KR20130137926A

KR20130137926A - Photovoltaic module

Info

Publication number: KR20130137926A
Application number: KR1020120061626A
Authority: KR
Inventors: 신준오; 김병수; 김화년; 홍세은
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-18

Abstract

The present invention relates to a photovoltaic module. According to the embodiment of the present invention, the photovoltaic module includes solar cells, a solar cell module outputting a first DC power source, and a boosting module outputting a second DC power source. Therefore, the output of the photovoltaic module is improved. [Reference numerals] (530) DC/DC convertor;(540) Inverter;(65) Battery

Description

Solar Modules {Photovoltaic module}

본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 태양광 모듈의 출력을 향상시킬 수 있는 태양광 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar module, and more particularly, to a solar module capable of improving the output of the solar module.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention as a next-generation battery that converts solar energy directly into electrical energy using semiconductor devices.

본 발명의 목적은, 출력을 향상시킬 수 있는 태양광 모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a solar module that can improve the output.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하며, 제1 직류 전원을 출력하는 태양 전지 모듈과, 부스팅 전압을 저장하며, 제1 직류 전원에 부스팅 전압을 추가하여, 제2 직류 전원을 출력하는 부스팅 모듈을 포함한다.A solar module according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is provided with a plurality of solar cells, and outputs a first DC power source, and stores a boosting voltage, boosting to the first DC power source And a boosting module configured to output a second DC power by adding a voltage.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하며, 제1 직류 전원을 출력하는 태양 전지 모듈과, 부스팅 전압을 저장하며, 제1 직류 전원의 크기가 소정치 이하인 경우, 제1 직류 전원에 부스팅 전압을 추가하여, 제2 직류 전원을 출력하는 부스팅 모듈과, 제2 직류 전원을 레벨 변환하여 제3 직류 전원을 출력하는 dc/dc 컨버터를 포함한다. In addition, the solar module according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the solar cell module having a plurality of solar cells, and outputs a first DC power source, and stores the boosting voltage, the first DC power source If the size is less than or equal to a predetermined value, a boosting module for adding a boosting voltage to the first DC power supply, and outputs a second DC power supply, and a dc / dc converter for level-converting the second DC power supply to output a third DC power supply. Include.

본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지 모듈의 출력단에, 부스팅 전압을 저장하여, 부스팅 전압을 추가하여 출력하는 부스팅 모듈을 배치함으로써, 태양광 모듈의 출력을 향상시킬 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, by outputting a boosting voltage to the output terminal of the solar cell module, by adding a boosting voltage to the output, it is possible to improve the output of the solar module.

특히, 태양 전지 모듈의 출력단의 전원인 제1 직류 전원의 크기가 소정치 이하인 경우, 제1 직류 전원에 부스팅 전압을 추가함으로써, 태양 전지 모듈에 광 조사량이 적은 경우에도, 일정량 이상의 전압을 출력할 수 있게 된다. In particular, when the size of the first DC power source, which is the power supply of the output terminal of the solar cell module, is less than or equal to a predetermined value, by adding a boosting voltage to the first DC power supply, a voltage of a predetermined amount or more may be output even when the solar cell module has a small amount of light irradiation. It becomes possible.

한편, 제1 직류 전원의 크기가 부스팅 전압의 크기 보다 작은 경우, 부스팅 모듈과 태양전지 모듈과의 전기적 접속을 차단함으로써, 부스팅 모듈에서, 태양 전지 모듈로의 역동작을 방지할 수 있게 된다.On the other hand, when the size of the first DC power supply is smaller than the boosting voltage, by blocking the electrical connection between the boosting module and the solar cell module, it is possible to prevent the reverse operation from the boosting module to the solar cell module.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이다.
도 5는 도 4의 태양 전지 모듈의 배면도이다.
도 6은 도 4의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 7은 도 4의 태양 전지 모듈의 바이패스 다이오드 구성의 일예이다.
도 8은 도 4의 태양 전지 모듈의 전압 대비 전류 곡선을 예시한다.
도 9는 도 4의 태양 전지 모듈의 전압 대비 전력 곡선을 예시한다.
도 10은 도 1의 태양 전지 모듈과 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 전압 대비 전류 곡선을 예시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 일예이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 다른 예이다.1 is a block diagram of a solar module having a boosting module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a solar module including a boosting module according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a solar module including a boosting module according to another embodiment of the present invention.
4 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention.
5 is a rear view of the solar cell module of FIG. 4.
6 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG. 4.
7 is an example of a bypass diode configuration of the solar cell module of FIG. 4.
8 illustrates a voltage versus current curve of the solar cell module of FIG. 4.
9 illustrates a voltage versus power curve of the solar cell module of FIG. 4.
FIG. 10 illustrates a voltage versus current curve of a solar module including the solar cell module and the boosting module of FIG. 1.
11 is an example of an internal circuit diagram of a junction box of a solar module according to an embodiment of the present invention.
12 is another example of an internal circuit diagram of a junction box of a solar module according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms "module" and "part" may be used interchangeably.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 블록도이다.1 is a block diagram of a solar module having a boosting module according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈(100)은, 태양 전지 모듈(50), 부스팅 모듈(60)을 포함할 수 있다. 한편, 태양광 모듈(100)은, dc/dc 컨버터(530)를 더 포함할 수 있다. 한편, 태양광 모듈(100)은, dc/dc 컨버터(530), 및 인버터(540)를 더 포함할 수 있다. Referring to the drawings, the photovoltaic module 100 according to an embodiment of the present invention may include a solar cell module 50 and a boosting module 60. The solar module 100 may further include a dc / dc converter 530. The solar module 100 may further include a dc / dc converter 530 and an inverter 540.

태양 전지 모듈(50)은, 복수의 태양 전지를 구비하며, 제1 직류 전원(V1)을 출력할 수 있다. 태양전지(미도시)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자이다. 태양 전지 모듈(50)은, 이러한 복수의 태양 전지를 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합의 구조로 구비할 수 있다. 태양 전지 모듈(50)에 대해서는, 도 4 이하를 참조하여 후술한다.The solar cell module 50 is provided with the some solar cell, and can output the 1st DC power supply V1. A solar cell (not shown) is a semiconductor element which changes solar energy into electrical energy. The solar cell module 50 may be provided with such a plurality of solar cells in a structure of serial, parallel or series-parallel mixing. The solar cell module 50 will be described later with reference to FIG. 4 and below.

한편, 발전 초기나 해질 무렵의 광조사량이 부족한 시점, 또는 야간이나 우천시에는, 태양 전지 모듈(50)에서, 출력되는 제1 직류 전원(V1)의 크기가 작아질 수 있다. 예를 들어, 태양 전지 모듈(50)에서 출력되는 제1 직류 전원(V1)의 크기가 소정치(Vth) 이하일 수 있으며, 결국, dc/dc 컨버터(530)와 인버터(540)의 동작에도 불구하고, 활용 가능한 직류 전원 또는 교류 전원을 외부로 출력하기 힘들게 된다.On the other hand, when the amount of light irradiation at the beginning of power generation or at sunset is insufficient, or at night or in rainy weather, the size of the first DC power supply V1 output from the solar cell module 50 may be reduced. For example, the size of the first DC power supply V1 output from the solar cell module 50 may be equal to or less than a predetermined value Vth, and eventually, despite the operation of the dc / dc converter 530 and the inverter 540. In addition, it is difficult to output the available DC power or AC power to the outside.

본 발명에서는, 이와 같이, 태양 전지 모듈(50)에서 출력되는 제1 직류 전원의 크기가 작은 경우라도, 태양광 모듈(100)의 출력을 향상시키기 위해, 부스팅 모듈(60)을 사용하는 것으로 한다.In the present invention, even when the size of the first DC power output from the solar cell module 50 is small, the boosting module 60 is used to improve the output of the solar module 100. .

이를 위해, 도 1의 부스팅 모듈(60)은, 부스팅 전압(V_Boost)을 저장하는 배터리(65)를 포함한다. 배터리(65)는, 충전가능한 2차 전지 또는 1차 전지 등이 가능하다. 예를 들어, 니켈-카드뮬 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-메탈하이드라이드 전지, 리튬-이온 전지, 알카 라인 전지, 망간 전지, 리튬 전지 등이 가능하다.To this end, the boosting module 60 of FIG. 1 includes a battery 65 that stores the boosting voltage V _Boost . The battery 65 may be a rechargeable secondary battery, a primary battery, or the like. For example, nickel-cadmule batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-metal hydride batteries, lithium-ion batteries, alkaline batteries, manganese batteries, lithium batteries and the like are possible.

한편, 태양 전지 모듈(50)이 도 1과 같이, 6*10의 태양 전지(130)를 포함할 수 있다. 정상적으로 동작하는 태양 전지 모듈(50)이 출력하는 제1 직류 전원(V1)은, 대략 30V 내지 38V인 경우, 배터리(65)에 저장되는 부스팅 전압(V_Boost)은 대략 9V 정도일 수 있다. 이에 따라, 정상적으로 동작하는 태양 전지 모듈(50)을 포함하는 태양광 모듈(100)의 경우, 제1 직류 전원(V1)과 부스팅 전압(V_Boost)의 합인, 대략 39V 내지 47V의 제2 직류 전원(V2)을 출력할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 1, the solar cell module 50 may include a 6 * 10 solar cell 130. When the first DC power supply V1 output from the solar cell module 50 that operates normally is about 30V to 38V, the boosting voltage V _Boost stored in the battery 65 may be about 9V. Accordingly, in the case of the photovoltaic module 100 including the solar cell module 50 that operates normally, the second direct current power source of approximately 39 V to 47 V, which is the sum of the first DC power supply V1 and the boosting voltage V _Boost . (V2) can be output.

한편, 발전 초기나 해질 무렵의 광조사량이 부족한 시점에서 동작하는 태양 전지 모듈(50)에서 출력되는 제1 직류 전원(V1)은, 대략 9V 내지 20V 이하일 수 있다. 이에 따라, 광조사량이 부족한 시점에 동작하는 태양 전지 모듈(50)을 포함하는 태양광 모듈(100)의 경우, 제1 직류 전원(V1)과 부스팅 전압(V_Boost)의 합인, 대략 18V 내지 29V의 제2 직류 전원(V2)을 출력할 수 있다.On the other hand, the first DC power supply V1 output from the solar cell module 50 operating at the initial stage of power generation or at a time when the amount of light irradiation is insufficient may be approximately 9V to 20V or less. Accordingly, in the case of the photovoltaic module 100 including the solar cell module 50 that operates when the light irradiation amount is insufficient, approximately 18V to 29V, which is the sum of the first DC power supply V1 and the boosting voltage V _Boost . Can output the second DC power supply V2.

이에 따라, 태양 전지 모듈(50)이, 발전 초기나 해질 무렵의 광조사량이 부족한 시점에도 불구하고, 태양광 모듈의 출력을 향상시킬 수 있게 된다.Thereby, the solar cell module 50 can improve the output of a solar module, even when the light irradiation amount in the initial stage of power generation or the time of sunset is insufficient.

dc/dc 컨버터(530)는, 제2 직류 전원(V2)을 입력받아 레벨 변환하여 제3 직류 전원(V3)을 출력한다.The dc / dc converter 530 receives the second DC power supply V2 and performs level conversion to output the third DC power supply V3.

인버터(540)는, 제3 직류 전원(V3)을 변환하여 교류 전원을 출력한다.The inverter 540 converts the third DC power supply V3 to output AC power.

한편, 도 1에서의 태양광 모듈(100)은, 태양 전지 모듈(50) 하나에, 하나의 dc/dc 컨버터(530)와 인버터(540)가 배치되는 것을 예시하나, 이와 달리, 복수의 태양 전지 모듈에 하나의 dc/dc 컨버터(530)와 인버터(540)가 배치되는 것도 가능하다.Meanwhile, the solar module 100 of FIG. 1 illustrates that one dc / dc converter 530 and an inverter 540 are disposed in one solar cell module 50. One dc / dc converter 530 and an inverter 540 may be disposed in the battery module.

예를 들어, 하나의 태양 전지 모듈(50)에 하나의 컨버터(530)와 인버터(540)가 배치되는 경우, 해당하는 인버터를 마이크로 인버터(micro inverter)라 명명할 수 있다. 이러한 마이크로 인버터(540)가 사용되는 경우, dc/dc 컨버터(530)는, 태양 전지 모듈(50)로부터, 제2 직류 전원(V2)으로서, 대략 30 내지 50V 전원을 입력받아, 350V 내지 500V의 제3 직류 전원(V3)으로, 레벨 변환하여 출력할 수 있으며, 마이크로 인버터(540)는, 350V 내지 400V의 직류 전원을 변환하여 220V의 교류 전원으로 변환할 수 있다.For example, when one converter 530 and an inverter 540 are disposed in one solar cell module 50, the corresponding inverter may be referred to as a micro inverter. When the micro inverter 540 is used, the dc / dc converter 530 receives approximately 30 to 50 V power from the solar cell module 50 as the second DC power supply V2, and the 350 V to 500 V The third DC power supply V3 can be level-converted and output, and the micro inverter 540 can convert a DC power supply of 350V to 400V and convert it into an AC power source of 220V.

다른 예로, 복수의 태양 전지 모듈에 하나의 dc/dc 컨버터(530)와 인버터(540)가 배치되는 경우, 해당하는 인버터를 PCS(Power Conditioning System)라 명명할 수 있다. 이러한 PCS(540)가 사용되는 경우, dc/dc 컨버터(530)는, 태양 전지 모듈(50)로부터, 제2 직류 전원(V2)으로서,대략 200 내지 500V 전원을 입력받아, 350V 내지 500V의 제3 직류 전원(V3)으로, 레벨 변환하여 출력할 수 있으며, PCS(540)는, 350V 내지 500V의 직류 전원을 변환하여 220V의 교류 전원으로 변환할 수 있다.As another example, when one dc / dc converter 530 and an inverter 540 are disposed in a plurality of solar cell modules, the corresponding inverter may be referred to as a power conditioning system (PCS). When the PCS 540 is used, the dc / dc converter 530 receives the 200-500V power supply from the solar cell module 50 as the second DC power supply V2 and receives the 350V-500V power source. 3 DC power supply (V3), the level can be converted to output, the PCS 540 can convert a DC power source of 350V to 500V to convert to 220V AC power.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 블록도이다.2 is a block diagram of a solar module including a boosting module according to another embodiment of the present invention.

도 2의 부스팅 모듈(70)은, 도 1의 부스팅 모듈(60)과 유사하나, 배터리(65)에 병렬 접속되어 스위칭 동작을 수행하는 제1 스위칭 소자(S1)를 더 포함하는 것에 그 차이가 있다. 또한, 부스팅 모듈(70)은, 제1 스위칭 소자(S1)의 동작을 제어하는 스위칭 제어부(75)를 더 포함할 수 있다.The boosting module 70 of FIG. 2 is similar to the boosting module 60 of FIG. 1 except that the boosting module 70 further includes a first switching element S1 connected in parallel with the battery 65 to perform a switching operation. have. In addition, the boosting module 70 may further include a switching controller 75 that controls the operation of the first switching device S1.

발전 초기나 해질 무렵의 광조사량이 부족한 시점에는, 태양 전지 모듈(50)에서 출력되는 제1 직류 전원(V1)의 크기가 낮아질 수 있다.When the amount of light irradiation at the beginning of power generation or at sunset is insufficient, the size of the first DC power supply V1 output from the solar cell module 50 may be reduced.

도 2의 부스팅 모듈(70)의 동작을 설명하면, 부스팅 모듈(70)은, 제1 직류 전원(V1)의 크기가 소정치 이하인 경우, 제1 직류 전원(V1)에 부스팅 전압(V_Boost)을 추가하여, 제2 직류 전원(V2)을 출력한다.Referring to the operation of the boosting module 70 of FIG. 2, when the size of the first DC power supply V1 is equal to or less than a predetermined value, the boosting module 70 may boost the boosting voltage V _Boost to the first DC power supply V1. Add to output the second DC power supply (V2).

구체적으로, 제1 스위칭 소자(S1)는, 배터리(65)에 병렬 접속되며, 제1 직류 전원(V1)의 크기가 소정치 초과인 경우, 턴 온되며, 제1 직류 전원의 크기가 소정치 이하인 경우, 턴 오프될 수 있다.Specifically, the first switching element S1 is connected in parallel to the battery 65 and is turned on when the size of the first DC power supply V1 exceeds a predetermined value, and the size of the first DC power supply is a predetermined value. If it is below, it may be turned off.

제1 직류 전원(V1)의 크기가 소정치 초과인 경우, 제1 스위칭 소자(S1)의 턴 온되므로, 배터리(65)로부터의 부스팅 전압(V_Boost)은, 제1 직류 전원(V1)에 부가되지 않게 된다. 결국, 제2 직류 전원(V2)은 제1 직류 전원(V1)과 동일한 값을 가지게 된다.When the magnitude | size of the 1st DC power supply V1 exceeds the predetermined value, since the 1st switching element S1 is turned on, the boosting voltage V _Boost from the battery 65 is connected to the 1st DC power supply V1. It will not be added. As a result, the second DC power supply V2 has the same value as the first DC power supply V1.

제1 직류 전원(V1)의 크기가 소정치 이하인 경우, 제1 스위칭 소자(S1)의 턴 오프되므로, 배터리(65)로부터의 부스팅 전압(V_Boost)이, 제1 직류 전원(V1)에 부가된다. 결국, 제2 직류 전원(V2)은, 제1 직류 전원(V1)에 과 부스팅 전압(V_Boost)의 합이 된다.When the magnitude | size of the 1st DC power supply V1 is below a predetermined value, since the 1st switching element S1 is turned off, the boosting voltage V _Boost from the battery 65 is added to the 1st DC power supply V1. do. As a result, the second DC power supply V2 is the sum of the boosting voltage V _Boost to the first DC power supply V1.

이와 같이, 부스팅 모듈(70)은, 태양 전지 모듈에 광 조사량이 적은 경우, 즉 제1 직류 전원(V1)의 크기가 소정치 이하인 경우에만, 제1 직류 전원(V1)에 부스팅 전압(V_Boost)을 추가하여, 제2 직류 전원(V2)을 출력함으로써, 태양광 모듈의 출력을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the boosting module 70 _{boosts the} boosting voltage V _Boost to the first DC power supply V1 only when the solar cell module has a small amount of light irradiation, that is, when the size of the first DC power supply V1 is smaller than or equal to a predetermined value. ) And by outputting the second DC power supply V2, the output of the solar module can be improved.

한편, 상술한 소정치는, 제3 직류 전원에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 소정치는, 인버터(540)에서 교류 변환에 의해, 220V의 교류 전원을 생성할 수 없는, 제1 직류 전원의 크기에 대응할 수 있다.Meanwhile, the predetermined value described above may be determined based on the third DC power source. For example, the predetermined value can correspond to the magnitude | size of the 1st DC power supply which cannot generate | occur | produce 220V AC power by AC conversion in the inverter 540. FIG.

상술한 바와 같이, dc/dc 컨버터(530)가, 대략 30 내지 50V 전원을 입력받아, 350V 내지 500V로 변환하는 동작을 수행하는 경우, 제1 직류 전원(V1)의 소정치는, 대략 15 내지 20V일 수 있다. 즉, 제1 직류 전원(V1)으로서 대략 15 내지 20V의 전압이 출력되는 경우, dc/dc 컨버터(530)를 거쳐 레벨 변환을 수행하더라도, 인버터(540)에서는, 220V의 교류 전원을 생성할 수 없게 된다.As described above, when the dc / dc converter 530 receives an input of approximately 30 to 50V power and performs an operation of converting the power to 350V to 500V, the predetermined value of the first DC power supply V1 is approximately 15 to 20V. Can be. That is, when the voltage of approximately 15 to 20V is output as the first DC power supply V1, the inverter 540 may generate 220V AC power even though the level conversion is performed through the dc / dc converter 530. There will be no.

한편, 제1 전원 감지부(G)는, 태양 전지 모듈(50)에서 출력되는 제1 직류 전원(V1)을 감지한다. 구체적으로, 직류 전압을 감지한다. 감지된, 직류 전압(V1)은, 스위칭 제어부(75)에 입력된다.Meanwhile, the first power detector G detects the first DC power V1 output from the solar cell module 50. Specifically, the DC voltage is sensed. The detected DC voltage V1 is input to the switching control unit 75.

한편, 입력전압 감지부(B)는, dc/dc 컨버터(530)로 입력되는 입력전압(vc1)을 감지한다. 감지된 입력전압(vc1)은, 스위칭 제어부(75)에 입력된다. 여기서, 입력전압(vc1)은, 상술한 제2 직류 전원(V2)에 해당할 수 있다.The input voltage detector B detects an input voltage vc1 input to the dc / dc converter 530. The sensed input voltage vc1 is input to the switching controller 75. Here, the input voltage vc1 may correspond to the second DC power supply V2 described above.

한편, 출력전압 감지부(D)는, dc/dc 컨버터(530)에서 출력되는 출력전압(vc2)을 감지한다. 감지된 출력전압(vc2)은, 스위칭 제어부(75)에 입력된다. 여기서, 출력전압(vc2)은, 상술한 제3 직류 전원(V3)에 해당할 수 있다.Meanwhile, the output voltage detector D detects the output voltage vc2 output from the dc / dc converter 530. The sensed output voltage vc2 is input to the switching controller 75. Here, the output voltage vc2 may correspond to the third DC power supply V3 described above.

스위칭 제어부(75)는, 감지된 제1 직류 전원(V1), 입력전압(vc1), 출력전압(vc2) 중 적어도 하나에 기초하여, 제1 스위칭 소자(S1)의 스위칭 동작을 제어한다. 상술한 바와 같이, 제1 직류 전원(V1)의 크기가 소정치 이하인 경우에만, 제1 스위칭 소자(S1)가 턴 오프되도록 제어할 수 있다.The switching controller 75 controls the switching operation of the first switching element S1 based on at least one of the detected first DC power supply V1, the input voltage vc1, and the output voltage vc2. As described above, the first switching device S1 may be turned off only when the size of the first DC power supply V1 is equal to or smaller than a predetermined value.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 블록도이다.3 is a block diagram of a solar module including a boosting module according to another embodiment of the present invention.

도 3의 부스팅 모듈(80)은, 도 2의 부스팅 모듈(70)과 유사하나, 배터리(65)에 직렬 접속되어 스위칭 동작을 수행하는 제2 스위칭 소자(S2)를 더 포함하는 것에 그 차이가 있다. 또한, 스위칭 제어부(75)는, 제1 스위칭 소자(S1)는 물론, 제2 스위칭 소자(S2)의 스위칭 동작도 제어할 수 있다.The boosting module 80 of FIG. 3 is similar to the boosting module 70 of FIG. 2 except that the boosting module 80 further includes a second switching element S2 connected in series with the battery 65 to perform a switching operation. have. In addition, the switching control unit 75 may control not only the first switching element S1 but also the switching operation of the second switching element S2.

일단, 제1 스위칭 소자(S1)의 동작은 도 2에 대한 설명을 참조하여 생략한다.First, the operation of the first switching device S1 is omitted with reference to the description of FIG. 2.

한편, 야간이나 우천시에는, 태양 전지 모듈(50)에서 태양 전지 모듈(50)에서 출력되는 제1 직류 전원(V1)의 크기가 상당히 낮아질 수 있다.On the other hand, at night or in rainy weather, the size of the first DC power supply V1 output from the solar cell module 50 from the solar cell module 50 may be considerably lowered.

도 3의 부스팅 모듈(80)의 동작을 설명하면, 부스팅 모듈(80)은, 제1 직류 전원(V1)의 크기가 부스팅 전압(V_Boost)의 크기 보다 작은 경우, 부스팅 모듈(80)과 태양전지 모듈(50)과의 전기적 접속을 차단한다. 이에 의해, 부스팅 모듈(80)로부터의 부스팅 전압(V_Boost)이 태양 전지 모듈(50)로 이동하는, 역동작을 방지할 수 있게 된다.Referring to the operation of the boosting module 80 of FIG. 3, when the magnitude of the first DC power supply V1 is smaller than the magnitude of the boosting voltage V _Boost , the boosting module 80 and the boosting module 80 are described. Electrical connection with the battery module 50 is interrupted. Thereby, the reverse operation in which the boosting voltage V _Boost from the boosting module 80 moves to the solar cell module 50 can be prevented.

구체적으로, 제2 스위칭 소자(S2)는, 부스팅 전압(V_Boost)의 크기가 제1 직류 전원(V1)의 크기 보다 작은 경우, 턴 온되며, 부스팅 전압(V_Boost)의 크기가 제1 직류 전원(V1)의 크기와 동일하거나 큰 경우, 턴 오프된다. Specifically, the second switching element (S2), when the size of the boosting voltage (V _Boost) is less than the magnitude of the first DC power supply (V1), is turned on, the first direct-current size of the boosting voltage (V _Boost) If it is equal to or larger than the size of the power supply V1, it is turned off.

부스팅 전압(V_Boost)의 크기가 제1 직류 전원(V1)의 크기와 동일하거나 큰 경우, 제2 스위칭 소자(S2)가 턴 오프되므로, 부스팅 모듈(80)과 태양전지 모듈(50)과의 전기적 접속이 차단되게 된다.When the magnitude of the boosting voltage V _Boost is equal to or greater than the magnitude of the first DC power supply V1, the second switching element S2 is turned off, so that the boosting module 80 and the solar cell module 50 The electrical connection is cut off.

한편, 스위칭 제어부(75)는, 감지된 제1 직류 전원(V1), 입력전압(vc1), 출력전압(vc2) 중 적어도 하나에 기초하여, 제2 스위칭 소자(S2)의 스위칭 동작을 제어한다. 상술한 바와 같이, 제1 직류 전원(V1)의 크기가 부스팅 전압(V_Boost)의 크기 보다 작은 경우에만, 제2 스위칭 소자(S2)가 턴 오프되도록 제어할 수 있다.The switching controller 75 controls the switching operation of the second switching element S2 based on at least one of the detected first DC power supply V1, the input voltage vc1, and the output voltage vc2. . As described above, the second switching device S2 may be controlled to be turned off only when the size of the first DC power supply V1 is smaller than that of the boosting voltage V _Boost .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 5는 도 4의 태양 전지 모듈의 배면도이며, 도 6은 도 4의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.4 is a front view of the solar module according to the embodiment of the present invention, FIG. 5 is a rear view of the solar cell module of FIG. 4, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG. 4.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100)은, 태양 전지 모듈(50), 태양 전지 모듈(50)의 일면에 위치하는 정션 박스(200)를 포함한다. 또한, 태양광 모듈(100)은, 태양 전지 모듈(50)과 정션 박스(200) 사이에 배치되는 방열부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.4 to 6, the solar module 100 according to the embodiment of the present invention includes a solar cell module 50 and a junction box 200 located on one surface of the solar cell module 50. . In addition, the solar module 100 may further include a heat dissipation member (not shown) disposed between the solar cell module 50 and the junction box 200.

먼저, 태양 전지 모듈(50)은, 복수의 태양 전지(130)를 포함할 수 있다. 그 외, 복수의 태양전지(130)의 하면과 상면에 위치하는 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150), 제1 밀봉재(120)의 하면에 위치하는 후면 기판(110) 및 제2 밀봉재(150)의 상면에 위치하는 전면 기판(160)을 더 포함할 수 있다. First, the solar cell module 50 may include a plurality of solar cells 130. In addition, the first sealing member 120 and the second sealing member 150 positioned on the lower surface and the upper surface of the plurality of solar cells 130, the rear substrate 110 and the second positioned on the lower surface of the first sealing member 120. The apparatus may further include a front substrate 160 positioned on an upper surface of the sealant 150.

먼저, 태양전지(130)는, 태양전지(130)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양 전지(silicon solar cell)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 태양 전지(150)는 화합물 반도체 태양 전지(compound semiconductor solar cell), 탠덤형 태양 전지(tandem solar cell), 염료 감응형 태양 전지 등 다양한 구조를 가질 수 있다.First, the solar cell 130, the solar cell 130 is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy, but may be a silicon solar cell, but is not limited thereto. Accordingly, the solar cell 150 may have various structures such as a compound semiconductor solar cell, a tandem solar cell, and a dye-sensitized solar cell.

태양전지(130)는 태양광이 입사하는 수광면과 수광면의 반대측인 이면으로 형성된다. 예를 들어, 태양전지(130)는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있다.The solar cell 130 is formed of a light receiving surface on which sunlight is incident and a rear surface opposite to the light receiving surface. For example, the solar cell 130 includes a first conductive silicon substrate, a second conductive semiconductor layer formed on the silicon substrate and having a conductivity opposite to the first conductive type, and the second conductive semiconductor layer. An anti-reflection film formed on the second conductivity-type semiconductor layer, the at least one opening exposing at least one surface thereof, and a front electrode contacting a part of the second conductivity-type semiconductor layer exposed through the at least one opening; It may include a back electrode formed on the back of the silicon substrate.

각 태양전지(130)는, 전기적으로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수의 태양 전지(130)는, 리본(133)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 리본(133)은, 태양전지(130)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(130)의 이면 상에 형성된 후면 전극집전 전극에 접합될 수 있다.Each solar cell 130 may be electrically connected in series or in parallel or in parallel. Specifically, the plurality of solar cells 130 may be electrically connected by the ribbon 133. The ribbon 133 may be bonded to the front electrode formed on the light receiving surface of the solar cell 130 and the rear electrode current collecting electrode formed on the back surface of another adjacent solar cell 130.

도면에서는, 리본(133)이 2줄로 형성되고, 이 리본(133)에 의해, 태양전지(130)가 일렬로 연결되어, 태양전지 스트링(140)이 형성되는 것을 예시한다. 이에 의해 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비하는 것을 예시한다. 도면과 달리, 다양한 변형이 가능하다.In the figure, the ribbon 133 is formed in two lines, by the ribbon 133, the solar cells 130 are connected in a row, illustrating that the solar cell string 140 is formed. As a result, six strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, and 140f are formed, and each string includes ten solar cells. Unlike the drawings, various modifications are possible.

한편, 각 태양전지 스트링은, 버스 리본에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 도 4는, 태양 전지 모듈(50)의 하부에 배치되는 버스 리본(145a,145c,145e)에 의해, 각각 제1 태양전지 스트링(140a)과 제2 태양전지 스트링(140b)이, 제3 태양전지 스트링(140c)과 제4 태양전지 스트링(140d)이, 제5 태양전지 스트링(140e)과 제6 태양전지 스트링(140f)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다. 또한, 도 4는, 태양 전지 모듈(50)의 상부에 배치되는 버스 리본(145b,145d)에 의해, 각각 제2 태양전지 스트링(140b)과 제3 태양전지 스트링(140c)이, 제4 태양전지 스트링(140d)과 제5 태양전지 스트링(140e)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다.On the other hand, each solar cell string can be electrically connected by a bus ribbon. FIG. 4 shows that the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b are formed by the bus ribbons 145a, 145c, and 145e disposed under the solar cell module 50, respectively. The battery string 140c and the fourth solar cell string 140d illustrate that the fifth solar cell string 140e and the sixth solar cell string 140f are electrically connected. In addition, FIG. 4 shows that the second solar cell string 140b and the third solar cell string 140c are formed by the bus ribbons 145b and 145d disposed on the solar cell module 50, respectively. It illustrates that the battery string 140d and the fifth solar cell string 140e are electrically connected.

한편, 제1 스트링에 접속된 리본, 버스 리본(145b,145d), 및 제4 스트링에 접속된 리본은, 각각 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)에 전기적으로 접속되며, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)은, 태양 전지 모듈(50)의 배면에 배치되는 정션 박스(200) 내의 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc)와의 접속된다. 도면에서는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이, 태양 전지 모듈(50) 상에 형성된 개구부를 통해, 태양 전지 모듈(50)의 배면으로 연장되는 것을 예시한다.On the other hand, the ribbon connected to the first string, the bus ribbons 145b and 145d, and the ribbon connected to the fourth string are electrically connected to the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d, respectively. The first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d are connected to the bypass diodes Da, Db, and Dc in the junction box 200 disposed on the rear surface of the solar cell module 50. In the figure, the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d extend to the rear surface of the solar cell module 50 through openings formed on the solar cell module 50.

한편, 정션 박스(200)는, 태양 전지 모듈(50)의 양단부 중 도전성 라인이 연장되는 단부에 더 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the junction box 200 is further disposed adjacent to an end portion of which the conductive line extends from both ends of the solar cell module 50.

도 4 및 도 5에서는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이, 태양 전지 모듈(50)의 상부에서 태양 전지 모듈(50)의 배면으로 연장되므로, 정션 박스(200)가 태양 전지 모듈(50)의 배면 중 상부에 위치하는 것을 예시한다. 이에 의해, 도전성 라인의 길이를 줄일 수 있어, 전력 손실이 줄어들 수 있게 된다.4 and 5, since the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d extend from the top of the solar cell module 50 to the rear surface of the solar cell module 50, the junction box 200 is used. ) Illustrates an upper portion of the rear surface of the solar cell module 50. As a result, the length of the conductive line can be reduced, and power loss can be reduced.

도 4 및 도 5와 달리, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이, 태양 전지 모듈(50)의 하부에서 태양 전지 모듈(50)의 배면으로 연장되는 경우, 정션 박스(200)가 태양 전지 모듈(50)의 배면 중 하부에 위치할 수도 있다. 4 and 5, when the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d extend from the bottom of the solar cell module 50 to the rear surface of the solar cell module 50, the junction box 200 may be located at a lower side of the rear surface of the solar cell module 50.

후면 기판(110)은, 백시트로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 도 6에서는 후면 기판(110)이 직사각형의 모양으로 도시되어 있으나, 태양 전지 모듈(50)이 설치되는 환경에 따라 원형, 반원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.The back substrate 110 is a back sheet, and functions as a waterproof, insulation, and UV protection, and may be a TPT (Tedlar / PET / Tedlar) type, but is not limited thereto. In addition, although the rear substrate 110 is illustrated in a rectangular shape in FIG. 6, the rear substrate 110 may be manufactured in various shapes such as a circle and a semi-circle according to the environment in which the solar cell module 50 is installed.

한편, 후면 기판(110) 상에는 제1 밀봉재(120)가 후면 기판(110)과 동일한 크기로 부착되어 형성될 수 있고, 제1 밀봉재(120) 상에는 복수의 태양전지(130)가 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다. On the other hand, the first sealing material 120 may be attached to the same size as the rear substrate 110 on the rear substrate 110, the plurality of solar cells 130 on the first sealing material 120 is a few rows. Can be located next to each other to achieve.

제2 밀봉재(150)는, 태양전지(130) 상에 위치하여 제1 밀봉재(120)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다. The second sealing material 150 may be positioned on the solar cell 130 and bonded to the first sealing material 120 by lamination.

여기에서, 제1 밀봉재(120)와, 제2 밀봉재(150)는, 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150)는, 에틸렌 초산 비닐 수지 (Ethylene Vinyl Acetate;EVA) 필름 등 다양한 예가 가능하다. Here, the first sealant 120 and the second sealant 150 allow the elements of the solar cell to chemically bond. The first sealant 120 and the second sealant 150 may be various examples such as an ethylene vinyl acetate (EVA) film.

한편, 전면 기판(160)은, 태양광을 투과하도록 제2 밀봉재(150) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(130)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다. On the other hand, the front substrate 160 is located on the second sealing material 150 so as to transmit sunlight, it is preferable that the tempered glass in order to protect the solar cell 130 from an external impact. Further, it is more preferable to use a low-iron-content tempered glass containing a small amount of iron in order to prevent the reflection of sunlight and increase the transmittance of sunlight.

정션 박스(200)는, 태양 전지 모듈(50)의 배면 상에 부착되며, 태양 전지 모듈(50)에서 공급되는 직류 전원을 이용하여 전력 변환할 수 있다. 정션 박스(200)에 대해서는, 도 11 및 도 12 이하를 참조하여 후술하기로 한다.The junction box 200 is attached to the rear surface of the solar cell module 50, and may convert power using a DC power supplied from the solar cell module 50. The junction box 200 will be described later with reference to FIGS. 11 and 12.

이러한 정션 박스(200)가 태양 전지 모듈(50)과 일체형으로 형성되는 경우, 각 태양 전지 모듈(50)에서 생성된 직류 전원의 손실을 최소화하여 효율적으로 관리할 수 있게 된다. 한편, 일체형으로 형성된 정션 박스(200)는 MIC(Module Integrated Converter) 회로라고 명명될 수 있다.When the junction box 200 is integrally formed with the solar cell module 50, the loss of the DC power generated by each solar cell module 50 can be minimized and managed efficiently. Meanwhile, the junction box 200 integrally formed may be referred to as a module integrated converter (MIC) circuit.

한편, 정션 박스(200) 내의, 회로 소자들의 수분 침투 방지를 위해, 정션 박스 내부는, 실리콘 등을 이용하여, 수분 침투 방지용 코팅이 수행될 수 있다.Meanwhile, in order to prevent moisture penetration of circuit elements in the junction box 200, the inside of the junction box may be coated with a moisture barrier to prevent moisture penetration.

한편, 정션 박스(200)에는 개구(미도시)가 형성되어, 상술한 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이 정션 박스 내의 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc)와 연결되도록 할 수 있다. On the other hand, an opening (not shown) is formed in the junction box 200, and the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d described above are connected to the bypass diodes Da, Db, and Dc in the junction box. Can be connected.

한편, 정션 박스(200)의 동작시에는 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc) 등으로부터 고열이 발생하는데, 발생된 열은 정션 박스(200)가 부착된 위치에 배열된 특정의 태양전지(130)의 효율을 감소시킬 수 있다. Meanwhile, during operation of the junction box 200, high heat is generated from the bypass diodes Da, Db, and Dc, and the generated heat is generated in the specific solar cell 130 arranged at the position where the junction box 200 is attached. ) Can reduce the efficiency.

이를 방지하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100)은, 태양 전지 모듈(50)과 정션 박스(200) 사이에 배치되는 방열부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 정션 박스(200)에서 발생되는 열을 분산시키기 위해, 방열 부재(미도시)의 단면적은, 플레이트(미도시)의 단면적 보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 태양 전지 모듈(50)의 배면 전부에 형성되는 것이 가능하다. 한편, 방열부재(미도시)는 열 전도도가 좋은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 등의 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.To prevent this, the solar module 100 according to the embodiment of the present invention may further include a heat dissipation member (not shown) disposed between the solar cell module 50 and the junction box 200. In order to disperse heat generated in the junction box 200, the cross-sectional area of the heat dissipation member (not shown) is preferably larger than the cross-sectional area of the plate (not shown). For example, it may be formed on all of the rear surfaces of the solar cell module 50. On the other hand, the heat radiation member (not shown) is preferably formed of a metal material such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), tungsten (W) having a good thermal conductivity.

한편, 정션박스(160)의 일 측면에는, 전력 변환된 직류 전원 또는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 외부접속단자(미도시)가 형성될 수 있다.On the other hand, on one side of the junction box 160, an external connection terminal (not shown) for outputting the power-converted DC power or AC power to the outside may be formed.

도 7은 도 4의 태양 전지 모듈의 바이패스 다이오드 구성의 일예이다.7 is an example of a bypass diode configuration of the solar cell module of FIG. 4.

도면을 참조하여 설명하면, 6개의 태양전지 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)에 대응하여, 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc)가 접속될 수 있다. 구체적으로, 제1 바이패스 다이오드(Da)는, 제1 태양전지 스트링과, 제1 버스 리본(145a) 사이에 접속되어, 제1 태양전지 스트링(140a) 또는 제2 태양전지 스트링(140b)에서 역전압 발생시, 제1 태양전지 스트링(140a) 및 제2 태양전지 스트링(140b)을 바이패스(bypass)시킨다. Referring to the drawings, the bypass diodes Da, Db, and Dc may be connected to the six solar cell strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, and 140f. Specifically, the first bypass diode Da is connected between the first solar cell string and the first bus ribbon 145a, so that the first solar cell string 140a or the second solar cell string 140b is connected. When the reverse voltage is generated, the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b are bypassed.

예를 들어, 정상적인 태양 전지에서 발생하는 대략 0.6V의 전압이 발생하는 경우, 제1 바이패스 다이오드(Da)의 애노드 전극의 전위에 비해 캐소드 전극의 전위가 대략 12V(=0.6V*20)가량 더 높게 된다. 즉, 제1 바이패스 다이오드(Da)는, 바이패스가 아닌 정상 동작을 하게 된다. For example, when a voltage of approximately 0.6V generated in a normal solar cell occurs, the potential of the cathode electrode is about 12V (= 0.6V * 20) relative to the potential of the anode electrode of the first bypass diode Da. Becomes higher. That is, the first bypass diode Da performs normal operation instead of bypass.

한편, 제1 태양전지 스트링(140a)의 어느 태양 전지에서, 음영이 발생하거나, 이물질이 부착되거나 하여, 핫 스팟(hot spot)이 발생하는 경우, 어느 한 태양 전지에서 발생하는 전압은 대략 0.6V의 전압이 아닌, 역전압(대략 -15V)이 발생하게 된다. 이에 따라, 제1 바이패스 다이오드(Da)의 애노드 전극의 전위가 캐소드 전극에 비해 대략 15V 정도 더 높게 된다. 이에 따라, 제1 바이패스 다이오드(Da)는, 바이패스 동작을 수행하게 된다. 따라서, 제1 태양전지 스트링(140a) 및 제2 태양전지 스트링(140b) 내의 태양 전지에서 발생하는 전압이 정션 박스(200)로 공급되지 않게 된다. 이와 같이, 일부 태양전지에서 발생하는 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킴으로써, 해당 태양전지 등의 파괴를 방지할 수 있게 된다. 또한, 핫 스팟(hotspot) 영역을 제외하고, 생성된 직류 전원을 공급할 수 있게 된다.On the other hand, in one solar cell of the first solar cell string 140a, when a hot spot occurs due to shading or foreign matter adheres, the voltage generated in one solar cell is approximately 0.6V. The reverse voltage (approximately -15V) is generated rather than the voltage of. Accordingly, the potential of the anode electrode of the first bypass diode Da becomes about 15V higher than that of the cathode electrode. Accordingly, the first bypass diode Da performs the bypass operation. Therefore, the voltage generated by the solar cells in the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b is not supplied to the junction box 200. As described above, when a reverse voltage generated in some solar cells is generated, bypassing can prevent destruction of the solar cell. In addition, it is possible to supply the generated DC power, except for the hot spot area.

다음, 제2 바이패스 다이오드(Db)는, 제1 버스 리본(145a)과 제2 버스 리본(145b) 사이에 접속되어, 제3 태양전지 스트링(140c) 또는 제4 태양전지 스트링(140d)에서 역전압 발생시, 제3 태양전지 스트링(140c) 및 제4 태양전지 스트링(140d)을 바이패스(bypass)시킨다.Next, the second bypass diode Db is connected between the first bus ribbon 145a and the second bus ribbon 145b to connect the third solar cell string 140c or the fourth solar cell string 140d. When the reverse voltage is generated, the third solar cell string 140c and the fourth solar cell string 140d are bypassed.

다음, 제3 바이패스 다이오드(Dc)는, 제1 태양전지 스트링과, 제1 버스 리본(145a) 사이에 접속되어, 제1 태양전지 스트링(140a) 또는 제2 태양전지 스트링(140b)에서 역전압 발생시, 제1 태양전지 스트링 및 제2 태양전지 스트링을 바이패스(bypass)시킨다. Next, the third bypass diode Dc is connected between the first solar cell string and the first bus ribbon 145a to reverse the first solar cell string 140a or the second solar cell string 140b. When voltage is generated, the first solar cell string and the second solar cell string are bypassed.

한편, 도 7과 달리, 6개의 태양전지 스트링에 대응하여, 6개의 바이패스 다이오드를 접속시키는 것도 가능하며, 그 외 다양한 변형이 가능하다.Meanwhile, unlike FIG. 7, six bypass diodes may be connected to six solar cell strings, and various other modifications are possible.

도 8은 도 4의 태양 전지 모듈의 전압 대비 전류 곡선을 예시하며, 도 9는 도 4의 태양 전지 모듈의 전압 대비 전력 곡선을 예시한다.8 illustrates a voltage versus current curve of the solar cell module of FIG. 4, and FIG. 9 illustrates a voltage versus power curve of the solar cell module of FIG. 4.

먼저, 도 8을 참조하면, 태양 전지 모듈(50)에서 공급되는 개방 전압(Voc)이 커질수록, 태양 전지 모듈(50)에서 공급되는 단락(short) 전류는 작아지게 된다. 이러한 전압 전류 곡선(L)에 따라, 정션 박스(200) 내에 구비되는 커패시터부(520)에, 해당 전압(Voc)이 저장되게 된다.First, referring to FIG. 8, as the open voltage Voc supplied from the solar cell module 50 increases, the short current supplied from the solar cell module 50 decreases. According to the voltage current curve L, the corresponding voltage Voc is stored in the capacitor unit 520 provided in the junction box 200.

한편, 도 9를 참조하면, 태양 전지 모듈(50)에서 공급되는 최대 전력(Pmpp)은, 최대 전력 검출 알고리즘(Maximum Power Point Tracking; MPPT)에 의해 산출될 수 있다. 예를 들어, 개방 전압(Voc)을 최대전압(V1)에서부터 감소시키면서, 각 전압 별, 전력을 연산하고, 연산된 전력이 최대 전력인지 여부를 판단한다. V1 전압에서, Vmpp 전압까지는 전력이 증가하므로, 연산된 전력을 갱신하여 저장한다. 그리고, Vmpp 전압에서, V2 전압까지는 전력이 감소하므로, 결국, Vmpp 전압에 해당하는 Pmpp를 최대 전력으로 결정하게 된다. Meanwhile, referring to FIG. 9, the maximum power Pmpp supplied from the solar cell module 50 may be calculated by a maximum power point tracking algorithm (MPPT). For example, while reducing the open voltage Voc from the maximum voltage V1, power is calculated for each voltage, and it is determined whether the calculated power is the maximum power. Since the power increases from the voltage V1 to the voltage Vmpp, the calculated power is updated and stored. In addition, since the power decreases from the Vmpp voltage to the V2 voltage, eventually, Pmpp corresponding to the Vmpp voltage is determined as the maximum power.

이와 같이, 핫 스팟이 발생하지 않는 경우, 전압 전력 곡선(L)에서 변곡점은 1개만이 발생하게 되므로, V1 구간에서 V2 구간의 탐색(exploring)만으로 간단하게 최대 전력을 산출할 수 있게 된다. As such, when no hot spot occurs, only one inflection point is generated in the voltage power curve L, so that the maximum power can be simply calculated by simply exploring the V2 section in the V1 section.

도 10은 도 1의 태양 전지 모듈과 부스팅 모듈을 구비하는 태양광 모듈의 전압 대비 전류 곡선을 예시한다.FIG. 10 illustrates a voltage versus current curve of a solar module including the solar cell module and the boosting module of FIG. 1.

먼저, 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, 부스팅 모듈(60,70,또는80)을 사용하는 경우, 이를 구비하는 태양광 모듈(100)에 대한, 전압, 전류 곡석은 도면과 같이 예시될 수 있다.First, referring to FIG. 10, in the case of using the boosting module 60, 70, or 80 according to an embodiment of the present invention, voltage and current curves of the solar module 100 including the same are shown in the drawings. It can be illustrated as such.

즉, 태양광 모듈(100)에서 공급되는 개방 전압(Voc)은, 태양 전지 모듈(50)에서 공급되는 개방 전압에, 부스팅 모듈(60,70,또는80)로부터의 부스팅 전압(V_Boost)이 부가된 것에 대응할 수 있다. 이때, 부스팅 모듈(60,70,또는80)은 태양 전지 모듈(50)과 직렬 접속되므로, 태양광 모듈(100)의 단락(short) 전류(Isc)는, 태양 전지 모듈(50)의 단락 전류에 대응하게 된다.That is, the open voltage Voc supplied from the solar module 100 is equal to the open voltage supplied from the solar cell module 50, and the boosting voltage V _Boost from the boosting modules 60, 70, or 80 is increased. It can correspond to the added. At this time, since the boosting module 60, 70, or 80 is connected in series with the solar cell module 50, the short circuit current Isc of the solar module 100 is the short circuit current of the solar cell module 50. Will correspond to.

이에 따라, 도면과 같이, 새로운 전압 전류 곡선(L2)가 형성되며, 최대 전력 지점은, mpp2이며, ㄱ그에 대응하는 전압은, Vmpp2로서, 도 8의 Vmpp에 비해, 부스팅 전압(V_Boost)만큼 증가된 것일 수 있다.Accordingly, as shown in the drawing, a new voltage current curve L2 is formed, the maximum power point is mpp2, and the voltage corresponding to the voltage is Vmpp2, which is as much as the boosting voltage V _Boost as compared to Vmpp in FIG. It may be increased.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 일예이다.11 is an example of an internal circuit diagram of a junction box of a solar module according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정션 박스(200)는, 바이패스 다이오드부(510), 부스팅 모듈(70), dc/dc 컨버터(530)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, the junction box 200 according to an embodiment of the present invention may include a bypass diode unit 510, a boosting module 70, and a dc / dc converter 530.

정션박스(200)는, 직류 전원을 출력하게 되며, 이러한 정션 박스(200)는, 파워 옵티마이저(power optimizer)라 명명될 수 있다. The junction box 200 outputs a DC power, and the junction box 200 may be referred to as a power optimizer.

바이패스 다이오드부(510)는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)에 각각 대응하는 a 노드 , b 노드, c 노드, d 노드의 각 사이에, 배치되는 제1 내지 제3 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc)를 포함한다. The bypass diode unit 510 includes the first to fourth nodes disposed between the a, b, c, and d nodes corresponding to the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d, respectively. Third bypass diodes Da, Db, and Dc are included.

부스팅 모듈(70)은, 태양 전지 모듈(50)에서 공급되는 제1 직류 전원(V1)에, 부스팅 전압(V_Boost)을 부가하여, 제2 직류 전원(V2)을 출력한다. 부스팅 모듈(70)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 제1 스위칭 소자(S1)를 구비하고, 제1 직류 전원(V1)이 소정치 이하인 경우에만, 부스팅 전압(V_Boost)을 부가하여, 제2 직류 전원(V2)을 출력할 수 있다.The boosting module 70 adds a boosting voltage V _Boost to the first DC power supply V1 supplied from the solar cell module 50, and outputs the second DC power supply V2. As shown in FIG. 2, the boosting module 70 includes the first switching element S1 and adds a boosting voltage V _Boost only when the first DC power supply V1 is equal to or less than a predetermined value. The second DC power supply V2 may be output.

한편, 이와 달리, 부스팅 모듈은, 도 1의 부스팅 모듈(60) 또는 도 3의 부스팅 모듈(80)일 수도 있다.Alternatively, the boosting module may be the boosting module 60 of FIG. 1 or the boosting module 80 of FIG. 3.

dc/dc 컨버터(530)는, 부스팅 모듈(70)을 통해 출력되는 제2 직류 전원(V2)을 이용하여, 레벨 변환을 수행한다. 도면에서는, 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍 및 변압기(T)의 권선비를 이용한, 플라이 백 컨버터(flyback converter)를 예시한다. 이에 의해, dc 레벨의 승압이 수행될 수 있다. 한편, 스위칭 소자(S3)의 턴 온 타이밍 제어를 위한, 컨버터 제어부(미도시)가 더 구비될 수 있다.The dc / dc converter 530 performs level conversion by using the second DC power supply V2 output through the boosting module 70. In the figure, a flyback converter using the turn-on timing of the switching element S1 and the turns ratio of the transformer T is illustrated. Thereby, the boosting of the dc level can be performed. Meanwhile, a converter controller (not shown) may be further provided to control the turn-on timing of the switching device S3.

한편, dc/dc 컨버터(530)는, 도면의 플라이백 컨버터 외에, 부스트 컨버터(boost converter), 벅 컨버터(buck converter), 포워드 컨버터(forward converter) 등이 가능하며, 이들의 조합(예를 들어, Cascaded Buck-Boost Converter 등)도 가능하다. Meanwhile, the dc / dc converter 530 may be a boost converter, a buck converter, a forward converter, etc., in addition to the flyback converter of the drawing, and a combination thereof (for example, , Cascaded Buck-Boost Converter, etc.) is also available.

한편, 입력 전류 감지부(A)는, dc/dc 컨버터(520)로 공급되는 전류(ic1)을 감지하며, 입력 전압 감지부(B)는, dc/dc 컨버터(520)로 입력되는, 입력 전압(vc1)을 감지한다. 감지된 전류(ic1)와 전압(vc1)은, 부스팅 모듈(70) 내의 스위칭 제어부(75)에 입력될 수 있다.On the other hand, the input current detection unit (A), and detects the current (ic1) supplied to the dc / dc converter 520, the input voltage detection unit (B) is input, input to the dc / dc converter (520) The voltage vc1 is sensed. The sensed current ic1 and voltage vc1 may be input to the switching controller 75 in the boosting module 70.

또한, 출력 전류 감지부(C)는, dc/dc 컨버터(520)에서 출력되는 전류(ic2)을 감지하며, 출력 전압 감지부(D)는, dc/dc 컨버터(520)에서 출력되는 전압(vc2)을 감지한다. 감지된 전류(ic2)와 전압(vc2)은, 부스팅 모듈(70) 내의 스위칭 제어부(75)에 입력될 수 있다.In addition, the output current detector C detects a current ic2 output from the dc / dc converter 520, and the output voltage detector D outputs a voltage (outputted from the dc / dc converter 520). detect vc2). The sensed current ic2 and voltage vc2 may be input to the switching controller 75 in the boosting module 70.

이와 같이, 태양 전지 모듈(50)에 부착되는 정션 박스(200)가, 바이패스 다이오드부(510), 부스팅 모듈(70), dc/dc 컨버터(530)를 구비함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100)은, 향상된 크기의 직류 전원을 출력할 수 있게 된다. As described above, the junction box 200 attached to the solar cell module 50 includes the bypass diode unit 510, the boosting module 70, and the dc / dc converter 530. According to the solar module 100, it is possible to output a DC power of improved size.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈의 정션박스의 내부 회로도의 다른 예이다.12 is another example of an internal circuit diagram of a junction box of a solar module according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 도 12의 정션 박스(200)는, 도 11과 유사하나, dc/dc 컨버터(530) 이후에, 인버터(540)를 더 구비하는 것에 그 차이가 있다.Referring to FIG. 12, the junction box 200 of FIG. 12 is similar to FIG. 11, except that the junction box 200 further includes an inverter 540 after the dc / dc converter 530.

인버터(540)는, 레벨 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. The inverter 540 converts the level-converted DC power supply into AC power. In the figure, a full-bridge inverter is illustrated. That is, the upper arm switching elements Sa and Sb and the lower arm switching elements S'a and S'b, which are connected in series with each other, become a pair, and a total of two pairs of upper and lower arm switching elements are parallel to each other (Sa & S'a, Sb & S'b). Diodes are connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, and S'b.

인버터(540) 내의 스위칭 소자들은, 인버터 제어부(미도시)로부터의 인버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 출력되게 된다. 바람직하게는, 그리드(grid)의 교류 주파수와 동일한 주파수(대략 60Hz)를 갖는 것이 바람직하다. The switching elements in the inverter 540 turn on / off based on an inverter switching control signal from an inverter controller (not shown). As a result, an AC power supply having a predetermined frequency is output. Preferably, it is preferable to have the same frequency (approximately 60 Hz) as the alternating frequency of the grid.

이와 같이, 태양 전지 모듈(50)에 부착되는 정션 박스(200)가, 바이패스 다이오드부(510), 부스팅 모듈(70), dc/dc 컨버터(530), 및 인버터(540)를 구비함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100)은, 향상된 크기의 직류 전원을 이용하여, 안정적인 교류 전원을 출력할 수 있게 된다. As such, the junction box 200 attached to the solar cell module 50 includes a bypass diode unit 510, a boosting module 70, a dc / dc converter 530, and an inverter 540. Photovoltaic module 100 according to an embodiment of the present invention, by using a DC power supply of an improved size, it is possible to output a stable AC power.

본 발명에 따른 태양광 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The solar module according to the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are a combination of all or some of the embodiments selectively so that various modifications can be made It may be configured.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims

A solar cell module having a plurality of solar cells and outputting a first direct current power source; And
And a boosting module for storing a boosting voltage and adding the boosting voltage to the first DC power supply to output a second DC power supply.

The method of claim 1,
The boosting module,
And a battery storing the boosting voltage.

The method of claim 1,
The boosting module,
And the boosting voltage is added to the first DC power supply to output the second DC power when the magnitude of the first DC power is less than or equal to a predetermined value.

The method of claim 1,
The boosting module,
A battery storing the boosting voltage; And
A first switching element connected in parallel to the battery and turned on when the size of the first DC power exceeds a predetermined value, and turned off when the size of the first DC power is less than or equal to the predetermined value; Photovoltaic module, characterized in that.

5. The method of claim 4,
The boosting module,
Being connected in series with the battery and turned on when the magnitude of the boosting voltage is smaller than that of the first DC power, and being turned off when the magnitude of the boosting voltage is equal to or greater than the magnitude of the first DC power. And a second switching device.

The method of claim 1,
And a dc / dc converter configured to level convert the second DC power to output a third DC power.

The method according to claim 6,
And a inverter converting the third DC power into AC power and outputting the same.

The method of claim 3,
And a dc / dc converter configured to level convert the second DC power to output a third DC power;
The predetermined value is determined based on the third DC power source.

The method according to claim 6,
A first power detector detecting the first DC power; And
And a second power detector configured to detect the third DC power.

The method of claim 1,
And a junction box configured to bypass a solar cell generating a reverse voltage among the plurality of solar cells, and a junction box including the boosting module.

The method of claim 10,
The junction box,
And a dc / dc converter configured to level convert the second DC power and output a third DC power to a dc / dc converter.

The method of claim 1,
The junction box,
And a inverter converting the third DC power into AC power and outputting the same.

A solar cell module having a plurality of solar cells and outputting a first direct current power source; And
A boosting module that stores a boosting voltage and adds the boosting voltage to the first DC power when the magnitude of the first DC power is less than or equal to a predetermined value, and outputs a second DC power; And
And a dc / dc converter for level converting the second direct current power to output a third direct current power.