KR20100098870A - Photovoltaic power generation system, apparatus and method for tracking maximum power point - Google Patents

Photovoltaic power generation system, apparatus and method for tracking maximum power point Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A photovoltaic power generating system, an apparatus and a method for tracing maximum power of a solar cell are provided to obtain the maximum power efficiency from a solar cell module by tracking a maximum power point from each solar cell. CONSTITUTION: A current detector(140) detects the output current of a solar cell. A voltage detector detects the output voltage of the solar cell. A switching unit(120) varies the size of an input voltage applied from the solar cell to a load. A controller(110) calculates the current power value of the solar cell using a current current-value and a current voltage-value. The controller controls the switching unit.

Description

태양광 발전 시스템, 태양전지의 최대 전력 추적 장치 및 방법{photovoltaic power generation system, apparatus and method for tracking Maximum Power Point}Photovoltaic power generation system, apparatus and method for tracking Maximum Power Point}

본 발명은 태양광 발전 시스템, 태양전지의 최대 전력 추적 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 부하의 조건에 상관 없이 태양전지의 최대 전력(Maximum Power)이 부하에 공급될 수 있도록 하는 태양광 발전 시스템, 태양전지의 최대 전력 추적 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic power generation system, a maximum power tracking device and method of a solar cell, and more particularly, a photovoltaic power generation capable of supplying a maximum power of a solar cell to a load regardless of a load condition. The present invention relates to a system and a maximum power tracking apparatus and method for a solar cell.

잘 알려진 바와 같이, 태양 에너지는 매우 깨끗한 에너지 원으로써 전세계적으로 점점 각광을 받고 있다. 그러나, 태양에너지를 전력으로 변환시키는 태양전지의 발전효율은 대략 10% 대에 그치고 있다. 따라서, 태양 에너지를 어떻게 효율적으로 취득할 수 있는지가 당면 과제이다.As is well known, solar energy is becoming increasingly popular around the world as a very clean energy source. However, the power generation efficiency of solar cells that convert solar energy into electric power is only about 10%. Therefore, how to efficiently obtain solar energy is a challenge.

태양전지(solar cell)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로서, 전압원 또는 전류원이라고 말할 수 없는 특수한 전원이다. 일반적인 선형 전압원(linear voltage source)을 사용할 때에는 부하 조건에 상관없이 원하는 동작 조건을 얻을 수 있다.A solar cell converts solar energy into electrical energy and is a special power source that cannot be referred to as a voltage source or a current source. When using a typical linear voltage source, the desired operating conditions can be achieved regardless of the load conditions.

그러나, 태양전지는 대표적인 비선형 소스이기 때문에, 태양전지로부터 생성되는 전력은 부하 조건이나 일조량 혹은 주위 온도에 따라서 크기가 변화하는 특징을 지니고 있다.However, since solar cells are typical non-linear sources, the power generated from solar cells varies in size depending on load conditions, sunshine, or ambient temperature.

따라서, 태양전지로부터 가장 큰 유효전력을 얻을 수 있는 지점(Maximum Power Point; MPP)을 추적(Tracking)하여 고정시켜 주는 기술이 필요하였다.Therefore, there is a need for a technique for tracking and fixing a maximum power point (MPP) that can obtain the largest active power from a solar cell.

최대 전력 추적(Maxumum Power Point Tracking; MPPT) 기술들에 대해서는 종래, 여러 방식들이 제안되었다.Conventionally, several schemes have been proposed for Maximum Power Point Tracking (MPPT) techniques.

특히, 등산법(Hill Climbing) MPPT는 태양전지의 출력 전력을 주기적으로 취득하고, 현재 취득값과 그 전에 취득한 이전 취득값을 비교하여 최대 전력점(MPP)을 찾는 방식이다.In particular, the Hill Climbing MPPT is a method of periodically acquiring the output power of the solar cell and comparing the current acquired value with the previous acquired value to find the maximum power point (MPP).

그러나, 종래, 등산법을 이용한 최대 전력 추적 방법에 따르면, 몇 가지 문제점이 있었다.However, according to the conventional maximum power tracking method using the climbing method, there are some problems.

첫째, 취득한 전력값들을 비교하고, 비교 결과를 토대로 최대 전력점의 도달 여부를 판정하는 등 결과를 얻기까지 많은 시간이 소요된다고 하는 문제점이 있었다.First, there is a problem that it takes a long time to obtain a result, such as comparing the acquired power values, and determining whether the maximum power point is reached based on the comparison result.

둘째, 최대 전력점에 도달한 후에도 그 점을 유지하기 위해서 같은 비교, 판정을 반복할 필요가 있고 그 결과, 안정적인 최대 전력점을 유지하기가 어렵다는 문제점이 있었다. 즉, 태양전지의 전력이 하강, 상승을 반복하여 최대 전력점이 진동하게 된다.Second, even after reaching the maximum power point, it is necessary to repeat the same comparison and determination in order to maintain the point, and as a result, it is difficult to maintain a stable maximum power point. That is, the maximum power point oscillates as the power of the solar cell descends and rises repeatedly.

셋째, 태양전지 모듈 하나는 보통, 특성이 각기 다른 여러 개의 태양전지의 조합으로 이루어지게 된다. 즉, 이러한 부정합으로 인해 태양전지 모듈로부터 최대의 전력효율을 얻기가 어렵다고 하는 문제점이 있었다.Third, one solar cell module is usually made of a combination of several solar cells of different characteristics. That is, due to such mismatch, there is a problem that it is difficult to obtain the maximum power efficiency from the solar cell module.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일조량과 온도 등에 따라 매 순간 변화하는 태양전지의 출력 전압과 출력 전류를 검출하는 순간 변동 검출식을 이용하여 최대 전력점에 빠르게 도달하고 안정적으로 최대 전력점을 유지할 수 있도록 한 태양전지의 최대 전력 추적 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by using the instantaneous fluctuation detection equation that detects the output voltage and output current of the solar cell that changes every moment according to the amount of sunshine and temperature, to reach the maximum power point quickly and stably It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for tracking the maximum power of a solar cell to maintain a maximum power point.

또한, 본 발명은 태양전지별로 최대 전력점을 추적함으로써 태양전지 모듈로부터 최대의 전력효율을 얻을 수 있도록 한 태양광 발전 시스템을 제공함을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system that can obtain the maximum power efficiency from the solar cell module by tracking the maximum power point for each solar cell.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 태양전지의 최대 전력 추적 장치는 태양전지의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부; 태양전지의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부; 상기 태양전지에서 부하로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 스위칭부; 및 상기 전류 검출부에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 상기 전압 검출부에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산하고, 상기 현재 전력값이 상기 현재 전력값 이전에 계산된 이전 전력값(P_old)보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 현재 전압값 이전에 계산된 이전 전압값(V_old)보다 크면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상 기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다. In order to achieve the above object, the maximum power tracking device of the solar cell of the present invention includes a current detector for detecting the output current of the solar cell; A voltage detector for detecting an output voltage of the solar cell; A switching unit for converting a magnitude of an input voltage input from the solar cell to a load; And calculating a current power value P_new of the solar cell using the current current value I_new detected by the current detector and the current voltage value V_new detected by the voltage detector, and the current power value If the current voltage value is greater than the previous power value P_old calculated before the current power value is greater than the previous voltage value (V_old) calculated before the current voltage value, the switching unit is controlled to boost the input voltage, and the current When the power value is less than the previous power value and the current voltage value is less than the previous voltage value, the switching unit is controlled to boost the input voltage, and the current power value is greater than the previous power value and the current voltage value is When the input voltage is less than the previous voltage value, the switching unit is controlled to step down, and the current power value is less than the previous power value and the current And a control unit controlling the switching unit so that the input voltage is stepped down when the re-voltage value is greater than the previous voltage value.

또한, 본 발명의 태양전지의 최대 전력 추적 방법은 태양전지의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부와, 태양전지의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부와, 태양전지에서 부하로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 스위칭부 및 상기 스위칭부를 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어진 태양전지의 최대 전력 추적 장치의 상기 제어부에 의해 수행되며, 상기 전류 검출부에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 상기 전압 검출부에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산하는 단계; 상기 현재 전력값과 상기 현재 전력값 이전에 계산된 이전 전력값(P_old)을 비교하고, 상기 현재 전압값과 상기 현재 전압값 이전에 계산된 이전 전압값(V_old)을 비교하는 단계; 및 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하는 단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the maximum power tracking method of the solar cell of the present invention, the current detector for detecting the output current of the solar cell, the voltage detector for detecting the output voltage of the solar cell, the magnitude of the input voltage input to the load from the solar cell The current current value (I_new) and the voltage detection unit is performed by the control unit of the maximum power tracking device of the solar cell comprising a switching unit for converting and a control unit for controlling the switching unit Calculating a current power value P_new of the solar cell using the current voltage value V_new detected by the step S9; Comparing the current power value with a previous power value (P_old) calculated before the current power value and comparing the current voltage value with a previous voltage value (V_old) calculated before the current voltage value; And controlling the switching unit to boost the input voltage when the current power value is greater than the previous power value and the current voltage value is greater than the previous voltage value, and the current power value is less than the previous power value and the current voltage value. The switching unit controls the input voltage to increase when the input voltage is smaller than the previous voltage value. When the current power value is greater than the previous power value and the current voltage value is smaller than the previous voltage value, the switching voltage is decreased. And controlling the switching unit so that the input voltage is stepped down when the current power value is smaller than the previous power value and the current voltage value is greater than the previous voltage value.

상기 제어부는, 상기 제어부가 상기 스위칭부로 출력하는 펄스의 폭을 변조함으로써 상기 스위칭부를 제어하는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit controls the switching unit by modulating a width of a pulse output from the control unit to the switching unit.

또한, 본 발명의 태양광 발전 시스템은 태양전지의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부와, 태양전지의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부와, 태양전지에 연결되어 있는 부하로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 스위칭부와, 상기 전류 검출부에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 상기 전압 검출부에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산하고, 상기 현재 전력값이 상기 현재 전력값 이전에 계산된 이전 전력값(P_old)보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 현재 전압값 이전에 계산된 이전 전압값(V_old)보다 크면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 태양전지의 최대 전력 추적 장치; 및 다수의 상기 최대 전력 추적 장치에 일 대 일로 연결되어 있는 다수의 태양전지를 포함하여 이루어진다.In addition, the photovoltaic power generation system of the present invention includes a current detector for detecting an output current of a solar cell, a voltage detector for detecting an output voltage of the solar cell, and an input voltage input to a load connected to the solar cell. The current power value P_new of the solar cell is calculated by using a switching unit for converting the current signal, a current current value I_new detected by the current detector, and a current voltage value V_new detected by the voltage detector. When the current power value is greater than the previous power value P_old calculated before the current power value and the current voltage value is greater than the previous voltage value V_old calculated before the current voltage value, the input voltage is stepped up. And control the switching unit, and if the current power value is less than the previous power value and the current voltage value is less than the previous voltage value, the input voltage is stepped up. And controlling the switching unit so that the input voltage is stepped down when the current power value is greater than the previous power value and the current voltage value is less than the previous voltage value, and the current power value is the previous power value. A maximum power tracking device of a solar cell including a control unit which controls the switching unit to reduce the input voltage when the current voltage value is smaller than the previous voltage value; And a plurality of solar cells connected one to one to the plurality of maximum power tracking devices.

본 발명의 태양광 발전 시스템, 태양전지의 최대 전력 추적 장치 및 방법에 따르면, 태양전지로부터 신속하고 안정적으로 최대 전력을 얻을 수 있다. 또한, 다수의 태양전지를 조합하여 사용하는 경우에도 최대 전력을 얻을 수 있게 된다.According to the solar power generation system and the maximum power tracking device and method of the solar cell of the present invention, it is possible to obtain the maximum power quickly and stably from the solar cell. In addition, even when a plurality of solar cells are used in combination, the maximum power can be obtained.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 태양전지의 최대 전력 추적 장치 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a maximum power tracking device and method for a solar cell according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 최대 전력 추적 장치의 전기적인 블록 구성도이다.1 is an electrical block diagram of a maximum power tracking device of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지의 최대 전력 추적 장치(100)는 전압 검출부(130), 전류 검출부(140), 스위칭부(120) 및 제어부(110)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the maximum power tracking device 100 of the solar cell according to the present invention includes a voltage detector 130, a current detector 140, a switching unit 120, and a controller 110.

전압 검출부(130)는 태양전지(100)가 출력하는 출력 전압을 검출하기 위한 것이다.The voltage detector 130 is for detecting an output voltage output by the solar cell 100.

전류 검출부(140)는 태양전지(100)가 출력하는 출력 전류를 검출하기 위한 것이다.The current detector 140 is for detecting an output current output by the solar cell 100.

스위칭부(120)는 태양전지(100)에서 부하(300)로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 것이다. 구체적으로, 스위칭부(120)는 트렌지스터 예컨대, FET, MOSFET 혹은 IGBT로 구현된다.The switching unit 120 is for converting the magnitude of the input voltage input from the solar cell 100 to the load 300. Specifically, the switching unit 120 is implemented with a transistor, for example, a FET, a MOSFET or an IGBT.

제어부(110)는 전류 검출부(140)에 의해 검출된 전류값과 전압 검출부(130)에 의해 검출된 전압값에 의거하여 태양전지(100)의 최대 전력점을 추적하고, 일정한 전력 즉, 태양전지(100)의 최대 전력이 부하(300)에 공급될 수 있도록 스위칭부(120)를 제어하는 것이다.The control unit 110 tracks the maximum power point of the solar cell 100 based on the current value detected by the current detector 140 and the voltage value detected by the voltage detector 130, and the constant power, that is, the solar cell. It is to control the switching unit 120 so that the maximum power of (100) can be supplied to the load (300).

여기서, 제어부(110)가 스위칭부(120)를 제어하는 방식은 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 방식이 되는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(110)는 스위칭부(120)의 게이트(G) 단자로 일정한 전압 레벨을 갖는 펄스를 출력한다. 이때, 두 검출부(130, 140)에 의해 검출된 값에 따라 펄스의 폭을 변조함으로써 소스(S)와 드레인(D) 사이의 전류를 제어하는 것이다.Here, the control unit 110 controls the switching unit 120 is preferably a pulse width modulation (PWM) system. That is, the controller 110 outputs a pulse having a constant voltage level to the gate (G) terminal of the switching unit 120. At this time, the current between the source S and the drain D is controlled by modulating the width of the pulse in accordance with the values detected by the two detectors 130 and 140.

도 2는 태양전지의 출력 특성 그래프로서, 도 2를 참조로 하여 제어부(110)에 의한 본 발명의 최대 전력점 추적 및 공급 방식을 좀 더 구체적으로 설명한다. 도 2에서 Pm은 태양전지의 최대 전력점을 나타내는 것이다.FIG. 2 is a graph illustrating output characteristics of a solar cell, and more specifically describes a maximum power point tracking and supply method of the present invention by the controller 110 with reference to FIG. 2. In Figure 2, P m represents the maximum power point of the solar cell.

먼저, 제어부(110)는 전류 검출부(140)에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 전압 검출부(130)에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산한다. 그 다음, 현재 전력값과 그 이전에 계산된 이전 전력값(P_old)을 비교하고, 현재 전압값과 그 이전에 검출된 이전 전압값(V_old)을 비교한다.First, the controller 110 uses the current current value I_new detected by the current detector 140 and the current voltage value V_new detected by the voltage detector 130 to present the current power value P_new of the solar cell. Calculate Next, the current power value is compared with the previous power value P_old calculated before, and the current voltage value is compared with the previous voltage value V_old detected before.

비교 결과, 현재 전력값 P2가 이전 전력값 P1보다 크고 현재 전압값 V2가 이전 전압값 V1보다 크면(도 2 참조), 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 승압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.As a result of comparison, when the current power value P 2 is greater than the previous power value P 1 and the current voltage value V 2 is greater than the previous voltage value V 1 (see FIG. 2), the voltage input to the load 300 is increased by a predetermined voltage change amount ΔV. The switching unit 120 is controlled to be boosted.

또한, 현재 전력값 P1이 이전 전력값 P2보다 작고 현재 전압값 V1이 이전 전압값 V2보다 작으면(도 2 참조), 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 승압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.Further, when the current power value P 1 is smaller than the previous power value P 2 and the current voltage value V 1 is smaller than the previous voltage value V 2 (see FIG. 2), the voltage input to the load 300 is divided by a predetermined voltage change amount ΔV. The switching unit 120 is controlled to be boosted.

반면, 현재 전력값 P3이 이전 전력값 P4보다 크고 현재 전압값 V3가 이전 전압값 V4보다 작으면(도 2 참조), 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 강압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.On the other hand, when the current power value P 3 is greater than the previous power value P 4 and the current voltage value V 3 is smaller than the previous voltage value V 4 (see FIG. 2), the voltage input to the load 300 is divided by a predetermined voltage change amount ΔV. , To control the switching unit 120 to be a step-down.

또한, 현재 전력값 P4이 이전 전력값 P3보다 작고 현재 전압값 V4가 이전 전압값 V3보다 크면(도 2 참조), 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 강압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.In addition, when the current power value P 4 is smaller than the previous power value P 3 and the current voltage value V 4 is larger than the previous voltage value V 3 (see FIG. 2), the voltage input to the load 300 by the predetermined voltage change amount ΔV, The switching unit 120 is controlled to be step-down.

이상으로, 도 2를 참조로 하여 설명한 위와 같은 제어 방식은 부하(300)에 태양전지의 최대 전력 Pm을 공급하기 위한 것이다.As described above, the control method described above with reference to FIG. 2 is for supplying the maximum power P m of the solar cell to the load 300.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 최대 전력 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 설명의 주체는 제어부(110)임을 밝혀둔다.3 is a flowchart illustrating a method of tracking a maximum power of a solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention, and the main subject of the description is the controller 110.

먼저, 단계 S100에서는 전류 검출부(140)에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 전압 검출부(130)에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산한다.First, in step S100, the present power value P_new of the solar cell is calculated using the present current value I_new detected by the current detector 140 and the present voltage value V_new detected by the voltage detector 130. do.

그 다음, 단계 S110에서는 현재 전력값과 이전 전력값(P_old)을 비교한다.Next, in step S110, the current power value and the previous power value P_old are compared.

단계 S110에서의 비교 결과, 현재 전력값이 이전 전력값보다 큰 경우에는 단계 S120으로 진행하여 현재 전압값과 이전 전압값(V_old)을 비교한다.As a result of the comparison in step S110, when the current power value is greater than the previous power value, the flow advances to step S120 to compare the current voltage value with the previous voltage value V_old.

단계 S120에서의 비교 결과, 현재 전압값이 이전 전압값보다 큰 경우에는 단계 S130으로 진행하여 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 승압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.As a result of the comparison in step S120, when the current voltage value is greater than the previous voltage value, the control unit 120 controls the switching unit 120 to step up the voltage input to the load 300 by a predetermined voltage change amount ΔV. .

반면, 단계 S120에서의 비교 결과, 현재 전압값이 이전 전압값보다 작은 경우에는 단계 S140으로 진행하여 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 강압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.On the other hand, when the comparison result in step S120, if the current voltage value is smaller than the previous voltage value, the process proceeds to step S140 and the switching unit 120 to step down so that the voltage input to the load 300 by a predetermined voltage change amount ΔV To control.

한편, 단계 S110에서의 비교 결과, 현재 전력값이 이전 전력값보다 작은 경우에는 단계 S150으로 진행하여 현재 전압값과 이전 전압값을 비교한다.On the other hand, as a result of the comparison in step S110, when the current power value is smaller than the previous power value, the process proceeds to step S150 to compare the current voltage value and the previous voltage value.

단계 S150에서의 비교 결과, 현재 전압값이 이전 전압값보다 큰 경우에는 단계 S160으로 진행하여 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 승압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.As a result of the comparison in step S150, when the current voltage value is greater than the previous voltage value, the control unit 120 controls the switching unit 120 to step up the voltage input to the load 300 by a predetermined voltage change amount ΔV. .

반면, 150에서의 비교 결과, 현재 전압값이 이전 전압값보다 작은 경우에는 단계 S170으로 진행하여 부하(300)로 입력되는 전압을 미리 정해진 전압 변화량 ΔV 만큼, 강압이 되도록 스위칭부(120)를 제어한다.On the contrary, when the current voltage value is smaller than the previous voltage value as a result of comparison at 150, the control unit 120 controls the switching unit 120 to step down the voltage input to the load 300 by a predetermined voltage change amount ΔV. do.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 전기적인 블록 구성도이다.4 is an electrical block diagram of a solar power system according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템은 다수의 최대 전력 추적 장치와, 다수의 최대 전력 추적 장치에 일 대 일(one to one)으로 연 결되어 있는 다수의 태양전지를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 4, the solar power generation system according to the present invention includes a plurality of maximum power tracking devices and a plurality of solar cells connected one to one to the plurality of maximum power tracking devices. It is made to include.

전술한 구성에서, 최대 전력 추적 장치는 태양전지의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부, 태양전지의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부, 태양전지에 연결되어 있는 부하로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 스위칭부, 및 전류 검출부에 의해 검출된 전류값과 전압 검출부에 의해 검출된 전압값에 의거하여 태양전지의 최대 전력점을 추적하고, 태양전지의 최대 전력이 부하에 공급될 수 있도록 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.In the above configuration, the maximum power tracking device converts the magnitude of the input voltage input to the load connected to the solar cell, the current detector for detecting the output current of the solar cell, the voltage detector for detecting the output voltage of the solar cell A switching unit for tracking the maximum power point of the solar cell based on the current value detected by the current detection unit and the voltage value detected by the voltage detection unit, and the switching unit so that the maximum power of the solar cell can be supplied to the load. It includes a control unit for controlling.

또한, 태양전지는 그룹별로 일조 조건이나 온도 조건이 다른 곳에 위치하게 된다.In addition, the solar cells are located in different places in the sun conditions or temperature conditions.

여기서, 제어부의 최대 전력점 추적 및 공급 방식은 앞서 설명한 것과 동일하므로 설명은 생략한다.Here, since the maximum power point tracking and supply method of the control unit is the same as described above, description thereof is omitted.

즉, 본 발명에 따른 태양관 발전 시스템에 따르면, 태양전지별로 최대 전력점을 추적함으로써 태양전지 모듈의 최대 전력을 부하에 공급할 수 있다.That is, according to the solar tube power generation system according to the present invention, it is possible to supply the maximum power of the solar cell module to the load by tracking the maximum power point for each solar cell.

본 발명의 태양광 발전 시스템, 태양전지의 최대 전력 추적 장치 및 방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The photovoltaic power generation system and the maximum power tracking device and method of the solar cell of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 최대 전력 추적 장치의 전기적인 블록 구성도,1 is an electrical block diagram of a maximum power tracking device for a solar cell according to an embodiment of the present invention;

도 2는 태양전지의 출력 특성 그래프,2 is an output characteristic graph of a solar cell,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 최대 전력 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도,3 is a flowchart illustrating a maximum power tracking method of a solar cell according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 전기적인 블록 구성도이다.4 is an electrical block diagram of a solar power system according to an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

100: 최대 전력 추적 장치100: maximum power tracking device

110: 제어부110: control unit

120: 스위칭부120: switching unit

130: 전압 검출부130: voltage detector

140: 전류 검출부140: current detection unit

Claims (5)

태양전지의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부;A current detector for detecting an output current of the solar cell; 태양전지의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부;A voltage detector for detecting an output voltage of the solar cell; 상기 태양전지에서 부하로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 스위칭부; 및A switching unit for converting a magnitude of an input voltage input from the solar cell to a load; And 상기 전류 검출부에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 상기 전압 검출부에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산하고, 상기 현재 전력값이 상기 현재 전력값 이전에 계산된 이전 전력값(P_old)보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 현재 전압값 이전에 계산된 이전 전압값(V_old)보다 크면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 태양전지의 최대 전력 추적 장치.The current power value P_new of the solar cell is calculated using the current current value I_new detected by the current detector and the current voltage value V_new detected by the voltage detector, and the current power value is the current. When the input voltage is greater than the previous power value P_old calculated before the power value and the current voltage value is greater than the previous voltage value V_old calculated before the current voltage value, the control unit controls the switching unit so that the input voltage is increased. If the value is less than the previous power value and the current voltage value is less than the previous voltage value, the switching unit is controlled to boost the input voltage, the current power value is greater than the previous power value and the current voltage value is the previous If the voltage value is less than the input voltage is controlled to control the switching unit, the current power value is less than the previous power value and the current Apgap the maximum power tracking of the solar cell device made by a control unit for controlling the switching section so that the input voltage step-down is greater than the previous voltage value. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는, 상기 제어부가 상기 스위칭부로 출력하는 펄스의 폭을 변조함으로써 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 최대 전력 추적 장치.The control unit, the maximum power tracking device of the solar cell, characterized in that for controlling the switching unit by modulating the width of the pulse output to the switching unit. 태양전지의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부와, 태양전지의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부와, 태양전지에서 부하로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 스위칭부 및 상기 스위칭부를 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어진 태양전지의 최대 전력 추적 장치의 상기 제어부에 의해 수행되며,A current detector for detecting the output current of the solar cell, a voltage detector for detecting the output voltage of the solar cell, a switching unit for converting the magnitude of the input voltage input to the load from the solar cell and for controlling the switching unit Is performed by the control unit of the maximum power tracking device of the solar cell comprising a control unit, 상기 전류 검출부에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 상기 전압 검출부에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산하는 단계;Calculating a current power value P_new of the solar cell using the current current value I_new detected by the current detector and the current voltage value V_new detected by the voltage detector; 상기 현재 전력값과 상기 현재 전력값 이전에 계산된 이전 전력값(P_old)을 비교하고, 상기 현재 전압값과 상기 현재 전압값 이전에 계산된 이전 전압값(V_old)을 비교하는 단계; 및Comparing the current power value with a previous power value (P_old) calculated before the current power value and comparing the current voltage value with a previous voltage value (V_old) calculated before the current voltage value; And 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 태양전지의 최대 전력 추적 방법.When the current power value is greater than the previous power value and the current voltage value is greater than the previous voltage value, the switching unit is controlled to boost the input voltage, and the current power value is smaller than the previous power value and the current voltage value is The switching unit controls the switching unit to boost the input voltage when the voltage is less than the previous voltage value. When the current power value is greater than the previous power value and the current voltage value is less than the previous voltage value, the switching unit is stepped down. And controlling the switching unit so that the input voltage is stepped down when the current power value is less than the previous power value and the current voltage value is greater than the previous voltage value. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제어부는, 상기 제어부가 상기 스위칭부로 출력하는 펄스의 폭을 변조함으로써 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 최대 전력 추적 방법.The control unit, the maximum power tracking method of the solar cell, characterized in that for controlling the switching unit by modulating the width of the pulse output to the switching unit. 태양전지의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 검출부와, 태양전지의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부와, 태양전지에 연결되어 있는 부하로 입력되는 입력 전압의 크기를 변환하기 위한 스위칭부와, 상기 전류 검출부에 의해 검출된 현재 전류값(I_new)과 상기 전압 검출부에 의해 검출된 현재 전압값(V_new)을 이용하여 태양전지의 현재 전력값(P_new)을 계산하고, 상기 현재 전력값이 상기 현재 전력값 이전에 계산된 이전 전력값(P_old)보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 현재 전압값 이전에 계산된 이전 전압값(V_old)보다 크면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 승압되도록 상기 스위칭부를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 크고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 작으면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부 를 제어하며, 상기 현재 전력값이 상기 이전 전력값보다 작고 상기 현재 전압값이 상기 이전 전압값보다 크면 상기 입력 전압이 강압되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 태양전지의 최대 전력 추적 장치; 및A current detector for detecting an output current of the solar cell, a voltage detector for detecting an output voltage of the solar cell, a switching unit for converting an input voltage input to a load connected to the solar cell, and the current The current power value P_new of the solar cell is calculated using the current current value I_new detected by the detector and the current voltage value V_new detected by the voltage detector, and the current power value is the current power value. When the current voltage value is greater than the previously calculated previous power value P_old and the current voltage value is greater than the previous voltage value V_old calculated before the current voltage value, the switching unit is controlled to boost the input voltage, and the current power value is When the current value is less than the previous power value and the current voltage value is less than the previous voltage value, the switching unit is controlled to boost the input voltage, the current If the output value is greater than the previous power value and the current voltage value is less than the previous voltage value, the switching unit is controlled to step down, wherein the current power value is less than the previous power value and the current voltage value is the same. A maximum power tracking device for a solar cell including a control unit controlling the switching unit to step down the input voltage when the voltage is greater than a previous voltage value; And 다수의 상기 최대 전력 추적 장치에 일 대 일로 연결되어 있는 다수의 태양전지를 포함하여 이루어진 태양광 발전 시스템.A photovoltaic power generation system comprising a plurality of solar cells connected one-to-one to a plurality of the maximum power tracking device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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