KR20140071825A - The Device of Detecting the Error condition of the Solar module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광으로부터 전력을 생산하는 태양광 발전 시스템에 사용되는 태양전지모듈의 고장을 식별하기 위한 태양전지모듈 이상상태 감지 장치에 관한 것으로서, 태양전지모듈 표면의 오염이나 기타 사유로 정상적인 동작이 이뤄지지 못하는 경우에 이를 감지 후, 외부 표시장치를 통해 관리자에게 알려줌으로써, 태양광 발전 시스템에 대한 2차 피해를 미연에 예방할 수 있도록 함과 동시에, 태양전지 모듈 이상상태 감지장치의 구성을 단순화시켜 넓은 영역에서 다량의 태양전지모듈이 사용되는 대형 태양광 발전 시스템에 대한 설치비용 및 유지보수 비용을 절감시킨 경제적인 태양전지모듈 이상상태 감지장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar cell module abnormality detecting apparatus for identifying a malfunction of a solar cell module used in a solar power generation system for generating electric power from solar light, It is possible to prevent secondary damage to the photovoltaic power generation system and to simplify the configuration of the photovoltaic module abnormality state detection device, And more particularly, to an economical solar module abnormality sensing apparatus that reduces the installation cost and maintenance cost of a large solar power generation system in which a large amount of solar cell modules are used in the area.
일반적으로 태양광 발전 시스템은 태양 에너지원의 무공해성과 그 풍부함으로 인해, 지구 환경 문제와 미래 에너지원 다각화 문제에 대한 대안으로 인식되어 세계 각국에서 활발히 연구 개발이 진행되고 있다.Generally, PV system is recognized as an alternative to global environmental problems and future energy source diversification due to pollution and abundance of solar energy sources, and research and development is actively being carried out in various countries around the world.
태양광 발전은, 입사되는 태양광을 전기로 변환하는 단위전지 셀을 여러개 직 병렬하여 원하는 전압과 전류를 생산할 수 있도록 구성되며, 만일 상기 단위전지 셀에 이상이 발생하게 되면 전체 태양광 발전 시스템이 이상 동작을 하게 된다.The photovoltaic power generation system is configured to produce a desired voltage and current by parallelly arranging a plurality of unit cell cells converting incident solar light into electricity. If an abnormality occurs in the unit cell, An abnormal operation is performed.
따라서, 태양광 발전에 사용되는 태양 전지판은, 다수의 단위전지 셀을 직 병렬 연결하여 하나만의 태양전지 모듈로 구성하지 않고, 여러 개의 단위전지 셀을 연결하여 하나의 셀 그룹을 형성하고 다시 상기 다수의 셀 그룹을 연결하여 하나의 태양전지 모듈을 구성하게 된다. 여러 개의 셀 그룹으로 구성된 다수의 태양전지 모듈은, 각각의 상기 태양전지 모듈에 구비되는 외부 접속 단자함(Junction Box)를 통해, 다시 서로 직 병렬 연결되어 최종적인 전압과 전류를 생산할 수 있도록 구성됨으로써, 각각의 외부 접속 단자함을 통해 서로 연결된 다수의 태양전지 모듈 중 하나가 이상 동작되는 경우에는 이상동작 하는 태양전지모듈만을 제거하거나, 교환 연결시켜 전체 태양광 발전 시스템의 이상작동이나, 비효율적 발전을 예방할 수 있게 된다.Accordingly, a solar panel used for solar power generation is formed by connecting a plurality of unit battery cells in series-parallel connection so as to form a single cell group by connecting several unit battery cells without forming a single solar cell module, Are connected to each other to constitute one solar cell module. A plurality of solar cell modules constituted by a plurality of cell groups are connected to each other in series and parallel through an external connection terminal box provided in each of the solar cell modules to produce a final voltage and current, In the case where one of the plurality of solar cell modules connected to each other through the respective external connection terminal boxes is operated abnormally, the abnormal operation of the entire solar cell power generation system or the inefficient power generation can be prevented .
종래, 전체 태양광 발전 시스템의 발전 효율이나 이상작동에 직접적인 영향을 미치는 태양전지모듈에 대한 이상상태를 감지하기 위한 방법으로, 특허등록 제10-1023445호(발명의 명칭 : 태양전지모듈 원격 감시 및 제어시스템)과 특허등록 제10-0918964호(발명의 명칭 : 분산감지에 의한 태양전지판 고장을 검출하는 태양광 발전 시스템)에서는, 도 1과 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 전체 태양광 발전 시스템을 이루는 다수의 태양전지모듈 또는 태양 전지판 각각에 대한 출력 전류와 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류값과 전압값에 대한 데이터를 통신부를 통해 중앙 관리 시스템으로 보내며, 상기 중앙 관리 시스템에서는 수신된 전류 및 전압 데이터들을 바탕으로 각각의 태양전지모듈 또는 태양 전지판의 고장상태를 식별하게 된다.[0002] Conventionally, a method for detecting an abnormal state of a solar cell module that directly affects power generation efficiency or abnormal operation of the entire solar cell generation system is disclosed in Patent Registration No. 10-1023445 entitled " 1 and 2, the entire solar power generation system (hereinafter, referred to as " solar power generation system ") is disclosed in Patent Application No. 10-0918964 And sends data on the measured current value and the voltage value to the central management system through the communication unit. In the central management system, the received current And the voltage data to identify the fault state of each solar cell module or solar panel.
그러나, 소량의 태양전지모듈을 연결하여 태양광 발전 시스템을 구성하는 경우에는, 태양전지모듈의 이상 여부를 개별적으로 파악할 수 있는 장점은 있으나, 수십 개에 달하는 다량의 태양전지모듈로 대형의 태양광 발전 시스템을 구성하는 경우에는, 각각의 태양전지모듈에 구비되는 측정 센서부와 제어부의 수 또한 각각의 태양전지모듈 수에 비례하여 다수가 소요되며, 각각의 측정 센서에서 측정된 데이터를 수집하기 위한 장비 또한 주요 부분을 차지하게 되고, 이에 따른 설비 비용 또한 측정 센서 수와 데이터 수집 장치의 수에 비례하여 현저히 증가하게 되는 문제점이 있으며, 복잡한 장치 구성으로 인해 유지 보수에도 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.
However, in the case of constructing a photovoltaic power generation system by connecting a small amount of solar cell modules, there is an advantage in that the abnormality of the photovoltaic modules can be grasped individually, but a large amount of photovoltaic modules In the case of constructing the power generation system, the number of the measurement sensor unit and the control unit provided in each solar cell module also takes a large proportion in proportion to the number of the respective solar cell modules, The equipment also occupies a major part, and the equipment cost thereof also increases in proportion to the number of measurement sensors and the number of data collecting devices, and there is a problem that it takes a lot of time and cost to maintain the equipment due to the complicated device configuration .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 태양전지모듈의 이상상태를 정확하게 검출함과 동시에, 태양전지모듈의 이상상태를 감지하기 위한 감지 장치의 구성을 단순화시켜 장치의 제작 및 설치 비용을 낮추고, 대형 태양광 발전 시스템을 구성하기 위해 수십 개의 태양전지모듈을 연결하는 경우, 종래 상기 태양전지모듈 각각에 대해 전류값과 전압값을 측정하고, 측정된 데이터를 수집하여 이상상태를 판단함에 따라 소요되는 과다한 장치 비용을 절감시킬 수 있도록 하며, 현장뿐만 아니라 원격지에서도 모니터를 통한 감시가 용이한 경제적인 태양전지모듈 이상상태 감지장치를 제공할 수 있도록 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a solar cell module which can accurately detect an abnormal state of a solar cell module, simplify the configuration of a sensing device for detecting an abnormal state of the solar cell module, In order to lower the cost and connect dozens of solar cell modules to constitute a large PV system, conventionally, the current value and the voltage value are measured for each of the above solar cell modules, the measured data is collected, It is possible to provide an economical photovoltaic module abnormality detection device that can be easily monitored through a monitor not only at the site but also at a remote place.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 태양광으로부터 전력을 생산하고, 다수 개로 구비되어 태양광 발전 시스템을 구성하는 태양전지 모듈의 이상상태를 감지하여 외부에 알리는 태양전지 모듈 이상상태 감지장치에 있어서, 상기 태양전지 모듈은 다수의 단위전지 셀이 모여 형성되는 셀 그룹이 다수 구비되며, 상기 셀 그룹에 전기적으로 병렬 연결되어 상기 셀 그룹이 소정 전압값 이하로 발전하는 경우에 상기 셀 그룹으로 흐르던 전류를 우회 통전시키는 바이패스 다이오드(Bypass Diode), 상기 바이패스 다이오드와 전기적으로 직렬 연결되어 전류가 흐르는 경우 전류를 차단시키는 전류차단 릴레이 스위치 및, 상기 바이패스 다이오드 및 전류차단 릴레이 스위치와 전기적으로 병렬 연결되어 상기 전류차단 릴레이 스위치의 동작으로 전류가 차단되는 경우 상기 차단된 전류가 우회 통전되어 발광하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 포함하여 형성되는 이상상태 감지모듈을; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 이상상태 감지장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar cell module for generating electric power from solar light and detecting an abnormal state of the solar cell module constituting the solar cell power generation system, The solar cell module according to
바람직하게는, 상기 이상상태 감지모듈은, 상기 다수의 셀 그룹에 각각 설치되며, 상기 둘 이상의 셀 그룹에 각각 설치된 상기 이상상태 감지모듈 중 상기 전류차단 릴레이 스위치가 서로 전기적으로 직렬 연결되어 하나의 신호가 출력될 수 있으며,Preferably, the abnormality detection module is installed in each of the plurality of cell groups, and among the abnormality detection modules installed in the two or more cell groups, the current isolation relay switches are electrically connected in series to each other, Can be output,
좀 더 바람직하게는, 상기 이상상태 감지모듈은, 상기 셀 그룹의 전면에 설치되어 태양광의 일조량을 측정하는 일조량 측정센서; 상기 일조량 측정센서로부터 측정된 일조량을 입력받아 상기 일조량 측정센서가 설치된 상기 셀 그룹에 대한 소정의 발전 기준 전압값을 연산하는 기준전압 연산부; 상기 기준전압 연산부로부터 연산된 소정의 발전 기준 전압값과, 상기 셀 그룹으로부터 실시간으로 출력된 출력 전압값을 비교하여 상기 출력 전압값이 상기 발전 기준 전압값 보다 낮은 경우, 인접한 셀 그룹에서 입력되는 전류를 상기 바이패스 다이오드로 우회 통전시키는 통전 제어부를, 더 포함하여 구성될 수 있다.
More preferably, the abnormal state detection module includes a sunlight amount measuring sensor installed on a front surface of the cell group to measure a sunlight amount of sunlight; A reference voltage operation unit for receiving a sunshine amount measured by the sunshine measurement sensor and calculating a predetermined power generation reference voltage value for the cell group provided with the solar radiation amount measurement sensor; And comparing the predetermined power generation reference voltage value calculated from the reference voltage calculating section with an output voltage value outputted in real time from the cell group and if the output voltage value is lower than the power generation reference voltage value, And an energization control unit for bypassing the bypass diode with the bypass diode.
본 발명에 따른 태양전지모듈 이상상태 감지장치는, 단순한 구성으로도 태양전지모듈의 이상상태를 정확하게 검출할 수 있음과 아울러, 태양전지모듈의 이상상태를 감지하기 위한 감지 장치의 구성을 단순화시킴으로써, 장치의 제작 비용을 낮출 수 있고, 장시간 사용에 따른 이상상태 감지장치의 안정성과 건전성을 향상시킬 수 있다.The solar cell module abnormality state detecting apparatus according to the present invention can accurately detect an abnormal state of the solar cell module even with a simple structure and simplifies the configuration of a sensing device for detecting an abnormal state of the solar cell module, It is possible to lower the manufacturing cost of the apparatus and improve the stability and soundness of the abnormal state sensing apparatus according to the long use.
또한, 수십 개의 태양전지모듈을 서로 연결하여 대형 태양광 발전 시스템을 구성하는 경우에도, 상기 태양전지모듈의 이상상태를 감지하기 위한 장치의 설비 비용 및, 유지 보수 비용을 현저히 절감할 수 있다.
Also, even when dozens of solar cells are connected to each other to form a large solar power generation system, facility cost and maintenance cost of the apparatus for detecting an abnormal state of the solar cell module can be remarkably reduced.
도 1은 종래 각각의 태양전지모듈에 설치되는 태양전지모듈 고장 검출 장치의 구성을 나타내는 블록도;
도 2는 종래 각각의 태양전지판에 설치되는 태양전지판 고장 검출 장치의 구성을 나타내는 블록도;
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치에 있어서, 바이패스 다이오드의 작동을 나타내는 작동 상태도;
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치에 있어서, 방이패스 다이오드, 전류차단 릴레이 스위치 및, 발광 다이오드의 작동을 나타내는 작동 상태도;
도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치에 있어서, 다수의 태양전지 모듈이 직렬연결되는 전원 연결선 및, 전류차단 릴레이 스위치 신호선을 나타내는 연결 상태도;
도 6은 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치에 있어서, 일조량 측정센서, 기준전압 연산부 및, 통전 제어부가 추가구비되는 것을 나타내는 블록도; 이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional solar cell module failure detecting device installed in each solar cell module;
BACKGROUND OF THE
FIG. 3A and FIG. 3B are operational states showing operation of the bypass diode in the solar cell module abnormal state sensing apparatus according to the present invention;
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an operation state of the solar cell module abnormality state detecting apparatus according to the present invention, showing operation of a pass diode, a current shutdown relay switch, and a light emitting diode;
FIG. 5 is a diagram illustrating an apparatus for detecting anomalous state of a solar cell module according to the present invention, in which a plurality of solar cell modules are connected in series, and a connection state diagram showing a current cutoff relay switch signal line.
FIG. 6 is a block diagram showing an apparatus for detecting a state of abnormality of a solar cell module according to the present invention, in which a light amount measuring sensor, a reference voltage calculating unit, and a current controlling unit are additionally provided; to be.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names are denoted by the same reference numerals, and further description thereof will be omitted below.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치에 있어서, 바이패스 다이오드(30)의 작동을 나타내는 작동 상태도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치(1)에 있어서, 방이패스 다이오드, 전류차단 릴레이 스위치(40) 및, 발광 다이오드(50)의 작동을 나타내는 작동 상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치에 있어서, 다수의 태양전지 모듈(10)이 직렬연결되는 전력 연결선(70) 및, 전류차단 릴레이 스위치(40) 신호선(41)을 나타내는 연결 상태도이다. 또한, 도 6은 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치(1)에 있어서, 일조량 측정센서(60), 기준전압 연산부(61) 및, 통전 제어부(62)가 추가구비되는 것을 나타내는 블록도이다.
FIGS. 3A and 3B are operation state diagrams showing the operation of the
일반적으로, 다수의 단위전지 셀(20)이 모여 하나의 셀 그룹(21)을 형성하며, 상기 셀 그룹(21)이 다수가 모여 하나의 태양전지 모듈(10)을 형성하고, 상기 태양전지 모듈(10)이 다수가 모여 전체 태양광 발전 시스템을 구성하게 된다. 즉, 상기 태양전지 모듈(10)은, 직 병렬로 결합된 소정개수의 셀 그룹(21)이 모여 패널 형태로 모듈화되며, 모듈화된 상기 태양전지 모듈(10)에 구비되는 접속단자함(Junction Box)을 통해 각각의 태양전지 모듈(10)이 서로 직 병렬로 연결되어 원하는 전력을 발전하게 된다.In general, a plurality of
상기 단위 셀에서 생산되는 전압은 통상 0.5 ~ 0.8 V 이며, 전력은 약 3 ~ 5 W 정도이다. 이러한 단위 셀들의 집합으로 이루어진 태양전지 모듈(10)은 모여진 단위 셀들의 집합에 따라 차이는 있으나, 대략 16 ~ 35 V, 120 W ~ 320 W의 출력을 갖는다. 일반적으로, 상기 태양전지 모듈(10)은 각 단위 셀 54개가 모여 구성하게 되는데, 단위전지 셀(20) 18개를 직렬 연결하여 하나의 셀 그룹(21)을 구성하고, 구성된 셀 그룹(21) 3개를 직렬로 연결하여 하나의 태양전지 모듈(10)을 구성하게 된다. 이와 같이, 구성되는 태양전지 모듈(10) 중 하나의 셀 그룹(21)에 이상이 발생 되면, 태양전지 모듈(10)의 전력이 정상적으로 출력되지 못하게 되고, 이는 전체 태양 발전 시스템의 전력이 정상적으로 출력되지 못하게 되는 이상상태가 연쇄적으로 발생하게 된다.The voltage produced in the unit cell is usually 0.5 to 0.8 V and the power is about 3 to 5 W. The
이에, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 이상상태 감지장치를 형성하는 이상상태 감지모듈(80)은, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 다수의 단위전지 셀(20)로 이루어진 셀 그룹(21)과 전기적으로 병렬 연결되게 바이패스 다이오드(Bypass Diode)가 구비되어, 각각의 셀 그룹(21)들이 정상 발전시에는 발전 전류가 도 3a와 같이 직렬로 연결되는 각각의 셀 그룹(21)을 지나 흐르게 되나, 도 3b에 도시된 바와 같이, 다수의 단위전지 셀(20) 이나, 셀 그룹(21)의 일부가 먼지, 눈 등에 덮여 있거나, 작동 상의 문제가 생겨 정상 동작하에서의 발전 전압에 미치니 못하는 전력을 생산하는 경우에는 이상상태가 발생된 셀 그룹(21)으로는 전류가 통전되지 않고, 역전류 방지용 다이오드로 기능하는 상기 바이패스 다이오드(30) 쪽으로 전류가 우회하여 흐르도록 구성된다.3A and 3B, the abnormal
중대형 태양광 발전시스템은 발전을 원하는 적정 전압을 생산하기 위해 다수의 태양전지 모듈(10)을 직렬로 연결하며, 발전용량이 증대됨에 따라 상기 직렬로 연결된 다수의 태양전지 모듈 그룹을 병렬로 연결하여 접속함, 인버터 등을 통하여 부하 또는 전력 계통에 전력을 공급하게 되고, 직렬로 연결된 상기 태양전지 모듈(10)이 이상이 생기거나 일부 그림자가 생겨 전력을 생산할 수 없을 경우에는 회로가 구성되지 않아 다른 모듈에서 생산된 전력을 공급하는데 장애를 일으키게 되어 이를 방지하기 위하여 역전류 방지용 다이오드 기능을 하는 바이패스 다이오드(30)를 설치하게 되는 것이다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 가운데 배치된 셀 그룹(21)이 고장 또는 그늘로 인하여 전력을 생산하지 못할 경우에는 바이패스 다이오드(30)를 통하여 전류가 흐르면서 회로가 구성되어 고장나 셀 그룹(21)만을 제외한 발전 전력을 직렬로 연결된 해당 접속함을 통하여 계통에 공급되나, 고장 난 셀 그룹(21)의 미발전 전력만큼 전압 불균형이 발생되고 전압 효율이 저하되므로, 상기 고장 난 셀 그룹(21)은 정비 또는 교체작업을 하게 된다.
In the middle- or large-sized photovoltaic power generation system, a plurality of
또한, 도 4a 와 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 바이패스 다이오드(30)와 전기적으로 직렬로 연결되어 전류가 흐르는 경우에 전류를 차단시키는 전류차단 릴레이 스위치(40)를 형성시키고, 상기 바이패스 다이오드(30) 및 전류차단 릴레이 스위치(40)와 병렬로 발광 다이오드(50)를 연결하여 셀 그룹(21)의 일부 단위전지 셀(20)에 이상이 발생한 경우에, 상기 바이패스 다이오드(30)로 우회하여 흐르는 전류에 의해 상기 전류차단 릴레이 스위치(40)가 여자 되어 접점을 동작시켜 회로를 차단하게 되며, 차단된 전류는 상기 발광 다이오드(50) 쪽으로 우회 통전되어 상기 발광 다이오드(50)를 발광시키게 되며, 현장 작업자는 상기 발광 다이오드(50)의 발광을 통해 이상이 발생 된 셀 그룹(21)을 확인할 수 있게 된다.As shown in FIGS. 4A and 4B, a current
바람직하게는, 상기 다수의 셀 그룹(21)에 각각 설치되는 이상상태 감지모듈(80) 중 각각의 전류차단 릴레이 스위치(40)를 서로 직렬 연결되게 하여 하나의 신호로 출력되게 구성함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전류차단 릴레이 스위치(40)의 신호선(41)이 서로 직렬로 연결된 그룹에 대한 다수의 태양전지 모듈(10)의 오류발생을 통합하여 용이하게 감시할 수 있으며, 오류가 발생한 태양전지 모듈(10), 셀 그룹(21) 및, 단위전지 셀(20)을 현장에서 상기 발광 다이오드(50)의 발광을 통해 즉시 확인가능하게 되어 상기 태양전지 모듈에 대한 이상상태 감시장치의 설치 비용을 현저히 절감할 수 있게 된다.Preferably, each of the current interruption relay switches 40 of the
도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 발광 다이오드(50)와 직렬로 연결된 저항(51)은 적정 전류가 배분되어 흐르도록 소정의 저항값으로 선정하며 상기 바이패스 다이오드(30), 전류차단 릴레이 스위치(40) 및, 발광 다이오드(50) 등의 임피던스 값에 의해 선정될 수 있으며, 상기 전류차단 릴레이 스위치(40) 대신 포토 다이오드나, 포토 커플러 등의 전자소자를 이용하여 회로를 구성할 수도 있다.4A, the
일반적으로 태양전지 모듈의 뒷면에는 단자함이 구비되며, 상기 단자함에는 외부 커넥터(도면에 도시되지는 않음)가 마련되고, 상기 외부 커넥터를 통해 다른 태양전지 모듈(10)과 서로 연결되는데, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 감시장치에서는, 상기 전류차단 릴레이 스위치(40)의 신호선(41)을 별도의 상기 신호선(41) 연결을 위한 커넥터을 두지않고, 상기 외부 커넥터에 전력 연결선(70)과 함께 내설 시킴으로써, 하나의 외부 커넥터로 연결할 수 있는 단자함으로 구성하여 설치비 증가를 막을 수 있도록 한다.In general, a solar cell module is provided with a terminal box on its rear surface, and the terminal box is provided with an external connector (not shown) and is connected to another
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 셀 그룹(21)의 전면에 태양광의 일조량을 측정하는 일조량 측정센서(60)를 구비하고, 상기 일조량 측정센서(60)로부터 측정된 일조량을 입력받아 상기 일조량 측정센서(60)가 설치된 셀 그룹(21)에 대한 소정의 발전 기준 전압값을 연산하는 기준전압 연산부(61)를 마련하며, 상기 기준전압 연산부(61)로부터 연산된 소정의 발전 기준 전압값과, 상기 셀 그룹(21)으로부터 실시간으로 발전된 발전 전압값을 비교하여 상기 발전 전압값이 상기 발전 기준 전압값 보다 낮은 경우, 인전합 셀 그룹(21)에서 입력되는 전류를 상기 바이패스 다이오드(30)로 우회 통전시키는 통전 제어부(62)를 구성함으로써, 흐린 날씨의 영향으로 발전 전압값이 모든 태양전지 모듈(10)에 대해 전체적으로 낮은 경우를 고장으로 판단하지 않고, 단위전지 셀(20)이 이상동작하는 경우에만 고장으로 인식하여 상기 전류차단 릴레이 스위치(40)의 신호선(41)을 통해 이상상태 발생신호를 출력할 수 있도록 한다.
6, a sunlight amount measuring sensor 60 for measuring a sunlight amount of sunlight is provided on the entire front surface of the
일반적으로, 태양전지 모듈의 고장 여부를 검출해 이상작동하는 태양전지 모듈(10)을 빠른 시간 내에 교체하는 것이 필요하며, 이를 위해 종래 태양전지모듈의 고장을 검출하는 장치는, 태양전지 모듈(10)의 전압과 전류를 측정하는 센서부, 상기 센서부로부터 측정된 전압 및 전류 값을 중앙 관리 시스템으로 전송하는 통신부 및, 고장여부를 판단하는 제어부 등의 장치들이 각각의 태양전지 모듈(10)에 개별적으로 설치되어 태양전지 모듈의 이상 여부를 모니터링하게 된다.2. Description of the Related Art Generally, it is necessary to replace a malfunctioning
이와 같이, 각각의 태양전지 모듈(10)의 이상 여부를 개별적으로 모니터링 하여 외부로 알려주는 종래의 고장 검출 장치는, 각각의 태양전지 모듈(10)의 이상 여부를 정확하게 외부로 알려주는 장점은 있으나, 태양전지 모듈(10)이 적게는 수십 개에서 많게는 수백 개가 모여 대형 태양열 발전 시스템을 구성하는 경우에는, 각각의 측정 센서에서 측정된 데이터를 수집하기 위한 장비 또한 고장 검출 장치의 주요 부분을 차지하게 되며, 설치 및 유지 보수 비용 역시 측정 센서수, 데이터 수집 장치 수 및, 제어장치의 수에 비례하여 증가하게 되나,As described above, the conventional fault detection apparatus, which individually monitors the abnormality of each
상기 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 감시장치는, 상기 바이패스 다이오드(30)를 통해, 전류가 고장 등에 의해 발전 전력이 양호하지 못한 셀 그룹(21)으로 통전되는 것을 막고,As described above, in the solar cell module according to the present invention, the surveillance device prevents current from flowing into the
다수의 이상상태 감지모듈(80)에 각각 구비되는 전류차단 릴레이 스위치(40) 간의 직렬연결을 통해, 상기 직렬연결된 다수의 태양전지 모듈(10)을 그룹화하고 상기 그룹화된 다수의 태양전지 모듈에 대한 이상상태를 원격지에서 용이하게 감지할 수 있으며, 다수의 태양전지 모듈에 대한 이상상태 감시장치의 구성을 단순화시킬 수 있어 적게는 수십 개에서부터, 많게는 수백 개에 태양전지 모듈(10)로 구성되는 대형의 태양광 발전 시스템을 구성하는 경우에도 각각의 태양전지 모듈별 이상상태 측정에 대한 데이터 수집 장비의 설치비용을 포함하는 장치비용 및, 유지보수 비용을 현저히 줄일 수 있고,A plurality of
또한, 상기 전류차단 릴레이 스위치(40)가 서로 직렬 연결된 태양전지 모듈 그룹의 이상상태 발생을 상기 릴레이 스위치(40)의 직렬 연결된 신호선(41)을 통해 원격지에서 확인한 경우, 오류가 발생한 해당 셀 그룹(21)에 설치된 이상상태 감지모듈(80)의 발광 다이오드(50)의 발광을 통해, 현장에서 이상상태가 발생된 해당 태양전지 모듈(10), 셀 그룹(21) 및, 단위전지 셀(20)을 바로 확인가능 하게 되며, 현장에서 즉시 정비 교체가능하게 됨으로써, 보다 신속하고 용이하게 다수의 태양전지 모듈(10)을 유지보수 및 관리 운영할 수 있게 된다.
When the abnormality of the solar cell module group connected in series with the current
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.It is to be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in many other forms without departing from the spirit and scope of the invention,
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
Accordingly, the above-described embodiments are to be considered illustrative and not restrictive, and all embodiments within the scope of the appended claims and their equivalents are intended to be included within the scope of the present invention.
1 : 태양전지 모듈 이상상태 감지장치
10 : 태양전지 모듈
20 : 단위전지 셀 21 : 단위전지 셀 그룹
30 : 바이패스 다이오드 40: 전류차단 릴레이 스위치
41 : 신호선 50 : 발광 다이오드
51 : 저항 60 : 일조량 측정 센서
61 : 기준전압 연산부 62 : 통전 제어부
70 : 전력 연결선 80 : 이상상태 감지 모듈1: Solar cell module abnormal condition detection device
10: Solar module
20: unit battery cell 21: unit battery cell group
30: Bypass diode 40: Current interruption relay switch
41: signal line 50: light emitting diode
51: Resistance 60: Sunlight measuring sensor
61: reference voltage operating section 62: energizing control section
70: Power line 80: Abnormal state detection module
Claims (3)
상기 태양전지 모듈은 다수의 단위전지 셀이 모여 형성되는 셀 그룹이 다수 구비되며,
상기 셀 그룹에 전기적으로 병렬 연결되어 상기 셀 그룹이 소정 전압값 이하로 발전하는 경우에 상기 셀 그룹으로 흐르던 전류를 우회 통전시키는 바이패스 다이오드(Bypass Diode),
상기 바이패스 다이오드와 전기적으로 직렬 연결되어 전류가 흐르는 경우 전류를 차단시키는 전류차단 릴레이 스위치 및,
상기 바이패스 다이오드 및 전류차단 릴레이 스위치와 전기적으로 병렬 연결되어 상기 전류차단 릴레이 스위치의 동작으로 전류가 차단되는 경우 상기 차단된 전류가 우회 통전되어 발광하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 포함하여 형성되는 이상상태 감지모듈을;
포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 이상상태 감지장치.
A solar cell module abnormality detecting apparatus for detecting an abnormal state of a solar cell module constituting a solar power generation system and generating an electric power from solar light and informing the outside of the abnormality state,
The solar cell module includes a plurality of cell groups in which a plurality of unit battery cells are gathered,
A bypass diode electrically connected in parallel with the cell group to bypass current flowing into the cell group when the cell group develops to a voltage lower than a predetermined voltage value,
A current blocking relay switch electrically connected in series with the bypass diode to cut off current when current flows,
And a light emitting diode (LED) that is electrically connected in parallel with the bypass diode and the current cutoff relay switch to turn off the current when the current is cut off by the operation of the current cutoff relay switch An abnormal condition detection module;
Wherein the solar cell module abnormality detecting device comprises:
상기 이상상태 감지모듈은,
상기 다수의 셀 그룹에 각각 설치되며, 상기 둘 이상의 셀 그룹에 각각 설치된 상기 이상상태 감지모듈 중 상기 전류차단 릴레이 스위치가 서로 전기적으로 직렬 연결되어 하나의 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 이상상태 감지장치.
The method according to claim 1,
The abnormal state detection module includes:
Wherein the current blocking relay switch is electrically connected to one of the plurality of the abnormality detection modules installed in each of the plurality of cell groups to output a single signal. State detection device.
상기 이상상태 감지모듈은,
상기 셀 그룹의 전면에 설치되어 태양광의 일조량을 측정하는 일조량 측정센서;
상기 일조량 측정센서로부터 측정된 일조량을 입력받아 상기 일조량 측정센서가 설치된 상기 셀 그룹에 대한 소정의 발전 기준 전압값을 연산하는 기준전압 연산부;
상기 기준전압 연산부로부터 연산된 소정의 발전 기준 전압값과, 상기 셀 그룹으로부터 실시간으로 출력된 출력 전압값을 비교하여 상기 출력 전압값이 상기 발전 기준 전압값 보다 낮은 경우, 인접한 셀 그룹에서 입력되는 전류를 상기 바이패스 다이오드로 우회 통전시키는 통전 제어부를, 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 이상상태 감지장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The abnormal state detection module includes:
A sunlight amount measuring sensor provided on the front surface of the cell group for measuring a sunlight amount of sunlight;
A reference voltage operation unit for receiving a sunshine amount measured by the sunshine measurement sensor and calculating a predetermined power generation reference voltage value for the cell group provided with the solar radiation amount measurement sensor;
And comparing the predetermined power generation reference voltage value calculated from the reference voltage calculating section with an output voltage value outputted in real time from the cell group and if the output voltage value is lower than the power generation reference voltage value, And an energization control unit for energizing the bypass diode by bypassing the bypass diode.
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