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KR101787528B1 - Electrical Fire Prevention System of Photovoltaic Power System - Google Patents

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KR101787528B1
KR101787528B1 KR1020170022674A KR20170022674A KR101787528B1 KR 101787528 B1 KR101787528 B1 KR 101787528B1 KR 1020170022674 A KR1020170022674 A KR 1020170022674A KR 20170022674 A KR20170022674 A KR 20170022674A KR 101787528 B1 KR101787528 B1 KR 101787528B1
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temperature
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connection failure
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이상원
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주식회사 디케이
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Abstract

본 발명은 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 태양 전지판을 포함하는 단위 태양광 스트링, 상기 단위 태양광 스트링의 태양광 발전 전력을 집결시키는 접속반 및 상기 태양광 발전 전력을 상용 전력으로 변환하는 인버터를 포함하는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템에 있어서, 상기 접속반은, 상기 태양광 발전 전력에 대한 전압 및 전류 감지 기능, 역전류 방지 기능, 회로 보호 기능을 구현하고, 상기 단위 태양광 스트링이 발전하는 발전량을 계측하며, 상기 단위 태양광 스트링의 정상 동작 유무를 판별하는 적어도 하나 이상의 접속전자회로기판; 상기 태양광 발전 전력을 상기 인버터로 연결시키는 차단기; 상기 접속전자회로기판과 메인 태양광 발전 전력이 연결되고, 상기 태양 전지판과 접속전자회로기판, 상기 접속전자회로기판과 차단기 사이에 각각 설치된 복수 개의 접속단자; 상기 접속단자에서 발생하는 열을 감지하는 적어도 하나 이상의 접속불량 감지 센서; 및 상기 복수 개의 접속불량 감지센서의 감지 결과를 통합 관리하고, 상기 접속단자의 접속불량의 감지 상태를 표시하는 적어도 하나 이상의 접속불량 표시부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 접속전자회로기판에 절개부를 형성하거나 (+)/(-)도선의 분리 배치를 통해 (+)/(-) 도선간의 이격 거리를 충분히 확보함으로써 아크 발생을 방지하거나 아크 발생으로 인한 화재 발생을 억제할 수 있고, 모든 접속단자에서이 접속불량을 열 감응 소자인 접속불량 감지센서를 통해 검출하여 통보할 수 있어 접속반 화재를 사전에 방지할 있으며, 그로 인해 접속반 화재에 따른 경제적 손실, 인명 피해, 확재 확산 등을 최소화할 수 있다.The present invention relates to an electric fire prevention system for a solar power generation facility, comprising: a unit solar light string including at least one solar panel; a connection panel for collecting solar photovoltaic power of the unit solar light string; And an inverter for converting the power of the photovoltaic power generation device into a commercial power, wherein the connection panel includes a voltage and current detection function, a reverse current prevention function, and a circuit protection function for the photovoltaic power generation At least one connecting electronic circuit board for measuring an amount of power generated by the unit solar string and determining whether the unit solar string is normal or not; A breaker for connecting the photovoltaic power to the inverter; A connection electronic circuit board and a plurality of connection terminals each of which is connected between the connection electronic circuit board and the circuit breaker; At least one connection failure detection sensor for detecting heat generated at the connection terminal; And at least one connection failure indicator for integrally managing the detection results of the plurality of connection failure detection sensors and indicating a detection state of connection failure of the connection terminals. Therefore, the present invention can prevent the occurrence of an arc or prevent an arc from occurring by forming a cut-out portion in the connecting electronic circuit board or securing a separation distance between the (+) and (- It is possible to prevent the occurrence of fire due to the connection failure, and it is possible to detect the connection failure at all the connection terminals through the connection failure detection sensor, which is a thermal sensitive element, so that the connection fire prevention can be prevented in advance, Loss, loss of life, and spread of the burden.

Description

태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템{Electrical Fire Prevention System of Photovoltaic Power System}{Electrical Fire Prevention System of Photovoltaic Power System}

본 발명은 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접속반 내부에 설치되는 접속전자회로기판 내의 접속 단자에서의 접속 불량을 실시간 감지하고, 그로 인해 접속 불량으로 인한 화재 발생을 사전에 방지할 수 있는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric fire prevention system for a photovoltaic power generation facility, and more particularly, to an electric fire prevention system for a photovoltaic power generation facility that detects a connection failure in a connection terminal in a connection electronic circuit board installed inside a connection board in real time, The present invention relates to an electric fire prevention system for a photovoltaic power generation facility capable of preventing an electric fire in advance.

태양광 발전은 무한정 공급되는 무공해 에너지원인 태양광을 사용하고, 기계적 가동부가 필요없어 진동과 소음이 발생하지 않으며, 설치 공간에 따른 발전 용량 선정이 자유로워 소규모 발전 설비부터 대규모 발전 설비까지 설치가 가능한 장점을 가지고 있다. Photovoltaic power generation uses solar photovoltaic energy, which is an unlimited supply of energy, and it does not generate vibration and noise because it does not require mechanical moving parts. It is possible to select from small power generation facilities to large power generation facilities It has advantages.

그러나, 태앙광 발전 시스템은 직류 전원 중에서도 전류원을 이용하기 때문에 화재 가능성을 상시 가지고 있고, 최근 들어 태양광 발전 시스템이 폭발적으로 증가하고 있어 화재 발생 가능성이 더욱 높아질 것으로 예상된다. However, the solar power generation system has a possibility of fire due to the use of a current source among the direct current power sources. In recent years, the solar power generation system is explosively increasing, so that the possibility of fire is expected to be higher.

한편, 태양광 발전 시스템의 화재를 분석해보면 대부분 직류 전원측 모듈과 직류 섹션(DC Section)이고, 국내의 경우에 소방서에서 집계한 공식 자료에 직류 섹션인 접속반(Junction box) 화재가 28건으로 48.2%를 차지하고 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 소방서에서 집계된 화재 이외에 접속반 자체의 소실만으로 정리해보면 공식 자료 상의 통계 수치보다 10배 더 큰 것으로 간주되며, 설치 장소가 급격히 증가할수록 더 큰 화재 피해가 예상된다. On the other hand, when analyzing the fire in the photovoltaic power system, the DC section and the DC section are mostly used. In the domestic case, the official section of the fire department has 48.2% Of the total population. However, in addition to fire counts at the fire department, it is considered to be 10 times larger than the statistical figures in the official data if the connection panel itself is lost. As the installation site increases sharply, more fire damage is expected.

태양광 발전 시스템은 태양광으로부터 전달된 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시켜주는 태양전지 셀을 기본으로 만들어지며, 단위 태양전지는 발전하는 에너지가 적어서 이를 병렬-직렬 연결하여 태양광 모듈(Photovoltaic module)을 만들고, 이를 다시 직렬-병렬 연결하여 높은 전압과 전류를 가지는 직류 전기로 생성한다. 이때, 태양광 발전 시스템은 태양광 모듈의 출력 케이블, 즉 스트링 케이블(String cable)을 한곳으로 모아주는 접속반을 사용하고, 접속반에서 합산된 고직류 전기를 인버터를 통해 교류 전원으로 변환하여 전력 계통에 연계한다. The photovoltaic power generation system is based on a solar cell that converts the light energy transferred from the sunlight into electric energy. The unit solar cell has a small amount of energy to generate, so it is connected in parallel- And then serially connected in parallel to generate a galvanic current having a high voltage and current. In this case, the photovoltaic power generation system uses a connection module for collecting the output cable of the photovoltaic module, that is, a string cable in one place, and converts the summed high DC electricity from the connection module into AC power through the inverter, Link to the system.

태양광 발전 시스템에서 접속반은 태양광 모듈이 여러 개 직렬 연결되어 만들어진 태양광 스트링 전기 에너지를 여러개 모으기 위해서 개별 스트링을 병렬 연결해야 하며, 하나의 스트링 케이블에서 발전한 전기가 다른 스트링 케이블로 순환하지 못하도록 역전류 방지용 다이오드를 추가해야 한다.In the photovoltaic power generation system, the connection panel requires that individual strings be connected in parallel in order to collect several pieces of photovoltaic electrical energy, which are made up of several solar modules connected in series. In order to prevent the electricity generated from one string cable from circulating through another string cable A diode for preventing reverse current must be added.

통상적으로, 1개의 태양광 스트링이 발전하는 전력은 2.KW 가량되며, 100KW급 발전설비의 경우 40개의 태양광 스트링을 병렬 연결해야한다. 이렇게 접속반 내부에는 전기 접점을 복수 개 포함하고 있으며, 역전류 방지용 다이오드를 반드시 사용해야 하고, 최근 감시나 제어를 위해 전압이나 전류를 계측하기 위한 다양한 전자회로를 설치하고 있다.Typically, the power generated by one solar string is about 2. KW, and for a 100 KW power plant, 40 solar strings need to be connected in parallel. In this way, a plurality of electrical contacts are included in the connection board, a reverse current prevention diode must be used, and various electronic circuits for measuring voltage and current are installed for recent monitoring and control.

이와 같이, 태양광 발전 시스템은 전기적 결선이 한곳으로 모이는 접속반에 전기적 접촉 불량이나 다이오드의 과열로 인해 화재가 발생할 수 있고, 고전압이 흐르는 접속반 내부에 강우나 연안의 해무 등의 습도가 높은 환경으로 인하여 응결 현상이 발생하면 접속반 내부의 기판 중 극간 거리가 가장 짧은 지점에서 도전로가 형성되어 아크가 발생할 수 있어 화재 발생 가능성이 가장 많이 존재한다. As described above, the photovoltaic power generation system can cause a fire due to an electrical contact failure or a diode overheating on a connection board where electrical wiring is gathered in one place. In a high humidity environment such as rainfall or coastal seawater, The conductive path is formed at the point where the distance between the gaps is the shortest among the substrates in the connection board, and an arc is generated, so that there is a great possibility of fire.

특히, 태양광 발전 전기는 직류 전류원으로 동작하며, 이는 상용 교류 전원과 전려 다른 특성을 가진다. 즉 교류 전원은 발전소로부터 공급되는 전기가 크기와 방향이 주기적으로 바뀌는 교번 전류인 반면에, 직류 전원은 전기가 계속 흐르는 것이므로 직류 전원에 문제 발생시 전류가 지속적으로 공급되어 화재로 이어질 가능성이 커진다.In particular, photovoltaic electricity operates as a DC current source, which has different characteristics than a commercial AC power source. In other words, the AC power is an alternating current in which the electricity supplied from the power plant is periodically changed in size and direction, while the DC power continues to flow. Therefore, when there is a problem in the DC power supply, the current is continuously supplied.

태양광 발전 시스템의 화재 예방을 위한 기술로서, 접속반 내부에 연기 감지기를 설치하여 연기 감지시 자동소화장치를 작동시켜 화재 확산을 방지하는 기술이 있고, 불꽃, 아크 또는 가스를 검출하여 화재 발생 여부를 검출하는 기술 등이 있다. As a technology to prevent fire in PV system, there is a technology to prevent fire spread by operating an automatic fire extinguishing system when a smoke detector is installed inside a connection board. It detects flame, arc or gas, And the like.

기존의 아크나 화재를 감지하여 화재를 진압 또는 확산을 방지하는 기술들은 화재가 발생되면 차단기를 동작시키거나 소화기를 사용하여 화재를 진압하고자 하는 것이지만 태양광 스트링이 계속적으로 발전 전력을 공급하고 있기 때문에 실질적으로 화재 진압이 어려우며, 고전압/고전류가 흐르는 접속반의 전기적 특성으로 인해 인명 피해가 발생될 우려가 있다. Techniques for preventing or suppressing a fire by detecting an existing arc or fire are to operate a breaker or fire extinguishers when a fire occurs, but since the solar string continuously supplies generated power It is practically difficult to suppress the fire, and there is a fear that the electrical characteristics of the connection module in which high voltage / high current flows may cause personal injury.

한편, 태양광 발전 시스템의 화재 예방을 위한 또 다른 기술로서 접속반 내부에 감시 카메라를 설치하는 경우에, 접촉 불량이나 아크 등을 상시 감시할 수 있다. 이 경우에, 접속반 내부의 아크나 화재 감시는 일반 카메라를 사용할 수 있지만, 접촉 불량에 따른 열발생을 감지하기 위해서는 적외선 카메라를 설치해야 하므로 설치 비용이 너무 고가라는 점에서 실용성이 떨어진다.On the other hand, as another technique for preventing fire in the photovoltaic power generation system, when a surveillance camera is installed inside the connection panel, it is possible to constantly monitor the contact failure and the arc. In this case, although the general camera can be used for the arc or fire monitoring inside the connection panel, the infrared camera is required to detect the heat generation due to the poor contact, so that the installation cost is too high.

반면에 열을 직접 측정할 수 있는 온도 IC 센서 등을 접속 단자의 후면 또는 주변에 부착하여 열을 측정할 수 있지만, 여러 개의 고가 센서가 필요하여 비용 측면에서 경제성이 떨어지며, 또 전자회로 부분의 부담을 줄이기 위해서는 각 센서를 연결하기 위한 케이블, 즉 통신 케이블이 증가되어야 한다는 점에서 실용성이 떨어진다. On the other hand, the temperature can be measured by attaching a temperature IC sensor capable of directly measuring the heat to the rear surface or the periphery of the connection terminal. However, since a plurality of expensive sensors are required, the cost is inferior in terms of cost, It is not practicable that a cable for connecting each sensor, that is, a communication cable, must be increased.

한국등록특허 제1533439호 "전기화재 감시진단 기능을 구비한 태양광 접속반"Korean Patent No. 1533439 entitled "Photovoltaic Module with Electric Fire Monitoring and Diagnosis Function" 한국등록특허 제1579939호 "과열 및 아크 검출에 의한 전기화재 감시 진단 기능을 구비한 태양광 발전 시스템"Korean Registered Patent No. 1579939 "Photovoltaic power generation system with diagnostic function for electric fire due to overheating and arc detection"

본 발명은 접속반 내부에 설치되는 접속전자회로기판에서의 아크 발생을 방지하고, 접속불량 감지센서를 통해 화재 위험 요소가 많은 모든 접속 단자의 접속불량을 검출하여 접속 불량 상태를 관리자에게 표시하면서 차단 동작을 수행함으로써 접속반에 대한 화재를 사전에 예방할 수 있는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템을 제공한다. The present invention prevents an arc from occurring on a connection electronic circuit board provided inside a connection board, detects a connection failure of all connection terminals having a high risk factor of fire through a connection failure detection sensor, The present invention provides an electric fire prevention system for a photovoltaic power generation facility that can prevent a fire for a connection panel by performing an operation.

실시예들 중에서, 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템은, 적어도 하나 이상의 태양 전지판을 포함하는 단위 태양광 스트링, 상기 단위 태양광 스트링의 태양광 발전 전력을 집결시키는 접속반 및 상기 태양광 발전 전력을 상용 전력으로 변환하는 인버터를 포함하는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템에 있어서, 상기 접속반은, 상기 태양광 발전 전력에 대한 전압 및 전류 감지 기능, 역전류 방지 기능, 회로 보호 기능을 구현하고, 상기 단위 태양광 스트링이 발전하는 발전량을 계측하며, 상기 단위 태양광 스트링의 정상 동작 유무를 판별하는 적어도 하나 이상의 접속전자회로기판; 상기 태양광 발전 전력을 상기 인버터로 연결시키는 차단기; 상기 접속전자회로기판과 메인 태양광 발전 전력이 연결되고, 상기 태양 전지판과 접속전자회로기판, 상기 접속전자회로기판과 차단기 사이에 각각 설치된 복수 개의 접속단자; 상기 접속단자에서 발생하는 열을 감지하는 적어도 하나 이상의 접속불량 감지 센서; 및 상기 복수 개의 접속불량 감지센서의 감지 결과를 통합 관리하고, 상기 접속단자의 접속불량의 감지 상태를 표시하는 적어도 하나 이상의 접속불량 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment, an electrical fire protection system for a solar power plant includes a unit solar string comprising at least one solar panel, a connection panel for collecting solar photovoltaic power of the unit solar photovoltaic string, And an inverter for converting the power of the photovoltaic power generation device into a commercial power, wherein the connection panel includes a voltage and current detection function, a reverse current prevention function, and a circuit protection function for the photovoltaic power generation At least one connecting electronic circuit board for measuring an amount of power generated by the unit solar string and determining whether the unit solar string is normal or not; A breaker for connecting the photovoltaic power to the inverter; A connection electronic circuit board and a plurality of connection terminals each of which is connected between the connection electronic circuit board and the circuit breaker; At least one connection failure detection sensor for detecting heat generated at the connection terminal; And at least one connection failure indicator for integrally managing the detection results of the plurality of connection failure detection sensors and indicating a detection state of connection failure of the connection terminals.

또한, 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템은, 상기 접속반의 회로보호 기능을 위한 퓨즈의 단선 여부, 상기 접속단자의 접속불량 여부, 상기 단위 태양광 스트링의 발전 전류 및 발전 전압의 크기 계측, 내부 온도를 감시 기능을 포함한 접속반의 통합 관리를 수행하고, 상기 태양광 발전 설비의 원격 모니터링을 위한 통신 모듈을 포함하는 접속반 통합 관리기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The electric fire prevention system of the photovoltaic power generation system may further include a determination unit for determining whether or not the fuse is disconnected for the circuit protection function of the connection unit, the connection failure of the connection terminal, the magnitude of the generated current and the generated voltage of the unit solar string, And a connection semi-integrated manager including a communication module for performing integrated management of a connection module including a temperature monitoring function and for remote monitoring of the photovoltaic power generation facility.

상기 접속전자회로기판은, 상기 단위 태양광 스트링의 발전 전력이 입력되는 입력 연결단자를 (+)단자와 (-) 단자가 서로 분리되도록 극성 분리 단자대로 사용하고, 상기 단위 태양광 스트링의 발전 전력이 출력되는 출력 연결단자를 부스바 형태로 사용하는 것을 특징으로 한다.Wherein the connection electronic circuit board uses an input connection terminal through which the generated power of the unit solar string is inputted as a polarity separation terminal block so that the (+) terminal and the (-) terminal are separated from each other, And the output connection terminal is output in the form of a bus bar.

상기 접속전자회로기판은 중앙부에 (+)단자와 (-)단자 간에 기설정된 거리 만큼의 이격 거리를 형성하기 위해 절개부가 형성된 것을 특징으로 한다. The connection electronic circuit board is characterized in that a cut-out portion is formed at a central portion to form a predetermined distance between the (+) terminal and the (-) terminal.

상기 접속전자회로기판은 상기 단위 태양광 스트링의 (+) 단자와 (-) 단자 연결시, (+) 극성과 (-) 극성 중 어느 하나의 극성 도선만 접속되는 단일 접속 단자가 형성되고, 상기 단일 접속 단자를 통해 주 전류가 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다. Wherein the connection electronic circuit board is formed with a single connection terminal to which only one polarity conductor of (+) polarity and (-) polarity is connected when the (+) terminal and the (-) terminal of the unit solar string are connected, So that the main current flows through the single connection terminal.

상기 접속회로기판은 상기 단위 태양광 스트링의 (+) 단자와 (-) 단자 연결시, (+) 극성의 도선과 (-) 극성의 도선이 서로 분리되도록 케이블 덕트를 서로 분리 배치하고, 상기 케이블 덕트는 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다. The cable ducts are arranged so that the positive (+) polarity and the negative (-) polarity conductors are separated from each other when the (+) terminal and the negative terminal of the unit solar light string are connected, And the duct is formed of a metal material.

상기 접속불량감지센서는 써미스터를 사용하고, 상기 단위 태양광 스트링의 입력 연결 단자, 출력 연결 단자, 회로보호를 위한 퓨즈 단자를 위해 최소 3개의 써미스터가 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다. The connection failure detection sensor uses a thermistor, and at least three thermistors are connected in parallel for an input connection terminal, an output connection terminal, and a fuse terminal for circuit protection of the unit solar string.

상기 접속전자회로기판은 전압 및 전류 감지 기능을 통해 단위 태양광 스트링이 발전하는 발전량을 계측하고, 단선 감지 기능을 통해 단위 태양광 스트링의 정상 동작 유무를 판별하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 접속불량감지센서를 이용한 화재 예방 처리부을 구현하는 것을 특징으로 한다. Wherein the connection electronic circuit board includes a control unit for measuring the amount of power generated by the unit solar light string through the voltage and current sensing function and determining the normal operation of the unit solar light string through the disconnection detection function, And a fire prevention processor using the connection failure detection sensor.

상기 화재 예방 처리부은, 상기 접속불량감지센서를 통해 설정온도 기준보다 고온인 경우의 A 온도와 설정온도 기준보다 저온인 경우의 B 온도를 측정하여 표시하는 온도측정모듈; 상기 A 온도와 B 온도를 기설정된 경보설정온도와 비교하고, 상기 A 온도와 B 온도가 상기 경보설정온도보다 높은 경우에 개별 접속불량을 표시하는 접속불량 표시모듈; 상기 A 온도와 B 온도가 상기 경보설정온도보다 낮은 경우에 상기 A 온도와 B 온도를 상대 비교하여 상기 A 온도와 B 온도의 온도차가 기설정된 임계값보다 크면 상기 A 온도에서의 제1 전류와 B 온도에서의 제2 전류의 차이를 비교하여 상기 제1 전류와 제2 전류의 차이가 작으면 접속불량에 의한 열 발생으로 판단하는 접속불량 판단모듈; 및 상기 온도측정모듈, 접속불량 표시모듈 및 접속불량 판단모듈에서 발생된 데이터들을 통합하여 상기 접속반을 통합 관리하기 위한 접속반 통합 관리기에 전송하는 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the fire prevention processor includes a temperature measurement module for measuring and displaying the temperature A when the temperature is higher than the reference temperature reference and the temperature B when the temperature is lower than the reference temperature through the connection failure detection sensor; A connection failure indication module for comparing the temperature A and the temperature B with a predetermined alarm set temperature and for indicating an individual connection failure when the temperature A and the temperature B are higher than the alarm set temperature; If the temperature difference between the A temperature and the B temperature is greater than the predetermined threshold by comparing the A temperature and the B temperature relatively when the A temperature and the B temperature are lower than the alarm set temperature, A connection failure judgment module for comparing the difference of the second current at the temperature and judging that the heat is generated due to the connection failure if the difference between the first current and the second current is small; And a communication module for integrating the data generated by the temperature measurement module, the connection failure indication module and the connection failure determination module and transmitting the combined data to the connection semi-integrated management device for integrated management of the connection half.

상기 접속반 통합 관리기는 상기 화재 예방 처리부을 통해 전송된 데이터들을 이용하여 분석하기 위해 화재 분석 처리부을 수행하고, 상기 화재 분석 처리부은, 상기 접속반의 내부 평균 온도를 측정하고, 상기 단위 태양광 스트링별로 A온도와 B 온도를 수집하는 온도정보 수집 모듈; 상기 A 온도와 B 온도의 최저값과 최고값을 검출하고, 상기 수집된 A 온도와 B 온도를 현재 온도로 보정하는 온도 보정 모듈; 상기 A 온도와 B 온도의 최고값을 기설정된 경보설정 온도와 비교하고, 상기 A 온도와 B 온도의 최고값이 상기 경보설정 온도보다 높으면 경보를 발생하는 경보 발생 모듈; 상기 A 온도와 B 온도의 최고값이 기설정된 트립 설정치를 초과하면 차단기의 차단 동작을 지시하는 차단 신호를 출력하는 차단 동작 모듈; 및 상기 온도정보 수집 모듈, 온도 보정 모듈, 경보 발생 모듈 및 차단 동작 모듈에서 발생되는 정보를 상태 정보로 수집하여 외부 장치에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. Wherein the fire alarm analysis processing unit measures an internal average temperature of the connection module and analyzes the internal temperature of the connection module according to the temperature A And a temperature information collection module for collecting temperature B; A temperature correction module for detecting a minimum value and a maximum value of the A temperature and the B temperature, and correcting the collected A temperature and B temperature to the current temperature; An alarm generating module for comparing the maximum value of the A temperature and the B temperature with a predetermined alarm set temperature and generating an alarm when the maximum value of the A temperature and the B temperature is higher than the alarm set temperature; A blocking operation module for outputting a blocking signal indicating a blocking operation of the circuit breaker when the highest value of the A temperature and the B temperature exceeds a preset trip setting value; And a communication module for collecting information generated from the temperature information collecting module, the temperature correcting module, the alarm generating module and the blocking operation module as state information and transmitting the collected information to an external device.

본 발명의 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템은, 접속전자회로기판에 절개부를 형성하거나 (+)/(-)도선의 분리 배치를 통해 (+)/(-) 도선간의 이격 거리를 충분히 확보함으로써 아크 발생을 방지하거나 아크 발생으로 인한 화재 발생을 억제할 수 있고, 모든 접속단자에서이 접속불량을 열 감응 소자인 접속불량 감지센서를 통해 검출하여 통보할 수 있어 접속반 화재를 사전에 방지할 있으며, 그로 인해 접속반 화재에 따른 경제적 손실, 인명 피해, 확재 확산 등을 최소화할 수 있는 효과가 있다.The electric fire prevention system of the photovoltaic power generation system of the present invention is a system in which a cut-off portion is formed on a connection electronic circuit board or a separation distance between (+) and (- This makes it possible to prevent the occurrence of arcing or to prevent the occurrence of fire due to the occurrence of an arc, and it is possible to detect the connection failure of all connection terminals through a connection failure detection sensor as a thermal sensitive element, Therefore, it is possible to minimize the economic loss due to the connection fire, the damage of the person, and the spread of the burden.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 일반적인 접속반의 내부 구성과 배치 상태를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템의 내부 구성과 배치 상태를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 일부 구성요소인 접속전자회로기판을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1의 일부 구성요소인 제어부의 화재 예방 처리부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 5의 화재 예방 처리부의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 7은 도 1의 일부 구성요소인 접속반 통합 관리기의 화재 분석 처리부의 구성을 설명하는 도면이다
도 8은 도 7의 화재 분석 처리부의 동작을 설명하는 순서도이다.
1 is a view for explaining an electric fire prevention system of a solar power generation facility according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining an internal configuration and a placement state of a general connection module.
3 is a view for explaining an internal configuration and an arrangement state of an electric fire prevention system of a solar power generation facility according to the present invention.
Fig. 4 is a view for explaining a connection electronic circuit board which is a part of Fig. 1; Fig.
Fig. 5 is a view for explaining a configuration of a fire prevention processor of a control part which is a part of Fig. 1; Fig.
6 is a flow chart for explaining the operation of the fire prevention processor of FIG.
7 is a view for explaining the configuration of a fire analysis processing unit of the connection semi-integrated management unit, which is a component of Fig. 1
8 is a flowchart for explaining the operation of the fire analysis processing unit in Fig.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In each step, the identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of explanation, the identification code does not describe the order of each step, Unless otherwise stated, it may occur differently from the stated order. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an electric fire prevention system of a solar power generation facility according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 태양광 발전 설비는, 적어도 하나 이상의 태양 전지판(100)을 포함하는 단위 태양광 스트링(110), 접속반(200), 인버터(300)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a photovoltaic power generation system includes a unit solar light string 110, a connection unit 200, and an inverter 300 including at least one solar panel 100.

태양전지판(100)은 입사되는 태양광을 수집하여 전기에너지를 생산하고, 단위 태양광 스트링(110)은 적어도 하나 이상의 태양 전지판(100)이 직렬로 연결된 그룹이며, 접속반(200)은 여러 개의 단위 태양광 스트링(110)의 태양광 발전 전력을 모아주는 역할을 수행하고, 인버터(300)는 태양광 발전 전력을 상용 전력으로 변환하여 출력한다. The solar panel 100 collects incident solar light to produce electric energy, and the unit solar string 110 is a group in which at least one solar panel 100 is connected in series, Collects the solar photovoltaic power of the unit solar photonic string 110, and the inverter 300 converts the solar photovoltaic power into commercial power and outputs it.

접속반(200)은 역전류 방지용 다이오드(210), 회로 보호 기능용 퓨즈(220), 단위 태양광 스트링(110)의 발전 전압을 감지하는 전압감지회로부(230), 단위 태양광 스트링(110)의 발전 전류를 감지하는 전류감지회로부(240), 인버터(300)와 연결 또는 차단을 위한 차단기(225), 퓨즈(220)와 다이오드(210)의 불량을 감지하여 표시하기 위한 단선감시회로부(250) 및 단선표시회로부(260), 전압감지회로부(230)와 전류감지회로부(240)를 통해 각 단위 태양광 스트링(110)이 발전하는 발전량을 계측하고, 단선감지회로부(250)를 통해 단위 태양광 스트링(110)의 정상 동작 유무를 판별하는 제어부(215)를 포함한다.The connection board 200 includes a reverse current prevention diode 210, a fuse 220 for a circuit protection function, a voltage sensing circuit unit 230 for sensing the generation voltage of the unit solar string 110, a unit solar string 110, A breaker 225 for connecting or disconnecting the inverter 300, a break line monitoring circuit 250 for detecting and displaying a fault of the fuse 220 and the diode 210, And detects the amount of power generated by each unit solar string 110 through the disconnection display circuit unit 260, the voltage sensing circuit unit 230 and the current sensing circuit unit 240, And a control unit 215 for determining whether or not the optical string 110 is normally operated.

접속반(200)은 역전류 방지용 다이오드(210), 보호 기능용 퓨즈(220), 전압감지회로부(230), 전류감지회로부(240), 단선감시회로부(250), 단선표시회로부(260) 및 제어부(215)를 접속전자회로기판(205) 상에 구현하고, 접속전자회로기판(205)은 태양광 발전 전력이 입력 및 출력되는 부분에 설치된 접속단자(270)를 통해 각 단위 태양광 스트링(110)의 태양광 발전 전력이 연결된다. The connection block 200 includes a reverse current prevention diode 210, a protection function fuse 220, a voltage sensing circuit portion 230, a current sensing circuit portion 240, a disconnection monitoring circuit portion 250, a disconnection display circuit portion 260, The control unit 215 is implemented on the connection electronic circuit board 205 and the connection electronic circuit board 205 is connected to the unit solar light strings 110 is connected to the photovoltaic power.

이때, 고전압 및 고전류가 흐르는 접속 단자(270)에서 접속불량이 발생할 수 있기 때문에, 접속반(200)은 접속 단자(270)의 주변이나 하부에 접속불량감지센서(280)를 설치하여 접속 단자(270)에서 발생하는 열을 감지하고, 접속불량감지센서(280)를 통합 관리하면서 개별적으로 접속불량 상태를 표시하는 접속불량표시부(290)를 포함한다.At this time, since a connection failure may occur at the connection terminal 270 through which a high voltage and a high current flow, the connection panel 200 may be provided with a connection failure sensor 280 around the connection terminal 270, And a connection failure indication unit 290 for detecting the heat generated in the connection failure detection unit 270, and separately displaying the connection failure status while integrally managing the connection failure detection sensor 280.

기존에 접속 불량에 따른 열을 감지하기 위해, 접속전기회로기판(205)은 연기, 아크 또는 가스를 감지하는 고가의 센서를 부착하였지만, 본 발명에서는 접속단자(270)의 하부 또는 주변에 열 감응 센서인 접속불량 감지센서(280)를 부착함으로써 접속 불량으로 발생하는 열을 실시간 감지할 수 있다. In order to sense heat due to the connection failure, the connection electric circuit board 205 is provided with an expensive sensor for detecting smoke, an arc or a gas. However, in the present invention, By attaching the connection failure detection sensor 280 as a sensor, it is possible to detect the heat generated due to the connection failure in real time.

접속불량감지센서(280)는 온도에 따라 저항값이 가변되는 써미스터를 사용한다. 일례로, 써미스터는 상온 25도에서 10㏀, 40도에서 5㏀, 80도에서 1.2㏀으로 가변되는 열 감응 소자이다. The connection failure detection sensor 280 uses a thermistor whose resistance value varies depending on the temperature. For example, the thermistor is a thermosensitive element that varies from 10 k? At 25 占 폚 to 25? K at 40 占 and from 80? To 1.2?.

이러한 접속불량감지센서(280)는 각 단위 태양광 스트링(110)의 입력 연결단자, 출력 연결단자, 퓨즈 단자에 각각 설치해야 하므로, 각 접속전자회로기판(205)당 최소 3개가 필요하다. The connection failure detection sensor 280 needs to be installed at each of the input connection terminal, the output connection terminal, and the fuse terminal of each unit solar string 110, and therefore at least three units are required for each connection electronic circuit board 205.

3개의 접속불량감지센서(280)를 사용할 경우에, 저항값의 변화량을 읽어와 온도로 환산하기 위한 복잡한 연산 회로가 추가되어야 한다. 본 발명에서는 회로의 복잡성을 줄이기 위해 3개의 접속불량 감지센서(280)를 직렬 연결 또는 병렬 연결하여 하나의 센서로 동작하도록 한다. 본 발명에서는 고온 감지를 위해 3개의 접속불량 감지센서(280)를 병렬 연결하고, 최소 저항값으로 최고 온도를 감지하도록 한다. In the case of using three connection failure detection sensors 280, a complicated operation circuit for reading the change amount of the resistance value and converting it to the temperature should be added. In the present invention, three connection failure detection sensors 280 are connected in series or parallel to operate as one sensor in order to reduce the complexity of the circuit. In the present invention, three connection failure detection sensors 280 are connected in parallel to detect a high temperature, and the maximum temperature is sensed by a minimum resistance value.

한편, 접속반(200)는 모든 단위 태양광 스트링(110)의 전압 및 전류의 크기를 계측하고, 퓨즈(220)의 단선 유무, 접속단자(270)의 접속불량 유무, 접속반(200)의 내부 온도를 통합 감시하기 위해 접속반 통합 관리기(295)를 포함하고, 통합 관리기(295)는 통신모듈(도시되지 않음)을 통해 외부 장치와 원격 통신할 수 있다.On the other hand, the connection panel 200 measures the voltage and current of all the unit solar strings 110 and determines the presence or absence of disconnection of the fuse 220, connection failure of the connection terminal 270, And a connection half integrated manager 295 for integrated monitoring of the internal temperature, and the integrated manager 295 can remotely communicate with an external device via a communication module (not shown).

도 2는 일반적인 접속반의 내부 구성과 배치 상태를 설명하는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템의 내부 구성과 배치 상태를 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining an internal configuration and an arrangement state of a general connection panel, and FIG. 3 is a view for explaining an internal configuration and an arrangement state of an electric fire prevention system of a photovoltaic power generation facility according to the present invention.

도 2를 참고하면, 일반적인 접속반(200)은 단위 태양광 스트링(110)이 병렬 연결되고, 모든 단위 태양광 스트링(110)의 발전 전력을 집결시켜 인버터(300)로 보내고 있다. 즉, 모든 단위 태양광 스트링(110)은 접속전자회로기판(205)을 통해 차단기(225)로 연결된다. 따라서, 접속전자회로기판(205)은 전기적으로 충분히 안정성을 갖도록 설계되고, 외부와 연결되는 접속단자(270)는 최소 내전압이 1000V급 정격을 갖는 재질로 형성된다.Referring to FIG. 2, a general connection board 200 connects unit solar strings 110 in parallel, collects the generated power of all the unit solar strings 110, and sends them to the inverter 300. That is, all the unit solar strings 110 are connected to the breaker 225 through the connecting electronic circuit board 205. Therefore, the connection electronic circuit board 205 is designed to have sufficient electrical stability, and the connection terminal 270 connected to the outside is formed of a material having a minimum withstand voltage of 1000 V class rating.

또한, 접속전자회로기판(205)은 결선의 편리와 회로 설계의 편리성을 위해 접속단자(270)의 입출력이 좌우(또는 상하)로 서로 구분되게 배치된다. In addition, the input / output of the connection terminal 270 is arranged so as to be separated from each other in left and right (or up and down) for convenience of wiring and convenience of circuit design.

그러나, 연안의 해무, 습도가 높은 환경 등의 극한 상황에서 접속반(200)은 내부에 응결 현상이 발생할 수 있고, 이러한 응결 현상으로 인해 접속전자회로기판(205) 중 극간 거리가 가장 짧은 지점에서 도전로가 형성되어 아크가 발생할 수 있다. 특히, 태양광 스트링(110)의 발전 전력은 DC 전류원으로 동작하고 있어 1회의 아크 발생만으로도 큰 화재로 이어지는 상황이 발생될 수 있다.However, the condensation phenomenon may occur inside the connection block 200 in an extreme situation such as seawater and high humidity environment. Due to such condensation phenomenon, at the point where the inter-pole distance of the connection electronic circuit board 205 is the shortest A conductive path may be formed and an arc may be generated. Particularly, the generated power of the solar light string 110 operates as a DC current source, which may lead to a large fire due to a single arc.

따라서, 본 발명의 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 태양광 스트링(110)의 (+) 도선과 (-) 도선 간의 이격거리를 확보하도록 배치된다.Therefore, the electric fire prevention system of the photovoltaic power generation facility of the present invention is arranged so as to secure a separation distance between the (+) conductor and the (-) conductor of the solar string 110 as shown in FIG.

접속반(200)의 내부에서 발생된 아크로 인한 화재 발생을 사전에 방지하기 위해 태양광 스트링(110)의 입력 연결단자의 (+) 단자와 (-) 단자 사이를 충분히 이격시키기 위해 (+) 극성 단자대(273)와 (-) 극성 단자대(272)를 각각 사용하고, 접속전자회로기판(205)과 차단기(225) 간은 접촉불량이 발생할 가능성이 많은 케이블 전선 사용을 줄이기 위해 부스바 형태로 연결한다. (+) Polarity (+) polarity to sufficiently separate the (+) and (-) terminals of the input connection terminal of the solar light string 110 in order to prevent the fire caused by the arc generated inside the connection board 200 The terminal board 273 and the (-) polarity terminal board 272 are used in the form of a busbar in order to reduce the use of cable wires, which are likely to cause poor contact between the connecting electronic circuit board 205 and the circuit breaker 225 do.

이때, 접속반(200) 내부에 배치된 도선에는 일정 간격마다 전기적인 절연을 위한 절연 고정 장치(301, 302)가 설치된다. At this time, the insulation fixing devices 301 and 302 for electrical insulation are provided at predetermined intervals in the conductors arranged inside the connection block 200.

이를 통해, (+) 도선과 (-) 도선이 하나의 접속전자회로기판(205) 내에서 동시에 접속되지 않도록 하여 물리적으로 아크 발생을 억제할 수 있다. As a result, the (+) conductor and the (-) conductor can be prevented from being simultaneously connected in one connection electronic circuit board 205, thereby physically suppressing arc generation.

도 4는 도 1의 일부 구성요소인 접속전자회로기판을 설명하는 도면이다.Fig. 4 is a view for explaining a connection electronic circuit board which is a part of Fig. 1; Fig.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 일반적인 접속반 내의 접속전자회로기판(205)은 내부 부품의 배치와 결선의 편의를 위해 태양광 스트링(110)의 입력 연결단자가 (+) 단자와 (-) 단자 동시에 연결되고 있고, 출력 연결단자도 (+) 단자와 (-) 단자 동시에 차단기(225)에 연결되어 있다. 4A, the connection electronic circuit board 205 in the general connection panel has an input connection terminal of the solar string 110 connected to the (+) terminal and a (-) terminals are connected at the same time, and the output connection terminal is also connected to the breaker 225 at the (+) terminal and the (-) terminal simultaneously.

이러한 접속전자회로기판(205)은 (+) 도선과 (-) 도선이 어느 정도 이격 거리가 확보되었다하더라도 외부 요인에 의한 습기 또는 도전성 이물질이 삽입되는 경우에 아크가 발생률이 높아질 수 있다. 전기 절연체인 접속전자회로기판(205)은 아크로 인한 탄화가 발생되면 도체가 되어 완전한 도전로가 형성되고, 이로 인해 접속전자회로기판(205) 상에 고전류가 흐르게 되어 화재가 발생할 수 있다.In this connection electronic circuit board 205, even if the distance between the (+) conductor and the (-) conductor is secured, the occurrence rate of the arc may be increased when moisture or conductive foreign matter due to external factors is inserted. When carbonization due to arc is generated, the connecting electronic circuit board 205, which is an electrical insulator, becomes a conductor and forms a complete conductive path, thereby causing a high current to flow on the connecting electronic circuit board 205 and causing a fire.

도 4의 (b)를 참고하면, 접속전자회로기판(205)은 중앙부에 기설정된 길이만큼 절개된 절개부(206)가 형성되고, 이 절개부(206)는 (+) 단자와 (-) 단자간의 이격 거리를 물리적으로 확보할 수 있도록 한다. 4 (b), the connection electronic circuit board 205 is formed at its center with a cut-out portion 206 having a predetermined length. The cut-out portion 206 includes a positive terminal and a negative terminal. So that the separation distance between the terminals can be physically secured.

절개부(206)가 형성된 접속전자회로기판(205)은 도전성 이물질이 일시적으로 부착되어 크가 발생하는 경우에, 도전성 이물질이 탄화되어 없어지면 물리적 이격 거리가 형성된 절개부(206)로 인해 더 이상의 고전류가 흐르지 않아 탄화 부분만 손상될 뿐 화재가 발생되지 않는다. In the case where conductive foreign matter is temporarily adhered to the connection electronic circuit board 205 formed with the cut-out portion 206, when the conductive foreign matter is carbonized and removed, the cut- So that only the carbonized portion is damaged and no fire occurs.

도 4의 (c)를 참고하면, 접속전자회로기판(205)은 상기 접속전자회로기판은 (+) 극성과 (-) 극성 중 어느 하나의 극성 도선만 연결되도록 단일 접속 단자(274, 275)가 형성된다. 이때, 단일 접속 단자(274, 275)는 (-) 단자이고, (-) 단자를 통해 주 전류가 흐르도록 한다. 이때, 전압 측정을 위해서는 전류가 흐르지 않는 (+) 단자, 즉 S+ 단자(276)를 사용하는데, S+ 단자에는 전류가 흐르지 않으므로 아크 발생 가능성이 매우 희박하다. Referring to FIG. 4C, the connection electronic circuit board 205 is connected to the single connection terminals 274 and 275 so that only one polarity line of the (+) polarity and the (-) polarity is connected, . At this time, the single connection terminals 274 and 275 are (-) terminals, and the main current flows through the (-) terminal. At this time, a positive (+) terminal, that is, an S + terminal 276 is used for the voltage measurement, and since no current flows in the S + terminal, the possibility of arc generation is very low.

또한, 접속전자회로기판(205)은 각 단위 태양광 스트링(110)의 (+) 단자와 (-) 단자 연결시, 한 케이블 덕트에 (+)/(-)의 양극성의 도선이 배치되지 않도록 (+) 도선을 위한 케이블 덕트와 (-) 도선을 위한 케이블 덕트를 좌우에 서로 분리하여 배치하고, 케이블 덕트도 플라스틱 재질은 화재에 취약하므로 금속 재질로 사용하도록 한다. (+) / (-) polarity is not disposed on one cable duct when the (+) terminal and the (-) terminal of each unit solar optical string 110 are connected to the connecting electronic circuit board 205 Cable ducts for positive (+) conductors and cable ducts for negative (-) conductors are arranged separately from each other. Cable ducts are also made of metal because they are vulnerable to fire.

이와 같이, (+) 극성과 (-) 극성의 단자가 분리되는 도선의 배치 상태로 인해, 접속전자회로기판(205)은 도전성 이물질이 부착되어도 아크 발생 가능성이 현저히 떨어져 안정성이 확보될 수 있고, 극성 분리 단자(271)에서 접속불량으로 인한 열이 발생하더라도 단선될 뿐 화재가 발생하지 않는 장점이 있다.As such, due to the disposition of the conductors where the terminals of (+) polarity and (-) polarity are separated, the connection electronic circuit board 205 can secure stability even when a conductive foreign matter is adhered, Even if heat is generated due to connection failure at the polarity separation terminal 271, there is an advantage that it is merely disconnection and no fire occurs.

도 5는 도 1의 일부 구성요소인 제어부의 화재 예방 처리부의 구성을 설명하는 도면이고, 도 6은 도 5의 화재 예방 처리부의 동작을 설명하는 순서도이다.FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the fire prevention processor of the control unit, which is a component of FIG. 1, and FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the fire prevention processor of FIG.

도 5 및 도 6을 참고하면, 병렬 연결된 다수 개의 접속불량 감지센서(280)는 접속 단자(270)의 주변 온도가 평균적으로 높아지면 전체 저항이 줄어들기 때문에 제어부(215)에서 다수 개의 접속불량 감지센서(280) 중 어느 센서에서 온도 상승을 감지했는지를 판단하기 어려워질 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, since a plurality of connection failure detection sensors 280 connected in parallel can reduce the total resistance when the ambient temperature of the connection terminal 270 is increased on average, the control unit 215 detects a plurality of connection failure It may be difficult to judge which sensor of the sensor 280 has sensed the temperature rise.

따라서, 화재 예방 처리부(400)는 제어부(215)는 접속불량감지센서(280)를 이용한 화재 예방 처리 기능을 구현하는데, 접속반(200)의 내부 평균 온도와 주변의 다른 접속전자회로기판(205)의 온도와 비교하고, 현재 전류량 차이를 비교하여 접속단자(270)의 접속 불량 여부를 검출한다.Therefore, the control unit 215 of the fire prevention processor 400 implements a fire prevention function using the connection failure detection sensor 280. The fire prevention processor 400 detects the internal average temperature of the connection unit 200 and other peripheral electronic circuit boards 205 And compares the present current amount difference to detect whether or not the connection terminal 270 is defective.

이를 위해, 화재 예방 처리부(400)는 온도측정 모듈(410), 접속불량 표시모듈(420), 접속불량 판단모듈(430) 및 통신 모듈(440)을 포함한다.The fire prevention processor 400 includes a temperature measurement module 410, a connection failure indication module 420, a connection failure determination module 430, and a communication module 440.

온도측정모듈(410)은 접속불량 감지센서(280)를 통해 서로 다른 위치의 접속 단자의 A 온도와 B 온도를 측정하여 표시한다.(S101)The temperature measurement module 410 measures and displays the temperature A and the temperature B of the connection terminals at different positions via the connection failure detection sensor 280. (S101)

접속불량 표시모듈(420)은 A 온도와 B 온도를 기설정된 경보설정온도와 비교하고, A 온도와 B 온도가 경보설정온도보다 높은 경우에 온도가 상승된 접속 단자(270)에 대한 개별 접속불량을 표시한다.(S102~S104) 예를 들어, 입력 연결단자, 출력 연결단자, 퓨즈 단자에 설치된 각 접속불량 감지센서(280)마다 식별번호 또는 식별 색상(예를 들어, 유색 LED)을 미리 설정하고, 접속불량 표시부(290)는 온도 상승을 감지한 접속불량 감지센서(280)의 식별번호 또는 식별 색상을 표시함으로써 어느 접속 단자(270)에 접속불량이 발생하였는지 식별할 수 있도록 한다. The connection failure indication module 420 compares the A temperature and the B temperature with the preset alarm set temperature, and when the A and B temperatures are higher than the alarm set temperature, the individual connection failure (S102 to S104) For example, an identification number or an identification color (for example, colored LED) is set in advance for each of the connection failure detecting sensors 280 provided at the input connecting terminal, the output connecting terminal and the fuse terminal And the connection failure display section 290 displays the identification number or identification color of the connection failure detection sensor 280 that senses the temperature rise so that it is possible to identify to which connection terminal 270 the connection failure has occurred.

만일, A 온도와 B 온도가 경보설정온도보다 낮은 경우에는 화재 위험성은 없지만, 접속 단자(270)에서의 발열 상태를 확인하기 위해 접속불량 판단 모듈(430)은 A 온도와 B 온도를 상대 비교한다.(S105) 즉, 접속불량 판단모듈(430)은 A 온도와 B 온도를 상대 비교하여 A 온도와 B 온도의 온도차가 기설정된 임계값보다 큰 경우에 A 온도에서의 제1 전류와 B 온도에서의 제2 전류의 차이를 비교하고, 제1 전류와 제2 전류의 차이가 작으면 접속불량에 의한 열 발생으로 판단하여 접속불량 상태를 개별적으로 경보한다.(S106~S109) If the A temperature and the B temperature are lower than the alarm set temperature, there is no fire risk, but the connection failure judgment module 430 compares the A temperature and the B temperature relative to each other to check the heating state at the connection terminal 270 If the temperature difference between the A temperature and the B temperature is greater than a preset threshold value, the connection failure determination module 430 compares the temperature difference between the first current at the A temperature and the B temperature If the difference between the first current and the second current is small, it is judged that heat is generated due to the connection failure, and the connection failure state is individually alarmed. (S106 to S109)

통신 모듈(440)은 온도측정모듈(410), 접속불량 표시모듈(420) 및 접속불량 판단모듈(430)에서 발생된 데이터들을 통합하여 접속반 통합 관리기(295)로 전송한다.(S110) The communication module 440 collectively transmits the data generated by the temperature measurement module 410, the connection failure indication module 420 and the connection failure determination module 430 to the connection half integration manager 295. In operation S110,

도 7은 도 1의 일부 구성요소인 접속반 통합 관리기의 화재 분석 처리부의 구성을 설명하는 도면이고, 도 8은 도 7의 화재 분석 처리부의 동작을 설명하는 순서도이다.FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of a fire analysis processing unit of the connection semi-integrated management unit, which is a component of FIG. 1, and FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the fire analysis processing unit of FIG.

접속전자회로기판(205)의 제어부(215)에서 화재 예방 처리부(400)를 통해 1차적으로 접속불량감지센서(280)를 통해 측정된 온도의 분석 및 화재 예방 동작을 수행하고, 접속반 통합 관리기(295)는 화재 예방 처리부(400)를 통해 전송된 데이터들을 이용하여 2차적으로 정밀 분석하기 위해 화재 분석 처리 기능을 수행한다. The control unit 215 of the connection electronic circuit board 205 performs the analysis of the measured temperature and the fire prevention operation primarily through the connection failure detection sensor 280 through the fire prevention processing unit 400, The fire prevention processing unit 295 performs a fire analysis processing function to secondarily perform detailed analysis using the data transmitted through the fire prevention processing unit 400. [

도 7 및 도 8을 참고하면, 화재 분석 처리부(700)는 온도 정보 수집 모듈(710), 온도 보정 모듈(720), 경보 발생 모듈(730), 차단 동작 모듈(740) 및 통신 모듈(750)을 포함한다.7 and 8, the fire analysis processing unit 700 includes a temperature information collection module 710, a temperature correction module 720, an alarm generation module 730, a shutdown operation module 740, and a communication module 750, .

온도 정보 수집 모듈(710)은 접속반(200)의 내부 평균 온도를 측정하고, 화재 예방 처리부(400)를 통해 전송된 단위 태양광 스트링의 A 온도와 B 온도를 수집하며, 단위 태양광 스트링별로 상태 정보를 수집한다.(S201, S202) The temperature information collection module 710 measures the internal average temperature of the connection module 200, collects the A temperature and the B temperature of the unit solar strings transmitted through the fire prevention processor 400, And collects status information (S201, S202)

접속불량 감지센서(280)가 열감응 소자인 써미스터가 병렬 연결된 것이므로 주변 온도에 따른 영향이 측정된 A 온도와 B 온도에 영향을 주기 때문에, 온도 보정 모듈(720)은 접속반 통합 관리기(295)는 측정된 A 온도와 B 온도를 현재 온도로 보정하는 작업을 수행한다. 즉, 접속불량 감지센서(280)로 사용하는 써미스터는 접속 단자(270)에서 접속 불량에 따른 열 발생만을 감지하는 것이 아니라 주변 온도에 따른 반응에도 영향을 받기 때문에 주변 온도에 대한 영향을 제거해야 한다.Since the connection failure detection sensor 280 is connected in parallel with the thermistor, which is a thermal sensitive device, the influence of the ambient temperature affects the measured temperature A and temperature B, Module 720 performs a task of calibrating the measured A temperature and B temperature to the current temperature by the connection half integrated manager 295. [ That is, the thermistor used as the connection failure detection sensor 280 is not limited to sensing only the generation of heat due to the connection failure at the connection terminal 270, but also affected by the reaction depending on the ambient temperature, .

따라서, 온도 보정 모듈(720)은 A온도와 B 온도를 현재 온도로 보정하여 주변 온도에 대한 영향을 제거하고, 접속 불량 유무만을 검출하기 위해 모든 단위 태양광 스트링(110)의 A 온도와 B 온도의 최고값과 최저값을 검출한다.(S203, S204)Accordingly, the temperature correction module 720 corrects the A temperature and the B temperature to the current temperature to remove the influence on the ambient temperature, and detects the A temperature and the B temperature of all the unit solar strings 110 (S203, S204)

경보 발생 모듈(730)은 A 온도와 B 온도의 최고값이 미리 설정된 경보설정 온도와 비교하여 A 온도와 B 온도의 최고값이 경보설정 온도보다 높아지면 경보를 발령하여 관리자에게 통보한다.(S205, S206)When the maximum value of the temperature A and the temperature B is higher than the preset alarm temperature, the alarm generating module 730 issues an alarm and notifies the administrator of the alarm when the maximum value of the temperature A and the temperature B becomes higher than the alarm set temperature. , S206)

그리고, 차단 동작 모듈(740)은 A 온도와 B 온도의 최고값이 경보설정 온도보다 낮지만 트립 설정치를 초과하면 인버터(300)로 연결되는 차단기(225)를 차단 동작시켜 전류의 흐름을 차단하여 접속불량에 의한 열이 화재로 발생하지 않도록 사전에 차단한다. (S207, S208)When the maximum value of the A temperature and the B temperature is lower than the alarm set temperature but the trip setting value is exceeded, the cutoff operation module 740 cuts off the flow of the current by interrupting the breaker 225 connected to the inverter 300 Pre-shut off to prevent heat from fire due to connection failure. (S207, S208)

통신 모듈(750)은 관리자가 원격 모니터링할 수 있도록 온도 정보 수집 모듈(710), 온도 보정 모듈(720), 경보 발생 모듈(730) 및 차단 동작 모듈(740)에서 발생되는 정보들을 상태 정보로 통합하여 외부 장치로 원격 전송한다.(S209) The communication module 750 integrates information generated in the temperature information collection module 710, the temperature correction module 720, the alarm generation module 730 and the blocking operation module 740 into status information so that the administrator can remotely monitor the communication module 750 And then remotely transmits it to the external device (S209)

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100 : 태양 전지판 110 : 단위 태양광 스트링
200 : 접속반 205 : 접속전자회로기판
210 : 역류 방지용 다이오드 220 : 퓨즈
215 : 제어부 280 : 접속불량 감지센서
290 : 접속불량 표시부 295 : 접속반 통합 관리기
400 : 화재 예방 처리부
700 : 화재 분석 처리부
100: Solar panel 110: Unit solar string
200: connection board 205: connection electronic circuit board
210: reverse current prevention diode 220: fuse
215: Control unit 280: Connection failure detection sensor
290: connection failure indicator 295: connection half integration manager
400: Fire Prevention Unit
700: Fire analysis processor

Claims (10)

적어도 하나 이상의 태양 전지판을 포함하는 단위 태양광 스트링, 상기 단위 태양광 스트링의 태양광 발전 전력을 집결시키는 접속반 및 상기 태양광 발전 전력을 상용 전력으로 변환하는 인버터를 포함하는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템에 있어서,
상기 접속반은,
상기 태양광 발전 전력에 대한 전압 및 전류 감지 기능, 역전류 방지 기능, 회로 보호 기능을 구현하고, 상기 단위 태양광 스트링이 발전하는 발전량을 계측하며, 상기 단위 태양광 스트링의 정상 동작 유무를 판별하는 적어도 하나 이상의 접속전자회로기판;
상기 태양광 발전 전력을 상기 인버터로 연결시키는 차단기;
상기 접속전자회로기판과 메인 태양광 발전 전력이 연결되고, 상기 태양 전지판과 접속전자회로기판, 상기 접속전자회로기판과 차단기 사이에 각각 설치된 복수 개의 접속단자;
상기 접속단자에서 발생하는 열을 감지하는 것으로서, 상기 단위 태양광 스트링의 입력 연결단자, 출력 연결단자, 회로보호를 위한 퓨즈 단자에서 발생하는 열을 감지하기 위해 적어도 3개의 써미스터가 병렬연결되는 접속불량 감지센서;
상기 복수 개의 접속불량 감지센서의 감지 결과를 통합 관리하고, 상기 접속단자의 접속불량의 감지 상태를 표시하는 적어도 하나 이상의 접속불량 표시부; 및
상기 접속반의 회로보호 기능을 위한 퓨즈의 단선 여부, 상기 접속단자의 접속불량 여부, 상기 단위 태양광 스트링의 발전 전류 및 발전 전압의 크기 계측, 내부 온도를 감시 기능을 포함한 접속반의 통합 관리를 수행하고, 상기 태양광 발전 설비의 원격 모니터링을 위한 통신 모듈을 포함하는 접속반 통합 관리기를 포함하되,
상기 접속전자회로기판은, 상기 접속불량감지센서를 통해 서로 다른 위치의 접속 단자의 A 온도와 B 온도를 측정하여 표시하는 온도측정모듈, 상기 A 온도와 B 온도를 기설정된 경보설정온도와 비교하고, 상기 A 온도와 B 온도가 상기 경보설정온도보다 높은 경우에 개별 접속불량을 표시하는 접속불량 표시모듈, 상기 A 온도와 B 온도가 상기 경보설정온도보다 낮은 경우에 상기 A 온도와 B 온도를 상대 비교하여 상기 A 온도와 B 온도의 온도차가 기설정된 임계값보다 크면 상기 A 온도에서의 제1 전류와 B 온도에서의 제2 전류의 차이를 비교하여 상기 제1 전류와 제2 전류의 차이가 작으면 접속불량에 의한 열 발생으로 판단하는 접속불량 판단모듈 및 상기 온도측정모듈, 접속불량 표시모듈 및 접속불량 판단모듈에서 발생된 데이터들을 통합하여 상기 접속반을 통합 관리하기 위한 접속반 통합 관리기에 전송하는 통신모듈을 포함하는 화재 예방 처리부가 제어부 내에 탑재되고,
상기 접속반 통합 관리기는 상기 화재 예방 처리부를 통해 수신된 데이터를 분석하는 화재 분석 처리부를 포함하되, 상기 화재 분석 처리부는 상기 접속반의 내부 평균 온도를 측정하고, 상기 단위 태양광 스트링별로 A온도와 B 온도를 수집하는 온도정보 수집 모듈, 상기 수집된 A 온도와 B 온도를 현재 온도로 보정하고, 상기 A 온도와 B 온도의 최저값과 최고값을 검출하는 온도 보정 모듈, 상기 A 온도와 B 온도의 최고값을 기설정된 경보설정 온도와 비교하고, 상기 A 온도와 B 온도의 최고값이 상기 경보설정 온도보다 높으면 경보를 발생하는 경보 발생 모듈, 상기 A 온도와 B 온도의 최고값이 기설정된 트립 설정치를 초과하면 차단기의 차단 동작을 지시하는 차단 신호를 출력하는 차단 동작 모듈 및 상기 온도정보 수집 모듈, 온도 보정 모듈, 경보 발생 모듈 및 차단 동작 모듈에서 발생되는 정보를 상태 정보로 수집하여 외부 장치에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템.
1. A solar power generation system comprising: a unit solar string including at least one solar panel; a connection unit for collecting solar photovoltaic power of the unit solar photovoltaic string; and an inverter for converting the solar photovoltaic power into commercial power In a fire protection system,
In the above-
And a circuit protection function for measuring the amount of power generated by the unit solar light string and determining whether the unit solar light string is normally operated or not At least one connecting electronic circuit board;
A breaker for connecting the photovoltaic power to the inverter;
A connection electronic circuit board and a plurality of connection terminals each of which is connected between the connection electronic circuit board and the circuit breaker;
A connection failure in which at least three thermistors are connected in parallel to sense heat generated from an input connection terminal, an output connection terminal, and a fuse terminal for circuit protection of the unit solar string, Detection sensor;
At least one connection failure indication unit for integrally managing detection results of the plurality of connection failure detection sensors and indicating a detection state of connection failure of the connection terminals; And
The integrated management of the connection module including the function of monitoring whether the fuse is disconnected for the circuit protection function of the connection module, the connection failure of the connection module, the magnitude of the generated current and the generated voltage of the unit solar string, And a connection semi-integrated manager including a communication module for remote monitoring of the photovoltaic power generation facility,
The connection electronic circuit board includes a temperature measurement module for measuring and displaying A temperature and B temperature of connection terminals at different positions via the connection failure detection sensor, comparing the A temperature and the B temperature with predetermined alarm set temperatures A connection failure indication module for indicating an individual connection failure when the temperature A and the temperature B are higher than the alarm set temperature; and a connection failure indication module for indicating a connection failure when the temperature A and the temperature B are lower than the alarm set temperature, If the temperature difference between the A temperature and the B temperature is larger than the preset threshold value, the difference between the first current at the A temperature and the second current at the B temperature is compared to determine whether the difference between the first current and the second current is small The connection failure determination module, and the data generated in the temperature measurement module, the connection failure indication module, and the connection failure determination module, which are determined as the occurrence of heat due to the connection failure, And a communication module for transmitting the management information to the connection semi-integrated management device for integrated management of the semi-integrated management module,
And a fire analysis processor for analyzing the data received through the fire prevention processor, wherein the fire analysis processor measures an internal average temperature of the connection module, A temperature correction module for correcting the collected A temperature and B temperature to a current temperature and detecting a minimum value and a maximum value of the A temperature and the B temperature; And an alarm generating module for generating an alarm when the maximum value of the A temperature and the B temperature is higher than the alarm set temperature, and a maximum value of the A temperature and the B temperature are set to a predetermined trip setting value A shutdown operation module for outputting a shutoff signal for instructing a shutoff operation of the circuit breaker, And a communication module for collecting information generated in the module and the blocking operation module as state information and transmitting the collected information to an external device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 접속전자회로기판은,
상기 단위 태양광 스트링의 발전 전력이 입력되는 입력 연결단자를 (+)단자와 (-) 단자가 서로 분리되도록 극성 분리 단자를 사용하고,
상기 단위 태양광 스트링의 발전 전력이 출력되는 출력 연결단자의 접속 단자대를 부스바 형태로 사용하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템.
The method according to claim 1,
The connecting electronic circuit board includes:
An input connection terminal to which generated power of the unit solar light string is inputted is used as a polarity separation terminal so that a (+) terminal and a (-) terminal are separated from each other,
And the connection terminal of the output connection terminal from which the generated power of the unit solar string is output is used in the form of a bus bar.
제1항에 있어서,
상기 접속전자회로기판은 중앙부에 (+)단자와 (-)단자 간에 기설정된 거리 만큼의 이격 거리를 형성하기 위해 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connection electronic circuit board has a cut-out portion formed at a central portion thereof to form a predetermined distance between the (+) terminal and the (-) terminal.
제1항에 있어서,
상기 접속전자회로기판은 상기 단위 태양광 스트링의 (+) 단자와 (-) 단자 연결시, (+) 극성과 (-) 극성 중 어느 하나의 극성 도선만 접속되는 단일 접속 단자가 형성되고, 상기 단일 접속 단자를 통해 주 전류가 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비의 전기화재 예방 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connection electronic circuit board is formed with a single connection terminal to which only one polarity conductor of (+) polarity and (-) polarity is connected when the (+) terminal and the (-) terminal of the unit solar string are connected, And the main current flows through the single connection terminal.
제1항에 있어서,
상기 접속전자회로기판은 상기 단위 태양광 스트링의 (+) 단자와 (-) 단자 연결시, (+) 극성의 도선과 (-) 극성의 도선이 서로 분리되도록 케이블 덕트를 서로 분리 배치하고, 상기 케이블 덕트는 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비의 전기 화재 예방 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connecting electronic circuit board is disposed so that cable ducts are separated from each other such that a lead wire of positive polarity and a lead of negative polarity are separated from each other when the (+) terminal and the negative terminal of the unit solar string are connected, Wherein the cable duct is formed of a metal material.
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