KR20210043401A - Connection panel for communication control of direct and parallel converter connections that track the maximum power point of the two solar modules - Google Patents

Connection panel for communication control of direct and parallel converter connections that track the maximum power point of the two solar modules Download PDF

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KR20210043401A
KR20210043401A KR1020190126567A KR20190126567A KR20210043401A KR 20210043401 A KR20210043401 A KR 20210043401A KR 1020190126567 A KR1020190126567 A KR 1020190126567A KR 20190126567 A KR20190126567 A KR 20190126567A KR 20210043401 A KR20210043401 A KR 20210043401A
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Abstract

The present invention relates to a connection panel for controlling a serial/parallel converter connection device tracking the maximum power point of two photovoltaic modules through communication in a photovoltaic system capable of maximizing the power generation efficiency by adjusting a voltage in series/parallel within an inverter MPPT setting value. The connection panel controls a problematic serial/parallel converter connection device on an array in the connection panel so that an input voltage to an inverter is within an MPPT range, which is the maximum setting value of the inverter, by connecting two photovoltaic modules in series and parallel through a switching unit of the serial/parallel converter connection device tracking the maximum power point of each photovoltaic module when a problem occurs that a value is greater than or less than the value within the MPPT range, which is the maximum setting value of the inverter.

Description

태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반{Connection panel for communication control of direct and parallel converter connections that track the maximum power point of the two solar modules}Connection panel for communication control of direct and parallel converter connections that track the maximum power point of the two solar modules}

본 발명은 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치별 전압을 측정하여 제어부를 통해 측정된 값이 접속반을 통해 인버터로 입력될 때 입력전압이 MPPT 하한 값보다 작으면, 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치가 접속반에 설정된 인버터 MPPT의 상한 값과 하한 값을 위한 제어프로그램에 따라 어레이상의 어느 한 접속장치에서 문제가 발생할 경우, 문제가 발생한 접속장치의 스위칭부를 통해 태양광 모듈 2장을 직렬로 연결하여 인버터로의 입력전압이 MPPT 설정 값 범위가 되도록 접속반에서 어레이상에 있는 문제된 접속장치를 제어한다. 또한 인버터로 입력될 때 입력전압이 MPPT 상한 값보다 크면, 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치가 접속반에 설정된 인버터 MPPT의 상한 값과 하한 값을 위한 제어프로그램에 따라 어레이상의 어느 한 접속장치에서 과전압이 발생할 경우, 문제가 발생한 접속장치의 스위칭부를 통해 태양광 모듈 2장을 병렬로 연결하여 인버터의 입력전압이 MPPT 설정 값 범위가 되도록 접속반에서 어레이상에 있는 문제된 접속장치를 제어한다. 이는 인버터 MPPT 설정 값 이내로 전압을 직렬과 병렬로 조절함으로써 발전효율을 극대화 할 수 있는 태양광 발전시스템에 있어서, 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반에 관한 것이다.The present invention measures the voltage for each serial/parallel converter connecting device that tracks the maximum power point of two solar modules, and when the value measured through the control unit is input to the inverter through the connection panel, the input voltage is less than the MPPT lower limit value. , When a problem occurs in any one of the connection devices in the array according to the control program for the upper and lower limit values of the inverter MPPT set in the connection panel when the serial/parallel converter connection device tracking the maximum power point of each of the two photovoltaic modules, Two solar modules are connected in series through the switching part of the connection device in which the problem occurs, and the connection panel controls the problem connection device on the array so that the input voltage to the inverter is within the range of the MPPT setting value. In addition, if the input voltage is greater than the MPPT upper limit value when input to the inverter, a serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of each solar module 2 is a control program for the upper and lower limit values of the inverter MPPT set in the connection panel. In case an overvoltage occurs in any one of the connection devices on the array, connect two solar modules in parallel through the switching part of the connection device in which the problem occurs, so that the input voltage of the inverter is within the range of the MPPT setting value. Control the problem connection device that is present. This is a solar power generation system that can maximize power generation efficiency by adjusting the voltage within the inverter MPPT set value in series and parallel. It is about the connection panel.

태양전지판을 구성하는 각각의 모든 전지 셀의 수명은 동일하지 않다. 이러한 각각의 전지 셀 고장 발생 시 전체 또는 고장 셀이 포함된 집합부분의 발전효율이 현격히 저하된다. 또한 고장 셀의 발열은 전지판 전체에 대한 2차 고장의 원인이 되기도 한다. The lifetime of each and every battery cell constituting a solar panel is not the same. When each of these battery cells fails, the power generation efficiency of the entire or an assembly including the failed cells is significantly lowered. In addition, heat generation of the faulty cell may cause secondary failure of the entire panel.

태양광 발전(PV, Photovoltaic)은 무한정, 무공해의 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 발전방식으로서 태양전지 셀(solar cell)의 p타입과 n타입 반도체가 접합된 PN 접합부에 태양 복사열이 조사되면(solar radiation) n-타입 반도체에 이동이 자유로운 (-)전하를 갖는 전자(electron), p-타입 반도체의 (+)전하를 갖는 정공(hole)을 생성하여 pn junction을 가로질러 전자의 이동에 따라 빌트-인 전기장을 생성하여 양전하와 음전하의 변동에 따라 전압과 전위가 발생된다. 태양전지 셀(solar cell)은 p-n접합부에서 광기전력 효과에 의해 (+), (-) 두 전극 간에 광기전력이 발생하여 DC 전류 및 DC 전압이 생성된다.Photovoltaic (PV) is a power generation method that directly converts infinite, pollution-free solar energy into electrical energy. When solar radiation is irradiated to the PN junction where the p-type and n-type semiconductors of a solar cell are bonded. (solar radiation) Generates electrons with negative (-) charge free to move in n-type semiconductors and holes with positive charge in p-type semiconductors to prevent the movement of electrons across the pn junction. Accordingly, a built-in electric field is generated, and voltage and potential are generated according to the fluctuations of positive and negative charges. In a solar cell, a photovoltaic power is generated between the two electrodes (+) and (-) due to the photovoltaic effect at the p-n junction to generate a DC current and a DC voltage.

종래의 대표적인 기술은 한국특허 제10-2011-0038975호(2011.04.15.) 에서 발명의 명칭 "태양광 발전시스템의 출력전압 제어장치"가 개시되어 있다. 실시 도 3은 태양광 발전시스템의 출력전압 제어장치에 적용된 태양전지모듈의 구성을 나타낸 도면이다.A typical conventional technology is disclosed in Korean Patent No. 10-2011-0038975 (2011.04.15.), the name of the invention "output voltage control device of the solar power generation system". Embodiment 3 is a view showing the configuration of a solar cell module applied to the output voltage control device of the solar power generation system.

본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 출력전압 제어장치는 입사된 태양광을 직류전압의 전기에너지로 변환하여 실제 전력을 생산하는 태양전지모듈(10), 상기 태양전지모듈에서 출력되는 직류전압을 입력전압으로 하여 상용 교류전원으로 변화시켜 전력 수용가(30)의 각 부하에 전력을 공급하는 인버터(20), 상기 태양전지모듈(10)에서 출력되는 직류전압의 크기를 감지하는 출력전압 감지부(40), 상기 출력전압 감지부(40)에서 감지된 직류전압의 크기에 따라 후술하는 바와 같이 상기 태양전지모듈(10)에 구비된 스위치부(13)의 동작을 제어하는 출력전압 제어부(50)를 포함하여 구성된다.The output voltage control device of the solar power generation system according to the present invention is a solar cell module 10 that converts incident sunlight into electric energy of a DC voltage to produce actual power, and inputs a DC voltage output from the solar cell module. Inverter 20 for supplying power to each load of the power consumer 30 by converting it into a commercial AC power source as a voltage, and an output voltage detection unit 40 that detects the magnitude of the DC voltage output from the solar cell module 10 ), an output voltage control unit 50 for controlling the operation of the switch unit 13 provided in the solar cell module 10 as described below according to the magnitude of the DC voltage sensed by the output voltage detection unit 40 It consists of including.

또한, 상기 태양전지모듈(10)은 주(main) 태양전지모듈(11), 상기 주 태양전지모듈(11)과 별도로 구비된 보조 (auxiliary) 태양전지모듈(12), 및 상기 주 태양전지모듈(11)에 보조 태양전지모듈(12)을 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 선택적으로 연결하는 스위치부(13)를 포함하여 구성된다.In addition, the solar cell module 10 includes a main solar cell module 11, an auxiliary solar cell module 12 provided separately from the main solar cell module 11, and the main solar cell module. It is configured to include a switch unit 13 for selectively connecting the auxiliary solar cell module 12 to either in series or in parallel to (11).

이때, 상기 태양전지모듈(10)은 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시켜 출력하는 여러 개의 태양전지 셀 (cell)(16)을 직병렬로 연결함으로써 적정한 출력전압 레벨과 전류량을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the solar cell module 10 is preferably configured to have an appropriate output voltage level and current amount by connecting several solar cell cells 16 that convert and output solar energy into electrical energy in series and parallel. Do.

이를 위하여, 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 출력전압 제어장치는 상기 주 태양전지모듈(11)이 각각 적어도 하나의 태양전지 셀(16)이 직렬로 연결된 적어도 하나의 제1서브모듈(14)이 병렬로 연결되도록 구성하고, 상기 보조 태양전지모듈(12)은 각각 적어도 하나의 태양전지 셀(16)이 직렬로 연결된 제2서브모듈(15)이 상기 제1 서브모듈(14) 각각에 직렬 또는 병렬로 연결되도록 구성하였다.To this end, the output voltage control device of the solar power generation system according to the present invention includes at least one first sub-module 14 in which the main solar cell module 11 is connected in series with at least one solar cell 16, respectively. The auxiliary solar cell module 12 is configured to be connected in parallel, and the second sub-module 15 to which at least one solar cell 16 is connected in series is connected to each of the first sub-modules 14 in series. Or, it was configured to be connected in parallel.

또한, 상기 스위치부(13)는 전기 릴레이, 또는 트랜지스터와 같은 반도체 스위칭 소자 등 동일한 기능을 수행하는 여러 가지 공지된 스위칭 소자를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있다.In addition, the switch unit 13 may be preferably implemented using various known switching elements that perform the same function, such as an electric relay or a semiconductor switching element such as a transistor.

[본 실시예에서는 일예로서, 상기 주 태양전지모듈(11)은 각각 22개의 태양전지 셀(16)이 직렬로 연결된 12개의 제1서브모듈(14)이 병렬로 연결되어 구성되고, 상기 보조 태양전지모듈(12)은 각각 하나의 태양전지 셀(16)로 구성된 12개의 제2서브모듈(15)이 상기 제1서브모듈(14) 각각에 직렬 또는 병렬로 연결되도록 구성하였다.[In this embodiment, as an example, the main solar cell module 11 is configured by connecting 12 first sub-modules 14 to which 22 solar cells 16 are connected in series, respectively, and the auxiliary solar cell The battery module 12 is configured such that 12 second sub-modules 15 each composed of one solar cell 16 are connected to each of the first sub-modules 14 in series or in parallel.

한편, 상기의 바와 같이 태양광 발전시스템이 설치된 지역의 일기 조건이 변화되어 일사량이 감소되거나 고온 현상으로 인하여 태양전지모듈(10)을 구성하는 태양전지 셀(16) 각각의 에너지 변환효율이 감소되는 경우 상기 인버터(20)는 내부 회로의 보호를 위하여 일정 시간(일예로서, 5분) 동안 저전압 트립이 발생되며, 이로 인하여 인버터(20)는 분산전원 연계기준에 의해 전력을 생산할 수 있는 자연조건임에도 불구하고 전력을 생산하지 못하여 전체적인 상기 태양광 발전의 에너지 효율이 감소하며, 상기 인버터 트립시 발생하는 서지 및 아크로 인하여 부하 내부 회로가 치명적인 손상을 입게 되는 문제점이 발생될 수 있다.Meanwhile, the energy conversion efficiency of each of the solar cell 16 constituting the solar cell module 10 is decreased due to a change in the weather conditions in the area where the solar power generation system is installed as described above, and thus the amount of solar radiation is reduced or due to a high temperature phenomenon. In this case, the inverter 20 generates a low voltage trip for a certain period of time (for example, 5 minutes) to protect the internal circuit, and thus the inverter 20 is a natural condition capable of generating power according to the distributed power connection standard. Nevertheless, the overall energy efficiency of the photovoltaic power generation decreases due to the inability to generate power, and there may be a problem in that the internal circuit of the load is severely damaged due to surges and arcs generated when the inverter trips.

따라서, 본 실시예에서는 이를 방지하기 위하여 상기 출력전압 제어부(50)가 상기 출력전압 감지부(40)에서 감지된 상기 태양전지모듈(10)의 출력전압의 크기에 따라 상기 스위치부(13)의 동작을 제어함으로써 상기 인버터 (20)의 입력전압(즉, 태양전지모듈(10)의 출력전압)을 인버터의 정상운전 범위로 유지하게 된다.Therefore, in this embodiment, in order to prevent this, the output voltage control unit 50 of the switch unit 13 according to the magnitude of the output voltage of the solar cell module 10 detected by the output voltage detection unit 40. By controlling the operation, the input voltage of the inverter 20 (that is, the output voltage of the solar cell module 10) is maintained within the normal operating range of the inverter.

이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 상기 출력전압 제어부(50)는 상기 출력전압 감지부(40)에서 감지된 상기 직류 전원의 전압이 미리 설정된 설정값 이상이면 상기 주 태양전지모듈(11)과 보조 태양전지모듈(12)을 병렬로 연결 하도록 상기 스위치부(13)의 동작을 제어하게 된다.Looking at this in detail, first, the output voltage control unit 50 is the main solar cell module 11 and the auxiliary solar cell module when the voltage of the DC power detected by the output voltage detection unit 40 is greater than or equal to a preset set value. The operation of the switch unit 13 is controlled to connect the 12 in parallel.

기존의 태양광 발전시스템의 출력전압 제어장치는, 태양전지모듈을 주(main) 태양전지모듈과 보조 (auxiliary) 태양전지모듈로 별도로 분리하고 상기 태양전지모듈의 전체 출력전압에 따라 상기 주 태양전지모듈과 보조 태양전지모듈의 연결을 직렬 또는 병렬로 선택적으로 제어함으로써 상기 태양전지모듈의 전체 출력전압을 인버터의 정상운전 범위로 유지할 수 있기 때문에 종래 기술에 따른 태양광 발전시스템에서 발생되던 인버터의 저전압 트립 현상을 방지하여 전체적인 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다고 하나 과전압, 과전류를 초기에 제어하고 화재예방의 효과를 기대할 수 없다. 또한 이미 효율이 저하된 어레이를 통제하는 시스템으로, 보조 태양전지모듈을 별도로 분리하여 취급하는 시스템이기 때문에 제어도 어렵고 많은 비용이 소요되며 효율성이 저하된다. 인버터로 입력될 때 입력전압이 MPPT 상한 값보다 크거나 작을 때, 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치가 접속반에 설정된 인버터 MPPT의 상한 값과 하한 값을 위한 제어프로그램에 따라 어레이상의 어느 상기 접속장치에서 문제가 발생할 경우, 문제가 발생한 접속장치의 스위칭 제어부를 통해 태양광 모듈 2장을 직렬과 병렬로 연결하여 인버터로의 입력전압이 MPPT 설정 값 범위가 되도록 접속반에서 어레이상에 있는 문제된 접속장치를 제어한다. 이는 인버터 MPPT 설정 값 이내로 전압을 직렬과 병렬로 조절함으로써 발전효율을 극대화 할 수 있는 태양광 발전시스템에 있어서, 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반에 관한 것이다. The output voltage control device of a conventional photovoltaic power generation system separates a solar cell module into a main solar cell module and an auxiliary solar cell module, and the main solar cell according to the total output voltage of the solar cell module. By selectively controlling the connection between the module and the auxiliary solar cell module in series or parallel, the total output voltage of the solar cell module can be maintained within the normal operating range of the inverter. It is said that it has the advantage that it can greatly improve the overall energy efficiency by preventing the trip phenomenon, but it is not possible to expect the effect of fire prevention by controlling overvoltage and overcurrent in the early stage. In addition, since it is a system that controls an array whose efficiency has already been deteriorated, and because it is a system that separates and handles auxiliary solar cell modules, it is difficult to control, requires a lot of cost, and reduces efficiency. When the input voltage is greater than or less than the MPPT upper limit value when input to the inverter, a serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of each solar module 2 is used for the upper and lower limit values of the inverter MPPT set in the connection panel. If a problem occurs in any of the connection devices in the array according to the control program, connect two solar modules in series and in parallel through the switching control unit of the connection device in which the problem occurs, so that the input voltage to the inverter is within the range of the MPPT setting value. The connection panel controls the problem connection device on the array. This is a solar power generation system that can maximize power generation efficiency by adjusting the voltage within the inverter MPPT setting value in series and parallel. It is about the connection panel .

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서,The present invention is invented to solve the above problems,

본 발명의 목적은 태양광모듈의 출력전압을 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위로 유지함으로써, 상기 출력전압의 저하에 의하여 인버터로 출력되는 것이 중단되는 현상을 방지하여 전체적인 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있는 태양광 발전시스템에 있어서, 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to prevent a phenomenon in which the output to the inverter is stopped due to a decrease in the output voltage by maintaining the output voltage of the photovoltaic module in the range of MPPT, which is the maximum set value of the inverter, thereby greatly improving the overall energy efficiency. In a photovoltaic power generation system, it is to provide a connection panel that controls a serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two photovoltaic modules through communication.

본 발명의 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반을 구현하기 위한 해결수단은,A solution for implementing a connection panel for communicationally controlling a serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two solar modules of the present invention,

태양광 모듈을 통해 발전된 전력이 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위로 출력되도록 어레이상에 연결되는 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치와;A serial-parallel converter connecting device for tracking the maximum power point of two solar modules connected on the array so that the power generated through the solar module is output in the range of MPPT, which is the maximum set value of the inverter;

상기 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치들의 발전전압을 실시간으로 측정하여 제어부로 출력하는 접속반의 전압측정부와;A voltage measuring unit of the connection panel for measuring the power generation voltage of the serial/parallel converter connection devices tracking the maximum power points of the two solar modules in real time and outputting them to a control unit;

상기 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치들의 발전전압을 전압측정부로부터 입력받아 제어명령을 출력하는 접속반의 제어부와;A control unit of a connection panel receiving power generation voltages of the serial/parallel converter connecting devices tracking the maximum power points of the two solar modules from a voltage measuring unit and outputting a control command;

상기 인버터로 입력되는 입력 전압 값과 MPPT의 범위내를 비교분석하는 제어부로부터 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치들의 스위칭을 제어명령을 전송하는 접속반의 통신부와;A communication unit of a connection panel for transmitting a control command for switching of the serial/parallel converter connection devices tracking the maximum power point of two solar modules from a control unit for comparing and analyzing the input voltage value input to the inverter and the range of the MPPT;

상기 제어부의 측정값이 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위보다 크거나 작은 경우 접속반의 제어부는 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치의 전압 측정값을 기초 데이터로 활용해서 몇 개의 태양광 모듈을 병렬과 직렬로 연결하여 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위 내로 전압 값을 조절하도록 연산한 후 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치의 스위칭부를 제어한다.When the measured value of the control unit is larger or smaller than the MPPT range, which is the maximum setting value of the inverter, the control unit of the connection panel uses the voltage measurement value of the serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of each of the two solar modules as basic data. After calculating to adjust the voltage value within the range of MPPT, which is the maximum setting value of the inverter by connecting several solar modules in parallel and in series, it controls the switching part of the serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power points of two solar modules. .

병렬로 연결된 태양광 모듈들의 전압을 접속반 전압측정부를 통해 접속반의 제어부에서 감시하며, 이 전압 값이 인버터 최대 설정값인 MPPT 범위에 미달할 경우 제어부는 어레이의 출력 전압 값을 인버터 최대 설정값인 MPPT 범위의 전압 값과 환산한 후, 연산을 통해 인버터 최대 설정값인 MPPT 범위에 맞도록 병렬로 연결된 직·병렬컨버터 접속장치들을 어레이상의 태양광 모듈들을 환산된 수량만큼 직렬로 변환하여 태양광 전력을 생산한다.The voltage of the solar modules connected in parallel is monitored by the control unit of the connection panel through the connection panel voltage measurement unit, and if this voltage value falls below the range of MPPT, which is the maximum setting value of the inverter, the control unit sets the output voltage value of the array to the maximum setting value of the inverter. After converting the voltage value of the MPPT range, the serial and parallel converter connecting devices connected in parallel to match the MPPT range, which is the maximum set value of the inverter, are converted into series by the converted amount of solar modules in the array. To produce.

동절기 및 일사량 증가로 인해 개별 태양광 모듈의 전압 값이 인버터의 설정값인 MPPT 상한 값을 초과할 경우 접속반의 제어부는 접속반의 출력 전압 값을 기초 자료로 활용하여 MPPT 상한 값을 초과한 전압 값을 산정하여 직렬로 연결된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 MPPT 상한 값을 초과한 전압 값만큼 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 병렬로 연결한다. When the voltage value of an individual photovoltaic module exceeds the MPPT upper limit, which is the set value of the inverter, due to winter season and increased insolation, the control unit of the connection panel uses the output voltage value of the connection panel as basic data to determine the voltage value that exceeds the MPPT upper limit. A serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two solar modules connected in series by calculating and tracking the maximum power point of two solar modules by the voltage value exceeding the MPPT upper limit. Connect in parallel.

따라서 접속반의 통신을 이용한 제어부는 기후변화에 따라 일사량이 변하는 경우 상기와 같은 프로세스를 거쳐 항상 인버터로 입력되는 전압 값을 인버터의 설정값인 MPPT 범위내로 유지하도록 한다.Therefore, the control unit using communication of the connection panel always maintains the voltage value input to the inverter within the MPPT range, which is the set value of the inverter, through the above process when the amount of solar radiation changes due to climate change.

본 발명은 일사량 변화 및 온도에 따른 출력 전압의 편차를 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하여 항상 인버터의 설정값인 MPPT 허용범위내로 유지할 수 있으므로 인버터의 종류나 용량에 따라 제어프로그램을 설정하면 태양광발전효율을 극대화 할 수 있다.In the present invention, a series/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two solar modules is controlled by communication to keep the deviation of the output voltage according to the amount of insolation and temperature within the allowable range of MPPT, which is the set value of the inverter. The solar power generation efficiency can be maximized by setting a control program according to the type or capacity of the device.

또한 본 발명은 태양광 모듈의 재질적 특성에 기인한 출력 값의 편차로 인해 발생되는 태양광모듈의 효율저하로 인한 인버터의 운전정지를 피할 수 있고 기후변화로 인한 발전효율이 저하되는 문제를 근원적으로 해결할 수 있다.In addition, the present invention can avoid the operation stop of the inverter due to the decrease in the efficiency of the solar module caused by the deviation of the output value due to the material characteristics of the solar module, and the problem of lowering the power generation efficiency due to climate change. It can be solved with.

상기 기후변화로 인한 일출과 일몰 시, 구름 등 외부환경에 의한 매우 낮은 전압 값에 대응하기 위해 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통해 발전 전압 값을 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 허용범위내로 꾸준히 유지하여 일출 후 발전개시부터 일몰 시 발전 종료까지 발전시간을 최대한 확보하여 발전효율을 높일 수 있다.In order to respond to very low voltage values due to external environments such as clouds and sunrises and sunsets due to the above climate change, the power generation voltage value is set to the maximum of the inverter through a serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two solar modules. By steadily maintaining the set value within the MPPT allowable range, it is possible to increase power generation efficiency by securing the maximum generation time from the start of power generation after sunrise to the end of power generation at sunset.

상기 본 발명은 각 태양광 모듈의 출력 전압 값이 인버터의 MPPT 설정 값을 초과하더라도 안전장치가 설치된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반에 의해 보호되므로 인버터의 교환주기를 연장할 수 있고, 이에 따라 태양광 발전의 경제성을 증진시킬 수 있다.In the present invention, even if the output voltage value of each photovoltaic module exceeds the MPPT setting value of the inverter, the connection panel for serial/parallel converters that tracks the maximum power point of two photovoltaic modules installed with a safety device is controlled through communication. Because it is protected by, it is possible to extend the replacement period of the inverter, thereby improving the economics of solar power generation.

본 발명 위하여 예시된 실시 예의 도면에 대한 간단한 설명은 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 안전장치가 설치된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 태양광 접속반의 전체구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 안전장치가 설치된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 태양광 접속반에 대한 순서도이며,
도 3는 대표적인 종래의 기술인 "태양광 발전시스템의 출력전압 제어장치" 전체구성을 나타내는 도면이며,
도 4는 본 발명에 따른 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 태양광 접속반에 대한 통신흐름도이다.A brief description of the drawings of the embodiments illustrated for the present invention is as follows.
1 is an overall configuration diagram of a solar connection panel for controlling a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two solar modules installed with a safety device according to the present invention through communication,
FIG. 2 is a flow chart of a solar connection panel for controlling a serial/parallel converter connection device through communication to track the maximum power point of two solar modules installed with a safety device according to the present invention.
3 is a view showing the overall configuration of a representative conventional technology "output voltage control device of a solar power generation system",
FIG. 4 is a communication flow diagram for a photovoltaic connection panel for controlling a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two photovoltaic modules according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 안전장치가 설치된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반에 대한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a connection panel for controlling a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two solar modules equipped with a safety device according to the present invention through communication will be described in detail.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 일련 부호로 도면에 표기하였다.The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar parts are indicated in the drawings by similar serial numbers throughout the specification.

명세서 전반에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결 혹은 결합"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결 혹은 결합"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결 혹은 결합"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미한다.When a part of the specification is said to be "connected or coupled" with another part, it is not only "directly connected or coupled", but also "electrically connected or coupled" with another element in the middle. Includes cases where there is. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components are not excluded, but other components are further included unless specifically stated to the contrary.

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 안전장치가 설치된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 안전장치가 설치된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반으로 이루어진 태양광 접속반의 구성도로, 태양광 접속반(200)은, 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)와, 상기 접속장치(100)들이 연결된 선로를 따라 전송되는 어레이 전압을 측정하는 전압측정부(300)와, 전압측정부(300)가 출력하는 데이터를 입력받아 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 스위칭부를 통신으로 제어하여 인버터의 최대 설정값인 MPPT가 설정 값 범위가 되도록 접속반에서 상기 접속장치(100)를 통신으로 제어하는 제어부(400)와, 어레이부로부터 인가되는 입력 전압을 낮은 방형파 전압으로 변환하여 낮은 출력을 태양광 접속반(200)으로 출력하는 정류부(700)와, 선로의 지락, 단락 등 사고 발생 시 자동으로 어레이를 차단시키는 퓨즈, 다이오드, ELPD가 포함된 차단부(500)와, 태양광 모듈 2장의 최대 전력점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)를 제어하는 신호를 출력하는 통신부(600)를 포함한다.Referring to FIG. 1, FIG. 1 shows a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two solar modules equipped with a safety device according to the present invention, and tracking the maximum power point of two solar modules equipped with a safety device. A configuration diagram of a solar connection panel consisting of a connection panel that controls a serial/parallel converter connection device through communication. The solar connection panel 200 is a serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of two solar modules. ), and the voltage measuring unit 300 for measuring the array voltage transmitted along the line to which the connection devices 100 are connected, and the maximum power of each of the two solar modules by receiving data output from the voltage measuring unit 300 A control unit 400 that controls the switching unit of the serial/parallel converter connection device 100 to track points through communication so that the MPPT, which is the maximum set value of the inverter, is within the set value range. ), and a rectifying unit 700 that converts the input voltage applied from the array unit into a low square wave voltage and outputs a low output to the solar connection panel 200, and the array automatically operates in case of an accident such as a ground fault or a short circuit of the line. Includes a blocking unit 500 including a fuse, a diode, and ELPD to block, and a communication unit 600 that outputs a signal to control the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of two solar modules. do.

상기의 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)는 태양광 모듈 2장을 직렬과 병렬로 변환 연결하는 스위칭부가 포함된 용어로, 모듈1과 모듈2의 각 (+), (-) 입력단자, 모듈1과 모듈2의 각 (+), (-) 입력단자에서 입력된 전압을 감지하여 제어부에 인가하는 전압감지부, 전압감지부에서 출력한 신호를 입력받아 제어신호를 직·병렬전환스위칭부로 출력하는 제어부, 모듈1과 모듈2의 각 (+), (-) 입력단자로부터 인가되는 입력 전압/전류를 낮은 방형파 전압으로 변환하여 낮은 출력을 직·병렬전환스위칭부로 출력하는 정류부와, 제어부에 의해 온/오프(On/Off)되는 직·병렬전환스위칭부로 구성되며, 각 직·병렬컨버터 접속 장치의 OUT단자에 출력과 입력되는 전압과 전류가 모아지는 과정에서 과전압과 과전류가 흐르게 되는 경우 초기에 화재를 예방하기 위하여 퓨즈 또는 PTC에 의해 과전압과 과전류를 제어하며, 또한 각 직·병렬컨버터 접속 장치의 OUT단자에 역전류가 입력되는 것을 방지하기 위한 각 직·병렬컨버터 접속 장치에 역류방지 다이오드와 이들을 제어하는 신호를 전달하는 통신부를 포함하는 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)이다.The serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of each of the two solar modules described above is a term including a switching unit that converts and connects two solar modules in series and in parallel. It detects the voltage input from each (+), (-) input terminal, each (+), (-) input terminal of module 1 and module 2 and applies the voltage to the control unit and the signal output from the voltage detection unit. A control unit that receives input and outputs the control signal to the serial/parallel conversion switching unit, and converts the input voltage/current applied from each of the (+) and (-) input terminals of module 1 and module 2 into a low square wave voltage to direct low output. It is composed of a rectifier outputting to the parallel conversion switching unit and a series/parallel switching switching unit that is turned on/off by the control unit.The output and input voltage and current are output to the OUT terminal of each serial/parallel converter connection device. When overvoltage and overcurrent flow in the process of collecting, control overvoltage and overcurrent by fuse or PTC to prevent fire at the beginning, and prevent reverse current from being input to the OUT terminal of each serial/parallel converter connection device. It is a serial-parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of two solar modules including a reverse flow prevention diode and a communication unit that transmits a signal for controlling them to each serial-parallel converter connection device for each serial-parallel converter.

상기 접속장치(100)들의 어레이에서 발생하는 선로의 지락 혹은 단락 등의 사고 발생 시 자동으로 해당 어레이를 차단시키기 위한 퓨즈, 다이오드, ELPD가 포함된 차단부(500)를 통해 인버터에 전기적으로 연결되어 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)에서 발전된 전력을 접속반을 통해서 송전한다.In the event of an accident such as a ground fault or a short circuit occurring in the array of the connection devices 100, it is electrically connected to the inverter through a blocking unit 500 including a fuse, a diode, and an ELPD for automatically shutting off the corresponding array. The power generated by the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of two solar modules is transmitted through the connection panel.

상기의 태양광 접속반(200)에 마련된 전압측정부(300), 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100), 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위가 되도록 접속반에서 각 어레이상에 있는 문제된 접속장치를 통신으로 제어하는 제어부(400)와 연결된 통신부(600)를 통해 태양광 모듈 2장의 최대 전력점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100) 내의 스위칭을 제어하는 제어부를 제어 할 수 있다.The voltage measuring unit 300 provided in the solar connection panel 200 above, the serial/parallel converter connection device 100 for tracking the maximum power point of each of the two solar modules, and the maximum setting value of the inverter, which is within the MPPT range. Switching in the serial/parallel converter connection device 100 to track the maximum power point of two solar modules through the communication unit 600 connected to the control unit 400 that controls the problem connection devices on each array in the class. You can control the control unit that controls it.

태양광 접속반(200)은 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)와 인버터 사이에 연결된 상기 접속반(200)에 전압측정부(300)를 갖추고, 전압측정부(300)는 어레이의 전압을 측정하며, 전압측정부(300)는 복수의 어레이들이 병렬로 연결되었을 때 연결된 선로의 전압값을 측정하여 제어부(400)로 출력한다. 제어부(400)는 전압측정부(300)에 의해 측정된 각 어레이 별 출력 전압과 전류를 판단하여 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위 이내로 조절한다. 이를 부연하여 설명한다.The solar connection panel 200 is equipped with a voltage measuring unit 300 on the connection panel 200 connected between the serial/parallel converter connection device 100 for tracking the maximum power point of each of the two solar modules and the inverter, The voltage measurement unit 300 measures the voltage of the array, and the voltage measurement unit 300 measures a voltage value of a connected line when a plurality of arrays are connected in parallel and outputs it to the control unit 400. The control unit 400 determines the output voltage and current for each array measured by the voltage measurement unit 300 and adjusts it within the range of MPPT, which is the maximum set value of the inverter. This will be explained further.

상기의 제어부는 전압측정부(300)에 의해 측정된 전압과 전류를 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위 이내에 해당하는 경우 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 어레이의 접속반을 통하여 인버터에 전력을 전송하고, 각 어레이의 전압값이 인버터의 MPPT 상한 값을 초과한 경우 병렬 화 시켜야 할 전압 값에 상응하는 전압을 상기의 프로그램에 의해 산정하고, 이 산정된 값을 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)를 이용하여 과전압을 제어함과 동시에 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위 이내로 조절한다.When the voltage and current measured by the voltage measurement unit 300 fall within the MPPT range, which is the maximum set value of the inverter, the serial/parallel converter connection device 100 tracks the maximum power point of each of the two solar modules. When the power is transmitted to the inverter through the connection panel of the array of, and the voltage value of each array exceeds the MPPT upper limit of the inverter, the voltage corresponding to the voltage value to be parallelized is calculated by the above program, and this calculation is performed. The overvoltage is controlled by using the serial/parallel converter connecting device 100 that tracks the maximum power point of each of the two solar modules, and at the same time, the overvoltage is adjusted within the range of MPPT, which is the maximum set value of the inverter.

상기 태양광 접속반(200)의 통신장치(600)는 제어신호에 따라 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 통신장치를 이용하여 스위칭부를 제어하고, 이는 직렬과 병렬로 연결되어 있는 태양광 모듈 2장을 제어하기 위한 것이다.The communication device 600 of the solar connection panel 200 controls the switching unit using the communication device of the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of each of the two solar modules according to a control signal. , This is to control two solar modules connected in series and in parallel.

상기 태양광 접속반(200)의 전원장치는 어레이부로부터 높게 인가되는 입력 전압을 정류부(700)을 통하여 낮은 방형파 전압으로 변환하여 낮은 출력을 태양광 접속반(200)으로 출력한다.The power supply of the solar connection panel 200 converts an input voltage applied high from the array unit into a low square wave voltage through the rectifier 700 and outputs a low output to the solar connection panel 200.

따라서, 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100) 별 어레이는 인버터와 병렬로 연결되므로 인버터로의 입력전압 값은 항상 인버터의 설정 값인 MPPT 범위 이내로 출력한다.Therefore, since the array for each serial/parallel converter connecting device 100 tracking the maximum power point of each of the two solar modules is connected in parallel with the inverter, the input voltage value to the inverter is always output within the range of MPPT, which is the set value of the inverter.

상기 태양광 접속반(200)의 어레이에는 퓨즈가 결합된다. 상기의 퓨즈는 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 어레이에서 과전압이 발생되었을 때 과전압으로부터 어레이를 보호하기 위한 것으로, 퓨즈는 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 어레이와 차단기 사이의 선로에서 과전압이 발생되는 경우 자동으로 용단(溶斷)되고, 퓨즈는 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 선로에서 차단기(500)로 입력되는 선로에 과전압이 발생되면 자동으로 용단되어 인버터를 보호한다.A fuse is coupled to the array of the solar connection panel 200. The above fuse is to protect the array from overvoltage when an overvoltage occurs in the array of the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of each of the two solar modules. When an overvoltage occurs in the line between the circuit breaker and the array of the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point, it is automatically blown, and the fuse tracks the maximum power point of each of the two solar modules. When an overvoltage occurs in the line input to the circuit breaker 500 in the line of the serial/parallel converter connection device 100, it is automatically melted to protect the inverter.

도 2는 본 발명에 따른 제어부(400)의 제어 프로세스를 도시한 순서도로, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 접속반(200)의 제어방법에 대하여 상세히 설명한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a control process of the controller 400 according to the present invention, and a control method of the solar panel 200 according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

발전 용량의 설계에 따라 도 1에 도시된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 설치 갯수와 그에 따른 인버터의 용량은 제조자 혹은 사용자의 선택에 따라 변경될 수 있으므로 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.Depending on the design of the power generation capacity, the number of installations of the serial/parallel converter connection device 100 for tracking the maximum power point of two solar modules shown in FIG. 1 and the capacity of the inverter accordingly may be changed according to the choice of the manufacturer or user. Because it can be, the present invention is not particularly limited.

이하에서는 설명의 편의와 이해도를 높이기 위해 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)에서 출력되는 전압을 "출력전압"이라 칭하고, 인버터로 입력되는 전압을 "입력전압"라 칭한다. 또한 인버터의 MPPT 설정값은 인버터 사양에 따라 미리 설정된 것으로 전제한다.Hereinafter, in order to increase the convenience and understanding of the description, the voltage output from the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of each of the two solar modules is referred to as “output voltage”, and the voltage input to the inverter is referred to as “ It is called "input voltage". In addition, it is assumed that the MPPT setting value of the inverter is set in advance according to the inverter specifications.

태양광 접속반(200)의 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 어레이들은 각기 인버터와 병렬로 연결되고, 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)에서 발전된 전력은 각 어레이를 따라 차단기(500)를 통해 인버터로 송전된다. The arrays of the serial/parallel converter connection device 100 tracking the maximum power point of each of the two solar modules of the solar connection panel 200 are connected in parallel with the inverter, respectively, and the maximum power point of each of the two solar modules is determined. Power generated by the serial/parallel converter connection device 100 to be tracked is transmitted to the inverter through the circuit breaker 500 along each array.

전압측정부(300)는 해당 어레이의 전압을 개별적으로 측정하여 제어부(400)로 전송한다. The voltage measurement unit 300 individually measures the voltage of the corresponding array and transmits the measured voltage to the control unit 400.

제어부(400)는 각 전압측정부(300)에 의해 측정된 출력전압이 인버터의 MPPT 설정 값 범위 내에 해당되는지 여부를 인버터의 MPPT 설정 값과 대비하여 판단한다.The control unit 400 determines whether the output voltage measured by each voltage measurement unit 300 falls within the range of the MPPT setting value of the inverter, in comparison with the MPPT setting value of the inverter.

판단결과, 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 발전 전압 값이 인버터의 MPPT 설정 값 이내에 해당하는 경우, 제어부(400)는 해당 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 어레이를 태양광 접속반(200)을 통하여 인버터로 입력되도록 제어하고,As a result of the determination, when the power generation voltage value of the serial/parallel converter connection device 100 tracking the maximum power point of each of the two solar modules falls within the MPPT setting value of the inverter, the controller 400 The array of the serial/parallel converter connection device 100 tracking the maximum power point is controlled to be input to the inverter through the solar connection panel 200,

판단결과, 출력전압이 인버터의 MPPT 설정값보다 낮은 경우, 제어부(400)는 전압 연산 프로그램을 이용하여 MPPT 설정값 범위을 충족시킬 수 있는 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 병렬의 수를 연산한 후 통신장치를 통해 해당 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 직렬 스위치를 순차적으로 연결하여 태양광 접속반(200)을 구성한다.As a result of the determination, if the output voltage is lower than the MPPT set value of the inverter, the control unit 400 uses a voltage calculation program to track the maximum power point of each of the two solar modules that can satisfy the MPPT set value range. After calculating the number of parallels of the connection device 100, the serial switch of the serial/parallel converter connection device 100, which tracks the maximum power point of each of the two solar modules in question, is sequentially connected through a communication device to connect to the solar power. Make up class 200.

상기와 달리 모든 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)를 직렬로 연결하였음에도 불구하고 입력전압이 인버터의 기동 전압값에 미달되는 경우 이 값을 인버터의 최저 설정 값인 MPPT 범위 이상까지 발전을 대기하고, 태양광 모듈의 전압이 상승하여 전체 직렬로 연결된 태양광 모듈의 출력 전압이 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위를 초과 될 경우 바로 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)를 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위 이내가 되도록 병렬화 시킨다.Unlike the above, if the input voltage is less than the starting voltage value of the inverter even though the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of all two solar modules is connected in series, this value is set to the lowest value of the inverter. If power generation is waited for more than the MPPT range, which is the value, and the voltage of the photovoltaic module rises and the output voltage of the entire series-connected photovoltaic module exceeds the MPPT range, the maximum set value of the inverter, the maximum power point of two photovoltaic modules is immediately set The serial/parallel converter connection device 100 to be tracked is parallelized so that it is within the range of MPPT, which is the maximum set value of the inverter.

도 4는 본 발명에 따른 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 태양광 접속반에 대한 통신흐름도이다.FIG. 4 is a communication flow diagram for a photovoltaic connection panel controlling a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two photovoltaic modules according to the present invention.

도 4를 참조하면, 태양광 접속반(200)의 통신부(600)는, 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 통신기능에 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 전압/전류 상태를 측정하여 출력하는 전압/전류감지부와, 상기 전압/전류감지부로부터 상기 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 상태 정보를 각각 입력받아 이를 취합하여 태양광 접속반(200)으로 유/무선으로 전송하는 통신기능을 갖는 제어부와, 태양광 접속반(200)의 통신부(600)를 제어하는 제어부(400)의 출력신호에 따라 모듈1과 모듈2을 직렬과 병렬로 전환하는 직·병렬컨버터접속장치 통신부(160)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 4, the communication unit 600 of the solar connection panel 200 is wired or wirelessly connected to the communication function of the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of each of two solar modules. A voltage/current sensing unit that measures and outputs the voltage/current state of the serial/parallel converter connection device 100, and a direct/current sensing unit that tracks the maximum power point of each of the two solar modules from the voltage/current sensing unit. A control unit having a communication function that receives each state information of the parallel converter connection device 100, collects it, and transmits it to the solar connection panel 200 by wire/wirelessness, and the communication unit 600 of the solar connection panel 200 A serial/parallel converter connection device communication unit 160 for converting modules 1 and 2 into serial and parallel according to an output signal of the control unit 400 is included.

상기 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 통신기능을 갖는 제어부와 상기 어레이 진단 태양광 접속반(200)의 통신부(600)은 유·무선 통신 라인을 통해 통신한다.A control unit having a communication function of the serial/parallel converter connection device 100 for tracking the maximum power point of each of the two solar modules and the communication unit 600 of the array diagnosis solar connection panel 200 are provided with wired/wireless communication lines. Communicate through

상기 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 어레이 진단 태양광 접속반(200)의 통신부(600)의 구성 및 동작에 대하여 도 4을 참조하여 더 자세히 설명하면 다음과 같다.The configuration and operation of the communication unit 600 of the array diagnosis solar panel 200 of the serial/parallel converter connection device 100 will be described in more detail with reference to FIG. 4.

상기 태양광 접속반(200)의 통신부(600)는 어레이의 전압/전류를 측정하는 전압측정부(300), 제어부(400)를 포함하여 이루어진다.The communication unit 600 of the solar connection panel 200 includes a voltage measurement unit 300 and a control unit 400 for measuring the voltage/current of the array.

여기에서, 상기 어레이의 전압/전류를 측정하는 전압측정부(300)은 제어부(400)로 연결되며, 제어부(400)은 태양광 접속반(200)의 통신기능을 갖는 통신부(600)에 연결되며, 직·병렬컨버터 접속장치(100)는 유·무선 통신을 통해 태양광 접속반(200)의 통신부(600)와 연결된다.Here, the voltage measurement unit 300 measuring the voltage/current of the array is connected to the control unit 400, and the control unit 400 is connected to the communication unit 600 having a communication function of the solar connection panel 200. The serial/parallel converter connection device 100 is connected to the communication unit 600 of the solar panel 200 through wired/wireless communication.

상기 전압측정부(300)에서는 내부의 센서들을 이용하여 어레이의 상태(전압, 전류, 온도, 습도, 일사량 등)를 측정하여 제어부(400)로 출력한다.The voltage measurement unit 300 measures the state of the array (voltage, current, temperature, humidity, insolation, etc.) using internal sensors and outputs it to the control unit 400.

여기에서, 상기 어레이의 전압/전류를 측정하는 전압측정부(300)에는 전압, 전류, 온도, 습도, 일사량 등의 상태를 측정할 수 있는 센서들이 구비되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the voltage measuring unit 300 that measures the voltage/current of the array includes sensors capable of measuring states such as voltage, current, temperature, humidity, and solar radiation.

상기 제어부(400)에서는 상기 어레이의 전압/전류를 측정하는 전압측정부(300)로부터 상태 정보를 입력받고 상기 제어부(400)의 데이터 프레임이 생성되면 어레이 진단 태양광 접속반(200)의 통신부(600)로 전송한다.When the control unit 400 receives status information from the voltage measurement unit 300 that measures the voltage/current of the array and a data frame of the control unit 400 is generated, the communication unit ( 600).

상기 제어부에서는 상기 전압측정부(300)를 통해 측정된 어레이의 전압 및 전류값은 어레이 진단 태양광 접속반(200)의 통신부(600)는 어레이 진단 태양광 접속반(200)의 상황을 외부의 모니터링으로 전송한다.In the control unit, the voltage and current values of the array measured through the voltage measurement unit 300 are determined by the communication unit 600 of the array diagnosis solar connection panel 200 to determine the status of the array diagnosis solar connection panel 200 from the outside. Transmit to monitoring.

따라서, 본 발명에 따르면 관리자가 외부의 모니터링 태양광 접속반(200)에서 어레이에 포함된 모든 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 상태를 손쉽게 파악할 수 있으며, 이에 따라 해당 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 이상 상태 확인 시 즉각적인 보수를 통해 발전 효율을 증가시킬 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the administrator can easily grasp the status of the serial/parallel converter connection device 100 that tracks the maximum power point of all two solar modules included in the array from the external monitoring solar connection panel 200. Accordingly, when an abnormal state of the serial/parallel converter connecting device 100 that tracks the maximum power point of the corresponding two solar modules is checked, it is possible to increase power generation efficiency through immediate maintenance.

한편, 본 실시예에서는 태양광 접속반(200)에서 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치(100)의 특성을 개별적으로 측정하여 진단하는 구조에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 통신부(600)는 다른 여러 형태의 태양광 접속반(200)에 적용될 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the present embodiment, a structure in which the characteristics of the serial/parallel converter connection device 100 tracking the maximum power point of each of the two solar modules in the solar connection panel 200 are individually measured and diagnosed has been described. It goes without saying that the communication unit 600 of the present invention can be applied to various other types of solar panel 200.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiments have been described above, these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs are illustrated above without departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be seen that various modifications and applications that are not available are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.

100: 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치
160: 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치 통신부
200: 태양광 접속반 300: 전압감지부
400: 제어부 500: 차단부
600: 태양광접속반 통신부 700: 정류부100: Serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two solar modules
160: Serial/parallel converter connection device communication unit tracking the maximum power point of two solar modules
200: solar connection panel 300: voltage sensing unit
400: control unit 500: blocking unit
600: solar connection panel communication unit 700: rectification unit

Claims (6)

상기 접속반은 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치; 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치의 선로를 따라 전송되는 어레이 전압을 측정하는 전압측정부;
전압측정부를 제어하여 문제가 발생한 각 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치의 스위칭부를 통해 태양광 모듈 2장을 직렬과 병렬로 연결하여 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위가 되도록 접속반에서 어레이상에 있는 문제된 접속장치를 제어하는 제어부;
인버터로 입력되는 부하전류를 개폐하고 선로의 지락, 단락 등 사고 발생 시 자동으로 어레이를 차단시키는 퓨즈, 역전류를 방지하는 다이오드, ELPD가 포함된 차단부;
태양광 모듈 2장의 최대 전력점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 제어하는 통신부;
를 포함한 안전장치가 설치된 태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 접속반;
으로 이루어진 태양광 접속반이다.
The connection panel includes a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two solar modules; A voltage measuring unit for measuring an array voltage transmitted along a line of a serial/parallel converter connecting device tracking the maximum power point of each of the two solar modules;
The MPPT range, which is the maximum setting value of the inverter, is achieved by connecting the two solar modules in series and parallel through the switching unit of the serial/parallel converter connecting device that tracks the maximum power point of each two solar modules that have a problem by controlling the voltage measuring unit. A control unit for controlling the problem connection device on the array in the connection panel as possible;
A fuse that opens and closes the load current input to the inverter and automatically shuts off the array in case of an accident such as a ground fault or a short circuit, a diode that prevents reverse current, and a blocking unit including an ELPD;
A communication unit for controlling a serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two solar modules;
A connection panel for controlling a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two solar modules installed with a safety device including a safety device through communication;
It is a solar panel consisting of.
 상기 1항에 있어서
태양광 모듈 2장의 최대 전력 점 추적을 위한 직·병렬 컨버터 접속장치를 이용한 어레이부가 병렬로 이루어진 특징을 가진 태양광 접속반;According to item 1 above
A photovoltaic connection panel having a feature in which an array unit is formed in parallel using a serial-parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two photovoltaic modules; 상기 1항에 있어서
태양광 모듈 2장의 최대 전력 점 추적을 위한 직·병렬 컨버터 접속장치를 통신으로 제어하는 어레이부가 병렬로 이루어진 특징을 가진 태양광 접속반;According to item 1 above
A photovoltaic connection panel having a feature in which an array unit is arranged in parallel for controlling a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two photovoltaic modules through communication; 상기 1항에 있어서
태양광 모듈 2장의 최대 전력 점 추적을 위한 직·병렬 컨버터 접속장치를 이용하여 인버터의 최대 설정 값인 MPPT 범위내에서 통신으로 제어하는 특징을 가진 태양광 접속반;According to item 1 above
A photovoltaic connection panel having a characteristic of controlling by communication within the range of MPPT, which is the maximum setting value of the inverter, using a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two photovoltaic modules; 상기 1항에 있어서
태양광 모듈 2장의 최대 전력 점 추적을 위한 직·병렬 컨버터 접속장치에서 높게 인가되는 입력 전압을 정류부를 통하여 낮은 방형파 전압으로 변환하여 낮은 출력을 태양광 접속반의 회로부로 출력하는 정류기;According to item 1 above
A rectifier that converts a high input voltage from a serial/parallel converter connection device for tracking the maximum power point of two solar modules into a low square wave voltage through a rectifier and outputs a low output to the circuit of the solar connection panel; 상기 1항에 있어서
태양광 모듈 2장의 최대 전력 점을 추적하는 직·병렬컨버터 접속장치가 접속반에 설정된 인버터 MPPT의 상한 값과 하한 값을 위한 제어프로그램;According to item 1 above
A control program for the upper and lower limit values of the inverter MPPT set in the connection panel in which the serial/parallel converter connection device that tracks the maximum power point of two solar modules is set;
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102361318B1 (en) * 2021-08-20 2022-02-14 최봉진 Methods controlling an intelligent PV Module Controller and the power conversion device for the methods

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