KR102608835B1 - Bipv system and method for correcting voltage difference of each of bipv panels - Google Patents

Bipv system and method for correcting voltage difference of each of bipv panels Download PDF

Info

Publication number
KR102608835B1
KR102608835B1 KR1020230022482A KR20230022482A KR102608835B1 KR 102608835 B1 KR102608835 B1 KR 102608835B1 KR 1020230022482 A KR1020230022482 A KR 1020230022482A KR 20230022482 A KR20230022482 A KR 20230022482A KR 102608835 B1 KR102608835 B1 KR 102608835B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bipv
voltage
panels
output
power
Prior art date
Application number
KR1020230022482A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박기주
박재성
이경문
Original Assignee
박기주
박재성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박기주, 박재성 filed Critical 박기주
Priority to KR1020230022482A priority Critical patent/KR102608835B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102608835B1 publication Critical patent/KR102608835B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/32Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명의 BIPV 시스템은 주택의 창호, 외벽, 및 지붕 중 적어도 하나에 일체형으로 설치되며, 설치방향, 입사각, 및 입사 면적 중 적어도 하나가 서로 상이한 복수의 BIPV 패널; 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하고, 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 상기 목표전압으로 변압한 후 상기 BIPV 패널들 각각의 DC 전력을 통합하여 통합 DC 전력을 출력하는 전압차 보정부; 및 상기 통합 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 부하측으로 공급하는 BIPV 인버터를 포함함으로써, 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하여, 출력전압이 서로 상이한 스트링 또는 BIPV 패널의 발전전력을 하나의 인버터를 사용하여 통합할 수 있고, 이로 인해, BIPV 시스템의 발전 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The BIPV system of the present invention is installed integrally on at least one of the windows, exterior walls, and roof of a house, and includes a plurality of BIPV panels that are different from each other in at least one of the installation direction, angle of incidence, and area of incidence; Analyze the output voltage of each of the BIPV panels to determine a target voltage that the BIPV panels should commonly output, transform the output voltage of each of the BIPV panels to the target voltage, and then apply DC power to each of the BIPV panels. A voltage difference correction unit that integrates and outputs integrated DC power; And a BIPV inverter that converts the integrated DC power into AC power and supplies it to the load, thereby correcting the voltage difference between each of the plurality of BIPV panels and converting the generated power of strings or BIPV panels with different output voltages into one inverter. It can be integrated using , which has the effect of improving the power generation efficiency of the BIPV system.

Figure R1020230022482
Figure R1020230022482

Description

복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 BIPV 시스템 및 그 방법{BIPV SYSTEM AND METHOD FOR CORRECTING VOLTAGE DIFFERENCE OF EACH OF BIPV PANELS}BIPV system and method for correcting the voltage difference between a plurality of BIPV panels {BIPV SYSTEM AND METHOD FOR CORRECTING VOLTAGE DIFFERENCE OF EACH OF BIPV PANELS}

본 발명은 BIPV 시스템에 관한 것으로서, 특히, 설치 방향, 입사각, 및 입사면적 중 적어도 하나가 다른 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 BIPV 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a BIPV system, and in particular, to a BIPV system and method for correcting the voltage difference between a plurality of BIPV panels that differ in at least one of the installation direction, incident angle, and incident area.

건물 일체형 태양발전시스템(Building-Integrated Photo-Voltaics System, 이하, ‘시스템’이라 칭함)이란, 태양광 에너지로 전기를 생산하여 소비자에게 공급하는 것 외에 건물 일체형 태양광 모듈을 건축물 외장재로 사용하는 태양광 발전시스템을 말한다. 즉, BIPV 시스템은, 기존에 넓은 평지나 지붕에 태양광 모듈을 부착하여 설치하는 것과 달리, 건물 지붕, 외벽, 또는 창호 등에 태양광 모듈을 일체화하여 설치하는 시스템을 말한다.The Building-Integrated Photo-Voltaics System (hereinafter referred to as the 'system') is a solar system that not only produces electricity from solar energy and supplies it to consumers, but also uses building-integrated photovoltaic modules as exterior materials for buildings. It refers to a photovoltaic power generation system. In other words, the BIPV system refers to a system that integrates and installs solar modules on the roof, exterior walls, or windows of a building, unlike the existing installation of solar modules attached to large flat areas or roofs.

관련하여, 한국등록특허 제10-1642684호에는, BIPV에서의 이상 모듈 진단시스템 및 방법이 개시되어 있다. 상기 특허에 의하면, 건물의 각 벽면에 설치되는 태양광 모듈의 전압값을 측정하여, 각 벽면의 평균전압값을 연산하고, 이를 정상 동작시 각 벽면의 평균 전압값과 비교하여 평균전압값의 저하가 가장 적은 벽면을 검사대상영역으로 선정하도록 함으로써, 일사량의 저하에 따라 전압값이 떨어진 벽면을 제외하고 태양광 모듈의 이상 진단을 실시하도록 하여 더욱 정확한 고장의 검출이 가능하도록 하는 효과가 있다.In relation to this, Korean Patent No. 10-1642684 discloses a system and method for diagnosing abnormal modules in BIPV. According to the patent, the voltage value of the solar module installed on each wall of the building is measured, the average voltage value of each wall is calculated, and this is compared with the average voltage value of each wall during normal operation to reduce the average voltage value. By selecting the wall with the least voltage as the inspection target area, it is possible to diagnose abnormalities in solar modules excluding walls where the voltage value has dropped due to a decrease in solar radiation, thereby enabling more accurate fault detection.

이와 같이, BIPV 시스템은 건물 자체 발전으로 전기 공급 및 에너지 자립의 효과를 얻을 수 있고, 태양광 모듈을 별도로 부착하지 않음으로써 시공비를 절감할 수 있고, 생산된 전기에너지를 바로 건물에서 사용함으로써 에너지 손실을 최소화할 수 있고, 태양광 모듈의 설치를 위한 별도의 설치 부지를 필요로 하지 않으며, 건물의 부가가치를 높일 수 있는 등 다양한 장점이 있다.In this way, the BIPV system can achieve the effect of electricity supply and energy independence through the building's own power generation, reduce construction costs by not attaching solar modules separately, and reduce energy loss by using the produced electric energy directly in the building. There are various advantages, such as minimizing the need for a separate installation site to install solar modules, and increasing the added value of the building.

그런데, 주택의 창호, 외벽, 및 지붕 등과 같이, 설치 방향, 입사각, 및 입사면적이 각기 다른 다양한 형태로 설치된 복수의 BIPV 패널을 포함하는 BIPV 시스템(예컨대, 주택용 BIPV 시스템 등)의 경우 상기 BIPV 패널들 또는, 적어도 하나의 BIPV 패널로 구성된 스트링의 출력전압이 서로 상이함으로써 하나의 인버터를 사용하여 이들을 통합하는 문제가 있었다.However, in the case of a BIPV system including a plurality of BIPV panels installed in various forms with different installation directions, angles of incidence, and incident areas, such as windows, exterior walls, and roofs of houses (e.g., residential BIPV systems, etc.), the BIPV panels Since the output voltages of the strings or at least one BIPV panel are different from each other, there was a problem in integrating them using one inverter.

특히, 일반 주택용 BIPV 시스템의 경우, 대형빌딩이나, 공동주택에 설치된 BIPV 시스템과는 다르게, 다양한 크기의 BIPV 패널들을 창문, 벽면, 및 지붕 등과 같이 다양한 위치 및 방향으로 설치하되, 적은 수의 BIPV 패널들을 이용하여 소규모 BIPV 시스템을 구현함으로써, 출력전압이 서로 상이한 스트링 또는 BIPV 패널별로 별도의 인버터를 구성할 경우, 비용이 증가하며 시스템이 불필요하게 복잡해지는 문제가 있었다.In particular, in the case of general residential BIPV systems, unlike BIPV systems installed in large buildings or apartments, BIPV panels of various sizes are installed in various positions and directions such as windows, walls, and roofs, but a small number of BIPV panels are installed. By implementing a small-scale BIPV system using

한국등록특허 제10-1642684호Korean Patent No. 10-1642684

따라서 본 발명은 BIPV 시스템에 있어서, 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정함으로써, 출력전압이 서로 상이한 스트링 또는 BIPV 패널의 발전전력을 하나의 인버터를 사용하여 통합할 수 있고, 이로 인해, BIPV 시스템의 발전 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 BIPV 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다. Therefore, in the BIPV system, the present invention can integrate the generated power of strings or BIPV panels with different output voltages using one inverter by correcting the voltage difference between each of a plurality of BIPV panels, thereby enabling BIPV The goal is to provide a BIPV system and method that can improve the power generation efficiency of the system.

또한, 본 발명은 복수의 BIPV들 각각의 출력전압을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하되, 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량을 고려하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정함으로써, 발전효율 저하없이 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정할 수 있도록 하는 BIPV 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention analyzes the output voltage of each of a plurality of BIPVs to determine a target voltage that the BIPV panels should commonly output, taking into account the amount of transforming power consumed for boosting or depressurizing each of the output voltages. The aim is to provide a BIPV system and method that can correct the voltage difference between BIPV panels without reducing power generation efficiency by determining the target voltage in a direction that minimizes the amount of transformed power.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 BIPV 시스템은 주택의 창호, 외벽, 및 지붕 중 적어도 하나에 일체형으로 설치되며, 설치방향, 입사각, 및 입사 면적 중 적어도 하나가 서로 상이한 복수의 BIPV 패널; 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하고, 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 상기 목표전압으로 변압한 후 상기 BIPV 패널들 각각의 DC 전력을 통합하여 통합 DC 전력을 출력하는 전압차 보정부; 및 상기 통합 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 부하측으로 공급하는 BIPV 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the BIPV system provided by the present invention includes a plurality of BIPV panels that are integrally installed on at least one of the windows, exterior walls, and roof of a house, and at least one of the installation direction, angle of incidence, and incident area is different from each other; Analyze the output voltage of each of the BIPV panels to determine a target voltage that the BIPV panels should commonly output, transform the output voltage of each of the BIPV panels to the target voltage, and then apply DC power to each of the BIPV panels. A voltage difference correction unit that integrates and outputs integrated DC power; And a BIPV inverter that converts the integrated DC power into AC power and supplies it to the load.

바람직하게, 상기 전압차 보정부는 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하는 목표전압 결정부; 및 상기 출력전압들 각각을 상기 목표전압까지 승압 또는 감압한 후, 그 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행하는 변압 MPPT부를 포함할 수 있다.Preferably, the voltage difference correction unit includes a target voltage determination unit that analyzes the output voltage of each of the BIPV panels and determines a target voltage that the BIPV panels should commonly output; and a transformer MPPT unit that boosts or reduces each of the output voltages to the target voltage and then performs MPPT to follow the target voltage.

바람직하게, 상기 목표전압 결정부는 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량에 기초하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정할 수 있다.Preferably, the target voltage determination unit may determine the target voltage in a direction that minimizes the amount of transformer power based on the amount of transformer power consumed for boosting or depressurizing each of the output voltages.

바람직하게, 상기 BIPV 시스템은 3이상의 BIPV 패널을 포함하고, 상기 목표전압 결정부는 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압들 중 최대값과 최소값을 제외한 적어도 하나의 전압값들 중 어느 하나를 상기 목표전압으로 결정할 수 있다.Preferably, the BIPV system includes three or more BIPV panels, and the target voltage determination unit selects one of at least one voltage value excluding the maximum and minimum values among the output voltages of each of the BIPV panels as the target voltage. You can decide.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 방법은 BIPV 시스템에 포함된 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 방법에 있어서, 주택의 창호, 외벽, 및 지붕 중 적어도 하나에 일체형으로 설치되며, 설치 방향, 입사각, 및 입사 면적 중 적어도 하나가 서로 상이한 상기 복수의 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 수집하는 출력전압 수집단계; 상기 출력전압들을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하는 목표전압 결정단계; 및 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 상기 목표전압으로 변압한 후 상기 BIPV 패널들 각각의 DC 전력을 통합하여 출력하는 전압차 보정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in order to achieve the above object, the method of correcting the voltage difference between each of the plurality of BIPV panels provided by the present invention is a method of correcting the voltage difference between each of the plurality of BIPV panels included in the BIPV system. An output voltage collection step of collecting the output voltage of each of the plurality of BIPV panels, which are integrally installed on at least one of a window, an exterior wall, and a roof, and have different installation directions, angles of incidence, and areas of incidence; A target voltage determination step of analyzing the output voltages to determine a target voltage that the BIPV panels should commonly output; And a voltage difference correction step of transforming the output voltage of each of the BIPV panels to the target voltage and then outputting the integrated DC power of each of the BIPV panels.

바람직하게, 상기 목표전압 결정단계는 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량에 기초하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정할 수 있다.Preferably, the target voltage determining step may determine the target voltage in a direction that minimizes the amount of transformer power based on the amount of transformer power consumed for boosting or depressurizing each of the output voltages.

바람직하게, 상기 BIPV 시스템이 3이상의 BIPV 패널을 포함하는 경우, 상기 목표전압 결정단계는 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압들 중 최대값과 최소값을 제외한 적어도 하나의 전압값들 중 어느 하나를 상기 목표전압으로 결정할 수 있다.Preferably, when the BIPV system includes three or more BIPV panels, the target voltage determining step sets one of at least one voltage value excluding the maximum and minimum values among the output voltages of each of the BIPV panels to the target. It can be determined by voltage.

바람직하게, 상기 전압차 보정단계는 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 상기 목표 전압까지 승압 또는 감압하는 변압단계; 상기 BIPV 패널들 각각의 출력이 상기 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행하는 변압 MPPT 단계; 및 상기 변압 MPPT 단계 후 출력되는 상기 BIPV 패널들 각각의 DC 전력을 통합하여 출력하는 통합 DC 전력 출력단계를 포함할 수 있다.Preferably, the voltage difference correction step includes a transforming step of boosting or reducing the output voltage of each of the BIPV panels to the target voltage; A transform MPPT step of performing MPPT so that the output of each of the BIPV panels follows the target voltage; And it may include an integrated DC power output step of integrating and outputting the DC power of each of the BIPV panels output after the transform MPPT step.

상기한 바와 같이, 본 발명의 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 BIPV 시스템 및 그 방법은, BIPV 시스템에 있어서, 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정함으로써, 출력전압이 서로 상이한 스트링 또는 BIPV 패널의 발전전력을 하나의 인버터를 사용하여 통합할 수 있고, 이로 인해, BIPV 시스템의 발전 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the BIPV system and method for correcting the voltage difference between the plurality of BIPV panels of the present invention are, in the BIPV system, correcting the voltage difference between the plurality of BIPV panels, so that the output voltages are different from each other. The generated power of strings or BIPV panels can be integrated using a single inverter, which has the effect of improving the generation efficiency of the BIPV system.

또한, 본 발명은 복수의 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하되, 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량을 고려하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정함으로써, 발전효율 저하없이 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention analyzes the output voltage of each of a plurality of BIPV panels to determine a target voltage that the BIPV panels should commonly output, taking into account the amount of transforming power consumed for boosting or depressurizing each of the output voltages. By determining the target voltage in a direction that minimizes the amount of transformed power, there is an effect of correcting the voltage difference between each BIPV panel without reducing power generation efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BIPV 시스템에 대한 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압차 보정부에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 방법에 대한 처리 흐름도들이다.
1 is a schematic system configuration diagram of a BIPV system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic block diagram of a voltage difference correction unit according to an embodiment of the present invention.
Figures 3 and 4 are process flowcharts of a method for correcting the voltage difference between BIPV panels according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings, and will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Meanwhile, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification. In addition, descriptions of parts that can be easily understood by those skilled in the art are omitted even if detailed descriptions are omitted.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when it is said that a part includes a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BIPV 시스템에 대한 개략적인 시스템 구성도이다. 1 is a schematic system configuration diagram of a BIPV system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 주택용 BIPV 시스템은 BIPV 패널부(100), 전압차 보정부(200), 인버터(300), 및 BIPV 계량기(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a residential BIPV system according to an embodiment of the present invention includes a BIPV panel unit 100, a voltage difference correction unit 200, an inverter 300, and a BIPV meter 400.

BIPV 패널부(100)는 복수의 건물 일체형 태양광 패널들(110, 120, 130)을 포함할 수 있다. 즉, BIPV 패널부(100)는 주택의 창호, 외벽, 및 지붕 중 적어도 하나에 일체형으로 설치되며, 도 1에 예시된 바와 같이, 크기(즉, 입사면적), 설치 방향, 및 설치각(즉, 입사각)이 서로 상이한 복수의 BIPV 패널들(110, 120, 130)을 포함할 수 있다.The BIPV panel unit 100 may include a plurality of building-integrated solar panels 110, 120, and 130. That is, the BIPV panel unit 100 is installed integrally on at least one of the windows, exterior walls, and roof of the house, and as illustrated in FIG. 1, the BIPV panel unit 100 has size (i.e. incident area), installation direction, and installation angle (i.e. , angle of incidence) may include a plurality of BIPV panels 110, 120, and 130 that are different from each other.

이 때, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각은 인체의 접근 여부를 감지하기 위한 복수의 인체감지센서(111, 121, 131)를 포함할 수 있다. 이는, 사람들이 BIPV 패널들(110, 120, 130) 주변에 접근함으로써, 감전 등의 안전사고가 발생하는 것을 방지하기 위해, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 소정 반경 이내로 사람이 접근할 경우, 이를 감지하여 경고하거나, 대상 패널의 출력을 차단하도록 하기 위함이다.At this time, each of the BIPV panels 110, 120, and 130 may include a plurality of human body detection sensors 111, 121, and 131 to detect whether a human body is approaching. This is to prevent safety accidents such as electric shock from occurring as people approach the BIPV panels 110, 120, and 130, so that people do not approach within a predetermined radius of each of the BIPV panels 110, 120, and 130. This is to detect this and issue a warning or block the output of the target panel.

또한, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각은 대응된 패널의 위험상태(예컨대, 고장, 또는 누설전류 발생 등)가 발생한 경우 이를 경고하기 위한 경고부(112, 122, 132)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각은 경고음을 출력하기 위한 부저나, 경고상태를 등급별 색상으로 표출하기 위한 LED 램프를 구비하고, 위험상태를 표출할 수 있다. 특히, 경고부(112, 122, 132)는 2 이상의 색상을 표출하는 램프로 구성된 후, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 표면을 형성하는 강화유리 내측에 설치되어, 색상의 변화에 의해 위험단계를 표출하도록 구현될 수 있다.In addition, each of the BIPV panels 110, 120, and 130 further includes a warning unit 112, 122, and 132 for warning when a dangerous condition (e.g., failure, occurrence of leakage current, etc.) of the corresponding panel occurs. can do. For example, each of the BIPV panels 110, 120, and 130 is equipped with a buzzer to output a warning sound or an LED lamp to display the warning state in color for each level, and can display a dangerous state. In particular, the warning units 112, 122, and 132 are composed of lamps that display two or more colors and are installed inside the tempered glass forming the surface of each of the BIPV panels 110, 120, and 130 to respond to color changes. It can be implemented to express the risk level.

전압차 보정부(200)는 BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각에서 출력되는 출력전압의 전압차를 보정한 후, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각에서 생성된 DC 전력을 통합하여 통합 DC 전력을 생성한 후, 인버터(300)로 전달한다. 이 때, 전압차 보정부(200)는 상기 통합 DC 전력을 생성하기 위해 공지의 기술을 이용할 수 있다. The voltage difference correction unit 200 corrects the voltage difference between the output voltages output from each of the BIPV panels 110, 120, and 130, and then integrates the DC power generated from each of the BIPV panels 110, 120, and 130. After generating integrated DC power, it is delivered to the inverter 300. At this time, the voltage difference correction unit 200 may use known technology to generate the integrated DC power.

한편, 전압차 보정부(200)는 상기 출력전압의 전압차를 보정하기 위해, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 출력전압을 분석하여 BIPV 패널들(110, 120, 130)이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정한 후, BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 출력전압을 상기 목표전압으로 변압하고 그 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행할 수 있다.Meanwhile, the voltage difference correction unit 200 analyzes the output voltage of each of the BIPV panels 110, 120, and 130 to correct the voltage difference between the output voltages and determines whether the BIPV panels 110, 120, or 130 have a common After determining the target voltage to be output, the output voltage of each of the BIPV panels 110, 120, and 130 can be transformed to the target voltage and MPPT can be performed to follow the target voltage.

예를 들어, BIPV 패널(110)에서는 1100V의 11㎾ 전력이 출력되고, BIPV 패널(120)에서는 900V의 9㎾ 전력이 출력되고, BIPV 패널(130)에서는 700V의 7㎾ 전력이 출력되는 경우, 전압차 보정부(200)는 BIPV 패널들(110, 120, 130)의 출력전압을 900V로 변압하고 900V를 추종하도록 MPPT를 수행할 수 있다.For example, when 11 kW of power at 1100 V is output from the BIPV panel 110, 9 kW of power at 900 V is output from the BIPV panel 120, and 7 kW of power at 700 V is output from the BIPV panel 130, The voltage difference correction unit 200 can transform the output voltage of the BIPV panels 110, 120, and 130 to 900V and perform MPPT to follow 900V.

이를 위한, 전압차 보정부(200)의 구성 예가 도 2에 예시되어 있다. 따라서 BIPV 패널 관리부(200)의 보다 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술할 것이다.For this purpose, an example of the configuration of the voltage difference correction unit 200 is illustrated in FIG. 2. Therefore, a more detailed description of the BIPV panel management unit 200 will be described later with reference to FIG. 2.

인버터(300)는 상기 통합 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 부하(10)측으로 전달한다. 이를 위한 인버터(300)의 동작은 공지의 기술을 이용할 수 있다. The inverter 300 converts the integrated DC power into AC power and delivers it to the load 10. The operation of the inverter 300 for this purpose can use known technologies.

BIPV 계량기(400)는 인버터(300)를 통해 부하(10)로 전달되는 전력량(즉, BIPV를 통해 발전된 전력량)을 측정한다. 이는, 한전에서 해당 수용가의 전력사용량에 대한 과금 정보를 산출할 때, 참고하도록 하기 위함이다. 즉, 한전에서는 해당 수용가에서 사용한 전체 전력량 중, BIPV 계량기(400)에서 측정된 전력량만큼을 제한 전력량에 대하여만 과금을 하도록 할 수 있다. 또는, BIPV 계량기(400)가 BIPV 시스템에서 발전된 전력 중 소비되지 않고 남은 잉여 전력을 계량하기 위해, 발전량 및 소비량을 함께 측정하여 표시할 수도 있다.The BIPV meter 400 measures the amount of power delivered to the load 10 through the inverter 300 (i.e., the amount of power generated through BIPV). This is for KEPCO to use as a reference when calculating billing information for the relevant customer's electricity usage. In other words, KEPCO can only charge for a limited amount of power equal to the amount of power measured by the BIPV meter 400 out of the total amount of power used by the relevant consumer. Alternatively, the BIPV meter 400 may measure and display both the amount of power generation and the amount of consumption in order to measure the remaining unconsumed power among the power generated in the BIPV system.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압차 보정부에 대한 개략적인 블록도이다. 도 2를 참조하면, 전압차 보정부(200)는 목표전압 결정부(210), 및 복수의 변압 MPPT 부(221, 222, 223)을 포함하는 변압부(220)를 포함할 수 있다.Figure 2 is a schematic block diagram of a voltage difference correction unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the voltage difference correction unit 200 may include a target voltage determination unit 210 and a transformer 220 including a plurality of transformer MPPT units 221, 222, and 223.

목표전압 결정부(210)는 BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 출력전압을 분석하여 BIPV 패널들(110, 120, 130)이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정한다. 이를 위해, 목표전압 결정부(210)는 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량에 기초하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정할 수 있다. The target voltage determination unit 210 analyzes the output voltage of each of the BIPV panels 110, 120, and 130 and determines a target voltage that the BIPV panels 110, 120, and 130 should commonly output. To this end, the target voltage determination unit 210 may determine the target voltage in a direction that minimizes the amount of transformation power based on the amount of transformation power consumed for boosting or reducing each of the output voltages.

특히, BIPV 시스템이 도 1에 예시된 바와 같이, 3이상의 BIPV 패널들(110, 120, 130)을 포함하는 경우, 목표전압 결정부(210)는 BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 출력전압들 중 최대값과 최소값을 제외한 적어도 하나의 전압값들 중 어느 하나를 상기 목표전압으로 결정할 수 있다.In particular, when the BIPV system includes three or more BIPV panels 110, 120, and 130, as illustrated in FIG. 1, the target voltage determination unit 210 determines the voltage of each of the BIPV panels 110, 120, and 130. Any one of at least one voltage value excluding the maximum and minimum output voltages may be determined as the target voltage.

예를 들어, BIPV 패널(110)에서는 1100V의 11㎾ 전력이 출력되고, BIPV 패널(120)에서는 900V의 9㎾ 전력이 출력되고, BIPV 패널(130)에서는 700V의 7㎾ 전력이 출력되는 경우, 목표전압 결정부(210)는 최대값인 1100V와 700V를 제외한 중간값인 900V를 목표전압으로 결정할 수 있다. For example, when 11 kW of power at 1100 V is output from the BIPV panel 110, 9 kW of power at 900 V is output from the BIPV panel 120, and 7 kW of power at 700 V is output from the BIPV panel 130, The target voltage determination unit 210 may determine the intermediate value of 900V excluding the maximum value of 1100V and 700V as the target voltage.

이는, 출력전압 중 최대값을 목표전압으로 결정할 경우 최소값을 출력하는 스트링의 출력전압을 최대값까지 승압(즉, 부스팅(boosting))하기 위해 소모되는 전력량이 크고, 상기 출력전압 중 최소값을 목표전압으로 결정할 경우 최대값을 출력하는 스트링의 출력전압을 최소값까지 감압(즉, 벅(buck))하기 위해 소모되는 전력량이 크기 때문이다.This means that when the maximum value among the output voltages is determined as the target voltage, the amount of power consumed to boost (i.e. boosting) the output voltage of the string that outputs the minimum value to the maximum value is large, and the minimum value among the output voltages is set as the target voltage. This is because the amount of power consumed to reduce (i.e. buck) the output voltage of the string that outputs the maximum value to the minimum value is large.

상기 예에서, 1100V를 900V로 200V감압할 경우 감압 이전과 비교하여 대략 2%의 전력이 저하되고, 700V를 900V로 200V 승압할 경우 승압 이전과 비교하여 대략 4%의 전력이 저하될 수 있지만, 1100V를 목표전압으로 결정할 경우 700V와 900V의 전압을 모두 1100V로 승압하기 위해 그 이상의 전력이 저하될 수 있기 때문이다.In the above example, when reducing 1100V to 900V by 200V, the power may be reduced by approximately 2% compared to before reducing the pressure, and when increasing 700V by 200V to 900V, the power may be reduced by approximately 4% compared to before increasing the voltage. This is because if 1100V is determined as the target voltage, the power may be lowered further to boost both the 700V and 900V voltages to 1100V.

한편, BIPV 시스템이 도 1에 예시된 3개의 BIPV 패널들(110, 120, 130) 이외에 1300V의 13㎾ 전력을 출력하는 BIPV 패널을 더 포함하는 경우에도, 목표전압 결정부(210)는 900V를 목표전압으로 결정할 수 있는데, 이는, 1300V의 전압을 900V로 감압하는데 소모되는 전력량 보다 700V의 전압을 900V로 승압하는데 소모되는 전력량이 더 크기 때문이다.Meanwhile, even when the BIPV system further includes a BIPV panel outputting 13 kW of power of 1300 V in addition to the three BIPV panels 110, 120, and 130 illustrated in FIG. 1, the target voltage determination unit 210 outputs 900 V. It can be determined as the target voltage, because the amount of power consumed to boost the voltage of 700V to 900V is greater than the amount of power consumed to reduce the voltage of 1300V to 900V.

이와 같이, 목표전압 결정부(210)는 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량, 최대 출력전압, 및 최소 출력전압을 함께 고려하여, 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량, 및 발전전력량의 손실을 최소로 하는 방향으로 목표전압을 결정할 수 있다. In this way, the target voltage determination unit 210 considers the amount of transformative power consumed for boosting or depressurizing each of the output voltages, the maximum output voltage, and the minimum output voltage together, and determines the amount of transformer power consumed for boosting or depressurizing, and The target voltage can be determined in a way that minimizes the loss of generated power.

예를 들어, 목표전압 결정부(210)는 3이상의 BIPV 패널들 각각의 출력전압의 최대값과 최소값 사이의 지점 중, 최소값 기준으로 1/3이 되는 지점에서 가장 가까운 출력전압을 목표전압으로 결정할 수 있다.For example, the target voltage determination unit 210 determines the output voltage closest to the point that is 1/3 of the minimum value among the points between the maximum and minimum values of the output voltage of each of three or more BIPV panels as the target voltage. You can.

변압부(220)를 구성하는 복수의 변압 MPPT부들(221, 222, 223)은 대응된 BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 출력전압을 상기 목표전압까지 승압 또는 감압한 후, 그 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행한다. 예를 들어, 1100V의 11㎾ 전력을 출력하는 BIPV 패널(110)에 대응한 변압 MPPT 부(221)는 1100V의 전압을 900V로 감압한 후, 900V를 추종하도록 MPPT를 수행하고, 700V의 7㎾ 전력을 출력하는 BIPV 패널(130)에 대응한 변압 MPPT 부(223)는 700V의 전압을 900V로 승압한 후, 900V를 추종하도록 MPPT를 수행할 수 있다. 이로 인해, 다수의 BIPV 패널들(110, 120, 130)은 모두 900V의 전압을 출력함으로써, 하나의 인버터(300)에 병렬 연결될 수 있게 된다. The plurality of transformer MPPT units 221, 222, and 223 constituting the transformer 220 boost or reduce the output voltage of each of the corresponding BIPV panels 110, 120, and 130 to the target voltage, and then MPPT is performed to track the voltage. For example, the transformer MPPT unit 221 corresponding to the BIPV panel 110 that outputs 11 kW of power at 1100 V reduces the voltage of 1100 V to 900 V, then performs MPPT to follow 900 V, and 7 kW of 700 V. The voltage transformer MPPT unit 223 corresponding to the BIPV panel 130 that outputs power can boost the voltage from 700V to 900V and then perform MPPT to follow 900V. As a result, the plurality of BIPV panels 110, 120, and 130 all output a voltage of 900V, allowing them to be connected in parallel to one inverter 300.

이를 위해, 변압부(220)는 벅-컨버터(buck converter) 및 부스트-컨버터(boost converter)를 포함하거나, 벅-부스트 컨버터(buck-boost converter)를 포함할 수 있다.To this end, the transformer 220 may include a buck converter and a boost converter, or may include a buck-boost converter.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 방법에 대한 처리 흐름도들이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 복수의 BIPV 패널들(110, 120, 130)을 포함하는 BIPV 시스템이 복수의 BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 출력을 하나의 인버터(300)에 병렬로 연결하기 위해, 전압차를 보정하는 방법은 다음과 같다.Figures 3 and 4 are process flowcharts of a method for correcting the voltage difference between BIPV panels according to an embodiment of the present invention. 1 to 4, a BIPV system including a plurality of BIPV panels 110, 120, and 130 sends the output of each of the plurality of BIPV panels 110, 120, and 130 to one inverter 300. To connect in parallel, the method to compensate for the voltage difference is as follows.

먼저, 단계 S110에서는, 전압차 보정부(200)가 BIPV 패널의 출력전압을 수집한다. 즉, 단계 S110에서, 전압차 보정부(200)는, 주택의 창호, 외벽, 및 지붕 중 적어도 하나에 일체형으로 설치되며, 설치방향, 입사각, 및 입사 면적 중 적어도 하나가 서로 상이한 상기 복수의 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 수집한다. First, in step S110, the voltage difference correction unit 200 collects the output voltage of the BIPV panel. That is, in step S110, the voltage difference correction unit 200 is integrally installed on at least one of the windows, exterior walls, and roof of the house, and the plurality of BIPVs differ from each other in at least one of the installation direction, angle of incidence, and incident area. Collect the output voltage of each panel.

단계 S120에서는, 전압차 보정부(200)의 목표전압 결정부(210)가 상기 출력전압들을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정한다. 이를 위해, 목표전압 결정부(210)는 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량에 기초하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정하되, 상기 BIPV 시스템이 3이상의 BIPV 패널을 포함하는 경우, 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압들 중 최대값과 최소값을 제외한 적어도 하나의 전압값들 중 어느 하나를 상기 목표전압으로 결정할 수 있다.In step S120, the target voltage determination unit 210 of the voltage difference correction unit 200 analyzes the output voltages and determines a target voltage that the BIPV panels should commonly output. To this end, the target voltage determination unit 210 determines the target voltage in a direction that minimizes the amount of transformer power based on the amount of transformer power consumed for boosting or depressurizing each of the output voltages, and the BIPV system has 3 When more than one BIPV panel is included, one of at least one voltage value excluding the maximum and minimum values among the output voltages of each of the BIPV panels can be determined as the target voltage.

단계 S130에서는, 전압차 보정부(200)의 변압부(220)는 상기 목표전압에 의해 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정한다. 즉, 단계 S130에서는, 변압부(220)를 구성하는 복수의 변압 MPPT부들(221, 222, 223)은 대응된 BIPV 패널들(110, 120, 130) 각각의 출력전압을 상기 목표전압까지 승압 또는 감압한 후, 그 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행한다. In step S130, the transformer 220 of the voltage difference correction unit 200 corrects the voltage difference between each BIPV panel based on the target voltage. That is, in step S130, the plurality of transformer MPPT units 221, 222, and 223 constituting the transformer 220 boost or boost the output voltage of each of the corresponding BIPV panels 110, 120, and 130 to the target voltage. After reducing the pressure, MPPT is performed to follow the target voltage.

이를 위해, 복수의 변압 MPPT부들(221, 222, 223) 각각은, 단계 S131에서, 대응된 BIPV 패널의 출력전압을 상기 목표 전압까지 승압 또는 감압하고, 단계 S132에서, 대응된 BIPV 패널의 출력이 상기 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행한다. To this end, each of the plurality of transformer MPPT units 221, 222, and 223, in step S131, boosts or reduces the output voltage of the corresponding BIPV panel to the target voltage, and in step S132, the output of the corresponding BIPV panel is MPPT is performed to follow the target voltage.

한편, 단계 S133에서는, 전압차 보정부(200)가, 복수의 변압 MPPT부들(221, 222, 223) 각각 변압 MPPT 수행 결과로 출력된 DC 전력을 통합하여 출력한다.Meanwhile, in step S133, the voltage difference correction unit 200 integrates the DC power output as a result of performing the transform MPPT of each of the plurality of transform MPPT units 221, 222, and 223 and outputs the integrated DC power.

이와 같이, 본 발명의 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 BIPV 시스템 및 그 방법은, BIPV 시스템에 있어서, 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정함으로써, 출력전압이 서로 상이한 스트링 또는 BIPV 패널의 발전전력을 하나의 인버터를 사용하여 통합할 수 있고, 이로 인해, BIPV 시스템의 발전 효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.In this way, the BIPV system and method for correcting the voltage difference between the plurality of BIPV panels of the present invention are, in the BIPV system, by correcting the voltage difference between the plurality of BIPV panels, the output voltages are different from each other. The generated power of BIPV panels can be integrated using a single inverter, which has the feature of improving the generation efficiency of the BIPV system.

또한, 본 발명은 복수의 BIPV들 각각의 출력전압을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하되, 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량을 고려하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정함으로써, 발전효율 저하없이 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정할 수 있는 특징이 있다.In addition, the present invention analyzes the output voltage of each of a plurality of BIPVs to determine a target voltage that the BIPV panels should commonly output, taking into account the amount of transforming power consumed for boosting or depressurizing each of the output voltages. By determining the target voltage in a direction that minimizes the amount of transformed power, the voltage difference between each BIPV panel can be corrected without reducing power generation efficiency.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시 예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the rights of the present invention is not limited thereto, and the present invention can be easily modified from the embodiments by those skilled in the art in the technical field to which the present invention belongs and is recognized as equivalent. Includes all changes and modifications to the extent permitted.

100: BIPV 패널부 110, 120, 130: BIPV 패널
200: 전압차 보상부 210: 목표전압 결정부
220: 변압부 221, 222, 223: 변압 MPPT 부
300: 인버터 400: BIPV 계량기
10: 부하
100: BIPV panel part 110, 120, 130: BIPV panel
200: voltage difference compensation unit 210: target voltage determination unit
220: Transformer unit 221, 222, 223: Transformer MPPT unit
300: Inverter 400: BIPV meter
10: load

Claims (8)

주택의 창호, 외벽, 및 지붕 중 적어도 하나에 일체형으로 설치되며, 설치방향, 입사각, 및 입사 면적 중 적어도 하나가 서로 상이한 3이상의 BIPV 패널;
상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압에 의거하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하고, 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 상기 목표전압으로 변압한 후 상기 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행하여 상기 BIPV 패널들 각각의 DC 전력을 통합한 통합 DC 전력을 출력하는 전압차 보정부; 및
상기 통합 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 부하측으로 공급하는 BIPV 인버터를 포함하되,
상기 전압차 보정부는
상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압들을 비교 분석하여 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압들 중 최대값과 최소값을 제외한 적어도 하나의 전압값들 중 어느 하나를 상기 목표전압으로 결정하되, 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량에 기초하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 BIPV 시스템.
Three or more BIPV panels that are integrally installed on at least one of the windows, exterior walls, and roof of a house, and at least one of the installation direction, angle of incidence, and incident area is different from each other;
Based on the output voltage of each of the BIPV panels, a target voltage that the BIPV panels should commonly output is determined, and the output voltage of each of the BIPV panels is transformed to the target voltage, and then MPPT is used to follow the target voltage. a voltage difference correction unit that outputs integrated DC power by integrating the DC power of each of the BIPV panels; and
Including a BIPV inverter that converts the integrated DC power into AC power and supplies it to the load,
The voltage difference correction unit
By comparing and analyzing the output voltages of each of the BIPV panels, one of at least one voltage value excluding the maximum and minimum values among the output voltages of each of the BIPV panels is determined as the target voltage, wherein each of the output voltages BIPV system, characterized in that the target voltage is determined in a direction that minimizes the amount of transformer power based on the amount of transformer power consumed for voltage boosting or depressurization.
제1항에 있어서, 상기 전압차 보정부는
상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 분석하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하는 목표전압 결정부; 및
상기 출력전압들 각각을 상기 목표전압까지 승압 또는 감압한 후, 그 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행하는 변압 MPPT부를 포함하는 것을 특징으로 하는 BIPV 시스템.
The method of claim 1, wherein the voltage difference correction unit
a target voltage determination unit that analyzes the output voltage of each of the BIPV panels and determines a target voltage that the BIPV panels should commonly output; and
A BIPV system comprising a transformer MPPT unit that boosts or reduces each of the output voltages to the target voltage and then performs MPPT to follow the target voltage.
삭제delete 삭제delete BIPV 시스템에 포함된 3이상의 BIPV 패널들 각각의 전압차를 보정하는 방법에 있어서,
주택의 창호, 외벽, 및 지붕 중 적어도 하나에 일체형으로 설치되며, 설치 방향, 입사각, 및 입사 면적 중 적어도 하나가 서로 상이한 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 수집하는 출력전압 수집단계;
상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압에 의거하여 상기 BIPV 패널들이 공통적으로 출력해야 할 목표전압을 결정하는 목표전압 결정단계; 및
상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 상기 목표전압으로 변압한 후 상기 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행하여 상기 BIPV 패널들 각각의 DC 전력을 통합한 통합 DC 전력을 출력하는 전압차 보정단계를 포함하되,
상기 목표전압 결정단계는
상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압들을 비교 분석하여 상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압들 중 최대값과 최소값을 제외한 적어도 하나의 전압값들 중 어느 하나를 상기 목표전압으로 결정하되, 상기 출력전압들 각각의 승압 또는 감압을 위해 소모되는 변압전력량에 기초하여 상기 변압전력량이 최소가 되는 방향으로 상기 목표전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차 보정방법.
In a method of correcting the voltage difference between three or more BIPV panels included in a BIPV system,
An output voltage collection step of collecting the output voltage of each of the BIPV panels, which are integrally installed on at least one of the windows, exterior walls, and roof of the house, and have different installation directions, angles of incidence, and incident areas;
A target voltage determination step of determining a target voltage to be commonly output by the BIPV panels based on the output voltage of each of the BIPV panels; and
A voltage difference correction step of transforming the output voltage of each of the BIPV panels to the target voltage and then performing MPPT to follow the target voltage to output integrated DC power that integrates the DC power of each of the BIPV panels, ,
The target voltage determination step is
By comparing and analyzing the output voltages of each of the BIPV panels, one of at least one voltage value excluding the maximum and minimum values among the output voltages of each of the BIPV panels is determined as the target voltage, wherein each of the output voltages A method for correcting the voltage difference between each of a plurality of BIPV panels, characterized in that the target voltage is determined in a direction that minimizes the amount of transformed power based on the amount of transformed power consumed for voltage boosting or reducing voltage.
삭제delete 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 전압차 보정단계는
상기 BIPV 패널들 각각의 출력전압을 상기 목표 전압까지 승압 또는 감압하는 변압단계;
상기 BIPV 패널들 각각의 출력이 상기 목표전압을 추종하도록 MPPT를 수행하는 변압 MPPT 단계; 및
상기 변압 MPPT 단계 후 출력되는 상기 BIPV 패널들 각각의 DC 전력을 통합하여 출력하는 통합 DC 전력 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 BIPV 패널들 각각의 전압차 보정방법.
The method of claim 5, wherein the voltage difference correction step is
A transforming step of boosting or reducing the output voltage of each of the BIPV panels to the target voltage;
A transform MPPT step of performing MPPT so that the output of each of the BIPV panels follows the target voltage; and
A method for correcting the voltage difference between a plurality of BIPV panels, comprising an integrated DC power output step of integrating and outputting the DC power of each of the BIPV panels output after the transform MPPT step.
KR1020230022482A 2023-02-20 2023-02-20 Bipv system and method for correcting voltage difference of each of bipv panels KR102608835B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230022482A KR102608835B1 (en) 2023-02-20 2023-02-20 Bipv system and method for correcting voltage difference of each of bipv panels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230022482A KR102608835B1 (en) 2023-02-20 2023-02-20 Bipv system and method for correcting voltage difference of each of bipv panels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102608835B1 true KR102608835B1 (en) 2023-12-01

Family

ID=89124277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230022482A KR102608835B1 (en) 2023-02-20 2023-02-20 Bipv system and method for correcting voltage difference of each of bipv panels

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102608835B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101642684B1 (en) 2016-02-29 2016-07-26 (주)대은 A Module of Abnormal Condition Diagnosis System in BIPV and Method thereof
KR20190036914A (en) * 2017-09-28 2019-04-05 한국기술교육대학교 산학협력단 High Efficiency Photovoltaic System Using DC-DC Voltage Regulator
KR20200113877A (en) * 2019-03-26 2020-10-07 주식회사 이노썬 Photovoltaics System having direct current summing control in response to the variation in the output power of the solar panel
KR102175429B1 (en) * 2018-12-19 2020-11-06 주식회사 포스코 Apparatus for photovoltaic power generation
KR102242814B1 (en) * 2020-12-31 2021-04-21 주식회사 엘파워 String-optima having possible output optimal equal voltage
KR102285990B1 (en) * 2021-02-08 2021-08-04 비케이테크 주식회사 Multi-directional balancing DC converter control system for solar cell generation power optimization
KR102412303B1 (en) * 2021-07-30 2022-06-23 주식회사 스마트파워 String optima for tracking equal voltage in string units using current value, and solar power generation system using the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101642684B1 (en) 2016-02-29 2016-07-26 (주)대은 A Module of Abnormal Condition Diagnosis System in BIPV and Method thereof
KR20190036914A (en) * 2017-09-28 2019-04-05 한국기술교육대학교 산학협력단 High Efficiency Photovoltaic System Using DC-DC Voltage Regulator
KR102175429B1 (en) * 2018-12-19 2020-11-06 주식회사 포스코 Apparatus for photovoltaic power generation
KR20200113877A (en) * 2019-03-26 2020-10-07 주식회사 이노썬 Photovoltaics System having direct current summing control in response to the variation in the output power of the solar panel
KR102242814B1 (en) * 2020-12-31 2021-04-21 주식회사 엘파워 String-optima having possible output optimal equal voltage
KR102285990B1 (en) * 2021-02-08 2021-08-04 비케이테크 주식회사 Multi-directional balancing DC converter control system for solar cell generation power optimization
KR102412303B1 (en) * 2021-07-30 2022-06-23 주식회사 스마트파워 String optima for tracking equal voltage in string units using current value, and solar power generation system using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8289183B1 (en) System and method for solar panel array analysis
JP5782233B2 (en) Energy management system and energy management method
JP5335151B2 (en) Solar power system
US20090066357A1 (en) Method and apparatus for detecting impairment of a solar array
US20110019444A1 (en) Method and apparatus for detection and control of dc arc faults
US11764723B2 (en) Methods and systems for detecting shading for solar trackers
JP6096099B2 (en) Photovoltaic power generation system and solar cell module diagnostic method
KR101297078B1 (en) Photovoltaic monitoring device that can be default diagnosis each module and method of diagnosing Photovoltaic power generator
JP2011216811A (en) Solar cell abnormality diagnosis system, solar cell abnormality diagnosis apparatus and solar cell abnormality diagnosis method
JPH08185235A (en) Linkage type solar light power generating device with abnormality checking function for solar battery module
KR101061025B1 (en) Error detecting system and method of solar photovotaic generating apparatus
JP2013093430A (en) Photovoltaic power generation system and management method thereof
CN104167988A (en) Method for judging efficiency anomaly alarms of photovoltaic system
KR20180072244A (en) Fault diagnosis control system for solar generation system and control method thereof
KR20130106532A (en) Fault diagnosis method of grid-connected photovoltaic system and apparatus thereof
EP4297272A1 (en) Photovoltaic cell testing method and apparatus, and system, medium, and chip
KR20210025361A (en) An Intergrated Solution System of PV-ESS with Reinforced Safety
KR102608835B1 (en) Bipv system and method for correcting voltage difference of each of bipv panels
KR102109157B1 (en) New regeneration energy monitoring system
KR101548127B1 (en) Method for providing comparison information of photovoltaic power generation amount and power consumption amount for energy saving, and system thereof
CN105139275A (en) Method for establishing distributed photovoltaic power stealing cost benefit evaluation model
JP6017178B2 (en) Solar cell module mounting structure and solar power generation device
KR20220131462A (en) Test device to investigate the phenomenon of christmas tree light effect due to panel deviation for solar power generation system
JP2015006117A (en) Power conditioner
WO2020022194A1 (en) Power conditioner

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant