KR101913546B1 - Intelligent Solar Power System Utilizing Fire Prevention and Shutdown Function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광발전시스템에 관한 것으로, 모듈 스트링에 흐르는 전류의 역류를 방지하기 위하여 별도의 이중화 역전류 방지 다이오드를 설치함과 아울러 스마트센서 유닛를 이용하여 접속반내 감지센서 회로를 +선, -선, 드라이브선으로 단순화하고 인버터 및 접속반내 전력회로 차단을 용이하게 하여 태양광발전시스템의 접속반에 대한 경제적 수명과 산업안전 및 주변기기와 자산을 관리 보호를 극대화할 수 있는 스마트센서 유닛를 이용하여 화재 확대 예방이 가능한 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic power generation system, in which a separate redundant reverse current prevention diode is installed to prevent a current flowing in a module string from flowing backward, and a smart sensor unit is used to connect a detection sensor circuit to a + , Simplifies to drive line and facilitates shutdown of power circuit in inverter and connection panel. It is possible to extend fire by using smart sensor unit which can maximize economic life span and protection of industrial safety and peripherals and assets for connection part of PV system. The present invention relates to an intelligent photovoltaic power generation system using a preventive fire prevention and shutdown function.
종래의 태양광발전시스템은 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하는 복수의 태양전지모듈, 태양전지모듈에서 생산된 직류를 교류로 변환하는 인버터, 태양전지모듈과 인버터 사이에서 직류 전력을 모아 인버터에 전송해주는 접속반, 태양광 발전시스템의 운전상태 감시, 데이터 관리 등을 하는 모니터링시스템의 구성과, 복수의 태양전지모듈 스트링이 병렬로 접속되는 접속점과 상기 복수의 태양전지모듈 스트링에서의 입력 전압을 차단하는 마그네틱 콘텍트 스위치와, 상기 마그네틱 콘텍트 스위치에 동작전압을 제공하는 마그네틱스위치 드라이브와, 상기 마그네틱 콘텍트 스위치의 전력 드라이브 회로와 스마트센서 유닛의 데이터 신호에 의한 드라이브 회로를 상호 연계하여 전력 차단을 제어하는 보조제어유닛과, 상기 드라이브 회로의 동작을 위하여 최소한 전력을 공급하는 SMPS와, 상기 접속반 내부에는 태양전지모듈 스트링이 병렬로 연결되는 단말 부위에 온도 감지센서, 불꽃 감지센서, 연기 감지센서, 자외선 감지센서, 적외선 감지센서 등이 구비된 스마트센서 유닛과, 상기 스마트센서 유닛에서 화재발생 징후가 제어보조유닛에 감지되면 중앙제어 유닛에 통보되어 외부 및 내부 전력을 단계적으로 차단하도록 구성된다. Conventional photovoltaic power generation systems include a plurality of solar cell modules that absorb solar energy and convert it into electric energy, an inverter that converts the direct current produced by the solar cell module into an AC power, an inverter that converts the direct current power between the solar cell module and the inverter, , A monitoring system for monitoring the operation state of the solar power generation system, data management, and the like, and a configuration of a monitoring system in which a plurality of solar cell module strings are connected in parallel to each other, A magnetic switch switch for providing an operating voltage to the magnetic contact switch and a drive circuit based on a data signal of the power drive circuit of the magnetic contact switch and the data signal of the smart sensor unit, And an auxiliary control unit A SMPS for supplying at least electric power for operation, and a temperature sensor, a flame sensor, a smoke sensor, an ultraviolet sensor, an infrared sensor, and the like are provided in a terminal portion where solar cell module strings are connected in parallel, The smart sensor unit is configured to notify the central control unit of the occurrence of a fire in the control auxiliary unit so as to step-out the external and internal power.
이와 같이 구성된 태양광발전시스템에는 모니터링시스템이 구비되는데, 모니터링시스템은 태양광발전시설의 효율적인 운전감시 및 관리지원을 위하여 발전상태를 실시간 감시, 일별, 월별, 년간 데이터 기록 및 이상 발생 시 원인 분석 등을 하며, 옥내 형황판으로 디스플레이하여 실시간으로 태양광발전시설의 전체적인 또는 국부적인 현황을 볼 수 있다.The monitoring system is equipped with a monitoring system. The monitoring system monitors the power generation status in real-time, daily, monthly, yearly data recording, cause analysis in case of abnormality in order to support efficient operation monitoring and management of the solar power generation facility. , And displays the overall or local status of the photovoltaic power generation facility in real time by displaying it as an indoor type plate.
또한 모니터링시스템에는 태양전지모듈의 일사량, 셀의 표면온도, 외기온도, 날씨, 습도, 전류값, 전압값, 전력값의 다양한 정보 데이터를 콘트롤유닛에서 전송받아 이를 저장 또는 감시할 수 있으며, 모니터링시스템의 중앙제어유닛에서는 각 종 데이터에 대한 분석을 통해 태양광발전 설비 운영에 대한 전반적인 제어와 명령 기능을 수행할 수 있다.In the monitoring system, various information data of the solar cell module solar radiation amount, cell surface temperature, outside temperature, weather, humidity, current value, voltage value and power value can be received from the control unit and stored or monitored. The central control unit can perform overall control and command functions for the operation of the photovoltaic power generation facility through analysis of each kind of data.
태양광발전시스템에서 가장 중요한 부분에 해당하는 태양모듈어레이는 특성상 태양광에 직접적인 노출이 확보되는 옥외나 일조권이 잘 확보될 수 있는 한적한 곳에 설치되고, 발전소로부터 원거리에 위치한 발전소 운영자에 의해 직접적인 시스템 관리와 태양광 발전설비 및 그 부속설비에서의 화재예방 및 화재 확대 예방을 위한 기술과 안전을 담보하는데 어려움이 있다.Solar module arrays, which are the most important part of the solar power generation system, are installed in a place where the direct sunlight exposure can be ensured and outdoor sunlight can be securely secured. There is a difficulty in securing the technology and safety for prevention of fire and prevention of fire spread in the photovoltaic power generation facilities and its associated facilities.
이와 같은 문제를 해결하고자 다양한 태양광 발전의 모니터링 시스템이나 문제 발생 시에 대응하는 시스템이 개발되어, 한국등록특허 제10-0697338호는 인터넷을 활용한 태양광발전 원격모니터링 장치 및 방법을 제안한 바 있다.In order to solve such a problem, a variety of monitoring systems for solar power generation and systems for responding to problems have been developed, and Korean Patent No. 10-0697338 has proposed a remote monitoring apparatus and method of solar power generation utilizing the Internet .
선행문헌은 인버터로부터 시리얼 통신을 통하여 태양광발전시스템의 데이터를 실시간으로 수집하는 RTU와 전국에 설치되어 있는 RTU로부터 실시간 데이터를 수집하여 TCP/IP를 통하여 실시간 운전 데이터 및 운전상태를 저장하여 모니터하고, 데이터베이스화하는 DB 서버와 DB 서버의 데이터베이스에 접속하여 인터넷상에서 사용자가 조회하고자 하는 데이터를 서비스하는 웹서버, 웹서버로부터 수신된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템상태 감시 등을 조회하여 볼 수 있도록 하였으나, 실질적으로는 단순히 태양광 발전 시스템의 상태 정보만을 제시할 뿐, 태양광 발전설비 및 그 부속설비에서의 화재예방 및 화재 확대 예방을 위한 기술과 안전을 제공하지 못한다는 문제점이 있다.The preceding literature collects real-time data from RTU that collects data of PV system in real-time through serial communication from inverter and RTU installed in the whole country and stores real-time operation data and operation status through TCP / IP , A web server that accesses data base DB server and DB server database to service the data that the user wants to access on the Internet, inquires the status of the PV system facilities received from the web server, , Site information management, information on solar power generation system, information on photovoltaic power generation status, view of power generation status, inquiry of site installation information, and system status monitoring. However, in reality, It only provides status information of the photovoltaic system. , There is a problem in that it does not provide the technology and safety for prevention of fire and prevention of spread of fire in the photovoltaic power generation facility and its attached facilities.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 화재발생 징후를 미리 감지하여 예측함으로써 태양광발전시스템의 접속반 화재에 대하여 사전에 방지할 수 있는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템을 제공하려는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a fire prevention and shutdown function that can prevent a connection fire in a photovoltaic power generation system The goal is to provide an intelligent PV system.
또한, 본 발명은 태양광발전시스템의 접속반에 화재가 발생된 상황에서, 별도의 마그네틱콘텍트스위치를 통해 주변 전력회로를 신속하고 용이하게 차단함으로써, 접속반 주변 장치에 화재가 확대되는 것을 방지하여 경제적, 산업적, 인명 등 피해확산을 방지할 수 있도록 스마트 센서를 이용하여 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템을 제공하려는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention can quickly and easily shut down the peripheral power circuit through a separate magnetic contact switch in the event of a fire in the connection panel of the solar power generation system, The object of the present invention is to provide an intelligent photovoltaic power generation system using a smart sensor to prevent the spread of damages such as economic, industrial, and human life using fire prevention and shutdown function.
또한, 본 발명은 스마트센서유닛에 온도감지센서를 역류방지 다이오드, 접속반내의 단자회로 접속부, 접속반 내부에 다중으로 설치하여, 역류방지 다이오드 열화, 접속반내의 단자회로 접속부의 열화, 접속반 내부 주변 온도 상승으로 인한 열화로 발생되는 화재를 동시에 방지할 수 있도록 스마트센서 유닛을 이용하여 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템을 제공하려는 데 그 목적이 있다.Further, in the present invention, a temperature sensor is provided in the smart sensor unit in multiple in the backflow prevention diode, the terminal circuit connection portion in the connection half, and the connection half to deteriorate the backflow prevention diode, deteriorate the terminal circuit connection portion in the connection half, And an object of the present invention is to provide an intelligent photovoltaic power generation system utilizing a smart sensor unit to prevent and prevent a fire caused by deterioration due to an ambient temperature rise.
또한, 본 발명은 KIOSK에 이중화 역전류 방지 다이오드를 설치하여, 태양모듈어레이에 연결된 선로 노후화, 자연환경, 먼지, 벌레 등 예기치 않은 원인에 의한 선로 단락으로 태양전지모듈 또는 스트링의 상호간에 단락전류가 흐르는 경우, 과전류 및 과전압, 불균형 부하로 인한 태양전지모듈의 손실과 피해를 예방하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is based on the provision of a redundant reverse current prevention diode in the KIOSK to prevent a short circuit current between a solar cell module or a string due to a line short circuit caused by an unexpected cause such as aging of a line connected to a solar module array, natural environment, dust, The object of the present invention is to prevent the loss and damage of the solar cell module due to overcurrent, overvoltage and unbalanced load.
또한, 본 발명은 KIOSK 및 접속반에서 복수의 태양모듈어레이 출력단 회로가 그룹별로 구분되어 병렬로 차단회로가 구성되어 있어, 어느 한 그룹의 태양모듈어레이 회로에 문제가 발생할 경우 문제가 발생된 회로 차단과 함께 다른 건전한 회로도 동시에 차단하여, 관련 피해를 원천적으로 예방하고 최소한으로 줄이는 데 목적이 있다In addition, in the present invention, a plurality of solar module array output circuits in the KIOSK and the connection module are divided into groups and configured in parallel to constitute a cut-off circuit. If a trouble occurs in any one of the solar module array circuits, And other healthy circuits at the same time, to prevent and minimize the associated damage
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 태양광발전시스템은, 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양모듈어레이와, 태양모듈어레이에서 생산된 직류를 교류로 변환하고 전력계통으로 전송하는 인버터와, 태양모듈어레이와 인버터 사이에서 직류전력을 모아 인버터에 전송하는 접속반과, 태양모듈어레이의 음극측 선로를 차단하기 위한 스위치를 포함하는 KIOSK와 발전상태정보, 접속반상태정보, 환경정보를 기초로 전력회로 차단을 위한 제어신호를 출력하는 컨트롤 유닛과, 태양광발전시스템의 운전감시 및 관리지원을 위하여 발전상태정보, 접속반상태정보, 환경정보를 실시간 표시하는 모니터링시스템;을 포함하고, 상기 KIOSK는 태양모듈어레이 선로에 사고 발생으로 인한 역전류가 흐를 경우, 역전류를 방지하는 역류방지부 및 마그네틱콘텍트스위치를 제어하는 KIOSK 제어유닛을 포함하며, 상기 전력회로 차단은, 인버터의 출력측 및 입력측 회로차단, 태양모듈어레이의 음극측 회로차단, 상용전력 공급측 회로차단을 포함하고, 상기 역류방지부는 태양모듈어레이를 구성하는 스트링의 음극측과 접속단자(CC) 사이에 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)를 설치하여, 어느 한쪽 스트링의 일부 지점과 다른쪽 스트링의 일부 지점에서 단락이 발생하더라도 역방향 전류의 흐름을 차단하여 스트링 상호간에 폐회로가 되는 것을 방지하는 것을 포함하며, 상기 접속반에는 스마트센서 유닛을 포함하고, 상기 전력회로 차단은 KIOSK 제어유닛을 통해 그룹별 병렬회로에서 어느 한 그룹의 태양모듈어레이 회로에 문제가 발생하여 차단할 경우, 다른 건전한 회로도 동시에 차단하여 피해를 원천적으로 예방하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템으로 이루어진다.A solar photovoltaic power generation system according to the present invention comprises a solar module array for converting sunlight energy into solar energy, an inverter for converting a direct current produced in the solar module array into an AC power and transmitting it to a power system, And a switch for shutting off the cathode-side line of the solar module array, and a control circuit for interrupting the power circuit based on power generation status information, connection status information, and environmental information And a monitoring system for displaying power generation status information, connection status information, and environment information in real time in order to support operation monitoring and management of the solar power generation system. The KIOSK is connected to the solar module array line If a reverse current flows due to an accident, control the backflow prevention part and the magnetic contact switch to prevent reverse current And a KIOSK control unit, wherein the power circuit interrupting includes interrupting an output side and an input side circuit of the inverter, a cathode side circuit interception of the solar module array, and a commercial power supply side circuit interrupting, (DD, DD1, DD2) are provided between the cathode side and the connection terminal CC of the diode D and the connection terminal CC so that the reverse current flows even if a short circuit occurs at some point of either one string or at some point of the other string Wherein the connection circuit includes a smart sensor unit and the power circuit breaker is connected to a group of solar module array circuits in a groupwise parallel circuit via a KIOSK control unit If there is a problem, it blocks other healthy circuits at the same time and prevents the damage. Made of intelligent solar power system utilizing the fire protection and prevention, it characterized in that the box.
또한 본 발명에 따른 발전상태정보는 전류값, 전압값, 전력값 중 적어도 어느 하나이고, 접속반 상태정보는 스마트센서 유닛의 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서 또는 불꽃이나 연기 감지센서 중 적어도 어느 하나이며, 환경정보는 태양모듈어레이가 설치된 곳의 일사량, 외기온도, 날씨, 습도, 태양모듈모듈의 표면온도 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템으로 이루어진다.In addition, the power generation status information according to the present invention is at least one of a current value, a voltage value, and a power value, and the connection condition information includes at least one of a backflow prevention diode of the smart sensor unit, a PV terminal block, Wherein the environmental information is at least one of a solar radiation amount, an outside temperature, a weather, a humidity, and a surface temperature of a solar module module where the solar module array is installed. It is made up of an intelligent solar power generation system.
또한 본 발명에 따른 전력회로 차단은 태양모듈어레이의 인버터의 출력측 및 입력측 회로차단, 태양모듈어레이의 음극측 회로차단, 상용전력 공급측 회로차단에 대하여 우선순위를 부여하여 전력회로를 차단하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템으로 이루어진다.The power circuit cutoff according to the present invention is characterized in that the power circuit is cut off by assigning priority to the output side and input side circuit cutoff of the solar module array, the anode side circuit cutoff of the solar module array, and the commercial power supply side circuit cutoff And an intelligent photovoltaic power generation system utilizing fire prevention and shutdown function.
또한 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 모바일 알림모듈을 포함하고, 상기 모바일 알림 모듈은 접속반내 스마트센서 유닛과 연결되어, 접속반내 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서 또는 불꽃이나 연기 감지센서 중, 적어도 어느 하나에 설치된 감지센서가 기 설정된 허용범위 이상의 측정값이 감지될 경우, 경고 메시지를 모바일 팝업창으로 알림과 동시에, 측정값과 측정위치를 문자 메세지로 표시토록 하여 측정값과 위치를 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템으로 이루어진다.In addition, the monitoring system according to the present invention includes a mobile notification module, which is connected to a smart sensor unit in the connection module, and is connected to a backflow prevention diode, a PV terminal block, a temperature sensor installed inside the connection panel, A warning message is notified to a mobile popup window and a measurement value and a measurement position are displayed in a text message to display a measurement value and a position And an intelligent photovoltaic power generation system utilizing a fire prevention and shutdown function.
또한 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 모바일 알림모듈을 포함하고, 상기 모바일 알림 모듈은 접속반내 스마트센서 유닛과 연결되어, 접속반내 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서, 또는 불꽃이나 연기 감지센서 중, 적어도 어느 하나에 설치된 감지센서가 작동되어 차단기가 차단될 경우, 차단 경고 메시지를 모바일 팝업창으로 알림과 동시에, 차단 회로 및 차단 위치를 문자 메시지로 표시토록 하여 차단기 위치를 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템으로 이루어진다.In addition, the monitoring system according to the present invention includes a mobile notification module, which is connected to the smart sensor unit in the connection module and is connected to a backflow prevention diode, a PV terminal block, a temperature sensor installed inside the connection panel, When the detection sensor installed on at least one of the smoke detection sensors is activated and the breaker is cut off, the cutoff warning message is notified to the mobile popup window and the cutoff circuit and the cutoff position are displayed in a text message And an intelligent photovoltaic power generation system utilizing the fire prevention and shutdown function.
또한 본 발명에 따른 역류방지부는 태양전지어레이를 구성하는 스트링들의 음극측과 연결되는 이중화 역전류 방지 다이오드(DD)와 상기 이중화 역전류 방지 다이오드와 연결되는 접속단자(CC)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템으로 이루어진다.Further, the backflow prevention unit according to the present invention is characterized by comprising a redundant reverse current prevention diode (DD) connected to the cathode side of the strings constituting the solar cell array and a connection terminal (CC) connected to the redundant reverse current prevention diode And intelligent photovoltaic power generation system utilizing fire prevention and shutdown function.
또한 본 발명에 따른 전력회로 차단은 KIOSK 제어유닛을 통해 복수의 태양모듈어레이의 출력단 회로가 그룹별로 구분되어 병렬로 설치된 차단회로에서, 어느 한 그룹의 태양모듈어레이 회로에 문제가 발생하여 차단할 경우, 다른 건전한 회로도 동시에 차단하여 피해를 원천적으로 예방하는 기능을 포함하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템으로 이루어진다.Further, in the power circuit cut-off according to the present invention, when the output circuit of a plurality of solar module arrays is divided into groups and connected in parallel through the KIOSK control unit, when a trouble occurs in any one of the solar module array circuits, And an intelligent photovoltaic power generation system that utilizes fire prevention and shutdown functions, including the ability to block other healthy circuits at the same time to prevent damage.
본 발명은 스마트센서 유닛을 이용하여 화재발생 징후를 미리 감지하여 예측함으로써 태양광발전시스템의 접속반에서 화재 예방을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, fire detection can be prevented beforehand in a connection panel of a photovoltaic power generation system by detecting and predicting a fire occurrence symptom by using a smart sensor unit.
또한, 본 발명은 태양광발전시스템의 접속반 화재 발생시, KIOSK에 내재된 마그네틱콘텍트스위치를 통해 주변 전력회로를 신속하고 용이하게 차단함으로써, 접속반내 주변 장치에 화재가 확대되는 것으로 방지하여 경제적, 산업적, 인명 등 피해확산을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention can quickly and easily cut off the peripheral power circuit through the magnetic contact switch incorporated in the KIOSK when the connection of the solar power generation system occurs, thereby preventing the fire from spreading to the peripheral devices in the connection panel, , It is possible to prevent the spread of damage such as human life.
또한, 본 발명은 스마트센서유닛에 온도감지센서를 역류방지 다이오드, 접속반내의 단자회로 접속부, 접속반 내부에 다중으로 설치하여, 역류방지 다이오드 열화, 접속반내의 단자회로 접속부의 열화, 접속반 내부 주변 온도 상승으로 인한 열화로 발생되는 화재를 동시에 방지하는 것이 가능하여, 스마트센서 유닛을 이용하여 화재가 확대하는 것을 방지하는 효과가 있다.Further, in the present invention, a temperature sensor is provided in the smart sensor unit in multiple in the backflow prevention diode, the terminal circuit connection portion in the connection half, and the connection half to deteriorate the backflow prevention diode, deteriorate the terminal circuit connection portion in the connection half, It is possible to simultaneously prevent the fire caused by the deterioration due to the rise in the ambient temperature and to prevent the fire from spreading by using the smart sensor unit.
또한, 본 발명은 KIOSK에 이중화 역전류 방지 다이오드를 설치하여, 태양전지모듈 또는 스트링의 선로 노후화, 자연환경, 먼지, 벌레 등 예기치 않은 원인에 의한 선로 단락으로 태양전지모듈의 상호간에 단락전류가 흐르는 것을 방지 가능하므로, 과전류 및 과전압, 불균형 부하로 인한 태양전지모듈의 손실과 화재가 확대되는 것을 예방하는 효과가 있다.In addition, the present invention provides a redundant reverse current prevention diode in the KIOSK, and a short circuit current flows between the solar cell modules due to a line short circuit caused by an unexpected cause such as line aging of the solar cell module or string, natural environment, dust, It is possible to prevent the loss of the solar cell module due to the overcurrent, the overvoltage and the unbalanced load and the increase of the fire.
또한, 본 발명은 모바일 알림모듈을 통해 접속반내 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서 또는 불꽃이나 연기 감지센서에 이상 징후 또는 화재가 발생될 경우, 이에 대한 경고 메시지와 이상 징후 또는 화재 발생 지점의 측정값, 측정위치를 문자 메세지로 표시토록 하여, 화재 확대를 미연에 방지하고, 화재 징후나 발생으로 인한 초기대응을 신속하게 처리할 수 있는 태양전지모듈의 손실과 화재가 확대되는 것을 예방하는 효과가 있다.In addition, when an abnormal symptom or a fire occurs in the connection counterboard backflow prevention diode, the PV terminal block, the temperature sensor installed inside the connection panel, or the flame or the smoke sensor through the mobile notification module, Or the measurement value of the fire point and the measurement position are indicated by a text message to prevent the fire from spreading in advance and the loss and fire of the solar cell module which can quickly deal with the initial response due to the fire symptom or occurrence It is possible to prevent the occurrence of the problem.
또한, 본 발명은 모바일 알림모듈을 포함하고, 접속반내 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서, 또는 불꽃이나 연기 감지센서에 이상 징후 또는 화재가 발생되어 차단기가 동작될 경우, 이에 대한 경고 메시지와 차단기 위치를 문자 메시지로 표시토록 하여, 화재 확대를 미연에 방지하고, 차단기 동작에 따른 향후 초기대응을 신속하게 처리할 수 있는 태양전지모듈의 손실과 화재가 확대되는 것을 예방하는 효과가 있다.In addition, the present invention includes a mobile notification module, and when an abnormal symptom or a fire occurs in the connection backflow prevention diode, the PV terminal, the temperature sensor installed inside the connection panel, or the flame or the smoke sensor, The warning message and the position of the breaker are displayed in a text message to prevent the spread of the fire and to prevent the expansion of the loss and fire of the solar cell module capable of promptly handling the initial response in the future based on the operation of the breaker It is effective.
또한, 본 발명은 KIOSK(200) 및 접속반(300)에서 복수의 태양모듈어레이(100) 출력단 회로가 그룹별로 구분되어 병렬로 차단회로가 구성되어 있어, 어느 한 그룹의 태양모듈어레이(100) 회로에 문제가 발생할 경우 문제가 발생된 회로 차단과 함께 다른 건전한 회로도 동시에 차단하여, 관련 피해를 원천적으로 예방하고 최소한으로 줄이는 효과가 있다.In the present invention, a plurality of
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광발전시스템을 나타내는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광발전시스템의 KIOSK의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양모듈어레이, KIOSK의 역류방지부, 및 접속반의 연결을 나타낸 것이다.
도 4는 태양모듈어레이의 스트링들에서 양극측의 어느 두 라인의 단락에 따른 전류의 흐름을 나타낸 것이다.1 shows a solar power generation system according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of the KIOSK of the solar power generation system according to the present invention.
Figure 3 shows the connection of a solar module array, a KIOSK backflow prevention part, and a connection module according to the present invention.
Figure 4 shows the current flow in accordance with the shorting of either line on the anode side in the strings of the solar module array.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, elements shown in the drawings may be exaggerated, omitted, or schematically represented.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광발전시스템에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar power generation system according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광발전시스템을 나타내는 것이다.1 shows a solar power generation system according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 태양광발전시스템은 태양모듈어레이(100), KIOSK(200), 접속반(300), 인버터(400), 컨트롤 유닛(500), 및 모니터링시스템(600)을 포함한다.A solar power generation system according to an embodiment of the present invention includes a
태양모듈어레이(100)은 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다. 실시예로서 태양모듈어레이(100)는 복수 개의 스트링으로 구성되어 있는데, 하나의 스트링(string)은 복수 개의 태양전지모듈(SCM)을 직렬로 연결하여 구성한다.The
상기 KIOSK(200)은 역류방지부(210), 마그네틱콘텍트스위치(220), KIOSK 제어유닛(230) 등으로 이루어지며, KIOSK(200)는 접속반(300) 외부에 별도로 설치된 “외부 스위치함”을 의미하며 접속반(300) 및 콘트롤유닛(500)이 화재발생 또는 비상상태 발생시, 제어 불능 상태가 되어 관련 스위치를 차단하지 못하는 경우에, KIOSK(200) 시스템이 작동하여 스위치를 차단함으로써 화재의 확대를 예방하는 역할을 하게 되며, 상세한 기능 및 구동에 대한 설명은 도 2의 설명부분에서 후술한다.The KIOSK 200 includes a
상기 접속반(300)은 태양모듈어레이(100)로부터 생산된 직류전력을 모아 인버터(400)로 전달한다. 접속반(300)은 태양모듈어레이(100)의 스트링 간의 충돌을 방지하고 전류의 역류를 방지한다. 접속반(300)에는 접속반(300) 내부의 환경정보 및 발전상태정보를 검출하기 위한 스마트센서 유닛(310)이 설치된다. The
또한 접속반(300)은 내부 관련하여 별도로 표시하지는 않았지만, 역전류방지부, 역전압방지부, 전류측정부, 전압측정부, 전력측정부, 온도측정부를 설치할 수 있고, 온도 측정부에는 접속반 내부 온도, 역전압방지부 온도, 역전류방지부 온도, 전류측정부 온도, PCB 온도를 측정하기 위하여 각 부위에 온도센서를 설치하는 것도 가능하다.Also, the
상기 KIOSK(200) 및 접속반(300)의 경우, 복수의 태양모듈어레이(100) 출력단 회로가 그룹별로 구분되어 병렬로 차단회로가 구성되어 있어, 어느 한 그룹의 태양모듈어레이(100) 회로에 문제가 발생할 경우 문제가 발생된 회로만 차단되고 다른 건전한 회로는 문제가 발생하지 않아야 함에도 불구하고, 전혀 예상치 않은 현상으로 인하여 건전한 다른 회로까지 문제가 발생되어 피해가 대규모로 확대되는 경우가 있으므로, 이를 원천적으로 예방하고자 문제가 발생된 어느 한 회로가 차단될 경우, 다른 건전한 회로도 동시에 차단함으로써, 관련 피해를 최소한으로 줄이는 예방하는 효과가 있다.In the case of the KIOSK 200 and the
스마트센서 유닛(310)은 온도감지센서, 불꽃감지센서, 연기감지센서, 자외선 감지센서, 적외선감지센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 또한 전류값, 전압값, 전력값의 변화를 검출하기 위한 전류계, 전압계 등과 같은 검출장치를 포함할 수 있다. 스마트센서 유닛(310)으로부터 출력되는 센싱신호는 컨트롤 유닛(500)으로 전송하는데, 이 때 컨트롤 유닛(500)은 센싱신호가 기 설정된 허용값을 벗어날 경우 시스템 내부의 회로를 차단하기 위한 제어신호를 출력한다.The
한편, 도 1을 참조하면, 접속반(300) 내부에 역류방지 다이오드(D1, D2, D3)가 설치되어 있다. 태양광발전시스템에서 역류방지 다이오드(D1, D2, D3)는 각 스트링별로 설치되는데, 어느 하나의 스트링의 일측 단자와 접속연결된 역류방지 다이오드(D1, D2, D3)가 파손되면 그로 인해 정상적 스트링과의 큰 전압차가 발생하게 되고 이로 인해 나머지 역류방지 다이오드(D1, D2, D3)가 쉽게 열화되어 역전류가 흐르게 된다. 이러한 역전류는 태양전지모듈 전체에 커다란 피해를 주게 되므로, 역류방지 다이오드(D1, D2, D3)의 온도 감지는 무엇보다 중요하다.Referring to FIG. 1, backflow prevention diodes D1, D2, and D3 are provided in the
참고로 일반적인 화재감지기 공칭작동온도는 80℃~120℃에서 동작하도록 되어 있고, 나무, 종이 등의 발화온도는 300℃~500℃에서 발화하기 시작하며, PVC 등의 발화온도는 455℃에서 발화하기 시작하고, 부탄가스 등의 발화온도는 405℃에서 발화할 수 있다. 밀폐된 공간에서의 화재는 주변 물질이 동시에 발화되어 불꽃이 발생하므로 순식간에 1,000℃ 이상의 고온으로 상승하여 막대한 피해가 발생한다. For reference, the normal fire detector operating temperature is designed to operate at 80 ° C to 120 ° C. The ignition temperature of wood, paper, etc. begins to ignite at 300 ° C to 500 ° C. The ignition temperature of PVC ignites at 455 ° C And the ignition temperature of butane gas and the like can be ignited at 405 ° C. In a closed space, fire occurs at the same time because the surrounding material is ignited and flame is generated.
상기 기 설정된 허용범위에 대한 온도는 역류방지 다이오드의 온도(D1, D2, D3)가 100℃~110℃ 범위에서 측정되거나, 또는 접속반(300) 내부의 접속단자 온도가 80℃~100℃ 범위에서 측정되거나, 또는 접속반(300) 내부 주변온도가 80℃~100℃ 범위에서 측정되는 것을 의미하고, 연기 및 불꽃과 관련한 기 설정된 허용범위는 연기 및 불꽃센서의 일반적인 공칭동작 허용값을 의미한다. The temperature of the backflow prevention diode is measured in the range of 100 ° C to 110 ° C or the temperature of the connection terminal inside the
상기 인버터(400)는 태양모듈어레이(100)에서 생산된 직류를 교류로 변환하여 전력계통으로 전송하는 장치로 일반적으로 수배전반을 포함할 수 있다.The
또한, 컨트롤 유닛(500)은 이상 징후의 감지로서 검출되는 전류, 전압, 전력 등 발전상태 검출값을 이용할 수 있다. 측정되는 전류값, 전압값, 전력값의 변화를 분석하여 화재 발생 징후로 판단할 수 있다. Also, the
또한, 컨트롤 유닛(500)은 스마트센서 유닛(310)의 온도 감지 센서에서 역류방지 다이오드(D1, D2, D3), PV 단자대, 접속반(300) 내부에 설치하고, 또한 접속반(300) 내에는 온도감지센서 이외에 연기 및 불꽃 등을 감지하는 감지센서에서 측정된 값을 전송받아 분석한 후, 이들 값이 기 설정된 허용범위를 벗어날 경우 모니터링시스템(600)에 전송하고, 각 센서에서 측정된 값이 기 설정된 허용범위를 벗어나고, 전류, 전압, 전력 등 발전상태 검출값과 상관관계를 비교하여 화재발생에 대한 이상 징후로 판단되면, 차단기 동작에 대한 제어명령을 통해 차단기를 순차적으로 차단하되, 이런 사실을 모니터링시스템(600)에 전송하여 관련 대응 조치가 이루어지도록 한다.The
상기 컨트롤 유닛(500)은 접속반(300) 내부에 설치된 복수의 태양모듈어레이(100) 출력단 회로의 그룹별 병렬 차단회로 구성에 있어, 어느 한 그룹의 태양모듈어레이(100) 회로가 문제가 발생할 경우 문제가 발생된 회로만 차단되고 다른 건전한 회로는 문제가 발생하지 않아야 함에도 불구하고, 전혀 예상치 않은 현상으로 인하여 건전한 다른 회로까지 문제가 발생되어 피해가 대규모로 확대되는 경우가 있으므로, 이를 원천적으로 차단하고자 문제가 발생된 어느 한 회로가 차단될 경우, 다른 건전한 회로도 동시에 차단하여 경제적, 물적, 인적 피해를 최소한으로 줄이는 예방하는 효과가 있다.The
여기서 상관관계란, 예를 들어, 스마트센서 유닛(310)의 온도감지센서에서 해당 스트링의 역류방지 다이오드(D1, D2, D3)의 온도가 100℃~110℃로 1일 2회 이상 측정되거나, 또는 접속반(300) 내부의 단자회로 접속부의 온도가 80℃~100℃로 1일 2회 이상 측정되거나, 또는 접속반(300) 내부 단자 주위의 감지온도가 80℃~100℃로 1일 2회 이상 측정되거나, 또는 해당 스트링의 전류, 전압, 전력 등의 값이 기준 평균값 보다 갑자기 증가하거나 낮아지는 횟수가 1일 2회 이상 측정되거나, 연기 및 불꽃 감지센서의 경우 공칭 허용값 범위를 벗어나는 값이 1일 2회 이상 측정되는 경우를 포함하여, 6가지 변수요인 중 어느 하나 이상의 변수가 동시에 중복하여 변화하는 경우를 의미하며, 이들 상관관계를 통해 해당 스트링의 역류방지 다이오드(D1, D2, D3) 상태, 접속반(300) 내부 접속단자 상태, 접속반(300) 내부 환경 상태, 접속반(300)에 열결된 선로 상태에 대하여 신속한 점검과 확인을 함으로써, 화재에 대한 사전 판단과 그에 따른 사전 조치를 수행할 수 있다.Here, for example, in the temperature sensor of the
상기 컨트롤 유닛(500)은 접속반(300)에 설치된 전압계와 전류계, 스마트센서 유닛(310)에 설치된 센서, 태양광발전시설에 설치된 센서들로부터 검출되는 발전상태정보, 접속반상태정보, 환경정보를 전송받고 이를 분석하고 이로부터 전력회로 차단을 위한 제어신호를 출력한다. 또한 발전상태정보, 접속반상태정보, 환경정보를 모니터링 시스템으로 출력한다.The
그리고 본 발명에 따른 컨트롤 유닛(500)은 측정된 전압, 전류, 온도 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 허용값을 초과한 경우 태양모듈어레이(100)와 인버터(400) 사이의 폐회로에 관한 제어신호를 생성할 수 있으며, 상기 제어신호에 따라 태양모듈어레이(100)와 인버터(400) 사이의 스위치를 구동하여 폐회로를 차단할 수 있고, 상기 상관관계를 비교 분석 결과 6가지 변수요인 중 어느 하나 이상의 변수가 동시에 중복하여 변화하는 경우에도 관련 차단기를 차단할 수 있으며, 또한 두가지 차단 방법을 선택 또는 병합하여 사용하는 것도 가능하다.The
일 실시예로서 본 발명에 따른 컨트롤 유닛(500)의 제어신호에 따라 태양모듈어레이(100)의 양극측 및 음극측에 설치된 스위치를 차단할 수 있다. 바람직하게는 컨트롤 유닛(500)의 제어신호에 따라 태양모듈어레이(100)의 음극측에 설치된 스위치만을 차단하도록 구성할 수 있다. 또한 인버터(400)의 입력측 또는 출력측에 설치된 스위치를 차단하도록 구성할 수 있다. The switches provided on the anode side and the cathode side of the
또 다른 실시예로서, 도 3에서와 같이, KIOSK(200)에 설치된 스위치를 차단하여 태양모듈어레이(100)의 음극측을 차단하도록 구성할 수 있으며, 바람직하게는 태양모듈어레이(100)의 양극측과 음극측에 설치된 스위치를 차단하도록 구성할 수 있다. 또한 접속반(300) 화재 발생시 KIOSK(200)에 설치된 마그네틱콘텍트스위치(220)를 이용하여 태양광발전시스템 관련 사무실에 공급되는 상용전력을 차단하도록 구성할 수 있을 뿐 아니라, 태양모듈어레이(100)의 양극측 및 음극측, 인버터(400) 입력측 및 출력측, 상용전력 공급측에 우선순위를 정하여 순차적으로 차단함으로써, 화재가 확대되는 것을 예방할 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 스위치는 마그네틱콘텍트스위치(220)일 수 있다.3, the switch installed on the
상기 우선순위는 접속반(300) 화재로 인해 전력회로에 고압이 걸려, 인명적 및 경제적 피해를 최소화할 수 있도록 인버터(400) 출력측, 인버터(400) 입력측, 태양모듈어레이(100) 음극측, 상용전력 순으로 우선하여 전력회로가 차단되도록 정하는 것이 바람직하다.The priority order is such that the output voltage of the
도 1에서 ①, ②, ③은 환경정보를 검출하기 위한 센서를 나타낸 것인데, ①은 시스템이 설치된 곳의 경사면 일사량 센서이고, ②는 태양전지 표면 온도센서를 나타내며, ③은 외기 온도센서를 나타낸다.1, 1, 2, and 3 are sensors for detecting environmental information. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an inclined surface irradiation sensor at the place where the system is installed, 2 denotes a solar cell surface temperature sensor, and 3 denotes an ambient temperature sensor.
상기 모니터링 시스템(600)은 태양광발전시스템의 효율적인 운전감시 및 관리지원을 위하여 발전상태정보, 접속반상태정보, 환경정보를 실시간 표시한다. 모니터링 시스템은 전류값, 전압값, 전력값 등과 같은 발전상태정보와, 접속반(300) 내부에 설치된 소자, 특히 역류방지 다이오드(D1, D2, D3)의 주변온도, 접속반(300)의 내부온도 등 접속반(300) 상태정보와, 태양모듈어레이(100)가 설치된 곳의 일사량, 외기온도, 날씨, 습도, 태양전지모듈의 표면온도 등과 같은 환경정보를 컨트롤 유닛(500)으로부터 전송받고, 이를 저장 및 표시한다.The
또한 모니터링 시스템(600)은 모바일 알림모듈을 더욱 구비할 수 있고, 접속반(100) 내부의 설치된 스마트센서 유닛(310)을 통해 역류방지 다이오드(D1, D2, D3), PV 단자대, 접속반(100) 내부에 설치된 온도감지센서와, 또한 접속반(300) 내에 설치된 연기 및 불꽃 등을 감지하는 감지센서의 측정값이 콘트롤 유닛(500) 전송되면, 콘트롤 유닛(500)은 이들 감지센서 중, 적어도 어느 하나에 설치된 감지센서가 기 설정된 허용범위 이상의 측정값이 감지될 경우, 이들 측정값을 모니터링 시스템(600) 전송하여 관리자가 관리할 수 있도록 하며, 또한 이런 사실에 대하여 경고 메시지를 모바일 팝업창으로 알림과 동시에, 측정값과 측정위치를 문자 메세지로 표시토록 하여 차단기 위치를 알 수 있도록 함으로써, 신속하게 효율적인 관리 및 대응 조치가 이루어지도록 하는 것이 가능하다 The
또한 모니터링 시스템(600)은 모바일 알림모듈을 더욱 구비할 수 있고, 접속반(300) 내부의 설치된 스마트센서 유닛(310)을 통해 역류방지 다이오드(D1, D2, D3), PV 단자대, 접속반(300) 내부에 설치된 온도감지센서와, 또한 접속반(300) 내에 설치된 연기 및 불꽃 등을 감지하는 감지센서의 측정값이 콘트롤 유닛(500) 전송되면, 콘트롤 유닛(500)은 이들 감지센서 중, 적어도 어느 하나에 설치된 감지센서가 기 설정된 허용범위 이상의 측정값이 감지되어 차단기가 차단될 경우, 차단 경고 메시지를 모바일 팝업창으로 알림과 동시에, 차단기 위치를 문자 메시지로 표시토록 하여 알 수 있도록 함으로써, 신속하게 효율적인 관리 및 대응 조치가 이루어지도록 하는 것이 가능하다.The
도 2는 본 발명에 따른 태양광발전시스템의 KIOSK의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양모듈어레이, KIOSK의 역류방지부, 및 접속반의 연결을 나타낸 것이다.FIG. 2 is a configuration diagram of a KIOSK of a solar power generation system according to the present invention, and FIG. 3 shows a connection of a solar module array, a KIOSK backflow prevention part, and a connection module according to the present invention.
상기 KIOSK(200)는 태양모듈어레이(100)의 양극측 및 음극측 선로를 차단한다. 일 실시예로서 음극측 선로만을 차단하도록 구성할 수 있다. 또한 KIOSK(200)는 태양모듈어레이(100)의 스트링간 단락에 따른 태양전지모듈의 소손을 방지한다.The
이를 위해 본 발명에 따른 KIOSK(200)는 역류방지부(210), 마그네틱콘텍트스위치(220), KIOSK 제어유닛(230), 마그네틱콘텍트스위치(220)에 구동 전원을 공급하는 스위치 드라이버 등 KIOSK(200) 내부 구성 및 회로를 동작하기 위해 필요한 관련 시스템을 포함할 수 있다.To this end, the
상기 KIOSK(200)는 태양모듈어레이(100)와 접속반(300) 사이에 설치된다. KIOSK(200)는 접속반(300)에 화재가 발생하더라도 안전하게 보호할 수 있도록 접속반(300)으로 부터 일정 거리 이격되는 곳에 설치된다. 예를 들어 접속반 측면 및 주변에 설치할 수 있다.The
상기 KIOSK(200)내 역류방지부(210)는 태양모듈어레이(100)의 음극측 단자, 즉 각각의 스트링의 음극측 단자들과 연결된다. 도 3에서는 스트링이 3개가 설치된 것으로 도시되어 있으나 더 많은 스트링이 설치될 수 있다. 상기 스트링들은 모두 동일한 개수의 태양전지모듈이 직렬연결된다. The
본 발명에 따른 KIOSK(200)에 구비된 역류방지부(210)는 각각의 스트링에 연결되는 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)와 접속단자(CC)로 이루어진다. 바람직하게는 하나 이상의 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)의 캐소드(음극)는 각각 스트링의 음극측 단자와 연결되고 하나 이상의 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)의 애노드(양극)는 하나의 접속단자(CC)와 전기적으로 연결된다. The
상기 역류방지부(210)의 접속단자(CC)는 마그네틱콘텍트스위치(220)와 연결된다. 상기 마그네틱콘텍트스위치(220)는 전자석과 릴레이를 이용하여 스위치로서 저전압으로 대용량의 선로 차단에 사용된다. 마그네틱콘텍트스위치(220)는 큰 전류가 흐르는 선로에서 보통 스위치 또는 릴레이로 ON OFF할 수가 없는 경우에 마그네틱콘텍트스위치(220)를 통해 용량이 작은 스위치에 12V 또는 220V를 연결하여 전기를 투입하면 마그넷의 대용량 접점이 동작하여 큰 전류가 흐르는 부하를 용이하게 ON/OFF 시키는 것이 가능하고, 마그네틱콘텍트스위치(220)는 KIOSK 제어유닛(230)과 상호 연결된다. The connection terminal CC of the
상기 KIOSK 제어유닛(230)은 마그네틱콘텍트스위치(220)의 동작을 제어하고, 마그네틱콘텍트스위치(220)에 구동전원을 공급하는 스위치드라이버 및 스트링별 차단 스위치를 포함하며, 도 3에서는 스트링별로 차단 스위치가 별도로 구성되어 있으나 복수의 스트링별 차단 스위치에 대하여 공통단자를 구성하여 하나의 스위치로 구성할 수 있다. The
또한 KIOSK 제어유닛(230)은 평상시에는 역류방지부(210)의 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)를 이용하여 일부 스트링선로에 단락으로 인하여 태양전지모듈이 소손되는 것을 방지하는 역할을 하고, 접속반(300)에 화재가 발생하여 각 회로의 차단 시스템이 작동되지 않거나, 컨트롤유닛(500)의 이상 및 화재발생으로 각 회로의 차단시스템이 작동되지 않을 경우를 대비하여, 평상시 스마트센서 유닛(310) 및 컨트롤 유닛(500)에 저장된 데이터를 공유하여 유사시 스마트센서 유닛(310) 및 컨트롤 유닛(500)의 기능과 역할에 대한 제어 동작을 작동할 수 있도록 연결하고, 이상 징후 발생시 해당 프로그램 제어와 마그네틱콘텍트스위치(220)를 작동하여 각 회로를 차단이 가능하도록, 스마트센서 유닛(310) 및 컨트롤 유닛(500)과 동일한 데이터의 분석과 각 회로의 차단 제어명령을 수행하도록 할 수 있다. The
상기 KIOSK 제어유닛(230)은 KIOSK(200) 내부에 설치된 복수의 태양모듈어레이(100)의 출력단 회로의 그룹별 병렬 차단회로 구성에 있어, 어느 한 그룹의 회로에 이중화 역전류나 화재 등 문제가 발생할 경우, 관련된 회로만 차단하면 다른 회로는 문제가 발생되지 않아야 함에도 불구하고, 예상치 않은 현상으로 건전한 다른 회로까지 문제가 발생되어 피해가 확대되는 것을 원천적으로 예방하기 위하여, 문제가 발생된 어느 한 회로가 차단될 경우, 다른 건전한 회로도 동시에 차단하여 피해를 최소한으로 줄이는 제어 기능를 포함할 수 있다.The
이하, 본 발명의 역류방지부에 설치된 이중화 역전류 방지 다이오드의 기능에 대하여 설명한다.Hereinafter, the function of the redundant reverse current prevention diode provided in the backflow prevention portion of the present invention will be described.
도 4는 태양모듈어레이의 스트링들 중 어느 두 라인의 단락에 따른 전류의 흐름을 나타낸 것이다.4 shows the flow of current according to a short circuit of any two of the strings of the solar module array.
도 4(A)의 회로에는 접속단자만 설치되어 있고 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)는 설치되어 있지 않은 것으로, 이러한 회로에서는 두 개의 스트링으로 구성되어 정상적인 전력 생산과 작동이 이루어지고 있으나, 어느 하나의 스트링 회로가 단락되어 폐회로가 구성될 경우, 태양전지모듈이 정상적인 전력을 생산하지 못하고 단락전류로 인한 과전류 및 과전압으로 영향으로 태양전지모듈이 소손될 수 있고, 특히 설치된지 오래된 태양전지모듈의 경우 각 모듈에 걸리는 저항이나 부하가 불균일하여 각 태양전지모듈에 걸리는 과전류 및 과전압 역시 각기 상이하게 나타나게되어 더욱 커다란 손실로 나타날 수 있다.In the circuit shown in Fig. 4 (A), only the connection terminals are provided and redundant reverse current prevention diodes DD, DD1 and DD2 are not provided. In such a circuit, two strings constitute the normal power generation and operation However, when any one of the string circuits is short-circuited to constitute a closed circuit, the solar cell module can not produce normal power and the solar cell module may be damaged due to the overcurrent and overvoltage due to the short circuit current. In particular, In the case of the battery module, the resistance and the load applied to each module are not uniform, and the overcurrent and the overvoltage applied to each solar cell module also appear differently, resulting in a greater loss.
또한 A 스트링에 적은 수로 연결된 태양전지모듈이 있고 B 스트링에 많은 수로 연결된 태양전지모듈이 존재할 경우, A 스트링의 A지점과 B 스트링의 B지점에서 단락이 발생되면 접속단자(CC)에 의하여 폐회로가 형성되어 단락전류가 흐르게되므로, B 스트링은 A 스트링 보다 많은 전압과 전력을 발생하고 어느 한쪽의 태양전지모듈이 소손될 수 있다.If there is a small number of solar cell modules connected to the A string and there is a large number of solar cell modules connected to the B string, if a short circuit occurs between the A point of the A string and the B point of the B string, A short-circuit current flows, so that the B string generates more voltage and power than the A string, and either one of the solar cell modules may be burned out.
그러나, 도 4(B)와 같이 스트링의 음극측과 접속단자(CC) 사이에 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)를 설치할 경우, 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)의 캐소드는 스트링의 음극측과 접속되어 있고 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)의 애노드는 접속단자(CC)와 연결되도록 함으로써, A 스트링의 A지점과 B 스트링의 B지점에서 단락이 발생하더라도, 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)로 인하여 역방향의 전류가 흐르지 못하도록 차단함으로써, 스트링 상호간에 폐회로가 형성되는 것을 원천적으로 방지 가능하므로 단락전류로 인한 태양전지모듈의 소손이나 화재를 방지할 수 있다.However, when the redundant reverse current prevention diodes DD, DD1 and DD2 are provided between the cathode side of the string and the connection terminal CC as shown in Fig. 4 (B), the potentials of the redundant reverse current prevention diodes DD, DD1 and DD2 The cathode is connected to the negative pole side of the string and the anode of the redundant reverse current prevention diodes DD, DD1 and DD2 is connected to the connection terminal CC so that a short circuit occurs at point A of the A string and point B of the B string It is possible to prevent the formation of a closed circuit between the strings by preventing the reverse current from flowing due to the redundant reverse current prevention diodes (DD, DD1, DD2), so that the solar cell module may be burned or fired due to short- .
본 발명에 따른 KIOSK(200)의 역류방지부(210)에 설치된 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)는 접속단자(CC)에서 폐회로가 형성되는 것을 방지하고 자연환경, 먼지, 벌레 등 예기치 않은 선로의 단락으로 인한 태양전지모듈이 소손이나 화재를 방지할 수 있다.The redundant reverse current prevention diodes DD, DD1 and DD2 provided in the
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
100 : 태양모듈어레이
200 : KIOSK(외부 스위치함)
210 : 역류방지부
220 : 마그네틱콘텍트스위치
230 : KIOSK 제어유닛
300 : 접속반
310 : 스마트센서 유닛
400 : 인버터
500 : 컨트롤 유닛
600 : 모니터링 시스템
CC : 접속단자
D1, D2, D3 : 역류 방지 다이오드
DD, DD1, DD2 : 이중화 역전류 방지 다이오드
SCM : 태양전지모듈100: solar module array
200: KIOSK (external switch)
210:
220: Magnetic contact switch
230: KIOSK control unit
300: Connection board
310: Smart sensor unit
400: Inverter
500: Control unit
600: Monitoring system
CC: Connection terminal
D1, D2, D3: Backflow prevention diode
DD, DD1, DD2: Redundant reverse current prevention diode
SCM: Solar module
Claims (7)
태양모듈어레이에서 생산된 직류를 교류로 변환하고 전력계통으로 전송하는 인버터와,
태양모듈어레이와 인버터 사이에서 직류전력을 모아 인버터에 전송하는 접속반과,
태양모듈어레이의 음극측 선로를 차단하기 위한 스위치를 포함하는 KIOSK와 발전상태정보, 접속반상태정보, 환경정보를 기초로 전력회로 차단을 위한 제어신호를 출력하는 컨트롤 유닛과,
태양광발전시스템의 운전감시 및 관리지원을 위하여 발전상태정보, 접속반상태정보, 환경정보를 실시간 표시하는 모니터링시스템;을 포함하고,
상기 KIOSK는 태양모듈어레이 선로에 사고 발생으로 인한 역전류가 흐를 경우, 역전류를 방지하는 역류방지부 및 마그네틱콘텍트스위치를 제어하는 KIOSK 제어유닛을 포함하며,
상기 전력회로 차단은, 인버터의 출력측 및 입력측 회로차단, 태양모듈어레이의 음극측 회로차단, 상용전력 공급측 회로차단을 포함하고
상기 역류방지부는 태양모듈어레이를 구성하는 스트링의 음극측과 접속단자(CC) 사이에 이중화 역전류 방지 다이오드(DD, DD1, DD2)를 설치하여, 어느 한쪽 스트링의 일부 지점과 다른쪽 스트링의 일부 지점에서 단락이 발생하더라도 역방향 전류의 흐름을 차단하여 스트링 상호간에 폐회로가 되는 것을 방지하는 것을 포함하며, 상기 접속반에는 스마트센서 유닛을 포함하고,
상기 전력회로 차단은 KIOSK 제어유닛을 통해 그룹별 병렬회로에서 어느 한 그룹의 태양모듈어레이 회로에 문제가 발생하여 차단할 경우, 다른 건전한 회로도 동시에 차단하여 피해를 원천적으로 예방하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템.
A solar module array for converting solar light energy into electrical energy,
An inverter for converting a direct current produced in the solar module array into an alternating current and transmitting it to a power system,
A connection module for collecting DC power between the solar module array and the inverter and transferring the DC power to the inverter,
A control unit for outputting a control signal for interrupting a power circuit based on KIOSK including a switch for shutting off the cathode side line of the solar module array, power generation status information, connection status information and environment information,
And a monitoring system for displaying power generation status information, connection status information, and environment information in real time for operation monitoring and management support of the photovoltaic power generation system,
The KIOSK includes a reverse current blocking unit for preventing reverse current and a KIOSK control unit for controlling the magnetic contact switch when a reverse current due to an accident occurs in the solar module array line,
The power circuit interception includes interrupting the output side and input side circuit of the inverter, interrupting the cathode side circuit of the solar module array, and interrupting the commercial power supply side circuit
The backflow prevention part is provided with a redundant reverse current prevention diode (DD, DD1, DD2) between the cathode side of the string constituting the solar module array and the connection terminal (CC), and a part of one string And blocking the flow of reverse current to prevent the strings from becoming closed circuits even if a short circuit occurs at the point, wherein the connection module includes a smart sensor unit,
The power circuit cut-off includes a function of preventing damage to the other solar modules at the same time when a trouble occurs in a group of solar module array circuits in the group-specific parallel circuit through the KIOSK control unit, Intelligent photovoltaic power generation system utilizing fire prevention and blocking function.
상기 발전상태정보는 전류값, 전압값, 전력값 중 적어도 어느 하나이고, 접속반 상태정보는 스마트센서 유닛의 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서 또는 불꽃이나 연기 감지센서 중 적어도 어느 하나이며, 환경정보는 태양모듈어레이가 설치된 곳의 일사량, 외기온도, 날씨, 습도, 태양전지모듈의 표면온도 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the power generation status information is at least one of a current value, a voltage value, and a power value, and the connection condition information includes at least one of a backflow prevention diode of the smart sensor unit, a PV terminal block, a temperature sensor installed inside the connection panel, Wherein the environment information is at least one of a solar radiation amount, an outside temperature, a weather, a humidity, and a surface temperature of the solar cell module at a place where the solar module array is installed. Power generation system.
상기 전력회로 차단은 태양모듈어레이의 인버터의 출력측 및 입력측 회로차단, 태양모듈어레이의 음극측 회로차단, 상용전력 공급측 회로차단에 대하여 우선순위를 부여하여 전력회로를 차단하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the power circuit breaker is provided with a priority for blocking the output side and the input side circuit of the inverter of the solar module array, blocking the anode side circuit of the solar module array, and blocking the commercial power supply side circuit, Intelligent photovoltaic system utilizing blocking function.
상기 모니터링 시스템은 모바일 알림모듈을 포함하고, 상기 모바일 알림 모듈은 접속반내 스마트센서 유닛과 연결되어, 접속반내 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서 또는 불꽃이나 연기 감지센서 중, 적어도 어느 하나에 설치된 감지센서가 기 설정된 허용범위 이상의 측정값이 감지될 경우, 경고 메시지를 모바일 팝업창으로 알림과 동시에, 측정값과 측정위치를 문자 메세지로 표시토록 하여 측정값과 위치를 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the monitoring system comprises a mobile notification module, wherein the mobile notification module is connected to a smart sensor unit in the connection module, and is connected to a backflow prevention diode, a PV terminal block, a temperature sensor installed inside the connection panel, If at least one of the detection sensors installed in any one of the sensors detects a measurement value exceeding a predetermined allowable range, a warning message is notified to the mobile popup window and the measurement value and the measurement position are displayed in a text message Wherein the fire prevention and shut-off function is used for the solar power generation system.
상기 모니터링 시스템은 모바일 알림모듈을 포함하고, 상기 모바일 알림 모듈은 접속반내 스마트센서 유닛과 연결되어, 접속반내 역류방지 다이오드, PV 단자대, 접속반 내부에 설치된 온도감지센서, 또는 불꽃이나 연기 감지센서 중, 적어도 어느 하나에 설치된 감지센서가 작동되어 차단기가 차단될 경우, 차단 경고 메시지를 모바일 팝업창으로 알림과 동시에, 차단기 위치를 문자 메시지로 표시토록 하여 차단기 위치를 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 화재예방 및 차단기능을 활용한 지능형 태양광 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the monitoring system comprises a mobile notification module, wherein the mobile notification module is connected to a smart sensor unit in the access panel to detect a backflow prevention diode, a PV terminal block, a temperature sensor installed inside the connection panel, or a flame or smoke sensor Wherein when a breaker is cut off by operating at least one of the detection sensors, the breaker warning message is notified to the mobile popup window and the breaker position is displayed in a text message so that the breaker position can be known. And intelligent photovoltaic system utilizing blocking function.
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