KR100955584B1 - Portable tester for potovoltaic array - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 발전 시스템에서 광전변환모듈인 태양광 어레이의 특성을 측정하기 위한 태양광 어레이 측정장치에 관한 것으로서, 태양광 어레이의 출력전압과 전류를 감지하기 위한 전류 전압 측정센서; 제어신호에 따라 임피던스를 가변시켜 상기 태양광 어레이의 부하조건을 모의하는 가변부하; 메모리; 조작부; 제어신호에 따라 측정결과나 동작상태를 표시하는 디스플레이장치; 및 상기 조작부의 조작에 따라 측정모드에서 상기 가변부하를 제어하여 상기 태양광 어레이의 개방전압과 단락전류를 측정하고, 최대출력, 최대출력전류, 최대출력전압을 산출하며, 충진율을 산출하여 상기 디스플레이장치에 표시함과 아울러 상기 메모리에 저장하는 마이크로프로세서를 포함하여 널리 보급되고 있는 태양발전시스템의 현장에 설치된 태양광 어레이의 특성을 측정하여 성능을 진단함으로써 태양광 발전설비의 효율적인 활용을 가능하게 하고, 지구온난화방지를 위한 기후변화협약 체결 이후, 세계적으로 널리 보급되는 태양광발전분야의 수요를 충족시켜줄 수 있다.The present invention relates to a solar array measuring apparatus for measuring the characteristics of the photovoltaic array, the photovoltaic array module in the photovoltaic power generation system, the current voltage measuring sensor for sensing the output voltage and current of the photovoltaic array; A variable load simulating a load condition of the solar array by varying an impedance according to a control signal; Memory; Control panel; A display device for displaying a measurement result or an operation state according to a control signal; And controlling the variable load in the measurement mode according to the operation of the operation unit to measure the open voltage and the short circuit current of the solar array, calculate the maximum output, the maximum output current, and the maximum output voltage, and calculate the filling rate to display the display. In addition to displaying on the device and measuring the characteristics of the photovoltaic array installed in the field of a widespread solar power system including a microprocessor to store in the memory to diagnose the performance and enable efficient utilization of photovoltaic facilities After the signing of the climate change agreement to prevent global warming, it can meet the needs of the world's widespread photovoltaic field.
태양광발전, 태양광 어레이, 전류-전압 특성, 일사량, 온도 PV, Photovoltaic Array, Current-Voltage Characteristics, Insolation, Temperature
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템에서 광전변환모듈인 태양광 어레이의 특성을 측정하기 위한 태양광 어레이 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar array measuring device for measuring the characteristics of the photovoltaic array, the photovoltaic array in the photovoltaic system.
최근 들어, 유가상승에 따른 에너지 문제가 심각해지면서 태양광, 풍력, 소수력, 연료전지 등 많은 신·재생에너지분야에 대한 관심이 급증하고 있고, 이 중에서 태양광발전 분야의 보급이 확대되면서 태양광 발전 관련제품의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.In recent years, as energy problems increase due to rising oil prices, interest in many new and renewable energy fields, such as solar power, wind power, small hydro power, and fuel cells, has increased rapidly. R & D of related products is being actively conducted.
통상, 태양광발전시설은 태양광 어레이(Potovoltaic Array 혹은 Module)와, 전력제어기(Power Controller), 배터리, 전력변환장치(Inverter)로 구성되는데, 태양광 단위 셀을 직,병렬로 배열하여 태양광모듈을 구성하고, 태양광모듈을 직,병렬로 연결하여 태양광 어레이를 구성한다. 태양광 어레이의 출력은 직류전력으로 출력되어 전력변환장치(인버터)를 통하여 계통선 또는 교류부하에 전력을 공급하게 된다. In general, a photovoltaic power generation facility is composed of a solar array (Potovoltaic Array or Module), a power controller (Power Controller), a battery, a power converter (Inverter), the solar unit cells are arranged in parallel, parallel The module is configured, and the solar modules are configured by connecting the solar modules in parallel and in parallel. The output of the solar array is output to the direct current power to supply power to the grid or AC load through a power converter (inverter).
그런데 태양광발전시설의 경우 주요 구성품인 태양광모듈과 전력변환장치(인버터)는 각각 생산업체에서 사내 시험을 거처 성능인증(시험)기관에서 성능인증(시험)을 통하여 보급되므로 제품의 신뢰성이 보장되나, 완성품인 태양광발전시설의 경우 적절한 시험장치가 없어 태양광 어레이의 현장시공 상태, 구성 부분품의 결함 등으로 인하여 발전효율이 크게 저하될 수 있다. 즉, 태양광발전설비의 보급 확산으로 태양광모듈, 인버터 등 관련제품의 국산화 개발도 빠르게 진행되고 있으나 태양광발전설비의 보급현황에 비해 설비의 성능측정 및 이상유무 진단장치의 기술개발 및 관련장치의 국산화는 낙후되어 있다. 따라서 태양광발전 시스템의 구성요소 가운데 직류전원 발생부의 핵심부인 태양광 어레이의 성능측정 및 진단 기술의 개발이 시급한 실정이다. However, in the case of photovoltaic power generation facilities, the photovoltaic modules and power converters (inverters), which are the main components, are each tested in-house by the manufacturer and distributed through performance certification (testing) by performance certification (testing) institutes to ensure product reliability. However, in the case of a completed photovoltaic power generation facility, there is no proper test apparatus, and thus, the power generation efficiency may be greatly reduced due to the construction status of the photovoltaic array and defects of components. In other words, due to the proliferation of photovoltaic power generation facilities, the development of localization of related products such as solar modules and inverters is progressing rapidly. The localization of is underdeveloped. Therefore, there is an urgent need to develop performance measurement and diagnosis technology for photovoltaic arrays, which are the core of the DC power generator, among the components of the photovoltaic system.
한편, 현재 세계적으로 약 10여 개의 업체에서 태양광발전시설의 성능시험 장치를 개발하여 관련제품을 판매하고 있는데, 태양광모듈 어레이의 특성을 시험하는 종래의 측정장치로는 일본 EKO사의 I-V Checker, 영국의 Energy Equipment사의 Array Tester 등의 제품이 알려져 있으나 국내 환경 적용에 대한 실증 자료가 전무한 실정이다. On the other hand, about 10 companies around the world develop the performance test equipment of solar power generation facilities and sell related products. Conventional measuring devices that test the characteristics of the solar module array are IV Checker, Products such as Array Tester from Energy Equipment of UK are known, but there are no empirical data on domestic environment application.
더욱이 지구온난화방지를 위한 기후변화협약 체결 이후, 세계적으로 태양광발전의 보급이 확대되고, 시설현장에서 태양광 어레이의 성능시험 장치의 수요도 급속히 증가하고 있으나, 아직 국내는 물론 국제 시장에서도 휴대형 보급형 성능시험 장치의 적용이 저조하다. Furthermore, since the signing of the climate change agreement to prevent global warming, the spread of photovoltaic power generation has been expanded worldwide, and the demand for performance test equipment for photovoltaic arrays is rapidly increasing at the facility sites. Poor application of performance test equipment.
본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 태양광 발전 시스템에서 광전변환모듈인 태양광 어레이의 특성을 측정하기 위한 휴대형 태양광 어레이 측정장치를 제공하는 것이다.The present invention was developed to meet the above necessity, an object of the present invention is to provide a portable solar array measuring device for measuring the characteristics of the photovoltaic array solar array module in the photovoltaic power generation system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 태양광 어레이의 출력전압과 전류를 감지하기 위한 전류 전압 측정센서; 제어신호에 따라 임피던스를 가변시켜 상기 태양광 어레이의 부하조건을 모의하는 가변부하; 메모리; 조작부; 제어신호에 따라 측정결과나 동작상태를 표시하는 디스플레이장치; 및 상기 조작부의 조작에 따라 측정모드에서 상기 가변부하를 제어하여 상기 태양광 어레이의 개방전압(Voc)과 단락전류(Isc)를 측정하고, 최대출력(Pm), 최대출력전류(Ipm), 최대출력전압(Vpm)을 산출하며, 충진율을 산출하여 상기 디스플레이장치에 표시함과 아울러 상기 메모리에 저장하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the device of the present invention, the current voltage measuring sensor for sensing the output voltage and current of the solar array; A variable load simulating a load condition of the solar array by varying an impedance according to a control signal; Memory; Control panel; A display device for displaying a measurement result or an operation state according to a control signal; And controlling the variable load in the measurement mode according to the operation of the operation unit to measure the open voltage Voc and the short circuit current Isc of the solar array, the maximum output Pm, the maximum output current Ipm, and the maximum. Comprising an output voltage (Vpm), calculates the filling rate is displayed on the display device and characterized in that it comprises a microprocessor for storing in the memory.
상기 태양광 어레이 측정장치는 외부 디바이스와 통신하기 위한 통신부를 더 구비할 수 있고, 상기 태양광 어레이 근처에 설치되어 일사량을 감지하는 일사량 센서와, 상기 태양광 어레이의 모듈온도와 현장의 대기온도를 감지하기 위한 온도센서와, 상기 일사량 센서의 출력신호를 증폭하기 위한 증폭기와, 상기 온도센서의 온도신호를 증폭하기 위한 증폭기와, 상기 각 증폭기에서 증폭된 아날로그 감지신 호를 상기 마이크로프로세서의 제어에 따라 선택하는 먹스와, 상기 먹스로부터 전달된 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하여 상기 마이크로프로세서로 전달하는 아날로그 디지털 컨버터를 더 포함하고, 상기 마이크로프로세서는 설정모드에서 각종 초기값이나 변수를 설정하고, 통신모드에서 상기 통신부를 통해 상기 외부 디바이스와 통신하며, 측정모드에서 상기 일사량 센서와 상기 온도센서의 감지값으로 일사량과 온도를 측정할 수 있다.The solar array measuring apparatus may further include a communication unit for communicating with an external device, the solar radiation sensor installed near the solar array to detect solar radiation, and a module temperature of the solar array and an ambient temperature in the field. A temperature sensor for sensing, an amplifier for amplifying the output signal of the solar radiation sensor, an amplifier for amplifying the temperature signal of the temperature sensor, and an analog sensing signal amplified by each of the amplifiers to control the microprocessor. And an analog-digital converter for converting the analog sensing signal transmitted from the mux into digital and transmitting the digital signal to the microprocessor, wherein the microprocessor sets various initial values or variables in a setting mode and communicates with the microprocessor. Communicate with the external device via the communication unit in the In addition, in the measurement mode, the amount of insolation and temperature may be measured using the detection values of the insolation sensor and the temperature sensor.
그리고, 상기 마이크로프로세서는,And, the microprocessor,
상기 수학식에서와 같이 개방전압(Voc)과 단락전류(Isc)의 곱에 대한 최대출력(Pm)의 비율로 상기 충진율(Fill factor:FF)을 산출하고, 상기 태양광 어레이 측정장치는 휴대형 케이스에 내장되어 휴대형으로 제작되고, 측정범위는 100W∼15KW, 50V∼500V, 2A∼30A 인 것이다.As shown in the above equation, the fill factor (FF) is calculated as a ratio of the maximum output Pm to the product of the open voltage Voc and the short-circuit current Isc, and the solar array measuring apparatus is provided in a portable case. Built-in and portable, the measuring range is 100W-15KW, 50V-500V, 2A-30A.
본 발명에 따른 휴대형 태양광 어레이 측정장치는 널리 보급되고 있는 태양발전시스템의 현장에 설치된 태양광 어레이의 특성을 측정하여 성능을 진단함으로써 태양광 발전설비의 효율적인 활용을 가능하게 하고, 특히 지구온난화방지를 위한 기후변화협약 체결 이후, 세계적으로 널리 보급되는 태양광발전분야의 수요를 충족시켜줄 수 있다.The portable solar array measuring apparatus according to the present invention enables the efficient utilization of photovoltaic power generation facilities by measuring the characteristics of the photovoltaic array installed in the field of a solar power generation system which is widely used, and diagnosing its performance. After signing the Climate Change Convention for the United States, it can meet the needs of the world's widespread photovoltaic field.
또한, 본 발명에 따른 휴대형 태양광 어레이 측정장치는 태양광 어레이의 성능측정 진단장치의 기술개발 및 제품의 국산화개발로 태양광발전 전문분야에 독보적인 기술과 노하우를 습득할 수 있고, 성능진단기능을 갖춘 제품의 출시로 국내시장은 물론 해외시장에서도 기술력과 경제성 면에서 충분한 경쟁력과 시장 우위를 차지할 수 있게 하여 수출증대 및 매출액 증대 효과를 얻을 수 있다.In addition, the portable solar array measuring apparatus according to the present invention can acquire unique technology and know-how in the photovoltaic power generation field by the technical development of the performance measuring diagnostic apparatus of the solar array and the localization of the product, and the performance diagnosis function. With the launch of products with high quality, it is possible to gain sufficient competitiveness and market advantage in terms of technology and economics not only in domestic market but also in overseas market, thereby increasing exports and increasing sales.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해 질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. The technical problem achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrated to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 전형적인 태양광발전 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도로서, 본 발명이 적용되는 태양광발전 시스템(10)은 태양광 어레이(12)와, 파워 콘트롤러(14)와, 배터리(16)와, 인버터(18)로 구성된다.1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a typical photovoltaic system to which the present invention can be applied. The
도 1을 참조하면, 태양광 어레이(12)는 본 발명에서의 주요 측정대상으로서 단위 태양광 셀들이 모듈로 이루어진 후 모듈들을 직.병렬로 연결하여 형성된 것으로 광전변환에 의해 전기적인 에너지를 생성한다. 배터리(16)는 주간이나 일조량이 양호할 때 태양광 어레이의 전기적인 에너지를 충전하고 있다가 야간이나 흐린 날 충전된 에너지를 제공한다. 파워 콘트롤러(14)는 태양광 발전시스템의 전체적인 전력공급방식을 제어하고, 태양광 어레이(12)의 전기로 배터리(16)를 충전하는 충전 제어기능 등을 처리한다. 인버터(18)는 태양발전시스템의 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하여 교류(AC) 전원을 필요로 하는 부하들에 전력을 공급한다.Referring to FIG. 1, the
도 2는 본 발명에 따른 휴대형 태양광 어레이 측정장치의 구성 블럭도이다.2 is a block diagram of a portable solar array measuring apparatus according to the present invention.
본 발명에 따른 휴대형 태양광 어레이 측정장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 현장에 설치된 태양광 어레이(12) 근처에 설치되어 일사량을 감지하는 일사량 센서(132)와, 태양광 어레이(12)의 모듈온도와 현장의 대기온도를 감지하기 위한 온도센서(134), 일사량 센서(132)의 출력신호를 증폭하기 위한 증폭기(102), 온도센서(134)의 온도신호를 증폭하기 위한 증폭기(104), 먹스(MUX:106), 아날로그 디지털 컨버터(108), 마이크로프로세서(CPU:110), 태양광 어레이의 출력전압과 전류를 측정하기 위한 전압-전류 측정센서(112), 가변부하(114), 메모리(116), 디스플레이장치(118:LCD), 조작부(120), 통신부(120)로 구성된다. 여기서, 센서들(132,134)은 측정 현장에 설치하기 용이하도록 연결 케이블을 통해 몸체부(100)에 분리 결합되는 구조가 바람직하고, 태양광 어레이(12)와 몸체부(100)도 측정 케이블을 통해 연결되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the portable solar array measuring apparatus according to the present invention includes a solar radiation sensor 132 installed near a
도 2를 참조하면, 일사량 센서(132)는 측정 현장에 설치된 태양광 어레이(12) 근처에 설치되어 케이블을 통해 몸체부(100)에 연결되어 일사량을 감지하고, 온도센서(134)는 2개 구비되어 하나는 태양광 어레이의 모듈온도를 감지하고 다른 하나는 측정 현장의 대기온도를 감지한다.2, the solar radiation sensor 132 is installed near the
일사량 센서(132)와 연결되는 증폭기(102)는 일사량 센서(132)의 출력신호를 증폭하고, 온도센서(134)와 연결되는 증폭기(104)는 각 온도센서(134)의 온도신호를 증폭한다. 먹스(106)는 각 증폭기(102,104)에서 증폭된 아날로그 감지신호를 마이크로프로세서(110)의 제어에 따라 선택하여 아날로그-디지털 컨버터(108)에 연결하고, 아날로그 디지털 컨버터(108)는 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하여 마이크로프로세서(110)로 전달한다.The amplifier 102 connected to the solar radiation sensor 132 amplifies the output signal of the solar radiation sensor 132, and the amplifier 104 connected to the temperature sensor 134 amplifies the temperature signal of each temperature sensor 134. . The mux 106 selects the analog sense signal amplified by each of the amplifiers 102 and 104 under the control of the microprocessor 110 and connects the analog sense signal to the analog to digital converter 108. The digital conversion is performed to the microprocessor 110.
전류 전압 측정센서(112)는 태양광 어레이(12)의 출력전압과 전류를 감지하여 마이크로프로세서(110)로 전달하고, 가변부하(114)는 마이크로프로세서(110)의 제어에 따라 임피던스를 가변시켜 태양광 어레이(12)의 부하조건을 모의한다.The current voltage measuring sensor 112 detects the output voltage and the current of the
메모리(116)는 플래시 메모리로서 각종 측정 데이터 및 소프트웨어가 저장되어 있고, 조작부(120)는 사용자의 버튼 조작을 입력받아 마이크로프로세서(110)로 전달하며, 디스플레이장치(118)는 LCD로서 마이크로프로세서(110)의 제어에 따라 측정결과나 동작상태 등을 표시하고, 통신부(120)는 RS232C나 USB, 블루투스 등으로 구현되어 외부 호스트 컴퓨터(20)와 유/무선 통신기능을 제공한다.The memory 116 is a flash memory that stores various measurement data and software, and the operation unit 120 receives a user's button operation and transmits it to the microprocessor 110, and the display device 118 is a microprocessor (LCD). In accordance with the control of 110, the measurement result or the operation state and the like are displayed, and the communication unit 120 is implemented by RS232C, USB, Bluetooth, etc. to provide a wired / wireless communication function with the external host computer 20.
마이크로프로세서(110)는 후술하는 바와 같이 사용자의 조작에 따라 설정모드에서 각종 초기값이나 변수를 설정하고, 통신모드에서 외부 호스트 컴퓨터(20)와 통신하며, 측정모드에서 일사량 센서(132)와, 온도센서(134)의 감지값으로 일사량과 온도를 측정하고, 가변부하(114)를 제어하여 태양광 어레이의 전압과 전류를 측정하고, 최대출력, 최대출력전류, 최대출력전압을 산출하며, 충진율을 산출하여 디스플레이장치(118)에 표시함과 아울러 메모리(116)에 저장한다.As described below, the microprocessor 110 sets various initial values or variables in a setting mode according to a user's operation, communicates with an external host computer 20 in a communication mode, the solar radiation sensor 132 in a measurement mode, Measure the amount of insolation and temperature with the detected value of the temperature sensor 134, control the variable load 114 to measure the voltage and current of the solar array, calculate the maximum output, maximum output current, maximum output voltage, filling rate Is calculated and displayed on the display device 118 and stored in the memory 116.
이러한 본 발명의 태양광 어레이 측정장치는 휴대형 케이스에 내장되어 휴대 형으로 제작될 수 있고, 바람직하게는 100W∼15KW (500V, 30A) 용량의 태양광 어레이에 적용할 수 있도록 제작된다. 이때 측정범위는 100W∼15KW, 50V∼500V, 2A∼30A 정도이고, 입력범위는 태양광 어레이 1Point, 온도센서 2Points, 일사량계 1 Point이며, 측정항목은 최대출력 Pm, 단락전류 Isc, 개방전압 Voc, 충진율 FF, 최대출력전류 Ipm, 최대출력전압 Vpm 등이다. 그리고 측정환경에 의한 태양광 어레이의 출력성능 특성보정 및 진단을 위하여 일사량, 외기온도, 모듈 표면온도를 측정하는 회로를 추가하여 일사량, 외기온도, 모듈표면온도 등도 측정한다. Such a solar array measuring apparatus of the present invention may be built in a portable case and manufactured in a portable type, and is preferably manufactured to be applied to a solar array having a capacity of 100W to 15KW (500V, 30A). At this time, the measuring range is 100W ~ 15KW, 50V ~ 500V, 2A ~ 30A, and the input range is solar array 1 point, temperature sensor 2 points, solar radiation meter 1 point, and the measurement items are maximum output Pm, short current Isc, open voltage Voc , Fill factor FF, maximum output current Ipm, and maximum output voltage Vpm. In addition, in order to calibrate and diagnose the output performance characteristics of the solar array according to the measurement environment, a circuit for measuring the amount of insolation, ambient temperature, and module surface temperature is added to measure the amount of insolation, ambient temperature, and module surface temperature.
이러한 본 발명의 태양광 어레이 측정장치는 일종의 휴대형 I-V 커브 추적기로서 태양광 어레이의 현장 시험용으로 사용가능하다. 전력 범위가 있어 최대 500V에 30A까지, 최소 50V에 2A 까지 사용가능하도록 한다. 측정시에는 전기적 부하를 걸어 태양광 어레이(12)의 전류와 전압을 차단전류에서 개방전압까지 변화시키면서 태양광 어레이(PV array)에 단계적으로 부하를 걸어 태양광 어레이가 쇼트 상태가 되게 한다. 또한 태양광 어레이(PV array)에서 더 많은 전류를 끌어내고, 출력전압(output voltage)과 부하전류(load current)가 측정되도록 한다. 바람직하게 측정은 0.5초 이내에 이루어지도록 하며, 결과 데이터는 장치 내부에 플래시 메모리(Flash Memory:116)에 저장하여 컴퓨터(20)에서 다운로드할 수 있도록 한다.This solar array measuring apparatus of the present invention is a kind of portable I-V curve tracker which can be used for field test of solar array. The power range allows for 30A at 500V maximum and 2A at 50V minimum. In the measurement, an electrical load is applied to change the current and the voltage of the
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태양광 어레이 측정장치의 동작절차를 자세히 설명하면 다음과 같다.Next, the operation procedure of the solar array measuring apparatus according to the present invention configured as described above in detail as follows.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 어레이 측정장치의 동작절차를 도시한 순서도 이다.3 is a flowchart illustrating an operation procedure of the solar array measuring apparatus according to the present invention.
먼저, 측정대상인 태양광 발전시스템(10)의 태양광 어레이(12) 근처에 일사량 센서(132)와 온도센서(134)를 설치한 후 태양광 어레이 측정장치의 몸체부(100)에 연결함과 아울러 측정대상 태양광 어레이(12)를 측정 케이블로 태양광 어레이 측정장치의 몸체부(100)에 연결한다.First, the solar radiation sensor 132 and the temperature sensor 134 is installed near the
이후 본 발명에 따른 태양광 어레이 측정장치를 온시키면, 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 교정(Calibration) 알고리즘에 따라 교정을 수행한다(S1,S2).Then, when the solar array measuring apparatus according to the present invention is turned on, the calibration is performed according to a predetermined calibration algorithm as shown in FIG. 3 (S1, S2).
사용자가 조작부(120)의 측정버튼을 입력하면 마이크로프로세서(110)는 먹스(106)를 제어하여 각 온도 센서(134)로부터 입력되는 아날로그 감지값을 선택하고, 아날로그-디지털 컨버터(108)로부터 디지털로 변환된 온도 감지값을 입력받아 모듈온도와 대기온도를 측정한다(S3~S5).When the user inputs the measurement button of the operation unit 120, the microprocessor 110 controls the mux 106 to select the analog detection value input from each temperature sensor 134, and digital from the analog-to-digital converter 108 Measure the module temperature and air temperature by receiving the converted temperature detection value (S3 ~ S5).
이어 마이크로프로세서(110)는 먹스(106)를 제어하여 일사량 센서(132)로부터 입력되는 아날로그 감지값을 선택하고, 아날로그-디지털 컨버터(108)로부터 디지털로 변환된 일사량 감지값을 입력받아 일사량을 측정한다(S6).Subsequently, the microprocessor 110 controls the mux 106 to select an analog detection value input from the solar radiation sensor 132, and receives the solar radiation detection value converted into digital from the analog-digital converter 108 to measure the solar radiation amount. (S6).
이어 마이크로프로세서(110)는 가변부하(114)를 단락 조건으로 조정한 후 IV 측정센서(112)로부터 태양광 어레이(12)의 전류를 측정하여 단락 전류(Isc)를 측정함과 아울러 가변부하(114)를 개방조건으로 조정한 후 IV 측정센서(112)로부터 태양광 어레이(12)의 전압을 측정하여 개방전압(Voc)을 측정한다(S7). 여기서, 단락전류(Short-circuit Current, Isc)는 특정한 온도와 일조 강도에서 단락조건에 있는 태양광 어레이의 출력전류이고 단위는 A이다. 개방전압(Open-circuit Voltage, Voc)은 특정한 온도와 일조 강도에서 부하를 연결하지 않은 개방상태의 태양광 어레이 양단에 걸리는 전압이다.Subsequently, the microprocessor 110 adjusts the variable load 114 to a short circuit condition and then measures the current of the
이어 최대출력전류(Ipm)와 최대출력전압(Vpm), 최대출력(Pm)을 산출한다(S8). 최대출력(Pm)은 전류-전압 특성에서 전류와 전압의 곱이 최대인 점에서의 태양광 어레이의 출력으로 단위는 W이다. 그리고 최대출력전류(Ipm)는 최대 출력점의 전류값이고, 최대출력전압(Vpm)은 최대 출력점의 전압값이다.Next, the maximum output current Ipm, the maximum output voltage Vpm, and the maximum output Pm are calculated (S8). The maximum output power Pm is the output of the solar array at the point where the product of the current and the voltage in the current-voltage characteristic is the maximum, and the unit is W. The maximum output current Ipm is the current value of the maximum output point, and the maximum output voltage Vpm is the voltage value of the maximum output point.
이후 다음 수학식1에 따라 충진율(FF)을 산출한다(S9).Thereafter, the filling factor FF is calculated according to the following Equation 1 (S9).
상기 수학식1에서와 같이 충진율(Fill factor:FF)은 개방전압(Voc)과 단락전류(Isc)의 곱에 대한 최대출력(Pm)의 비율로서 전류-전압 특성 곡선(I-V Curve)의 질을 나타내는 지표이며, 주로 내부의 직.병렬 저항과 다이오드 성능지수에 따라 달라진다.As shown in Equation 1, the fill factor (FF) is a ratio of the maximum output Pm to the product of the open voltage Voc and the short circuit current Isc. This is an indicator and depends mainly on the internal and parallel resistance and diode performance index.
이후 측정결과 및 계산결과를 디스플레이장치(118)에 표시함과 아울러 플래시 메모리(116)에 측정시간, 측정시 조건 등과 함께 저장하여 데이터베이스로 관리한다(S10).Thereafter, the measurement result and the calculation result are displayed on the display device 118 and stored in the flash memory 116 together with the measurement time, measurement conditions, and the like, and are managed in a database (S10).
한편, 설정버튼을 선택하면 측정장치의 동작에 필요한 각종 변수값이나 날짜, 시간 등을 설정하고, 필요시 소프트웨어 업그레이드 등을 처리한다(S11,S12). 그리고 통신버튼이 입력되면 통신부(122)를 통해 플래시 메모리(116)에 저장된 측 정데이터를 호스트 컴퓨터(20)측으로 전송한다(S13,S14).On the other hand, if the setting button is selected, various variable values, dates, times, etc. required for the operation of the measuring device are set, and software upgrade, etc., is processed if necessary (S11, S12). When the communication button is input, the measurement data stored in the flash memory 116 is transmitted to the host computer 20 through the communication unit 122 (S13 and S14).
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 전형적인 태양광발전 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도,1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a typical photovoltaic system to which the present invention can be applied;
도 2는 본 발명에 따른 휴대형 태양광 어레이 측정장치의 구성 블럭도,2 is a block diagram of a portable solar array measuring apparatus according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 태양광 어레이 측정장치의 동작절차를 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an operation procedure of the solar array measuring apparatus according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10: 태양광발전 시스템 12: 태양광 어레이10
14: 파워 콘트롤러 16: 배터리14: power controller 16: battery
18: 인버터 100: 몸체부18: inverter 100: body portion
102,104: 증폭기 106: 먹스102, 104: amplifier 106: mux
108: 아날로그 디지털 컨버터 110: 마이크로프로세서108: analog-to-digital converter 110: microprocessor
112: 전류전압 측정센서 114: 가변부하112: current voltage measurement sensor 114: variable load
116: 메모리 118: 디스플레이장치116: memory 118: display device
120: 통신부 132: 일사량 센서120: communication unit 132: solar radiation sensor
134: 온도센서 20: 호스트 컴퓨터134: temperature sensor 20: host computer
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