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KR102610440B1 - 태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템 - Google Patents

태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템 Download PDF

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KR102610440B1
KR102610440B1 KR1020160100790A KR20160100790A KR102610440B1 KR 102610440 B1 KR102610440 B1 KR 102610440B1 KR 1020160100790 A KR1020160100790 A KR 1020160100790A KR 20160100790 A KR20160100790 A KR 20160100790A KR 102610440 B1 KR102610440 B1 KR 102610440B1
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손민선
고경석
김동원
이가은
안영남
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Abstract

본 발명은 태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원에 기초하여 변환된 교류 전원을 출력하는 인버터부와, 게이트웨이로, 아이디 정보를 전송하는 통신부와, 아이디 정보를 포함하는 기준 신호를 무선으로 출력하는 신호 발생부를 포함한다. 이에 의해, 태양광 모듈의 위치 정보를 간편하게 연산할 수 있으며, 나아가, 연산된 위치 정보에 기초하여 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

Description

태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템{Photovoltaic module and photovoltaic system including the same}
본 발명은 태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 태양광 모듈의 위치 정보를 간편하게 연산할 수 있으며, 나아가, 연산된 위치 정보에 기초하여 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 용이하게 수행할 수 있는 태양광 모듈, 및 이를 구비하는 태양광 시스템에 관한 것이다.
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.
한편, 태양광 모듈은 태양광 발전을 위한 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 상태를 의미한다.
한편, 태양광 시스템을 구성을 위해, 복수의 태양광 모듈이 어레이 형태로 배열될 수 있으며, 설치자가 복수의 태양광 모듈을 설치한 후, 어레이 빌딩을 수행하여야 한다. 이때, 수동으로 태양광 모듈에 대한 정보를 입력하여야 하는 불편함이 있어, 이를 간편하게 하기 위한 다양한 방인이 연구되고 있다.
본 발명의 목적은, 태양광 모듈의 위치 정보를 간편하게 연산할 수 있으며, 나아가, 연산된 위치 정보에 기초하여 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 용이하게 수행할 수 있는 태양광 모듈을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원에 기초하여 변환된 교류 전원을 출력하는 인버터부와, 게이트웨이로, 아이디 정보를 전송하는 통신부와, 아이디 정보를 포함하는 기준 신호를 무선으로 출력하는 신호 발생부를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템은, 교류 전원을 출력하는 복수의 태양광 모듈와, 복수의 태양광 모듈로부터, 각각의 기준 신호를 수신하고, 기준 신호에 대응하는 기준 신호 정보를 출력하는 복수의 통신 장치와, 기준 신호 정보를 수신하며, 복수의 태양광 모듈에 각각 네트워크 정보를 할당하며, 복수의 태양광 모듈로부터 수신되는 아이디 정보와, 네트워크 정보를 매칭하는 게이트웨이와, 게이트웨이로부터의 기준 신호 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈의 위치 정보를 연산하고, 위치 정보, 아이디 정보, 네트워크 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 수행하는 서버를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른, 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원에 기초하여 변환된 교류 전원을 출력하는 인버터부와, 게이트웨이로, 아이디 정보를 전송하는 통신부와, 아이디 정보를 포함하는 기준 신호를 무선으로 출력하는 신호 발생부를 포함함으로써, 태양광 모듈의 위치 정보를 간편하게 연산할 수 있으며, 나아가, 연산된 위치 정보에 기초하여 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
한편, 태양광 모듈은, 인버터부의 출력 전압과 출력 전류에 기초하여, 전력을 연산하며, 연산된 전력 정보를, 통신부를 통해, 게이트웨이로 전송함으로써, 디스플레이 장치에서 전력 정보를 표시할 수 있게 된다.
한편, 태양광 모듈은, 게이트웨이로부터의 스캔 신호에 기초하여 게이트웨이로 아이디 정보를 전송할 수 있으며, 이에 의해, 서버 등에서, 어레이 빌딩을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른, 태양광 시스템은, 교류 전원을 출력하는 복수의 태양광 모듈와, 복수의 태양광 모듈로부터, 각각의 기준 신호를 수신하고, 기준 신호에 대응하는 기준 신호 정보를 출력하는 복수의 통신 장치와, 기준 신호 정보를 수신하며, 복수의 태양광 모듈에 각각 네트워크 정보를 할당하며, 복수의 태양광 모듈로부터 수신되는 아이디 정보와, 네트워크 정보를 매칭하는 게이트웨이와, 게이트웨이로부터의 기준 신호 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈의 위치 정보를 연산하고, 위치 정보, 아이디 정보, 네트워크 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 수행하는 서버를 포함함으로써, 태양광 모듈의 위치 정보를 간편하게 연산할 수 있으며, 나아가, 연산된 위치 정보에 기초하여 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
특히, 자동으로 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 수행함으로써, 이용 편의성이 증대될 수 있게 된다.
한편, 디스플레이 장치를 통해 어레이 빌딩에 대응하는 어레이 빌딩 이미지를 표시함으로써, 사용자가 간편하게, 확인할 수 있게 된다.
한편, 서버가, 복수의 태양광 모듈 각각의 전력 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈 전체에서 출력 중인 전력 정보를 연산함으로써, 디스플레이 장치를 통해, 어레이 빌딩 이미지와 전력 정보를 함께 표시할 수 있게 되어, 이용 편의성이 증대될 수 있게 된다.
도 1은 종래의 태양광 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 태양광 시스템에서의 어레이 빌딩 방식을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 시스템을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 태양광 모듈과 복수의 통신 장치 사이의 신호 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 시스템의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6a 내지 도 6e는 도 5의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 시스템의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8은 도 7의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.
도 9는 도 3의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 10a는 도 3의 게이트웨이의 내부 블록도의 일예이다.
도 10b는 도 3의 서버의 내부 블록도의 일예이다.
도 10c는 도 3의 디스플레이 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 11은 도 3의 태양광 모듈의 정면도이다.
도 12는 도 11의 태양광 모듈의 배면도이다.
도 13은 도 11의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
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.
도 1은 종래의 태양광 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 태양광 시스템에서의 어레이 빌딩 방식을 설명하는 도면이다.
도면을 참조하면, 종래의 태양광 시스템(5)은, 교류 전원을 출력하는 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n), 게이트웨이(gateway)(80), 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n),로부터의 교류 전원이 공급되는 그리드(90), 서버(85), 그리고, 디스플레이 장치(95)를 포함할 수 있다.
설치자가 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)을 건물의 옥상 등에 설치한 이후, 게이트웨이(80)를 설치하면, 게이트웨이(80)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대응하는 네트워크 정보를 할당할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)로부터 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 아이디 정보를 수신할 수 있다.
서버(85)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대응하는 네트워크 정보와, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 아이디 정보를 수신할 수 있다.
이때, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대한 아이디 정보와 네트워크 정보와, 위치 정보는 서로 매칭되지 않은 상태이며, 이에 따라, 설치자의 수동 입력에 의해, 아이디 정보 또는 위치 정보와, 네트워크 정보를 매칭하는 작업이 필요하다.
도 2는, 디스플레이 장치(95)의 일부 영역에, 복수의 네트워크 정보를 포함하는 리스트가 표시되고, 다른 영역에, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대한 아이디 정보와 그에 대응하는 아이콘을 포함하는 어레이 빌딩 이미지가 표시되는 것을 예시한다.
도 2에 의하면, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대한 아이디 정보와 네트워크 정보는 서로 매칭되지 않은 상태이므로, 설치자가, 복수의 네트워크 정보를 포함하는 리스트 내의 제1 네트워크 정보(Nts)를, 어레이 빌딩 이미지 내의 제1 아이콘(PVla)에, 포인터(98)를 이용하여, 드래그 앤 드랍함으로써, 각각 네트워크 정보와, 어레이 빌딩 이미지 내의 아이콘에 매칭할 수 있다. 즉, 각 네트워크 정보와, 아이디 정보를 매칭할 수 있다.
그러나, 이와 같이, 수기로, 어레이 빌딩을 수행하는 경우, 별도의 종이도면에 붙여져 있는 네트워크 정보가 기입된 스티커를 기반으로, 설치자가 인지하여 대조하는 방식으로 수행하므로, 잘못 입력하기도 하고 누락하기도 하는 등의 문제점이 있다.
특히, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 개수가 많아질수록, 에러 확율이 높아지며, 매칭 작업시에 소요되는 시간도, 상당히 증가하게 된다.
이에 따라, 본 발명에서는, 자동으로 복수의 태양광 모듈에 대한 어레이 빌딩을 수행할 수 있는 방안을 제시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 시스템을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템(10)은, 교류 전원을 출력하는 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)와, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)로부터, 각각의 기준 신호(Sref)를 수신하고, 기준 신호(Sref)에 대응하는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를 출력하는 복수의 통신 장치(AKa~AKc)와, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를 수신하며, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 각각 네트워크 정보를 할당하며, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)로부터 수신되는 아이디 정보와, 네트워크 정보를 매칭하는 게이트웨이(80)와, 게이트웨이(80)로부터의 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산하고, 위치 정보, 아이디 정보, 네트워크 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 수행하는 서버(85)를 포함함으로써, 태양광 모듈(50)의 위치 정보를 간편하게 연산할 수 있으며, 나아가, 연산된 위치 정보에 기초하여 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
특히, 자동으로 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 수행함으로써, 이용 편의성이 증대될 수 있게 된다.
한편, 태양광 시스템(10)은, 디스플레이 장치(95)를 더 포함할 수 있으며, 디스플레이 장치(95)를 통해 어레이 빌딩에 대응하는 어레이 빌딩 이미지를 표시함으로써, 사용자가 간편하게, 확인할 수 있게 된다.
한편, 서버(85)가, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n) 각각의 전력 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n) 전체에서 출력 중인 전력 정보를 연산함으로써, 디스플레이 장치(95)를 통해, 어레이 빌딩 이미지와 전력 정보를 함께 표시할 수 있게 되어, 이용 편의성이 증대될 수 있게 된다.
한편, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n), 각각은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈(100)과, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원에 기초하여 변환된 교류 전원을 출력하는 인버터부(540)와, 게이트웨이(80)로, 아이디 정보를 전송하는 통신부(580)와, 아이디 정보를 포함하는 기준 신호(Sref)를 무선으로 출력하는 신호 발생부(TG)를 포함할 수 있다.
이때, 인버터부(540), 통신부(580), 신호 발생부(TG)는, 태양전지 모듈(100)의 배면에 부착되는 정션 박스(200) 내에 구비될 수 있다.
도면에서는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)이, 3*n 의 배열로 배치되는 것을 예시하며, 제1 내지 제3 태양광 모듈 스트링(ST1~ST3)은, 각각의 케이블(33a~33c) 통해, 그리드(90)로 교류 전원을 출력할 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 태양광 모듈 스트링(ST1~ST3)은, 각 정션박스(200) 내의 통신부(580)에서 출력되는 케이블(32a~32c) 등에 의해, 전력선(PLC) 통신을 수행하며, 이에 따라, 전압 정보, 전류 정보, 발전량 정보 등을, 게이트웨이(80)로 전송할 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 태양광 모듈 스트링(ST1~ST3)은, 각 정션박스(200) 내의 통신부(580)에서 출력되는 케이블(32a~32c) 등에 의해, 각 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 아이디(ID) 정보를 전송할 수 있다.
한편, 신호 발생부(TG)는, 외부의 복수의 통신 장치(AKa~AKc)와 함께, 각 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보 파악을 위해 사용된다.
특히, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)가, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 각 신호 발생부(TG)에서 출력되는 기준 신호(Sref)를 수신하며, 기준 신호(Sref)에 대응하는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를 출력할 수 있다. 특히, 게이트웨이(80)로 출력할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)는, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3), 아이디 정보, 네트워크 정보를, 서버(85)로 전송할 수 있다.
한편, 서버(85)는, 게이트웨이(80)로 부터, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를 수신알 수 있으며, 복수의 통신 장치(AKa~AKc) 별 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)의 차이에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
특히, 서버(85)는, 삼각 측량법에 의거하여, 복수의 통신 장치(AKa~AKc) 별 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)의 신호 레벨 차이 또는 위상 차이 등에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
한편, 신호 발생부(TG)는, 초광대역 통신(UWB) 기반의 비콘(beacon) 신호를 기준 신호(reference signal)로서 출력할 수 있다.
한편, 네트워크 정보는, MAC(미디어 액세스 컨트롤(media access control)) 어드레스 정보일 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)는, 케이블(oln)을 통해 흐르는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)을 검출할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 태양광 모듈과 복수의 통신 장치 사이의 신호 흐름을 도시한 도면이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 태양광 모듈(50) 내의 신호 발생부(TG)는, 기준 신호(Sref)를 무선으로 출력할 수 있다.
예를 들어, 기준 신호(Sref)는, 태양광 모듈(50)의 아이디 정보를 포함할 수 있다. 한편, 기준 신호(Sref)는, 아이디 정보 외에, 태양광 모듈(50)의 네트워크 정보(예를 들어, MAC 어드레스 정보)를 더 포함할 수 있다.
한편, 기준 신호(ref)는, 초광대역 통신(UWB) 기반 또는 지그비(Zigbee) 기반의, 비콘(beacon) 신호일 수 있다.
다음, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)는, 태양광 모듈(50)로부터의 기준 신호(Sref)를 수신하고, 수신되는 기준 신호(Sref)로부터, 아이디 정보 등을 추출할 수 있다. 나아가, 네트워크 정보(예를 들어, MAC 어드레스 정보)를 더 추출할 수 있다.
복수의 통신 장치(AKa~AKc)는, 추출되는 아이디 정보, 네트워크 정보 등에 기초하여, 기준 신호(Sref)에 대응하는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 게이트 웨이(80) 또는 서버(85)로 출력할 수 있다.
여기서, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)는, 수신되는 기준 신호(Sref)의 신호 레벨 정보, 위상 정보, 또는 수신된 시간 정보 등을 포함할 수 있다.
한편, 서버(85)는, 삼각 측량법에 의거하여, 복수의 통신 장치(AKa~AKc) 별 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)의, 신호 레벨 차이 또는 위상 차이 등에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
그리고, 서버(85)는, 연산된 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보에 기초하여, 태양광 모듈의 어레이 빌딩을 구성하고, 구성된 어레이 빌딩에 대응하는 어레이 빌딩 이미지를 생성할 수 있다.
디스플레이 장치(95)는, 서버(85)에서 생성된 태양광 모듈의 어레이 빌딩 이미지(4010)를 표시할 수 있다. 이에 의해, 사용자 또는 설치자는, 간편하게, 어레이 빌딩을 확인할 수 있게 된다.
다음, 도 4b는, 도 4a와 유사하나, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)에서, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 게이트 웨이(80) 또는 서버(85)가, 아닌, 태양광 모듈(50)로 전송하는 것에 그 차이가 있다.
이에 따라, 태양광 모듈(50) 내의 신호 발생부(TG) 또는 통신부(580)는, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)에서, 출력되는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 수신할 수 있다.
이때의 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)는, 기준 신호(Sref)에 대응하여, 수신되는 신호로서, 응답 신호라 명명될 수도 있다.
즉, 태양광 모듈(50) 내의 신호 발생부(TG)는, 기준 신호(Sref)를 무선으로 출력하며, 이에 대응하는 응답 신호(Sref1~Sref3)를, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)로부터 수신할 수 있다.
그리고, 태양광 모듈(50) 내의 통신부(580)는, 수신되는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 게이트웨이(80) 또는 서버(85)로 전송할 수 있다. 이때, PLC 통신에 의해, 유선으로 전송할 수 있다.
한편, 서버(85)는, 삼각 측량법에 의거하여, 복수의 통신 장치(AKa~AKc) 별 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)의, 신호 레벨 차이 또는 위상 차이 등에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
그리고, 서버(85)는, 연산된 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보에 기초하여, 태양광 모듈의 어레이 빌딩을 구성하고, 구성된 어레이 빌딩에 대응하는 어레이 빌딩 이미지를 생성할 수 있다.
디스플레이 장치(95)는, 서버(85)에서 생성된 태양광 모듈의 어레이 빌딩 이미지(4010)를 표시할 수 있다. 이에 의해, 사용자 또는 설치자는, 간편하게, 어레이 빌딩을 확인할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 시스템의 동작 방법을 설명하는 순서도이고, 도 6a 내지 도 6e는 도 5의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.
도 5를 참조하면, 게이트웨이(80)는, 설치자에 의해 설치 완료시, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대응하는 네트워크 정보를 할당할 수 있다(S510).
여기서, 네트워크 정보는, MAC(미디어 액세스 컨트롤(media access control)) 어드레스 정보일 수 있다.
예를 들어, 게이트웨이(80)는, 랜덤하게, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대응하는 네트워크 정보를 할당할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)는, 네트워크 정보를 할당 이후, 할당된 네트워크 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에, 스캔 신호를 전송할 수 있다.
도 6a는 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대한 스캐닝을 예시한다.
도면과 같이, 3*n의 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)이 설치되는 경우, 게이트웨이(80)에, 제1 스트링(ST1)에 대응하는 제1 케이블(32a), 제2 스트링(ST2)에 대응하는 제2 케이블(32b), 제3 스트링(ST3)에 대응하는 제3 케이블(32c)에 접속될 수 있다.
제1 내지 제3 케이블(32a~32c)을 통해, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)과 게이트웨이(800) 사이에, PLC 통신에 의한 데이터 교환이 수행될 수 있다.
게이트웨이(80)는, 제1 시점에, 제1 케이블(32a)에, 제1 스캔 신호(Scan1)를 출력할 수 있다.
이에 따라, 제1 스트링(ST1)에 속하는 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV1-n)은 입력되는 제1 스캔 신호(Scan1)를 인접하는 태양광 모듈에 전달할 수 있다.
한편, 태양광 모듈(50)은, 스캔 신호 수신에 대응하여, 아이디 정보를 출력할 수 있다(S515).
구체적으로, 제1 스캔 신호(Scan1)를 수신한 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV1-n)은, 제1 스캔 신호(Scan1)에 대응하여, 태양광 모듈의 아이디 정보(예를 들어, 프로덕트 번호, 시리얼 번호 등)와, 네트워크 정보(MAC 어드레스 정보)를 포함하는, 제1 응답 신호(Sres1)를, 게이트웨이(80)로 출력할 수 있다.
제1 응답 신호(Sres1) 내에, 각 태양광 모듈의 네트워크 정보를 포함하는 복수의 패킷이 포함될 수 있으며, 소정 시간에, 제1 응답 신호(Sres1)가, 게이트웨이(80)로 수신될 수 있다.
또는, 제1 응답 신호(Sres1)는, 각 태양광 모듈의 네트워크 정보를 포함하는, 복수의 신호를 의미하는 것일 수 있다. 이에 따라, 소정 기간 내에, 복수의 신호를 포함하는 제1 응답 신호(Sres1)가, 게이트웨이(80)로 수신될 수 있다.
제1 스트링(ST1)과 유사하게, 제2 스트링(ST2), 및 제3 스트링(ST3)에, 각각 제2 및 제3 스캔 신호(Scan2, Scan3)가 전송될 수 있으며, 제2 스트링(ST2), 및 제3 스트링(ST3)으로부터, 제2 및 제3 응답 신호(Sres2, Scres)가 수신될 수 있다.
게이트웨이(80)는, 제1 내지 제3 응답 신호(Sres1~Sres3) 내에 포함된 아이디 정보를 수신할 수 있다(S516).
다음, 게이트웨이(80)는, 제1 내지 제3 스캔 신호(Scan1~Scan3), 제1 내지 제3 응답 신호(Sres1~Sres3)에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV1-n)의 네트워크 정보(MAC 어드레스 주소 정보)와, 아이디 정보를 매칭할 수 있다(S520).
한편, 태양광 모듈(50) 내의 신호 발생부(TG)는, 도 6b와 같이, 기준 신호(Sref)를 무선으로 출력할 수 있다(S525).
예를 들어, 기준 신호(Sref)는, 태양광 모듈(50)의 아이디 정보를 포함할 수 있다. 한편, 기준 신호(Sref)는, 아이디 정보 외에, 태양광 모듈(50)의 네트워크 정보(예를 들어, MAC 어드레스 정보)를 더 포함할 수 있다.
한편, 기준 신호(ref)는, 초광대역 통신(UWB) 기반 또는 지그비(Zigbee) 기반의, 비콘(beacon) 신호일 수 있다.
다음, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)는, 태양광 모듈(50)로부터의 기준 신호(Sref)를 수신할 수 있다(S526).
한편, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)는, 수신되는 기준 신호(Sref)로부터, 아이디 정보 등을 추출할 수 있다. 나아가, 네트워크 정보(예를 들어, MAC 어드레스 정보)를 더 추출할 수 있다.
다음, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)는, 추출되는 아이디 정보, 네트워크 정보 등에 기초하여, 기준 신호(Sref)에 대응하는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 도 6b와 같이, 게이트 웨이(80) 또는 서버(85)로 출력할 수 있다(S527).
여기서, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)는, 수신되는 기준 신호(Sref)의 신호 레벨 정보, 위상 정보, 또는 수신된 시간 정보 등을 포함할 수 있다.
게이트 웨이(80)는, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 수신하고,(S529), 이를 서버(85)로 전송할 수 있다.
서버(85)는, 수신되는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)의 차이에 기초하여 각 태양광 모듈 별 위치 정보를 연산할 수 있다(S530).
예를 들어, 서버(85)는, 삼각 측량법에 의거하여, 복수의 통신 장치(AKa~AKc) 별 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)의, 신호 레벨 차이 또는 위상 차이 등에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
서버(85)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보, 아이디 정보, 네트워크 정보(MAC 어드레스 정보)에 기초하여 어레이 빌딩을 구성할 수 있다(S535).
그리고, 서버(85)는, 구성된 어레이 빌딩에 대응하는 어레이 빌딩 이미지를 생성할 수 있으며, 생성된 어레이 빌딩 이미지를 디스플레이 장치(95)로 전송할 수 있다.
이에, 디스플레이 장치(95)는, 생성된 어레이 빌딩 이미지를 디스플레이(603)에 표시할 수 있다.
한편, 도 6c는, 디스플레이 장치(95)에서, 어레이 빌딩이 자동으로 수행되는 것을 나타내는 오브젝트(603)가 표시되는 것을 예시한다. 이에 의해, 사용자 또는 설치자는, 서버(85) 등에서 어레이 빌딩이 자동으로 수행되는 것을 인식할 수 있게 된다.
한편, 도 6d는, 디스플레이 장치(95)에, 생성된 어레이 빌딩 이미지(Arrb)가 표시되는 것을 예시한다.
한편, 디스플레이 장치(95)는, 어레이 빌딩 완료를 나타내는 오브젝트(607)를 표시한 후, 생성된 어레이 빌딩 이미지(Arrb)를 표시할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 어레이 빌딩 완료를 나타내는 오브젝트(607)와, 생성된 어레이 빌딩 이미지(Arrb)가 함께 표시되는 것도 가능하다.
한편, 생성된 어레이 빌딩 이미지(Arrb)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 배열(예를 들어, 3*n 의 배열)에 배치되는 복수의 아이콘을 포함할 수 있다.
복수의 아이콘은, 복수의 태양광 모듈 각각을 나타낼 수 있다.
한편, 각 아이콘은, 각 태양광 모듈의 아이디 정보(IDa), 네트워크 정보(Neta) 등을 포함할 수 있다. 이에 의해, 사용자 또는 설치자는, 각 태양광 모듈의 아이디 정보와 네트워크 정보를 간단하게 확인할 수 있게 된다.
한편, 어레이 빌딩 완성 후, 각 태양광 모듈이 태양광 발전을 수행하는 경우, 각 태양광 모듈(50)의 통신부(580)는, 게이트웨이(80)로, PLC 통신을 통해, 전력 정보를 전송할 수 있다(S540).
한편, 전력 정보는, 태양전지 모듈(100)에서 생성된 전압 정보, 전류 정보, 그리고 인버터부(540)의 전압 정보, 전류 정보, 또는 발전량 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)는, 각 태양광 모듈(50)로부터의 전력 정보를 수신하고(S541), 이를 서버(85)로 전송할 수 있다.
서버(85)는, 각 태양광 모듈(50)로부터의 전력 정보를 이용하여, 전체 태양광 모듈의 발전량 정보를 연산할 수 있다.
그리고, 서버(85)는, 전력 정보, 또는 발전량 정보를, 디스플레이 장치(95)로 전송할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치(95)는, 전력 정보, 또는 발전량 정보를, 표시할 수 있다(S542).
도 6e는, 디스플레이 장치(95)에, 발전량 정보(611)가 표시되는 것을 예시한다. 특히, 복수의 태양광 모듈로부터의 총 발전량 정보가 표시되는 것을 예시한다.
한편, 발전량 정보(611)는 도면과 같이, 생성된 어레이 빌딩 이미지(Arrb)와 함께 표시될 수 있다. 이에 따라, 사용자 또는 설치자는, 어레이 빌딩과, 발전량 정보를, 간단하게 인식할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 시스템의 동작 방법을 설명하는 순서도이고, 도 8은 도 7의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.
도 7의 순서도는 도 5의 순서도와 유사하여, 제510 단계 내지 제520 단계(S510~S520), 제530 단계 내지 제542 단계(S530~S542)는 동일하다.
다만, 태양광 모듈(50)의 기준 신호 출력(S725), 복수의 통신 장치(AKa~AKc)의 기준 신호 수신(S726) 이후, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)가, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를 태양광 모듈(50)로 전송하는 것에 그 차이가 있다.
이에 따라, 도 8과 같이, 태양광 모듈(50) 내의 통신부(580)는, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 수신하고(S728), 수신되는 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 게이트웨이(80) 또는 서버(85)로 전송할 수 있다. 이때, PLC 통신에 의해, 유선으로 전송할 수 있다.
이에 따라, 게이트웨이(80) 또는 서버(85)는, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 수신할 수 있다(S728).
이후, 제530 단계 내지 제542 단계(S530~S542)가 수행되며, 이에 대한 설명은 도 5 이하를 참조하여 생략한다.
도 9는 도 3의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 변환하여 변환된 전원을 출력할 수 있다.
특히, 본 발명과 관련하여, 정션 박스(200)는, 교류 전원을 출력할 수 있다.
이를 위해, 정션 박스(200)는, 컨버터부(530), 인버터부(540), 및 이를 제어하는 제어부(550)를 포함할 수 있다.
또한, 정션 박스(200)는, 바이패스를 위한 바이패스 다이오드부(510), 직류 전원 저장을 위한, 커패시터부(520)를 더 포함할 수 있다.
한편, 정션 박스(200)는, 외부의 게이트웨이(80)과의 통신을 위한 통신부(580)와, 도 3, 도 4a 또는 도4b의 설명 등에서 기술한, 신호 발생부(TG)를 더 구비할 수 있다.
신호 발생부(TG)는, 아이디 정보를 포함하는 기준 신호(Sref)를 무선으로 출력할 수 있다.
한편, 정션 박스(200)는, 입력 전류 감지부(A), 입력 전압 감지부(B), 컨버터 출력전류 검출부(C), 컨버터 출력전압 검출부(D), 인버터 출력 전류 검출부(E), 인버터 출력 전압 검출부(F)를 더 구비할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 컨버터부(530), 인버터부(540), 통신부(580), 및 신호 발생부(TG)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(550)는, 아이디 정보를 포함하는 기준 신호(Sref)를 무선으로 출력하도록 신호 발생부(TG)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 신호 발생부(TG) 등을 통해, 복수의 통신 장치(AKa~AKc)로부터 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)가 수신되는 경우, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)를, 게이트웨이(80) 또는 서버(85)로 전송하도록, 통신부(580)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 게이트웨이(80)로부터의 스캔 신호 수신시, 게이트웨이(80)로, 아이디 정보, 네트워크 정보를 포함하는 응답 신호를 전송하도록, 통신부(580)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 태양광 모듈(50)의 발전 정보(전압 정보, 전류 정보, 발전량 정보)를, 게이트웨이(80)로, 전송하도록, 통신부(580)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 컨버터부(530)를 제어하여, 직류 변환이 수행되도록 제어할 수 있다. 특히, 최대전력추종(MPPT) 제어를 수행할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 인버터부(540)를 제어하여, 교류 변환이 수행되도록 제어할 수 있다.
바이패스 다이오드부(510)는, 태양전지 모듈(100) 의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)들 사이에, 각각 배치되는 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)을 구비할 수 있다. 이때, 바이패스 다이오드의 개수는, 1개 이상이며, 도전성 라인의 개수 보다 1개 더 작은 것이 바람직하다.
바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 태양전지 모듈(100)로부터, 특히, 태양전지 모듈(100) 내의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)로부터 태양광 직류 전원을 입력받는다. 그리고, 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d) 중 적어도 하나로부터의 직류 전원에서 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킬 수 있다.
한편, 바이패스 다이오드부(510)를 거친 직류 전원은, 커패시터부(520)로 입력될 수 있다.
커패시터부(520)는, 태양전지 모듈(100), 및 바이패스 다이오드부(510)를 거쳐 입력되는 입력 직류 전원을 저장할 수 있다.
한편, 도면에서는, 커패시터부(520)가 서로 병렬 연결되는 복수의 커패시터(Ca,Cb,Cc)를 구비하는 것으로 예시하나, 이와 달리, 복수의 커패시터가, 직병렬 혼합으로 접속되거나, 직렬로 접지단에 접속되는 것도 가능하다. 또는, 커패시터부(520)가 하나의 커패시터만을 구비하는 것도 가능하다.
컨버터부(530)는, 바이패스 다이오드부(510)와, 커패시터부(520)를 거친, 태양전지 모듈(100)로부터의 입력 전압의 레벨을 변환할 수 있다.
특히, 컨버터부(530)는, 커패시터부(520)에 저장된 직류 전원을 이용하여, 전력 변환을 수행할 수 있다.
예를 들어, 컨버터부(530)는, 복수의 저항 소자, 또는 변압기를 구비하며, 설정된 목표 전력에 기초하여, 입력 전압에 대한 전압 분배를 수행할 수 있다.
도면에서는, 컨버터부(530)의 일예로, 탭 인덕터 컨버터를 예시하나, 이와 달리, 플라이백 컨버터, 벅 컨버터, 부스트 컨버터 등이 가능하다.
도면에서 도시되는 컨버터부(530), 즉 탭 인덕터 컨버터는, 탭 인덕터(T), 탭 인덕터(T)와 접지단 사이에 접속되는 스위칭 소자(S1), 탭 인덕터의 출력단에 접속되어, 일방향 도통을 수행하는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.
한편, 다이오드(D1)의 출력단, 즉 캐소드(cathod)과 접지단 사이에, dc단 커패시터(미도시)가 접속될 수 있다.
구체적으로 스위칭 소자(S1)는, 탭 인덕터(T)의 탭과 접지단 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 탭 인덕터(T)의 출력단(2차측)은 다이오드(D1)의 애노드(anode)에 접속하며, 다이오드(D1)의 캐소드(cathode)와 접지단 사이에, dc단 커패시터(C1)가 접속될 수 있다.
한편, 탭 인덕터(T)의 1차측과 2차측은 반대의 극성을 가진다. 한편, 탭 인덕터(T)는, 스위칭 트랜스포머(transformer)로 명명될 수도 있다.
한편, 컨버터부(530) 내의 스위칭 소자(S1)는, 제어부(550)로부터의 컨버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작할 수 있다. 이에 의해, 레벨 변환된 직류 전원이 출력될 수 있다.
인버터부(540)는, 컨버터부(530)에서 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다.
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 연결될 수 있다.
인버터부(540) 내의 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b)은, 제어부(550)로부터의 인버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작할 수 있다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 출력될 수 있다. 바람직하게는, 그리드(grid)의 교류 주파수와 동일한 주파수(대략 60Hz 또는 50Hz)를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 커패시터(C)는, 컨버터부(530)와 인버터부(540) 사이에, 배치될 수 있다.
커패시터(C)는, 컨버터부(530)의 레벨 변환된 직류 전원을 저장할 수 있다. 한편, 커패시터(C)의 양단을 dc단이라 명명할 수 있으며, 이에 따라, 커패시터(C)는 dc단 커패시터라 명명될 수도 있다.
한편, 입력 전류 감지부(A)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전류(ic1)를 감지할 수 있다.
한편, 입력 전압 감지부(B)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전압(Vc1)을 감지할 수 있다. 여기서, 입력 전압(Vc1)은, 커패시터부(520) 양단에 저장된 전압과 동일할 수 있다.
감지된 입력 전류(ic1)와 입력 전압(vc1)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다.
한편, 컨버터 출력전류 검출부(C)는, 컨버터부(530)에서 출력되는 출력전류(ic2), 즉 dc단 전류를 감지하며, 컨버터 출력전압 검출부(D)는, 컨버터부(530)에서 출력되는 출력전압(vc2), 즉 dc 단 전압을 감지한다. 감지된 출력전류(ic2)와 출력전압(vc2)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다.
한편, 인버터 출력 전류 검출부(E)는, 인버터부(540)에서 출력되는 전류(ic3)를 감지하며, 인버터 출력 전압 검출부(F)는, 인버터부(540)에서 출력되는 전압(vc3)을 감지한다. 검출된 전류(ic3)와 전압(vc3)은, 제어부(550)에 입력된다.
한편, 제어부(550)는, 컨버터부(530)의 스위칭 소자(S1)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 검출된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 컨버터부(530) 내의 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 인버터부(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 검출된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 인버터부(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.
한편, 제어부(550)는, 태양전지 모듈(100)에 대한, 최대 전력 지점을 연산하고, 그에 따라, 최대 전력에 해당하는 직류 전원을 출력하도록, 컨버터부(530)를 제어할 수 있다.
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)와 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 통신부(580)는, 전력선 통신에 의해, 게이트웨이(80)와 데이터를 교환할 수 있다.
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)로, 태양광 모듈(50)의 아이디 정보, 전류 정보, 전압 정보, 전력 정보 등을 전송할 수도 있다.
도 10a는 도 3의 게이트웨이의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 게이트웨이(80)는, 통신부(81), 프로세서(82), 메모리(83)를 구비할 수 있다.
게이트웨이(80)의 프로세서(82)는, 설치자에 의해 설치 완료시, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대응하는 네트워크 정보를 할당할 수 있다.
그리고, 게이트웨이(80)의 프로세서(82)는, 네트워크 정보를 할당 이후, 할당된 네트워크 정보에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에, 스캔 신호를 전송하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 게이트웨이(80)의 통신부(81)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에, PLC 통신 등을 통해, 스캔 신호를 전송할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)의 통신부(81)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)로부터, 스캔 신호에 대응하는 응답 신호를 수신할 수 있다.
게이트웨이(80)의 프로세서(82)는, 수신되는 응답 신호에 기초하여, 네트워크 정보(MAC 어드레스 주소 정보)와, 아이디 정보를 매칭할 수 있다.
한편, 메모리(83)는, 매칭된 네트워크 정보(MAC 어드레스 주소 정보)와, 아이디 정보를 저장할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)의 통신부(81)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)로부터, 전력 정보를 수신할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)의 통신부(81)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)로부터의, 응답 신호 또는 전력 정보를 서버(85)로 전송할 수 있다.
한편, 게이트웨이(80)의 통신부(81)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)에 대응하는 네트워크 정보를 서버(85)로 전송할 수 있다..
도 10b는 도 3의 서버의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 서버(85)는, 통신부(86), 프로세서(87), 메모리(88)를 구비할 수 있다.
서버(85)의 프로세서(87)는, 통신부(86)를 통해 수신되는, 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
구체적으로 서버(85)의 프로세서(87)는, 삼각 측량법에 의거하여, 복수의 통신 장치(AKa~AKc) 별 기준 신호 정보(Sref1~Sref3)의, 신호 레벨 차이 또는 위상 차이 등에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
한편, 서버(85)의 프로세서(87)는, 통신부(86)를 통해 수신되는, 네트워크 정보(MAC 어드레스 주소 정보)와, 아이디 정보를, 메모리(88)에 저장하도록 제어할 수 있다.
또는, 서버(85)의 프로세서(87)는, 통신부(86)를 통해 수신되는, 응답 신호에 기초하여, 네트워크 정보(MAC 어드레스 주소 정보)와, 아이디 정보를 매칭할 수 있다. 그리고, 네트워크 정보(MAC 어드레스 주소 정보)와, 아이디 정보를, 메모리(88)에 저장하도록 제어할 수 있다.
한편, 서버(85)의 프로세서(87)는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 위치 정보, 네트워크 정보(MAC 어드레스 주소 정보)와, 아이디 정보에 기초하여, 태양광 모듈의 어레이 빌딩을 구성하고, 구성된 어레이 빌딩에 대응하는 어레이 빌딩 이미지를 생성할 수 있다.
한편, 서버(85)의 프로세서(87)는, 통신부(86)를 통해, 어레이 빌딩 이미지를, 디스플레이 장치(95)로 전송하도록 제어할 수 있다.
한편, 서버(85)의 프로세서(87)는, 통신부(86)를 통해 수신되는, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n)의 발전 정보를 수신하고, 이에 기초하여, 복수의 태양광 모듈(PV1-1~PV3-n) 전체의 발전량 정보를 연산할 수 있다.
그리고, 서버(85)의 프로세서(87)는, 통신부(86)를 통해, 발전량 정보를, 디스플레이 장치(95)로 전송하도록 제어할 수 있다.
도 10c는 도 3의 디스플레이 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 디스플레이 장치(95)는, 통신부(96), 프로세서(97), 메모리(98), 디스플레이(99)를 구비할 수 있다.
디스플레이 장치(95)의 프로세서(97)는, 통신부(96)를 통해 수신되는, 어레이 빌딩 이미지가, 디스플레이(99)에 표시되도록 제어할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(95)의 프로세서(97)는, 어레이 빌딩이 자동으로 수행되는 것을 나타내는 오브젝트(603)가 표시되도록 제어할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(95)의 프로세서(97)는, 어레이 빌딩 완료를 나타내는 오브젝트(607)가 표시되도록 제어할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(95)의 프로세서(97)는, 통신부(96)를 통해 수신되는, 발전량 정보가, 디스플레이(99)에 표시되도록 제어할 수 있다.
메모리(98)는, 어레이 빌딩 이미지 또는 발전량 정보를 저장할 수 있다.
도 11은 도 3의 태양광 모듈의 정면도이고, 도 12는 도 11의 태양광 모듈의 배면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)의 배면에 위치하는 정션 박스(200)를 포함할 수 있다.
정션 박스(200)는, 음영 발생 등의 경우, 핫 스팟 방지를 위해, 바이패스 되는, 적어도 하나의 바이패스 다이오드를 구비할 수 있다.
한편, 도 9 등에서는, 도 11의 4개의 태양전지 스트링에 대응하여, 3개의 바이패스 다이오드(도 9의 Da,Db,Dc)를 구비하는 것을 예시한다.
한편, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)에서 공급되는 직류 전원을 변환할 수 있다. 이에 대해서는, 도 9 이하를 참조한다.
한편, 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지를 구비할 수 있다.
도면에서는 복수의 태앙 전지가 리본(도 13의 133)에 의해, 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. 한편, 도면과 달리, 다양한 변형이 가능하다.
한편, 각 태양전지 스트링은, 버스 리본에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 도 11는, 태양전지 모듈(100)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 11은, 태양전지 모듈(100)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.
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, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 정션 박스(200) 내의 바이패스 다이오드(도 9의 Da,Db,Dc)와 접속된다. 도면에서는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이, 태양전지 모듈(100) 상에 형성된 개구부를 통해, 태양전지 모듈(100)의 배면으로 연장되는 것을 예시한다.
한편, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 양단부 중 도전성 라인이 연장되는 단부에 더 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.
도 13은 도 11의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 13을 참조하면, 도 11의 태양전지 모듈(100)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.
먼저, 태양전지(130)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell), 염료감응형 또는 CdTe, CIGS형 태양전지, 박막 태양전지 등일 수 있다.
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.
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.
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, 도 11에서 설명한 바와 같이, 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비할 수 있다.
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 9에서는 후면 기판(110)이 직사각형의 모양으로 도시되어 있으나, 태양전지 모듈(100)이 설치되는 환경에 따라 원형, 반원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.
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.
제2 밀봉재(150)는, 태양전지(130) 상에 위치하여 제1 밀봉재(120)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다.
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.
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.
본 발명에 따른 태양광 모듈 및 이를 구비한 태양광 시스템은 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.
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.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 교류 전원을 출력하는 복수의 태양광 모듈;
    상기 복수의 태양광 모듈로부터, 각각의 기준 신호를 수신하고, 상기 기준 신호에 대응하는 기준 신호 정보를 출력하는 복수의 통신 장치;
    상기 기준 신호 정보를 수신하며, 상기 복수의 태양광 모듈에 각각 네트워크 정보를 할당하며, 상기 복수의 태양광 모듈로부터 수신되는 아이디 정보와, 상기 네트워크 정보를 매칭하는 게이트웨이;
    상기 게이트웨이로부터의 기준 신호 정보에 기초하여, 상기 복수의 태양광 모듈의 위치 정보를 연산하고, 상기 위치 정보, 상기 아이디 정보, 상기 네트워크 정보에 기초하여, 상기 복수의 태양광 모듈의 배치에 대응하는 어레이 빌딩을 수행하는 서버;를 포함하며;
    상기 게이트웨이는,
    복수의 태양광 모듈에 대응하는 네트워크 정보를 할당하고, 할당된 상기 네트워크 정보에 기초하여 상기 복수의 태양광 모듈에 스캔 신호를 전송하고;
    상기 복수의 태양광 모듈, 각각은,
    복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈;
    상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원에 기초하여 변환된 교류 전원을 출력하는 인버터부;
    게이트웨이로, 아이디 정보를 전송하는 통신부;
    상기 아이디 정보를 포함하는 기준 신호를 무선으로 출력하는 신호 발생부;를 포함하며;
    상기 통신부는,
    상기 게이트웨이로부터의 스캔 신호에 기초하여, 상기 게이트웨이로 아이디 정보를 전송하며;
    어레이 형태로 배열되는 상기 복수의 태양광 모듈은 소정 개수가 일렬로 배열되어 복수의 태양광 모듈 스트링을 구성하고,
    상기 복수의 태양광 모듈 스트링은 각각 대응하는 전력선 통신(PLC)들을 통해 상기 게이트웨이와 통신하며,
    상기 게이트웨이는 각각의 상기 태양광 모듈 스트링마다 상기 스캔 신호를 전송하고,
    동일한 상기 태양광 모듈 스트링 내에 속하는 상기 복수의 태양광 모듈은 입력되는 상기 스캔 신호를 인접한 태양광 모듈에 전달하며;
    각각의 상기 태양광 모듈 스트링 내의 상기 복수의 태양광 모듈은 상기 스캔 신호에 대응하여 상기 태양광 모듈의 아이디 정보와 함께 상기 네트워크 정보를 포함하는 응답 신호를 상기 게이트웨이로 출력하고;
    상기 응답 신호 내에는 각 태양광 모듈의 네트워크 정보를 포함하는 복수의 패킷이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수행된 어레이 빌딩에 대응하는 어레이 빌딩 이미지를 표시하는 디스플레이 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 태양광 모듈, 각각은,
    상기 인버터부의 출력 전압과 출력 전류에 기초하여, 전력을 연산하며, 연산된 전력 정보를, 상기 통신부를 통해, 상기 게이트웨이로 전송하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제5항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 기준 신호 정보, 상기 아이디 정보, 상기 네트워크 정보를, 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 복수의 통신 장치 별 기준 신호 정보의 차이에 기초하여, 상기 복수의 태양광 모듈의 위치 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 어레이 빌딩 이미지는
    상기 복수의 태양광 모듈 각각을 나타내는 아이콘을 포함하며,
    상기 아이콘은,
    상기 태양광 모듈의 아이디 정보, 네트워크 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 어레이 빌딩 이미지와, 상기 복수의 태양광 모듈 전체에서 출력 중인 전력 정보를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 복수의 태양광 모듈 각각의 전력 정보에 기초하여, 상기 복수의 태양광 모듈 전체에서 출력 중인 전력 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
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