KR101237571B1 - Solar Inverter System - Google Patents

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 솔라셀 어레이(10)의 출력단에 접속되어, 상기 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 낮은 전압을 소정의 크기로 승압하는 부스트 컨버터(110); 상기 부스트 컨버터(110)의 출력단에 접속되며, 복수 개의 스위칭 소자가 구비되어 PWM 제어신호에 의해 스위칭 동작하여 상기 부스트 컨버터(110)에서 출력되는 전원을 전력수용부(20)에 공급되기 위한 전원의 헝태 및 주파수로 변환하는 인버터(120); 상기 입력전원의 전압 및 전류를 감지하여 이를 기초로 상기 전력수용부(20)의 부하의 변동에 따라 상기 솔라셀 어레이(10)가 최대전력을 전달할 수 있는 최대전력 동작점(MPOP) 데이터를 추출하며, 추출된 최대전력 동작점의 추출데이터에 따라 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 상기 전력수용부(20)의 부하의 크기를 제어하는 컨트롤러부(130); 및 상기 부스트 컨버터(110), 인버터(120) 및 컨트롤러부(130)가 회로구성된 PCB가 안착되는 내부공간이 형성되어 상기 각 구성(110,120,130)을 하나의 모듈 형태로 하우징하며, 외부에는 상기 솔라셀 어레이(10)에서 생성된 전원이 입력되는 입력단자(111)와 변환된 전원이 출력되는 출력단자(112)가 구비된 케이스(140);를 포함하는 솔라셀 인버터 시스템이 제공된다.According to a feature of the present invention, a boost converter (110) connected to an output terminal of the solar cell array (10) to boost a low voltage generated in the solar cell array (10) to a predetermined magnitude; Connected to the output terminal of the boost converter 110, a plurality of switching elements are provided to switch the operation by the PWM control signal to supply the power output from the boost converter 110 to the power receiving unit 20 An inverter 120 for converting into a state and frequency; Sensing the voltage and current of the input power and extracting the maximum power operating point (MPOP) data that the solar cell array 10 can deliver the maximum power in accordance with the load variation of the power receiving unit 20 based on this. And a controller 130 for controlling the magnitude of the load of the power accommodating part 20 by PWM controlling the boost converter 110 and the inverter 120 according to the extracted data of the extracted maximum power operating point; And an internal space in which the boost converter 110, the inverter 120, and the controller unit 130, on which the circuit board is mounted, is formed to house each of the components 110, 120, and 130 in a module form, and the solar cell is externally provided. A solar cell inverter system is provided, including; a case 140 having an input terminal 111 for inputting power generated in the array 10 and an output terminal 112 for outputting converted power.

Description

솔라 인버터 시스템{Solar Inverter System}Solar Inverter System

본 발명은 솔라 인버터 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔라셀 어레이에서 발전된 전원을 변환하기 위한 부스트 컨버터, 인버터, 컨트롤러부 및 필터부 등의 부속설비 등이 케이스 내에 일체형으로 실장됨으로써 하나의 모듈 형태로 구비되며, 솔라셀 어레이에서 전달될 수 있는 실시간 최대전력에 따라 펌프모터 등의 전력수용부의 부하를 조절하여 상기 전력수용부의 구동시간을 획기적으로 증대시킬 수 있는 솔라 인버터 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar inverter system, and more particularly, a single module form by integrally mounted in a case an accessory equipment such as a boost converter, an inverter, a controller unit and a filter unit for converting the power generated in the solar array. It is provided with, and relates to a solar inverter system that can significantly increase the driving time of the power receiving unit by adjusting the load of the power receiving unit such as a pump motor according to the real-time maximum power that can be delivered from the solar cell array.

일반적으로 솔라 인버터 시스템은, 솔라셀 어레이에서 발전된 직류전원을 전력수용부에서 사용하기 적절하도록 승압 및 변환하여 공급하는 시스템을 의미한다.In general, a solar inverter system refers to a system for boosting and converting a DC power generated in a solar cell array to be suitable for use in a power receiving unit.

도 1에는 종래의 솔라 인버터 시스템의 구성이 개시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 솔라 인버터 시스템을 구성하기 위해서는, 다수의 솔라셀 어레이(10)에서 불규칙하게 생성되는 직류전원을 안정화시키며 일정 크기 이상으로 승압하고 주파수 및 위상을 조절하기 위해 컨버터(30), 범용 인버터(40), 필터(50) 및 충전배터리부(60) 등의 부속설비들이 사용되었다.1 shows a configuration of a conventional solar inverter system. As shown in FIG. 1, in order to construct a conventional solar inverter system, a converter is provided to stabilize DC power generated irregularly in a plurality of solar cell arrays 10, step up a predetermined size, and adjust frequency and phase. 30, a general-purpose inverter 40, a filter 50 and a charging battery unit 60, and the like were used.

또한, 상기 컨버터(30), 범용 인버터(40), 필터(50) 및 충전배터리부(60)는 각 부속설비별로 제조하는 회사가 각기 상이하였기 때문에 개별적으로 별도의 모듈 형태로 구비될 수 밖에 없었다. 따라서, 솔라 인버터 시스템을 설계하는 사용자 입장에서는 각 부속설비(30,40,50,60)들을 각각 구매하여 시스템 설계에 따라 솔라셀 어레이(10)와 전력수용부(20) 사이의 적절한 위치에 배치한 후 각 부속설비(30,40,50,60)들을 상호 연결할 수 있는 선로(11,31,41,51,64)을 이용하여 전력라인을 구축하였다.In addition, the converter 30, the general-purpose inverter 40, the filter 50, and the charging battery unit 60, because the companies that manufacture each accessory was different, but had to be provided separately in a separate module form. . Therefore, the user who designs the solar inverter system purchases each accessory (30, 40, 50, 60) and arranges them in the proper position between the solar cell array 10 and the power receiving unit 20 according to the system design. After that, the power lines were constructed using the lines 11, 31, 41, 51, and 64 that interconnected each of the accessory facilities 30, 40, 50, and 60.

그러나, 상기 부속설비(30,40,50,60)들은 각각의 기능을 구현하기 위해 다수 개의 전자부품이 회로 구성되어 있기 때문에 시스템 설비비용이 증대됨은 물론, 상기 선로(11,31.41,51,64)를 이용하여 각 부속설비(30,40,50,60)를 상호 신호 라인을 구축하는 작업이 복잡하고 난해하였다.However, the accessory equipments 30, 40, 50, and 60 have a plurality of electronic components configured to implement their respective functions, so that system equipment costs are increased, as well as the lines 11, 31, 41, 51, and 64. The construction of mutual signal lines for each accessory (30, 40, 50, 60) was complicated and difficult.

또한, 각 부속설비(30,40,50,60)가 개별적으로 구동하여 솔라 인버터 시스템의 전체적인 기능을 구현할 수 있었기 때문에 하나의 부속설비에서 이상이 발생하면 전체 시스템의 구동이 제한되며 신호라인 구축 등 외부에서의 수작업이 필수적이기 때문에 시스템의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. In addition, since each accessory (30, 40, 50, 60) can be driven individually to implement the overall functions of the solar inverter system, if an abnormality occurs in one accessory, the operation of the entire system is limited and signal line construction, etc. Since manual work from the outside is essential, the reliability of the system has been deteriorated.

그리고, 종래의 솔라 인버터 시스템에서는 충전배터리(61)가 구비된 충전배터리 설비(60)가 구비되는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 충전배터리(61)의 정상적인 충전을 위해 충전배터리(61)의 과충전 및 방전을 방지하기 위한 과충전/방전회로가 구비되어야 함은 물론, 충전배터리(61)의 안정적인 관리 및 사용을 위해서는 BMS(Battery Management System)이 반드시 구비되어야 하므로 시스템을 구축하기 위한 소요비용이 과대해지는 문제점이 발생하게 되었다.
In addition, in the conventional solar inverter system, a charging battery facility 60 having a charging battery 61 is provided. As shown in FIG. 1, the charging battery 61 may be used for normal charging of the charging battery 61. The overcharge / discharge circuit must be provided to prevent overcharge and discharge of the battery, as well as the BMS (Battery Management System) must be provided for stable management and use of the rechargeable battery 61. Excessive problems have arisen.

한국 공개특허공보 제10-2010-0010259호(2010.02.01), 태양전지를 이용한 저동력 지하수 펌핑 시스템Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2010-0010259 (2010.02.01), a low power groundwater pumping system using a solar cell

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 솔라셀 어레이에서 발전된 전원을 변환하기 위한 부스트 컨버터, 인버터, 컨트롤러부 및 필터부 등의 부속설비 등이 케이스 내에 일체형으로 실장됨으로써 하나의 모듈 형태로 구비되며, 솔라셀 어레이에서 전달될 수 있는 실시간 최대전력에 따라 펌프모터 등의 전력수용부의 부하를 조절하여 상기 전력수용부의 구동시간을 획기적으로 증대시킬 수 있는 솔라 인버터 시스템을 제공하는 것에 있다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to integrally mount a boost converter, an inverter, a controller unit and an accessory unit such as a filter unit for converting power generated in a solar cell array into a case. The solar inverter system is provided in one module form and can dramatically increase the driving time of the power accommodating part by adjusting a load of a power accommodating part such as a pump motor according to the real time maximum power that can be transmitted from the solar cell array. It is to offer.

본 발명의 특징에 따르면, 솔라셀 어레이(10)의 출력단에 접속되어, 상기 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 낮은 전압을 소정의 크기로 승압하는 부스트 컨버터(110); 상기 부스트 컨버터(110)의 출력단에 접속되며, 복수 개의 스위칭 소자가 구비되어 PWM 제어신호에 의해 스위칭 동작하여 상기 부스트 컨버터(110)에서 출력되는 전원을 전력수용부(20)에 공급되기 위한 전원의 헝태 및 주파수로 변환하는 인버터(120); 상기 입력전원의 전압 및 전류를 감지하여 이를 기초로 상기 전력수용부(20)의 부하의 변동에 따라 상기 솔라셀 어레이(10)가 최대전력을 전달할 수 있는 최대전력 동작점(MPOP:Maximum Power Operating Point) 데이터를 추출하며, 추출된 최대전력 동작점의 추출데이터에 따라 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 상기 전력수용부(20)의 부하의 크기를 제어하는 컨트롤러부(130); 및 상기 부스트 컨버터(110), 인버터(120) 및 컨트롤러부(130)가 회로구성된 PCB가 안착되는 내부공간이 형성되어 상기 각 구성(110,120,130)을 하나의 모듈 형태로 하우징하며, 외부에는 상기 솔라셀 어레이(10)에서 생성된 전원이 입력되는 입력단자(111)와 변환된 전원이 출력되는 출력단자(112)가 구비된 케이스(140);를 포함하는 솔라셀 인버터 시스템이 제공된다.
According to a feature of the present invention, a boost converter (110) connected to an output terminal of the solar cell array (10) to boost a low voltage generated in the solar cell array (10) to a predetermined magnitude; Connected to the output terminal of the boost converter 110, a plurality of switching elements are provided to switch the operation by the PWM control signal to supply the power output from the boost converter 110 to the power receiving unit 20 An inverter 120 for converting into a state and frequency; Maximum power operating point (MPOP :) that detects the voltage and the current of the input power and allows the solar cell array 10 to transmit the maximum power according to the change in the load of the power receiving unit 20 based on this. Point controller extracts data and controls the magnitude of the load of the power receiving unit 20 by PWM controlling the boost converter 110 and the inverter 120 according to the extracted data of the extracted maximum power operating point ( 130); And an internal space in which the boost converter 110, the inverter 120, and the controller unit 130, on which the circuit board is mounted, is formed to house each of the components 110, 120, and 130 in a module form, and the solar cell is externally provided. A solar cell inverter system is provided, including; a case 140 having an input terminal 111 for inputting power generated in the array 10 and an output terminal 112 for outputting converted power.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 전력수용부(20)는, 유체가 소통하는 배관(22)의 일측에 장착되어 압력작용에 의해 상기 유체를 이송시키는 펌프모터이며, 상기 컨트롤러부(130)는, 상기 배관(22)의 타측에 장착되어 상기 유체의 이송 상태를 감지하는 센서부(23)로부터 유체이송 감지데이터를 전달받아, 상기 유체 이송감지 데이터를 기초로 하여 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 상기 펌프모터의 부하의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 솔라셀 인버터 시스템이 제공된다.
According to another feature of the invention, the power receiving unit 20 is mounted on one side of the pipe 22 in which the fluid communicates is a pump motor for transferring the fluid by the pressure action, the controller unit 130 is And a fluid transfer detection data received from a sensor unit 23 mounted on the other side of the pipe 22 to detect a transfer state of the fluid, and based on the fluid transfer detection data, the boost converter 110 and the inverter. A PWM inverter control system is provided with a solar inverter system, characterized in that for adjusting the size of the load of the pump motor.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 인버터(120)의 출력단과 상기 출력단자(112)의 사이에 배치되도록 상기 PCB에 회로구성되며, 상기 인버터(120)에 의해 변환된 전원에 포함된 반송파 주파수 또는 서지 주파수를 필터링하는 필터부(150);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀 인버터 시스템이 제공된다.
According to another feature of the invention, the circuit is configured in the PCB so as to be disposed between the output terminal of the inverter 120 and the output terminal 112, the carrier frequency included in the power converted by the inverter 120 Or a filter unit 150 for filtering the surge frequency.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, As described above, according to the present invention,

첫째, 솔라셀 어레이에서 발전된 전원을 변환하기 위한 부스트 컨버터, 인버터, 컨트롤러부 및 필터부 등의 부속설비 등이 케이스 내에 일체형으로 실장되면서 하나의 모듈 형태로 구비되므로, 각 부속설비를 상호 연결하기 위한 전력 라인을 구축하는 작업이 불필요하며, 종래의 컨버터 및 인버터에서 스위칭 소자와 같이 동일한 전자 부품을 통합하여 회로구성함으로써 시스템 설계를 위한 전자부품의 소요량이 최소화되어 정비 및 유지보수가 용이하고 솔라 인버터 시스템의 안정성 및 신뢰성을 증대시킬 수 있다.First, since an accessory such as a boost converter, an inverter, a controller unit, and a filter unit for converting the power generated in the solar cell array is integrally mounted in a case and is provided in one module form, it is necessary to interconnect each accessory. There is no need to build a power line, and by integrating the same electronic components such as switching elements in conventional converters and inverters, the circuit components are minimized, so maintenance and maintenance are easy. It can increase the stability and reliability.

둘째, 솔라셀 어레이에서 전달될 수 있는 실시간 최대전력에 따라 펌프모터 등의 전력수용부의 부하를 조절하여 상기 전력수용부의 구동시간을 획기적으로 증대시킬 수 있다.Second, the driving time of the power accommodating part may be drastically increased by adjusting a load of a power accommodating part such as a pump motor according to the real time maximum power that can be transmitted from the solar cell array.

셋째, 펌프모터 등의 전력수용부에 전원을 공급하는 경우, 배관의 내부를 소통하는 유체의 이송 상태를 감지하여 이를 기초로 부스트 컨버터 및 인버터를 PWM 제어할 수 있으므로, 펌프모터의 토출압력을 적절하게 조절할 수 있다.Third, in the case of supplying power to a power receiving unit such as a pump motor, it is possible to detect the transfer state of the fluid communicating with the inside of the pipe and to control the boost converter and the inverter based on the PWM, so that the discharge pressure of the pump motor is appropriately adjusted. Can be adjusted.

넷째, 부스트 컨버터에 의해 승압된 전원, 인버터에 의해 변환된 전원의 각 전압 및 전류를 감지하여 감지된 전원감지 데이터와 설정된 기준 전원 데이터를 상호 비교하여, 오차가 발생할 경우 차이가 발생한 정도를 보상하여 상기 부스트 컨버터 및 인버터를 PWM 제어하므로 승압 및 변환된 전원을 정밀하게 제어할 수 있다.Fourth, by detecting each voltage and current of the power boosted by the boost converter and the power converted by the inverter, and comparing the detected power detection data and the set reference power data, and compensates the degree of the difference occurs when an error occurs PWM control of the boost converter and inverter allows precise control of the boosted and converted power.

다섯째, 필터부에 의해 인버터에 의해 변환된 전원에 포함된 반송파 주파수 및 서지 주파수를 필터링할 수 있으므로, 솔라 인버터 시스템와 전력수용부를 상호 연결하는 선로의 길이가 길어지더라도 전력수용부와 인버터의 회로구성을 효과적으로 보호할 수 있으며, 필터를 외부에 장착하는 비용을 줄임으로써 제품의 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
Fifth, since the carrier frequency and the surge frequency included in the power converted by the inverter can be filtered by the filter unit, even if the length of the line connecting the solar inverter system and the power receiving unit becomes longer, the circuit arrangement of the power receiving unit and the inverter is increased. Can be effectively protected and the cost competitiveness of the product can be reduced by reducing the cost of external mounting of the filter.

도 1은 종래의 솔라 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 일일 단위 시간경과에 따른 솔라셀 어레이의 발전량과 전력수용부의 구동 가능시간을 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional solar inverter system;
2 is a block diagram showing the configuration of a solar inverter system according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a graph showing the amount of power generation of the solar cell array and the driving time of the power receiving unit according to the daily unit time elapsed.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도, 도 3은 일일 단위 시간경과에 따른 솔라셀 어레이의 발전량과 전력수용부의 구동 가능시간을 나타낸 그래프이다.2 is a block diagram showing the configuration of a solar inverter system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a graph showing the amount of power generation of the solar cell array and the driving time of the power receiving unit according to the daily unit time elapsed.

먼저, 이하의 실시예에서는 전력수용부(20)가 펌프모터인 것을 예를 들어 설명하나, 이에 국한되는 것은 아니며 일반적인 냉난방장치를 포함하여 조명장치 및 가전장치 등과 같이 본 발명의 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템(100)에서 변환된 전원을 공급받아 구동되는 전기장치는 모두 포함될 수 있으며, 변환되는 전원의 크기 및 주파수, 위상 등은 전기장치의 종류에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.First, in the following embodiments, for example, the power receiving unit 20 is a pump motor, for example, but is not limited thereto, including a general heating and heating device such as a lighting device and a home appliance, according to an embodiment of the present invention All of the electric devices driven by receiving the converted power from the inverter system 100 may be included, and the magnitude, frequency, phase, etc. of the converted power may be changed according to the type of the electric device.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 의 바람직한 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템(100)은, 솔라셀 어레이(10)로부터 발전된 직류전압을 전력수용부(20)에서 요구로 하는 전원과 동일한 크기, 주파수 및 위상을 갖는 전원의 형태로 변환하여 상기 전력수용부(20)에서 사용할 수 있도록 전원공급하는 시스템으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 부스트 컨버터(110), 인버터(120), 컨트롤러부(130), 케이스(140) 및 필터부(150)를 포함하여 구비된다.As shown in FIG. 2, the solar inverter system 100 according to the preferred embodiment of the present invention has the same magnitude as that of the power source requiring the DC voltage generated from the solar cell array 10 in the power receiving unit 20, A system for supplying power for use in the power receiving unit 20 by converting it into a form of power having a frequency and a phase, as shown in FIG. 2, a boost converter 110, an inverter 120, and a controller unit ( 130, the case 140 and the filter unit 150 are provided.

상기 케이스(140)는, 내부에 상기 부스트 컨버터(110), 인버터(120), 컨트롤러부(130) 및 필터부(150)가 회로구성된 PCB가 안착되는 내부공간이 형성되어 상기 각 구성(110,120,130,150)을 하나의 모듈 형태로 하우징하며, 외부에는 도시된 바와 같이, 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 전원이 입력되는 입력단자(111)와 변환된 전원이 출력되는 출력단자(112)가 구비된다.The case 140 has an internal space in which the PCB, in which the boost converter 110, the inverter 120, the controller unit 130, and the filter unit 150 are circuit-mounted, is formed, thereby forming the respective components 110, 120, 130, and 150. It is housed in the form of a module, and as shown, the external terminal is provided with an input terminal 111 for inputting power generated in the solar cell array 10 and an output terminal 112 for outputting the converted power.

또한, 도시되지는 않았지만 상기 케이스(140)의 일측에는 솔라 인버터 시스템(100)의 동작상태를 나타내는 디스플레이 화면창이 장착될 수 있으며, 상기 입력단자(111) 및 출력단자(112)는 다수의 상기 솔라셀 어레이(10)의 출력단과 동시 접속될 수 있도록 채널별로 구분되는 형태의 단자로 구비될 수도 있다.In addition, although not shown, a display screen window indicating an operation state of the solar inverter system 100 may be mounted on one side of the case 140, and the input terminal 111 and the output terminal 112 may be provided with a plurality of the solar panels. It may be provided as a terminal divided into channels so as to be connected to the output terminal of the cell array 10 at the same time.

상기와 같은 케이스(140)의 구성으로 인해, 솔라셀 어레이(10)에서 생성된 전원을 변환하기 위한 부스트 컨버터(110), 인버터(120), 컨트롤러부(130) 및 필터부(150) 등의 부속설비 등이 케이스(140) 내에 실장됨으로써 하나의 모듈형태로 구비되어 시스템의 구성이 간소해지며 오작동이 사전에 방지되는 효과를 구현할 수 있다.Due to the configuration of the case 140 as described above, the boost converter 110, the inverter 120, the controller unit 130 and the filter unit 150 for converting the power generated by the solar cell array 10 As the accessory equipment is mounted in the case 140, the module may be provided in a single module form to simplify the configuration of the system and to prevent the malfunction in advance.

상기 부스트 컨버터(110)는, 솔라셀 어레이(10)의 출력단에 접속되어, 상기 솔라셀 어레이(10)에서 전달되는 낮은 전압을 소정의 크기 이상으로 승압시키는 구성요소로서, 케이스(140)의 입력단자(111)와 접점됨으로써 상기 입력단자(111)를 통해 솔라셀 어레이(10)의 출력단에 접속될 수 있다.The boost converter 110 is connected to an output terminal of the solar cell array 10 and boosts a low voltage transmitted from the solar cell array 10 to a predetermined magnitude or more, and inputs the case 140. By contacting the terminal 111 may be connected to the output terminal of the solar cell array 10 through the input terminal 111.

여기서, 상기 솔라셀 어레이(10)는, 입사된 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 솔라셀을 직렬상으로 어레이시킨 구성으로서, 전력수용부(20)에서 필요로 하는 전력량에 따라 다수의 솔라셀 어레이(10)가 조합된 솔라셀 모듈 형태로 구성되어 각 솔라셀 어레이(10) 별로 직류전원을 생성할 수 있다. 또한, 입사된 태양광의 에너지량 및 태양과 이루는 경사각에 따른 일조량이 시시각각 변화하며, 다수의 솔라셀 어레이(10)가 시스템에 구성될 경우, 각각의 솔라셀 어레이(10)가 설치된 위치의 일조 환경이 상이할 수 있기 때문에, 상기 솔라셀 어레이(10)은 불규칙한 직류전원을 출력하게 된다.Here, the solar cell array 10 is a configuration in which the solar cells for converting the incident solar energy into electrical energy are arranged in series, and the plurality of solar cells according to the amount of power required by the power receiving unit 20. The array 10 may be configured in the form of a combined solar cell module to generate a DC power for each solar cell array 10. In addition, the amount of sunlight depending on the amount of energy of the incident sunlight and the inclination angle with the sun changes from time to time, and when a plurality of solar cell arrays 10 are configured in the system, the solar environment of the position where each solar cell array 10 is installed Since this may be different, the solar cell array 10 outputs irregular DC power.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템(100)에서는, 상기 부스트 컨버터(110)를 통해 솔라셀 어레이(10)로부터 출력되는 불규칙한 직류전원을 안정화시키며 적절한 크기로 승압하도록 구비된다.Therefore, in the solar inverter system 100 according to the exemplary embodiment of the present invention, the boost converter 110 stabilizes irregular DC power output from the solar cell array 10 and boosts the voltage to an appropriate size.

이러한 부스트 컨버터(110)는, 컨트롤러부(130)와 연결된 신호라인을 통해 PWM 제어신호를 수신하여 설정된 일정 크기의 전압을 갖는 전원으로 승압하도록 동작하며, 보다 구체적으로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1스위칭소자(Q1), 리액터(L1) 및 다이오드(D1)를 포함하여 회로구성되며, 상기 PWM 제어신호에 따라 상기 제1스위칭소자(Q1)가 도통되면, 상기 솔라셀 어레이(10)로부터 전달된 전원이 상기 리액터(L1)에 저장되며, 상기 제1스위칭소자(Q1)가 소거되면 상기 리액터(L1)에 저장된 전원이 상기 부스트 컨버터(110)의 출력단에 회로구성된 콘덴서(Cd)에 인가되도록 동작된다.The boost converter 110 operates to receive a PWM control signal through a signal line connected to the controller unit 130 and boost the power to a power having a predetermined voltage. More specifically, as shown in FIG. 2. As described above, the first switching device Q1, the reactor L1, and the diode D1 are configured in a circuit. When the first switching device Q1 is turned on according to the PWM control signal, the solar cell array 10 The power transferred from the capacitor is stored in the reactor L1, and when the first switching device Q1 is erased, the power stored in the reactor L1 is circuit-configured at the output terminal of the boost converter 110. It is operated to be applied to.

여기서, 종래의 솔라 인버터 시스템에 이용되는 컨버터(30)의 경우에는 지나치게 큰 출력전류를 발생하다 보면 과전류 보호회로가 동작할 수 있고, 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 전기에너지를 효율적으로 사용하는데 문제점이 있으며, 순간적인 전류 부하에 대응하다 보면 순간적으로 솔라셀 어레이(10)의 발생 전압이 드롭되어 인버터(40)에서 입력 전압강하로 인해 발전을 정지하는 경우와 같이 무효 전력 성분으로 인해 인버터(40)의 최대 용량을 사용하지 못하는 문제점이 있었으나, 본 발명의 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템(100)에서는 상기 부스트 컨버터(110)를 통해 무효 전력을 고려하여 일정 크기 이상으로 승압할 수 있어서 역률을 최소 95% 내지 99%로 향상시킬 수 있으므로 무효 전력없이 인버터(120)의 출력을 사용 가능한 효과를 구현할 수 있다.Here, in the case of the converter 30 used in the conventional solar inverter system, the overcurrent protection circuit may operate when an excessively large output current is generated, and there is a problem in efficiently using the electric energy generated in the solar cell array 10. In response to the instantaneous current load, the voltage generated by the solar cell array 10 is instantaneously dropped and the inverter 40 is stopped due to the reactive power component, such as when power generation is stopped due to an input voltage drop in the inverter 40. In the solar inverter system 100 according to the embodiment of the present invention, the power factor may be increased by a predetermined size or more in consideration of reactive power through the boost converter 110. Since it can be improved to 95% to 99%, the effect of using the output of the inverter 120 without reactive power can be realized.

더불어, 종래의 인버터(40)의 경우에는 다이오드 정류 후 평활 콘덴서에서 평활된 DC전압을 이용하여 출력을 V/F 제어하나, 출력할 수 있는 전압의 최대값이 DC 전압의 반 이상은 될 수 없기 때문에, 전력수용부(20)가 장거리 선로(21)를 통해 연결되면 인버터(40)에서 원하는 크기의 출력 전압이 발생하여도 전력수용부(20)의 결선 전선의 고유저항값 때문에 전력수용부(20)에 전달되는 전압은 원하는 크기의 출력전압값보다 작아지게 되어 전력수용부(20)의 토크가 100% 생성되지 않는 문제점이 있었으나, 본 발명의 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템(100)에서는, 상기 부스트 컨버터(110)를 통해 DC 전압을 조정할 수 있으므로 전력수용부(20)의 단자 전압을 원하는 크기로 설정할 수 있어 원하는 크기보다 큰 전압이 인가되어 전력수용부(20)의 토크를 100% 생성 가능한 효과를 구현할 수 있다.In addition, in the case of the conventional inverter 40, V / F control the output by using the smoothed DC voltage in the smoothing capacitor after diode rectification, the maximum value of the output voltage can not be more than half of the DC voltage. Therefore, when the power receiving unit 20 is connected through the long-distance line 21, even if the output voltage of the desired size is generated in the inverter 40, because of the intrinsic resistance value of the connection wire of the power receiving unit 20 The voltage delivered to 20 is smaller than the output voltage value of the desired size, so that the torque of the power receiving unit 20 is not generated 100%. However, in the solar inverter system 100 according to the embodiment of the present invention, Since the DC voltage can be adjusted through the boost converter 110, the terminal voltage of the power receiving unit 20 can be set to a desired size, and a voltage greater than the desired size is applied to generate 100% of the torque of the power receiving unit 20. possible You can implement the effect.

상기 인버터(120)는, 부스트 컨버터(110)의 출력단에 접속되며, 복수 개의 스위칭소자(Q2 내지 Q5)로 구비되어 상기 컨트롤러부(130)의 PWM 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 상기 부스트 컨버터(110)에서 출력되는 전원을 상기 전력수용부(20)에 공급되기 위한 전원의 형태 및 주파수로 변환하는 구성요소로서, 상기 각 스위칭소자(Q2 내지 Q5)는 회로구성의 패턴(3상 스위칭 방식 또는 단상 스위칭 방식)에 따라 구비되는 수량이 정해지며, 상기 각 스위칭소자(Q2 내지 Q5)들은 주어진 스위칭 주파수에서 펄스폭 변조 방식으로 제어되어 직류전력을 3상 또는 단상의 교류전원으로 변환할 수 있다.The inverter 120 is connected to an output terminal of the boost converter 110 and is provided with a plurality of switching elements Q2 to Q5 to perform a switching operation according to the PWM control signal of the controller 130 to boost the boost converter 110. ) Is a component for converting the power output from the power supply into the form and frequency of the power supply to the power receiving unit 20, each of the switching elements (Q2 to Q5) is a circuit configuration pattern (three-phase switching method or single phase The switching quantity) is determined, and each of the switching elements Q2 to Q5 is controlled by a pulse width modulation method at a given switching frequency to convert DC power into three-phase or single-phase AC power.

상기 필터부(150)는, 인버터(120)의 출력단과 케이스(140)의 출력단자(112) 사이에 배치되도록 PCB에 회로구성되며, 상기 인버터(120)에 의해 변환된 전원에 포함된 반송파 주파수 및 서지 주파수를 필터링하는 구성요소로서, 솔라 인버터 시스템(100)의 출력단자(112)와 전력수용부(20)를 상호 연결하는 장거리 선로(21)가 갖는 길이에 의해 인버터(120)의 출력단에 나타는 전압리플(Ripple)의 크기를 제거하여 깨끗한 정현파 파형의 전류가 상기 전력수용부(20)에 인가되도록 하는 기능을 수행한다.The filter unit 150 is configured on a PCB so as to be disposed between the output terminal 112 of the inverter 120 and the output terminal 112 of the case 140, and the carrier frequency included in the power converted by the inverter 120. And a component for filtering the surge frequency, the output terminal 112 of the solar inverter system 100 and the length of the long distance line 21 interconnecting the power receiving unit 20 to the output terminal of the inverter 120. By removing the magnitude of the voltage ripple that appears, a clean sinusoidal waveform current is applied to the power receiving unit 20.

이러한, 필터부(150)는, 인버터(120)에 의해 변환된 전원의 고조파 성분을 제거하기 위해 복수 개의 제2리액터(L2)와 컨덴서(Cp)로 회로 구성되되, 상기 인버터(120)의 제2스위칭소자(Q2)와 제3스위칭소자(Q3) 사이의 접속점과, 상기 제4스위칭소자(Q4)와 제5스위칭소자(Q5) 사이의 접속점 사이에 접속되어 회로구성되며, 상기 필터부(150)의 출력단은 상기 케이스(140)의 출력단자(112)를 통해 전력수용부(20)의 입력단에 연결된 선로(21)에 접속되도록 구비된다.The filter unit 150 includes a plurality of second reactors L2 and a capacitor Cp in order to remove harmonic components of the power converted by the inverter 120, and includes the first filter of the inverter 120. The circuit part is connected and connected between the connection point between the second switching element Q2 and the third switching element Q3 and the connection point between the fourth switching element Q4 and the fifth switching element Q5. The output terminal of 150 is provided to be connected to the line 21 connected to the input terminal of the power receiving unit 20 through the output terminal 112 of the case 140.

필터부(150)에 의해 인버터(120)에 의해 변환된 전원에 포함된 반송파 주파수 및 서지 주파수를 필터링할 수 있으므로, 솔라 인버터 시스템(100)와 전력수용부(20)를 상호 연결하는 선로의 길이가 길어지더라도 전력수용부(20)와 인버터(120)의 회로구성을 효과적으로 보호할 수 있으며, 필터를 외부에 장착하는 비용을 줄임으로써 제품의 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.Since the filter unit 150 can filter the carrier frequency and the surge frequency included in the power converted by the inverter 120, the length of the line connecting the solar inverter system 100 and the power receiving unit 20 to each other. Even if the length is longer, the circuit configuration of the power receiving unit 20 and the inverter 120 can be effectively protected, and the cost competitiveness of the product can be secured by reducing the cost of installing the filter externally.

한편, 상기 컨트롤러부(130)는, 솔라셀 어레이(10)로부터 인가되는 입력전원의 전압 및 전류를 감지하여 이를 기초로 상기 전력수용부(20)의 부하의 변동에 따라 상기 솔라셀 어레이(10)가 최대전력을 전달할 수 있는 최대전력 동작점(MPOP) 데이터를 추출하며, 추출된 최대전력 동작점의 추출데이터에 따라 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 상기 전력수용부(20)의 부하의 크기를 제어하는 구성요소로서, 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)와 각각 PWM 제어신호를 전달할 수 있는 신호 라인으로 연결되어 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 적절하게 제어할 수 있는 PWM 제어신호를 상기 신호 라인을 통해 출력한다.Meanwhile, the controller unit 130 senses the voltage and current of the input power applied from the solar cell array 10 and based on the change in the load of the power accommodating unit 20, the solar cell array 10 ) Extracts the maximum power operating point (MPOP) data that can deliver the maximum power, PWM control the boost converter 110 and inverter 120 according to the extracted data of the maximum power operating point the power receiving unit As a component for controlling the size of the load of the 20, the boost converter 110 and the inverter 120 are connected to a signal line for transmitting a PWM control signal, respectively, the boost converter 110 and the inverter 120 Outputs a PWM control signal through the signal line that can be appropriately controlled.

또한, 상기 컨트롤러부(130)는 바람직하게는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 알고리즘을 적용할 수 있는 DSP(Digital Signal Processor)일 수 있다. 따라서, 전력수용부(20)의 부하를 조절하여 최대 전력을 얻을 수 있는 솔라셀 어레이(10)의 특성을 고려하여, 상기 MPPT 알고리즘을 통해 전력수용부(20)의 부하의 변동에 따라 솔라셀 어레이(10)가 최대전력을 전달할 수 있는 최대전력 동작점 데이터를 추출할 수 있으며, 추출된 최대전력 동작점의 추출데이터에 따라 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 전력수용부(20)의 부하의 크기를 제어하는 프로그래밍 데이터를 미리 저장하고, 해당 최대전력 동작점의 추출데이터에 부합되는 PWM 제어 데이터를 독출함으로써 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 적절하게 제어할 수 있는 것이다.In addition, the controller 130 may be a digital signal processor (DSP) to which a maximum power point tracking (MPPT) algorithm may be applied. Therefore, in consideration of the characteristics of the solar cell array 10 that can obtain the maximum power by adjusting the load of the power receiving unit 20, the solar cell according to the variation of the load of the power receiving unit 20 through the MPPT algorithm. The array 10 may extract the maximum power operating point data capable of delivering the maximum power, and PWM control the boost converter 110 and the inverter 120 according to the extracted data of the maximum power operating point to receive power In order to properly control the boost converter 110 and the inverter 120 by storing the programming data for controlling the size of the load of the unit 20 in advance and reading the PWM control data corresponding to the extracted data of the corresponding maximum power operating point. It can be.

여기서, 도 3에는 일일 단위 시간경과에 따른 솔라셀 어레이의 발전량과 전력수용부(20)의 구동 가능시간이 도시되어 있다. 도 3에서 X좌표는 시간 경과에 따라 하루 중에 솔라셀 어레이(10)에 입사되는 태양광의 입사시간을 나타내며, Y좌표는 상기 태양광에 의해 솔라셀 어레이(10)에서 발전되는 전기에너지의 크기를 나타낸다. 또한, 도시된 L1은 전력수용부(20)가 정격전압에서 구동될 수 있는 정격구동 기준선이며, L2는 상기 전력수용부(20)가 최저 수준으로 구동 가능한 최저구동 기준선을 의미한다.Here, FIG. 3 shows the amount of power generation of the solar cell array and the driveable time of the power receiving unit 20 according to the daily unit time elapsed. In FIG. 3, the X coordinate represents an incident time of sunlight incident on the solar cell array 10 during the day, and the Y coordinate represents the magnitude of the electric energy generated in the solar cell array 10 by the sunlight. Indicates. In addition, L 1 is a reference driving reference line that the power receiving unit 20 can be driven at the rated voltage, L 2 means the lowest driving reference line that the power receiving unit 20 can be driven to the lowest level.

도 3을 참고하면, 상술한 바와 같은 MPPT 알고리즘을 적용하여 솔라셀 어레이(10)가 최대전력을 전달할 수 있는 최대전력 동작점(MPOP)을 추종하는 PWM 제어방식이 적용되지 않을 경우에는, 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 전원의 전압크기가 전력수용부(20)가 정격구동할 수 있는 전압의 크기 즉, 정격구동 기준선(L1)을 초과하는 시점(P1)에서부터 전력수용부(20)가 구동되기 시작하여, 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 전원의 전압크기가 상기 정격구동 기준선(L1) 이하로 하강하는 시점(P2)까지만 구동하게 되므로, 빗금친 A영역에 해당하는 시간(t1) 동안만 전력수용부(20)가 정상적으로 구동할 수 있게 된다.Referring to FIG. 3, when the PWM control method that follows the maximum power operating point (MPOP) that the solar cell array 10 can transfer the maximum power by applying the MPPT algorithm as described above is not applied, the solar cell The power receiving unit 20 from the time point P 1 when the voltage magnitude of the power generated in the array 10 exceeds the magnitude of the voltage that the power receiving unit 20 can drive, that is, the rated driving reference line L 1 . Starts to be driven, and is driven only until the time point P 2 at which the voltage level of the power generated in the solar cell array 10 falls below the rated driving reference line L 1 , so that the time corresponding to the hatched A region ( Only during t 1 ) the power receiving unit 20 can operate normally.

이에 반하여, 상기와 같은 같은 MPPT 알고리즘을 적용하여 솔라셀 어레이(10)가 최대전력을 전달할 수 있는 최대전력 동작점(MPOP)을 추종하는 PWM 제어방식이 적용되는 경우에는, 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 입력전원의 전압 및 전류를 감지하여 상기 솔라셀 어레이(10)의 최대전력 동작점의 추출데이터에 따라 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)가 PWM 제어되어 전력수용부(20)의 부하의 크기가 제어되므로, 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 전원의 전압크기가 상기 전력수용부(20)를 최저 수준으로 구동 가능한 전압의 크기 즉, 최저구동 기준선(L2)을 초과하는 시점(P3)에서부터 전력수용부(20)가 구동되기 시작하여, 상기 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 전원의 전압크기가 상기 최저구동 기준선(L2) 이하로 하강하는 시점(P4)까지 구동할 수 있게 되므로, 상기 A영역과 빗금친 B영에 해당하는 시간(t2) 동안 전력수용부(20)가 구동하게 되는 것이다.On the contrary, when the PWM control method that follows the maximum power operating point (MPOP) that the solar cell array 10 can transfer the maximum power by applying the MPPT algorithm as described above, the solar cell array 10 The boost converter 110 and the inverter 120 are PWM-controlled according to the extracted data of the maximum power operating point of the solar cell array 10 by sensing the voltage and current of the input power generated by the load of the power receiving unit 20. Since the size of is controlled, the time point P when the voltage magnitude of the power generated in the solar cell array 10 exceeds the magnitude of the voltage capable of driving the power receiving unit 20 to the lowest level, that is, the lowest driving reference line L 2 . 3 ) the power receiving unit 20 starts to be driven, and can be driven to a point P 4 when the voltage level of the power generated in the solar cell array 10 falls below the minimum driving reference line L 2 . A will be Station to which the electric power holding section 20 is driven for a time (t 2) corresponding to the hatched B zero.

즉, 상기와 같은 MPPT 알고리즘을 적용할 경우에는, 적용하지 않은 경우와 비교하여 보면, 시간(t2)에서 시간(t1)을 차감한 시간(t3)만큼 전력수용부(20)를 더 구동시킬 수 있게 된다.That is, in the case of applying the MPPT algorithm as described above, When compared to the case is not applied, the time (t 2) the time (t 3) electric power holding section 20 by subtracting the time (t 1) at a It can be driven.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템(100)는, 정격전압으로 전력수용부(20)를 구동하는 중에 솔라셀 어레이(10)의 발전량이 감소하게 되면 솔라셀 어레이(10)의 발전량에 맞는 주파수(부하)로 상기 전력수용부(20)를 구동할 수 있도록 PWM 제어하여 적절히 유량을 제어함으로써 전력수용부(20)를 지속적으로 구동 가능한 효과를 구현할 수 있다.Therefore, the solar inverter system 100 according to the embodiment of the present invention, when the power generation amount of the solar cell array 10 is reduced while driving the power receiving unit 20 at a rated voltage, the power generation amount of the solar cell array 10. PWM control so as to drive the power receiving unit 20 at a frequency (load) that is suitable to implement the effect capable of continuously driving the power receiving unit 20 by controlling the flow rate.

또한, 상기 컨트롤러부(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하기 위한 신호라인 외에 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)에서 출력된 전원을 측정하기 위한 다른 신호라인이 구축되어, 상기 인버터(120)에 의해 변환된 전원의 각 전압 및 전류를 감지하여 감지된 전원감지 데이터와 설정된 기준 전원 데이터를 상호 비교하여, 오차가 발생한 경우 차이가 발생한 정도를 보상하여 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하므로 승압 및 변환된 전원을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 2, the controller unit 130 outputs the boost converter 110 and the inverter 120 in addition to the signal lines for PWM controlling the boost converter 110 and the inverter 120. Another signal line for measuring a predetermined power is built up, and when the voltage and current of the power converted by the inverter 120 are sensed, the detected power detection data is compared with the set reference power data, and an error occurs. The boost converter 110 and the inverter 120 are PWM-controlled by compensating for the degree of occurrence of the difference, so that the boosted and converted power can be more precisely controlled.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 전력수용부(20)가 유체가 소통하는 배관(22)의 일측에 장착되어 압력작용에 의해 상기 유체를 이송시키는 펌프모터일 경우, 상기 컨트롤러부(130)는, 배관(22)의 타측에 장착되어 유체밸브(V)의 개방상태에 따라 변동되는 상기 유체의 이송 상태를 감지하는 센서부(23)로부터 유체이송 감지데이터를 전달받아, 상기 유체 이송감지 데이터를 기초로 하여 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 펌프모터의 부하의 크기를 조절할 수 있게 되므로, 펌프모터의 토출압력을 적절하게 조절할 수 있다.On the other hand, in the preferred embodiment of the present invention, when the power receiving unit 20 is mounted on one side of the pipe 22 in which the fluid communicates with the pump motor for transferring the fluid by the pressure action, the controller unit 130 Is, mounted on the other side of the pipe 22 receives the fluid transfer detection data from the sensor unit 23 for detecting the transfer state of the fluid that varies depending on the open state of the fluid valve (V), the fluid transfer detection data By controlling the boost converter 110 and the inverter 120 based on PWM, the size of the load of the pump motor can be adjusted, so that the discharge pressure of the pump motor can be appropriately adjusted.

여기서, 상기 센서부(23)는, 배관(22) 내의 유체의 존재여부를 감지하는 갈수센서(수위센서) 또는 배관(22) 내부의 유체의 압력을 감지하는 압력센서일 수 있다. 따라서, 배관(22) 내부의 유체의 이송 상태에 따라 실시간으로 반응하여 펌프모터의 토출압력을 적절하게 조절함으로써 원활한 급수가 가능해진다.Here, the sensor unit 23 may be a low water level sensor (water level sensor) for detecting the presence of the fluid in the pipe 22 or a pressure sensor for detecting the pressure of the fluid inside the pipe (22). Therefore, it is possible to smoothly supply water by reacting in real time according to the transfer state of the fluid inside the pipe 22 and appropriately adjusting the discharge pressure of the pump motor.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 솔라 인버터 시스템(100)의 각 구성에 의해, 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 전원을 변환하기 위한 각 부속설비(110,120,130,150) 등이 케이스(140) 내에 일체형으로 실장됨으로써 하나의 모듈 형태로 구비되므로, 각 부속설비(110,120,130,150)를 상호 연결하기 위한 신로 라인을 구축하는 작업이 불필요하며, 종래의 컨버터 및 인버터에서 스위칭 소자와 같이 동일한 전자 부품을 통합하여 회로구성함으로써 시스템 설계를 위한 전자부품의 소요량이 최소화되어 정비 및 유지보수가 용이하고 솔라 인버터 시스템의 안정성 및 신뢰성을 증대시킬 수 있다.As described above, according to each configuration of the solar inverter system 100 according to the preferred embodiment of the present invention, each of the accessories (110, 120, 130, 150, etc.) for converting the power generated in the solar cell array 10, the case 140 Since it is provided in one module form by being integrally mounted inside, it is unnecessary to construct a furnace line for interconnecting each accessory (110, 120, 130, 150), and by integrating the same electronic component as a switching element in a conventional converter and inverter The circuit configuration minimizes the requirements of electronic components for system design, making it easy to maintain and maintain, and increase the stability and reliability of the solar inverter system.

또한, 솔라셀 어레이(10)에서 전달될 수 있는 실시간 최대전력에 따라 펌프모터 등의 전력수용부(20)의 부하를 조절하여 상기 전력수용부(20)의 구동시간을 획기적으로 증대시킬 수 있음은 물론, 상기 펌프모터에 전원을 공급하는 경우, 배관(22)의 내부를 소통하는 유체의 이송 상태를 감지하여 이를 기초로 하여 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어할 수 있으므로, 펌프모터의 토출압력을 적절하게 조절할 수 있다.In addition, the driving time of the power receiving unit 20 can be drastically increased by adjusting the load of the power receiving unit 20 such as a pump motor according to the real-time maximum power that can be transmitted from the solar cell array 10. Of course, when supplying power to the pump motor, it is possible to detect the transfer state of the fluid communicating the inside of the pipe 22 and PWM control the boost converter 110 and inverter 120 based on this, The discharge pressure of the pump motor can be adjusted appropriately.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

10...솔라셀 어레이 20...전력수용부
100..솔라 인버터 시스템 110...부스트 컨버터
120...인버터 130...컨트롤러부
140...케이스 150...필터부10 ... cell array 20 ... power receiving section
100..Solar Inverter System 110 ... Boost Converter
120 Inverter 130 Controller section
140 ... case 150 ... filter unit

Claims (3)

솔라셀 어레이(10)의 출력단에 접속되어, 상기 솔라셀 어레이(10)에서 발전된 낮은 전압을 소정의 크기로 승압하는 부스트 컨버터(110);
상기 부스트 컨버터(110)의 출력단에 접속되며, 복수 개의 스위칭 소자가 구비되어 PWM 제어신호에 의해 스위칭 동작하여 상기 부스트 컨버터(110)에서 출력되는 전원을 전력수용부(20)에 공급되기 위한 전원의 형태 및 주파수로 변환하는 인버터(120);
MPPT(Maximum Power Point Tracking) 알고리즘이 적용된 DSP(Digital Signal Processor)로서, 입력전원의 전압 및 전류를 감지하여 이를 기초로 상기 솔라셀 어레이(10)가 최대전력을 전달할 수 있는 최대전력 동작점(MPOP) 데이터를 추출하며, 추출된 최대전력 동작점의 추출데이터에 따라 솔라셀 어레이(10)의 발전량에 부합되는 주파수로 상기 전력수용부(20)를 구동할 수 있도록 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 상기 전력수용부(20)의 부하의 크기를 제어하는 컨트롤러부(130); 및
상기 부스트 컨버터(110), 인버터(120) 및 컨트롤러부(130)가 회로구성된 PCB가 안착되는 내부공간이 형성되어 상기 부스트 컨버터(110), 인버터(120) 및, 컨트롤러부(130)를 하나의 모듈 형태로 하우징하며, 외부에는 상기 솔라셀 어레이(10)에서 생성된 전원이 입력되는 입력단자(111)와 변환된 전원이 출력되는 출력단자(112)가 구비된 케이스(140);를 포함하되,
상기 컨트롤러부(130)는, 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)에 의해 변환된 전원의 전압 및 전류를 감지하여 감지된 전원감지 데이터와 설정된 기준 전원 데이터를 비교하여, 오차가 발생한 경우 차이가 발생한 정도를 보상하여 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM제어하며,
상기 전력수용부(20)는, 유체가 소통하는 배관(22)의 일측에 장착되어 압력작용에 의해 상기 유체를 이송시키는 펌프모터이고, 상기 컨트롤러부(130)는, 상기 배관(22)의 타측에 장착되어 유체밸브(V)의 개방상태에 따라 변동되는 상기 유체의 이송 상태를 감지하는 센서부(23)로부터 유체이송 감지데이터를 전달받아, 상기 유체 이송감지 데이터를 기초로 하여 상기 부스트 컨버터(110) 및 인버터(120)를 PWM 제어하여 상기 펌프모터의 부하의 크기를 조절하면서 상기 펌프모터의 토출압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 솔라셀 인버터 시스템.
A boost converter 110 connected to an output terminal of the solar cell array 10 to boost the low voltage generated in the solar cell array 10 to a predetermined magnitude;
Connected to the output terminal of the boost converter 110, a plurality of switching elements are provided to switch the operation by the PWM control signal to supply the power output from the boost converter 110 to the power receiving unit 20 An inverter 120 converting the shape and the frequency;
Digital signal processor (DSP) to which MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm is applied, and the maximum power operating point (MPOP) that the solar cell array 10 can deliver the maximum power based on the detected voltage and current of the input power. ) The boost converter 110 and the inverter so as to drive the power receiving unit 20 at a frequency corresponding to the amount of power generation of the solar cell array 10 according to the extracted data of the extracted maximum power operating point. A controller 130 for controlling the magnitude of the load of the power accommodating part 20 by PWM controlling the 120; And
The boost converter 110, the inverter 120, and the controller unit 130 have an internal space in which the PCB in which the circuit is configured is formed, thereby forming the boost converter 110, the inverter 120, and the controller unit 130 as one. Housing case in the form of a module, the case 140 having an input terminal 111 for inputting the power generated by the solar cell array 10 is input and the output terminal 112 for outputting the converted power; ,
The controller 130 senses the voltage and current of the power converted by the boost converter 110 and the inverter 120, compares the detected power sensing data with the set reference power data, and a difference occurs when an error occurs. PWM control of the boost converter 110 and the inverter 120 by compensating for the occurrence of
The power receiving unit 20 is a pump motor that is mounted to one side of the pipe 22 in which fluid communicates and transfers the fluid by a pressure action, and the controller unit 130 is the other side of the pipe 22. A fluid transfer detection data is received from a sensor unit 23 mounted on the fluid valve V to detect a transfer state of the fluid, which is changed according to an open state of the fluid valve V, and based on the fluid transfer detection data, the boost converter ( 110) A solar cell inverter system, characterized in that for controlling the discharge pressure of the pump motor while controlling the magnitude of the load of the pump motor by PWM control.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 인버터(120)의 출력단과 상기 출력단자(112)의 사이에 배치되도록 상기 PCB에 회로구성되며, 상기 인버터(120)에 의해 변환된 전원에 포함된 반송파 주파수 또는 서지 주파수를 필터링하는 필터부(150);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀 인버터 시스템.The method of claim 1,
A filter unit configured to be disposed between the output terminal of the inverter 120 and the output terminal 112 and configured to filter a carrier frequency or a surge frequency included in the power converted by the inverter 120 ( 150); the solar cell inverter system further comprises.
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IEEE 논문(제목: Inverters for Single-Phase Grid Connected Photovoltaic System - A Overview), 논문발표 2002년 *
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대한전기학회지(제목: 동적변화에 강인한 연료전지 발전시스템의 저주파 리플전류 제거 알고리즘 개발), 논문발표 2009년 9월 *
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