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KR101468133B1 - 태양광 발전 시스템 - Google Patents

태양광 발전 시스템 Download PDF

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Publication number
KR101468133B1
KR101468133B1 KR1020130033352A KR20130033352A KR101468133B1 KR 101468133 B1 KR101468133 B1 KR 101468133B1 KR 1020130033352 A KR1020130033352 A KR 1020130033352A KR 20130033352 A KR20130033352 A KR 20130033352A KR 101468133 B1 KR101468133 B1 KR 101468133B1
Authority
KR
South Korea
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power generation
phase
voltage
management module
control module
Prior art date
Application number
KR1020130033352A
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English (en)
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KR20140119277A (ko
Inventor
정현삼
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020130033352A priority Critical patent/KR101468133B1/ko
Publication of KR20140119277A publication Critical patent/KR20140119277A/ko
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    • G—PHYSICS
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

태양광 발전 시스템이 개시된다. 태양광 발전 시스템은, 계통으로 3상 전력을 제공하기 위해 각 상의 발전용으로 개별 할당된 복수의 부분 어레이들로 구성된 태양광 어레이; 복수의 부분 어레이 각각에 하나씩 대응되도록 할당되어 전기적 연결되는 복수의 PA 관리 모듈; 및 상기 복수의 PA 관리 모듈 각각에 직류단 전압 제어를 위한 지령 신호를 제공하는 제어 모듈을 포함한다.

Description

태양광 발전 시스템{Solar generating system}
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
화석 에너지 고갈 및 환경 오염 문제로 인해 최근 신재생에너지에 대한 관심이 집중되고 있으며, 특히 태양광 발전은 방대한 양의 태양 에너지를 바탕으로 설치 및 유지관리가 용이하여 국내외적으로 많이 설치되고 있다.
태양광 어레이의 전기적인 특성은 태양 전지의 출력 전압에 따라 출력 전류가 변하는 독특한 특성 곡선을 가지고 있다. 이때, 출력 전압과 전류의 곱인 출력 전력의 크기가 최대가 되는 지점에서 발전이 되도록 제어가 수행되어야 발전 효율이 최대가 된다.
이러한 역할은 통상적으로 태양광 발전용 인버터가 수행하게 되고, 이때 사용되는 기술이 최대전력점추종(MPPT, Maximum Power Point Tracking) 제어 알고리즘이다.
도 1은 종래기술에 따른 태양광 발전 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 태양광 발전을 위해 복수의 태양 전지판(태양광 어레이)(110)이 사용되고 있고, 각 태양 전지판(110)은 소정 간격으로 지지대(120)에 의해 고정 설치된다.
설치된 태양 전지판(110)은 집광성을 높이기 위해 태양광 추적 장치(130)에 의해 이동하는 태양의 방향에 대응하여 회동된다.
그러나 태양의 고도가 일정 고도 이하로 낮아지거나, 구름이나 주변 사물에 의해 태양 전지판(110)에 그림자가 발생되는 경우 발전이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 3상 전력을 공급하는 태양광 발전 시스템에서 태양의 고도가 일정 고도 이하로 낮아지거나, 구름이나 주변 사물에 의해 태양 전지판(태양광 어레이)의 일부 영역에 그림자가 발생되는 경우에도 태양광 어레이의 각 부분 어레이 영역에 대해 개별 제어를 수행함으로써 정상적인 발전이 가능하도록 하는 태양광 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 태양광 어레이의 전체 면적을 복수의 부분 어레이 영역들로 분할하고, 분할된 부분 어레이 영역들을 3상 전력 공급을 위해 각 상으로 분배함으로써 태양광 어레이의 특정 영역에서 부분적으로 그림자가 발생되는 경우에도 최대전력점추종(MPPT, Maximum Power Point Tracking) 발전이 가능한 태양광 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 저가의 저전압 소자들이 구비된 부분 어레이 관리 모듈을 직렬 연결하여 고전압의 합성이 가능하고, 다수의 레벨을 가지는 전압 합성을 통해 전류의 고조파를 감소시킬 수 있으며, 직렬 연결되는 부분 어레이 관리 모듈의 수량을 조절함으로써 계통이나 수요처에서 요구하는 전압 레벨을 생성할 수 있고, 최대 전력을 생산하여 계통에 공급할 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 발전 시스템에 있어서, 계통으로 3상 전력을 제공하기 위해 각 상의 발전용으로 개별 할당된 복수의 부분 어레이(Partial Array)들로 구성된 태양광 어레이; 복수의 부분 어레이 각각에 하나씩 대응되도록 할당되어 전기적 연결되는 복수의 PA 관리 모듈; 및 상기 복수의 PA 관리 모듈 각각에 직류단 전압 제어를 위한 지령 신호를 제공하는 제어 모듈을 포함하는 태양광 발전 시스템이 제공된다.
상기 제어 모듈은 상기 복수의 부분 어레이들에 대해 미리 지정된 최대전력점추종(MPPT) 알고리즘을 이용하여 도출된 최대전력점(MPP)에 상응하는 지령 신호를 대응되도록 할당된 각 PA 관리 모듈로 제공할 수 있다.
상기 복수의 PA 관리 모듈로 제공되는 지령 신호 중 하나 이상은 상이한 전압 지령값을 가질 수 있다.
상기 제어 모듈은 제1 상의 발전용으로 할당된 복수의 부분 어레이들 중 하나 이상이 태양광 발전을 수행하지 못하는 경우, 제2 상 및 제3 상의 발전용으로 할당된 복수의 부분 어레이들에 대응되는 각각의 PA 관리 모듈로 상기 계통에서 요구하는 전압 특성에 부합하는 태양광 발전이 수행되도록 하는 지령 신호를 제공할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 PA 관리 모듈의 충전 또는 방전 조작에 따른 상기 PA 관리 모듈에 병렬 연결된 커패시터의 충전 전압을 센싱하고, 상기 지령 신호에 상응하는 전압 지령값과 상기 충전 전압의 불일치 정도에 상응하도록 해당 PA 관리 모듈의 충전 또는 방전 시간의 크기를 제어할 수 있다.
PA 관리 모듈 각각은 하프 브릿지(Half bridge) 충방전 패턴 또는 풀 브릿지(Full bridge) 충방전 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제어 모듈은 최대 전력의 생산을 위해 각 PA 관리 모듈로부터 출력되는 전류가 전압과 동상(In phase)이 되도록 제어할 수 있다.
각 상의 발전용으로 개별 할당된 복수의 부분 어레이에 상응하는 각 PA 관리 모듈은 직렬 연결될 수 있다.
상기 제어 모듈은 실시간 측정되는 각 상의 최대 발전량이 상이한 경우, 최소 발전량을 가지는 어느 한 상의 발전량에 상응하도록 다른 상들의 최대 발전량을 조절할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 3상 전력을 공급하는 태양광 발전 시스템에서 태양의 고도가 일정 고도 이하로 낮아지거나, 구름이나 주변 사물에 의해 태양 전지판의 일부 영역에 그림자가 발생되는 경우에도 태양광 어레이의 각 부분 어레이 영역에 대해 개별 제어를 수행함으로써 정상적인 발전이 가능한 효과가 있다.
또한 태양광 어레이의 전체 면적을 복수의 부분 어레이 영역들로 분할하고, 분할된 부분 어레이 영역들을 3상 전력 공급을 위해 각 상으로 분배함으로써 태양광 어레이의 특정 영역에서 부분적으로 그림자가 발생되는 경우에도 최대전력점추종(MPPT, Maximum Power Point Tracking) 발전이 가능한 효과도 있다.
또한 저가의 저전압 소자들이 구비된 부분 어레이 관리 모듈을 직렬 연결하여 고전압의 합성이 가능하고, 다수의 레벨을 가지는 전압 합성을 통해 전류의 고조파를 감소시킬 수 있으며, 직렬 연결되는 부분 어레이 관리 모듈의 수량을 조절함으로써 계통이나 수요처에서 요구하는 전압 레벨을 생성할 수 있고, 최대 전력을 생산하여 계통에 공급할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래기술에 따른 태양광 발전 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하프 브릿지(Half bridge) 구조로 형성된 PA(Partial Array) 관리 모듈의 구성을 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀 브릿지(Full bridge) 구조로 형성된 PA(Partial Array) 관리 모듈의 구성을 예시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하프 브릿지(Half bridge) 구조로 형성된 PA(Partial Array) 관리 모듈의 구성을 예시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀 브릿지(Full bridge) 구조로 형성된 PA(Partial Array) 관리 모듈의 구성을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 태양광 발전 시스템은 복수의 부분 어레이(PVC PA)(210), 각 부분 어레이(210)에 대응되는 각각의 PA(Partial Array) 관리 모듈(220) 및 제어 모듈(230)을 포함하여 구성될 수 있다. 물론 복수의 부분 어레이(210)들에 의해 발전된 전력을 계통으로 공급하기 위해 변압기 등이 더 포함될 수 있으나, 본 발명의 요지와는 거리감이 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
복수의 부분 어레이(210)는 태양광 발전을 위한 태양광 어레이의 전체 영역을 복수의 영역으로 구획하여 형성된 부분 어레이들이다. 부분 어레이(210)는 예를 들어 미결정 실리콘, 결정 실리콘, 단결정 실리콘, 아몰퍼스 실리콘 등의 반도체/화합물 반도체 등을 포함하는 하나 이상의 태양 전지로 구성될 수 있고, 구성된 각 태양 전지는 직렬 또는/및 병렬 형태의 어레이 형태로 배열될 수 있다.
각각의 PA 관리 모듈(220)은 대응되는 부분 어레이(210)가 최대전력점추종(MPPT, Maximum Power Point Tracking) 발전을 수행하도록 직류단 전압을 제어한다. 이때, 각 PA 관리 모듈(220)은 제어 모듈(230)로부터 지령 신호(예를 들어, 전압 지령 신호)를 수신하고 이에 상응하도록 직류단 전압을 제어할 수 있을 것이다.
제어 모듈(230)은 각 PA 관리 모듈(220)로 지령 신호를 전송함에 있어 각 부분 어레이(210)에 대해 미리 지정된 최대전력점추종(MPPT) 알고리즘을 이용하여 최대전력점(MPP)를 찾은 후, 이에 해당되는 지령 신호를 상응하는 PA 관리 모듈(220)로 제공할 수 있을 것이다. 태양광 어레이에 대한 최대전력점추종 알고리즘은 다양할 수 있고, 이는 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
PA 관리 모듈(220)는 직류단 전압의 제어를 위해 하프 브릿지(Half bridge) 또는 풀 브리지(Full bridge)의 충방전 패턴을 이용할 수 있다.
도 3에는 하프 브릿지(Half bridge) 구조로 형성된 PA 관리 모듈(220)의 구성이 예시되어 있고, 도 4에는 풀 브릿지(Full bridge) 구조로 형성된 PA 관리 모듈(220)의 구성이 예시되어 있다.
도 3을 참조하면, 직류단 전압 제어를 위해 하프 브릿지 충방전 패턴을 적용하는 PA 관리 모듈(220)은 전력 반도체 및 다이오드의 병렬 연결 2개가 직렬로 연결되는 구조(즉, 레그 구조)를 가지고 있다.
하프 브릿지 충방전 패턴을 적용하는 PA 관리 모듈(220)은 도통시(즉, (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 상측의 스위치가 켜지고 하측의 스위치가 꺼진 상태)에서, 계통 측으로 전류가 출력되면(도시된 (a) 참조) PA 관리 모듈(220)에 병렬 연결된 커패시터(즉, 부분 어레이(210)와 PA 관리 모듈(220)에 병렬 연결된 커패시터)가 방전 동작(즉, 전압의 감소)을 수행하고, 계통 측으로부터 전류가 입력되면(도시된 (b) 참조) PA 관리 모듈(220)에 병렬 연결된 커패시터가 충전 동작(즉, 전압의 증가)을 수행한다.
그러나 PA 관리 모듈(220)은 비도통시(즉, (c)와 (d)에 도시된 바와 같이 상측의 스위치가 꺼지고 하측의 스위치가 켜진 상태)에서, 계통 측으로 전류가 출력되는 경우(도시된 (c) 참조)와 계통 측으로부터 전류가 입력되는 경우(도시된 (d) 참조) 모두에서 커패시터의 충방전 동작은 수행되지 않는다.
참고로, 도 3의 각 경우에서 표기된 (1)은 해당 레그 구조의 상측 스위치가 켜지고 하측 스위치가 꺼진 상태를 나타내고, (0)은 해당 레그 구조의 하측 스위치가 꺼지고 하측 스위치가 켜진 상태를 나타낸다.
다음으로 도 4를 참조하면, 직류단 전압 제어를 위해 풀 브릿지 충방전 패턴을 적용하는 PA 관리 모듈(220)은 2개의 레그 구조(즉, 전력 반도체 및 다이오드의 병렬 연결 2개가 직렬로 연결되는 구조)가 병렬로 연결된 구조를 가지고 있다.
풀 브릿지 충방전 패턴을 적용하는 PA 관리 모듈(220)은 도통시(즉, (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 제1 레그 구조와 제2 레그 구조 중 어느 하나의 레그 구조의 상측 스위치만이 켜진 상태)에서, 계통 측으로 전류가 출력되고 제1 레그 구조의 상측 스위치가 켜진 상태(도시된 (a) 참조) 및 계통 측으로부터 전류가 입력되고 제2 레그 구조의 상측 스위치가 켜진 상태(도시된 (d) 참조)인 경우 PA 관리 모듈(220)에 병렬 연결된 커패시터가 방전 동작(즉, 전압의 감소)을 수행한다.
또한 도통시 계통 측으로 전류가 출력되고 제2 레그 구조의 상측 스위치가 켜진 상태(도시된 (b) 참조) 및 계통 측으로부터 전류가 입력되고 제1 레그 구조의 상측 스위치가 켜진 상태(도시된 (c) 참조)인 경우 PA 관리 모듈(220)에 병렬 연결된 커패시터가 충전 동작(즉, 전압의 증가)을 수행한다.
그러나 PA 관리 모듈(220)은 비도통시(즉, (e) 및 (f)와 같이 제1 레그 구조 및 제2 레그 구조에 포함된 동일 위치(즉, 상측 또는 하측)의 스위치가 켜진 상태)에서는 계통 측으로부터 전류가 입력되는 경우(도시된 (e) 참조)와 계통 측으로 전류가 출력되는 경우(도시된 (f) 참조) 모두에서 커패시터의 충방전 동작은 수행되지 않는다.
다시 도 1을 참조하면, 제어 모듈(230)은 계통에서 요구하는 전압 특성(예를 들어, 각 상간의 선간 전압(line voltage), 각 상의 상전압(Phase Voltage) 등과 같이 계통으로 전압, 전력 등을 공급하기 위해 계통에서 규정한 특성)에 부합하고, 최대의 발전 전력을 발생시키기 위해 각 PA 관리 모듈(220)에 충방전에 관련된 지령 신호를 제공한다.
제어 모듈(230)은 계통에서 요구하는 전압 특성을 만족하면서 각 부분 어레이(210)에 대한 최대전력점추종(MPPT, Maximum Power Point Tracking) 제어를 위해 각 PA 관리 모듈(220)에 상이한 지령 신호를 제공할 수 있고, 이때 지령 신호에 의해 각 PA 관리 모듈(220)이 제어하는 직류단 전압은 각각 상이한 전압으로 제어될 수 있을 것이다.
예를 들어, 도 2에 도시된 3개의 PA 관리 모듈(220)의 직렬 연결 구조를 각각 A상, B상 및 C상으로 명명했을 때, A상 발전용으로 할당된 부분 어레이(210)들 중 일부 영역에 주변 사물이나 구름에 의해 그림자가 발생되어 원활한 태양광 발전이 이루어지지 못하는 경우, B상 또는 C상 발전용으로 할당된 모든 부분 어레이(210)에 대해 최대량의 발전을 수행하도록 한다면 계통에서 요구하는 전압 특성(예를 들어, 220V의 선간 전압)을 만족하지 못할 수 있다. 따라서, 제어 모듈(230)은 B상과 C상 발전용으로 할당된 부분 어레이(210)들에 각각 대응되는 각 PA 관리 모듈로 충전 또는 방전에 대한 개별적 지령 신호를 제공함으로써 계통이 요구하는 전압 특성을 만족하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어 모듈(230)은 PA 관리 모듈(220)과 부분 어레이(210)에 병렬로 연결된 커패시터의 충전 전압을 센싱하고, 충전 전압이 제어 모듈(230)이 해당 PA 관리 모듈(220)에 제공한 지령 신호와 상이한 경우에는 앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 충전 또는 방전 동작을 통해 지령 신호에 부합하는 충전 전압이 되도록 처리한다. 이때, PA 관리 모듈(220)은 도 4에 예시된 바와 같이 전류의 방향을 참고하여 스위칭 스테이트를 변경함으로써 충전 전압이 증가 또는 감소되도록 처리할 수 있다.
물론, 각각의 PA 제어 모듈(230)이 충전 전압과 지령 신호에 따른 전압이 오차 범위에서 일치하는지 여부를 판단하고, 지령 신호에 부합하는 충전 전압이 되도록 충전 또는 방전 동작을 수행하도록 구성될 수도 있음은 당연하다.
예를 들어, A상 발전용으로 할당된 제1 PA 관리 모듈, 제2 PA 관리 모듈 및 제3 PA 관리 모듈에 대해 지령 신호가 100V로 동일한 상황에서, 제1 PA 관리 모듈에 대응되는 제1 커패시터의 충전 전압이 100V이고, 제2 PA 관리 모듈에 대응되는 제2 커패시터의 충전 전압이 60V이며, 및 제3 PA 관리 모듈에 대응되는 제3 커패시터의 충전 전압이 120V라면, 제어 모듈(230)은 각 PA 관리 모듈(220)에 대한 도통 시간 및/또는 도통 순서가 변경되도록 할 수 있다.
즉, 각 커패시터가 충전되는 시퀀스에서는 제2 커패시터가 가장 오랜 시간 충전 처리되도록 하고, 각 커패시터가 방전되는 시퀀스에서는 제3 커패시터가 가장 오랜 시간 방전 처리되도록 할 수 있다. 이를 통해, 각 커패시터가 지령 신호에 부합되는 전압을 나타내도록 제어될 수 있다.
물론, 제어 모듈(230)은 하나의 PA 관리 모듈(220)만을 제한적인 대상으로 하여 지령 신호에 상응하는 충전 또는 방전이 이루어지도록 처리하지 않고, 다른 PA 관리 모듈(220)에 대해 지령 신호를 달리 제공함으로써 계통이 요구하는 전압 특성에 부합되도록 할 수도 있고, 또한 계통으로 최대 파워를 공급할 수 있음은 당연하다. 계통으로 최대 파워가 공급되도록 하기 위해, 예를 들어 제어 모듈(230)은 발전되는 전압의 크기가 최대가 되도록 하거나, 생성되는 전류의 크기가 최대가 되도록 하거나, 전압과 전류의 위상이 동상이 되도록 하는 지령 신호를 각각의 PA 관리 모듈(220)로 제공할 수 있다.
또한, 제어 모듈(230)은 태양 전지판(태양광 어레이)의 일부 영역에 그림자가 발생되는 등의 이유로 각 상의 최대 발전량이 상이한 경우, 각 상의 발전량이 평형이 되도록 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어 모듈(230)은 각 상의 최대 발전량을 실시간으로 체크하여 각 상의 발전량 중 최소 발전량을 기준으로 3상의 발전량을 제한할 수 있다. 이는, 계통에 파워를 공급할 때 3상 평형의 전류를 공급하기 위함이며, 각 상의 발전량이 다른 경우 각 상의 계통 전압의 크기가 같다면 어느 한 상의 전류값이 다른 상들의 전류값가 다른 것으로서 계통의 불평형을 초래할 수 있기 때문이다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
210 : 부분 어레이 220 : PA(Partial Array) 관리 모듈
230 : 제어 모듈

Claims (9)

  1. 태양광 발전 시스템에 있어서,
    계통으로 3상 전력을 제공하기 위해 각 상의 발전용으로 개별 할당된 복수의 부분 어레이(Partial Array)들로 구성된 태양광 어레이;
    복수의 부분 어레이 각각에 하나씩 대응되도록 할당되어 전기적 연결되는 복수의 PA 관리 모듈; 및
    상기 복수의 PA 관리 모듈 각각에 직류단 전압 제어를 위한 지령 신호를 제공하는 제어 모듈을 포함하되,
    상기 제어 모듈은 상기 PA 관리 모듈의 충전 또는 방전 조작에 따른 상기 PA 관리 모듈에 병렬 연결된 커패시터의 충전 전압을 센싱하고, 상기 지령 신호에 상응하는 전압 지령값과 상기 충전 전압의 불일치 정도에 상응하도록 해당 PA 관리 모듈의 충전 또는 방전 시간의 크기를 제어하는, 태양광 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 복수의 부분 어레이들에 대해 미리 지정된 최대전력점추종(MPPT) 알고리즘을 이용하여 도출된 최대전력점(MPP)에 상응하는 지령 신호를 대응되도록 할당된 각 PA 관리 모듈로 제공하는, 태양광 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 PA 관리 모듈로 제공되는 지령 신호 중 하나 이상은 상이한 전압 지령값을 가지는, 태양광 발전 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 제1 상의 발전용으로 할당된 복수의 부분 어레이들 중 하나 이상이 태양광 발전을 수행하지 못하는 경우, 제2 상 및 제3 상의 발전용으로 할당된 복수의 부분 어레이들에 대응되는 각각의 PA 관리 모듈로 상기 계통에서 요구하는 전압 특성에 부합하는 태양광 발전이 수행되도록 하는 지령 신호를 제공하는, 태양광 발전 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    PA 관리 모듈 각각은 하프 브릿지(Half bridge) 충방전 패턴 또는 풀 브릿지(Full bridge) 충방전 패턴을 가지도록 형성되는, 태양광 발전 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 최대 전력의 생산을 위해 각 PA 관리 모듈로부터 출력되는 전류가 전압과 동상(In phase)이 되도록 제어하는, 태양광 발전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    각 상의 발전용으로 개별 할당된 복수의 부분 어레이에 상응하는 각 PA 관리 모듈은 직렬 연결되는, 태양광 발전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 실시간 측정되는 각 상의 최대 발전량이 상이한 경우, 최소 발전량을 가지는 어느 한 상의 발전량에 상응하도록 다른 상들의 최대 발전량을 조절하는, 태양광 발전 시스템.
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