KR101603893B1 - Connection Board of Photovoltaics System having Sensing Function for PV module - Google Patents

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KR101603893B1
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김조섭
정근열
박규식
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부강이엔에스 주식회사
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Abstract

The present invention discloses a connection board of a photovoltaics system having a sensing function. The connection board includes: at least one slave device having a PV connection unit connected to PV string groups among a plurality of PV string groups except for one PV string group and a sub micom generating monitoring information of the output of the PV string groups on a printed circuit board; and a master device having a main micom receiving the monitoring information for the output of the one PV string group and transmitting the same to a monitoring server and a power supply unit generating operation power on a printed circuit board. According to the present invention, a PV string connection of the photovoltaics system, a bus bar connection structure, and composition for communications can be simplified.

Description

ＰＶ 모듈을 감지하는 기능을 구비한 태양광 발전 시스템의 접속반 {Connection Board of Photovoltaics System having Sensing Function for PV module}A connection board of photovoltaic system having a sensing function for PV module having a function of detecting a PV module,

본 발명은 태양광 발전 시스템의 접속반에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 센싱 기능을 구비한 태양광 발전 시스템의 접속반에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connection panel of a solar power generation system, and more particularly to a connection panel of a solar power generation system having a sensing function.

화석 에너지 사용은 심각한 환경오염을 유발하며, 그 화석 연료도 고갈되고 있어, 이러한 문제에 대비하고자 청정 대체 에너지의 개발이 활발히 이뤄지고 있다.The use of fossil energy causes serious environmental pollution and its fossil fuels are running out. In order to cope with these problems, development of clean alternative energy is actively being carried out.

그 일환으로, 태양광 발전은 차량, 장난감, 주거용 발전기, 가로등, 계통선과 원거리에 있는 무인 등대, 시계탑, 통신 장비 등 매우 다양하게 활용되고 있다.As a part of this, photovoltaic power generation is widely used in vehicles, toys, residential generators, street lights, grid lines, unmanned lighthouses in remote areas, clock towers, and communication equipment.

태양광 발전은 PN 접합으로 구성된 태양전지에 태양광이 조사되면, 태양광 에너지에 의해 전자-정공 쌍이 발생하고 전자와 정공이 이동하여 n 층과 p 층을 가로질러 전류가 흐르는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 외부 부하로 전류 출력되는 원리를 이용한다. When photovoltaic power is applied to a solar cell composed of a PN junction, the photovoltaic effect (photovoltaic effect) occurs in which an electron-hole pair is generated due to solar energy and electrons and holes move and current flows across the n- and p- effect is used to output the current to the external load.

여기서, 태양전지는 전기를 일으키는 최소 단위인 복수의 셀이 조립되어 전기를 출력해내는 최소 단위인 모듈로 구성되고, 모듈이 직렬 및 병렬로 연결되어 어레이(Array)가 된다.In this case, the solar cell is composed of a module which is a minimum unit in which a plurality of cells, which is the minimum unit for generating electricity, are assembled and output electricity, and the modules are connected in series and in parallel to form an array.

도 1과 같이, 종래의 태양광 발전 시스템은 PV 어레이(100A), 접속반(300) 및 인버터(500)로 구성되었다. 각 PV 스트링 그룹(100A)는 태양광으로부터 DC 전력을 생성하고, 접속반은 PV 어레이로부터의 출력을 전달받아 통합하여 인버터(500)로 전달하였으며, 인버터(500)는 각 PV 모듈에 의해 생성된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하였다.As shown in FIG. 1, the conventional photovoltaic power generation system includes a PV array 100A, a connection panel 300, and an inverter 500. Each PV string group 100A generates DC power from the sunlight, the connection half receives the output from the PV array, integrates and transfers it to the inverter 500, and the inverter 500 generates the DC power generated by each PV module DC power to AC power.

이 같이, 종래의 태양광 발전 시스템에서 각 PV 모듈의 출력은 하나의 접속반에 케이블을 통해서 연결되어, 그 연결 구조는 매우 복잡했다.Thus, in the conventional photovoltaic power generation system, the output of each PV module is connected to one connection panel through a cable, and the connection structure is very complicated.

한편, 태양광 발전 시스템은 특성상 사람들의 접근이 어려운 위치에 구비되므로, 그 동작상태를 모니터링하는 측정 수단이 더 구비되고 있다.On the other hand, since the solar power generation system is provided at a position where people are difficult to access, the solar power generation system is further provided with a measurement means for monitoring the operation state thereof.

종래의 측정 수단은 복수의 PV 모듈의 출력에 연결되어, 모니터링 서버와 통신하는 통신 모듈과는 별개의 케이블로 연결되었다. 그런데 측정 수단이 복수 개일 경우, 그 케이블 연결은 매우 복잡해졌다.Conventional measurement means are connected to the outputs of a plurality of PV modules and are connected by a separate cable from the communication module communicating with the monitoring server. However, when there are a plurality of measurement means, the cable connection becomes very complicated.

이 같이, 종래의 태양광 발전 시스템은 복수의 PV 모듈, 접속반, 적어도 하나의 측정 수단 및 통신 모듈 간의 연결 구조가 매우 복잡하였다.As described above, in the conventional solar power generation system, the connection structure between the plurality of PV modules, the connection panel, at least one measuring means, and the communication module is very complicated.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 버스 바 연결 구조 및 통신용 구성을 단순화할 수 있는 센싱 기능을 구비한 태양광 발전 시스템의 접속반을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a connection block of a photovoltaic power generation system having a sensing function capable of simplifying a bus bar connection structure and a communication configuration.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일면에 따른 PV 어레이 내 각기 기설정된 복수의 PV 스트링을 포함하는 복수의 PV 스트링 그룹과 각기 연결되어, 그 출력을 병렬로 연결하는 마스터 접속반과 적어도 하나의 슬레이브 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템의 접속반은, 상기 복수의 PV 스트링 그룹 중에서 일 PV 스트링 그룹을 제외한 나머지 PV 스트링 그룹에 연결되는 PV 접속부와, 인버터와 연결되는 버스 바가 장착되는 장착부와, 상기 나머지 PV 스트링 그룹의 출력을 감지하는 측정부와, 지시에 따라 상기 측정부에 의해 감지된 상기 나머지 PV 스트링 그룹의 출력에 대한 모니터링 정보를 생성하는 서브 마이컴을 하나의 인쇄회로기판에 각기 구비하는 적어도 하나의 슬레이브 장치; 및 상기 일 PV 스트링 그룹에 연결되는 PV 접속부와, 상기 버스 바가 장착되는 장착부와, 상기 일 PV 스트링 그룹의 출력을 감지하는 측정부와, 외부의 모니터링 서버와의 통신을 위한 통신부와, 상기 일 PV 스트링 그룹의 출력에 대한 모니터링 정보를 생성하고 통신용 인터페이스 핀을 통해 상기 서브 마이컴에 지시하여 상기 모니터링 정보를 수신하며 자체 생성 및 수신된 상기 모니터링 정보들을 상기 각 PV 스트링 그룹을 구분 가능하도록 종합하여 상기 모니터링 서버로 송신하는 메인 마이컴과, 상기 통신부와 상기 메인 마이컴과 서브 마이컴의 동작 전원을 생성하는 전원부를 하나의 인쇄회로기판에 구비하는 마스터 장치를 포함하며, 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치 각각은, 제1 및 제2 커넥터를 각기 더 구비하고, 상기 제1 커넥터가 상기 마스터 장치의 커넥터에 기판 대 기판으로 연결됨에 따라 상기 마스터 장치의 통신용 인터페이스 핀 및 동작 전원의 노드와 연결되거나, 다른 슬레이브 장치의 제2 커넥터에 기판 대 기판으로 연결됨에 따라 상기 마스터 장치의 통신용 인터페이스 핀 및 동작 전원의 노드와 간접적으로 연결되며, 상기 마스터 장치와 적어도 하나의 슬레이브 장치 각각의 상기 장착부들에 상기 버스 바와 장착됨에 따라 상기 마스터 장치와 적어도 하나의 슬레이브 장치는, 그 결합이 강화되는 것을 특징으로 한다.Each of which is connected to a plurality of PV string groups each comprising a predetermined plurality of PV strings in a PV array according to an aspect of the present invention and which comprises a master connection panel connecting its outputs in parallel and a solar connection module including at least one slave connection panel A connection part of the power generation system includes a PV connection part connected to the remaining PV string groups excluding one PV string group out of the plurality of PV string groups, a mounting part in which a bus bar connected to the inverter is mounted, At least one slave device each having a sub-micom for generating monitoring information on outputs of the remaining PV string groups sensed by the measuring unit in accordance with an instruction; And a PV connection unit connected to the one PV string group, a mounting unit on which the bus bar is mounted, a measurement unit for sensing an output of the one PV string group, a communication unit for communicating with an external monitoring server, Generates monitoring information on the output of the string group, instructs the sub-microcomputer through the communication interface pin to receive the monitoring information, synthesizes the self-generated and received monitoring information so that each PV string group can be distinguished, A main microcomputer for transmitting the main microcomputer and the sub microcomputer to a server, and a master unit having a power supply unit for generating operation power of the main microcomputer and the sub microcomputer on one printed circuit board, wherein each of the at least one slave apparatus includes a first And a second connector, wherein the first connector is connected to the master The communication interface pin of the master device and the node of the operation power source are connected to the connector of the device and the substrate is connected to the second connector of the other slave device, Characterized in that the connection is indirectly connected to a node of the operating power source and the coupling of the master device and the at least one slave device is strengthened as the bus bar is mounted to the mounting parts of the master device and each of the at least one slave device do.

본 발명에 따르면, 태양광 발전 시스템의 PV 스트링 연결, 버스 바 연결 구조 및 통신용 구성을 단순화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to simplify the PV string connection, the bus bar connection structure and the communication configuration of the solar power generation system.

도 1은 종래의 태양광 발전 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반을 도시한 구성도.
도 3a는 본 발명에 따른 마스터 장치와 슬레이브 장치 간 및 슬레이브 장치들 간의 커넥팅 구조를 도시한 도면.
도 3b 및 3c는 본 발명의 실시예에 따른 접속반과 버스 바의 연결 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반을 도시한 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a conventional solar power generation system. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001]
3A is a diagram showing a connecting structure between a master device and a slave device and between slave devices according to the present invention;
FIGS. 3B and 3C are diagrams illustrating connection structures of a connection bar and a bus bar according to an embodiment of the present invention;
4 is a configuration diagram showing a connection panel of a photovoltaic power generation system according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, advantages and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent from the following detailed description of embodiments thereof taken in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms " comprises, " and / or "comprising" refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

이제 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반을 도시한 구성도이다.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a configuration diagram showing a connection panel of a solar power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반은 마스터 장치(20) 및 복수의 슬레이브 장치(40, 60)를 포함한다. 도 2에서는 복수의 슬레이브 장치(40, 60)가 두 개인 경우를 예로 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않는다.As shown in FIG. 2, the connection module of the solar power generation system according to the embodiment of the present invention includes a master device 20 and a plurality of slave devices 40, 60. In FIG. 2, the case where there are two slave devices 40 and 60 is described as an example, but the present invention is not limited thereto.

마스터 장치(20)는 태양광 발전 시스템의 PV 어레이 내 복수의 PV 스트링 중에서 일 PV 스트링 그룹 내 PV 스트링들을 병렬로 연결하고, 일 PV 스트링 그룹의 출력을 모니터링할 수 있다. 이때, 복수의 PV 스트링 그룹은 각기 동일한 복수의 PV 스트링을 포함할 수 있다.The master device 20 may connect the PV strings in one PV string group in parallel among the plurality of PV strings in the PV array of the PV system and monitor the output of one PV string group. At this time, the plurality of PV string groups may each include a plurality of PV strings that are the same.

마스터 장치(20)는 제1 PV 접속부(230), 제1 측정부(210), 메인 마이컴(220), 전원부(240), 제1 다이오드(D1), 제1 퓨즈(Fuse1), 통신부(250) 및 제1 커넥터(Con1)를 하나의 인쇄회로기판에 포함한다. 이하, 마스터 장치(20)의 각 구성요소에 대하여 설명한다. The master device 20 includes a first PV connection unit 230, a first measurement unit 210, a main microcomputer 220, a power supply unit 240, a first diode D 1, a first fuse F 1, And the first connector Con1 are included in one printed circuit board. Hereinafter, each component of the master device 20 will be described.

제1 PV 접속부(230)는 마스터 장치(20)의 인쇄회로기판에 구비된 패드 또는 커넥터로서, 일 PV 스트링 그룹 내 복수의 PV 스트링과 각기 연결되는 패드 또는 커넥터를 포함할 수 있다. 이때, 제1 PV 접속부(230)에는 일 PV 스트링 그룹 내 복수의 PV 스트링의 양극(Dual Polar)이 커넥터 체결 또는 납땜 등에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.The first PV connection 230 may be a pad or a connector provided on the printed circuit board of the master device 20 and may include a pad or a connector connected to a plurality of PV strings in one PV string group. At this time, the first polarity of the plurality of PV strings in one PV string group may be electrically connected to the first PV connection part 230 by connector fastening, soldering or the like.

일 PV 스트링 그룹 내 두 개의 PV 스트링이 존재하는 경우, 제1 PV 접속부(230)는 두 개의 PV 스트링의 +극과 -극을 각기 연결 가능하도록 구비될 수 있다.If there are two PV strings in a PV string group, the first PV connection 230 may be provided to allow connection of the positive and negative poles of two PV strings.

제1 측정부(210)는 제1 PV 접속부(230)를 통해 연결된 일 PV 스트링 그룹의 출력(출력 전압 및 전류)을 감지한다. 여기서, 제1 측정부(210)는 메인 마이컴(220)에 포함될 수도 있다.The first measurement unit 210 senses the output (output voltage and current) of one PV string group connected through the first PV connection unit 230. Here, the first measuring unit 210 may be included in the main microcomputer 220.

전원부(240)는 태양광 발전 시스템과의 별개의 전원 예컨대, 계통으로부터의 AC 전원을 입력받아, 제1 측정부(210)과 메인 마이컴(220)의 동작 전원을 생성 및 공급한다. 예를 들어, 전원부(240)는 SMPS 형태로 구성되어, AC 전원으로부터 DC 동작 전원을 생성할 수 있다.The power supply unit 240 receives AC power from a power source different from the solar power generation system, for example, the system, and generates and supplies operation power of the first measurement unit 210 and the main microcomputer 220. For example, the power supply unit 240 may be configured as an SMPS type to generate DC operation power from an AC power supply.

제1 다이오드(D1)는 그 애노드(Anode)가 일 PV 스트링 그룹의 출력에 연결되고, 그 캐소드(Cathod)가 (+) 전원용 버스 바(Bar)의 장착부에 연결되어, 역전류를 방지한다. The anode of the first diode D1 is connected to the output of one PV string group and the cathode of the first diode D1 is connected to the mounting portion of the bus bar for positive power to prevent reverse current.

제1 퓨즈(Fuse1)는 제1 다이오드(D1)의 캐소드와 (+) 전원용 버스 바(Bar)의 장착부 사이에 직렬 연결되어, 일 PV 스트링 그룹의 출력이 기설정된 임계전류 이상인 과전류가 흐르면, 끊어져 제1 다이오드(D1)로부터의 일 PV 스트링 그룹의 출력이 (+) 전원용 버스 바(Bar)로 전달되지 못하도록 한다. 이때, 임계전류는 각 PV 스트링 그룹의 출력과 인버터(미도시)의 용량에 의해 결정될 수 있다.The first fuse Fuse 1 is connected in series between the cathode of the first diode D 1 and the mounting portion of the bus bar for positive power so that when the overcurrent of the output of one PV string group exceeds a predetermined threshold current, And prevents the output of one PV string group from the first diode (D1) from being transmitted to the bus bar for positive (+) power supply. At this time, the threshold current can be determined by the output of each PV string group and the capacity of the inverter (not shown).

메인 마이컴(220)은 각 슬레이브 장치(40, 60)에 그와 연결된 복수의 PV 스트링 그룹의 출력(상태)을 질의하고, 그 응답으로 각 PV 스트링 그룹의 출력에 관한 모니터링 정보를 각기 수신할 수 있다.The main microcomputer 220 can inquire each slave device 40, 60 of the output (status) of a plurality of PV string groups connected thereto and receive the monitoring information regarding the output of each PV string group in response thereto have.

이후, 메인 마이컴(220)은 PV 스트링 그룹별 출력 정보를 포함하는 모니터링 정보를 생성하되, 각 PV 스트링 그룹별 출력을 구분 가능하도록 그룹별 모니터링 정보를 생성하여 모니터링 서버(미도시)로 송신할 수 있다. Then, the main microcomputer 220 generates monitoring information including output information for each PV string group, and generates monitoring information for each group so that the output for each PV string group can be distinguished, and transmits the monitoring information to the monitoring server (not shown) have.

이때, 메인 마이컴(220)은 각 슬레이브 장치(40, 60)로부터의 응답에 포함된 각 슬레이브 장치(40, 60)의 ID를 참조하여 각 PV 스트링 그룹을 구분할 수 있는 모니터링 정보를 생성할 수 있다.At this time, the main microcomputer 220 can generate monitoring information capable of distinguishing each PV string group by referring to the IDs of the slave devices 40 and 60 included in the responses from the respective slave devices 40 and 60 .

여기서, 메인 마이컴(220)은 주기적으로 그룹별 모니터링 정보를 생성하여 모니터링 서버(미도시)로 송신할 수 있다.Here, the main microcomputer 220 periodically generates monitoring information for each group and transmits the monitoring information to a monitoring server (not shown).

이때, 각기 수신된 모니터링 정보로부터 복수의 PV 스트링 그룹 중에서 고장이 발생한 PV 스트링 그룹을 확인하면, 메인 마이컴(220)은 그 즉시 고장이 발생한 PV 스트링 그룹의 정보를 모니터링 서버(미도시)에 알릴 수 있다.At this time, if a PV string group in which a failure occurs among a plurality of PV string groups is identified from the received monitoring information, the main microcomputer 220 immediately notifies the monitoring server (not shown) of the information of the PV string group in which the failure occurred have.

통신부(250)는 모니터링 서버(미도시)와의 통신을 위한 구성요소로서, 메인 마이컴(220)으로부터의 모니터링 정보를 이더넷 통신에 적합한 형태로 가공하여 기설정된 통신 방식으로 송신할 수 있다. 여기서, 기설정된 통신 방식은 WiFi, LTE, 3G, VDSL, 광통신 등의 다양한 통신 방식일 수 있다.The communication unit 250 is a component for communication with a monitoring server (not shown), and can process monitoring information from the main microcomputer 220 into a form suitable for Ethernet communication and transmit the monitoring information through a predetermined communication method. Here, the predetermined communication method may be various communication methods such as WiFi, LTE, 3G, VDSL, and optical communication.

또한, 통신부(250)는 모니터링 서버(미도시)로부터의 정보를 메인 마이컴(220)에 의해 해석 가능한 형태로 가공하여 메인 마이컴(220)으로 송신할 수 있다.The communication unit 250 may process the information from the monitoring server (not shown) into a form that can be interpreted by the main microcomputer 220 and transmit the processed information to the main microcomputer 220.

예컨대, 통신부(250)는 마스터 슬레이브 통신용 RS-485 규격의 데이터를 이더넷 데이터로 변환하거나, 그 역변환을 수행하는 RS-485 to 이더넷 컨버터일 수 있다.For example, the communication unit 250 may be an RS-485 to Ethernet converter that converts RS-485 standard data for master slave communication into Ethernet data or performs reverse conversion thereof.

제1 커넥터(Con1)는 암(Female) 또는 수(Male) 커넥터로서, 그와 연결되는 슬레이브 장치(40)의 수 또는 암 커넥터인 제2 커넥터(Con2)와 기판 대 기판 형태로 결합 된다.The first connector Con1 is a female or male connector and is coupled to the number of slave devices 40 connected thereto or the second connector Con2 which is a female connector in the form of a board to a board.

제1 커넥터(Con1)에는 메인 마이컴(220)과 복수의 서브 마이컴(420) 간의 마스터/슬레이브 간의 통신 인터페이스(이하, 통신 IF)와 전원부(240)로부터의 동작 전원이 연결된다.A communication interface (hereinafter referred to as a communication IF) between a master / slave between the main microcomputer 220 and a plurality of sub-microcomputers 420 and an operation power source from the power source 240 are connected to the first connector Con1.

각 슬레이브 장치(40, 60)는 일 PV 스트링 그룹을 제외한 나머지의 PV 스트링 그룹의 개수에 대응하여 구비된다.Each slave device 40, 60 is provided corresponding to the number of the remaining PV string groups except one PV string group.

각 슬레이브 장치(40, 60)는 각 PV 스트링 그룹의 출력과 (+) 및 (-) 전원용 버스 바 사이에 연결되어, 각 PV 스트링 그룹의 출력을 병렬 연결하여 (+) 및 (-) 전원용 버스 바(Bar)에 전달할 수 있다.Each slave device 40 and 60 is connected between the output of each PV string group and the bus bar for the (+) and (-) power sources so that the outputs of each PV string group are connected in parallel, It can be delivered to a bar.

제1 슬레이브 장치(40)는 제2 PV 접속부(430), 제2 측정부(410), 서브 마이컴(420), 제2 다이오드(D2), 제2 퓨즈(Fuse2), 제2 커넥터(Con2) 및 제3 커넥터(Con3)를 하나의 인쇄회로기판에 포함한다. 이때, 각 슬레이브 장치는 동일한 구성을 가지되, 그 연결 위치만 상이하므로, 제1 슬레이브 장치(40)를 예로 들어 각 슬레이브 장치의 구성을 설명한다.The first slave device 40 includes a second PV connection part 430, a second measurement part 410, a submicrocomputer 420, a second diode D2, a second fuse F2, a second connector Con2, And the third connector Con3 are included in one printed circuit board. At this time, since each slave device has the same configuration and only its connection position differs, the configuration of each slave device will be described taking the first slave device 40 as an example.

제2 커넥터(Con2)는 제1 커넥터(Con1)에 대응되는 수 또는 암 커넥터로서, 마스터 장치(20)의 제1 커넥터(Con1)와 기판 대 기판으로 결합된다.The second connector Con2 is a male or female connector corresponding to the first connector Con1 and is coupled to the first connector Con1 of the master device 20 as a board to a board.

제2 PV 접속부(430)는 제1 PV 접속부(230)와 대응되는 구성요소로서, 그와 연결되는 PV 스트링 그룹 내 모든 PV 스트링의 양극(Dual Polar)에 납땜 또는 체결로 연결되는 패드 또는 커넥터일 수 있다.The second PV connection 430 is a component corresponding to the first PV connection 230 and is a pad or connector connected to the Dual Polar of all PV strings in the PV string group connected thereto by soldering or fastening. .

제2 다이오드(D2)는 그 애노드가 제2 PV 접속부(430)를 통해 연결된 타 PV 스트링 그룹의 출력에 연결되고, 그 캐소드가 (+) 전원용 버스 바(Bar)의 장착부에 연결되어, 역전류를 방지한다. The second diode D2 has its anode connected to the output of another PV string group connected through the second PV connection 430 and its cathode connected to the mounting portion of the positive power bus bar Bar, .

제2 퓨즈(Fuse2)는 제2 다이오드(D2)의 캐소드(Cathod)와 (+) 전원용 버스 바(Bar) 사이에 직렬 연결된다. 제2 퓨즈(Fuse2)는 타 PV 스트링 그룹의 출력이 기설정된 임계전류 이상일 때, 끊어져 타 PV 스트링 그룹의 출력이 (+) 전원용 버스 바(Bar)로 전달되지 못하도록 한다.The second fuse Fuse 2 is connected in series between the cathode of the second diode D2 and the bus bar for the positive power source. The second fuse Fuse 2 is cut off when the output of the other PV string group is above a predetermined threshold current to prevent the output of another PV string group from being transmitted to the bus bar for the positive power supply.

제2 측정부(410)는 타 PV 스트링 그룹의 출력(출력 전압 및 전류)을 감지하여 서브 마이컴(420)에 전달한다. 여기서, 제2 측정부(410)는 서브 마이컴(420) 내에 포함될 수도 있다.The second measuring unit 410 senses the output (output voltage and current) of another PV string group and transmits it to the sub-microcomputer 420. Here, the second measuring unit 410 may be included in the sub-micom 420.

서브 마이컴(420)은 그 통신 IF를 통해 메인 마이컴(220)으로부터의 질의(지시)를 수신하면, 제2 측정부(410)에 의해 감지된 타 PV 스트링 그룹의 출력에 대한 모니터링 정보를 포함하는 응답을 메인 마이컴(220)으로 전달할 수 있다.Upon receiving a query (instruction) from the main microcomputer 220 through the communication IF, the sub-microcomputer 420 transmits monitoring information on the output of another PV string group sensed by the second measuring unit 410 And transmit the response to the main microcomputer 220.

제3 커넥터(Con3)는 다른 슬레이브 장치(도 1 및 2에서는 제2 슬레이브 장치임)의 커넥터와 연결된다. 따라서, 제3 커넥터(Con3)를 통해 메인 마이컴(220)과의 통신 IF 및 동작 전원은 다른 슬레이브 장치로 전달된다.The third connector Con3 is connected to the connector of another slave device (which is the second slave device in Figs. 1 and 2). Therefore, the communication IF with the main microcomputer 220 and the operation power are transmitted to the other slave devices through the third connector Con3.

한편, 전술한 마스터 장치(20)와 적어도 하나의 슬레이브 장치(40, 60)는 복수의 PV 스트링 그룹의 출력을 병렬 연결한 후 인버터(미도시)와 연결된 버스 바(Bar)에 전달할 수 있다.Meanwhile, the master device 20 and the at least one slave device 40, 60 may connect outputs of a plurality of PV string groups in parallel and then transmit them to a bus bar connected to an inverter (not shown).

여기서, 버스 바(Bar)는 (+) 전원용 버스 바와 (-) 전원선용 버스 바를 포함하며, (+) 및 (-) 전원선용 버스 바는 각 PV 스트링 그룹으로부터의 출력(사실상 다이오드와 퓨즈를 거친 출력)과 그라운드에 각기 연결될 수 있다. 이에, 버스 바(Bar)는 복수의 PV 스트링 그룹으로부터의 출력을 인버터(미도시)로 공급할 수 있다.Here, the bus bar includes a bus bar for the (+) power source and a bus bar for the (-) power line, and a bus bar for the (+) and (-) power lines is connected to the output (actually diode and fuse Output) and ground, respectively. Thus, the bus bar can supply outputs from a plurality of PV string groups to an inverter (not shown).

한편, 전술한 서브 마이컴(420)은 슬레이브 통신 기능 및 제2 측정부(410)의 감지 정보에 의한 모니터링 정보를 구성하는 기능을 구비한 저가형 프로세싱 유닛일 수 있다. 이에 반해, 메인 마이컴(220)은 마스터 통신 기능, 모니터링 정보 구성 기능 이외에도 복수의 모니터링 정보에 대한 종합 기능과 모니터링 서버와 통신하는 기능 등을 더 구비한 고가형 프로세싱 유닛일 수 있다.Meanwhile, the sub-microcomputer 420 may be a low-cost processing unit having a slave communication function and a function of configuring monitoring information based on sensing information of the second measuring unit 410. [ On the other hand, the main microcomputer 220 may be a high-level processing unit having a master communication function, a monitoring information configuration function, and a function of communicating with a monitoring server and a comprehensive function for a plurality of monitoring information.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 복수의 PV 스트링의 출력을 기설정된 개수의 그룹별로 병렬로 연결하는 인쇄회로기판에 PV 스트링 출력을 모니터링하는 구성을 부가함에 따라 PV 스트링의 병렬연결 회로와 모니터링 회로 구성을 매우 단순화할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, a configuration for monitoring the PV string output on a printed circuit board connecting the outputs of a plurality of PV strings in parallel for a predetermined number of groups is added, The configuration can be greatly simplified.

또한, 본 발명의 실시예는 PV 스트링 연결과 모니터링 기능을 구비한 접속반 간의 커넥팅 구조를 매우 단순화할 수 있고, 접속반의 인쇄회로기판에 직접 버스 바(접속반)를 장착함에 따라 전체 하드웨어 구성 및 연결 구조를 매우 단순화할 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention can greatly simplify the connecting structure between the PV string connection and the connection module having the monitoring function, and the entire hardware configuration and the function of the module can be improved by mounting the bus bar (connection panel) The connection structure can be greatly simplified.

그뿐만 아니라, 본 발명의 실시예는 복수의 접속반 중 하나(마스터 장치)에 통신부를 구비하여 모니터링 서버와 통신하므로, 종래와 같이 복수의 모니터링 구성요소와 모니터링 서버 간의 통신을 위한 통신 모듈을 별도로 필요로 하지 않을 수 있다.In addition, since the embodiment of the present invention includes a communication unit in one of a plurality of connection modules (master device) and communicates with the monitoring server, a communication module for communication between the plurality of monitoring components and the monitoring server is separately provided You may not need it.

더 나아가, 본 발명의 실시예는 외부 전원(계통 전원)을 접속반의 전원으로 이용하므로, PV 모듈의 전체 또는 그 일부에 고장이 발생하는 경우에도 정상동작하여 그 고장 발생을 모니터링 서버에 알릴 수 있다.Furthermore, since the embodiment of the present invention uses an external power source (system power source) as the power source of the connection module, even if a failure occurs in the whole or a part of the PV module, the module can operate normally and notify the occurrence of the failure to the monitoring server .

더욱이, 본 발명의 실시예는 마이컴에 내장된 통신 기능을 이용하여 마스터 장치와 복수의 슬레이브 장치 간에 마스터 슬레이브 통신하므로, 마스터-슬레이브 통신에 필요한 통신용 칩의 구성 비용을 절감할 수 있다.Furthermore, since the embodiment of the present invention performs master-slave communication between the master device and a plurality of slave devices by using the communication function built in the microcomputer, the configuration cost of the communication chip required for master-slave communication can be reduced.

이하, 도 3a를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅 구조에 대하여 설명한다. 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 장치와 슬레이브 장치 간 및 슬레이브 장치들 간의 커넥팅 구조를 도시한 도면이다.Hereinafter, a connecting structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3A is a diagram illustrating a connection structure between a master device and a slave device and between slave devices according to an embodiment of the present invention.

도 3a에서는 하나의 마스터 장치와 두 개의 슬레이브 장치로 구성된 접속반을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다.In Fig. 3A, a connection module composed of one master device and two slave devices has been described as an example, but the present invention is not limited thereto.

마스터 장치(20)의 인쇄회로기판에는 전원부(240)의 출력 노드(동작 전원) 와, 메인 마이컴(220)의 마스터 슬레이브 통신용 IF 핀(통신 IF)과 각기 연결되는 제1 커넥터(Con1)가 실장된다.The first connector Con1 connected to the output node (operation power source) of the power supply unit 240 and the IF pin (communication IF) for master slave communication of the main microcomputer 220 is mounted on the printed circuit board of the master device 20, do.

제1 슬레이브 장치(40)의 인쇄회로기판에는 제1 슬레이브 장치(40)의 서브 마이컴의 동작 전원 및 통신 IF와 연결되는 제2 커넥터(Con2) 및 제3 커넥터(Con3)가 실장된다.The second connector Con2 and the third connector Con3 are connected to the printed circuit board of the first slave device 40 to be connected to the operating power of the submicrocomputer of the first slave device 40 and the communication IF.

제2 슬레이브 장치(60)의 인쇄회로기판에는 제2 슬레이브 장치(60)의 서브 마이컴의 동작 전원 및 통신 IF와 연결되는 제4 커넥터(Con4) 및 제5 커넥터(Con5)가 실장된다.The fourth connector (Con4) and the fifth connector (Con5) are connected to the printed circuit board of the second slave device (60), which are connected to the operation power source and the communication IF of the submicrocomputer of the second slave device (60).

이에, 제1 커넥터(Con1)에 제2 커넥터(Con2)가 장착됨에 따라 마스터 장치(20)와 제1 슬레이브 장치(40)는 케이블 없이 (인쇄회로)기판 대 (인쇄회로)기판으로 연결될 수 있다(도 3a의 확대 영역 참조). 이때, 제1 슬레이브 장치(40)는 제1 및 제2 커넥터(Con1, 2)를 통해 동작 전원을 공급받을 수 있고, 메인 마이컴(220)과 슬레이브 통신할 수 있다.As the second connector Con2 is mounted on the first connector Con1, the master device 20 and the first slave device 40 can be connected to a substrate (printed circuit) substrate without a cable (printed circuit) (See the enlarged area in Fig. 3A). At this time, the first slave device 40 can receive operating power through the first and second connectors Con1 and 2 and can communicate with the main microcomputer 220 in a slave manner.

마찬가지로, 제3 커넥터(Con3)에 제4 커넥터(Con4)가 장착됨에 따라 제1 슬레이브 장치(40)와 제2 슬레이브 장치(60)도 케이블 없이 기판 대 기판으로 연결된다(도 3a의 확대 영역 참조). 이때, 제2 슬레이브 장치(40)는 제3 및 제4 커넥터(Con1, 2)를 통해 제1 슬레이브 장치(40)를 거쳐 마스터 장치(20)의 동작 전원을 공급받을 수 있고, 메인 마이컴(220)과 슬레이브 통신할 수 있다.Similarly, as the fourth connector Con4 is mounted on the third connector Con3, the first slave device 40 and the second slave device 60 are also connected to the substrate-to-board without a cable ). At this time, the second slave device 40 can receive operating power of the master device 20 via the first slave device 40 through the third and fourth connectors Con1 and 2, and the main microcomputer 220 ) And slave communication.

마스터 장치(20), 제1 슬레이브 장치(40) 및 제2 슬레이브 장치(60)의 각 장착부(Bar의 하단)에는 버스 바(Bar)가 각기 장착될 수 있다. Bus bars may be mounted on the respective mounting portions (lower ends of the bars) of the master device 20, the first slave device 40, and the second slave device 60.

따라서, 버스 바(Bar)는 마스터 장치(20), 제1 슬레이브 장치(40) 및 제2 슬레이브 장치(60)로부터의 PV 스트링 그룹의 출력을 모두 연결할 수 있고, 마스터 장치(20), 제1 슬레이브 장치(40) 및 제2 슬레이브 장치(60) 간의 결합을 강화할 수 있다.Thus, the bus bar can connect all the outputs of the PV string group from the master device 20, the first slave device 40 and the second slave device 60, and the master device 20, The coupling between the slave device 40 and the second slave device 60 can be enhanced.

이하, 도 3b 및 3c를 참조하여 일 버스 바(Bar)의 결합 구조에 대하여 설명한다. 도 3b 및 3c는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반과 버스 바의 연결 구조를 도시한 도면이다. 도 3b 및 3c에는 설명의 편의성을 위해서 일 인쇄회로기판(20)에 장착되는 버스 바를 예로 들어 도시하였다.Hereinafter, a coupling structure of one bus bar will be described with reference to FIGS. 3B and 3C. FIGS. 3B and 3C are views illustrating a connecting structure of a solar cell and a connection structure of a bus bar according to an embodiment of the present invention. 3B and 3C illustrate a bus bar mounted on one printed circuit board 20 for convenience of explanation.

참고로, 각 장착부(Bar의 하단)는 각 다이오드(D1~3)의 캐소드와 연결되는 (+) 전원용 장착부와 그라운드와 연결되는 (-) 전원용 장착부를 포함할 수 있다. 그러나, (+) 전원용 장착부와 (-) 전원용 장착부의 구조는 거의 유사하므로 이하에서는 설명의 편의성을 위해서 둘 중 하나인 일 장착부를 예로 들어 설명한다. For reference, each mounting part (lower end of the bar) may include a (+) power supply connection part connected to the cathode of each of the diodes D1-3 and a (-) power supply connection part connected to the ground. However, since the structures of the (+) power source mounting portion and the (-) power source mounting portion are almost similar, the following description will be made taking one of the two mounting portions as an example for convenience of explanation.

도 3b의 분해도와 도 3c의 결합도를 참조하면, 일 장착부(331~2, 340)는 각 다이오드의 캐소드(또는 그라운드)와 연결되는 패턴(340)과 복수의 스루홀(Thro Hole)(331, 332)로 구성된다. Referring to the exploded view of FIG. 3B and the coupling diagram of FIG. 3C, the mounting portions 331 to 340 may include a pattern 340 connected to the cathode (or ground) of each diode and a plurality of through holes 331 , 332).

버스 바(Bar)는 일 인쇄회로기판의 일 면에 연접한 상태로, 복수의 볼트(311, 312)가 버스 바(Bar)의 복수의 홀(321, 322)에 끼워진 후 인쇄회로기판의 복수의 스루홀(331, 332)에 끼워져 복수의 너트(351, 352)와 각기 결합됨에 따라 각 PV 스트링 그룹의 출력과 각기 전기적으로 연결될 수 있다.A plurality of bolts 311 and 312 are inserted into a plurality of holes 321 and 322 of a bus bar in a state where the bus bars are connected to one surface of a printed circuit board, Through holes 331 and 332 of the PV string group and are coupled to the plurality of nuts 351 and 352, respectively, so that the outputs of the PV string groups can be electrically connected to each other.

한편, 버스 바(Bar)의 일 영역(예컨대, 복수의 볼트 중 하나의 볼트)은 인버터(미도시)와 연결되어, 각기 다이오드와 퓨즈를 거친 각 PV 스트링 그룹의 출력을 인버터(미도시)로 공급한다. 이와 같이, 본 발명의 실시예는 복수의 PV 모듈, 복수의 측정부 및 버스 바 간의 배선 및 그 연결 구조를 매우 단순화할 수 있고, 각 인쇄회로기판에 버스 바 또는 커넥터를 체결하는 매우 단순한 공정에 의해서 용이하게 각 PV 스트링 그룹, 측정부 및 버스 바 간을 전기적으로 연결할 수 있다.On the other hand, one area of the bus bar (for example, one bolt of a plurality of bolts) is connected to an inverter (not shown) so that the output of each PV string group that has passed through the diodes and the fuses is connected to an inverter Supply. As described above, the embodiment of the present invention can greatly simplify the wiring between the plurality of PV modules, the plurality of measurement units, and the bus bars, and the connection structure thereof, and simplify the process of fastening bus bars or connectors to the respective printed circuit boards , It is possible to electrically connect each PV string group, measurement unit and bus bar easily.

한편, 전술한 실시예에서는 마스터 장치(20)가 각 PV 모듈의 출력 상태(전압, 전류)만을 확인하여 모니터링 서버(미도시)에 전송하는 경우를 예로 들어 설명하였다. Meanwhile, in the above-described embodiment, the case where the master device 20 confirms only the output states (voltage and current) of the respective PV modules and transmits them to the monitoring server (not shown) has been described as an example.

하지만, 이와 달리, 마스터 장치(20)는 각 PV 스트링 그룹 내 모듈 열화도를 더 확인하여 모니터링 서버(미도시)로 전송할 수도 있다. 이하, 모듈 열화도를 확인하는 구성을 더 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Alternatively, however, the master device 20 may further verify the module degradation within each PV string group and send it to a monitoring server (not shown). Hereinafter, another embodiment of the present invention, including a configuration for confirming the module deterioration degree, will be described.

다른 Other 실시예Example

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 접속반을 도시한 구성도이다. 도 4에서는 설명의 편의성을 위해서 하나의 슬레이브 장치를 포함하는 접속반을 예로 들어 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, the connection unit of the solar power generation system according to another embodiment of the present invention will be described. 4 is a configuration diagram showing a connection panel of a solar power generation system according to another embodiment of the present invention. In Fig. 4, for convenience of explanation, a connection panel including one slave device will be described as an example.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 장치(20')는 제1 일사량 감지부(290), 제1 온도감지부(280) 및 제1 릴레이부(270)를 더 포함한다.4, the master device 20 'according to another embodiment of the present invention further includes a first irradiation amount sensing unit 290, a first temperature sensing unit 280, and a first relay unit 270 .

제1 일사량 감지부(290)는 메인 마이컴(220)의 지시에 따라 일 PV 스트링 그룹에 대한 일사량을 감지한다.The first solar radiation amount sensing unit 290 senses the solar radiation amount for one PV string group according to an instruction from the main microcomputer 220.

제1 온도감지부(280)는 메인 마이컴(220)의 지시에 따라 일 PV 스트링 그룹 내 PV 모듈의 현재 온도를 감지한다.The first temperature sensing unit 280 senses the current temperature of the PV module in one PV string group according to an instruction from the main microcomputer 220.

제1 릴레이부(270)는 일 PV 스트링 그룹의 출력과 제1 다이오드(D1) 사이의 직렬과 병렬로 구비된 복수의 릴레이로서, 메인 마이컴(220)의 제어에 따라 개방 또는 단락되어, 제1 측정부(210)가 PV 어레이의 개방 전압, 단락 전류 또는 출력(전압, 전류 중 적어도 하나)을 측정 가능한 노드 연결을 형성한다.The first relay unit 270 is a plurality of relays provided in parallel with the series between the output of one PV string group and the first diode D1 and opened or shorted under the control of the main microcomputer 220, The measurement unit 210 forms a node connection capable of measuring the open-circuit voltage, short-circuit current or output (at least one of voltage and current) of the PV array.

메인 마이컴(220)은 제1 일사량 감지부(290)에 의해 감지된 일사량이 기설정된 임계치 이상이면, 제1 릴레이부(270)를 제어하여 일 PV 스트링 그룹의 개방 전압 및 단락 전류를 측정한다. 이때, 임계치는 PV 모듈이 정상적으로 동작할 수 있는 일사량의 기준으로서, 예컨대, 500W.m-2일 수 있다. The main microcomputer 220 controls the first relay unit 270 to measure the open-circuit voltage and the short-circuit current of one PV string group when the solar radiation sensed by the first solar radiation sensor 290 is equal to or greater than a preset threshold value. At this time, the threshold value may be 500 W.m -2 , for example, as a criterion of the solar radiation amount at which the PV module can normally operate.

그리고 메인 마이컴(220)은 초기 개방 전압 및 초기 단락 전류에 대비한 환경 특성을 고려한 현 개방 전압 및 현 단락 전류를 이용해 일 PV 스트링 그룹의 모듈 열화도를 측정한다. 여기서, 더 상세한 열화도 측정 과정에 대해서는 후술한다.Then, the main microcomputer 220 measures the module deterioration of one PV string group using the present open-circuit voltage and the current short-circuit current considering environmental characteristics against the initial open-circuit voltage and the initial short-circuit current. Here, the detailed deterioration measurement process will be described later.

또한, 메인 마이컴(220)은 기설정된 주기에 타 PV 스트링 그룹에 접속된 슬레이브 장치의 서브 마이컴에 타 PV 스트링 그룹 내 모듈 열화도를 질의하고 그 응답으로 모듈 열화도를 수신한다.In addition, the main microcomputer 220 queries the sub-microcomputer of the slave device connected to the other PV string group in a predetermined cycle for the module deterioration degree in another PV string group and receives the module deterioration degree in response thereto.

메인 마이컴(220)은 수신 및 확인된 복수의 PV 스트링 그룹 내 모듈 열화도를 PV 스트링 그룹별로 구분 가능하도록 종합하여 통신부(450)를 통해 모니터링 서버(미도시)로 송신한다.The main microcomputer 220 combines the module deterioration degrees of the plurality of PV string groups received and identified so as to be distinguishable by the PV string group and transmits them to the monitoring server (not shown) through the communication unit 450.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬레이브 장치(40')는 제2 일사량 감지부(490), 제2 릴레이부(470) 및 제2 온도감지부(480)를 더 포함한다.The slave device 40 'according to another embodiment of the present invention further includes a second irradiation amount sensing unit 490, a second relay unit 470 and a second temperature sensing unit 480.

제2 일사량 감지부(490)는 서브 마이컴(420)의 지시에 따라 타 PV 스트링 그룹에 대한 일사량을 감지한다.The second solar radiation sensing unit 490 senses the solar radiation for another PV string group according to an instruction from the sub-microcomputer 420.

제2 온도감지부(480)는 서브 마이컴(420)의 지시에 따라 타 PV 스트링 그룹 내 PV 모듈의 현재 온도를 감지한다.The second temperature sensing unit 480 senses the current temperature of the PV module in another PV string group according to an instruction from the sub-microcomputer 420.

제2 릴레이부(470)는 타 PV 스트링 그룹의 출력과 다이오드(D2) 사이의 직렬과 병렬로 구비된 복수의 릴레이이다. 제2 릴레이부(470)는 서브 마이컴(420)의 제어에 따라 개방 또는 단락되어, 측정부(410)가 PV 어레이의 개방 전압, 단락 전류 또는 출력(전압, 전류 중 적어도 하나)을 측정 가능한 노드 연결을 형성할 수 있다.The second relay unit 470 is a plurality of relays provided in parallel with the series between the output of the other PV string group and the diode D2. The second relay unit 470 is opened or short-circuited under the control of the sub-microcomputer 420 so that the measuring unit 410 can measure the open-circuit voltage, the short-circuit current or the output (at least one of the voltage and the current) Can form a connection.

슬레이브 장치(40')의 마이컴인 서브 마이컴(420)은 메인 마이컴(220)의 지시에 따라 제2 릴레이부(470)를 제어하여 타 PV 스트링 그룹의 모듈 열화도를 확인하고, 확인된 타 PV 스트링 그룹의 모듈 열화도를 메인 마이컴(220)으로 전달할 수 있다.The sub microcomputer 420 of the slave device 40 'controls the second relay unit 470 according to an instruction from the main microcomputer 220 to check the degree of module deterioration of another PV string group, The module deterioration degree of the string group can be transmitted to the main microcomputer 220.

한편, 슬레이브 장치(40')는 제2 온도감지부(480) 및 제2 일사량 감지부(490) 중 적어도 하나를 포함하지 않고, 메인 마이컴(220)으로부터 제공된 현재 온도 및 일사량 정보 중 적어도 하나를 이용하여 모듈 열화도를 산출할 수도 있다.Meanwhile, the slave device 40 'does not include at least one of the second temperature sensing unit 480 and the second solar radiation sensing unit 490, and at least one of the current temperature and the irradiation amount information provided from the main microcomputer 220 The module deterioration degree may be calculated using the following formula.

이하, 각 마이컴(220, 420)에 의한 각 PV 스트링 그룹의 모듈 열화도 측정 과정을 설명한다.Hereinafter, the process of measuring the module deterioration degree of each PV string group by each of the microcomputers 220 and 420 will be described.

각 마이컴(220, 420)은 기설정된 주기에 일사량이 임계치 이상일 때 각 릴레이부(270, 470)를 제어함에 따라 각 PV 스트링 그룹의 개방 전압 및 단락 전류를 측정한다. The microcomputers 220 and 420 measure the open-circuit voltage and the short-circuit current of each PV string group by controlling the relay units 270 and 470 when the insolation amount is equal to or greater than a threshold value in a predetermined period.

그리고 각 마이컴(220, 420)은 측정된 각 PV 스트링 그룹의 개방 전압과 단락 전류를 각 PV 스트링 그룹에 포함된 PV 모듈의 개수로 제산하여 PV 스트링 그룹 내 각 PV 모듈의 개방 전압과 단락 전류(Vocm 및 Iscm)를 산출한다. The microcomputers 220 and 420 divide the measured open-circuit voltage and the short-circuit current of each PV string group by the number of PV modules included in each PV string group to determine the open-circuit voltage and short-circuit current of each PV module in the PV string group Vocm and Iscm).

이어서, 각 마이컴(220, 420)은 하기의 수학식 1과 같이, PV 모듈의 초기 개방 전압과 초기 단락 전류와 측정된 각 PV 모듈의 개방 전압(dI)과 단락 전류(dV)를 표준 시험 환경에 맞추어 조절(정규화)한 값들과 차의 백분율인 모듈 변이도(dV, dI)를 산출한다.Next, each of the microcomputers 220 and 420 calculates an initial open-circuit voltage and an initial short-circuit current of the PV module and an open-circuit voltage (dI) and a short-circuit current (dV) (DV, dI), which is a percentage of the difference and the values adjusted (normalized) according to the module variation (dV, dI).

Figure 112015125306412-pat00001
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Figure 112015125306412-pat00002
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여기서, Voc 및 Isc는 태양 전지 모듈의 제조사(이하, '모듈 제조사'라고 함)에 의해 제공된 모듈의 초기 개방 전압(Voc)과 초기 단락 전류(Isc)일 수 있다.Here, Voc and Isc may be an initial open-circuit voltage (Voc) and an initial short-circuit current (Isc) of a module provided by a manufacturer of a solar cell module (hereinafter referred to as a module manufacturer).

또한, Tref는 모듈 제조사에서 제공한 기준 온도(모듈의 온도)로서, 초기 개방 전압과 초기 단락 전류를 측정한 온도일 수 있다. Tref is the reference temperature (module temperature) provided by the module manufacturer, and may be the temperature at which the initial open-circuit voltage and the initial short-circuit current are measured.

그리고 Tm은 각 온도감지부에 의해 측정된 현재 PV 모듈 온도이고, S는 모듈 제조사에 의해 제공되는 모듈 표면적이고, N은 각 PV 모듈 내 태양전지 셀의 개수이다.And Tm is the current PV module temperature measured by each temperature sensing unit, S is the module surface area provided by the module manufacturer, and N is the number of solar cells in each PV module.

여기서, a는 모듈 온도에 따른 단락 전류의 특성 변화를 적용하기 위한 전류 온도 계수로서 상수이고, b는 모듈 온도에 따른 개방 전압의 특성 변화를 적용하기 위한 전압 온도 계수로서 상수이다. 예를 들어, a, b는 모듈 제조사에 의해 제공되는 전압/전류의 온도 특성 그래프로부터 도출된 상수일 수 있다.Here, a is a constant of the current temperature coefficient for applying the characteristic change of the short-circuit current according to the module temperature, and b is a constant of the voltage temperature coefficient for applying the characteristic change of the open-circuit voltage according to the module temperature. For example, a, b may be a constant derived from a temperature characteristic graph of the voltage / current provided by the module manufacturer.

전술한, PV 모듈의 초기 개방 전압과 초기 단락 전류는 표준 시험 환경인 기준 온도(통상, 25도) 및 일사량 1000[W/m2]에서 하나의 모듈에 대해 측정된 것인데, 측정된 PV 모듈의 개방 전압과 단락 전류는 기준 온도와는 다른 모듈 온도에서 다른 일사량 및 하나 이상의 모듈에 대해 측정된 것일 수 있다.The initial open-circuit voltage and the initial short-circuit current of the PV module described above are measured for one module at a reference temperature (usually 25 ° C) and at an irradiation dose of 1000 [W / m 2 ] The open-circuit voltage and the short-circuit current may be measured for different solar radiation and for one or more modules at a different module temperature than the reference temperature.

그러나 본 발명에서는 각 PV 스트링 그룹의 현 모듈 온도, 일사량, 모듈 개수 및 표면적을 고려하여 각 PV 스트링 그룹의 모듈 개방 전압과 단락 전류를 표준 시험 환경에 맞추어 조절(정규화)한 다음, 초기 개방 전압과 초기 단락 전류와의 차의 백분율(모듈 변이도)을 산출하므로, 각 PV 스트링 그룹의 모듈 변이도를 더욱 정확히 산출할 수 있다.However, in the present invention, the module open-circuit voltage and the short-circuit current of each PV string group are adjusted (normalized) according to the standard test environment in consideration of the current module temperature, the irradiation amount, the module number and the surface area of each PV string group, The module variation of each PV string group can be more accurately calculated since the percentage of difference (module variation) with the initial short-circuit current is calculated.

각 마이컴(220, 420)은 복수 번 각 모듈 변이도를 산출한 다음 이들의 평균값으로 모듈 열화도로 산출할 수 있다.Each of the microcomputers 220 and 420 can calculate the module deterioration with a mean value of each module variation after calculating a plurality of module variations.

이때, 각 마이컴(220, 420)은 복수 번(예컨대, 10번) 산출된 모듈 변이도의 표준편차를 산출하고 표준편차가 기설정된 기준치를 초과하는지를 확인할 수 있다. 확인결과, 표준편차가 기준치 이상이면, 각 마이컴(220, 420)은 모듈 변이도 중 적어도 하나에 오차가 있는 것으로 판단하여 모듈 변이도를 재측정할 수 있다. 이런 식으로 각 마이컴(220, 420)은 오차가 없는 모듈 변이도를 이용하여 모듈 열화도를 산출할 수 있다.At this time, each of the microcomputers 220 and 420 may calculate the standard deviation of the module variation calculated a plurality of times (for example, ten times) and check whether the standard deviation exceeds a preset reference value. As a result, if the standard deviation is equal to or greater than the reference value, each of the microcomputers 220 and 420 determines that there is an error in at least one of the module variations, and can re-measure the module variation. In this way, each of the microcomputers 220 and 420 can calculate the degree of module deterioration using the module variation having no error.

여기서, 기준치는 각 PV 스트링 그룹의 출력이 정상적이지 않은 기준으로서, 통상 단락전류와 개방전압에 대해서 각기 5%로 설정될 수 있다. 이 같이, 본 발명에서는 PV 모듈의 출력 특성이 완만하게 변화하여 그 편차가 크지 않은 특성을 이용하여 더 정확한 모듈 열화도를 산출할 수 있다.Here, the reference value can be set to 5% for each of the normal short-circuit current and the open-circuit voltage, as a reference for which the output of each PV string group is not normal. As described above, according to the present invention, more accurate module deterioration can be calculated by using the property that the output characteristic of the PV module moderately changes and the deviation is not large.

여기서, 서브 마이컴(420)은 산출된 모듈 열화도에 자신의 ID 정보를 추가하여 메인 마이컴(220)에 전달할 수 있다. 그러면, 메인 마이컴(220)은 수신된 모듈 열화도 정보와 자신이 측정한 일 PV 스트링 그룹 내 모듈 열화도를 PV 스트링 그룹별로 구분 가능하도록 종합하여 모니터링 서버(미도시)로 송신할 수 있다.Here, the sub-microcomputer 420 can add its own ID information to the calculated module deterioration degree and transmit it to the main microcomputer 220. Then, the main microcomputer 220 can transmit the received module deterioration information and the module deterioration degree within the PV string group measured by itself to the monitoring server (not shown) so that the module deterioration information can be classified according to the PV string group.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 PV 스트링 그룹별 출력은 물론 모듈 열화도를 측정하여 모니터링 서버로 송신할 수 있다. 그에 따라, 모니터링 서버(미도시)는 PV 스트링 중에서 고장이 발생하거나 열화도가 높은 PV 스트링을 용이하게 확인할 수 있어, 유지 보수 측면의 편이성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the embodiment of the present invention can measure the module deterioration as well as the output for each PV string group and transmit it to the monitoring server. Accordingly, the monitoring server (not shown) can easily identify a PV string having a failure or a high degree of deterioration among the PV strings, thereby greatly improving the ease of maintenance.

한편, 모니터링 서버(미도시)는 태양광 발전 시스템의 PV 스트링 그룹별 ID 정보, PV 스트링 그룹의 위치나 형상 정보 등을 저장할 수 있다. 이에, 모니터링 서버(미도시)는 PV 스트링 그룹별 열화도 정보나 출력 정보를 수신하면, 각 PV 스트링 그룹 중에서 어느 것에 대한 열화도 정보인지를 쉽게 구분 가능하도록 표시할 수 있다.On the other hand, the monitoring server (not shown) can store the ID information of the PV string group of the PV system, the position and shape information of the PV string group, and the like. Upon receiving the deterioration degree information or the output information for each PV string group, the monitoring server (not shown) can display deterioration information for each of the PV string groups so as to be easily distinguishable.

예를 들어, 모니터링 서버(미도시)는 태양광 발전 시스템의 PV 어레이 내 PV 스트링의 형상과 위치 정보를 표시하고, PV 스트링 그룹별 열화도 정보나 출력 정보를 PV 스트링 위치 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나와 연관지어 표시할 수 있다.For example, the monitoring server (not shown) displays the shape and position information of the PV strings in the PV array of the PV system, and displays the deterioration information or output information for each PV string group in at least one of the PV string position information and the shape information Can be associated with one.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.

20, 20': 마스터 장치 40, 60, 40': 슬레이브 장치
CON1~6: 제1 내지 제6 커넥터 D1, D2: 제1 및 제2 다이오드
Fuse1, Fuse2: 제1 및 제2 퓨즈
210: 제1 측정부 220: 메인 마이컴 230: 제1 PV 접속부
240: 전원부 250: 통신부
410: 제2 측정부 420: 서브 마이컴 430: 제2 PV 접속부20, 20 ': master device 40, 60, 40': slave device
CON1 to 6: first to sixth connectors D1 and D2: first and second diodes
Fuse 1, Fuse 2: First and second fuses
210: first measurement unit 220: main microcomputer 230: first PV connection unit
240: power supply unit 250:
410: Second measuring section 420: Sub-micom 430: Second PV connecting section

Claims (7)

PV 어레이 내 각기 기설정된 복수의 PV 스트링을 포함하는 복수의 PV 스트링 그룹과 각기 연결되어, 그 출력을 병렬로 연결하는 마스터 접속반과 적어도 하나의 슬레이브 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템의 접속반으로서,
상기 복수의 PV 스트링 그룹 중에서 일 PV 스트링 그룹을 제외한 나머지 PV 스트링 그룹에 연결되는 PV 접속부와, 인버터와 연결되는 버스 바가 장착되는 장착부와, 상기 나머지 PV 스트링 그룹의 출력을 감지하는 측정부와, 지시에 따라 상기 측정부에 의해 감지된 상기 나머지 PV 스트링 그룹의 출력에 대한 모니터링 정보를 생성하는 서브 마이컴을 하나의 인쇄회로기판에 각기 구비하는 적어도 하나의 슬레이브 장치; 및
상기 일 PV 스트링 그룹에 연결되는 PV 접속부와, 상기 버스 바가 장착되는 장착부와, 상기 일 PV 스트링 그룹의 출력을 감지하는 측정부와, 외부의 모니터링 서버와의 통신을 위한 통신부와, 상기 일 PV 스트링 그룹의 출력에 대한 모니터링 정보를 생성하고 통신용 인터페이스 핀을 통해 상기 서브 마이컴에 지시하여 상기 모니터링 정보를 수신하며 자체 생성 및 수신된 상기 모니터링 정보들을 상기 각 PV 스트링 그룹을 구분 가능하도록 종합하여 상기 모니터링 서버로 송신하는 메인 마이컴과, 상기 통신부와 상기 메인 마이컴과 서브 마이컴의 동작 전원을 생성하는 전원부를 하나의 인쇄회로기판에 구비하는 마스터 장치를 포함하며,
상기 적어도 하나의 슬레이브 장치 각각은, 제1 및 제2 커넥터를 각기 더 구비하고, 상기 제1 커넥터가 상기 마스터 장치의 커넥터에 기판 대 기판으로 연결됨에 따라 상기 마스터 장치의 통신용 인터페이스 핀 및 동작 전원의 노드와 연결되거나, 다른 슬레이브 장치의 제2 커넥터에 기판 대 기판으로 연결됨에 따라 상기 마스터 장치의 통신용 인터페이스 핀 및 동작 전원의 노드와 간접적으로 연결되며,
상기 마스터 장치와 적어도 하나의 슬레이브 장치 각각의 상기 장착부들에 상기 버스 바와 장착됨에 따라 상기 마스터 장치와 적어도 하나의 슬레이브 장치는, 그 결합이 강화되는 것인 태양광 발전 시스템의 접속반.A connection half of a photovoltaic generation system comprising a master connection panel and at least one slave connection panel each connected to a plurality of PV string groups each including a predetermined plurality of PV strings in the PV array, the outputs being connected in parallel ,
A PV connection unit connected to the remaining PV string groups excluding one PV string group among the plurality of PV string groups, a mounting unit mounting a bus bar connected to the inverter, a measurement unit sensing an output of the remaining PV string group, At least one slave device each having sub-microcomputers for generating monitoring information on outputs of the remaining PV string groups sensed by the measuring unit on one printed circuit board, And
A PV connection unit connected to the PV string group, a mounting unit to which the bus bar is mounted, a measurement unit for sensing an output of the PV string group, a communication unit for communicating with an external monitoring server, Generating monitoring information on the output of the group, instructing the sub-microcomputer through the communication interface pin to receive the monitoring information, aggregating the self-generated and received monitoring information so that each PV string group can be distinguished, And a power supply unit for generating power for operating the communication unit and the main microcomputer and the sub-microcomputer on one printed circuit board,
Wherein each of the at least one slave device further comprises first and second connectors, and the first connector is connected to the connector of the master device by the substrate to the substrate, Or indirectly connected to the communication interface pin of the master device and the node of the operation power source as the substrate is connected to the second connector of the other slave device,
Wherein the coupling of the master device and the at least one slave device is enhanced as the bus bar is mounted to the mounts of each of the master device and the at least one slave device. 제1항에서, 상기 전원부는,
상기 태양광 발전 시스템과는 별개의 외부 전원에 의해 상기 동작 전원을 생성하는 것인 태양광 발전 시스템의 접속반.The power supply unit according to claim 1,
Wherein the operating power is generated by an external power source different from the solar power generation system. 제1항에서,
상기 제1 및 제2 커넥터 및 마스터 장치의 커넥터는, 그가 실장된 인쇄회로기판의 외곽에 근접하여 실장되는 것인 태양광 발전 시스템의 접속반.The method of claim 1,
Wherein the connectors of the first and second connectors and the master device are mounted close to the outer periphery of the printed circuit board on which the first and second connectors and the master device are mounted. 제1항에서, 상기 마스터 장치 및 적어도 하나의 슬레이브 장치는,
각기 연결된 상기 각 PV 스트링 그룹 내 PV 모듈의 현재 온도를 감지하는 온도감지부;
상기 각 PV 스트링 그룹의 일사량을 감지하는 일사량 감지부; 및
상기 메인 마이컴 및 각 서브 마이컴의 제어에 따라 각기 개방 또는 단락되어 상기 각 PV 스트링 그룹의 출력 노드의 개방 전압, 단락 전류 또는 어레이 출력을 측정 가능한 회로 노드를 구성하는 릴레이부를 각기 더 포함하고,
상기 메인 마이컴 및 각 서브 마이컴은, 기설정된 주기에 상기 일사량이 기설정된 임계치를 초과하면, 각 릴레이부를 제어하여 상기 각 PV 스트링 그룹의 각 PV 모듈의 개방 전압 및 단락 전류를 측정하고, 표준 시험 환경에 대응하는 상기 각 PV 모듈의 개방 전압과 단락 전류의 측정치와 각 PV 모듈의 초기 개방 전압과 초기 단락 전류의 차를 이용하여 모듈 변이도를 측정하며,
상기 메인 마이컴은, 상기 각 PV 스트링 그룹의 모듈 변이도에 의해 산출된 모듈 열화도를 상기 각 PV 스트링 그룹을 구분할 수 있도록 종합하여 상기 모니터링 서버로 송신하는 것인 태양광 발전 시스템의 접속반.2. The system of claim 1, wherein the master device and the at least one slave device,
A temperature sensing unit for sensing a current temperature of the PV module in each PV string group connected to each other;
A solar radiation amount sensing unit for sensing a solar radiation amount of each PV string group; And
Further comprising a relay unit configured to form a circuit node capable of measuring an open-circuit voltage, a short-circuit current, or an array output of an output node of each PV string group, each opened or short-circuited under the control of the main microcomputer and each sub-
The main microcomputer and each of the sub microcomputers respectively measure the open-circuit voltage and the short-circuit current of each PV module in each PV string group by controlling each relay unit when the irradiation dose exceeds a preset threshold value in a predetermined period, The module variation is measured using the difference between the measured values of the open-circuit voltage and the short-circuit current of each PV module corresponding to the PV module, the initial open-circuit voltage of each PV module, and the initial short-
Wherein the main microcomputer synthesizes the module deterioration degree calculated by the module variation of each PV string group so that each PV string group can be identified and transmitted to the monitoring server. 제4항에서, 상기 메인 마이컴과 각 서브 마이컴은,
상기 각 연결된 PV 어레이의 모듈 변이도를 복수 번 측정하고, 상기 복수 번의 측정치의 표준편차가 기설정된 기준치 이하인 정상적인 상기 모듈 변이도만을 이용하여 상기 모듈 열화도를 산출하는 것인 태양광 발전 시스템의 접속반.The method of claim 4, wherein the main microcomputer and each sub-
Wherein the degree of module deterioration of each connected PV array is measured a plurality of times and the module deterioration degree is calculated using only the normal module variation whose standard deviation of the plurality of measured values is equal to or less than a preset reference value. 제4항에서, 상기 각 PV 스트링 그룹의 모듈 열화도는,
상기 각 PV 스트링 그룹별로 복수 번 측정된 모듈 변이도의 평균인 태양광 발전 시스템의 접속반.The method according to claim 4, wherein the module degradation degree of each PV string group,
Wherein the average of module variations measured multiple times for each PV string group. 제1항에서,
상기 메인 마이컴은, 마스터 통신 기능을 내장하고,
상기 서브 마이컴은, 슬레이브 통신 기능을 내장한 것인 태양광 발전 시스템의 접속반.The method of claim 1,
The main microcomputer includes a master communication function,
Wherein the sub microcomputer includes a slave communication function.
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