게 되고, 이 때는 외부에서 접속반에 연결된 인입전선을 모두 절단해야 하는 불편이 있었다.

또한, 과전류가 흐르지 않더라도, 접속저항의 증가 또는 다이오드의 열화 등으로 전압 강하가 급격히 발생하게 될 경우, 접속반 내부는 국부적으로 심하게 과열상태에 놓이게 되고 이러한 상황은 정상전류 범위 내에서도 일어나는 바, 퓨즈가 감지하지 못한 채 화재로 이어지는 경우가 속출하였다.

국내 공개특허공보 제10-0084825호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

접속반의 내부에서 발생가능한 발열원을 미연에 감지하고 적절한 시기에 차단하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한 본 발명의 특징은 다음과 같다.

복수개의 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈에서 생성된 직류전류를 인버터로 전달시키는 태양광 접속반; 및 상기 태양광 모듈에서 상기 태양광 접속반으로 흐르는 과전류를 감지하여 차단기능을 수행하는 접속반 차단부를 포함하며, 상기 접속반 차단부는, 상기 태양광 모듈에서 생성된 전기에너지를 어레이별로 상기 태양광 접속반에 전달하는 복수개의 연결부를 포함하고, 상기 태양광 접속반은, 상기 복수개의 연결부가 각각 접촉되는 복수개의 터미널부; 및 상기 터미널부와 전기적으로 연결된 다이오드를 포함한다.

바람직하게는, 상기 태양광 접속반은, 상기 태양광 접속반 양단의 전압차를 측정하는 제1전압측정부; 상기 터미널부 양단의 전압차를 측정하는 제2전압측정부; 및 상기 다이오드 양단의 전압차를 측정하는 제3전압측정부 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

상기 접속반차단부는, 상기 전압측정부에서 측정된 전압이 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 인버터로 흐르는 전류를 차단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 연결부는, 래칭 릴레이에 의해 동작하는 개별차단부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 접속반 차단부는 상기 복수개의 연결부에 구비된 각각의 상기 개별차단부를 제어하는 릴레이 제어부를 포함한다.

*바람직하게는, 상기 접속반 차단부는, 상기 복수개의 연결부에 흐르는 어레이별 전류를 측정하는 별도전류측정부를 포함하고, 상기 별도전류측정부는, 상기 릴레이 제어부에 과전류에 관한 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개별차단부는, 상기 별도전류측정부에 의해 제공된 과전류 정보에 따라, 상기 과전류가 흐르는 연결부를 차단하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 양태에 의할 때, 접속저항의 변화 감지 및 대응방법은, 태양광 접속반, 터미널부 및 다이오드 중 적어도 어느 하나의 양단 전압을 측정하는 단계; 측정된 전압이 기설정된 값을 초과하는지 여부를 감지하는 단계; 상기 측정된 전압이 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 태양광 접속반 내부에 흐르는 전류를 차단하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 측정된 전압이 기설정된 값을 초과하는 경우, 작업자에게 해당 정보를 전송하는 단계를 포함한다.

*이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 접속반 차단부에 따르면 접속반 내부 발열에 의한 퓨즈의 오작동에도 안전하게 과전류를 감지하여 차단할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명의 접속반 내부에 설치된 전압측정부에 따르면, 정상전류 상태에서 발열원을 조기에 발견하여 화재발생을 예방하는 효과를 제공한다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 포함된 릴레이 제어부의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 포함된 릴레이 제어부의 개념도이다.
도 4는 래칭 릴레이의 작동 원리를 나타낸 그래프이다.
도 5는 래칭 릴레이를 작동 원리를 나타낸 개념도이다.
도 6은 열화된 다이오드의 V-I 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속반 차단부의 작동 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 접속반 차단부를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반 내부의 전압측정부의 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반 내부의 터미널부의 연결구조를 나타낸 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반 내부의 터미널부의 상세도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대한 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하 도면에 따라서 논리적으로 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 포함된 릴레이 제어부의 개념도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 포함된 릴레이 제어부의 개념도이다. 도 4은 래칭 릴레이의 작동 원리를 나타낸 그래프이다. 도 5는 래칭 릴레이를 작동 원리를 나타낸 개념도이다. 도 6는 열화된 다이오드의 V-I 특성곡선을 나타낸 그래프이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다. 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 접속반 차단부의 작동 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1 내지 도 8을 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 태양광모듈(100), 태양광접속반(200), 접속반 차단부를 포함하며, 접속반 차단부(300)는 복수개의 연결부를 포함한다.

태양광접속반(200)은, 복수개의 태양광 모듈(100)에서 생성된 직류전류를 인버터(400)로 전달한다. 태양광 모듈(100)과 각각 그 개수만큼 전기적으로 연결된다.

태양광접속반(200)에는 과전류를 감지하고 차단기능을 수행하는 퓨즈(230), 태양광 모듈(100)로부터 연장된 인입선과 연결되는 접촉부, 다이오드(250) 등을 포함하는 어레이가, 연결된 태양광 모듈(100)에 대응되는 수만큼 존재할 수 있다. 따라서, 어느 한 태양광 모듈(100)로부터 인입되는 직류전류가 기설정된 값을 초과하는 경우, 퓨즈(230)가 끊어지며 해당 어레이의 전류는 차단된다.

접속반 차단부(300)는, 복수개의 태양광 모듈(100)로부터 전송되는 전기에너지를 태양광접속반(200)으로 전달한다. 즉, 태양광접속반(200)은 접속반 차단부(300)를 통해 복수개의 태양광 모듈(100)과 연결된다. 접속반 차단부(300)는 내부에 태양광 모듈(100)과 대응되는 수의 연결부가 존재하며, 각각의 연결부는 태양광 접속반(200) 내부의 각 어레이와 연결된다.

연결부는, 독립적으로 차단기능을 수행한다. 각각의 연결부에는 개별 차단부가 포함되고, 개별차단부는 각각의 태양광 모듈(100)로부터 전송된 직류전류를 감지하여 기설정된 정상전류를 벗어나는 이상전류로 판단될 경우, 해당 연결부를 차단한다. 이때 이상전류는 과전류 및 역전류를 모두 포함한다.

연결부에 포함된 개별차단부는, 래칭 릴레이(330)에 의해 동작하는 스위치 (이하 ‘레칭 릴레이’)일 수 있다. 각각의 연결부는 모두 래칭 릴레이(330)를 구비한다.

접속반 차단부(300)는, 태양광 모듈(100)별로 이상전류 여부를 측정하는 별도전류측정부를 포함할 수 있다. 별도전류측정부는 각각의 태양광 모듈(100)로부터 흐르는 전류를 감지하여 이상전류 여부를 판단하고 그에 관한 정보를 릴레이 제어부(310)로 전송한다.

접속반 차단부는 접속반에 포함되어 그 일체가 되거나, 접속반과 별도로 마련된 함 내부에 수납되어 접속반에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 접속반 차단부는 접속반의 내부 또는 외부에 설치되어 접속반의 과전류 차단기능을 수행할 수 있다.

릴레이 제어부(310)는 접속반 차단부(300)에 포함된 구성으로서, 별도전류측정부와 전기적으로 연결되어 이상전류에 관한 정보를 수신한다. 또한 릴레이 코일과 연결되어 릴레이 코일의 동작을 제어한다. 즉, 별도전류측정부로부터 이상전류로 판단된 연결부에 관한 정보를 수산하면, 해당 연결부의 래칭 릴레이(330)를 동작시켜 해당 연결부에 흐르는 전류를 차단한다.

릴레이 제어부(310)는 태양광 모듈(100)로부터 공급되는 전기에너지에 관계없이 독립적으로 구동한다. 따라서, 별도의 배터리나, 별도의 태양광 모듈(100)이 독자적으로 구비되어 전기에너지를 공급받을 수 있다.

태양광 접속반(200)은, 연기감지센서를 더 포함할 수 있다.

연기감지센서는 태양광 접속반(200) 내부에서 화재가 발생할 경우, 이로 인한 연기를 감지한다. 또한 연기감지센서는 릴레이 제어부(310)와 전기적으로 연결되어 연기발생에 따른 정보를 릴레이 제어부(310)에 전달한다.

연기발생에 관한 정보를 수신한 릴레이 제어부(310)는 모든 연결부의 래칭 릴레이(330)를 동작시켜 태양광 접속반(200) 내부를 흐르는 모든 전류를 차단한다.

태양광 접속반(200)은, 과전류 발생시 전류를 차단하는 퓨즈(230)를 포함하고 있으나, 정상전류가 흐르는 상태에서도, 접촉저항의 증가 또는 다이오드(250) 소자의 열화 등으로 전압이 증가하여 발열이 생기는 경우가 있다.

퓨즈(230)는 이러한 경우에 효율적으로 태양광 접속반(200)을 보호할 수 없고, 일단 이와 같은 이유로 과열이 될 경우 소자에 변형이 생겨, 과전류가 흐를 경우에도 적시에 차단이 일어나지 않는 경우가 있다.

따라서, 접속반 차단부(300)를 추가로 구비함으로 인해 접속반(200) 내부의 발열로 인한 변형으로부터 차단장치를 안정적으로 보호하고 효율적으로 차단기능을 달성할 수 있다.

도 4를 참조할 때, 래칭 릴레이(330)는 전류의 변화로 발생하는 자기력으로 스위치를 조작하는 원리에 의해 작동된다.

A단자의 코일에 의해서만 자기력이 발생할 경우 스위치는 A쪽으로 인력을 받아 개방되고,

B단자의 코일에 의해서만 자기력이 발생할 경우 스위치는 B쪽으로 인력을 받아 폐쇄된다.

즉, 이상전류가 감지되는 연결부를 차단하기 위해서는 A단자의 코일에 의해서만 자기력이 발생할 것이 요구된다.

도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 포함된 접속반 차단부(300)를 도시한 것이다.

도 9를 참조할 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반 차단부(300)는 LED 표시장치를 더 포함할 수 있다.

LED 표시장치는 각각의 연결부와 전기적으로 연결되어, 해당 연결부의 이상전류 여부를 파장이 다른 빛을 통해 디스플레이 할 수 있다.

한편, 태양광 접속반(200)에 연결되는 연결부는 인입부라고도 지칭할 수 있다. 인출부는 인입부와 연결되어 인버터(400) 측으로 전기에너지를 전달한다.

인입부와 인출부는 터미널부(210)에 의해 연결되고, 터미널부(210)에서 인출부를 따라 인버터(400)로 이동하는 전류의 방향을 따라 퓨즈(230)와 다이오드(250)를 더 포함할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반(200) 내부의 전압측정부(270)의 개념도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반(200) 내부의 터미널부(210)의 연결구조를 나타낸 측면도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반(200) 내부의 터미널부(210)의 상세도이다.

도 10 내지 도 12를 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 인입부, 인출부, 터미널부(210) 및 전압측정부(270)를 포함한다.

인입부는, 태양광 모듈(100)과 전기적으로 연결되어, 태양광으로부터 생성된 전기에너지를 전송한다.

일반적으로 태양광 모듈(100)에서 생성된 직류전력은 인버터(400)로 직접 전송되는 것이 아니라, 전력효율을 고려하여 태양광 접속반(200)을 거쳐 인버터(400)로 전달된다. 따라서 복수개의 태양광 모듈(100)로부터 생성된 전기 에너지는 일시적으로 태양광 접속반(200) 내부에 모이게 된다.

이 때, 인입부는 복수개의 태양광 모듈(100)과 대응되는 개수만큼 존재하고, 인입부의 일단은 태양광 모듈(100)에 연결되고 타단은 태양광 접속반(200)에 연결될 수 있다.

인입부는 인입선과 압착단자를 포함할 수 있다.

인입선은 전도체를 포함하는 공지의 전력선이 이용될 수 있다. 압착단자는 인입선의 일단에 연결되어 인입부를 고정하기에 특히 적합한 형상을 갖는다. 압착단자의 형상은 연결부의 구조 및 형태에 따라 얼마든지 변경 적용 가능할 것이나, 후술하는 바와 같이 인입부와 인출부가 볼트체결되는 태양광 접속반(200)의 특성을 고려할 때, 볼트의 헤드부로부터 가해지는 압력을 온전히 받을 수 있고, 인출부와 접촉하는 면적을 최대화 하기 위해 평판형 도체로 구성되는 것이 보다 바람직하다.

압착단자에서 인입선과 연결되는 일단에는 적어도 하나 이상의 홈이 형성되어, 인입선이 삽입 고정되게 할 수 있다.

인출부는, 인입부와 연결되어 태양광 모듈(100)로부터 생성된 전기에너지를 전달받아 이를 인버터(400)측으로 전송하는 기능을 한다. 인출부는 인입부와 마찬가지로 복수개의 태양광 모듈(100)에 대응되는 수만큼 구비될 수도 있으나, 인입부로부터 인버터(400) 측으로 전기전달기능을 온전히 수행할 수 있다면, 개수의 제한은 없다.

인출부는, 인출선과 단자대금구를 포함할 수 있다.

인출선은 인입부와의 연결부로부터 일정한 거리만큼 떨어져 위치한 인덕터에 전기적으로 연결되기 위해 충분한 길이를 갖는 전도체를 포함한다.

단자대금구는 인출선의 일단에 연결되어, 인입부의 압착단자와 전기적으로 접촉하여, 태양광 모듈(100)로부터 생성된 전기에너지를 인출선으로 전달하는 기능을 한다. 단자대금구와 인출선은 인입부와 마찬가지로 단자대금구의 일측에 형성된 홈에 인출선이 삽입되는 방식으로 고정될 수도 있고, PCB기판 등을 통해 다른 도체와 경유하여 연결될 수도 있다. 이 외에도, 단자대금구로부터 전기에너지를 전달받을 수 있는 공지의 모든 연결 수단이 사용될 수 있다.

단자대금구는, 일측이 인출선과 전기적으로 연결되고, 타측은 압착단자와 상호 접촉한다. 가능한 넓은 면적으로 접하는 것이 접속저항을 줄일 수 있다는 점을 고려할 때, 압착단자의 접속부와 대응되는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 압착단자가 평판형 도체인 경우, 단자대금구의 일측도 평판형 도체로 구성될 수 있다. 인입부와 인출부의 연결구조가 볼트체결에 의하는 점을 고려할 때, 이는 특히 적합할 것이다.

터미널부(210)는, 인입부와 인출부를 연결하는 구성이다.

터미널부(210)에 의한 인입부와 인출부의 연결은 볼트체결에 의한다. 따라서 터미널부(210)는 볼트가 필수적으로 포함된다. 또한 볼트가 체결되는 방향의 하부에는 단자대 하우징을 더 포함한다.

단자대 하우징은 볼트의 체결방향을 따라 홈이 형성되고, 홈의 내주면에는 볼트의 외주면에 형성된 나사산에 대응되는 암나사산 형태의 돌기부가 형성된다.

인입부의 압착단자와 인출부의 단자대금구는, 단자대 하우징과 볼트의 헤드부 사이에서 면접하며 결착된다.

압착단자는 인입선이 연결 또는 고정되는 제1영역, 터미널부(210)에 체결되는 제2영역으로 구분할 수 있다.

단자대금구는 제2영역에 면접하고 터미널부(210)에 체결되는 제3영역과, 인출선에 전기적으로 연결되는 제4영역으로 구분할 수 있다.

이때 제2영역과 제3영역은, 불트에 용이하게 체결될 수 있도록 볼트의 외주면의 일부와 대응되는 만곡부를 가질 수 있다. 또는 볼트에 의해 관통될 수 있도록 볼트의 직경에 대응되는 홀이 형성될 수 있다.

볼트가 회동에 의해 전진함에 따라 볼트의 상부 헤드는 상호 면접한 제2영역 및 제3영역을 동시에 가압한다.

볼트 체결의 내구성을 증진시키고, 볼트 헤드부에 의해 압착단자 또는 단자대금구에 가해지는 손상을 최소화 하기 위해, 볼트 헤드부의 하부에는 스프링 와셔를 더 포함할 수 있다.

전압측정부(270)는, 인입부와 인출부가 연결되는 터미널부(210)를 기준으로 그 양단의 전압을 측정한다. 즉 압착단자의 제1영역과, 단자대금구의 제4영역의 전압의 차이를 측정한다. 전압측정을 위해 공지의 전압계로서 op-amp등이 사용될 수 있다.

공간활용의 효율성을 고려하여, PCB기판을 설치하고, PCB기판 상의 두 지점에 각각 제1영역과 제4영역을 전기적으로 연결시켜, 두 지점 간의 전압차를 op-amp 등을 통해 측정할 수 있다.

그 연결구조와 관련하여, 기판을 관통하는 핀을 압착단자의 일측에 접속시키고, 단자대금구의 일단을 PCB기판에 직접 매설하는 방법을 고려할 수 있다. 불필요한 전류의 손실을 방지하고 공간활용의 효율성을 고려하여 PCB기판은 단자대 하우징의 하부에 구비될 수 있다.

PCB기판을 관통하는 핀은 일단이 압착단자의 일측, 즉 제1영역에 전기적으로 연결되고 타단은 PCB기판상에 납땜하는 방식으로 고정될 수 있다.

단자대 금구의 일단, 즉 제4영역은 PCB기판 상에 납땜하는 방식으로 고정되어, 인출선이 PCB기판을 경유하여 제4영역이 매설된 지점에 전기적으로 연결될 수 있을 것이다.

전압측정을 op-amp로 수행할 때, op-amp 입력단자의 양단은 각각 핀과 제4영역이 납땜으로 고정된 기판상의 각 지점에 전기적으로 연결될 수 있다.

이 때 op-amp의 두 입력단자 간의 저항은 터미널부(210)에서 발생하는 접속저항과 비교할 때, 매우 크기 때문에 터미널부(210)에서 발생하는 전압강하를 상대적으로 정확하게 측정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서, 접속저항의 변화 감지 및 대응방법이 개시된다.

태양광 발전 시스템에서는, 복수개의 태양광 모듈(100)로부터 발생된 전기에너지를 인버터(400)측에 효율적으로 전달하기 위해, 태양광 접속반(200)이 필수적으로 요구된다.

이 때, 태양광 접속반(200)은 내부에 발열요소가 많고 수 많은 인입선들에 의해 전류가 집중되는 공간인 바, 필연적으로 화재위험이 높다.

일반적으로 태양광 접속반(200) 내부에는 과전류 발생시 차단기능을 수행하는 퓨즈(230)가 내장되어 있으나, 퓨즈(230)가 작동하지 않는 정상전류 구간에서도 발열이 발생할 위험은 여전히 존재한다.

가령, 인입부와 인출부가 접촉되는 부분은, 접속저항이 발생한다. 보통 접속저항은 상대적으로 발열위험이 크지 않고, 일정하여 예측가능한 정도의 발열에 그치나, 볼트체결에 의한 터미널부(210)의 연결 특성상, 시간에 따라 볼트 결합이 느슨해 지는 경우가 발생하고, 이는 접속저항의 상승을 야기한다.

상승된 접속저항은 터미널부(210) 양단의 전압강하를 일으키고, 과전류상태가 아니더라도, 전압강하에 의한 전력손실 및 과열상태를 발생시킨다. 따라서 터미널부(210) 양단에 전압측정부(270)를 별도로 구비함으로써, 정기적으로 볼트의 체결상태를 확인하고, 화재위험이 예상될 정도로 볼트체결이 느슨해진 경우 정기적인 유지보수를 수행할 수 있다.

먼저 안전범위의 전압강하 값을 미리 설정하고, 측정된 터미널부(210) 양단의 전압차가 이를 초과하는 경우, 인버터(400)로 흐르는 전류를 자동으로 차단하도록 설정할 수 있다. 이후 작업자는 볼트체결을 견고히 하는 등 유지보수 작업을 수행할 것이다.

또한, 터미널부(210) 양단의 전압차가 기설정된 값을 초과하는 경우, 작업자 또는 관리자에게 해당 정보를 전송하는 수단을 더 포함할 수 있다.

이 때 작업자의 통신 단말기 등에 관한 정보를 미리 입력할 필요가 있다.

전압측정부(270)는 태양광 접속반(200) 양단의 전압차를 측정하는 제1전압측정부, 터미널부(210) 양단의 전압차를 측정하는 제2전압측정부, 다이오드(250) 양단의 전압차를 측정하는 제3전압측정부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 구성일 수 있다.

전술한 바와 같은 구조적 특징으로 인하여,

접속반 차단부(300)는, 내부에서 과전류가 아닌 원인에 의해 퓨즈(230)가 작동하지 않은 채 과열이 지속되어 부품의 손상이 발생함으로써, 과전류 상태에 도달하더라도 차단이 원활하게 이루어지지 않는 것을 대비한다. 이 때, 래칭릴레이(330)에 의해 작동하는 접속반 차단부(300)가 접속반(200) 내부의 발열상태와 관계없이 과전류가 흐르는 연결부를 어레이별로 차단할 수 있다.

또한 태양광 내부에 설치된 전압측정장치로 인해, 과전류 상태가 아니더라도, 다이오드(250)의 열화나 접속저항의 증가에 따른 전압 강하 정도를 실시간으로 측정 할 수 있고, 적정 수준 이상의 과열이 발생할 경우, 접속반(200) 내부의 유지보수 작업을 수행하거나, 접속반 차단부(300)를 통해 전류를 차단시킴으로써 전압 강하에 의한 접속반(200) 내부 발열을 미연에 방지할 수 있다.

이하는 본 발명의 기술적 특징을 포함하는 구성들을 개시한 것이다.

한편 본 발명은 상술한 내용에서 본 발명의 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

100 태양광 모듈
200 태양광 접속반
210 터미널부
230 퓨즈
250 다이오드
270 전압측정부
300 접속반 차단부
310 릴레이 제어부
330 래칭 릴레이
400 인버터

Claims

복수개의 태양광 모듈;
상기 태양광 모듈에서 생성된 직류전류를 인버터로 전달시키는 태양광 접속
반; 및
상기 태양광 모듈에서 상기 태양광 접속반으로 흐르는 과전류를 감지하여 차
단기능을 수행하는 접속반 차단부를 포함하며,
상기 접속반 차단부는,
상기 태양광 모듈에서 생성된 전기에너지를 어레이별로 상기 태양광 접속반
에 전달하는 복수개의 연결부를 포함하고,
상기 연결부는,
래칭 릴레이에 의해 동작하는 개별차단부를 포함하며,
상기 접속반 차단부는,
상기 복수개의 연결부에 구비된 각각의 상기 개별차단부를 제어하는 하나의 릴레이 제어부와 상기 복수개의 연결부에 흐르는 어레이별 전류를 측정하는 별도전류측정부를 포함하고,
상기 별도전류측정부는,
상기 릴레이 제어부에 과전류에 관한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하며,
상기 릴레이 제어부는,
상기 접속반 차단부 내부를 흐르는 어레이별 전류의 상태를 표시하는 LED표시부와 독립적으로 차단기능을 수행하도록 배터리를 더 포함하며, 상기 차단부를 개별적 또는 전체적으로 제어하는 것을 특징으로 하며,
상기 태양광 접속반은,
태양광 모듈에 의해 생성된 전기에너지를 전송하는 인입부;
상기 인입부에 연결되어 상기 전기에너지를 인버터로 전송하는 인출부;
상기 인입부와 상기 인출부를 볼트체결을 통해 연결하는 터미널부;및
상기 터미널부 양단의 전압차를 측정하는 전압측정부를 포함하며,
상기 인입부는,
상기 태양광 모듈과 전기적으로 연결되는 인입선;및
상기 인입선이 고정되는 제1영역과 상기 터미널부에 체결되는 제2영역이 형
성된 압착단자를 포함하며,
상기 인출부는,
상기 인버터와 전기적으로 연결된 인출선;및
상기 제2영역에 접하고 상기 터미널부에 체결되는 제3영역과, 상기 인출선에
전기적으로 연결되는 제4영역이 형성된 단자대금구;를 포함하며,
상기 터미널부는,
상기 압착단자와 상기 단자대금구를 수직으로 가압하는 볼트; 및
상기 볼트가 체결되도록 내주면에 나사산을 구비한 홈이 형성된 단자대하우
징을 포함하며,
상기 전압측정부는,
상기 압착단자와 상기 단자대금구에 연결되어, 상기 볼트의 양단에 걸리는 전압을 측정함으로써, 볼트 체결이 느슨해진 정도를 감지하는 것을 특징으로 하는 접속반의 화재를 사전에 예방하는 태양광 발전 시스템.
제1항에 있어서,
상기 태양광 접속반은,
상기 태양광 접속반 양단의 전압차를 측정하는 제1전압측정부;
상기 터미널부 양단의 전압차를 측정하는 제2전압측정부; 및
상기 다이오드 양단의 전압차를 측정하는 제3전압측정부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 접속반의 화재를 사전에 예방하는 태양광 발전 시스템.
제2항에 있어서,
상기 접속반 차단부는,
상기 제1전압측정부, 제2전압측정부 및 제3전압측정부 중 적어도 하나에서 측정된 전압이 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 인버터로 흐르는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 접속반의 화재를 사전에 예방하는 태양광 발전 시스템.