KR20200140963A - 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 어레이에서 생성된 전력을 집합하여 태양광 발전 시스템의 인버터로 전송하되 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반을 제공한다. 태양광 접속반은 태양전지 어레이의 스트링 별로 전압, 전류 및 온도를 센싱하는 스트링 정보 수집부, 하우징의 내부에 수납되며 스트링 정보 수집부의 센싱 결과에 기초하여 태양전지 어레이로부터 입력된 전기를 인버터로 공급하는 연결을 차단하는 접속반 주 차단부, 내부로 소화 물질을 분사하는 소화부, 하우징 내부의 온도 및 연기 중 적어도 하나를 센싱하는 감지부, 및 감지부의 센싱 결과에 기초하여 화재 발생을 판단하고 화재 발생이 판단되면 소화부의 동작을 제어하여 소화 처리를 수행하도록 하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 태양광 접속반의 이상 상황 및 화재 발생 위험을 감지할 수 있는 지능형 안전관리 태양광 접속반에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전에 있어서 필요한 출력을 효율적으로 얻기 위해 여러 개의 태양전지 셀(Solar cell)을 연결한 태양전지 모듈(PV: Photovoltaic Module)이 사용될 수 있다. 이러한 태양전지 모듈 하나에서 발생되는 전력은 한개의 태양전지 셀에 비해 큰 용량을 가지지만 소형 장치의 전원 정도로 이용할 수 있을 뿐이며, 상용 전력 계통에 발전 전력을 공급하기에는 전력량이 작아 무리가 따른다. 이에, 전력 계통(electric power system)에 연결하여 발전 전력을 송전하고자 하는 경우 몇 개의 태양전지 모듈을 한 그룹으로 직렬 연결하거나, 또는 이러한 그룹을 여러 개 병렬로 연결하여 태양전지 어레이(PV array)를 구성하고, 이를 통해 계통 연계에 필요한 전압 및 전력을 확보하고 있다.
이러한 태양광 발전 시스템에서, 접속반(Combiner Box)은 PV 어레이의 출력을 모아서 대용량의 직류(DC) 전력으로 만들어 이를 인버터로 전송하며, 인버터는 각 PV를 통해 생성된 DC 전력을 전력공급처(예: 한국전력공사 등) 또는 소비 전력 계통에 연계할 수 있도록 교류(AC) 전력으로 변환해주는 역할을 한다.
한편, 최근에는 태양광 발전소의 증가와 대형화에 따라 회로 별로 운영 상태와 효율 등을 관리하기 위한 시스템이 필수적으로 수반되어야 하며, 이에 따라 태양광 발전 회로(String)가 모이게 되는 접속반에서 태양광 발전 시스템의 발전 및 동작상태를 원격으로 진단하고 모니터링 해야 할 필요성이 커지고 있다.
종래에는 PV 어레이의 출력단에 별도의 측정 장치를 연결하여 개별 PV 어레이로부터의 어레이 회로 별 출력 전력과 어레이 합계 전력을 측정하고, 이를 외부의 모니터링(관제용) 서버로 전송하여 PV 어레이의 발전 상태를 모니터링하는 방식을 이용하고 있다.
그러나 태양광 접속반 자체에도 이상 동작이 발생될 위험이 있으며, 특히 진동과 지진, 누전, 아크, 낙뢰 및 서지(surge) 등에 대한 취약성과 불안정한 회로 설계, 제품 불량 및 환경 요인 등에 인해 화재가 발생될 위험성이 있다.
본 발명의 실시예는 태양광 접속반에서 발생할 수 있는 전기적 이상 상황 및 화재 위험을 감지 및 예방하며 화재 발생 시 자동으로 진압할 수 있는 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반을 제공할 수 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 태양광 접속반은, 태양전지 어레이에서 생성된 전력을 집합하여 태양광 발전 시스템의 인버터로 전송하되, 상기 태양전지 어레이의 스트링 별로 전압, 전류 및 온도를 센싱하는 스트링 정보 수집부; 상기 스트링 정보 수집부의 센싱 결과에 기초하여 상기 태양전지 어레이로부터 입력된 전기를 상기 인버터로 공급하는 연결을 차단하는 접속반 주 차단부; 상기 하우징의 일 영역에 설치되어 상기 하우징의 내부로 소화 물질을 분사하는 소화부; 상기 하우징 내부의 온도 및 연기 중 적어도 하나를 센싱하는 감지부; 및 상기 감지부의 센싱 결과에 기초하여 화재 발생을 판단하고, 화재 발생으로 판단되면 상기 소화부의 동작을 제어하여 소화 처리를 수행하도록 하는 제어부를 포함한다.
이때, 상기 제어부는, 상기 화재 발생으로 판단되면 화재 발생 알림을 기 연계된 태양광 발전 운영 센터 서버로 전송하여 경보를 발생시키되, 기 화재 발생 알림에는 화재 원인 정보가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 감지부는 상기 하우징 내부의 연기를 센싱하는 연기 센서; 및 상기 하우징 내부의 온도를 센싱하는 온도 센서를 포함하며, 상기 제어부는 상기 연기 센서 및 온도 센서의 센싱 결과 값 중 적어도 하나가 기 설정된 임계값 이상인 경우 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 소화부는 판넬 부착형 소화 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스트링 정보 수집부는, 각 스트링 별로 전압, 전류 및 온도를 센싱하는 전압 센서, 전류 센서 및 온도 센서를 포함하며, 상기 전압 센서 및 전류 센서의 센싱 값에 기초하여 누전, 아크, 과전압 및 과전류 발생을 감지하고, 상기 온도 센서의 센싱 값에 기초하여 기준 값 이상의 고온 발생을 감지할 수 있다.
이때, 상기 스트링 정보 수집부는, 상기 온도 센서의 센싱 값이 직전 센싱 값에 비해 기 설정된 범위 값 이상으로 급격히 상승할 경우 이상 고온 발생을 감지할 수 있다.
또한, 상기 태양광 접속반은 내부에 소정의 공간이 형성된 하우징; 및 상기 하우징의 일면에 구비된 환기부를 더 포함하되, 상기 환기부는 상기 하우징의 일면에 구비되어 외부와 내부의 공기를 순환시키는 환기구, 및 상기 환기구의 일면을 막도록 설치되어 환기구를 통해 순환되는 공기 내 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 및 분진을 여과하는 여과기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 환기구는 개폐 가능한 구조이되, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 소화부의 동작 시 폐쇄될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 화재 발생으로 판단되면 상기 접속반 주 차단부 가 상기 태양전지 어레이로부터 입력된 전기를 상기 인버터로 공급하는 연결을 차단하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 화재 발생 알림을 전송한 후, 상기 태양광 발전 운영 센터 서버로부터 상기 화재 발생 알림에 대응하는 전력 차단 명령을 수신하고, 상기 접속반 주 차단부가 상기 태양전지 어레이로부터 입력된 전기를 상기 인버터로 공급하는 연결을 차단하도록 제어할 수 있다.
또한, 태양광 접속반은, 상기 스트링 정보 수집부의 센싱 결과 또는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 태양전지 어레이의 스트링으로부터 전력이 입력되는 입력단과의 연결을 차단하는 PV 전력 차단부를 더 포함할 수 있다.
또한, 태양광 접속반의 전력회로와 접지 사이에 설치되어, 서지 전류를 방전시키는 서지보호기; 및 상기 서지보호기의 동작 횟수, 서지 크기, 서지 유입 방향 중 적어도 하나의 정보를 상기 제어부 및 상기 태양광 발전 운영 센터 서버 중 적어도 하나로 전송하는 SPD 정보 전송부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스트링 정보 수집부는 상기 태양전지 어레이의 스트링 별로 누설전류를 더 센싱하고, 상기 감지부는 상기 하우징 내부의 습도 및 진동 중 적어도 하나를 더 센싱하되, 상기 제어부는 상기 태양전지 어레이, 상기 스트링 정보 수집부 및 상기 감지부 중 적어도 하나로부터 수집된 데이터들을 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)에 입력하여 학습한 결과에 따라 화재 발생을 예측하며, 상기 예측한 결과에 따라 상기 소화부의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 상기 인공신경망은 계절 및 시간 조건을 학습할 파라미터로서 적용할 수 있다.
또한, 태양광 접속반은 상기 하우징의 일면에 장착되며, 상기 제어부를 통해 처리되는 데이터 및 처리 결과들을 화면에 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 태양광 접속반 내 발생되는 스트링 이상 상태 및 화재 발생을 신속하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 태양광 접속반 내 스트링 별 이상 상태 발생 시 전력 차단을 수행하여 과부하 등에 의한 화재 발생을 예방할 수 있으며, 화재 발생 시 태양광 접속반이 자체적으로 화재를 자동 진압할 수 있다.
이를 통해, 태양광 접속반에서 누전, 아크, 진동, 접촉 불량 등의 요인에 의한 온도 상승 등에 기인하여 발생되는 이상 상황(예: 화재 및 재난 상황)을 방지하기 위해, 근본적으로 인버터측 및 PV측 각각의 전기적인 회로를 차단하고 안정적으로 운용할 수 있다. 더 나아가, 통상적으로 실외의 여러 장소에 설치되어 있어 직접/개별적인 관리가 어려운 태양광 접속반의 화재 위험을 자동으로 진단 및 진압할 수 있음은 물론이며, 그 상위 시스템에서 운영 상태를 저장하도록 하기 위한 데이터 통신 또한 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 태양광 발전 시스템의 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 접속반의 구성을 개념적으로 표현한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 하우징 내부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 스트링 연결 상태를 설명하기 위한 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반의 이상 상황 및 화재 예측 모델을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 접속반의 구성을 개념적으로 표현한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 하우징 내부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 스트링 연결 상태를 설명하기 위한 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반의 이상 상황 및 화재 예측 모델을 설명하기 위한 개념도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서 '부(部)' 또는 '모듈'이란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부' 는 소프트웨어 또는 하드웨어 중 어느 하나에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 태양광 발전 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 태양광 발전 시스템(10)은 하나 이상의 태양광 패널을 포함하는 태양전지 어레이(PV array)(100), 태양전지 어레이(100)에서 생성된 전력(즉, 직류)을 수집하여 인버터(300)로 전달하는 태양광 접속반(200), 태양광 접속반(200)을 통해 전송된 전력(즉, 직류)을 교류로 변환시켜 배전반(400)으로 공급하는 인버터(300), 인버터(300)에서 변환된 저전압의 교류를 고전압으로 승압시켜 부하(load)(예를 들어, 전력계통 등)으로 전송하는 배전반(400), 및 태양광 접속반(200), 인버터(300) 및 배전반(400) 각각과 통신하여 상태 정보를 수집 및 관리하는 태양광 발전 운영 센터 서버(500)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 하나의 태양전지 모듈(PV: Photovoltaic Module)(103)은 복수의 태양전지 셀(cell)(101)들을 포함한다. 이러한 태양전지 셀(cell)(101)들을 소정의 개수(예: 10매 정도) 직렬로 접속하여 바이패스용 다이오드를 설치한 모듈의 구성 단위를 클러스터(cluster)(102)라 한다.
또한, 부하(예: 시스템)에 필요한 전압을 얻기 위해 복수의 태양전지 모듈(103)들을 직렬로 접속한 회로를 스트링(string)(104)이라 하며, 부하에 필요한 전력을 얻기 위해 복수의 스트링(104)을 병렬로 접속한 회로가 태양전지 어레이(100)이다.
이러한 태양전지 어레이(100)에 포함된 복수의 스트링(104) 별 출력 전력이 태양광 접속반(200)에 입력되어 모이게 된다. 참고로, 하나의 인버터(300)에는 하나 이상의 태양광 접속반(200)이 연결되어 전력을 전송할 수 있다.
태양광 발전 운영 센터 서버(500)와 태양광 접속반(200), 인버터(300) 및 배전반(400) 각각은 RS485 통신 규격 등의 유선 통신 방식을 사용할 수 있다. 또한, 태양광 발전 운영 센터 서버(500)와 태양광 접속반(200), 인버터(300) 및 배전반(400) 각각은 무선 통신 방식을 사용하여 통신할 수도 있으며, 예를 들어 5G 무선 통신망을 통한 IMT(International Mobile Telecommunication)-2020, 4G 무선 통신망을 통한 LTE(Long Term Evolution) 통신 방식 등에 기반하여 데이터를 송수신하는 것도 가능하다. 또한, 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area) 기술인 로라(LoRa, Long Range) 통신 방식 또는 근거리통신망(LAN) 기술인 이더넷(Ethernet) 통신 방식 등을 사용하여 통신하는 것도 가능하다. 이처럼, 태양광 발전 운영 센터 서버(500)와 태양광 접속반(200), 인버터(300) 및 배전반(400) 각각이 통신하는 방식은 한정되지 않는다.
구체적으로, 태양광 접속반(200)은 하나 이상의 스트링(104)을 포함하는 태양전지 어레이(100)에서 생성되는 직류 전력을 집합하여 인버터(300)로 전달할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반(200)의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 구성을 개념적으로 표현한 블록도이며, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 접속반의 구성을 개념적으로 표현한 블록도이다.
그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 하우징 내부를 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반의 스트링 연결 상태를 설명하기 위한 이미지이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 접속반(200)은 접속반 주 차단부(2010), 스트링 정보 수집부(2020), 감지부(2050), 소화부(2060) 및 제어부(2100)를 포함한다.
또한, 도2b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 접속반(200’)은 앞서 도 2a에서 설명한 태양광 접속반(200)의 모든 구성을 포함하되, 추가적으로 스트링 접속부(2030), 환기부(2040), PV 전력 차단부(2070), 서지보호기(Surge Protective Device, SPD)(2080), SPD 정보 전송부(2090) 및 디스플레이(2110)를 더 포함한다.
도 3을 참조하면, 도 2a 및 도 2b에 도시된 태양광 접속반(200)의 각 구성들은, 내부에 소정의 공간이 형성된 하우징(201) 내에 수납될 수 있다.
참고로, 도 4는 스트링 접속부(2030)와 스트링 정보 수집부(2020)를 통한 스트링 별 회로 연결 상태를 설명하기 위한 일례로서, 태양광 접속반(200)의 하우징(201) 내 수납된 전체 구성이 아닌 일부 구성들을 포함하는 이미지이다.
태양전지 어레이(100)에 포함된 태양전지 모듈(103)에서 생성된 전기는 스트링(104) 별로 각각 전류 이동 매체를 통해 태양광 접속반(200)으로 집합된다. 본 발명의 일 실시예에서는 스트링(104) 별로 전류가 이동하는 매체를 라인(line)이라고 지칭하도록 한다.
이때, 각 스트링(104) 별 출력 라인들은 하우징(201) 내부로 인입되며, 각 스트링 별 출력 라인들은 스트링 접속부(2030)에 개별적으로 연결된다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 스트링 접속부(2030)는 스트링 별 출력 라인 각각의 일단이 전기적으로 연결되는 복수의 단자(즉, 입력 단자)들을 포함하는 접속 단자대 형태로 구현될 수 있다.
이러한 스트링 접속부(2030)에 접속된 스트링 별 출력 라인(즉, 태양광 접속반(200)으로의 입력 라인)들은 집합되며, 이처럼 집합된 스트링 별 전력은 인버터(300)로 출력된다.
이때, 스트링 접속부(2030)의 복수의 단자들에는 각 스트링의 상태 정보를 센싱하는 스트링 정보 수집부(2020)가 연결된다. 즉, 스트링 접속부(2030)의 각 출력 단자에는 각 스트링의 상태를 센싱할 수 있는 스트링 정보 수집부(2020)의 각 단자들이 개별적으로 연결된다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 스트링 접속부(2030)의 각 입력 단자들에는 스트링(104) 별 (+) 출력 단자에 연결된 라인(S1)들과 (-) 출력 단자에 연결된 라인(S2)들이 연결된다. 그리고 스트링 접속부(2030)의 복수의 출력 단자와 스트링 정보 수집부(2020)의 복수의 입력 단자 간에 연결 라인(S3)들이 개별적으로 연결된다.
스트링 정보 수집부(2020)는 스트링(104) 별로 전압, 전류 및 온도를 센싱한다. 이를 위해, 스트링 정보 수집부(2020)는 스트링(104)들 각각에 대응하는 전압 센서, 전류 센서 및 온도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 스트링 정보 수집부(2020)에는 누설전류 측정기가 더 포함될 수 있으며, 이러한 누설전류 측정기는 각 스트링(104) 별 누설 전류를 센싱할 수 있다. 참고로, 누설전류 측정기를 통해 스트링 전체의 통합 누설 전류를 센싱하는 것도 가능하다.
스트링 정보 수집부(2020)는 각 센서들 및 누설전류 측정기를 통해 센싱된 각각의 센싱 값을 실시간 수집하고, 수집된 각 센싱 값에 기초하여 스트링 별 이상 상황 발생 및 화재 위험을 감지할 수 있다. 스트링 정보 수집부(2020)는 각 센서들로부터 신호를 수신하여 신호 분석 및 분석 결과에 따른 처리를 수행하는 전자회로(예: 인쇄회로기판)로 구현될 수 있다.
스트링 정보 수집부(2020)는 전압 센서, 전류 센서 및 누설전류 측정기의 센싱 값에 기초하여 개별 스트링의 아크, 과전압, 과전류 발생 및 누설 전류를 감지할 수 있다. 또한, 스트링 정보 수집부(2020)는 온도 센서의 센싱 값에 기초하여 해당 스트링에 대해 기준 값 이상의 고온이 발생된 것을 감지할 수 있다. 스트링 정보 수집부(2020)는 온도 센서를 통해 센싱된 센싱 값이 직전 센싱 값에 비해 기 설정된 범위 값 이상으로 급격히 상승할 경우 이상 고온 발생으로 감지할 수도 있다.
이처럼 아크, 과전압, 과전류, 기준치 초과의 누설전류 및 이상 고온 발생이 감지되면, 스트링 정보 수집부(2020)는 접속반 주 차단부(2010), PV 전력 차단부(2070) 및 외부의 태양광 발전 운영 센터 서버(이하, 설명의 편의상 ‘운영 센터 서버’라고 지칭함)(500) 중 적어도 하나로 해당 정보(즉, 스트링 상태 정보) 또는 전력 차단 명령 신호를 전달할 수 있다.
또한, 스트링 정보 수집부(2020)는 운영 센터 서버(500) 측에서 각 태양 전지 모듈(103)의 상태를 모니터링할 수 있도록, 각 센서들 및 누설전류 측정기를 통해 센싱된 각각의 센싱 값(즉, 스트링 상태 정보 및 누설전류 값)을 운영 센터 서버(500)로 항시 전송할 수 있다.
이때, 스트링 정보 수집부(2020)는 운영 센터 서버(500)와 기 설정된 통신 포맷(예: RS485, LTE, IMT-2020 등)을 사용하여 스트링 상태 정보를 전송할 수 있다. 이를 위해 스트링 정보 수집부(2020) 자체에 통신 모듈이 포함되어 있거나 또는 태양광 접속반(200)에 외부 장치(즉, 인버터 및 운영 센터 서버 등)와의 통신을 위한 별도의 통신 모듈(미도시)이 더 포함될 수 있다. 참고로, 운영 센터 서버(500)로의 스트링 상태 정보 전송 시, 스트링 상태 정보에는 해당 스트링(104)의 식별 정보 및 해당 스트링(104)에 대응하는 태양전지 모듈(103)의 식별 정보가 더 포함될 수 있다.
또한, 스트링 정보 수집부(2020)는 각 센서들 및 누설전류 측정기를 통해 센싱된 센싱 값(즉, 스트링 상태 정보 및 누설전류 값)을 제어부(2100)로 전달한다. 이처럼, 제어부(2100)로 전달된 센싱 값들은 태양광 접속반(200)의 전기적 이상 상황 및 화재 발생을 예측하는 파라미터로써 사용될 수 있다.
접속반 주 차단부(2010)는 태양전지 어레이(100)로부터 수집된 전기를 인버터(300)로 공급하기 위한 연결을 차단하는 차단기를 포함하되, 스트링 정보 수집부(2020)의 센싱 결과에 기초하여 차단기의 차단 동작을 제어한다.
스트링 정보 수집부(2020)를 통해 측정된 센싱 결과 값이 이상 상황 발생으로 판단된 경우, 접속반 주 차단부(2010)는 차단기의 동작을 제어하여 태양전지 어레이(100)로부터 입력된 전기를 인버터(300)로 출력하는 출력단의 연결을 차단한다.
또한, 접속반 주 차단부(2010)는 제어부(2100)로부터의 차단 제어 신호를 수신하면 인버터(300)로의 연결을 차단할 수도 있다. 이때, 제어부(2100)는 태양광 접속반(200)에 이상 상황 및 화재 중 적어도 하나가 발생한 것으로 판단된 경우 접속반 주 차단부(2010)로 전력 차단 제어 신호를 전송할 수 있다.
태양전지 어레이(100)로부터의 출력단은 각각 PV 전력 차단부(2070)를 통해 스트링 접속부(2030)에 접속될 수 있다. PV 전력 차단부(2070)는 태양전지 어레이(100)로부터 전기가 입력되는 연결을 차단하는 차단기를 포함한다. 예를 들어, PV 전력 차단부(2070)의 차단기는 일종의 스위치로서, 제어부(2100)로부터 차단 제어 신호를 수신하면 태양전지 어레이(100)의 스트링(104) 별 출력 라인과 스트링 접속부(2030) 간의 연결이 차단되도록 오프(OFF) 상태로 변경될 수 있다.
서지보호기(2080)는 태양광 접속반(200)의 전력 회로와 접지 사이에 연결되며, 접지 연결을 통해 서지(surge)로부터 태양광 접속반(200)을 보호한다.
참고로, 서지는 전기선 또는 통신선 등에 예기치 않은 이상 과도 전압을 통칭하는 것으로서, 수 us 내지 수십 us의 짧은 시간 동안에 전압은 작게 수 mV 부터 크게 수십 kV에 달하고 전류는 수십 kA에 달하는 강력한 에너지(예: 수 MW)를 갖는다. 이러한 서지가 정전기와 다른 점은, 주로 낙뢰 등에 의한 전자기파가 선로에 유도되거나 스위치를 켜고 끌 때 돌입 전류, 차단 스파크 등에 기인한 전력의 유도, 및 대용량의 커패시터의 충방전 등에 의해 에너지가 형성된다는 점이다. 이처럼 서지는, 큰 전력을 가지는 에너지를 함유하여 전기 선로 또는 통신 선로를 통해 유입되어 장비를 손상시킨다.
이에, 서지보호기(2080)는 낙뢰나 부하가 큰 차단기 등의 동작으로 순간적인 높은 과전압 또는 과전류가 발생될 경우, 일정 크기 이상의 과전압에서 쇼트 상태가 되어 접지쪽으로 서지 전류가 방전되도록 동작한다. 즉, 서지 전류가 부하(즉, 태양광 접속반(200) 내 회로 및 인버터 등)를 통해 흐르지 않도록 서지보호기(2080)을 통해 흐르게 하여, 부하에서 발생하는 전압 강하가 과다하게 상승하는 것을 막는다.
SPD 정보 전송부(2090)는 서지보호기(2080)의 동작 횟수 정보, 서지 크기 및 서지 유입 방향 정보를 포함하는 SPD 정보를 제어부(2100)로 전송한다. 이처럼 제어부(2100)로 전달된 SPD 정보는 태양광 접속반(200)의 이상 상황 및 화재 발생을 예측하는 파라미터로써 사용될 수 있다.
또한, SPD 정보 전송부(2090)는 SPD 정보를 운영 센터 서버(500)로 전송할 수 있다. 이때, SPD 정보 전송부(2090)는 자체적으로 운영 센터 서버(500)와 통신하는 통신 모듈(미도시)을 포함하여 SPD 정보를 전송할 수 있다. 또는 SPD 정보 전송부(2090)는 SPD 정보를 제어부(2100)로 전달하고, 제어부(2100)가 태양광 접속반(200)에 구비된 별도의 통신모듈(미도시)를 통해 SPD 정보를 운영 센터 서버(500)로 전송하는 것도 가능하다.
참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 태양광 접속반(200)에 자체적으로 통신 기능이 탑재된 서지보호기(2080)(즉, 통신용 SPD)가 포함되는 것도 가능하다. 이러한 경우, 통신 모듈이 탑재된 서지보호기(2080)가 직접 SPD 정보를 송출할 수 있으며, 이에 따라 SPD 정보 전송부(2090) 구성이 생략될 수도 있다.
환기부(2040)는 하우징(201)의 일면에 구비되어, 하우징(201) 외부와 내부의 공기를 순환시키는 환기구를 포함한다.
또한, 환기부(2040)의 환기구는 개폐 가능한 구조로서, 폐쇄 시 하우징(201) 내부를 밀폐시킬 수 있다. 이때, 환기부(2040)는 제어부(2100)로부터의 제어 신호에 따라 환기구가 폐쇄되어 하우징(201) 내부를 밀폐시킴으로써, 소화부(2060)의 화재 진압 동작에 따른 화재 진압 효율을 크게 높일 수 있다.
한편, 태양광 접속반(200)의 주변 환경 여건에 따라 먼지 또는 분진 등이 하우징(201) 내로 유입될 경우, 태양광 접속반(200) 내 구성 요소 간 접속 부위에는 각각 절연 파괴 및 화재 발생 위험이 높아질 수 있다.
이에 따라, 환기부(2040)에는 공기가 유입되는 환기구에 여과기(예: 미세먼지 또는 초미세먼지 필터 등)가 장착될 수 있다. 이러한 여과기를 통해 태양광 접속반(200) 내부로 공기는 순환되되, 먼지(미세먼지 또는 초미세먼지 등) 또는 분진 등의 미립자는 여과되어 내부 진입이 차단될 수 있다. 이를 통해, 태양광 접속반(200) 내부 구성들의 절연 문제 발생 및 화재 발생을 예방할 수 있다.
감지부(2050)는 하우징(201) 내부의 온도, 습도, 진동, 지진 및 연기를 실시간 센싱하고, 각각의 센싱된 값을 제어부(2100)로 전송한다. 이를 위해, 감지부(2050)는 하나 이상의 온도 센서, 습도 센서, 진동 및 지진 센서, 및 연기 센서를 각각 포함하되, 각 센서는 하우징(201) 내부의 전반적인 온도, 습도, 진동, 지진 및 연기 값을 센싱할 수 있는 하나 이상의 위치에 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 연기 센서(smoke sensor)는 감광식(感光式), 광산란식, 이온화식 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 감광식(투과식) 연기 감지 센서를 사용할 경우, 광(LED) 소자와 수광 소자(포토다이오드)가 하우징(201) 내 대향하게 배치될 수 있다. 이때, 광로(즉, 하우징(201) 내)에 연기가 발생되면 흡수나 산란에 의하여 수광 소자에 들어가는 광량이 감소되므로 연기 발생 및 정도를 감지할 수 있다.
소화부(2060)는 하우징(201)의 일 영역에 설치되어 제어부(2100)의 제어 신호에 기초하여 하우징(201)의 내부로 소화 물질을 분사한다. 이때, 소화부(2060)는 판넬 부착형 소화 장치를 포함할 수 있다. 예로서, 소화부(2060)의 소화 장치는 소화 물질을 교환 및 보충 가능하도록 수납할 수 있으며, 하우징(201)의 일 영역(예를 들어, 상부 판넬 내측)에 부착되어 하우징 내부 방향으로 소화 물질을 분사할 수 있다.
PV 전력 차단부(2070)는 제어부(2100)의 제어 신호에 기초하여 전기적 이상 상황 또는 화재 발생 시 태양전지 어레이(100)의 출력단(즉, 태양광 접속반(200)의 입력단)과의 연결을 차단한다. 이를 통해, 태양광 접속반(200) 내 이상 상황 또는 화재 발생 시 태양전지 어레이(100) 측으로 불안정한 역전력이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
제어부(2100)는 감지부(2050)의 센싱 결과에 기초하여 태양광 접속반(200)의 화재 발생 여부를 판단한다. 그리고 제어부(2100)는 감지부(2050)의 센싱 결과가 기준치를 초과할 경우 화재가 발생한 것으로 판단하고, 소화부(2060)로 화재 진압을 위한 제어 신호를 전송하여 소화부(2060)가 기 설정된 소화 처리를 수행하도록 한다.
제어부(2100)는 감지부(2050)로부터 수신된 온도 센싱 값 및 연기 센싱 값 중 적어도 하나가 임계값 이상인 경우 화재가 발생한 것으로 판단한다. 일 실시 예에 따라, 제어부(2100)는 온도 컨트롤러(Temperature Indicating Controller, TIC)를 포함하여 구현될 수 있다.
그리고, 제어부(2100)는 태양광 접속반(200) 내 화재가 발생한 것으로 판단되면, 화재 발생 알림을 기 연계된 운영 센터 서버(500)로 전송하여 경보를 발생시킬 수 있다. 이때, 화재 발생 알림에는 실시간으로 검출된 온도 정보 및 연기 정보 중 적어도 하나에 따른 화재 원인 정보가 더 포함될 수도 있다.
이때, 제어부(2100)는 운영 센터 서버(500)로 기 설정된 통신 포맷(예: RS485, LTE, IMT-2020 등)을 사용하여 화재 발생 알림(즉, 경보)을 전송할 수 있다. 이를 위해 제어부(2100) 자체에 통신 모듈이 포함되어 있거나 또는 태양광 접속반(200)에 외부 장치(즉, 운영 센터 서버 등)와의 통신을 위한 별도의 통신 모듈(미도시)이 더 포함될 수 있다. 참고로, 운영 센터 서버(500)로의 화재 발생 알림 전송 시, 해당 태양광 접속반의 식별 정보가 더 포함될 수 있다.
예를 들어, 제어부(2100)는 실시간으로 검출된 온도 값 또는 연기 값 중 어느 하나가 기준치를 초과한 경우 화재가 발생된 것으로 판단하되, 화재 경보를 발생시킬 수 있다. 또한, 제어부(2100)는 상기 검출된 온도 값 및 연기 값이 둘다 기준치를 초과한 경우 또한 화재가 발생한 것으로 판단하되, 화재 경보 더불어 소화부(2060)을 통해 화재를 진압할 수 있다. 이처럼, 제어부(2100)는 상기 검출된 온도 값 및 연기 값 중 적어도 하나에 기초하여 소화부(2060)를 통한 화재 진압 및 운영 센터 서버(500)로의 화재 발생 알림 전송 중 적어도 하나의 처리를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(2100)는 태양광 접속반(200) 내 화재 발생이 판단되면, 자체적으로 접속반 주 차단부(2010) 및 PV 전력 차단부(2070) 중 적어도 하나의 차단 동작을 제어한다. 다른 예로서, 운영 센터 서버(500)가 해당 태양광 접속반(200)으로부터 실시간으로 각종 센싱 정보들을 수신하면, 수신된 센싱 정보들에 기초하여 태양광 접속반(200)의 화재 발생을 판단하여 화재 진압을 위한 제어 신호를 태양광 접속반(200)으로 전송할 수도 있다. 이러한 경우 제어부(2100)는 운영 센터 서버(500)로부터 전력 차단 명령을 수신하고, 이에 기초하여 접속반 주 차단부(2010) 등의 차단 동작을 제어할 수도 있다.
이러한 제어부(2100)는 감지부(2050)를 통해 각 센서들로부터 신호를 수신하여 신호를 분석하고, 분석 결과에 따른 기 설정된 처리를 수행하는 전자회로(예: 인쇄회로기판)로 구현될 수 있다.
한편, 제어부(2100)는 인공지능(Artificial Intelligence, AI)을 사용한 모델에 기반하여 태양광 접속반(200)의 전기적 이상 상황 및 화재 발생을 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(2100)는 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)을 통해 각 특징(feature) 데이터들을 기계학습하여, 해당 태양광 접속반(200)에서 이상 상황 및 화재가 발생될 것을 예측할 수 있다. 그리고 제어부(2100)는 이상 상황 및 화재의 발생이 예측될 경우 사전에 설정된 처리(즉, 인버터 및 PV 전력 차단, 화재 진압 처리, 화재 발생 알림 처리 등)를 수행할 수 있다.
제어부(2100)는 인공신경망을 통해 학습할 데이터로서, 태양광 접속반(200)에 대한 내부 및 외부 데이터(이하, ‘파라미터’라고 지칭함)들을 수집할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반의 이상 상황 및 화재 예측 모델을 설명하기 위한 개념도이다.
도5를 참조하면, 제어부(2100)는 내부 파라미터와 외부 파라미터를 이용하여 예측 모델에 대한 학습을 수행하고, 예측 모델을 생성할 수 있다. 제어부(2100)는 생성된 예측 모델에 기반하여 이상 상황/화재 발생을 판단할 수 있다. 판단 결과는 예측 모델의 입력으로 피드백되어 학습에 재사용될 수 있다.
제어부(2100)는 내부 파라미터로서, 스트링 정보 수집부(2020)를 통해 측정된 센싱 값(즉, 스트링 별 전압, 전류, 온도 및 누설전류값), SPD 정보 전송부(2090)를 통해 검출된 SPD 정보(즉, 서지보호기 동작 빈도, 서지 크기, 서지 유입 방향 정보), 및 감지부(2050)를 통해 측정된 하우징(201) 내의 온도, 습도, 진동 및 연기 센싱 값을 수집한다.
감지부(2050)를 통해 측정된 진동 또는 지진 센싱 값은, 지진 발생 시 진동 값이 기준치 이상으로 크게 변동되는 것을 확인하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 태양광 접속반(200)이 공장 루프탑(roof top) 등에 설치된 경우 기본적으로 발생되는 평소 진동 값이 있으며, 태양광 접속반(200)이 고정된 바닥에 설치된 경우 평소 진동 값이 0에 가까울 수 있다. 이러한 각각의 설치 조건 별로 지진 발생을 감지할 수 있는 진동 기준치는 상이하게 설정될 수 있으며, 해당 기준치를 초과할 경우 지진이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 제어부(2100)는 이러한 설치 조건 별 진동 기준치 및 측정된 실시간 진동 값을 태양광 접속반(200)의 이상 상황 또는 화재 발생 위험을 예측하기 위한 파라미터로 사용할 수 있다.
그리고 제어부(2100)는 외부 파라미터로서, 계절별/환경적 태양광 발전 변수를 수집한다. 이때, 제어부(2100)는 태양전지 어레이(100)의 각 태양전지 모듈(103) 별로 발전량, 온도, 태양광 조사량, 풍속 등의 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 태양전지 모듈 별 데이터는 태양전지 모듈(또는 스트링)에 자체적으로 구비된 각종 센서들을 통해 측정된 값일 수 있다. 또한, 제어부(2100)는 외부 파라미터로서, 외부 서버로부터 환경 데이터를 제공받을 수 있다. 이때, 외부 서버로부터 수신하는 환경 데이터는 통신 네트워크를 통해 외부 기상 자료 제공 서버(예: 기상청 서버 또는 기상청 서버로부터 데이터를 제공받는 민간예보사업자 지원 서버 등 )로부터 제공되는, 날씨, 온도 정보 등일 수 있다. 또한, 제어부(2100)는 계절(예: 봄, 여름, 가을, 겨울 등) 및 시간(예: 월(month), 오전, 오후 등) 조건을 학습 데이터로서 사용할 수 있다.
제어부(2100)는 상술한 각종 파라미터들을 인공신경망 모델의 학습 데이터로 입력하여 학습을 수행함으로써 이상 상황 및 화재 발생 중 적어도 하나를 예측하기 위한 모델을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(2100)는 인공신경망 모델에 상술한 각종 파라미터들을 입력함으로써 이상 상황 및 화재 발생 중 적어도 하나를 예측할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 접속반(200)은 이상 상황 및 화재 발생 감지 시 태양전지 어레이(100)(즉, 입력단) 및 인버터(300)(즉, 출력단) 각각과의 전기적 연결을 차단하기 위해 태양광 접속반(200) 내 전기 회로가 물리적으로 자체 파괴되도록 설계될 수도 있다. 예를 들어, 태양광 접속반(200)의 태양전지 어레이(100) 및 인버터(300) 각각과의 연결단은 제어 신호에 의해 작동하는 스위칭 소자가 아닌, 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나가 기준치 이상이 될 경우 파괴되어 절연되는 소자들로 구현될 수도 있다. 이때, 제어부(2100)는 각 소자들 별로 파괴되는 파괴 기준치 보다 낮은 감지 기준치가 측정될 경우, 각 소자들의 파괴 시작점 이전에 소화부(2060)로 화재 진압용 제어 신호를 전송할 수 있다.
디스플레이(2110)는 제어부(2100)를 통해 수신된 데이터를 화면에 표시하여 사용자(예: 태양광 접속반 관리자, 태양광 발전 시스템 운용자 등)가 해당 태양광 접속반(200) 및 태양전지 어레이(100)의 각 태양전지 모듈 또는 스트링 별 상태 정보를 확인할 수 있도록 제공한다.
태양광 접속반 및 각 태양전지 어레이의 상태 정보는 태양광 접속반 자체의 상태 정보(즉, 연기, 온도, 누설전류, 서지보호기 작동 정보 등), 각 태양전지 모듈 또는 스트링 별 스트링 정보, 전압 및 전류 정보, 온도 정보, 환경 정보, 제어부(2100)를 통해 처리된 이상 상황 및 화재 발생 판단 결과, 이상 상황 및 화재 처리 결과 등 태양광 접속반(200)을 통해서 처리되는 모든 종류의 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이(2110)는 사용자가 필요한 정보를 검색할 수 있도록 사용자 입력 인터페이스를 제공할 수 있으며, 디스플레이(2110) 자체를 통해 사용자가 동작을 제어할 수 있도록 하는 터치스크린으로 구현되는 것도 가능하다.
한편, 앞서 태양광 접속반(200)의 각 구성은 하우징(201)의 내부에 수납된 것을 설명하였다. 이때, 디스플레이(2110) 역시 하우징(201) 내에 수납되어, 하우징(201)의 내부가 개방될 경우 확인 및 조작이 가능하도록 설치될 수 있다. 또한, 디스플레이(2110)는 하우징(201) 내부에 위치하되, 외부에서 표시 내용 확인 및 조작이 가능하도록 적어도 일부 면이 외부에 노출되도록 장착될 수도 있다. 예를 들어, 하우징(201)의 일부 면에는 디스플레이(2110)의 화면 및 조작 패널(예: 터치 스크린) 등이 외부에 노출되도록 일정 크기의 개구부가 형성될 수 있으며, 이러한 개구부를 통해 내부에 설치된 디스플레이(2110)의 화면 및 조작 패널 등이 직접 노출되거나 또는 개구부에 투명 재질의 보호판(예를 들어, 아크릴 판 등)이 형성되어 있어 이를 통해 디스플레이(2110)의 화면이 노출되는 것도 가능하다. 이때, 하우징(201)의 개구부는 디스플레이(2110)의 몸체에 의해 밀폐되거나 또는 보호판에 의해 밀폐 처리될 수 있다.
다른 예로서, 디스플레이(2110)는 하우징(201) 외부 일측에 장착되되, 내부의 다른 구성들 중 적어도 하나와 신호(또는 데이터)를 송수신할 수 있도록 연결될 수도 있다.
또 다른 예로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 사용자 단말(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 사용자 단말에는 태양광 접속반(200)의 제어부(2100) 및 태양광 발전 운영 센터 서버(500)에 각각 접속하여 태양광 접속반(200)의 이상 상황 및 화재 발생 감지와 관련된 각종 데이터(예: 제어부(2100)를 통해 처리되는 모든 데이터 또는 디스플레이(2110)를 통해 출력되는 모든 데이터)를 확인할 수 있는 애플리케이션 또는 웹 페이지(예, 모바일 웹 등) 접속 프로그램이 탑재되어 있을 수 있다. 이때, 사용자 단말은 네트워크(유무선 네트워크로서, 그 종류는 한정되지 않음)를 통해 태양광 접속반(200) 또는 태양광 발전 운영 센터 서버(500)에 접속할 수 있으며, 사용자 단말에 탑재된 애플리케이션 또는 웹 페이지 접속 프로그램은 각각의 데이터를 선택 및 확인할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 태양광 발전 시스템
100: 태양전지 어레이
200: 태양광 접속반
300: 인버터
400: 배전반
500: 태양광 발전 운영 센터 서버
100: 태양전지 어레이
200: 태양광 접속반
300: 인버터
400: 배전반
500: 태양광 발전 운영 센터 서버
Claims (14)
- 태양전지 어레이에서 생성된 전력을 집합하여 태양광 발전 시스템의 인버터로 전송하는 태양광 접속반에 있어서,
상기 태양전지 어레이의 스트링 별로 전압, 전류 및 온도를 센싱하는 스트링 정보 수집부;
상기 스트링 정보 수집부의 센싱 결과에 기초하여 상기 태양전지 어레이로부터 입력된 전기를 상기 인버터로 공급하는 연결을 차단하는 접속반 주 차단부;
내부로 소화 물질을 분사하는 소화부;
상기 내부의 온도 및 연기 중 적어도 하나를 센싱하는 감지부; 및
상기 감지부의 센싱 결과에 기초하여 화재 발생을 판단하고, 화재 발생으로 판단되면 상기 소화부의 동작을 제어하여 소화 처리를 수행하도록 하는 제어부를 포함하는, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 화재 발생으로 판단되면 화재 발생 알림을 기 연계된 태양광 발전 운영 센터 서버로 전송하여 경보를 발생시키되,
상기 화재 발생 알림에는 화재 원인 정보가 더 포함된 것인, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 내부의 연기를 센싱하는 연기 센서; 및
상기 내부의 온도를 센싱하는 온도 센서를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 연기 센서 및 온도 센서의 센싱 결과 값 중 적어도 하나가 기 설정된 임계값 이상인 경우 화재가 발생한 것으로 판단하는 것인, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
상기 소화부는 판넬 부착형 소화 장치를 포함하는 것인, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스트링 정보 수집부는,
각 스트링 별로 전압, 전류 및 온도를 센싱하는 전압 센서, 전류 센서 및 온도 센서를 포함하며,
상기 전압 센서 및 전류 센서의 센싱 값에 기초하여 누전, 아크, 과전압 및 과전류 발생을 감지하고,
상기 온도 센서의 센싱 값에 기초하여 기준 값 이상의 고온 발생을 감지하는, 태양광 접속반.
- 제 5 항에 있어서,
상기 스트링 정보 수집부는,
상기 온도 센서의 센싱 값이 직전 센싱 값에 비해 기 설정된 범위 값 이상으로 급격히 상승할 경우 이상 고온 발생을 감지하는 것인, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
내부에 소정의 공간이 형성된 하우징; 및
상기 하우징의 일면에 구비된 환기부를 더 포함하고,
상기 환기부는,
상기 하우징의 외부와 내부의 공기를 순환시키는 환기구, 및 상기 환기구의 일면을 막도록 설치되어 환기구를 통해 순환되는 공기 내 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 및 분진을 여과하는 여과기를 포함하도록 구성되는, 태양광 접속반.
- 제 7 항에 있어서,
상기 환기구는 개폐 가능한 구조이되, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 소화부의 동작 시 폐쇄되는 것인, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 화재 발생으로 판단되면 상기 접속반 주 차단부가 상기 태양전지 어레이로부터 입력된 전기를 상기 인버터로 공급하는 연결을 차단하도록 제어하는, 태양광 접속반.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 화재 발생 알림을 전송한 후, 상기 태양광 발전 운영 센터 서버로부터 상기 화재 발생 알림에 대응하는 전력 차단 명령을 수신하고,
상기 접속반 주 차단부가 상기 태양광 셀로부터 입력된 전기를 상기 인버터로 공급하는 연결을 차단하도록 제어하는, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스트링 정보 수집부의 센싱 결과 또는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 태양전지 어레이의 스트링으로부터 전력이 입력되는 입력단과의 연결을 차단하는 PV 전력 차단부를 더 포함하는, 태양광 접속반.
- 제 2 항에 있어서,
상기 태양광 접속반의 전력회로와 접지 사이에 연결되어, 서지 전류를 방전시키는 서지보호기; 및
상기 서지보호기의 동작 횟수, 서지 크기, 서지 유입 방향 중 적어도 하나의 정보를 상기 제어부 및 상기 태양광 발전 운영 센터 서버 중 적어도 하나로 전송하는 SPD 정보 전송부를 더 포함하는, 태양광 접속반.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스트링 정보 수집부는 상기 태양전지 어레이의 스트링 별로 누설전류를 더 센싱하고,
상기 감지부는 상기 하우징 내부의 습도 및 진동 중 적어도 하나를 더 센싱하며,
상기 제어부는,
상기 태양전지 어레이, 상기 스트링 정보 수집부 및 상기 감지부 중 적어도 하나로부터 수집된 데이터들을 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)에 입력하여 학습한 결과에 따라 생성된 예측 모델에 기반하여 화재 발생을 예측하되,
상기 인공신경망의 학습을 위한 데이터는, 계절 및 시간 조건을 더 포함하는 것인, 태양광 접속반.
- 제 13 항에 있어서,
상기 하우징의 일면에 장착되며,
상기 제어부를 통해 처리되는 데이터 및 처리 결과들을 화면에 표시하는 디스플레이를 더 포함하는, 태양광 접속반.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190067390A KR102257375B1 (ko) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반 |
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| KR1020190067390A KR102257375B1 (ko) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | 지능형 안전관리가 가능한 태양광 접속반 |
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| KR20200140963A true KR20200140963A (ko) | 2020-12-17 |
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