KR20090096781A - 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 인버터가 정지한 후 소정시간 동안 태양전지 모듈의 시간에 따른 전압 변화값을 검출하여 시간이 지남에 따라 감소하는 경우에 태양광 인버터를 계속하여 정지시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법은, 인버터 제어부에서 태양전지 모듈에서 출력되는 전압을 검출하여 저장된 저전압 기준값과 비교해서 저전압인지 아닌지를 판단하는 단계와, 상기 검출 전압이 저전압인 경우에 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하는지 모니터링하는 단계와, 상기 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하는 경우에 저전압 신호를 생성하고 태양광 인버터를 정지시키는 단계와, 상기 태양광 인버터가 정지된 후 제2소정시간동안 태양전지 모듈의 시간에 따른 전압 변화값을 검출하여 설정값과 비교하는 단계와, 상기 전압 변화값이 설정값을 초과하는 경우에 태양광 인버터의 정지 상태를 계속 유지하는 단계 및 상기 전압 변화값이 설정값보다 작은 경우나, 상기 검출 전압이 저전압이 아닌 경우에 태양광 인버터를 작동시키는 단계를 포함하여 구성된다.

태양광 인버터, 저전압 검출, 수명 연장, 정지 동작

Description

태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법 {Minimize Method for Stop and Operation of Photovoltaic Inverter}

본 발명은 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 인버터가 정지한 후 소정시간 동안 태양전지 모듈의 시간에 따른 전압 변화값을 검출하여 시간이 지남에 따라 감소하는 그래프를 나타내는 경우에 태양광 인버터를 계속하여 정지시키는 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 인버터는 태양전지 모듈에서 발전한 직류 전력을 태양광 발전 시스템이 연결된 가정이나 장치에서 사용할 수 있는 주파수 및 위상의 교류 전력으로 변환하고, 태양전지 모듈의 효율성을 높이기 위해 출력을 항상 최대 출력점에 유지하기 위한 전력 제어기이다.

이를 위해 도 1과 같은 태양광 인버터의 제어 블록도에서, 인버터 제어부(20)가 태양전지 모듈(10)의 전압을 검출하여, 저전압인 경우에 태양광 인버터(30)를 정지시키고, 저전압이 아닌 경우에 태양광 인버터(30)를 작동시켜 직류 전력을 교류 전력으로 변환시킨다.

도 2는 종래 태양광 인버터 기동정지 동작의 순서도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 인버터 제어부(20)는 태양전지 모듈(10)에서 출력되는 전압을 검출하고(S202), 이 검출 전압을 인버터 제어부(20)에 저장된 저전압 기준값과 비교하여 태양전지 모듈(10)에서 출력되는 전압이 저전압 인지 아닌지를 판단한다(S204).

상기 태양전지 모듈(10)에서 출력되는 전압을 저전압으로 판단한 경우에 저전압을 상태를 소정시간 동안 계속 유지하는지 모니터링하여(S206), 저전압을 소정시간 동안 계속 유지하면 저전압 신호를 생성하고(S208) 태양광 인버터(30)를 정지시킨다(S210).

상기 S204단계에서 태양전지 모듈에서 출력되는 전압을 저전압이 아닌 것으로 판단한 경우에 태양광 인버터(30)를 동작시켜 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키도록 하고(S212), 상기 S206단계에서 저전압 상태를 소정시간 동안 유지하지 않는 경우에 상기 S202 단계를 다시 수행한다.

한편, 태양전지 모듈(10)의 출력은 태양의 조도와 온도에 따라 크게 변화하는 바, 예를 들어 태양전지 모듈(10)은 아침 저녁으로 일사량이 낮은 경우에 전압이 서서히 감소한다.

이때 태양광 인버터(30)가 동작을 하면 태양전지 모듈(10)의 전압은 태양광 인버터(30)가 동작할 수 없는 저전압으로 떨어지고, 이 저전압 상태가 소정시간 동안 유지되면 태양광 인버터(30)가 작동을 멈추게 된다.

상기 태양광 인버터(30)가 작동을 정지하면 태양전지 모듈(10)의 출력은 발생하지 않고 다시 전압이 상승하여 저전압 이상의 전압을 유지하게 되는 바, 이러 한 경우 발전은 되지 않고 계속하여 도 2의 순서도에서와 같이 태양광 인버터(30)의 작동과 정지를 짧은 시간에 반복하게 된다.

이와 같이 태양광 인버터(30)가 잦은 작동과 정지를 반복하면 태양광 인버터(30)의 수명과 내부 소자에 문제가 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 종래 태양광 인버터 제어방법에 의하면, 태양광 인버터(30)가 낮은 일사량에서 짧은 시간에 작동과 정지를 반복하므로, 정상적인 출력은 발생시키지 못하면서 태양광 인버터(30) 내부의 전자개폐기(Magnetic Switch : MS)와 같은 스위치 소자의 고장이 발생하여 결국 태양광 인버터(30)의 수명이 단축되는 현상이 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양전지 모듈의 낮은 일사량을 검출하고 이에 따라 태양광 인버터가 낮은 일사량에서 짧은 시간에 반복적으로 작동하고 정지하는 동작을 줄여 태양광 인버터의 수명을 연장할 수 있는 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법은, 인버터 제어부에서 태양전지 모듈에서 출력되는 전압을 검출하여 저장된 저전압 기준값과 비교해서 저전압인지 아닌지를 판단하는 단계와, 상기 검출 전압이 저전압인 경우에 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하는지 모니터링하는 단계와, 상기 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하는 경우에 저전압 신호를 생성하고 태양광 인버터를 정지시키는 단계와, 상기 태양광 인버터가 정지된 후 제2소정시간동안 태양전지 모듈의 시간에 따른 전압 변화값을 검출하여 설정값과 비교하는 단계와, 상기 전압 변화값이 설정값을 초과하는 경우에 태양광 인버터의 정지 상태를 계속 유지하는 단계 및 상기 전압 변화값이 설정값보다 작은 경우나, 상기 검출 전압이 저전압이 아닌 경우에 태양광 인버터를 작동시키는 단계를 포함하여 구성된다.

싱술한 과제 해결 수단에 의하면 낮은 일사량에서 태양광 인버터의 불필요한 동작을 제거하여 태양광 인버터를 안정적으로 출력할 수 있고 스위치 소자의 고장을 방지해서 태양광 인버터의 수명을 연장할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 태양광 인버터 기동정지 동작의 순서도이다.

인버터 제어부(20)는 태양전지 모듈(10)에서 출력되는 전압을 검출하고(S302), 이 검출 전압을 인버터 제어부(20)에 저장된 저전압 기준값과 비교하여 태양전지 모듈에서 출력되는 전압이 저전압 인지 아닌지를 판단한다(S304).

상기 태양전지 모듈(10)에서 출력되는 전압이 저전압인 경우에 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하는지 모니터링하여(S306), 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하면 저전압 신호를 생성하고(S308) 태양광 인버터(30)를 정지시킨다(S310).

본 발명에서는 태양광 인버터(30)가 정지한 후 태양전지 모듈(10)의 일사량을 비교하여 태양광 인버터(30)를 계속 정지할 것인지 아니면 동작할 것인지를 결정한다.

태양전지 모듈(10)의 경우 일사량이 낮아지면 출력되는 전압이 서서히 감소하게 된다.

이러한 태양전지 모듈(10)의 특성을 이용하여 일정시간 동안 태양전지 모듈(10)의 시간에 따른 전압의 변화값을 검출하여, 시간이 지남에 따라 감소하는 전 압의 변화값(일사량)의 그래프를 나타내는 경우에 태양광 인버터(30)를 계속하여 정지함으로써, 태양광 인버터(30)의 불필요한 동작을 막게 된다.

즉, 제2소정시간이 경과한 후 인버터 제어부(20)는 다시 태양전지 모듈(10)에서 출력되는 전압을 검출하고(S312), 이전 검출 전압에서 현재 검출 전압을 빼서 구한 값(전압 변화값)을 설정값과 비교한다(S314).

본 발명에서 상기 설정값을 0으로 하여, 감소하는 일사량(전압의 변화량)의 기울기를 가지는 경우 태양광 인버터(30)를 계속하여 정지한다(S318).

만약 일시적인 일사량 감소가 발생한다면 지속적으로 감소하는 일사량의 기울기를 가지지 않게 되고, 이때 인버터 제어부(20)는 태양광 인버터(30)를 작동시킨다(S318).

상기 S304단계에서 검출 전압이 저전압이 아닌 경우에 태양광 인버터(30)를 작동시키고(S318), 상기 S306단계에서 저전압 상태가 제1소정시간동안 유지되지 않는 경우에 S302단계를 수행한다.

종래에는 낮은 일사량에서 태양광 인버터(30)가 짧은 시간에 켜지고 꺼지는 동작을 반복하여 불안정한 출력을 발생시키고, 인버터 스위치 소자의 수명을 단축하나, 본 발명에 따르면 낮은 일사량에서 태양광 인버터(30)의 불필요한 동작을 제거하여 태양광 인버터(30)의 안정된 출력을 보장하고, 인버터 스위치 소자와 태양광 인버터(30)의 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 일반적인 태양광 인버터의 제어 블록도,

도 2는 종래 태양광 인버터 기동정지 동작의 순서도,

도 3은 본 발명에 따른 태양광 인버터 기동정지 동작의 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 태양전지 모듈 20: 인버터 제어부

30: 태양광 인버터

Claims (2)

1. 인버터 제어부에서 태양전지 모듈에서 출력되는 전압을 검출하여, 저장된 저전압 기준값과 비교해서 저전압인지 아닌지를 판단하는 제1단계;

   상기 검출 전압이 저전압인 경우에 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하는지 모니터링하는 제2단계;

   상기 저전압 상태를 제1소정시간동안 계속 유지하는 경우에 저전압 신호를 생성하고 태양광 인버터를 정지시키는 제3단계;

   상기 태양광 인버터가 정지된 후, 제2소정시간동안 태양전지 모듈의 시간에 따른 전압 변화값을 검출하여 설정값과 비교하는 제4단계;

   상기 전압 변화값이 설정값을 초과하는 경우에 태양광 인버터의 정지 상태를 계속 유지하는 제5단계;

   상기 전압 변화값이 설정값보다 작은 경우나, 상기 제1단계에서 검출 전압이 저전압이 아닌 경우에 태양광 인버터를 작동시키는 제6단계를 포함하는 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 설정값을 0으로 해서 상기 전압 변화값의 기울기가 시간이 지남에 따라 감소하는 경우에, 태양광 인버터를 계속하여 정지시키는 것을 특징으로 하는 태양광 인버터 기동정지 동작의 최소화방법.

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