KR-20260061910-A - PV apparatus, rapid shut-down apparatus for the PV apparatus

Abstract

본 발명의 태양광 발전장치를 위한 긴급차단장치는, 태양광 패널로부터의 입력전력을 제어하는 전압제어기; 상기 태양광 패널의 전력송출을 신속히 차단하는 긴급차단스위치; 상기 태양광 패널의 발전상태를 모니터링하는 센싱부; 및 외부와 통신하는 통신모듈을 포함할 수 있다.

Inventors

• 김상길
• 박경욱

Assignees

• 주식회사 에스디테크

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241028

Claims (3)

1. 태양광 패널로부터의 입력전력을 제어하는 전압제어기; 상기 태양광 패널의 전력송출을 신속히 차단하는 긴급차단스위치; 상기 태양광 패널의 발전상태를 모니터링하는 센싱부; 외부와 통신하는 통신모듈; 및 상기 외부로부터의 수신신호를 이용하여 상기 긴급차단장치를 동작시키도록 제어되는 MCU를 포함하는, 태양광 발전장치를 위한 긴급차단장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 MCU는 상기 수신신호를 판단하여, 상기 수신신호를 수신하면 상기 긴급차단스위치를 동작시키거나, 상기 수신신호의 수신이 안되면 상기 긴급차단스위치를 동작시키도록, 제어되는, 태양광 발전장치를 위한 긴급차단장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 통신모듈은, 전력선통신을 위한 PLC모듈, 제 1 무선통신을 위한 무선메시모듈, 제 2 무선통신을 위한 서브기가모듈을 포함하는, 태양광 발전장치를 위한 긴급차단장치.

Description

태양광 발전장치, 및 태양광 발전장치를 위한 긴급차단장치{PV apparatus, rapid shut-down apparatus for the PV apparatus} 본 발명은 태양광 발전장치, 및 그 태양광 발전장치를 위한 긴급차단장치에 관한 것이다. 태양광 발전장치는 적어도 두 개의 태양광 패널이 직렬로 연결될 수 있다. 태양광 발전장치에서 화재가 발생할 수 있다. 태양광 발전장치의 화재는 인버터가 동작하지 않는 상태에서 태양광 패널이 발전을 계속하는 경우에 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 긴급차단장치(RSD:Rapid Shut-Down apparatus)가 개발된 바가 있다. 상기 긴급차단장치의 종래기술로는 공개번호 10-2023-0076891가 있다. 상기 기술은 온도 및 전력센싱결과에 따라서 긴급차단동작을 수행한다. 상기 기술은 차단동작을 수행하는 동작의 부정확성이 높은 문제점이 있다. 도 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 구성도. 도 2는 실시예에 따른 긴급차단장치의 구성도. 도 3은 무선메시모듈에 의한 무선통신을 설명하는 도면. 도 4는 무선메시모듈에 의한 무선네트워크의 설정과정을 보이는 순서도이다. 도 5는 서브기가모듈에 의한 무선통신을 설명하는 도면. 이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 본 개시의 사상의 이하의 실시예에 제한되지 아니하고, 본 개시의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 개시 사상의 범위 내에 포함된다. 도면이 설명에 있어서, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 도 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 구성도이다. 도 1을 참조한다. 실시예에 따른 태양광 발전장치는는 직렬로 연결된 다수의 태양광 패널(6)과, 다수의 태양광 패널(6) 각각에 연결된 다수의 긴급차단장치(61)와, 다수의 긴급차단장치(6)와 통신하는 게이트웨이(3)와, 다수의 태양광 패널(6)의 출력단에 연결된 인버터(5)를 포함할 수 있다. 상기 게이트웨이(3)와 상기 긴급차단장치(6)는 전력선통신(PLC: Power Line Communication)을 수행할 수 있다. 상기 게이트웨이(3)는 이더넷 통신 방식으로 RTU(4)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 상기 인버터(5)는 상기 게이트웨이(3)를 통하여 전력을 수신할 수 있다. 상기 RTU(4)는 인터넷망을 통해 태양광 발전장치 모니터링 서버(1)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 상기 인버터(5)는 RS485 방식으로 RTU(4)(Remote Terminal Unit)를 경유하여 서버(1)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 상기 태양광 패널(6)의 갯수와 상기 긴급차단장치(61)의 갯수는 동일할 수 있다. 도면에는 여섯개의 태양광 패널과 여섯개의 옵티마이저장치가 도시된다. 상기 긴급차단장치는 PLC모듈(도 2의 13참조)을 포함할 수 있다. 상기 게이트웨이(3)는 PLC모듈(13)로 긴급차단신호를 송출할 수 있다. 긴급차단신호를 수신한 PLC모듈(13)은 전력송출을 긴급차단할 수 있다. 상기 게이트웨이(3)는 PLC모듈(13)로 긴급차단과 관련되는 신호를 송출할 수 있다. 상기 PLC모듈(13)이 상기 긴급차단과 관련되는 신호를 수신하지 못하면, 상기 PLC모듈(13)은 전력송출을 긴급차단할 수 있다. 상기 PLC모듈(13)은 적어도 하나의 태양광 패널(6)에 대한 전력송출을 차단할 수 있다. 상기 PLC모듈(13)이 상기 긴급차단과 관련되는 신호를 수신하지 못하는 상태는, 대응하는 태양광 패널에 문제가 발생한 것을 의미할 수 있다. 상기 긴급차단과 관련되는 신호는 정상동작을 의미하는 신호일 수 있다. 도 2는 실시예에 따른 긴급차단장치의 구성도이다. 도 2를 참조한다. 상기 긴급차단장치(61)는 전력송출을 신속히 차단하는 긴급차단스위치(11)를 포함할 수 있다. 긴급차단장치(61)는 태양광 패널(6)로부터의 입력전력을 제어하는 전압제어기(17)를 포함할 수 있다. 긴급차단장치(61)는 센싱부(16)를 제공하여 태양광 패널의 발전상태를 모니터링할 수 있다. 상기 센싱부는 전류 및 전압을 모니터링할 수 있다. 상기 PLC모듈(13)은 게이트웨어(3)와 통신을 수행할 수 있다. 긴급차단장치는 역류방지기기(예, anti backflow diode)를 제공하여 전류의 역전을 방지할 수 있다. 상기 긴급차단장치(61)는, 상기 각 블럭을 제어하는 MCU(10)를 제공할 수 있다. 상기 MCU(10)는 상기 PLC모듈(13)의 수신신호를 판단하여, 긴급차단스위치(11)를 작동시킬 수 있다. 긴급차단스위치(11)가 동작하면, 전력송출이 차단될 수 있다. 상기 MCU(10)는 태양광 패널의 발전상태를 센싱부(16)를 통하여 센싱하고 전력제어부(17)를 통하여 최적의 상태로 제어할 수 있다. 상기 MCU(10)는 상기 센싱부(16)의 감지정보를 상기 PLC모듈(13)을 통하여 외부로 송신할 수 있다. 상기 MCU(10)는 상기 PLC모듈(13)의 수신신호를 이용하여 태양광 패널(6)을 제어할 수 있다. 상기 센싱부(16)는 태양광 패널(6)의 입력전압, 입력전류 및 현재출력전압을 센싱할 수 있다. 이를 위해, 센싱부(16)는 태양광 패널(6)의 입력전압, 출력전압, 입력전류, 및 태양광 패널의 온도를 센싱하는 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서에 의해서 센싱된 아날로그 값은 디지털 값으로 변환된 후 MCU(13)로 입력될 수 있다. 상기 태양광 패널(6)은 긴급차단장치(61)를 통하여 다른 태양광모듈에 연결될 수 있다. 상기 태양광 패널(6)은 긴급차단장치(61)를 통하여 상기 인버터(5)에 연결될 수 있다. 상기 긴급차단장치(61)가 상기 게이트웨이(3)와 무선연결될 수 있다. 상기 긴급차단장치(61)의 무선연결을 위하여, 상기 긴급차단장치(61)에는 무선메시모듈(15)이 제공될 수 있다. 상기 무선메시모듈은 와이파이메시모듈일 수 있다. 무선메시모듈(15)의 동작을 위하여 안테나(8)이 제공될 수 있다. 도 3은 무선메시모듈에 의한 무선통신을 설명하는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조한다. 상기 무선메시모듈(15)에 의해서, 제 1 태양광 패널(6)은, 상기 게이트웨이(3) 및/또는 제 2 태양광 패널(6)과 무선통신할 수 있다. 상기 태양광패널(6) 및 상기 게이트웨이는 와이파이메시(Mesh Wi-Fi)로 연결될 수 있다. 여기서 연결은, 상호간의 무선통신을 포함할 수 있다. 상기 와이파이메시는 다음과 같은 장점을 가진다. 첫째, 와이파이의 사용 커버리지가 ??어질 수 있다. 상세하게, '와이파이 확장'과 유사한 기능이지만 이론상 무한정 많은 공유기를 설치하여 더 넓은 범위의 무선환경을 커버할 수 있다. 따라서, 넓은 면적에 설치되는 태양광 패널도 서로 통신할 수 있다. 둘째, 통신속도를 최적화할 수 있다. 셋째, 통일된 SSID(와아파이 이름)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 각 공유기마다 SSID가 존재하여 한 공유기의 범위를 넘어서 이동하게 된다면 다른 SSID를 선택하여 다시 접속을 해야 하는 상황이 발생할 수 있다. 이는 인터넷 끊김의 불편함 외에도 서로 다른 SSID를 이루고 있기 때문에 각 공유기를 한 데 묶어 하나의 네트워크를 구성하는 것이 불가능하게 된다. 이와 달리, 와이파이메시는 하나의 커다란 네트워크를 구성한다. 따라서, 어디를 이동해도 같은 SSID로 와이파이 접속이 가능하며 동일한 네트워크를 구성할 수 있다. 넷째, 노드 비활성화 백업 기능이 있다. 예를 들어, 어느 한 노드가 통신 불능 상태가 될 경우에도, 나머지 노드들을 통하여 끊김 없는 와이파이가 가능할 수 있다. 상기되는 와이파이메시가 설치됨으로써, 긴급차단스위치(11)의 기능을 최적으로 운용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 태양광 패널(6)의 제 1 긴급차단장치는, 상기 와이파이메시로 연결되는 제 2 태양광 패널(6)의 발전 정보를 수집할 수 있다. 이때 제 2 태양광 패널(6)의 제 2 긴급차단장치(61)와 제 1 태양광 패널(6)의 제