WO2017191986A1 - Photovoltaic module and photovoltaic system provided with same - Google Patents

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WO2017191986A1 PCT/KR2017/004662 KR2017004662W WO2017191986A1 WO 2017191986 A1 WO2017191986 A1 WO 2017191986A1 KR 2017004662 W KR2017004662 W KR 2017004662W WO 2017191986 A1 WO2017191986 A1 WO 2017191986A1
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박영찬
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic module and a photovoltaic system having the same, and more particularly, a photovoltaic module capable of easily adjusting the power factor of an AC power output from the photovoltaic module, and a photovoltaic system having the same. It is about.
  • the photovoltaic module refers to a state in which solar cells for photovoltaic power generation are connected in series or in parallel.
  • An object of the present invention is to provide a solar module that can easily adjust the power factor of the AC power output from the solar module.
  • a solar module for achieving the above object is a solar cell module having a plurality of solar cells, a converter unit for level-converting the DC power from the solar cell module, and a direct current from the converter unit
  • An inverter unit for converting a power source and outputting an AC power source, and a plurality of passive elements, and based on at least some of the plurality of passive elements, a power factor for adjusting a phase difference between an AC current and an AC voltage output from the inverter unit
  • a control unit for controlling the power factor adjustment unit based on the power factor adjustment signal.
  • the solar system for achieving the above object, at least one photovoltaic module for converting the direct current power from the solar cell module to output an alternating current, and the alternating current output from the solar module
  • a gateway for outputting a power factor adjustment signal for power factor adjustment of at least one solar module based on a phase difference between the current and the alternating voltage
  • the solar module comprises a solar cell having a plurality of solar cells
  • a battery module a converter unit for level converting DC power from a solar cell module, an inverter unit for converting DC power from the converter unit to output AC power, and a plurality of passive elements,
  • a power factor adjustment unit for adjusting a phase difference between an AC current and an AC voltage output from the inverter unit based on at least a portion thereof;
  • a communication unit for exchanging data, on the basis of the power factor adjustment signal from the gateway, and a control unit for controlling the power factor adjustment section.
  • a solar module and a solar system having the same include a solar cell module having a plurality of solar cells, a converter unit for level converting DC power from the solar cell module, and a converter unit.
  • the power factor adjustment signal is received through an external gateway, there is an advantage that can be performed power factor adjustment for a plurality of solar modules.
  • a power factor adjustment signal can be generated, thereby enabling accurate power factor adjustment.
  • the power factor adjusting unit includes a capacitor, a first switching element connected in series with the capacitor, an inductor connected in parallel with the capacitor or the first switching element, and a second switching element connected in series with the inductor, thereby providing a capacitor which is a passive element. Power factor adjustment can be implemented simply by using and inductor.
  • the gateway outputs a power factor adjustment signal for power factor adjustment of at least one photovoltaic module based on the phase difference between the alternating current and the alternating voltage output from the photovoltaic module, thereby outputting the alternating current power output from the photovoltaic module.
  • the power factor of can be easily adjusted. Accordingly, it is possible to supply to the outside while reducing the loss of power generated by the solar module.
  • FIG. 1A is a view illustrating a solar system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a view showing a solar system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a rear view of the solar module of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit inside a junction box in the solar module of FIG. 2.
  • 5A to 5D are views referred to for describing the operation of the solar module of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an example of an internal block diagram of the gateway of FIG. 1A or 1B.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG. 2.
  • module and “unit” for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the “module” and “unit” may be used interchangeably.
  • FIG. 1A is a view illustrating a solar system according to an embodiment of the present invention.
  • the solar system 10a may include a solar module 50 and a gateway 80.
  • the photovoltaic module 50 may include a junction box 200 including a solar cell module 100 and a circuit element that converts and outputs DC power from the solar cell module.
  • the junction box 200 is attached to the back of the solar cell module 100, but is not limited thereto.
  • the junction box 200 may be provided separately from the solar cell module 100.
  • a cable oln for supplying AC power output from the junction box 200 to the grid may be electrically connected to an output terminal of the junction box 200.
  • the gateway 80 may be located between the junction box 200 and the grid 90.
  • the gateway 80 may output a power factor adjustment signal Sph for power factor adjustment of at least one solar module 50.
  • the gateway 80 may detect an alternating current io and an alternating voltage vo output from the photovoltaic module 50 flowing through the cable oln.
  • the gateway 80 may output a power factor adjustment signal Sph for power factor adjustment based on a phase difference between the AC current io and the AC voltage vo output from the solar module 50.
  • the power factor adjustment signal Sph including the phase pull signal is output, and the phase of the alternating current io is alternating.
  • the power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal may be output.
  • a cable 323 may be connected between the gateway 80 and the solar module 50.
  • the gateway 80 and the solar module 50 may perform power line communication (PLC communication) or the like using the cable 323.
  • PLC communication power line communication
  • the photovoltaic module 50 includes a plurality of passive elements, and based on at least some of the plurality of passive elements, the phase difference between the alternating current io and the alternating voltage vo output from the inverter unit is determined.
  • the solar power module includes a power factor adjusting unit 570 of FIG. 4 and a control unit 550 of FIG. 4 that controls the power factor adjusting unit 570 of FIG. 4 based on the power factor adjustment signal Sph.
  • the power factor of the AC power output from 50) can be easily adjusted.
  • the power factor adjustment unit 570 of FIG. 4 disposed at the output terminal of the inverter unit 540 of FIG. 4, rather than the power factor control by adjusting the switching timing of the switching element in the inverter unit 540 of FIG. 4.
  • the power factor of the AC power output from the solar module 50 can be easily adjusted.
  • the photovoltaic module 50 includes an inverter output current detection unit (E in FIG. 4) for detecting the output current ic3 of the inverter unit, and an inverter output voltage detection unit (FIG. 4 in FIG. 4) for detecting the output voltage vc3 of the inverter unit. F), and the controller 550 of FIG. 4 generates the power factor adjustment signal Sph based on the phase difference between the inverter output current ic3 and the inverter output voltage vc3, and controls the power factor.
  • the power factor adjustment unit 570 may be controlled based on the adjustment signal Sph. As a result, accurate power factor adjustment is possible.
  • Figure 1b is a view showing a solar system according to another embodiment of the present invention.
  • the solar system 10b may include a plurality of solar modules 50a, 50b,..., 50n, and a gateway 80.
  • Each of the plurality of photovoltaic modules 50a, 50b, ..., 50n is a circuit for power-converting and outputting DC power from each of the solar cell modules 100a, 100b, ..., 100n, and the solar cell module.
  • Junction boxes 200a, 200b, ..., 200n including elements may be provided.
  • each junction box 200a, 200b, ..., 200n is attached to the back surface of each solar cell module 100a, 100b, ..., 100n, it is not limited to this.
  • Each junction box 200a, 200b, ..., 200n may be provided separately from each solar cell module 100a, 100b, ..., 100n.
  • the cables 31a, 31b, ..., oln for supplying the AC power output from each junction box 200a, 200b, ..., 200n to a grid are each junction box 200a, 200b,. .., 200n) can be electrically connected to the output terminal.
  • the gateway 80 may be located between the junction box 200n and the grid 90, and adjusts the power factor of the plurality of solar modules 50a, 50b,..., 50n.
  • a power factor adjustment signal Sph may be output.
  • the gateway 80 may detect an alternating current io and an alternating voltage vo output from the photovoltaic module 50 flowing through the cable oln.
  • the gateway 80 has a power factor of each of the solar modules 50a, 50b, ..., 50n based on the phase difference between the alternating current io and the alternating voltage vo output from the solar module 50.
  • the power factor adjustment signal Sph for adjustment may be output.
  • Each cable 32a, 32b, ..., 32n can be connected.
  • the gateway 80 and the solar modules 50a, 50b, ..., 50n may perform power line communication (PLC communication) or the like using the cables 32a, 32b, ..., 32n. have.
  • PLC communication power line communication
  • the solar modules 50a, 50b, ..., 50n receive the power factor adjustment signal Sph from the gateway 80, and the power factor of the AC power outputted based on the power factor adjustment signal Sph. Can be easily adjusted. Accordingly, it is possible to supply to the outside (for example, the grid) while reducing the loss of power generated in each of the solar modules 50a, 50b, ..., 50n.
  • the gateway 80 outputs the same power factor adjustment signal Sph to the plurality of photovoltaic modules 50, thereby controlling common power factor for each photovoltaic module 50a, 50b,..., 50n. You can do it.
  • FIG. 2 is a front view of the solar module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a rear view of the solar module of FIG.
  • the photovoltaic module 50 may include a solar cell module 100 and a junction box 200 located on the back of the solar cell module 100.
  • the junction box 200 may include at least one bypass diode, which is bypassed in order to prevent hot spots in case of shadow generation.
  • FIG. 4 corresponding to the four solar cell strings of FIG. 2, three bypass diodes (Da, Db, and Dc of FIG. 4) are illustrated.
  • the junction box 200 may convert the DC power supplied from the solar cell module 100. This will be described with reference to FIG. 4 and below.
  • the solar cell module 100 may include a plurality of solar cells.
  • each solar cell string can be electrically connected by a bus ribbon.
  • FIG. 2 shows the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b by the bus ribbons 145a, 145c, and 145e disposed under the solar cell module 100, respectively.
  • the battery string 140c and the fourth solar cell string 140d illustrate that the fifth solar cell string 140e and the sixth solar cell string 140f are electrically connected.
  • the 2nd solar cell string 140b and the 3rd solar cell string 140c are respectively comprised by the bus ribbon 145b and 145d arrange
  • the ribbon connected to the first string, the bus ribbons 145b and 145d, and the ribbon connected to the fourth string are electrically connected to the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d, respectively.
  • the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d may be connected to the bypass diodes (Da, Db, and Dc in FIG. 4) in the junction box 200 disposed on the rear surface of the solar cell module 100. Connected.
  • the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d extend to the rear surface of the solar cell module 100 through openings formed on the solar cell module 100.
  • junction box 200 is further disposed adjacent to an end portion of which the conductive line extends from both ends of the solar cell module 100.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit inside a junction box in the solar module of FIG. 2.
  • the junction box 200 may output the converted power by converting the DC power from the solar cell module 100.
  • the junction box 200 can output an AC power source.
  • the junction box 200 may include a converter unit 530, an inverter unit 540, and a control unit 550 controlling the same.
  • junction box 200 may further include a bypass diode unit 510 for bypass and a capacitor unit 520 for DC power storage.
  • junction box 200 may further include a communication unit 580 for communication with an external gateway 80.
  • the junction box 200 based on the power factor adjustment signal generated in the gateway 80 or inside, the phase difference between the alternating current (io) and the alternating voltage (vo) output from the inverter unit 540.
  • the power factor adjusting unit 570 may be further provided.
  • the junction box 200 includes an input current detector A, an input voltage detector B, a converter output current detector C, a converter output voltage detector D, an inverter output current detector E, and an inverter.
  • the output voltage detector F may be further provided.
  • the controller 550 may control the converter 530, the inverter 540, and the power factor adjusting unit 570.
  • the controller 550 may receive the power factor adjustment signal Sph from the gateway 80 through the communication unit 580 and control the variable power phase to be varied based on the power factor adjustment signal. have.
  • the bypass diode unit 510 includes bypass diodes Dc, Db, and Da disposed between the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d of the solar cell module 100, respectively. It may be provided. At this time, the number of bypass diodes is one or more, preferably one smaller than the number of conductive lines.
  • the bypass diodes Dc, Db, and Da are solar direct currents from the solar cell module 100, in particular from the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, 135d in the solar cell module 100. Receive power.
  • the bypass diodes Dc, Db, and Da may bypass the reverse voltage when a DC voltage is generated from at least one of the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d. have.
  • the DC power that has passed through the bypass diode unit 510 may be input to the capacitor unit 520.
  • the capacitor unit 520 may store an input DC power input through the solar cell module 100 and the bypass diode unit 510.
  • the capacitor unit 520 is exemplified as having a plurality of capacitors Ca, Cb, and Cc connected in parallel to each other.
  • the plurality of capacitors are connected in series or parallel mixing, or grounded in series. It is also possible to be connected to the stage.
  • the capacitor unit 520 may include only one capacitor.
  • the converter unit 530 may convert the level of the input voltage from the solar cell module 100 through the bypass diode unit 510 and the capacitor unit 520.
  • the converter unit 530 may perform power conversion using a DC power source stored in the capacitor unit 520.
  • the converter unit 530 may include a plurality of resistance elements or a transformer, and may perform voltage distribution with respect to the input voltage based on the set target power.
  • a tap inductor converter is illustrated as an example of the converter unit 530.
  • a flyback converter a buck converter, a boost converter, and the like may be used.
  • the converter section 530 illustrated in the figure that is, the tap inductor converter, is connected to the tap inductor T, the switching element S1 connected between the tap inductor T, and the ground terminal, and the output terminal of the tap inductor, thereby conducting one-way conduction. It may include a diode (D1) to perform.
  • a dc terminal capacitor (not shown) may be connected between the output terminal of the diode D1, that is, the cathode and the ground terminal.
  • the switching element S1 may be connected between the tab of the tap inductor T and the ground terminal.
  • the output terminal (secondary side) of the tab inductor T is connected to the anode of the diode D1
  • the dc terminal capacitor C1 is connected between the cathode of the diode D1 and the ground terminal. Can be.
  • the primary side and the secondary side of the tab inductor T have opposite polarities.
  • the tap inductor T may be referred to as a switching transformer.
  • the switching element S1 in the converter unit 530 may be turned on / off based on the converter switching control signal from the controller 550. Thereby, the level-converted DC power supply can be output.
  • the inverter unit 540 may convert the DC power converted by the converter unit 530 into AC power.
  • a full-bridge inverter is illustrated. That is, the upper arm switching elements Sa and Sb and the lower arm switching elements S'a and S'b, which are connected in series with each other, become a pair, and a total of two pairs of upper and lower arm switching elements are parallel to each other (Sa & S'a, Sb & S'b). Diodes may be connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b.
  • the switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b in the inverter unit 540 may be turned on / off based on an inverter switching control signal from the controller 550.
  • AC power having a predetermined frequency can be output.
  • the capacitor C may be disposed between the converter unit 530 and the inverter unit 540.
  • the capacitor C may store the level-converted DC power of the converter 530.
  • both ends of the capacitor (C) may be referred to as the dc terminal, accordingly, the capacitor (C) may be referred to as a dc terminal capacitor.
  • the input current detecting unit A may detect the input current ic1 supplied from the solar cell module 100 to the capacitor unit 520.
  • the input voltage detector B may detect the input voltage Vc1 supplied from the solar cell module 100 to the capacitor unit 520.
  • the input voltage Vc1 may be the same as the voltage stored across the capacitor unit 520.
  • the sensed input current ic1 and the input voltage vc1 may be input to the controller 550.
  • the converter output current detector C detects an output current ic2 output from the converter 530, that is, a dc terminal current
  • the converter output voltage detector D is output from the converter 530.
  • the output voltage vc2 that is, the dc terminal voltage, is sensed.
  • the sensed output current ic2 and output voltage vc2 may be input to the controller 550.
  • the inverter output current detector E detects the current ic3 output from the inverter unit 540, and the inverter output voltage detector F detects the voltage vc3 output from the inverter unit 540. do.
  • the detected current ic3 and voltage vc3 are input to the control unit 550.
  • the controller 550 may output a control signal for controlling the switching element S1 of the converter 530.
  • the controller 550 may be configured to at least one of the detected input current ic1, input voltage vc1, output current ic2, output voltage vc2, output current ic3, or output voltage vc3.
  • the turn-on timing signal of the switching element S1 in the converter unit 530 may be output.
  • the controller 550 may output an inverter control signal for controlling the switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b of the inverter unit 540.
  • the controller 550 may be configured to at least one of the detected input current ic1, input voltage vc1, output current ic2, output voltage vc2, output current ic3, or output voltage vc3.
  • the turn-on timing signals of the respective switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b of the inverter unit 540 may be output.
  • the controller 550 may control the converter unit 530 to calculate the maximum power point for the solar cell module 100 and to output a DC power corresponding to the maximum power.
  • the communication unit 580 may communicate with the gateway 80.
  • the communication unit 580 can exchange data with the gateway 80 by power line communication.
  • the communication unit 580 can receive the power factor adjustment signal Sph from the gateway 80.
  • the communication unit 580 may transmit current information, voltage information, power information, and the like of the solar module 50 to the gateway 80.
  • the power factor adjusting unit 570 may be disposed at an output terminal of the inverter unit 540.
  • the power factor adjusting unit 570 includes a plurality of passive elements, and the phase between the alternating current io and the alternating voltage vo output from the inverter unit 540 based on at least some of the plurality of passive elements. You can adjust the difference.
  • the power factor adjusting unit 570 includes a capacitor Cp, a first switching element Spa connected in series with the capacitor Cp, a capacitor Cp, or a first switching element Spa. It may include an inductor Lp connected in parallel to and a second switching element Spb connected in series with the inductor Lp.
  • control part 550 is based on the phase difference between the output current ic3 of the inverter part from the inverter output current detection part E, and the output voltage vc3 of the inverter part from the inverter output voltage detection part F,
  • the power factor adjustment signal Sph may be generated and the power factor adjustment unit 570 may be controlled based on the power factor adjustment signal Sph.
  • the controller 550 is configured to control the operation of the first switching element Spa and the second switching element Spb based on the power factor adjustment signal Sp generated in the gateway 80 or the inside.
  • the control signal Scp may be output to the power factor adjusting unit 570.
  • control unit 550 based on the power factor adjustment signal Sp including the phase pull signal from the gateway 80, the first switching device Spa is turned on and the second switching device Spb is turned on. ) May be turned off.
  • the controller 550 is configured to turn off the first switching element Spa based on the power factor adjustment signal Sp including the phase delay signal from the gateway 80, and to control the second switching element Spb. Control to turn on.
  • the operation of the power factor adjusting unit 570 will be described in more detail with reference to FIGS. 5A to 5D.
  • 5A to 5D are views referred to for describing the operation of the solar module of FIG. 4.
  • 5A illustrates an output voltage vc3a and an output current ic3a of the inverter unit 540.
  • the phase of the output current ic3a of the inverter unit 540 is the output of the inverter unit 540. It can be seen that the phase of the voltage vc3a is slower by Td1.
  • the controller 550 may generate a power factor adjustment signal Sph including the phase pull signal.
  • control unit 550 based on the power factor adjustment signal Sph including the phase pull signal, as shown in FIG. 5B, the first switching device Spa is turned on, and the second switching device Spb is turned on. Can be controlled to be off.
  • the output current waveform Ioa can be nearly in phase with the output voltage waveform Voa, thus allowing the power factor to be adjusted to approach one. That is, the loss of the output power of the solar module 50 is reduced.
  • the gateway 80 may generate the power factor adjustment signal Sph using the alternating current io and the alternating voltage vo output from the solar module 50.
  • the gateway 80 may output a power factor adjustment signal (including a phase pull signal). Sph) can be generated and printed.
  • control unit 550 in the photovoltaic module 50 receives the power factor adjustment signal Sph through which the phase is pulled by Td1 through the communication unit 580, and as shown in FIG. 5B, the first switching element ( Spa may be turned on, and the second switching device Spb may be turned off.
  • 5C illustrates an output voltage vc3b and an output current ic3b of the inverter unit 540.
  • the phase of the output current ic3b of the inverter unit 540 is the output of the inverter unit 540. It can be seen that Td2 is faster than the phase of the voltage vc3b.
  • the controller 550 may generate a power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal.
  • control unit 550 based on the power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal, as shown in FIG. 5D, the first switching device Spa is turned off and the second switching device Spb is turned on. It can be controlled to turn on.
  • the output current waveform Iob may be nearly in phase with the output voltage waveform Vob, thereby allowing the power factor to be adjusted to be close to one. That is, the loss of the output power of the solar module 50 is reduced.
  • the gateway 80 may generate the power factor adjustment signal Sph by using the alternating current io and the alternating voltage vo output from the solar module 50.
  • the gateway 80 may output a power factor adjustment signal (including a phase delay signal). Sph) can be generated and printed.
  • control unit 550 in the solar module 50 receives a power factor adjustment signal Sph through which the phase is delayed by Td2 through the communication unit 580, and as shown in FIG.
  • the switching device Spa may be turned off and the second switching device Spb may be turned on.
  • FIG. 6 is an example of an internal block diagram of the gateway of FIG. 1A or 1B.
  • the gateway 80 includes a first current detector 82 for detecting an alternating current io output from the solar module 50, and an alternating voltage vo output from the solar module 50. ), A voltage detector 83 for detecting), a second current detector 84 for detecting a current of an AC power supply of the grid, and a controller 88.
  • the controller 88 of the gateway 80 adjusts the power factor based on the phase difference between the alternating current io output from the photovoltaic module 50 and the alternating current voltage vo output from the photovoltaic module 50.
  • the signal Sph may be generated and controlled to be output.
  • the gateway 80 when the phase of the alternating current io is slower than the phase of the alternating current voltage vo, the gateway 80 outputs a power factor adjustment signal Sph including a phase pull signal, and outputs an alternating current io. ) Phase is faster than the AC voltage vo phase, the power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal can be output.
  • the gateway 80 may further include a solar module 50 and a communication unit 86 for performing communication such as power line communication.
  • the communication unit 86 may transmit the power factor adjustment signal Sph generated by the control unit 88 to the at least one solar module 50.
  • the same power factor adjustment signal Sph may be output to the plurality of solar modules 50 through the gateway 80.
  • the power factor of the AC power output from each solar module 50 can be easily adjusted.
  • the controller 88 adjusts the phase of the at least one photovoltaic module 50 based on the alternating current io output from the photovoltaic module 50 and the second current of the alternating current power source of the grid. It is also possible to generate a phase variable signal.
  • control unit 88 generates a phase pull signal when the phase of the grid current is faster than the phase of the solar module 50, and the phase of the grid current is the solar module 50. If it is slower than the phase of the current, it may generate a phase delay signal.
  • the communication unit 86 outputs a phase pulling signal when the phase of the grid current is earlier than the phase of the solar module 50, and the phase of the grid current is the solar module 50. If the current is slower than the phase, the phase delay signal may be output.
  • the phase of the AC power output from the solar module 50 can be easily matched to the grid.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG. 2.
  • the solar cell module 100 of FIG. 2 may include a plurality of solar cells 130.
  • the first sealing member 120 and the second sealing member 150 positioned on the lower surface and the upper surface of the plurality of solar cells 130, the rear substrate 110 and the second positioned on the lower surface of the first sealing member 120.
  • the apparatus may further include a front substrate 160 positioned on an upper surface of the sealant 150.
  • the solar cell 130 is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy, including a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell, a tandem solar cell, Dye-sensitized or CdTe, CIGS-type solar cells, thin film solar cells and the like.
  • the solar cell 130 is formed of a light receiving surface on which sunlight is incident and a rear surface opposite to the light receiving surface.
  • the solar cell 130 includes a first conductive silicon substrate, a second conductive semiconductor layer formed on the silicon substrate and having a conductivity opposite to the first conductive type, and the second conductive semiconductor layer.
  • An anti-reflection film formed on the second conductivity-type semiconductor layer, the at least one opening exposing at least one surface thereof, and a front electrode contacting a part of the second conductivity-type semiconductor layer exposed through the at least one opening; It may include a back electrode formed on the back of the silicon substrate.
  • Each solar cell 130 may be electrically connected in series or in parallel or in parallel. Specifically, the plurality of solar cells 130 may be electrically connected by the ribbon 133.
  • the ribbon 133 may be bonded to the front electrode formed on the light receiving surface of the solar cell 130 and the rear electrode current collecting electrode formed on the back surface of another adjacent solar cell 130.
  • the ribbon 133 is formed in two lines, by the ribbon 133, the solar cells 130 are connected in a row, illustrating that the solar cell string 140 is formed.
  • each string may include ten solar cells.
  • the back substrate 110 is a back sheet, and functions as a waterproof, insulation, and UV protection, and may be a TPT (Tedlar / PET / Tedlar) type, but is not limited thereto.
  • TPT Tedlar / PET / Tedlar
  • the rear substrate 110 may be manufactured in various shapes such as a circle and a semicircle according to an environment in which the solar cell module 100 is installed.
  • the first sealing material 120 may be attached to the same size as the rear substrate 110 on the rear substrate 110, the plurality of solar cells 130 on the first sealing material 120 is a few rows. Can be located next to each other to achieve.
  • the second sealing material 150 may be positioned on the solar cell 130 and bonded to the first sealing material 120 by lamination.
  • first sealant 120 and the second sealant 150 allow the elements of the solar cell to chemically bond.
  • the first sealant 120 and the second sealant 150 may be various examples such as an ethylene vinyl acetate (EVA) film.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • the front substrate 160 is located on the second sealing material 150 so as to transmit sunlight, it is preferable that the tempered glass in order to protect the solar cell 130 from an external impact. In addition, it is more preferable that it is a low iron tempered glass containing less iron in order to prevent reflection of sunlight and increase the transmittance of sunlight.
  • the solar module and the solar system having the same according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, but the embodiments of the embodiments may be modified in various ways. All or part may be optionally combined.

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Abstract

The present invention relates to a photovoltaic module and a photovoltaic system provided with same. The photovoltaic module according to an embodiment of the present invention comprises: a solar cell module provided with a plurality of solar cells; a converter unit for level-shifting direct current power from the solar cell module; an inverter unit for outputting alternating current power by converting the direct current power from the converter unit; a power factor regulating unit comprising a plurality of passive elements and regulating, on the basis of at least some of the plurality of passive elements, the phase difference between an alternating current voltage and an alternating current outputted from the inverter unit; and a control unit for controlling the power factor regulating unit on the basis of a power factor regulation signal. Accordingly, the power factor of the alternating current power outputted from the photovoltaic module can be regulated in a simple manner.

Description

태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템Solar module, and solar system having same
본 발명은 태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있는 태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic module and a photovoltaic system having the same, and more particularly, a photovoltaic module capable of easily adjusting the power factor of an AC power output from the photovoltaic module, and a photovoltaic system having the same. It is about.
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.Recently, with the anticipation of depletion of existing energy sources such as oil and coal, there is increasing interest in alternative energy to replace them. Among them, solar cells are in the spotlight as next generation cells that directly convert solar energy into electrical energy using semiconductor devices.
한편, 태양광 모듈은 태양광 발전을 위한 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 상태를 의미한다.On the other hand, the photovoltaic module refers to a state in which solar cells for photovoltaic power generation are connected in series or in parallel.
한편, 태양광 모듈에서 인버터를 사용하여 교류 전원을 그리드로 출력하는 경우, 출력 전력의 손실을 저감하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 태양광 모듈에서 출력되는 출력 전력의 손실을 저감하기 위한 방안이 연구되고 있다. On the other hand, when outputting the AC power to the grid using an inverter in the solar module, it is preferable to reduce the loss of the output power. Accordingly, a method for reducing the loss of output power output from the solar module has been studied.
본 발명의 목적은, 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있는 태양광 모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a solar module that can easily adjust the power factor of the AC power output from the solar module.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 레벨 변환하는 컨버터부와, 컨버터부로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 인버터부와, 복수의 수동 소자를 포함하고, 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 인버터부에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압 사이의 위상 차이를 조정하는 역률 조정부와, 역률 조정 신호에 기초하여, 역률 조정부를 제어하는 제어부를 포함한다. A solar module according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a solar cell module having a plurality of solar cells, a converter unit for level-converting the DC power from the solar cell module, and a direct current from the converter unit An inverter unit for converting a power source and outputting an AC power source, and a plurality of passive elements, and based on at least some of the plurality of passive elements, a power factor for adjusting a phase difference between an AC current and an AC voltage output from the inverter unit And a control unit for controlling the power factor adjustment unit based on the power factor adjustment signal.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템은, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 적어도 하나의 태양광 모듈과, 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압 사이의 위상 차이에 기초하여, 적어도 하나의 태양광 모듈의 역률 조정을 위한 역률 조정 신호를 출력하는 게이트웨이(gateway)를 포함하며, 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 레벨 변환하는 컨버터부와, 컨버터부로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 인버터부와, 복수의 수동 소자를 포함하고, 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 인버터부에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압 사이의 위상 차이를 조정하는 역률 조정부와, 게이트웨이와 데이터를 교환하는 통신부와, 게이트웨이로부터의 역률 조정 신호에 기초하여, 역률 조정부를 제어하는 제어부를 포함한다.On the other hand, the solar system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, at least one photovoltaic module for converting the direct current power from the solar cell module to output an alternating current, and the alternating current output from the solar module A gateway for outputting a power factor adjustment signal for power factor adjustment of at least one solar module based on a phase difference between the current and the alternating voltage, wherein the solar module comprises a solar cell having a plurality of solar cells A battery module, a converter unit for level converting DC power from a solar cell module, an inverter unit for converting DC power from the converter unit to output AC power, and a plurality of passive elements, A power factor adjustment unit for adjusting a phase difference between an AC current and an AC voltage output from the inverter unit based on at least a portion thereof; And a communication unit for exchanging data, on the basis of the power factor adjustment signal from the gateway, and a control unit for controlling the power factor adjustment section.
본 발명의 실시예에 따른, 태양광 모듈 및 이를 구비하는 태양광 시스템은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 레벨 변환하는 컨버터부와, 컨버터부로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 인버터부와, 복수의 수동 소자를 포함하고, 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 인버터부에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압 사이의 위상 차이를 조정하는 역률 조정부와, 역률 조정 신호에 기초하여, 역률 조정부를 제어하는 제어부를 포함함으로써, 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, a solar module and a solar system having the same include a solar cell module having a plurality of solar cells, a converter unit for level converting DC power from the solar cell module, and a converter unit. An inverter unit for converting a DC power source to output an AC power source, and a plurality of passive elements, and adjusting a phase difference between the AC current and the AC voltage output from the inverter unit based on at least some of the plurality of passive elements. By including a power factor adjustment unit and a control unit for controlling the power factor adjustment unit based on the power factor adjustment signal, the power factor of the AC power output from the solar module can be easily adjusted.
이에 따라, 태양광 모듈에서 생성되는 전력에 대한 손실을 저감하면서, 외부로 공급할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to supply to the outside while reducing the loss of power generated by the solar module.
한편, 역률 조정 신호가, 외부의 게이트웨이를 통해 수신됨으로써, 복수의 태양광 모듈에 대한, 역률 조정을 수행할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, the power factor adjustment signal is received through an external gateway, there is an advantage that can be performed power factor adjustment for a plurality of solar modules.
한편, 인버터부의 출력 전류와 인버터부의 출력 전압 사이의 위상 차이에 기초하여, 역률 조정 신호가 생성될 수 있으며, 이에 따라, 정확한 역률 조정이 가능하게 된다.On the other hand, based on the phase difference between the output current of the inverter unit and the output voltage of the inverter unit, a power factor adjustment signal can be generated, thereby enabling accurate power factor adjustment.
한편, 역률 조정부는, 커패시터와, 커패시터에 직렬 접속되는 제1 스위칭 소자와, 커패시터 또는 제1 스위칭 소자에 병렬 접속되는 인덕터와, 인덕터에 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자를 포함함으로써, 수동 소자인 커패시터와 인덕터를 이용하여, 간단하게 역률 조정을 구현할 수 있게 된다.On the other hand, the power factor adjusting unit includes a capacitor, a first switching element connected in series with the capacitor, an inductor connected in parallel with the capacitor or the first switching element, and a second switching element connected in series with the inductor, thereby providing a capacitor which is a passive element. Power factor adjustment can be implemented simply by using and inductor.
한편, 게이트웨이는, 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압의 위상 차이에 기초하여, 적어도 하나의 태양광 모듈의 역률 조정을 위한, 역률 조정 신호를 출력함으로써, 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있게 된다. 이에 따라, 태양광 모듈에서 생성되는 전력에 대한 손실을 저감하면서, 외부로 공급할 수 있게 된다.On the other hand, the gateway outputs a power factor adjustment signal for power factor adjustment of at least one photovoltaic module based on the phase difference between the alternating current and the alternating voltage output from the photovoltaic module, thereby outputting the alternating current power output from the photovoltaic module. The power factor of can be easily adjusted. Accordingly, it is possible to supply to the outside while reducing the loss of power generated by the solar module.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 시스템을 도시한 도면이다.1A is a view illustrating a solar system according to an embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 시스템을 도시한 도면이다.1B is a view showing a solar system according to another embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이다.2 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.3 is a rear view of the solar module of FIG. 2.
도 4는 도 2의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a circuit inside a junction box in the solar module of FIG. 2.
도 5a 내지 5d는 도 4의 태양광 모듈의 동작 설명에 참조되는 도면이다.5A to 5D are views referred to for describing the operation of the solar module of FIG. 4.
도 6은 도 1a 또는 도 1b의 게이트웨이의 내부 블록도의 일예이다.6 is an example of an internal block diagram of the gateway of FIG. 1A or 1B.
도 7은 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG. 2.
본 명세서에서는, 태양광 모듈에서 출력되는 출력 전력의 손실을 저감하기 위한 방안으로, 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압의 위상 차이인 역률(power factor)을 제어하는 방안을 제시한다.In the present specification, as a method for reducing the loss of output power output from the solar module, it proposes a method of controlling a power factor which is a phase difference between the AC current and the AC voltage output from the solar module.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
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 suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 시스템을 도시한 도면이다.1A is a view illustrating a solar system 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, the solar system 10a according to the embodiment of the present invention may include a solar module 50 and a gateway 80.
태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 및 태양전지 모듈에서의 직류 전원을 전력 변환하여 출력하는 회로소자를 포함하는 정션 박스(200)를 구비할 수 있다.The photovoltaic module 50 may include a junction box 200 including a solar cell module 100 and a circuit element that converts and outputs DC power from the solar cell module.
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 junction box 200 is attached to the back of the solar cell module 100, but is not limited thereto. The junction box 200 may be provided separately from the solar cell module 100.
한편, 정션 박스(200)에서 출력되는 교류 전원을 그리드에 공급하기 위한 케이블(oln)이, 정션 박스(200)의 출력단에 전기적으로 접속될 수 있다.Meanwhile, a cable oln for supplying AC power output from the junction box 200 to the grid may be electrically connected to an output terminal of the junction box 200.
한편, 게이트웨이(gateway)(80)는, 정션 박스(200)와 그리드(grid)(90) 사이에 위치할 수 있다.The gateway 80 may be located between the junction box 200 and the grid 90.
한편, 게이트웨이(80)는, 적어도 하나의 태양광 모듈(50)의 역률 조정을 위한 역률 조정 신호(Sph)를 출력할 수 있다.Meanwhile, the gateway 80 may output a power factor adjustment signal Sph for power factor adjustment of at least one solar module 50.
이를 위해, 게이트웨이(80)는, 케이블(oln)을 통해 흐르는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)을 검출할 수 있다.To this end, the gateway 80 may detect an alternating current io and an alternating voltage vo output from the photovoltaic module 50 flowing through the cable oln.
게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)의 위상 차이에 기초하여, 역률 조정을 위한 역률 조정 신호(Sph)를 출력할 수 있다.The gateway 80 may output a power factor adjustment signal Sph for power factor adjustment based on a phase difference between the AC current io and the AC voltage vo output from the solar module 50.
예를 들어, 교류 전류(io)의 위상이, 교류 전압(vo)의 위상 보다 느린 경우, 위상 당김 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 출력하고, 교류 전류(io)의 위상이, 교류 전압(vo) 위상 보다 빠른 경우, 위상 지연 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 출력할 수 있다.For example, when the phase of the alternating current io is slower than the phase of the alternating voltage vo, the power factor adjustment signal Sph including the phase pull signal is output, and the phase of the alternating current io is alternating. When the voltage vo is faster than the phase, the power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal may be output.
이러한 역률 조정 신호(Sph)를 태양광 모듈로 출력하기 위해, 게이트웨이(80)와 태양광 모듈(50) 사이에, 케이블(323)이 연결될 수 있다.In order to output the power factor adjustment signal Sph to the solar module, a cable 323 may be connected between the gateway 80 and the solar module 50.
즉, 게이트웨이(80)와 태양광 모듈(50)은, 케이블(323)을 이용하여, 전력선 통신(PLC 통신) 등을 수행할 수 있다.That is, the gateway 80 and the solar module 50 may perform power line communication (PLC communication) or the like using the cable 323.
한편, 태양광 모듈(50)은, 복수의 수동 소자를 포함하고, 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 인버터부에서 출력되는 교류 전류(io)와 교류 전압(vo) 사이의 위상 차이를 조정하는 역률 조정부(도 4의 570)를 구비하고, 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 역률 조정부(도 4의 570)를 제어하는 제어부(도 4의 550)를 포함함으로써, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있게 된다. On the other hand, the photovoltaic module 50 includes a plurality of passive elements, and based on at least some of the plurality of passive elements, the phase difference between the alternating current io and the alternating voltage vo output from the inverter unit is determined. The solar power module includes a power factor adjusting unit 570 of FIG. 4 and a control unit 550 of FIG. 4 that controls the power factor adjusting unit 570 of FIG. 4 based on the power factor adjustment signal Sph. The power factor of the AC power output from 50) can be easily adjusted.
특히, 인버터부(도 4의 540) 내의 스위칭 소자의 스위칭 타이밍 조정에 의한, 역률 제어가 아닌, 인버터부(도 4의 540)의 출력단에 배치되는, 역률 조정부(도 4의 570)를 이용함으로써, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있게 된다. In particular, by using the power factor adjustment unit 570 of FIG. 4 disposed at the output terminal of the inverter unit 540 of FIG. 4, rather than the power factor control by adjusting the switching timing of the switching element in the inverter unit 540 of FIG. 4. The power factor of the AC power output from the solar module 50 can be easily adjusted.
또한, 태양광 모듈(50)에서 생성되는 전력에 대한 손실을 저감하면서, 외부로 공급할 수 있게 된다.In addition, it is possible to supply to the outside while reducing the loss to the power generated by the solar module 50.
한편, 역률 조정 신호(Sph)가, 외부의 게이트웨이(80)를 통해 수신됨으로써, 복수의 태양광 모듈에 대한, 역률 조정을 수행할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, by receiving the power factor adjustment signal Sph through the external gateway 80, there is an advantage that the power factor adjustment can be performed for a plurality of solar modules.
한편, 태양광 모듈(50)은, 인버터부의 출력 전류(ic3)를 검출하는 인버터 출력 전류 검출부(도 4의 E)와, 인버터부의 출력 전압(vc3)을 검출하는 인버터 출력 전압 검출부(도 4의 F)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(도 4의 550)는, 인버터 출력 전류(ic3)와 인버터 출력 전압(vc3) 사이의 위상 차이에 기초하여, 역률 조정 신호(Sph)를 생성하고, 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 역률 조정부(570)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 정확한 역률 조정이 가능하게 된다.On the other hand, the photovoltaic module 50 includes an inverter output current detection unit (E in FIG. 4) for detecting the output current ic3 of the inverter unit, and an inverter output voltage detection unit (FIG. 4 in FIG. 4) for detecting the output voltage vc3 of the inverter unit. F), and the controller 550 of FIG. 4 generates the power factor adjustment signal Sph based on the phase difference between the inverter output current ic3 and the inverter output voltage vc3, and controls the power factor. The power factor adjustment unit 570 may be controlled based on the adjustment signal Sph. As a result, accurate power factor adjustment is possible.
다음, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 시스템을 도시한 도면이다.Next, Figure 1b is a view showing a solar system according to another 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, the solar system 10b according to the embodiment of the present invention may include a plurality of solar modules 50a, 50b,..., 50n, and a gateway 80.
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 photovoltaic modules 50a, 50b, ..., 50n is a circuit for power-converting and outputting DC power from each of the solar cell modules 100a, 100b, ..., 100n, and the solar cell module. Junction boxes 200a, 200b, ..., 200n including elements may be provided.
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, although each junction box 200a, 200b, ..., 200n is attached to the back surface of each solar cell module 100a, 100b, ..., 100n, it is not limited to this. Each junction box 200a, 200b, ..., 200n may be provided separately from each solar cell module 100a, 100b, ..., 100n.
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, the cables 31a, 31b, ..., oln for supplying the AC power output from each junction box 200a, 200b, ..., 200n to a grid are each junction box 200a, 200b,. .., 200n) can be electrically connected to the output terminal.
한편, 게이트웨이(gateway)(80)는, 정션 박스(200n)와 그리드(grid)(90) 사이에 위치할 수 있으며, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)의 역률 조정을 위한 역률 조정 신호(Sph)를 출력할 수 있다.Meanwhile, the gateway 80 may be located between the junction box 200n and the grid 90, and adjusts the power factor of the plurality of solar modules 50a, 50b,..., 50n. A power factor adjustment signal Sph may be output.
이를 위해, 게이트웨이(80)는, 케이블(oln)을 통해 흐르는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)을 검출할 수 있다.To this end, the gateway 80 may detect an alternating current io and an alternating voltage vo output from the photovoltaic module 50 flowing through the cable oln.
게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)의 위상 차이에 기초하여, 각 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)의 역률 조정을 위한 역률 조정 신호(Sph)를 출력할 수 있다.The gateway 80 has a power factor of each of the solar modules 50a, 50b, ..., 50n based on the phase difference between the alternating current io and the alternating voltage vo output from the solar module 50. The power factor adjustment signal Sph for adjustment may be output.
이러한 역률 조정 신호(Sph)를 각 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)로 출력하기 위해, 게이트웨이(80)와 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n) 사이에, 각 케이블(32a, 32b, ..., 32n)이 연결될 수 있다.Between the gateway 80 and the solar modules 50a, 50b, ..., 50n, in order to output such a power factor adjustment signal Sph to each of the solar modules 50a, 50b, ..., 50n, Each cable 32a, 32b, ..., 32n can be connected.
즉, 게이트웨이(80)와 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)은, 케이블(32a, 32b, ..., 32n)을 이용하여, 전력선 통신(PLC 통신) 등을 수행할 수 있다.That is, the gateway 80 and the solar modules 50a, 50b, ..., 50n may perform power line communication (PLC communication) or the like using the cables 32a, 32b, ..., 32n. have.
한편, 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)은, 게이트웨이(80)로부터의 역률 조정 신호(Sph)를 수신하고, 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있게 된다. 이에 따라, 각 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)에서 생성되는 전력에 대한 손실을 저감하면서, 외부(예를 들어, 그리드)로 공급할 수 있게 된다.On the other hand, the solar modules 50a, 50b, ..., 50n receive the power factor adjustment signal Sph from the gateway 80, and the power factor of the AC power outputted based on the power factor adjustment signal Sph. Can be easily adjusted. Accordingly, it is possible to supply to the outside (for example, the grid) while reducing the loss of power generated in each of the solar modules 50a, 50b, ..., 50n.
특히, 게이트웨이(80)가, 복수의 태양광 모듈(50)에, 동일한 역률 조정 신호(Sph)를 출력함으로써, 각 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)에 대한 역률을 공통 제어할 수 있게 된다.In particular, the gateway 80 outputs the same power factor adjustment signal Sph to the plurality of photovoltaic modules 50, thereby controlling common power factor for each photovoltaic module 50a, 50b,..., 50n. You can do it.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.2 is a front view of the solar module according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a rear view of the solar module of FIG.
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, the photovoltaic module 50 according to the embodiment of the present invention may include a solar cell module 100 and a junction box 200 located on the back of the solar cell module 100.
정션 박스(200)는, 음영 발생 등의 경우, 핫 스팟 방지를 위해, 바이패스 되는, 적어도 하나의 바이패스 다이오드를 구비할 수 있다.The junction box 200 may include at least one bypass diode, which is bypassed in order to prevent hot spots in case of shadow generation.
도 4 등에서는, 도 2의 4개의 태양전지 스트링에 대응하여, 3개의 바이패스 다이오드(도 4의 Da,Db,Dc)를 구비하는 것을 예시한다.In FIG. 4 and the like, corresponding to the four solar cell strings of FIG. 2, three bypass diodes (Da, Db, and Dc of FIG. 4) are illustrated.
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 junction box 200 may convert the DC power supplied from the solar cell module 100. This will be described with reference to FIG. 4 and below.
한편, 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지를 구비할 수 있다.On the other hand, the solar cell module 100 may include a plurality of solar cells.
도면에서는 복수의 태앙 전지가 리본(도 7의 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 drawing, a plurality of Taeang cells are connected in a row by a ribbon (133 in FIG. 7) to illustrate that the solar cell string 140 is formed. As a result, six strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, and 140f are formed, and each string includes ten solar cells. On the other hand, unlike the drawings, various modifications are possible.
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. FIG. 2 shows the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b by the bus ribbons 145a, 145c, and 145e disposed under the solar cell module 100, respectively. The battery string 140c and the fourth solar cell string 140d illustrate that the fifth solar cell string 140e and the sixth solar cell string 140f are electrically connected.
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, the 2nd solar cell string 140b and the 3rd solar cell string 140c are respectively comprised by the bus ribbon 145b and 145d arrange | positioned on the upper part of the solar cell module 100, The 4th aspect It illustrates that the battery string 140d and the fifth solar cell string 140e are electrically connected.
한편, 제1 스트링에 접속된 리본, 버스 리본(145b,145d), 및 제4 스트링에 접속된 리본은, 각각 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)에 전기적으로 접속되며, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)은, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 정션 박스(200) 내의 바이패스 다이오드(도 4의 Da,Db,Dc)와 접속된다. 도면에서는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이, 태양전지 모듈(100) 상에 형성된 개구부를 통해, 태양전지 모듈(100)의 배면으로 연장되는 것을 예시한다.On the other hand, the ribbon connected to the first string, the bus ribbons 145b and 145d, and the ribbon connected to the fourth string are electrically connected to the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d, respectively. The first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d may be connected to the bypass diodes (Da, Db, and Dc in FIG. 4) in the junction box 200 disposed on the rear surface of the solar cell module 100. Connected. In the drawings, the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d extend to the rear surface of the solar cell module 100 through openings formed on the solar cell module 100.
한편, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 양단부 중 도전성 라인이 연장되는 단부에 더 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the junction box 200 is further disposed adjacent to an end portion of which the conductive line extends from both ends of the solar cell module 100.
도 4는 도 2의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a circuit inside a junction box in the solar module of FIG. 2.
도면을 참조하면, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 변환하여 변환된 전원을 출력할 수 있다.Referring to the drawing, the junction box 200 may output the converted power by converting the DC power from the solar cell module 100.
특히, 본 발명과 관련하여, 정션 박스(200)는, 교류 전원을 출력할 수 있다.In particular, in connection with the present invention, the junction box 200 can output an AC power source.
이를 위해, 정션 박스(200)는, 컨버터부(530), 인버터부(540), 및 이를 제어하는 제어부(550)를 포함할 수 있다.To this end, the junction box 200 may include a converter unit 530, an inverter unit 540, and a control unit 550 controlling the same.
또한, 정션 박스(200)는, 바이패스를 위한 바이패스 다이오드부(510), 직류 전원 저장을 위한, 커패시터부(520)를 더 포함할 수 있다.In addition, the junction box 200 may further include a bypass diode unit 510 for bypass and a capacitor unit 520 for DC power storage.
한편, 정션 박스(200)는, 외부의 게이트웨이(80)과의 통신을 위한 통신부(580)를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the junction box 200 may further include a communication unit 580 for communication with an external gateway 80.
한편, 정션 박스(200)는, 게이트웨이(80) 또는 내부에서 생성되는, 역률 조정 신호에 기초하여, 인버터부(540)에서 출력되는 교류 전류(io)와 교류 전압(vo) 사이의 위상 차이를 조정하는 역률 조정부(570)를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the junction box 200, based on the power factor adjustment signal generated in the gateway 80 or inside, the phase difference between the alternating current (io) and the alternating voltage (vo) output from the inverter unit 540. The power factor adjusting unit 570 may be further provided.
한편, 정션 박스(200)는, 입력 전류 감지부(A), 입력 전압 감지부(B), 컨버터 출력전류 검출부(C), 컨버터 출력전압 검출부(D), 인버터 출력 전류 검출부(E), 인버터 출력 전압 검출부(F)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the junction box 200 includes an input current detector A, an input voltage detector B, a converter output current detector C, a converter output voltage detector D, an inverter output current detector E, and an inverter. The output voltage detector F may be further provided.
한편, 제어부(550)는, 컨버터부(530), 인버터부(540), 및 역률 조정부(570)를 제어할 수 있다.The controller 550 may control the converter 530, the inverter 540, and the power factor adjusting unit 570.
특히, 제어부(550)는, 통신부(580)를 통해, 게이트웨이(80)로부터의 역률 조정 신호(Sph)를 수신하고, 역률 조정 신호에 기초하여, 출력되는 교류 전원의 위상을 가변하도록 제어할 수 있다.In particular, the controller 550 may receive the power factor adjustment signal Sph from the gateway 80 through the communication unit 580 and control the variable power phase to be varied based on the power factor adjustment signal. have.
바이패스 다이오드부(510)는, 태양전지 모듈(100) 의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)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 bypass diode unit 510 includes bypass diodes Dc, Db, and Da disposed between the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d of the solar cell module 100, respectively. It may be provided. At this time, the number of bypass diodes is one or more, preferably one smaller than the number of conductive lines.
바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 태양전지 모듈(100)로부터, 특히, 태양전지 모듈(100) 내의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)로부터 태양광 직류 전원을 입력받는다. 그리고, 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d) 중 적어도 하나로부터의 직류 전원에서 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킬 수 있다.The bypass diodes Dc, Db, and Da are solar direct currents from the solar cell module 100, in particular from the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, 135d in the solar cell module 100. Receive power. The bypass diodes Dc, Db, and Da may bypass the reverse voltage when a DC voltage is generated from at least one of the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d. have.
한편, 바이패스 다이오드부(510)를 거친 직류 전원은, 커패시터부(520)로 입력될 수 있다.On the other hand, the DC power that has passed through the bypass diode unit 510 may be input to the capacitor unit 520.
커패시터부(520)는, 태양전지 모듈(100), 및 바이패스 다이오드부(510)를 거쳐 입력되는 입력 직류 전원을 저장할 수 있다.The capacitor unit 520 may store an input DC power input through the solar cell module 100 and the bypass diode unit 510.
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.Meanwhile, in the drawing, the capacitor unit 520 is exemplified as having a plurality of capacitors Ca, Cb, and Cc connected in parallel to each other. Alternatively, the plurality of capacitors are connected in series or parallel mixing, or grounded in series. It is also possible to be connected to the stage. Alternatively, the capacitor unit 520 may include only one capacitor.
컨버터부(530)는, 바이패스 다이오드부(510)와, 커패시터부(520)를 거친, 태양전지 모듈(100)로부터의 입력 전압의 레벨을 변환할 수 있다.The converter unit 530 may convert the level of the input voltage from the solar cell module 100 through the bypass diode unit 510 and the capacitor unit 520.
특히, 컨버터부(530)는, 커패시터부(520)에 저장된 직류 전원을 이용하여, 전력 변환을 수행할 수 있다. In particular, the converter unit 530 may perform power conversion using a DC power source stored in the capacitor unit 520.
예를 들어, 컨버터부(530)는, 복수의 저항 소자, 또는 변압기를 구비하며, 설정된 목표 전력에 기초하여, 입력 전압에 대한 전압 분배를 수행할 수 있다.For example, the converter unit 530 may include a plurality of resistance elements or a transformer, and may perform voltage distribution with respect to the input voltage based on the set target power.
도면에서는, 컨버터부(530)의 일예로, 탭 인덕터 컨버터를 예시하나, 이와 달리, 플라이백 컨버터, 벅 컨버터, 부스트 컨버터 등이 가능하다.In the drawing, a tap inductor converter is illustrated as an example of the converter unit 530. Alternatively, a flyback converter, a buck converter, a boost converter, and the like may be used.
도면에서 도시되는 컨버터부(530), 즉 탭 인덕터 컨버터는, 탭 인덕터(T), 탭 인덕터(T)와 접지단 사이에 접속되는 스위칭 소자(S1), 탭 인덕터의 출력단에 접속되어, 일방향 도통을 수행하는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.The converter section 530 illustrated in the figure, that is, the tap inductor converter, is connected to the tap inductor T, the switching element S1 connected between the tap inductor T, and the ground terminal, and the output terminal of the tap inductor, thereby conducting one-way conduction. It may include a diode (D1) to perform.
한편, 다이오드(D1)의 출력단, 즉 캐소드(cathod)과 접지단 사이에, dc단 커패시터(미도시)가 접속될 수 있다. Meanwhile, a dc terminal capacitor (not shown) may be connected between the output terminal of the diode D1, that is, the cathode and the ground terminal.
구체적으로 스위칭 소자(S1)는, 탭 인덕터(T)의 탭과 접지단 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 탭 인덕터(T)의 출력단(2차측)은 다이오드(D1)의 애노드(anode)에 접속하며, 다이오드(D1)의 캐소드(cathode)와 접지단 사이에, dc단 커패시터(C1)가 접속될 수 있다. Specifically, the switching element S1 may be connected between the tab of the tap inductor T and the ground terminal. The output terminal (secondary side) of the tab inductor T is connected to the anode of the diode D1, and the dc terminal capacitor C1 is connected between the cathode of the diode D1 and the ground terminal. Can be.
한편, 탭 인덕터(T)의 1차측과 2차측은 반대의 극성을 가진다. 한편, 탭 인덕터(T)는, 스위칭 트랜스포머(transformer)로 명명될 수도 있다.On the other hand, the primary side and the secondary side of the tab inductor T have opposite polarities. Meanwhile, the tap inductor T may be referred to as a switching transformer.
한편, 컨버터부(530) 내의 스위칭 소자(S1)는, 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 element S1 in the converter unit 530 may be turned on / off based on the converter switching control signal from the controller 550. Thereby, the level-converted DC power supply can be output.
인버터부(540)는, 컨버터부(530)에서 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다.The inverter unit 540 may convert the DC power converted by the converter unit 530 into AC power.
도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다. In the figure, a full-bridge inverter is illustrated. That is, the upper arm switching elements Sa and Sb and the lower arm switching elements S'a and S'b, which are connected in series with each other, become a pair, and a total of two pairs of upper and lower arm switching elements are parallel to each other (Sa & S'a, Sb & S'b). Diodes may be connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b.
인버터부(540) 내의 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b)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 Sa, S'a, Sb, and S'b in the inverter unit 540 may be turned on / off based on an inverter switching control signal from the controller 550. As a result, AC power having a predetermined frequency can be output. Preferably, it is desirable to have the same frequency (approximately 60 Hz or 50 Hz) as the alternating frequency of the grid.
한편, 커패시터(C)는, 컨버터부(530)와 인버터부(540) 사이에, 배치될 수 있다. Meanwhile, the capacitor C may be disposed between the converter unit 530 and the inverter unit 540.
커패시터(C)는, 컨버터부(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 converter 530. On the other hand, both ends of the capacitor (C) may be referred to as the dc terminal, accordingly, the capacitor (C) may be referred to as a dc terminal capacitor.
한편, 입력 전류 감지부(A)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전류(ic1)를 감지할 수 있다.Meanwhile, the input current detecting unit A may detect the input current ic1 supplied from the solar cell module 100 to the capacitor unit 520.
한편, 입력 전압 감지부(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.Meanwhile, the input voltage detector B may detect the input voltage Vc1 supplied from the solar cell module 100 to the capacitor unit 520. Here, the input voltage Vc1 may be the same as the voltage stored across the capacitor unit 520.
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 controller 550.
한편, 컨버터 출력전류 검출부(C)는, 컨버터부(530)에서 출력되는 출력전류(ic2), 즉 dc단 전류를 감지하며, 컨버터 출력전압 검출부(D)는, 컨버터부(530)에서 출력되는 출력전압(vc2), 즉 dc 단 전압을 감지한다. 감지된 출력전류(ic2)와 출력전압(vc2)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다. Meanwhile, the converter output current detector C detects an output current ic2 output from the converter 530, that is, a dc terminal current, and the converter output voltage detector D is output from the converter 530. The output voltage vc2, that is, the dc terminal voltage, is sensed. The sensed output current ic2 and output voltage vc2 may be input to the controller 550.
한편, 인버터 출력 전류 검출부(E)는, 인버터부(540)에서 출력되는 전류(ic3)를 감지하며, 인버터 출력 전압 검출부(F)는, 인버터부(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 inverter unit 540, and the inverter output voltage detector F detects the voltage vc3 output from the inverter unit 540. do. The detected current ic3 and voltage vc3 are input to the control unit 550.
한편, 제어부(550)는, 컨버터부(530)의 스위칭 소자(S1)를 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, 컨버터부(530) 내의 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.The controller 550 may output a control signal for controlling the switching element S1 of the converter 530. In particular, the controller 550 may be configured to at least one of the detected input current ic1, input voltage vc1, output current ic2, output voltage vc2, output current ic3, or output voltage vc3. On the basis of this, the turn-on timing signal of the switching element S1 in the converter unit 530 may be output.
한편, 제어부(550)는, 인버터부(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)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, 인버터부(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.The controller 550 may output an inverter control signal for controlling the switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b of the inverter unit 540. In particular, the controller 550 may be configured to at least one of the detected input current ic1, input voltage vc1, output current ic2, output voltage vc2, output current ic3, or output voltage vc3. On the basis of this, the turn-on timing signals of the respective switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b of the inverter unit 540 may be output.
한편, 제어부(550)는, 태양전지 모듈(100)에 대한, 최대 전력 지점을 연산하고, 그에 따라, 최대 전력에 해당하는 직류 전원을 출력하도록, 컨버터부(530)를 제어할 수 있다. The controller 550 may control the converter unit 530 to calculate the maximum power point for the solar cell module 100 and to output a DC power corresponding to the maximum power.
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)와 통신을 수행할 수 있다. The communication unit 580 may communicate with the gateway 80.
예를 들어, 통신부(580)는, 전력선 통신에 의해, 게이트웨이(80)와 데이터를 교환할 수 있다.For example, the communication unit 580 can exchange data with the gateway 80 by power line communication.
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)로부터, 역률 조정 신호(Sph)를 수신할 수 있다. On the other hand, the communication unit 580 can receive the power factor adjustment signal Sph from the gateway 80.
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)로, 태양광 모듈(50)의 전류 정보, 전압 정보, 전력 정보 등을 전송할 수도 있다.Meanwhile, the communication unit 580 may transmit current information, voltage information, power information, and the like of the solar module 50 to the gateway 80.
한편, 역률 조정부(570)는, 인버터부(540)의 출력단에 배치될 수 있다.The power factor adjusting unit 570 may be disposed at an output terminal of the inverter unit 540.
그리고, 역률 조정부(570)는, 복수의 수동 소자를 포함하고, 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 인버터부(540)에서 출력되는 교류 전류(io)와 교류 전압(vo) 사이의 위상 차이를 조정할 수 있다.The power factor adjusting unit 570 includes a plurality of passive elements, and the phase between the alternating current io and the alternating voltage vo output from the inverter unit 540 based on at least some of the plurality of passive elements. You can adjust the difference.
예를 들어, 역률 조정부(570)는, 도면과 같이, 커패시터(Cp)와, 커패시터(Cp)에 직렬 접속되는 제1 스위칭 소자(Spa)와, 커패시터(Cp) 또는 제1 스위칭 소자(Spa)에 병렬 접속되는 인덕터(Lp)와, 인덕터(Lp)에 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자(Spb)를 포함할 수 있다.For example, as shown in the drawing, the power factor adjusting unit 570 includes a capacitor Cp, a first switching element Spa connected in series with the capacitor Cp, a capacitor Cp, or a first switching element Spa. It may include an inductor Lp connected in parallel to and a second switching element Spb connected in series with the inductor Lp.
한편, 제어부(550)는, 인버터 출력 전류 검출부(E)로부터의 인버터부의 출력 전류(ic3)와, 인버터 출력 전압 검출부(F)로부터의 인버터부의 출력 전압(vc3) 사이의 위상 차이에 기초하여, 역률 조정 신호(Sph)를 생성하고, 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 역률 조정부(570)를 제어할 수 있다.On the other hand, the control part 550 is based on the phase difference between the output current ic3 of the inverter part from the inverter output current detection part E, and the output voltage vc3 of the inverter part from the inverter output voltage detection part F, The power factor adjustment signal Sph may be generated and the power factor adjustment unit 570 may be controlled based on the power factor adjustment signal Sph.
제어부(550)는, 게이트웨이(80) 또는 내부에서 생성되는, 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 제1 스위칭 소자(Spa), 및 제2 스위칭 소자(Spb)의 동작을 제어하기 위한, 스위칭 제어 신호(Scp)를 역률 조정부(570)에 출력할 수 있다.The controller 550 is configured to control the operation of the first switching element Spa and the second switching element Spb based on the power factor adjustment signal Sp generated in the gateway 80 or the inside. The control signal Scp may be output to the power factor adjusting unit 570.
예를 들어, 제어부(550)는, 게이트웨이(80)로부터의 위상 당김 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 제1 스위칭 소자(Spa)가 턴 온 되고, 제2 스위칭 소자(Spb)가 턴 오프되도록 제어할 수 있다.For example, the control unit 550, based on the power factor adjustment signal Sp including the phase pull signal from the gateway 80, the first switching device Spa is turned on and the second switching device Spb is turned on. ) May be turned off.
다른 예로, 제어부(550)는, 게이트웨이(80)로부터의 위상 지연 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 제1 스위칭 소자(Spa)가 턴 오프 되고, 제2 스위칭 소자(Spb)가 턴 온되도록 제어할 수 있다.As another example, the controller 550 is configured to turn off the first switching element Spa based on the power factor adjustment signal Sp including the phase delay signal from the gateway 80, and to control the second switching element Spb. Control to turn on.
역률 조정부(570)의 동작에 대해서는, 도 5a 내지 5d를 참조하여 보다 상세히 기술한다.The operation of the power factor adjusting unit 570 will be described in more detail with reference to FIGS. 5A to 5D.
도 5a 내지 5d는 도 4의 태양광 모듈의 동작 설명에 참조되는 도면이다.5A to 5D are views referred to for describing the operation of the solar module of FIG. 4.
도 5a의 (a)는, 인버터부(540)의 출력 전압(vc3a) 및 출력 전류(ic3a)를 예시한다.5A illustrates an output voltage vc3a and an output current ic3a of the inverter unit 540.
도 5a의 (a)의 인버터부(540)의 출력 전압(vc3a) 및 출력 전류(ic3a)를 비교하면, 인버터부(540)의 출력 전류(ic3a)의 위상이, 인버터부(540)의 출력 전압(vc3a)의 위상 보다, Td1 만큼 느린 것을 알 수 있다.When the output voltage vc3a and the output current ic3a of the inverter unit 540 of FIG. 5A are compared, the phase of the output current ic3a of the inverter unit 540 is the output of the inverter unit 540. It can be seen that the phase of the voltage vc3a is slower by Td1.
이에 따라, 제어부(550)는, 위상 당김 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 생성할 수 있다.Accordingly, the controller 550 may generate a power factor adjustment signal Sph including the phase pull signal.
그리고, 제어부(550)는, 위상 당김 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 도 5b와 같이, 제1 스위칭 소자(Spa)가 턴 온 되고, 제2 스위칭 소자(Spb)가 턴 오프되도록 제어할 수 있다.Then, the control unit 550, based on the power factor adjustment signal Sph including the phase pull signal, as shown in FIG. 5B, the first switching device Spa is turned on, and the second switching device Spb is turned on. Can be controlled to be off.
즉, 태양광 모듈(50)의 전류 위상을 당기기 위해, 용량성 소자인 커패시터(Cp)에 접속된 제1 스위칭 소자(Spa)를 턴 온시킴으로써, 도 5a의 (b)와 같이, 전류 위상이 당겨진, 출력 전류 파형(Ioa)이 출력될 수 있게 된다. That is, in order to pull the current phase of the photovoltaic module 50, by turning on the first switching element Spa connected to the capacitor Cp which is a capacitive element, as shown in FIG. The pulled, output current waveform Ioa can be output.
출력 전류 파형(Ioa)은, 출력 전압 파형(Voa)과 거의 위상이 동일할 수 있으며, 이에 따라, 역률이 1에 가까워지도록 조정될 수 있게 된다. 즉, 태양광 모듈(50)의 출력 전력에 대한 손실이 작아지게 된다.The output current waveform Ioa can be nearly in phase with the output voltage waveform Voa, thus allowing the power factor to be adjusted to approach one. That is, the loss of the output power of the solar module 50 is reduced.
한편, 도 5a와 유사하게, 게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io)와 교류 전압(vo)을 이용하여, 역률 조정 신호(Sph)를 생성할 수 있다.On the other hand, similar to FIG. 5A, the gateway 80 may generate the power factor adjustment signal Sph using the alternating current io and the alternating voltage vo output from the solar module 50.
즉, 도 5a와 유사하게, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io)의 위상이 교류 전압(vo) 보다 느린 경우, 게이트웨이(80)는, 위상 당김 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 생성하여 출력할 수 있다. That is, similar to FIG. 5A, when the phase of the alternating current io output from the solar module 50 is slower than the alternating voltage vo, the gateway 80 may output a power factor adjustment signal (including a phase pull signal). Sph) can be generated and printed.
이에 따라, 태양광 모듈(50) 내에 제어부(550)는, 통신부(580)를 통해, Td1 만큼 위상이 당겨지도록 하는 역률 조정 신호(Sph)를 수신하고, 도 5b와 같이, 제1 스위칭 소자(Spa)가 턴 온 되고, 제2 스위칭 소자(Spb)가 턴 오프되도록 제어할 수 있다.Accordingly, the control unit 550 in the photovoltaic module 50 receives the power factor adjustment signal Sph through which the phase is pulled by Td1 through the communication unit 580, and as shown in FIG. 5B, the first switching element ( Spa may be turned on, and the second switching device Spb may be turned off.
도 5c의 (a)는, 인버터부(540)의 출력 전압(vc3b) 및 출력 전류(ic3b)를 예시한다.5C illustrates an output voltage vc3b and an output current ic3b of the inverter unit 540.
도 5c의 (a)의 인버터부(540)의 출력 전압(vc3b) 및 출력 전류(ic3b)를 비교하면, 인버터부(540)의 출력 전류(ic3b)의 위상이, 인버터부(540)의 출력 전압(vc3b)의 위상 보다, Td2 만큼 빠른 것을 알 수 있다.When the output voltage vc3b and the output current ic3b of the inverter unit 540 of FIG. 5C are compared, the phase of the output current ic3b of the inverter unit 540 is the output of the inverter unit 540. It can be seen that Td2 is faster than the phase of the voltage vc3b.
이에 따라, 제어부(550)는, 위상 지연 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 생성할 수 있다.Accordingly, the controller 550 may generate a power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal.
그리고, 제어부(550)는, 위상 지연 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)에 기초하여, 도 5d와 같이, 제1 스위칭 소자(Spa)가 턴 오프 되고, 제2 스위칭 소자(Spb)가 턴 온되도록 제어할 수 있다.Then, the control unit 550, based on the power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal, as shown in FIG. 5D, the first switching device Spa is turned off and the second switching device Spb is turned on. It can be controlled to turn on.
즉, 태양광 모듈(50)의 전류 위상을 지연시키기 위해, 유도성 소자인 인덕터(Lp)에 접속된 제2 스위칭 소자(Spb)를 턴 온시킴으로써, 도 5c의 (b)와 같이, 전류 위상이 지연(delay)된, 출력 전류 파형(Iob)이 출력될 수 있게 된다. That is, in order to delay the current phase of the photovoltaic module 50, by turning on the second switching element Spb connected to the inductor Lp, which is an inductive element, the current phase as shown in FIG. 5C (b). This delayed output current waveform Iob can be output.
출력 전류 파형(Iob)은, 출력 전압 파형(Vob)과 거의 위상이 동일할 수 있으며, 이에 따라, 역률이 1에 가까워지도록 조정될 수 있게 된다. 즉, 태양광 모듈(50)의 출력 전력에 대한 손실이 작아지게 된다.The output current waveform Iob may be nearly in phase with the output voltage waveform Vob, thereby allowing the power factor to be adjusted to be close to one. That is, the loss of the output power of the solar module 50 is reduced.
한편, 도 5c와 유사하게, 게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io)와 교류 전압(vo)을 이용하여, 역률 조정 신호(Sph)를 생성할 수 있다.On the other hand, similar to FIG. 5C, the gateway 80 may generate the power factor adjustment signal Sph by using the alternating current io and the alternating voltage vo output from the solar module 50.
즉, 도 5c와 유사하게, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io)의 위상이 교류 전압(vo) 보다 빠른 경우, 게이트웨이(80)는, 위상 지연 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 생성하여 출력할 수 있다. That is, similar to FIG. 5C, when the phase of the alternating current io output from the solar module 50 is faster than the alternating voltage vo, the gateway 80 may output a power factor adjustment signal (including a phase delay signal). Sph) can be generated and printed.
이에 따라, 태양광 모듈(50) 내에 제어부(550)는, 통신부(580)를 통해, Td2 만큼 위상이 지연(delay)되도록 하는 역률 조정 신호(Sph)를 수신하고, 도 5d와 같이, 제1 스위칭 소자(Spa)가 턴 오프 되고, 제2 스위칭 소자(Spb)가 턴 온되도록 제어할 수 있다.Accordingly, the control unit 550 in the solar module 50 receives a power factor adjustment signal Sph through which the phase is delayed by Td2 through the communication unit 580, and as shown in FIG. The switching device Spa may be turned off and the second switching device Spb may be turned on.
도 6은 도 1a 또는 도 1b의 게이트웨이의 내부 블록도의 일예이다.6 is an example of an internal block diagram of the gateway of FIG. 1A or 1B.
도면을 참조하면, 게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io)를 검출하는 제1 전류 검출부(82)와, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전압(vo)를 검출하는 전압 검출부(83)와, 그리드의 교류 전원의 전류를 검출하는 제2 전류 검출부(84), 및 제어부(88)를 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the gateway 80 includes a first current detector 82 for detecting an alternating current io output from the solar module 50, and an alternating voltage vo output from the solar module 50. ), A voltage detector 83 for detecting), a second current detector 84 for detecting a current of an AC power supply of the grid, and a controller 88.
게이트웨이(80)의 제어부(88)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io)와, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전압(vo)의 위상 차이에 기초하여, 역률 조정 신호(Sph)를 생성하여 출력하도록 제어할 수 있다. The controller 88 of the gateway 80 adjusts the power factor based on the phase difference between the alternating current io output from the photovoltaic module 50 and the alternating current voltage vo output from the photovoltaic module 50. The signal Sph may be generated and controlled to be output.
예를 들어, 게이트웨이(80)는, 교류 전류(io)의 위상이, 교류 전압(vo)의 위상 보다 느린 경우, 위상 당김 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 출력하고, 교류 전류(io)의 위상이, 교류 전압(vo) 위상 보다 빠른 경우, 위상 지연 신호를 포함하는 역률 조정 신호(Sph)를 출력할 수 있다.For example, when the phase of the alternating current io is slower than the phase of the alternating current voltage vo, the gateway 80 outputs a power factor adjustment signal Sph including a phase pull signal, and outputs an alternating current io. ) Phase is faster than the AC voltage vo phase, the power factor adjustment signal Sph including the phase delay signal can be output.
또한, 게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)과, 전력선 통신 등의 통신을 수행하기 위한 통신부(86)를 더 구비할 수 있다.In addition, the gateway 80 may further include a solar module 50 and a communication unit 86 for performing communication such as power line communication.
통신부(86)는, 제어부(88)에서 생성된 역률 조정 신호(Sph)를, 적어도 하나의 태양광 모듈(50)로 전송할 수 있다.The communication unit 86 may transmit the power factor adjustment signal Sph generated by the control unit 88 to the at least one solar module 50.
한편, 도 1b와 같이 복수의 태양광 모듈을 구비하는 태양광 시스템(10b)의 경우, 게이트웨이(80)를 통해, 복수의 태양광 모듈(50)에, 동일한 역률 조정 신호(Sph)를 출력할 수 있으며, 이에 따라, 각 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전원의 역률을 간단하게 조정할 수 있게 된다.Meanwhile, in the case of the solar system 10b including the plurality of solar modules as illustrated in FIG. 1B, the same power factor adjustment signal Sph may be output to the plurality of solar modules 50 through the gateway 80. As a result, the power factor of the AC power output from each solar module 50 can be easily adjusted.
한편, 제어부(88)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io)와, 그리드의 교류 전원의 제2 전류에 기초하여, 적어도 하나의 태양광 모듈(50)의 위상 조정을 위한 위상 가변 신호를 생성할 수도 있다.The controller 88 adjusts the phase of the at least one photovoltaic module 50 based on the alternating current io output from the photovoltaic module 50 and the second current of the alternating current power source of the grid. It is also possible to generate a phase variable signal.
예를 들어, 제어부(88)는, 그리드의 전류의 위상이, 태양광 모듈(50)의 전류의 위상 보다 빠른 경우, 위상 당김 신호를 생성하고, 그리드의 전류의 위상이, 태양광 모듈(50)의 전류의 위상 보다 느린 경우, 위상 지연 신호를 생성할 수 있다.For example, the control unit 88 generates a phase pull signal when the phase of the grid current is faster than the phase of the solar module 50, and the phase of the grid current is the solar module 50. If it is slower than the phase of the current, it may generate a phase delay signal.
이에 따라, 통신부(86)는, 그리드의 전류의 위상이, 태양광 모듈(50)의 전류의 위상 보다 빠른 경우, 위상 당김 신호를 출력하고, 그리드의 전류의 위상이, 태양광 모듈(50)의 전류의 위상 보다 느린 경우, 위상 지연 신호를 출력할 수 있다.Accordingly, the communication unit 86 outputs a phase pulling signal when the phase of the grid current is earlier than the phase of the solar module 50, and the phase of the grid current is the solar module 50. If the current is slower than the phase, the phase delay signal may be output.
이러한 게이트웨이(80)의 동작에 의해, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전원의 위상을 그리드에, 간단하게 매칭할 수 있게 된다.By the operation of the gateway 80, the phase of the AC power output from the solar module 50 can be easily matched to the grid.
도 7은 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG. 2.
도 7을 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. 7, the solar cell module 100 of FIG. 2 may include a plurality of solar cells 130. In addition, the first sealing member 120 and the second sealing member 150 positioned on the lower surface and the upper surface of the plurality of solar cells 130, the rear substrate 110 and the second positioned on the lower surface of the first sealing member 120. The apparatus may further include a front substrate 160 positioned on an upper surface of the sealant 150.
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. First, the solar cell 130 is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy, including a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell, a tandem solar cell, Dye-sensitized or CdTe, CIGS-type solar cells, thin film solar cells and the like.
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 solar cell 130 is formed of a light receiving surface on which sunlight is incident and a rear surface opposite to the light receiving surface. For example, the solar cell 130 includes a first conductive silicon substrate, a second conductive semiconductor layer formed on the silicon substrate and having a conductivity opposite to the first conductive type, and the second conductive semiconductor layer. An anti-reflection film formed on the second conductivity-type semiconductor layer, the at least one opening exposing at least one surface thereof, and a front electrode contacting a part of the second conductivity-type semiconductor layer exposed through the at least one opening; It may include a back electrode formed on the back of the silicon substrate.
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 solar cell 130 may be electrically connected in series or in parallel or in parallel. Specifically, the plurality of solar cells 130 may be electrically connected by the ribbon 133. The ribbon 133 may be bonded to the front electrode formed on the light receiving surface of the solar cell 130 and the rear electrode current collecting electrode formed on the back surface of another adjacent solar cell 130.
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, the ribbon 133 is formed in two lines, by the ribbon 133, the solar cells 130 are connected in a row, illustrating that the solar cell string 140 is formed.
이에 의해, 도 2에서 설명한 바와 같이, 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비할 수 있다.As a result, as described with reference to FIG. 2, six strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, and 140f may be formed, and each string may include ten solar cells.
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 back substrate 110 is a back sheet, and functions as a waterproof, insulation, and UV protection, and may be a TPT (Tedlar / PET / Tedlar) type, but is not limited thereto. In addition, although the rear substrate 110 is illustrated in a rectangular shape in FIG. 4, the rear substrate 110 may be manufactured in various shapes such as a circle and a semicircle according to an environment in which the solar cell module 100 is installed.
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. On the other hand, the first sealing material 120 may be attached to the same size as the rear substrate 110 on the rear substrate 110, the plurality of solar cells 130 on the first sealing material 120 is a few rows. Can be located next to each other to achieve.
제2 밀봉재(150)는, 태양전지(130) 상에 위치하여 제1 밀봉재(120)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다. The second sealing material 150 may be positioned on the solar cell 130 and bonded to the first sealing material 120 by lamination.
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 first sealant 120 and the second sealant 150 allow the elements of the solar cell to chemically bond. The first sealant 120 and the second sealant 150 may be various examples such as an ethylene vinyl acetate (EVA) film.
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 front substrate 160 is located on the second sealing material 150 so as to transmit sunlight, it is preferable that the tempered glass in order to protect the solar cell 130 from an external impact. In addition, it is more preferable that it is a low iron tempered glass containing less iron in order to prevent reflection of sunlight and increase the transmittance of sunlight.
본 발명에 따른 태양광 모듈 및 이를 구비한 태양광 시스템은 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.The solar module and the solar system having the same according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, but the embodiments of the embodiments may be modified in various ways. All or part may be optionally combined.
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.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

Claims (15)

  1. 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈; A solar cell module having a plurality of solar cells;
    상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 레벨 변환하는 컨버터부;A converter unit for level converting DC power from the solar cell module;
    상기 컨버터부로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 인버터부;An inverter unit for converting DC power from the converter unit to output AC power;
    복수의 수동 소자를 포함하고, 상기 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 상기 인버터부에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압 사이의 위상 차이를 조정하는 역률 조정부; 및A power factor adjusting unit including a plurality of passive elements, and adjusting a phase difference between an alternating current and an alternating voltage output from the inverter unit based on at least some of the plurality of passive elements; And
    역률 조정 신호에 기초하여, 상기 역률 조정부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.And a controller for controlling the power factor adjusting unit based on the power factor adjustment signal.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    외부의 게이트웨이(gateway)와 데이터를 교환하는 통신부;를 더 포함하고,It further comprises a communication unit for exchanging data with an external gateway (gateway),
    상기 제어부는, The control unit,
    상기 게이트웨이로부터의 역률 조정 신호에 기초하여, 상기 역률 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.And the power factor adjustment unit is controlled based on the power factor adjustment signal from the gateway.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 인버터부의 출력 전류를 검출하는 인버터 출력 전류 검출부; 및An inverter output current detection unit detecting an output current of the inverter unit; And
    상기 인버터부의 출력 전압을 검출하는 인버터 출력 전압 검출부;를 더 포함하고,And an inverter output voltage detection unit detecting an output voltage of the inverter unit.
    상기 제어부는, The control unit,
    상기 인버터 출력 전류와 상기 인버터 출력 전압 사이의 위상 차이에 기초하여, 상기 역률 조정 신호를 생성하고, 상기 역률 조정 신호에 기초하여, 상기 역률 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.And generating the power factor adjustment signal based on the phase difference between the inverter output current and the inverter output voltage and controlling the power factor adjustment unit based on the power factor adjustment signal.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 역률 조정부는,The power factor adjustment unit,
    커패시터;Capacitors;
    상기 커패시터에 직렬 접속되는 제1 스위칭 소자;A first switching element connected in series with said capacitor;
    상기 커패시터 또는 상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속되는 인덕터;An inductor connected in parallel with the capacitor or the first switching element;
    상기 인덕터에 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.And a second switching element connected in series with the inductor.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 역률 조정 신호 중 위상 당김 신호에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자가 턴 온 되고, 상기 제2 스위칭 소자가 턴 오프되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.And the first switching device is turned on and the second switching device is turned off based on a phase pull signal of the power factor adjustment signal.
  6. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 역률 조정 신호 중 위상 지연 신호에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자가 턴 오프 되고, 상기 제2 스위칭 소자가 턴 온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.And the first switching device is turned off and the second switching device is turned on based on a phase delay signal of the power factor adjustment signal.
  7. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 통신부는,The communication unit,
    전력선 통신에 의해, 상기 게이트웨이와 데이터를 교환하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.And exchange data with the gateway by power line communication.
  8. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 통신부를 통해, 상기 게이트웨이로부터의 위상 조정 신호를 수신하고, 상기 위상 조정 신호에 기초하여, 상기 인버터부에서 출력되는 교류 전압의 위상을 조정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.Receiving a phase adjustment signal from the gateway through the communication unit, and controls to adjust the phase of the AC voltage output from the inverter based on the phase adjustment signal.
  9. 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 적어도 하나의 태양광 모듈;At least one solar module converting direct current power from the solar cell module to output AC power;
    태양광 모듈에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압 사이의 위상 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 태양광 모듈의 역률 조정을 위한 역률 조정 신호를 출력하는 게이트웨이(gateway);를 포함하며,And a gateway configured to output a power factor adjustment signal for power factor adjustment of the at least one photovoltaic module based on a phase difference between the alternating current and the alternating voltage output from the solar module.
    상기 태양광 모듈은,The solar module,
    복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈; A solar cell module having a plurality of solar cells;
    상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 레벨 변환하는 컨버터부;A converter unit for level converting DC power from the solar cell module;
    상기 컨버터부로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 인버터부;An inverter unit for converting DC power from the converter unit to output AC power;
    복수의 수동 소자를 포함하고, 상기 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 상기 인버터부에서 출력되는 교류 전류와 교류 전압 사이의 위상 차이를 조정하는 역률 조정부;A power factor adjusting unit including a plurality of passive elements, and adjusting a phase difference between an alternating current and an alternating voltage output from the inverter unit based on at least some of the plurality of passive elements;
    상기 게이트웨이와 데이터를 교환하는 통신부; 및A communication unit exchanging data with the gateway; And
    상기 게이트웨이로부터의 상기 역률 조정 신호에 기초하여, 상기 역률 조정부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.And a controller configured to control the power factor adjustment unit based on the power factor adjustment signal from the gateway.
  10. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 역률 조정부는,The power factor adjustment unit,
    커패시터;Capacitors;
    상기 커패시터에 직렬 접속되는 제1 스위칭 소자;A first switching element connected in series with said capacitor;
    상기 커패시터 또는 상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속되는 인덕터;An inductor connected in parallel with the capacitor or the first switching element;
    상기 인덕터에 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.And a second switching element connected in series with the inductor.
  11. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 역률 조정 신호 중 위상 당김 신호에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자가 턴 온 되고, 상기 제2 스위칭 소자가 턴 오프되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.And controlling the first switching device to be turned on and the second switching device to be turned off based on a phase pull signal of the power factor adjustment signal.
  12. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 역률 조정 신호 중 위상 지연 신호에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자가 턴 오프 되고, 상기 제2 스위칭 소자가 턴 온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.And the first switching device is turned off and the second switching device is turned on based on a phase delay signal of the power factor adjustment signal.
  13. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 통신부는,The communication unit,
    전력선 통신에 의해, 상기 게이트웨이와 데이터를 교환하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.And exchange data with the gateway by power line communication.
  14. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 게이트웨이는,The gateway,
    상기 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전류를 검출하는 전류 검출부; A current detector for detecting an alternating current output from the solar module;
    상기 태양광 모듈에서 출력되는 교류 전압을 검출하는 전압 검출부;를 구비하고,And a voltage detector configured to detect an AC voltage output from the solar module.
    상기 교류 전류의 위상이, 상기 교류 전압의 위상 보다 느린 경우, 위상 당김 신호를 출력하고,If the phase of the alternating current is slower than the phase of the alternating voltage, output a phase pull signal,
    상기 교류 전류의 위상이, 상기 교류 전압 위상 보다 빠른 경우, 위상 지연 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.And outputting a phase delay signal when the phase of the alternating current is faster than the alternating voltage phase.
  15. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 게이트웨이는,The gateway,
    복수의 태양광 모듈에, 동일한 역률 조정 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.A photovoltaic system, characterized by outputting the same power factor adjustment signal to a plurality of photovoltaic modules.
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