KR20210131116A - 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치 - Google Patents

전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아도 마스터전력변환장치를 작동시키지 못할 경우, 에너지저장부에 발전한 전기를 모아서 에너지저장부에 저장한다.
한편, 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모으면 마스터전력변환장치 하나는 작동시킬 수 있는 경우, 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아서, 마스터전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급한다.
한편, 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들 각각에서 발전한 양이 충분하여 각자와 연결된 전력변환장치를 작동시킬 수 있는 경우, 각자의 전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급한다.
이렇게, 총 3단계에서 나누어, 발전된 전기를 에너지저장부에 저장 또는 수요처에 공급하므로, 에너지저장부의 용량을 크게 늘리지 않을 수 있고, 발전효율이 현저히 향상된다.

Description

전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치{Photovoltaic power generation device with improved power generation efficiency by adjusting voltage fastening}
본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전 장치는, 태양광을 받아 발전하는 태양전지모듈, 태양전지모듈에서 발전된 직류전기를 교류전기로 변환하는 전력변환장치(PCS, Power Conversion System), 전력변환장치와 연결되어 전기를 저장하는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 등으로 구성된다.
태양전지모듈에서 발전은 해가 뜨면서 시작되는데, 발전량이 일정 수준을 넘지 못하면, 전력변환장치는 작동하지 않는다. 이로 인해, 발전이 되고도 전력변환장치를 작동시키지 못해, 발전된 전기가 버려지게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 한국등록특허(10-1591951)에서는, 일조량을 산출하고, 산출한 일조량에 따라 태양광 발전 모드 및 절전 모드 중에 하나를 수행하는 태양광 발전 시스템을 개시하고 있다. 일조량이 기준 일조량 이하일 경우, 복수의 태양 전지 모듈에서 출력되는 전기 에너지를 에너지 저장 시스템으로 전달하고 전력변환장치의 가동을 정지시킨다.
그러나, 전력변환장치를 작동시키지 못했다고, 발전된 전기를 모두 에너지 저장 시스템으로만 저장할 경우, 에너지 저장 시스템의 용량이 지나치게 커져야 한다. 그렇다고, 에너지 저장 시스템의 용량을 줄이면, 에너지 저장 시스템이 쉽게 차버려, 발전된 전기를 에너지 저장시스템에 더 이상 저장되지 못하고 버릴 수밖에 없다.
한국등록특허(10-1591951)
본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해결할 수 있는 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치는,
마스터 태양전지모듈;
슬레이브 태양전지모듈들;
상기 마스터 태양전지모듈과 연결된 마스터전압체결부;
상기 슬레이브 태양전지모듈들과 일대일로 연결된 슬레이브전압체결부들;
상기 마스터전압체결부에 선택적으로 연결된 마스터전력변환장치와 에너지저장부; 및
상기 슬레이브전압체결부들과 일대일로 연결된 슬레이브전력변환장치들을 포함하며,
상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아도 상기 마스터전력변환장치를 작동시키지 못할 경우, 상기 에너지저장부에 발전한 전기를 모아서 상기 에너지저장부에 저장하고,
상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모으면 상기 마스터전력변환장치 하나는 작동시킬 수 있는 경우, 상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아서, 상기 마스터전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급하고,
상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들 각각에서 발전한 양이 충분하여 각자와 연결된 상기 마스터전력변환장치 또는 상기 슬레이브전력변환장치를 작동시킬 수 있는 경우, 상기 마스터전력변환장치 또는 상기 슬레이브전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아도 마스터전력변환장치를 작동시키지 못할 경우, 에너지저장부에 발전한 전기를 모아서 에너지저장부에 저장한다.
한편, 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모으면 마스터전력변환장치 하나는 작동시킬 수 있는 경우, 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아서, 마스터전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급한다.
한편, 마스터 태양전지모듈과 슬레이브 태양전지모듈들 각각에서 발전한 양이 충분하여 각자와 연결된 전력변환장치를 작동시킬 수 있는 경우, 각자의 전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급한다.
이렇게, 총 3단계로 나누어, 발전된 전기를 에너지저장부에 저장 또는 수요처에 공급하므로, 에너지저장부의 용량을 크게 늘리지 않을 수 있고, 발전효율이 현저히 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양광 발전 장치의 세부구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 마스터 태양전지모듈을 구성하는 스위칭부의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치를 자세히 설명한다. 도 1 및 2를 기본적으로 참조한다. 도 2에 도시된 빨간색 화살표는 전류의 흐름을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치(1)는, 마스터 태양전지모듈(10a), 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n), 마스터전압체결부(20a), 슬레이브전압체결부들(20b~20n), 마스터전력변환장치(30a), 슬레이브전력변환장치들(30b~30n), 에너지저장부(40)로 구성된다.
슬레이브 태양전지모듈은 10b 10c ... 으로 2개 이상이며, 이를 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)로 표시한다. 슬레이브전압체결부는 20b 20c ... 으로 2개 이상이며, 이를 슬레이브전압체결부들(20b~20n)로 표시한다. 슬레이브전력변환장치는 30b 30c ... 으로 2개 이상이며, 이를 슬레이브전력변환장치들(30b~30n)로 표시한다.
마스터 태양전지모듈(10a)은, 태양전지모듈들(11a,11b~11n), 제1스위칭부(12), 제2스위칭부(13)로 구성된다.
태양전지모듈들(11a,11b~11n)은 태양광을 받아 발전한다. 태양전지모듈은 11a, 11b ... 으로 2개 이상이며, 이를 태양전지모듈들(11a,11b~11n)로 표시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 태양전지모듈들(11a,11b~11n)의 +극과 -극은 서로 연결된다.
제1스위칭부(12)는 마스터 태양전지모듈(10a)의 첫 번째 태양전지모듈들(11a)의 +극과 마스터전압체결부(20a)를 구성하는 제1-1체결부(20aa)를 연결 또는 연결을 끊는다.
제1스위칭부(12)는 래치릴레이(12a), 무접점릴레이(12b)로 구성된다. 무접점릴레이(12b)는 MOSFET(금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터)다. 무접점릴레이(12b)는 역방향 전류를 차단한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무접점릴레이(12b)는 제어전압(V)을 서서히 올려, 첫 번째 태양전지모듈들(11a)의 +극에서 마스터전압체결부(20a)로 흘러가는 전류의 양을 늘린다. 전류(SSR_I)의 양이 최고 전류(SSR_Imax)에 도달하면, 래치릴레이(12a)를 온(ON) 시켜, 전류가 래치릴레이(12a)를 통해서도 흘러가게 만든다. 다음, 무접점릴레이(12b)가 제어전압(V)을 서서히 낮추어, 전류가 래치릴레이(12a)를 통해서만 흘러가게 만든다. 이렇게 전류흐름경로를 바꾸어, 래치릴레이(12a)를 바로 온(ON) 시켰을 때 돌입전류 및 아크(Arc)가 발생하는 것을 막을 수 있다. 또한, 무접점릴레이(12b)로만 전류가 흘러갈 경우, 무접점릴레이(12b)에서 과도하게 열이 발생하는 것을 막을 수 있다. 한편, 래치릴레이(12a)가 열화 및/또는 단선될 경우, 래치릴레이(12a)를 온(ON) 시켜 전류가 무접점릴레이(12b) 뿐만 아니라 래치릴레이(12a)에도 흐를 때, 평상시(기준시) 보다 무접점릴레이(12b)에 전류가 더 많이 흐르게 된다. 본 태양광 발전장치는 이를 감지하여, 래치릴레이(12a)의 열화 및/또는 단선 여부까지 진단할 수 있다.
제2스위칭부(13)는 마지막 번째 태양전지모듈들(11n)의 -극과 마스터전압체결부(20a)를 구성하는 제1-2체결부(20ab)를 연결 또는 연결을 끊는다. 제2스위칭부(13)는 래치릴레이(13a), 무접점릴레이(13b)로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무접점릴레이(13b)는 제어전압(V)을 서서히 올려, 마스터전압체결부(20a)에서 마지막 번째 태양전지모듈들(11a)의 -극으로 흘러가는 전류의 양을 늘린다. 전류(SSR_I)의 양이 최고 전류(SSR_Imax)에 도달하면, 래치릴레이(13a)를 온(ON) 시켜, 전류가 래치릴레이(12a)를 통해서도 흘러가게 만든다. 다음, 무접점릴레이(13b)가 제어전압(V)을 서서히 낮추어, 전류가 래치릴레이(12a)를 통해서만 흘러가게 만든다. 이에 대한 효과는 제1스위칭부(12)에서의 효과와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n) 각각의 구성은 마스터 태양전지모듈(10a)과 동일하므로 그 설명을 생략한다. 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n) 각각의 구성요소 도면부호는, 마스터 태양전지모듈(10a)의 구성요소의 도면부호와 동일하게 사용한다.
마스터전압체결부(20a)는 제1-1체결부(20aa)와 제1-2체결부(20ab)로 구성된다.
제1-1체결부(20aa)는 저전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)와 마스터전력변환장치(30a) +극을 연결한다. 고전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)와 에너지저장부(40)의 +극을 연결한다.
제1-2체결부(20ab)는 저전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제2스위칭부(13)와 마스터전력변환장치(30a) -극을 연결한다. 고전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제2스위칭부(13)와 에너지저장부(40)의 -극을 연결한다.
슬레이브전압체결부들(20b~20n) 각각의 구성은 서로 동일하다. 따라서, 도 2에 도시된 첫 번째 슬레이브전압체결부(20b)를 예로 들어 설명한다.
첫 번째 슬레이브전압체결부(20b)는 제2-1체결부(20ba)와 제2-2체결부(20bb)로 구성된다.
제2-1체결부(20ba)는 저전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제1스위칭부(12, 미도시)와 첫 번째 슬레이브전력변환장치(30b)의 +극을 연결한다. 고전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제1스위칭부(12, 미도시)와, +메인전선(+Mw)의 A지점을 연결한다. 이를 위해, 제1스위칭부(12, 미도시)와, +메인전선(+Mw)의 A지점을 연결하는 연결선(Aw)이 필요하며, 도 1 및 도 2에서 빨간색 점선으로 표시된다. +메인전선(+Mw)은 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)와 마스터전압체결부(20a)의 제1-1체결부(20aa)를 연결한다. A지점은 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)와 마스터전압체결부(20a)의 제1-1체결부(20aa) 사이에 위치된다.
제2-2체결부(20bb)는 저전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제2스위칭부(13, 미도시)와 첫 번째 슬레이브전력변환장치(30b)의 -극을 연결한다. 고전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제2스위칭부(13, 미도시)와, -메인전선(-Mw)의 B지점을 연결한다. 이를 위해, 제2스위칭부(13, 미도시)와, -메인전선(-Mw)의 B지점을 연결하는 연결선(Bw)이 필요하며, 도 1 및 도 2에서는 파란색 점선으로 표시된다. -메인전선(-Mw)은 마스터 태양전지모듈(10a)의 제2스위칭부(13)와 마스터전압체결부(20a)의 제1-2체결부(20ab)를 연결한다. B지점은 마스터 태양전지모듈(10a)의 제2스위칭부(13)와 마스터전압체결부(20a)의 제1-2체결부(20ab) 사이에 위치된다.
마스터전력변환장치(30a)는 마스터 태양전지모듈(10a)에서 발전된 직류전기를 교류전기로 바꾸어 수요처에 공급한다. 또는, 마스터 태양전지모듈(10a)이 발전한 적류전기와, 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)이 발전한 직류전기를 모두 모아서, 교류전기로 바꾸어 수요처에 공급한다.
슬레이브전력변환장치들(30b~30n) 각각은 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n) 각각과 일대일로 연결되어, 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n) 각각에서 발전된 직류전기를 교류전기로 바꾸어 수요처에 공급한다.
에너지저장부(40)는 마스터전력변환장치(30a)나 슬레이브전력변환장치들(30b~30n)들에서 발전한 전기를 모두 모아도 전력변환장치를 작동시킬 수 없을때, 그 전기들을 모아서 저장한다. 이러한 경우는 일출 시점이나, 일몰 시점, 눈비가 오는 시점, 구름이 해를 가리는 시점 등 다양할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치의 작동을 자세히 설명한다. 도 1 및 2를 기본적으로 참조한다. 다음과 같은 총 3가지 경우로 나누어, 태양광 발전 장치(1)는 발전된 직류전기를 에너지저장부에 저장 또는 교류전기로 바꾸어 수요처로 공급한다.
제1경우
태양광 발전 장치(1)는 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)에서 발전한 양을 모두 모아도 마스터전력변환장치(30a)를 작동시키지 못할 경우, 발전된 전기를 모아서 에너지저장부(40)에 저장한다. 제1경우의 실행여부는, 태양광발전장치에 포함된 제어부(미도시)가, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)로부터 발전한 양을 실시간으로 받아서 결정할 수 있다.
도 4에서 이러한 구간을 S1으로 표시하였다. 발전량(g1)은 마스터전력변환장치(30a)를 작동시킬 수 있는 최소 발전량을 나타낸다.
이렇게, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)에서 발전한 양을 모두 모아도 최소 발전량(g1)에 미달될 경우, 에너지저장부(40)에 전기를 저장한다.
[전압체결]
이를 위해 먼저, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)을 전압 체결한다.
슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)의 제1-1체결부(20aa)는 고전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제1스위칭부(12, 미도시)와, +메인전선(+Mw)의 A지점을 연결한다. 슬레이브전압체결부(20b)의 제2-2체결부(20bb)는 고전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제2스위칭부(13, 미도시)와, -메인전선(-Mw)의 B지점을 연결한다. 나머지 슬레이브 태양전지모듈들도 마찬가지다.
마스터전압체결부(20a)의 제1-1체결부(20aa)는 고전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)와 에너지저장부(40)의 +극을 연결한다. 마스터전압체결부(20a)의 제1-2체결부(20ab)는 고전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제2스위칭부(13)와 에너지저장부(40)의 -극을 연결한다.
[전기저장]
다음으로, 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 무접점릴레이(12b)는 제어전압(V)을 서서히 올려, 첫 번째 태양전지모듈들(11a)의 +극과 마스터전압체결부(20a)로 흘러가는 전류의 양을 늘린다. 전류의 양이 최고 전류(Ⅰ1)에 달하면, 래치릴레이(12a)를 온(ON) 시켜, 전류가 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 래치릴레이(12a)를 통해서도 흘러가게 만든다. 다음, 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 무접점릴레이(12b)가 제어전압(V)을 서서히 낮추어, 전류가 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 래치릴레이(12a)를 통해서만 흘러가게 만든다. 이로 인해, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)에서 발전한 전기가 모아져 에너지저장부(40)에 저장된다.
제2경우
태양광 발전 장치(1)는 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)에서 발전한 양을 모두 모으면 마스터전력변환장치(30a) 하나 정도는 작동시킬 수 있는 경우, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)에서 발전한 양을 모두 모아서, 하나의 마스터전력변환장치(30a)를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급한다. 도 4에서 이러한 구간을 S2로 표시하였다. 제2경우의 실행여부는, 태양광발전장치에 포함된 제어부(미도시)가, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)로부터 발전한 양을 실시간으로 받아서 결정할 수 있다.
[전압체결]
이를 위해, 먼저, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)을 전압 체결한다.
슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)의 제1-1체결부(20aa)는 고전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제1스위칭부(12, 미도시)와, +메인전선(+Mw)의 A지점을 연결한다. 슬레이브전압체결부(20b)의 제2-2체결부(20bb)는 고전압을 걸어 첫 번째 슬레이브 태양전지모듈(10b)의 제2스위칭부(13, 미도시)와, -메인전선(-Mw)의 B지점을 연결한다.
마스터전압체결부(20a)의 제1-1체결부(20aa)는 저전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)와 마스터전력변환장치(30a) +극을 연결한다. 마스터전압체결부(20a)의 제1-2체결부(20ab)는 저전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제2스위칭부(13)와 마스터전력변환장치(30a) -극을 연결한다.
[전기공급]
다음으로, 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 무접점릴레이(12b)는 제어전압(V)을 서서히 올려, 첫 번째 태양전지모듈들(11a)의 +극과 마스터전압체결부(20a)로 흘러가는 전류의 양을 늘린다. 전류의 양이 최고 전류(Ⅰ1)에 달하면, 래치릴레이(12a)를 온(ON) 시켜, 전류가 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 래치릴레이(12a)를 통해서도 흘러가게 만든다. 다음, 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 무접점릴레이(12b)가 제어전압(V)을 서서히 낮추어, 전류가 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 래치릴레이(12a)를 통해서만 흘러가게 만든다. 이로 인해, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)에서 발전한 직류전기가 모여, 마스터전력변환장치(30a)를 작동시키게 된다. 마스터전력변환장치(30a)는 직류전기를 교류전기로 바꾸어 수요처에 공급한다.
제3경우
태양광 발전 장치(1)는 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n) 각각에서 발전한 양이 충분하여 각자와 연결된 전력변환장치(30a,30b~30n)를 작동시킬 수 있는 경우, 각각의 전력변환장치(30a,30b~30n)는 수요처에 전기를 각각 공급한다. 도 4에서 이러한 구간을 S3로 표시하였다. 발전량(g2)은 각각의 전력변환장치(30a,30b~30n)를 각자 작동시킬 수 있는 최소 발전량을 나타낸다. 제3경우의 실행여부는, 태양광발전장치에 포함된 제어부(미도시)가, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)로부터 발전한 양을 실시간으로 받아서 결정할 수 있다.
[전압체결해제]
마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)의 전압 체결을 해제한다.
이를 위해, 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)의 제2-1체결부(20ba)에 저전압을 걸어, 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n) 각각의 제1스위칭부(12, 미도시)와 각자의 슬레이브전력변환장치(30b~30n) +극을 연결한다.
슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)의 제2-2체결부(20bb)는 저전압을 걸어, 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n) 각각의 제2스위칭부(13, 미도시)와 각자의 슬레이브전력변환장치(30b~30n) -극과 연결한다.
이로 인해, 마스터 태양전지모듈(10a)과 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)의 전압체결이 해제된다.
마스터전압체결부(20a)의 제1-1체결부(20aa)는 저전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)와 마스터전력변환장치(30a) +극을 연결한다. 마스터전압체결부(20a)의 제1-2체결부(20ab)는 저전압을 걸어 마스터 태양전지모듈(10a)의 제2스위칭부(13)와 마스터전력변환장치(30a) -극을 연결한다.
[전기공급]
다음으로, 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 무접점릴레이(12b)는 제어전압(V)을 서서히 올려, 첫 번째 태양전지모듈들(11a)의 +극과 마스터전압체결부(20a)로 흘러가는 전류의 양을 늘린다. 전류의 양이 최고 전류(Ⅰ1)에 달하면, 래치릴레이(12a)를 온(ON) 시켜, 전류가 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 래치릴레이(12a)를 통해서도 흘러가게 만든다. 이후, 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 무접점릴레이(12b)가 제어전압(V)을 서서히 낮추어, 전류가 마스터 태양전지모듈(10a)의 제1스위칭부(12)를 구성하는 래치릴레이(12a)를 통해서만 흘러가게 만든다. 이로 인해, 마스터 태양전지모듈(10a)에서 발전한 직류전기가 마스터전력변환장치(30a)에서 교류전기로 바뀌어 수요처로 공급된다.
동일한 방식으로, 슬레이브 태양전지모듈들(10b~10n)에서 발전한 직류전기가 각자의 슬레이브전력변환장치(30a~30n)에서 교류전기로 바뀌어 수요처로 공급된다.
1: 태양광 발전 장치 10a: 마스터 태양전지모듈
10a~10n: 슬레이브 태양전지모듈들 20a: 마스터전압체결부
20b~20n: 슬레이브전압체결부들 30a: 마스터전력변환장치
30b~30n: 슬레이브전력변환장치들 40: 에너지 저장부

Claims (4)

  1. 마스터 태양전지모듈;
    슬레이브 태양전지모듈들;
    상기 마스터 태양전지모듈과 연결된 마스터전압체결부;
    상기 슬레이브 태양전지모듈들과 일대일로 연결된 슬레이브전압체결부들;
    상기 마스터전압체결부에 선택적으로 연결된 마스터전력변환장치와 에너지저장부; 및
    상기 슬레이브전압체결부들과 일대일로 연결된 슬레이브전력변환장치들을 포함하며,
    상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아도 상기 마스터전력변환장치를 작동시키지 못할 경우, 상기 에너지저장부에 발전한 전기를 모아서 상기 에너지저장부에 저장하고,
    상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모으면 상기 마스터전력변환장치 하나는 작동시킬 수 있는 경우, 상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전한 양을 모두 모아서, 상기 마스터전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급하고,
    상기 마스터 태양전지모듈과 상기 슬레이브 태양전지모듈들 각각에서 발전한 양이 충분하여 각자와 연결된 상기 마스터전력변환장치 또는 상기 슬레이브전력변환장치를 작동시킬 수 있는 경우, 상기 마스터전력변환장치 또는 상기 슬레이브전력변환장치를 작동시켜, 수요처에 전기를 공급하는 것을 특징으로 하는 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 태양전지모듈 또는 상기 슬레이브 태양전지모듈들 각각은, 태양전지모듈들, 제1스위칭부, 제2스위칭부로 구성되며,
    상기 제1스위칭부 또는 상기 제2스위칭부는 래치릴레이와, 무접점릴레이로 구성되며, 먼저 상기 무접점릴레이를 통해서만 상기 마스터 태양전지모듈 또는 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전된 전기를 흘려보내고, 다음으로 상기 무접점릴레이 및 상기 래치릴레이 모두를 통해서 상기 마스터 태양전지모듈 또는 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전된 전기를 흘려보내고, 마지막으로 상기 래치릴레이를 통해서만 상기 마스터 태양전지모듈 또는 상기 슬레이브 태양전지모듈들에서 발전된 전기를 흘려보내는 것을 특징으로 하는 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마스터전압체결부는 제1-1체결부와 제1-2체결부로 구성되며,
    상기 제1-1체결부는 저전압을 걸어 상기 마스터 태양전지모듈의 제1스위칭부와 상기 마스터전력변환장치의 +극을 연결하고, 고전압을 걸어 상기 마스터 태양전지모듈의 제1스위칭부와 상기 에너지저장부의 +극을 연결하고,
    상기 제1-2체결부는 저전압을 걸어 상기 마스터 태양전지모듈의 제2스위칭부와 상기 마스터전력변환장치의 -극을 연결하고, 고전압을 걸어 상기 마스터 태양전지모듈의 제2스위칭부와 상기 에너지저장부의 -극을 연결하는 것을 특징으로 하는 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬레이브전압체결부들 각각은 제2-1체결부와 제2-2체결부로 구성되며,
    상기 제2-1체결부는 저전압을 걸어 각자의 슬레이브 태양전지모듈의 제1스위칭부와 각자의 슬레이브전력변환장치의 +극을 연결하고, 고전압을 걸어 각자의 슬레이브 태양전지모듈의 제1스위칭부와 +메인전선의 A지점을 연결하고,
    상기 제2-2체결부는 저전압을 걸어 각자의 슬레이브 태양전지모듈의 제2스위칭부와 각자의 슬레이브전력변환장치의 -극을 연결하고, 고전압을 걸어 각자의 슬레이브 태양전지모듈의 제2스위칭부와 -메인전선의 B지점을 연결하고,
    상기 +메인전선은 상기 마스터 태양전지모듈의 제1스위칭부와 상기 제1-1체결부를 연결하고, 상기 A지점은 상기 마스터 태양전지모듈의 제1스위칭부와 상기 제1-1체결부 사이에 위치되고,
    상기 -메인전선은 상기 마스터 태양전지모듈의 제2스위칭부와 상기 제1-2체결부를 연결하고, 상기 B지점은 상기 마스터 태양전지모듈의 제2스위칭부와 상기 제1-2체결부 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 전압체결 조정으로 발전효율이 상승된 태양광 발전 장치.
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