KR20220063516A - 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치 - Google Patents

태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치 Download PDF

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양주석
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김영탁
박광우
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Abstract

개시된 본 발명에 따른 태양전지(PV) 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치는 바이패스 다이오드가 내장되는 케이스와, 케이스의 외측 일측면에 부착되어 케이스를 방열시키는 열전모듈을 포함한다. 케이스 내부에는 PV 모듈의 전류와 전압 및 온도를 감지하는 센서부와, PV 모듈에서 발생하는 직류전원을 강압 또는 승압되게 변화하여 출력시키는 DC/DC 컨버터, 및 마이크로 컨트롤러가 구비된다. 마이크로 컨트롤러는 센서부에 의해 PV 모듈에 의해 공급되는 전류 및 전압을 연속적으로 감시하고 최대 전력점 추적(MPPT:Maximun Power Point Tracking) 알고리즘을 이용하여 PV 모듈의 최대전력점(MPP:Maximun Power Point)을 추종하여 최대 출력 전력을 유지하도록 하는 MPPT 제어부와, 열전모듈의 구동을 제어하는 열전모듈 제어부를 포함한다.

Description

태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치{Power Compensation Device integrated Junction Box for Photovoltaic Module}
본 발명은 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 모듈과 연결되어 외부로 전력을 전달하는 정션박스 및 태양전지 모듈의 출력을 보상하는 출력보상 장치가 일체화된 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치에 관한 것이다.
태양광 발전 시스템은 태양 에너지를 전기로 변환하며 태양전지(PV:Photovoltaic) 모듈과 전력변환기(Power Conditioning System, PCS)로 구성된다. 태양광 발전 직류전력을 교류 전력계통에 전송하기 위해서는 직류를 교류로 변환하는 전력변환기인 태양광 인버터를 사용하며, 이 태양광 인버터는 두 부분으로 구성되는데, 첫째로 낮은 전압인 탸양광 발전 직류 전력을 다음 단계에 적합한 높은 전압으로 승합하고, 태양광 모듈이 최대의 전력을 발전하도록 조절하는 기능은 MPPT(Maximum Power Ponit Tracking)을 수행하는 앞단의 직류(DC)-직류(DC) 컨버터 부분과, 앞 단에서 적절하게 승압된 직류전력을 전력계통에 맞게 교류 전력으로 변호나하여 전송하는 뒷단의 직류(DC)-교류(AC) 인버터 부분이다.
대부분의 태양광 발전 시스템은 다수의 PV 모듈(패널)을 직렬 연결해서 스트링을 만들고 이를 하나의 대용량 전력변환기로 변환하는 방식을 사용하는데, 이는 초기 설치비를 낮추지만 일부 PV 모듈에 그늘이 지거나 오염 물질이 있는 정도에 따라 발전량이 급격히 줄어드는 문제가 있다. 이는 스트링을 구성하는 일부 PV 모듈에 문제가 생겨 부분적으로 출력(전류)이 감소할 때, 직렬연결 회로의 특성 상 전류 병목현상이 생겨 전체 전류를 줄이기 때문임. 결국 한 부분의 이상이 전체로 파급되어 총 발전량을 대폭 감소시키게 된다. 대표적인 경우가 주택 및 건물 지붕에 설치하는 지붕형 태양광(Rooftop PV) 시스템에서 일부 모듈에 그늘이 지는 부분음영(Partial Shading) 현상이다. 또한 정상적인 날씨에서도 태양의 이동에 따라 각 PV 모듈에 입사하는 빛의 각도가 달라져 이것이 발전 전류에 차이를 만드는 모듈 미스매치(Module Mismatch)도 유사한 현상이다.
이를 해결하는 대표적인 출력보상 기술로 PV 모듈 하나당 한 개의 작은 인버터(마이크로 인버터)를 설치하는 마이크로인버터 방식이 있다. 마이크로인버터는 스트링 전체에서 모아진 DC 전기를 한꺼번에 대용량 DC-AC 변환을 하는 방식이 아니고, 모듈 각각에 설치한 마이크로인버터에서 소용량 DC-AC 변환을 한 후 소출력 교류를 공통 병렬회로에 연결해 모아서 전력계통에 전송하는 분산형 시스템이다. 마이크로인버터 방식은 개별 모듈마다 전용 인버터를 사용하기 때문에 태양전지 모듈 당 최대전력점추종(MPPT) 제어기능을 갖출 수 있어 더 많은 발전이 이루어지도록 한다.
그런데 마이크로인버터는 그늘진 장소에서는 효과적이나 PV 모듈마다 설치하는 마이크로인버터는 패널과 같은 용량의 DC-AC 인버터로 DC-DC 컨버터 대비 비싸고 효율이 떨어진다. 결국 모든 PV 모듈에 설치하기엔 투자 대비 수익성이 떨어지므로 공간 제약이 있거나 그늘이 심한 경우에만 사용하게 된다.
마이크로인버터 방식의 단점(경제성)을 해결하기 위해 최근에는 PV 모듈마다 소용량의 DC-DC 컨버터(DC 옵티마이저)를 설치하는 마이크로컨버터 방식이 개발되고 있다. 이는 PV 모듈마다 DC-DC 변환을 하는 마이크로컨버터를 사용해 1차 직류승압을 하고, 각각의 승압된 직류전력을 모아 2차 DC-AC 변환을 하는 분산 모듈형 구조이다. 이 마이크로컨버터 방식은 종래 중앙집중식 스트링 인버터 구조에서 최대출력점추종(MPPT)과 승압을 담당하던 1차측 DC-DC 컨버터를 다수의 소용량 모듈로 나눠 각각을 마이크로컨버터로 만들고 이를 PV 모듈 마다 설치해서 각 모듈 상황에 맞는 최대출력점추종(MPPT) 제어를 수행하도록 한 것이다. 그러므로 마이크로인버터 방식과 유사하게 개별 모듈마다 설치된 마이크로컨버터가 최대전력점추종(MPPT) 제어를 할 수 있어 더 많은 발전이 가능해진다. 마이크로컨버터는 DC-DC 컨버터라서 DC-AC 변환을 하는 마이크로인버터보다 가격이 절반 이하로 크게 저렴하고 효율도 우수하다는 장점이 있다.
한편, 태양전지의 최소 구조를 셀(Cell)이라고 하며, 복수의 태양전지 셀을 전기적으로 연결한 형태를 PV 모듈이라고 한다. 이러한 PV 모듈은 일반적으로 모듈 기판상에 전도성을 갖는 리본(Ribbon)을 이용하여 태양전지 셀들을 직렬로 연결하여 형성된 어레이 구조로 구성된다. 아울러 태양전지모듈에는 각 태양전지 스트링에서 생산된 전력을 전도성을 갖는 버스 바(Bus Bar)를 통해 취합하여 전력변환기로 전달하기 위한 접속 단자들을 구비한 단자함(정션박스)가 설치되어 있다.
이렇게 마이크로컨버터와 같은 출력보상기와 정션박스가 별도로 구비되는바, 장치의 소형화 및 관리의 효율화를 위해 하나의 정션박스에 구비되는 기술이 최근에 소개된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1408855호(2014.06.11. 등록) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0118384호(2017.10.25. 공개)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 정션박스와 출력보상 장치를 일체화시키도록 하는 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치는 태양전지(PV) 모듈에 각각 연결되는 정션박스 일체형 출력보상 장치에 관한 것으로서, 바이패스 다이오드가 내장되는 케이스; 상기 케이스의 외측 일측면에 부착되어 상기 케이스를 방열시키는 열전모듈; 상기 케이스 내부에 구비되어, 상기 PV 모듈의 전류와 전압 및 온도를 감지하는 센서부; 상기 케이스 내부에 구비되어, 상기 PV 모듈에서 발생하는 직류전원을 강압 또는 승압되게 변화하여 출력시키는 DC/DC 컨버터; 상기 센서부에 의해 상기 PV 모듈에 의해 공급되는 전류 및 전압을 연속적으로 감시하고 최대 전력점 추적(MPPT:Maximun Power Point Tracking) 알고리즘을 이용하여 PV 모듈의 최대전력점(MPP:Maximun Power Point)을 추종하여 최대 출력 전력을 유지하도록 하는 MPPT 제어부와, 상기 열전모듈의 구동을 제어하는 열전모듈 제어부를 포함하는 마이크로 컨트롤러; 및, 상기 DC/DC 컨버터가 상기 MPPT 제어부에 의해 트래킹된 최대 전력점에 대응하는 전압을 출력하도록 제어하는 컨버터 제어부;를 포함한다.
또한 상기 온도센서는 PV 모듈의 온도를 감지하는 제1 온도센서와, 상기 케이스 내부의 온도를 감지하는 제2 온도센서를 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 온도센서로부터 감지된 온도값이 설정된 기준치를 초과하는 경우 이상이 있는 것으로 판단하여 상기 컨버터 제어부에 제어명령을 송출하여, 상기 DC/DC 컨버터 내의 스위치를 턴 오프시켜 내부 회로의 동작을 차단하도록 하는 이상상태 감지부를 더 포함하고, 상기 열전모듈 제어부는 상기 제2 온도센서로부터 상기 케이스 내부의 온도정보를 받아 설정된 온도보다 높을 경우 냉각하도록 제어하거나 또는 케이스 내부가 일정 온도를 유지할 수 있도록 제어한다.
한편 본 발명에 의하면 온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 저장되어 있는 파라미터 DB;를 더 포함하며, 상기 MPPT 제어부는 상기 전류센서와 전압센서 및 제1 온도센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 최적의 전압 값을 상기 파라미터 DB부로부터 추출한다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치에 의하면, 정션박스에 출력보상 장치를 일체화시킴으로써 태양광 발전 시스템의 소형화 및 경비 절감을 추구할 수 있고, 또한 정션박스 케이스의 외측에 열전모듈을 부착시킴에 따라, 바이패스 다이오드의 구동에 의해 정션박스 케이스가 고열이 되는 것에 효과적으로 방열할 수 있어, 결국 PV 모듈의 효율을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상장치의 개략 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상장치의 블럭 구성도,
도 3 및 도 4는 태양전지 모듈의 I-V와 P-V 특성 및 MPPT 제어부의 최대추적점을 추적하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치는, PV 모듈(10)과 연결되도록 PV 모듈(10)의 일측면에 설치되는 케이스(100)와, 케이스 일측면에 부착되는 열전모듈(200), 상기 케이스(100) 내부에 각각 설치되는 바이패스 다이오드(102), 센서부(110), DC/DC 컨버터(140), 마이크로 컨트롤러(130), 컨버터 제어부(140) 및 통신부(150)를 포함한다.
케이스(100)는 PV 모듈의 일측면 예를 들어 배면에 장착된다. 케이스(100)는 회로 소자들의 수분 침투 방지를 위해 그 내부는 실리콘 등을 이용하여 밀봉이 수행될 수 있다. 케이스(100)에는 입력단자가 구비되어 태양전지의 도전성 라인이 후술할 바이패스 다이오드(102)와 연결할 수 있도록 하고, 출력단자가 구비되어 전력 변환된 직류 전원이 외부로 출력할 수 있도록 한다.
한편, 정션 박스의 동작시에는 바이패스 다이오드(102) 등으로부터 고열이 발생하는데, 발생된 열은 케이스(100)가 부착된 위치에 배열된 특정의 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다. 이를 방지하게 위해 종래에는 정션 박스 내에 주름 구조 등의 방열플레이트를 구비하는데, 이러한 특정 구조의 방열플레이트 만으로는 최적의 방열이 이루어지지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 방열이 효율적으로 이루어지도록 케이스의 일측면에 온도조절을 위한 열전모듈(200)이 부착된다.
열전모듈(200)은 케이스(100)의 일측에 부착되어 케이스(100)를 방열시키는 역할을 한다. 전술한 바와 같이 정션 박스의 동작시에는 바이패스 다이오드(102) 등으로부터 고열이 발생하는데, 발생된 열은 케이스(100)가 부착된 위치에 배열된 특정의 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다. 본 발명은 이를 방지하게 위해 열전모듈(200)의 흡열면이 케이스(100)에 접촉하도록 배치하여 케이스(100)를 냉각(방열)시키도록 한다. 열전모듈(200)은 미도시된 전원공급부에 의해 전원이 공급된다.
바이패스 다이오드(102)는 PV 모듈(10)에 연결되어 전원이 공급될 시에는 바이패스 라인을 단락 또는 개방되게 하는 단락모드로 동작하고, 전원이 차단될 시에는 바이패스 라인을 개방되게 하는 개방모드로 동작하도록 되어 있다. 즉, 바이패스 다이오드는 태양전지 스트링들 간의 전류가 역류하는 것을 방지하게 된다. 바이패스 다이오드(102)의 개수는 PV 모듈을 구성하는 태양전지 스트링의 개수에 따라 달라질 수 있으며, 이와 같은 바이패스 다이오드의 상세한 구성 및 동작은 종래 기술에 의해 널리 알려지 있고 본 발명의 요지과 관련이 없으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
센서부(110)는 바이패스 다이오들의 양단에 연결되어, PV 모듈의 전류 및 전압을 감지한다. 이러한 전압센서(114) 및 전류센서(112)는 다양한 기술 예를 들어 매우 낮은 저항을 이용하거나 전류(전압) 프로브 등을 이용하는 기술에 의해 실현될 수 있다.
한편, 센서부(110)는 온도센서를 더 구비할 수 있다. 온도센서는 케이스(100) 내에서 PV 모듈(10)과의 연결부에 구비되어, PV 모듈(10)의 온도를 감지하는 제1 온도센서(116)와, 케이스(100) 내부의 온도를 감지하는 제2 온도센서(118)를 구비한다.
센서부(110)에 의개 감지된 전류, 전압 및 온도 정보는 마이크로 컨트롤러(130)에 전달된다. 이러한 전류 및 전압 데이터는 시스템의 감시 목적으로 이용할 수 있다. 그리고, 온도 데이터 특히 PV 모듈의 온도 데이터는 PV 모듈의 일종의 고장 및 문제를 나타내며, 또한 출력 전력 생산의 계수로서 작용한다.
DC/DC 컨버터(140)는 PV 모듈(10)에서 발생하는 직류전원을 강압 또는 승압되게 변화하여 출력한다. 예를 들어 DC/DC 컨버터(140)는 벅 컨버터 회로, 부트스 컨버터 회로, 벅-부스트 컨버터 회로, N-벅 컨버터 회로 등이 적용될 수 있다. DC/DC 컨버터의 종류 및 동작은 종래 기술에 의해 널리 알려지 있고 본 발명의 요지과 관련이 없으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
마이크로 컨트롤러(130)는 MPPT 제어부(132)와 이상상태 감지부(134) 및 열전모듈 제어부(136)를 포함한다.
MPPT 제어부(132)는 PV 모듈(10)에 의해 공급되는 전류 및 전압을 연속적으로 감시하고 최대 전력점 추적(MPPT:Maximun Power Point Tracking) 알고리즘을 이용하여 해당 PV 모듈(10)의 최대전력점(MPP:Maximun Power Point)을 추종하여 최대 출력 전력을 유지한다. MPPT 알고리즘은 예를 들면 P&O(Perturb and Observe) 알고리즘, IC(Incremental Conductance) 알고리즘 등과 같은 모든 통상의 알고리즘을 사용할 수 있다.
도 3은 태양전지에서의 전류 대 전압의 곡선(실선 부분)의 특성을 개략적으로 나타낸 것이며, 도 4는 서로 다른 3개의 온도 조건 별로 곡선을 도시한 것이다. 여기서 온도란 일사량 조건과 대응될 수 있다. 그리고, 점선 부분은 각 곡선에 대응되는 전력 스케일 곡선을 나타내는 것으로서 전압과 전류의 곱에 의해 결정된다.
도 4를 참조하면, 모든 온도 조건에 대해, 전압이 어느 정도 증가하면 전류가 급격히 떨어지는 것을 알 수 있다. 이러한 전류 값의 하락에 따라 전력 스케일 역시 급감하게 된다. PV 모듈의 출력 효율을 높이기 위해서는, 도면의 그래프에서 최대 전력점을 트래킹하여 그에 대응되는 전압을 출력단에서 출력할 수 있도록 제어해야 한다. 최대 전력점은 감지된 전압과 전류의 곱이 가장 큰 지점에 해당된다.
이상상태 감지부(134)는 온도센서(제1 온도센서)의 감지 값이 일정 기준치를 초과할 경우 이상이 있는 것으로 판단하여 컨버터 제어부(140)에 제어명령을 송출하여, DC/DC 컨버터(120) 내의 스위치를 턴 오프시켜 내부 회로의 동작을 차단하여 외부로의 전력 전달을 차단하거나 PV 모듈의 구동을 차단할 수 있다.
열전모듈 제어부(136)는 열전모듈(200)의 온도를 제어한다. 열전모듈 제어부(136)는 제2 온도센서(118)로부터 케이스 내부의 온도정보를 받아 설정된 온도보다 높을 경우 냉각하도록 제어하거나 또는 케이스 내부가 일정 온도를 유지할 수 있도록 제어한다. 이와 같이 열전모듈(200) 및 열전모듈 제어부(136)에 의해 케이스(100)를 일정한 온도로 유지할 수 있다. 따라서 기존의 바이패스 다이오드 등으로부터 발생되는 고열에 의해 특정 위치의 태양전지의 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다
컨버터 제어부(140)는 MPPT 제어부(132)의 추종된 최대전력점에 따라 DC/DC 컨버터(120)에서 최대전력점에 대응되는 전압이 출력되도록 제어한다. 즉 컨버터 제어부(140)는 MPPT 제어부(132)에서 산출한 최대전력점에 따라 DC/DC 컨버터(120)에 듀티 사이클 제어신호를 전송하여 출력 전압을 조정한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 정션박스 일체형 출력보상 장치가 PV 모듈(10)과 일체형으로 형성되는 경우 MIC(Modul Integrated Converter) 회로라고 칭할 수 있다. 또한, 정션박스 일체형 출력보상 장치는 DC/DC 컨버터를 제외한 일부 구성요소들이 SOC(System On Chip)로 구현될 수 있다.
통신부(150)는 센서부(110)의 각종 센싱 데이터를 외부의 관제 서버()로 전송하는 역할을 한다. 이러한 전송된 정보들은 해당 PV 모듈(10)의 실시간 모니터링 및 분석을 가능하게 한다. 여기서 개별 정션박스 케이스별로 고유 ID를 가지도록 함으로써 해당 PV 모듈의 식별 및 개별 모니터링 및 개별 유지관리를 용이하게 한다.
상기의 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 센서부(110)의 전압센서, 전류센서는 PV 모듈의 전류, 전압 값을 연속적으로 감지한다. 이러한 정보는 MPPT 제어부(132)로 전송되고 MPPT 제어부(132)는 감지된 전류 및 전압 값으로부터 최대 전력점을 트래킹하고, 컨버터 제어부(140)는 MPPT 제어부(132)에 의해 트래킹된 최대 전력점에 대응되는 전압이 출력하도록 DC/DC 컨버터(120)의 출력을 제어한다.
여기서 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우, 컨버터 제어부(140)는 DC/DC 컨버터(120)를 턴 오프시킬 수 있다.
이러한 일 실시예의 경우, 실시간 감지된 전압 및 전류 값으로부터 직접 최대 전력점을 탐색하는 구성에 해당된다.
기 저장된 DB 정보를 활용하여 최대 전력점을 탐색하는 다른 실시예에 관하여 알아본다.
이를 위해, 상기 별도의 파라미터 DB부(미도시)를 포함한다.
상기 파라미터 DB부에는 상기 온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 미리 저장되어 있다. 즉, 파라미터 DB부에는 도 4의 그래프와 같은 내용이 저장되어 있다.
이러한 경우, 상기 MPPT 제어부(132)는 상기 전압센서 및 전류센서와 상기 제1 온도센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 최적의 전압 값을 상기 파라미터 DB부로부터 추출한다. 이후, 상기 컨버터 제어부(140)에서는 상기 추출된 최적의 전압 값을 출력단에서 출력하도록 제어한다. 예를 들어, 현재 감지된 온도와 전류 값을 알면 이에 대응되는 전류 및 전압 곡선을 찾을 수 있고, 이 곡선에 대한 최적의 전압값(예를 들어 최대 전력점에 해당되는 P 지점에 대응되는 전압 값)을 추출할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 전압 및 전류 센서에서는 상기 PV 모듈(10)의 전류 및 전압 값을 감지한다. 그리고, 상기 제1 온도 센서에서는 상기 PV 모듈(10)의 온도 값을 감지한다. 이후, MPPT 제어부(132)에서는 상기 전압 및 전류 센서와 상기 온도 센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 상기 최적의 전압 값을 상기 파라미터 DB부로부터 추출한다. 다음, 상기 컨버터 제어부(140)에서는 DC/DC 컨버터(140)가 상기 추출된 최적의 전압값을 출력단에서 출력하도록 제어한다. 물론, 여기서 상기 온도 센서의 감지값이 기준치를 초과할 경우, DC/DC 컨버터(140)에 내장된 스위치를 턴 오프시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10. PV 모듈 100. 케이스
102. 바이패스 다이오드 110. 센서부
112. 전류센서 114. 전압센서
116. 제1 온도센서 118. 제2 온도센서
120. DC/DC 컨버터 130. 마이크로 컨트롤러
132. MPPT 제어부 134. 이상상태 감지부
136. 열전모듈 제어부 140. 컨버터 제어부

Claims (3)

  1. 태양전지(PV) 모듈에 각각 연결되는 정션박스 일체형 출력보상 장치에 관한 것으로서,
    바이패스 다이오드가 내장되는 케이스;
    상기 케이스의 외측 일측면에 부착되어 상기 케이스를 방열시키는 열전모듈;
    상기 케이스 내부에 구비되어, 상기 PV 모듈의 전류와 전압 및 온도를 감지하는 센서부;
    상기 케이스 내부에 구비되어, 상기 PV 모듈에서 발생하는 직류전원을 강압 또는 승압되게 변화하여 출력시키는 DC/DC 컨버터;
    상기 센서부에 의해 상기 PV 모듈에 의해 공급되는 전류 및 전압을 연속적으로 감시하고 최대 전력점 추적(MPPT:Maximun Power Point Tracking) 알고리즘을 이용하여 PV 모듈의 최대전력점(MPP:Maximun Power Point)을 추종하여 최대 출력 전력을 유지하도록 하는 MPPT 제어부와, 상기 열전모듈의 구동을 제어하는 열전모듈 제어부를 포함하는 마이크로 컨트롤러; 및,
    상기 DC/DC 컨버터가 상기 MPPT 제어부에 의해 트래킹된 최대 전력점에 대응하는 전압을 출력하도록 제어하는 컨버터 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도센서는 PV 모듈의 온도를 감지하는 제1 온도센서와, 상기 케이스 내부의 온도를 감지하는 제2 온도센서를 포함하며,
    상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 온도센서로부터 감지된 온도값이 설정된 기준치를 초과하는 경우 이상이 있는 것으로 판단하여 상기 컨버터 제어부에 제어명령을 송출하여, 상기 DC/DC 컨버터 내의 스위치를 턴 오프시켜 내부 회로의 동작을 차단하도록 하는 이상상태 감지부를 더 포함하고,
    상기 열전모듈 제어부는 상기 제2 온도센서로부터 상기 케이스 내부의 온도정보를 받아 설정된 온도보다 높을 경우 냉각하도록 제어하거나 또는 케이스 내부가 일정 온도를 유지할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    온도 별로 전류당 최대 전력점을 출력하기 위한 최적의 전압 값이 저장되어 있는 파라미터 DB;를 더 포함하며,
    상기 MPPT 제어부는 상기 전류센서와 전압센서 및 제1 온도센서로부터 감지된 센싱 값에 대응되는 최적의 전압 값을 상기 파라미터 DB부로부터 추출하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈용 정션박스 일체형 출력보상 장치.
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