KR101598464B1

KR101598464B1 - Method for improving photovoltaic system efficiency by hybrid MPPT control

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Publication number: KR101598464B1
Application number: KR1020150163599A
Authority: KR
Inventors: 조선호; 김영일
Original assignee: 지투파워(주)
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2035-11-20

Abstract

최대 전력을 출력할 수 있도록 일사량에 따라 태양광 발전의 출력이 최대로 될 수 있도록 연속적으로 최대 출력점을 제어하는 태양광 발전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 다수의 태양 전지가 마련된 태양광 발전용 패널, 상기 태양광 발전용 패널이 장착된 지역의 시간, 계절 및 일사량을 측정하는 계측 수단, 상기 태양광 발전용 패널을 제어하는 다수의 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 알고리즘으로 하여 각각 저장하는 저장 수단, 상기 계측 수단에 의해 측정된 시간에 대응하여 상기 저장 수단에 저장된 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 연속적으로 적용하여 상기 태양광 발전용 패널의 방향을 제어하는 제어 수단을 포함하고, 상기 최대 전력점 제어 방법은 PO(Perturbation and Observation) 제어 방법, IC(Incremental Conductance) 제어 방법 및 CV(Constant Voltage) 제어 방법을 포함하는 구성을 마련하여, 태양광 발전의 최대 전력을 출력할 수 있다.The present invention relates to a solar power generation apparatus and a control method thereof that continuously control the maximum output point so that the output of the solar power generation can be maximized according to the solar radiation amount so as to output the maximum power. And a plurality of maximum power point control methods (MPPT) for controlling the solar power generation panel are respectively stored as an algorithm, And control means for controlling the direction of the solar power generation panel by successively applying a maximum power point control method (MPPT) stored in the storage means corresponding to the time measured by the measurement means, The maximum power point control method includes a PO (Pulverization and Observation) control method, an IC (Incremental Conductance) control method, and a CV (Constant Voltage) To provide a configuration including a method, it is possible to output the maximum power of the photovoltaic power generation.

Description

[0001] The present invention relates to a method for improving the efficiency of a photovoltaic power generation system by hybrid MPPT control,

본 발명은 일사량에 따라 MPPT 제어방법이 변경되는 하이브리드 MPPT제어에 의한 태양광발전시스템의 효율개선 방법에 관한 것으로, 특히 최대 전력을 출력할 수 있도록 일사량에 따라 태양광 발전의 출력이 최대로 될 수 있도록 연속적으로 최대 출력점을 제어하는 하이브리드 MPPT제어에 의한 태양광발전시스템의 효율개선 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the efficiency of a photovoltaic power generation system by hybrid MPPT control in which the MPPT control method is changed according to the amount of solar radiation. Particularly, the output of the photovoltaic power generation is maximized And more particularly, to a method of improving the efficiency of a solar power generation system by hybrid MPPT control that continuously controls a maximum output point.

일반적으로 태양광 발전 시스템은 무한한 태양에너지를 이용하여 친환경적인 전력 에너지를 생산해낼 수 있을 뿐만 아니라 진동과 소음이 없고 수명이 거의 반영구적인 장점을 갖는다. 또한, 설비 자동화가 용이하여 태양광 발전 시스템의 운전 및 유지 관리에 드는 비용을 최소화시킬 수 있다. Generally, solar power generation system is able to produce environmentally friendly power energy by using infinite solar energy, and has advantages of almost no vibration, no noise, and almost semi-permanent life span. In addition, the facility automation is easy, and the cost of operation and maintenance of the photovoltaic power generation system can be minimized.

그러나 태양에너지는 에너지 밀도가 1[kW/m²] 정도로 낮고, 직/교류 전력변환 장치가 필요하다. 또한, 출력특성이 일사량과 온도 등의 자연조건에 따른 변동으로 불안정하며 태양전지의 광전변환 효율이 상용 제품의 경우 17% 정도로 낮고, 1W당 가격이 약 4$ 정도의 많은 초기 투자비가 소요되는 문제점이 있다. However, solar energy has a low energy density of about 1 [kW / m ² ] and requires a direct / alternating current power converter. In addition, the output characteristics are unstable due to variations in natural conditions such as solar radiation and temperature, and the photovoltaic conversion efficiency of the solar cell is low at 17% for commercial products, and the initial investment cost is about 4 $ per 1W .

태양광 발전에 대한 연구는 크게 재료적인 측면과 전력변환 측면으로 나누어진다. 그 중 전력변환 측면에서는 전력변환 효율 및 고성능화에 관심을 두고 집중적으로 연구를 하고 있다. Research on solar power generation is divided into material aspect and power conversion aspect. In the aspect of power conversion, we focus on power conversion efficiency and high performance.

이러한 태양광 발전시스템은 발전 효율을 높이기 위해서, 태양전지 어레이 또는 태양광 모듈로부터 최대 전력을 추출할 수 있도록 하는 제어가 필요하다. 최대 전력점 추종(Maximum Power Point Tracking, 이하 간단히 MPPT 라고도 함) 제어는 태양광 모듈(즉, 태양광을 입사 받아 전압 및 전류를 출력하는 모듈. 예를 들어, 태양전지 어레이)을 제어하여 동작점이 최대 전력점을 추종하도록 동작시키기 위한 제어기법이다.Such a photovoltaic power generation system requires control to extract maximum power from a solar cell array or a solar cell module in order to increase power generation efficiency. Maximum Power Point Tracking (hereinafter simply referred to as MPPT) control is performed by controlling a solar module (that is, a module that receives a sunlight and outputs voltage and current, for example, a solar array) It is a control technique to operate to follow the maximum power point.

대표적으로는 태양전지의 MPP(Maximum Power Point)를 제어하기 위해 가장 많이 적용되는 방법으로 PO(Perturbation and Observation)방법, IC(Incremental Conductance) 제어 방법 및 CV(Constant Voltage) 제어 방법 등이 있다 Typically, there are PO (Perturbation and Observation) method, IC (Incremental Conductance) control method, and CV (Constant Voltage) control method, which are most commonly applied to control the maximum power point (MPP)

PO 방법은 주기적으로 태양전지 전압과 전류를 측정하여 전력을 계산한 후 전력 값을 이용하여 MPP를 추적하는 방법이다. IC 제어 방법은 태양전지 전압과 전류를 측정하여 어레이의 단자전압 동작점의 변화에 대한 전력의 변화율이 '0'이 되도록 제어하는 방법이다. CV 제어 방법은 태양전지 어레이의 동작전압이나 전력에 상관없이 일정한 기준전압(ref V)으로 제어하는 방법이다.The PO method is a method of periodically measuring the voltage and current of the solar cell, calculating the power, and then tracking the MPP using the power value. The IC control method is a method of controlling the rate of change of the power with respect to the change of the terminal voltage operating point of the array by measuring the solar cell voltage and current. The CV control method is a method of controlling a constant reference voltage (ref V) irrespective of the operating voltage or power of the solar cell array.

그러나 각각의 제어방법들은 일사량 변동 등의 파라미터변화에 대한 장점과 단점을 가지고 있다.However, each of the control methods have advantages and disadvantages over parameter changes such as solar radiation variation.

이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.Examples of such techniques are described in documents 1 and 2 below.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 기준전압(Vref)에 따라 태양광 모듈의 출력 전압(V) 및 전류(I)에 따른 전력을 출력하는 전력 변환부, 상기 출력 전압(V), 출력 전류(I) 및 일사량(S)을 센싱하는 센서부, 센싱된 일사량(S)이 기설정된 일사량 임계치(ST)보다 큰지 여부를 판단하는 일사량 판별부, 센싱된 출력 전압(V) 및 출력 전류(I)에 의해 계산된 전력의 변동량(ΔP)과 출력 전류(I)에 따라, 기준 전압(Vref)의 스텝 사이즈를 가변하여 출력하는 스텝 사이즈 가변부 및 일정 전압을 기준전압으로 결정하여 상기 전력 변환부로 출력하거나 상기 스텝 사이즈 가변부로부터 출력되는 스텝 사이즈를 이전 기준전압에 가산 또는 감산하여 상기 전력 변환부로 출력하거나 이전 기준전압을 상기 전력 변환부로 출력하는 기준전압 결정부를 포함하는 태양광 발전 시스템의 최대 전력점 추종 제어장치에 대해 개시되어 있다.For example, the following Patent Document 1 discloses a power conversion unit for outputting power according to the output voltage (V) and the current (I) of the solar module according to the reference voltage (Vref) (I) and a solar radiation amount (S), a solar radiation amount determination unit for determining whether the sensed solar radiation amount S is larger than a predetermined solar radiation amount threshold ST, a sensed output voltage V and an output current I, And a step size variable part for varying the step size of the reference voltage Vref according to the variation amount AP of the electric power and the output current I calculated by the output voltage calculating part 22 and the output voltage Or a reference voltage determination unit for adding or subtracting a step size output from the step size variable unit to a previous reference voltage and outputting the result to the power conversion unit or outputting a previous reference voltage to the power conversion unit Power point follow-up control apparatus.

또 하기 특허문헌 2에는 태양 전지와 부스트 컨버터를 포함하는 태양광 발전 시스템에서 최대 전력점 추종을 위한 전력 제어 방법에서, 상기 부스트 컨버터의 듀티비를 제어하는 제1 제어 신호로서 지속적인 온/오프 신호를 상기 부스트 컨버터로 인가하여 상기 최대 전력점을 찾는 과정 및 일정한 전압 명령에 따라 상기 태양광 발전 시스템의 동작점을 상기 최대 전력점에서 유지시키는 과정을 포함하고, 상기 최대 전력점을 찾는 과정은 초기 구동 시 상기 태양 전지가 개방 전압인 경우, 상기 제1 제어 신호로 지속적인 온 신호를 출력하여 상기 태양 전지의 출력 전압을 감소시키면서 상기 최대 전력점을 찾는 과정을 포함하는 전력 제어 방법에 대해 개시되어 있다.In the power control method for the maximum power point tracking in the solar power generation system including the solar cell and the boost converter, the following Patent Document 2 discloses a power control method for controlling the duty ratio of the boost converter by using a constant on / off signal as a first control signal for controlling the duty ratio A step of finding the maximum power point by applying the boost voltage to the boost converter and maintaining an operating point of the photovoltaic generation system at the maximum power point according to a constant voltage command, And outputting a continuous ON signal with the first control signal to decrease the output voltage of the solar cell and to find the maximum power point when the solar cell is at the open-circuit voltage.

또 하기 특허문헌 3에는 광량 센서의 입력과 모듈개방전압 측정주기의 변동을 활용하여 CV 제어 방법과 PO 제어 방법을 상황에 맞게 선택, 절환하여 지속적으로 최대 출력점 제어가 이루어지게 하는 광센서입력과 측정주기변동을 활용한 솔라셀 모듈용 듀얼모드 최대 출력점 제어기법에 대해 개시되어 있다.Patent Document 3 discloses an optical sensor input which continuously controls the maximum output point by selecting and switching the CV control method and the PO control method according to the situation by utilizing the variation of the input voltage of the light amount sensor and the measurement period of the module open- A dual mode maximum output point control scheme for a solar cell module utilizing measurement period variation is disclosed.

대한민국 등록특허공보 제10-1146127호(2012.05.08 등록)Korean Registered Patent No. 10-1146127 (registered on May 05, 2012) 대한민국 공개특허공보 제2012-0080107호(2012.07.16 공개)Korean Patent Publication No. 2012-0080107 (published on July 16, 2012) 대한민국 공개특허공보 제2015-0091800호(2015.08.12 공개)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0091800 (published on Aug. 12, 2015)

태양광 발전 시스템의 최대 전력점 제어(MPPT) 기법 중 CV 제어 방법은 비교적 근사한 값으로 간단하게 최대 출력점을 찾을 수 있다는 장점이 있으나 근본적인 문제점이 두 가지 있다.Among the MPPT method of the photovoltaic power generation system, the CV control method has a merit that it is possible to find the maximum output point with a relatively approximate value, but there are two fundamental problems.

첫째, 개방전압의 측정을 위해 일정주기로 부하출력을 컷오프(cut off) 하여 부하에 영향을 주고 그 기간 동안 전력이 낭비된다는 문제점이다.First, to measure the open-circuit voltage, the load output is cut off at regular intervals to affect the load, and power is wasted during that period.

둘째, 측정전압의 정해진 비율로만 기준전압을 제어하므로 정확한 최대 출력점이 아닌 대략적인 추정 값 만으로 부정확하게 제어하게 된다는 문제점이다.Second, since the reference voltage is controlled only at a predetermined ratio of the measured voltage, it is a problem that the approximate estimation value is incorrectly controlled rather than the accurate maximum output point.

MPPT 기법 중의 PO 제어 방법은 매 사이클마다 출력의 증가를 계속 모니터링 하여 피드백이 이루어지므로, 어떤 조건에서는 안정되지 않고 파워의 오실레이션이 일어나기 쉽고 일사량 등 실제 환경조건의 변화에 민감하게 대응하지 못한다는 단점이 있다.The PO control method in the MPPT technique is not stable under certain conditions and is susceptible to oscillation of power and is not sensitive to changes in actual environmental conditions such as irradiation dose .

IC 제어 방법은 임피던스 비교법, 증분 컨덕턴스 방법으로 불린다. 이 방법은 태양광 전지 어레이 출력의 컨덕턴스와 증분 컨덕턴스를 비교하여 MPP를 추종하는 방법이다. 그리고 PO 제어 방법에서 간과하고 있는 일정온도에서 일사량이 증가할 경우, 전압의 변동 폭이 '0'이 되도록 제어 알고리즘이 추가되어 있으므로 좀 더 향상된 방법이라고 할 수 있다. 특히 빠르게 변하는 일사량에서 효과적인 방법이며 MPP에 도달 시 태양광 전지 어레이의 출력전력이 안정한 특징이 있다. 그러나 IC 제어 방법은 저 일사량에서도 MPP 추적이 가능하나 일사량이 급변하는 경우에 MPP 추적의 응답속도가 느린 단점이 있다.The IC control method is called the impedance comparison method, the incremental conductance method. This method compares the conductance of the photovoltaic cell array with the incremental conductance to follow the MPP. In addition, if the solar radiation is increased at a certain temperature that is overlooked in the PO control method, the control algorithm is added so that the fluctuation width of the voltage becomes '0', which is a more improved method. Especially, it is an effective method for rapidly changing solar radiation amount, and the output power of solar cell array is stable when reaching MPP. However, the IC control method is capable of tracking MPP even at low radiation dose, but there is a disadvantage that the response speed of MPP tracking is slow when the solar radiation changes suddenly.

또 상기 특허문헌 3에 개시된 기술은 기본적으로 전류, 전압, 일사량을 측정하고 먼저 CV 제어 모드를 동작시킨 후 일사량의 변동 여부에 따라 PO 제어 모드로 진입 제어를 수행하는 것으로서, 일사량이 근본적으로 적은 시간대이거나 일사량이 급변하는 경우에는 적합하게 대응하지 못하는 문제점이 있었다. The technology disclosed in Patent Document 3 basically controls the current, the voltage and the irradiation amount, operates the CV control mode first, and then enters the PO control mode according to the variation of the irradiation amount. There is a problem in that it can not suitably cope with a sudden change in the amount of solar radiation.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 각각의 MPPT 제어방법의 장점을 활용하여 일사량에 따라 MPPT 제어 방법이 변경되는 하이브리드 MPPT제어에 의한 태양광발전시스템의 효율개선 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of improving the efficiency of a photovoltaic power generation system by hybrid MPPT control in which the MPPT control method is changed according to solar radiation amount by utilizing the advantages of each MPPT control method. .

본 발명의 다른 목적은 최대 전력을 출력할 수 있도록 일사량에 따라 태양광 발전의 출력이 최대로 될 수 있도록 연속적으로 최대 출력점을 제어하는 하이브리드 MPPT제어에 의한 태양광발전시스템의 효율개선 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for improving the efficiency of a photovoltaic power generation system by hybrid MPPT control in which the maximum output point is continuously controlled so that the output of the photovoltaic power generation can be maximized according to the solar radiation amount so as to output the maximum power .

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 다수의 태양 전지가 마련된 태양광 발전용 패널, 상기 태양광 발전용 패널이 장착된 지역의 시간, 계절 및 일사량을 측정하는 계측 수단, 상기 태양광 발전용 패널을 제어하는 다수의 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 알고리즘으로 하여 각각 저장하는 저장 수단, 상기 계측 수단에 의해 측정된 시간에 대응하여 상기 저장 수단에 저장된 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 연속적으로 적용하여 상기 태양광 발전용 패널의 방향을 제어하는 제어 수단을 포함하고, 상기 최대 전력점 제어 방법은 PO(Perturbation and Observation) 제어 방법, IC(Incremental Conductance) 제어 방법 및 CV(Constant Voltage) 제어 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a solar power generation panel having a plurality of solar cells according to the present invention, measurement means for measuring time, season, and solar radiation amount of the area where the solar power generation panel is mounted, A maximum power point control method (MPPT) for controlling a plurality of maximum power point control methods (MPPT) for controlling the maximum power point control method (MPPT) stored in the storage means corresponding to the time measured by the measuring means, And controlling the direction of the solar power generation panel, wherein the maximum power point control method includes a PO (Pulverization and Observation) control method, an IC (Incremental Conductance) control method, and a CV (Constant Voltage) And a control unit.

또 본 발명에 따른 태양광 발전 장치에서, 상기 제어 수단은 10시 이전에 IC 제어 방법을 적용하고, 10시 초과부터 11시 이전에 PO 제어 방법을 적용하고, 11시 초과부터 14시 이전에 CV 제어 방법을 적용하고, 14시 초과부터 16시 이전에 PO 제어 방법을 적용하고, 16시 초과 이후에 IC 제어 방법을 연속적으로 적용하는 것을 특징으로 한다.Further, in the photovoltaic device according to the present invention, the control means applies the IC control method before 10 o'clock, applies the PO control method before 10 o'clock to 11 o'clock, applies the PO control method before 12 o'clock, The control method is applied, the PO control method is applied before 16 o'clock after 14 o'clock, and the IC control method is continuously applied after 16 o'clock.

또 본 발명에 따른 태양광 발전 장치에서, 상기 제어 수단은 상기 계측 수단에서 실시간으로 계측된 일사량에 따라 상기 최대 전력점 제어 방법을 연속적으로 적용하는 것을 특징으로 한다.In the photovoltaic device according to the present invention, the control means continuously applies the maximum power point control method according to the amount of solar radiation measured in real time by the measurement means.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 제어 방법은 (a) 태양광 발전용 패널에 대해 저장 수단에 저장된 최대 전력점 제어 방법(MPPT)에 따라 추정 선택 제어를 실행하는 단계, (b) 상기 단계 (a)의 실행 후, 계측 수단에 마련된 감지 센서로 실시간의 일사량을 감지하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 감지된 일사량에 근거하여 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 선택하는 단계, (d) 상기 단계 (a)에서의 추정 선택 제어와 상기 단계 (c)에서 선택된 실측 선택 제어를 비교하여 추정 선택 제어와 실측 선택 제어가 동일하면, 상기 단계 (a)를 실행하고, 상기 추정 선택 제어와 실측 선택 제어가 상이하면 실측 선택 제어를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a photovoltaic power generation apparatus, the method comprising the steps of: (a) executing estimation preselection control according to a maximum power point control method (MPPT) (B) detecting a real time irradiation amount with a detection sensor provided in the measurement means after execution of the step (a); (c) detecting a maximum power point control method based on the irradiation amount detected in the step (b) (D) comparing the estimated selection control in step (a) with the actual selection control selected in step (c), and if the estimated selection control and the actual selection control are the same, And executing the actual selection control when the estimated selection control and the actual selection control are different from each other.

또 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 제어 방법에서, 상기 최대 전력점 제어 방법(MPPT)은 PO(Perturbation and Observation) 제어 방법, IC(Incremental Conductance) 제어 방법 및 CV(Constant Voltage) 제어 방법을 포함 것을 특징으로 한다.Further, in the method of controlling a photovoltaic device according to the present invention, the maximum power point control method (MPPT) includes a PO (pulverization and observation) control method, an IC (Incremental Conductance) control method, and a CV .

또 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 제어 방법에서, (f) 상기 태양광 발전용 패널의 제어를 실행하면서, 일사량의 변화를 지속적으로 모니터링 하여 일사량이 변화량이 실측 선택 제어를 선택하는 기준 값 이상으로 변화되었을 경우, 해당지역에서의 설치 방향, 계절, 시간대에 따른 총입사 일사량에 근거하여 해당 시간대에서 가장 효율이 높은 제어방법을 선택하여 제어하는 것을 특징으로 한다.In the control method of the solar power generation apparatus according to the present invention, it is preferable that (f) the control of the solar power generation panel is continuously performed, and the change of the solar radiation amount is continuously monitored, The control method having the highest efficiency is selected and controlled based on the total incident solar radiation according to the installation direction, the season, and the time zone in the corresponding area.

또 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 제어 방법에서, 상기 단계 (a)에서 10시 이전에 IC 제어 방법을 적용하고, 10시 초과부터 11시 이전에 PO 제어 방법을 적용하고, 11시 초과부터 14시 이전에 CV 제어 방법을 적용하고, 14시 초과부터 16시 이전에 PO 제어 방법을 적용하고, 16시 초과 이후에 IC 제어 방법을 연속적으로 적용하는 것을 특징으로 한다.In the method of controlling the photovoltaic device according to the present invention, the IC control method is applied before 10 o'clock in the step (a), the PO control method is applied before 10 o'clock to 11 o'clock, The CV control method is applied before 14 o'clock, the PO control method is applied before 16 o'clock after 14 o'clock, and the IC control method is continuously applied after 16 o'clock.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 해당지역에서의 설치 방향, 계절. 시간대에 따른 총입사 일사량에 근거하여 해당 시간대에서 가장 효율이 높은 제어 방법을 선택하여 태양광 발전용 패널을 운용하므로, 태양광 모듈 제품의 회로에서 최대 출력점 전력제어기능이 원활하게 되며, 태양광 모듈 제품의 출력효율을 높이여 사용자의 편리성과 유용성을 획기적으로 증대시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the photovoltaic device and the control method therefor according to the present invention, the installation direction in the area, the season. Since the solar power generation panel is operated by selecting the most efficient control method in the time zone based on the total incident solar radiation according to the time zone, the maximum output point power control function is smooth in the circuit of the solar module product, The output efficiency of the module product is increased and the convenience and usability of the user can be remarkably increased.

또, 본 발명에 따른 태양광 발전 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 일사량에 따라 태양광 발전의 출력이 최대로 될 수 있도록 연속적으로 최대 출력점을 제어하므로, 태양광 발전의 최대 전력을 출력할 수 있다는 효과도 얻어진다.Further, according to the photovoltaic device and the control method thereof, since the maximum output point is continuously controlled so that the output of the photovoltaic power generation can be maximized according to the solar radiation amount, the maximum power of the photovoltaic power generation can be output .

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 구성 블록도,
도 2는 본 발명에 적용되는 PV 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명에 적용되는 공지된 PO MPPT 제어 알고리즘,
도 4는 본 발명에 적용되는 공지된 IC MPPT 제어 알고리즘,
도 5는 본 발명에 적용되는 공지된 CV MPPT 제어 알고리즘,
도 6은 본 발명에 적용되는 방향에 따른 일사량을 나타내는 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 태양광 발전 장치를 제어하기 위한 과정을 설명하기 위한 흐름도.FIG. 1 is a block diagram of the configuration of a photovoltaic generator according to the present invention. FIG.
2 is a configuration diagram of a PV system applied to the present invention;
FIG. 3 shows a known PO MPPT control algorithm applied to the present invention,
Fig. 4 shows the known IC MPPT control algorithm applied to the present invention,
FIG. 5 shows a known CV MPPT control algorithm applied to the present invention,
FIG. 6 is a graph showing a solar radiation amount according to a direction applied to the present invention,
FIG. 7 is a flowchart for explaining a process for controlling the photovoltaic device according to the present invention; FIG.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 구성 블록도 이다.FIG. 1 is a block diagram of the construction of a photovoltaic generator according to the present invention.

본 발명에 따른 태양광 발전 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 태양 전지가 마련된 태양광 발전용 패널(10), 상기 태양광 발전용 패널(10)이 장착된 지역의 시간, 계절 및 일사량을 측정하는 계측 수단(20), 상기 태양광 발전용 패널(10)을 제어하는 다수의 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 알고리즘으로 하여 각각 저장하는 저장 수단(30), 상기 계측 수단(20)에 의해 측정된 시간에 대응하여 상기 저장 수단(30)에 저장된 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 연속적으로 적용하여 상기 태양광 발전용 패널의 방향을 제어하는 제어 수단(40)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the solar power generation apparatus according to the present invention includes a solar power generation panel 10 provided with a plurality of solar cells, a time, season, and time of an area where the solar power generation panel 10 is mounted A storage means (30) for storing a plurality of maximum power point control methods (MPPT) for controlling the solar power generation panel (10) as an algorithm, a storage means And a control means (40) for controlling the direction of the solar power generation panel by successively applying a maximum power point control method (MPPT) stored in the storage means (30) corresponding to the time measured by the control means

상기 태양광 발전용 패널(10)은 위치 이동이 가능한 패널로서, 상기 제어 수단(40)의 제어에 따라 일사량 조건을 충족하도록 상하 방향 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 이와 같은 태양광 발전용 패널(10)의 위치 이동에 대해서는 통상의 기술에 의해 용이하게 실현할 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The solar power generation panel 10 is a panel capable of being moved, and is mounted movably in the up-and-down direction and in the left-right direction so as to satisfy the irradiation condition under the control of the control means 40. The positional shift of the panel 10 for solar power generation can be easily realized by conventional techniques, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 계측 수단(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 발전용 패널(10)이 장착된 위치에서 표준시에 의거하여 일일의 시간을 계측하는 시간 계측기(21), 미리 설정된 년월일의 정보에 따라 달력에 의해 태양광 발전용 패널(10)이 장착된 위치에서 계절을 계측하는 계절 계측기(22), 다수의 태양 전지에서의 일사량을 감지하는 일사량 감지 센서(23)를 구비한다. 도 1에서는 설명의 편의상 시간 계측기(21)와 계절 계측기(22)를 구분하여 나타내었지만, 시간과 계절의 계측은 상기 제어 수단(40)에 의해 실현될 수도 있다.1, the measuring unit 20 includes a time measuring unit 21 for measuring the daily time on the basis of the standard time at the position where the solar panel 10 is mounted, A season measuring instrument 22 for measuring the season at the position where the solar panel 10 is mounted by the calendar, and a solar radiation amount sensor 23 for sensing the solar radiation amount in a plurality of solar cells. Although the time measuring instrument 21 and the season measuring instrument 22 are separately shown in Fig. 1 for the convenience of explanation, the time and the measurement of the season may be realized by the control means 40. Fig.

상기 저장 수단(30)은 최대 전력점 제어 방법(MPPT)의 알고리즘으로서 PO(Perturbation and Observation) 제어 방법(31), IC(Incremental Conductance) 제어 방법(32) 및 CV(Constant Voltage) 제어 방법(33)을 저장하고 있으며, 본 발명에서 상기 제어 수단(40)은 상기 계측 수단(20)에서의 계측 결과에 따라 PO 제어 방법(31), IC 제어 방법(32) 및 CV 제어 방법(33) 중의 어느 하나를 해당지역에서의 설치 방향, 계절, 시간대에 따른 총입사 일사량에 근거하여 해당 시간대에서 가장 효율이 높은 제어 방법을 선택하여 연속적으로 실행하여 상기 태양광 발전용 패널(10)의 위치를 제어한다.The storage means 30 includes a PO (Perturbation and Observation) control method 31, an IC (Incremental Conductance) control method 32 and a CV (Constant Voltage) control method 33 as an algorithm of a maximum power point control method (MPPT) The control means 40 of the present invention can control either one of the PO control method 31, the IC control method 32 and the CV control method 33 according to the measurement result of the measurement means 20 One is continuously selected by selecting the most efficient control method in the corresponding time zone based on the total incident solar radiation amount in the installation direction, the season, and the time zone in the corresponding area, thereby controlling the position of the solar power generation panel 10 .

상기 제어 수단(40)은 마이크로프로세서를 구비하고, 추정선택 제어와 실측선택 제어를 실행한다. 상기 추정선택 제어는 태양광 발전용 패널(10)에 대해 저장 수단(30)에 저장된 최대 전력점 제어 방법(MPPT)에 따라 실행하는 것이고, 실측선택 제어는 계측 수단(20)에서의 계측 결과, 예를 들어 일사량 감지 센서(23)에서의 감지 결과에 따라 상기 저장 수단(30)에 저장된 PO 제어 방법(31), IC 제어 방법(32) 및 CV 제어 방법(33)의 알고리즘 중의 어느 하나를 독출하여 운영하고, 추정선택 제어와 실측선택 제어에 따라 태양광 발전용 패널(10)의 이동에 제어한다.The control means (40) has a microprocessor, and performs estimation selection control and actual selection control. The estimated selection control is executed in accordance with the maximum power point control method (MPPT) stored in the storage means 30 for the solar panel 10, and the actual selection control is performed based on the measurement result of the measurement means 20, One of the algorithms of the PO control method 31, the IC control method 32 and the CV control method 33 stored in the storage means 30 is read out according to the detection result from the irradiation amount sensor 23, for example. And controls the movement of the solar power generation panel 10 in accordance with the estimated selection control and the actual selection control.

상술한 바와 같이 상기 제어 수단(40)에 의해 추정선택 제어와 실측선택 제어가 수행에 적용되는 시스템은 도 2에 나타난 바와 같으며, 이는 'Trans. KIEE. Vol. 59, No. 6, JUN, 2010'에 제시된 시스템을 기초로 하고 있으나, 이에 한정되지 아니하며 본 분야에서 활용되는 공지된 PV 제어시스템을 활용하여 후술하는 일사량에 따른 변환 효율표를 작성하여 활용할 수 있다.As described above, the system in which the estimation selection control and the actual selection control are performed by the control means 40 is as shown in Fig. KIEE. Vol. 59, No. 6, JUN, 2010 '. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to create and utilize a conversion efficiency table according to a solar radiation amount to be described later by utilizing a known PV control system utilized in this field.

도 2는 본 발명에 적용되는 PV 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a PV system applied to the present invention.

도 2에서의 시스템은 태양광에너지를 전기에너지로 변화하는 PV 모듈과 부스트(Boost) 컨버터로 구성된다. PV 모듈에서 전압과 전류를 측정하여 전력을 계산하여 일사량 변동에 대하여 MPPT를 수행한다. MPPT에서 나오는 기준 전압(ref V)를 이용하여 PWM을 통해 부스트 컨버터를 제어한다.The system in Fig. 2 is composed of a PV module and a boost converter that convert solar energy into electric energy. In PV module, voltage and current are measured, power is calculated, and MPPT is performed for solar radiation variation. The boost converter is controlled via PWM using the reference voltage (ref V) from MPPT.

상기 제어 수단(40)은 PV 모듈로부터 출력되는 Vpv를 활용하여 일사량 감지 센서(23)에서 실제 측정되는 일사량을 연산하며, 상기 저장 수단(30)에는 일사량에 따른 제어 기법별 변환 효율표가 저장되고, 상기 제어 수단(40)은 저장 수단(30)에 저장된 효율표를 독출하여 활용한다.The control means 40 calculates the solar radiation amount actually measured by the irradiation amount detecting sensor 23 using the Vpv output from the PV module and the conversion efficiency table for each control technique according to the solar radiation amount is stored in the storage means 30 , The control means (40) reads and utilizes the efficiency table stored in the storage means (30).

본 발명에서 활용되는 제어 기법별 변환 효율의 예시는 하기 표 1에 나타낸 바와 같으며, Trans. KIEE. Vol. 59, No. 6, JUN, 2010에서 제시된 방법을 활용하여 본 발명자가 특정한 것이지만, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되지 아니하며 시험 조건 등에 따라 변경될 수 있으며, 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위하여 예시적으로 제시된 것이다. Examples of the conversion efficiency according to the control technique utilized in the present invention are shown in Table 1 below. Trans. KIEE. Vol. 59, No. 6, JUN, 2010. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto and that the present invention is not limited thereto. For example, in order to facilitate description of the present invention, It is suggested.

실측 일사량Actual radiation dose 제어 방법Control method 600~1000 W/㎡600 ~ 1000 W / ㎡ ICIC 300~600 W/㎡300 ~ 600 W / ㎡ POPO 300 W/㎡ 미만Less than 300 W / ㎡ CVCV

본 발명에서 활용되는 태양 전지의 MPP(Maximum Power Point)를 제어하기 위해 가장 많이 적용되는 제어 방법은 저장 수단(30)에 저장된 알고리즘인 PO 제어 방법(31), IC 제어 방법(32) 및 CV 제어 방법(33)이며, 이러한 제어 방법은 공지의 알고리즘이다.The most commonly used control method for controlling the maximum power point (MPP) of the solar cell utilized in the present invention is a PO control method 31, an IC control method 32, and a CV control method, which are algorithms stored in the storage means 30 Method (33), and this control method is a known algorithm.

상기 PO 제어 방법(31)은 간단한 피드백 구조를 갖으며 소수의 측정 파라미터를 갖기 때문에 널리 사용된다. 이는 태양전지전압을 주기적으로 증가, 감소시킴으로써 동작하며, 이전의 교란주기 동안의 태양 전지 어레이 출력전력과 함께 현재 어레이의 출력전력을 비교하여 MPP를 연속적으로 추적하는 방법으로서 그 수행 알고리즘은 도 3과 같다.The PO control method 31 is widely used because it has a simple feedback structure and has a small number of measurement parameters. This works by periodically increasing or decreasing the solar cell voltage, and is a method for continuously tracking the MPP by comparing the output power of the current array with the solar cell array output power during the previous disturbance period, same.

도 3은 본 발명에 적용되는 공지된 PO MPPT 제어알고리즘이다. 이에 대한 구체적 설명은 생략한다.3 is a known PO MPPT control algorithm applied to the present invention. A detailed description thereof will be omitted.

IC 제어 방법(32)은 임피던스 비교법, 증분 컨덕턴스방법으로 불린다. 이 방법은 태양광 전지 어레이 출력의 컨덕턴스와 증분 컨덕턴스를 비교하여 MPP를 추종하는 방법이다. 그리고 PO 제어방법(31)에서 간과하고 있는 일정온도에서 일사량이 증가할 경우, 전압의 변동 폭이 '0'이 되도록 제어 알고리즘이 추가되어 있으므로 좀 더 향상된 방법이라고 할 수 있다. 특히 빠르게 변하는 일사량에서 효과적인 방법이며 MPP에 도달 시 태양광 전지 어레이의 출력전력이 안정한 특징이 있다. PO 제어 방법(31)의 문제점을 개선하기 위한 IC 제어 방법(32)은 전압과 전류를 측정하여 전력 대 전압의 기울기를 계산한 후 기울기의 부호 즉, 양과 음을 판단하여 기준전압을 증가 혹은 감소시켜 MPP를 추종하는 방법이다. 많은 논문을 통하여 IC 제어방법 알려져 있음으로 구체적 설명을 생략하며 도 4와 같은 순서도에 의해 동작한다. 도 4는 본 발명에 적용되는 공지된 IC MPPT 제어알고리즘이다. The IC control method 32 is referred to as an impedance comparison method, an incremental conductance method. This method compares the conductance of the photovoltaic cell array with the incremental conductance to follow the MPP. And the control algorithm is added so that the fluctuation width of the voltage becomes '0' when the solar radiation amount is increased at a certain temperature that is overlooked by the PO control method (31). Especially, it is an effective method for rapidly changing solar radiation amount, and the output power of solar cell array is stable when reaching MPP. The IC control method 32 for improving the PO control method 31 calculates the slope of the power to voltage by measuring the voltage and the current and then determines the sign of the slope, To follow the MPP. The IC control method is known through many papers, so a detailed description is omitted and it operates according to the flowchart shown in Fig. 4 is a known IC MPPT control algorithm applied to the present invention.

CV 제어 방법(33)은 태양전지의 최대 출력전압은 일사량과 태양전지 온도에 크게 영향을 받지 않는다. 태양전지 어레이의 출력전압은 일사량의 변화에 대해서 약간의 변동 폭을 가지는 정전압특성을 나타내고 있으므로, Vref = 0.76로 설정하여 정전압으로 제어하는 방법을 CV 제어 방법이라고 한다. 따라서 이 기법은 출력에 대해 전력량이 필요하지 않는다. 부스트 컨버터의 듀티는 제어 회로에 의해 결정되고, 출력 측 DC 전압은 정상상태 조건의 기준 전압(ref V) 값에 의해 일정한 값으로 유지되는 MPP를 추종하는 방법이다. 본 분야에서 공지된 방법이어서 구체적 설명을 생략하며 도 5와 같은 순서도에 의해 동작한다. 도 5는 본 발명에 적용되는 공지된 CV MPPT 제어알고리즘이다. In the CV control method (33), the maximum output voltage of the solar cell is not greatly influenced by the irradiation amount and the solar cell temperature. Since the output voltage of the solar cell array exhibits a constant voltage characteristic with a slight fluctuation width with respect to the change of the irradiation dose, the method of controlling by the constant voltage by setting Vref = 0.76 is referred to as the CV control method. Therefore, this technique does not require the power for the output. The duty of the boost converter is determined by the control circuit, and the output DC voltage is maintained at a constant value by the reference voltage (ref V) value under the steady state condition. It is a method known in the art and will not be described in detail and operates according to the flowchart shown in FIG. 5 is a known CV MPPT control algorithm applied to the present invention.

본 발명의 MPP 추적시 주요 변수로 작용하는 총 일사량은 PV 모듈이 설치되는 지역, 방향, PV 모듈의 설치 경사도 등에 영향을 받는다. 이에 따라서 본 발명과 같은 제어 수단(40)이 구비된 태양광 발전 장치를 설치하기 전 최대 전력량이 생산될 수 있도록 최대 일사량을 고려하여야 한다. The total solar irradiance, which is a main variable in the MPP trace of the present invention, is influenced by the installation area, direction, PV module installation inclination and the like of the PV module. Accordingly, it is necessary to consider the maximum irradiation amount so that the maximum amount of electric power can be produced before the solar power generation apparatus equipped with the control means 40 such as the present invention is installed.

특히, 특정된 지역에 최대 일사량이 입사될 수 있도록 하기 위하여 최대 일사량을 추적하는 방법 및 조사 연구결과가 한국 조명 전기설비 학회 2010 춘계학술대회 논문집(2010.5.6~7) '주광 이용 극대화를 위한 태양 일사량 분석'에 이루어 져 있으며, 이를 보면 방향, 시간대, 계절 등에 다른 총 일사량이 나타나 있다. 이를 참조하여 본다면 우리나라에서는 도 6에 나타난 바와 같이 방향에 따라 시간대별 일사량의 차이가 현격하게 나타나고 있고, 여름이고 남향의 경우 대체적으로 12시에서 14시에서 최대 일사량을 나타내고 있으며, 다음은 오전 10시와 11시 및 오후 14시에서 16시가 중간 정도의 일사량을 나타내고, 나머지 주간 시간에서 가장 적은 일사량을 나타내고 있어 대체적으로 3개 구간으로 일사량 범위를 정할 수 있다. 도 6은 본 발명에 적용되는 방향에 따른 일사량을 나타내는 그래프이다.In particular, the method of tracking the maximum irradiation and the results of the research are presented in the Spring Conference of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers (2010.5.6 ~ 7) 2010 ' And the total amount of solar radiation is shown in direction, time, and season. As shown in FIG. 6, in Korea, the difference in the amount of solar radiation according to the direction is remarkably shown in the direction of time. In the case of the summer and the south, the maximum radiation amount is from 12:00 to 14:00, And 11 o'clock and 14 pm to 16 o'clock, respectively, and the least amount of solar radiation is shown in the remaining daytime. Therefore, the range of the radiation dose can be generally set to three sections. 6 is a graph showing the solar radiation amount according to the direction applied to the present invention.

물론 이는 실제 PV 모듈이 설치되는 지역의 조건에 따라 변경될 수 있으며, 계절에 따라 변경됨은 자명하다 할 것이다.Of course, this can be changed according to the conditions of the area where the actual PV module is installed, and it will be obvious that it changes according to the season.

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 상기 논문에 나타난 자료를 바탕으로 여름 남향인 경우, 시간대별 일사량을 3단계로 구분하여 시간대별 각 총 일사량에 적합한 MPP 추적시 최고 효율을 낼 수 있는 제어 기법을 하기 표 2와 같이 시간대별 총 일사량 테이블로 하여 저장 수단(30)에 저장하고, 제어 수단(40)은 저장 수단(30)에 저장된 시간대별 총 일사량 테이블을 독출하여 태양광 발전용 패널(10)의 위치 이동을 제어한다.In the present invention, for the sake of convenience of description, based on the data shown in the above paper, a control technique capable of achieving the highest efficiency in MPP tracking suitable for each solar irradiance by time, And the control means 40 reads out the total solar radiation amount table for each time period stored in the storage means 30 to obtain the total solar radiation amount table of the solar power generation panel 10 And controls the movement of the position.

본 발명에서 설명의 편의를 위하여 표 2만을 제시 하나 이는 본 발명의 실시자들이 설치 조건에 따라 적합하게 변경할 수 있음은 자명하다 할 것이다.Table 2 is presented for convenience of explanation in the present invention, but it will be obvious that the practitioners of the present invention can appropriately change according to installation conditions.

시간대slot 제어 방법Control method 10시 이전Before 10 o'clock ICIC 10시 초과부터 11시 이전 Beyond 10:00 to 11:00 POPO 11시 초과부터 14시 이전 11:00 to 14:00 CVCV 14시 초과부터 16시 이전 Between 14:00 and 16:00 POPO 16시 초과 이후 After 16 o'clock ICIC

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 제어 수단(40)은 저장 수단에 저장된 표 1 및 표 2에 의거하여 시간대별 및 일사량별 제어를 실행한다. 제어 수단(40)은 10시 이전에 IC 제어 방법을 적용하고, 10시 초과부터 11시 이전에 PO 제어 방법을 적용하고, 11시 초과부터 14시 이전에 CV 제어 방법을 적용하고, 14시 초과부터 16시 이전에 PO 제어 방법을 적용하고, 16시 초과 이후에 IC 제어 방법을 연속적으로 적용하여 최적의 태양광 발전을 실행하는 것이다.As can be seen from Table 2, the control means 40 according to the present invention carries out control by time zone and irradiation amount based on Table 1 and Table 2 stored in the storage means. The control means 40 applies the IC control method before 10 o'clock, applies the PO control method before 10 o'clock to 11 o'clock, applies the CV control method before 14 o'clock after 11 o'clock, The PO control method is applied before 16 o'clock and the optimal control method is applied continuously after 16 o'clock.

다음에 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 제어 방법에 대해 도 7에 따라 설명한다.Next, a control method of the photovoltaic device according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 7은 본 발명에 따른 태양광 발전 장치를 제어하기 위한 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a process for controlling the photovoltaic device according to the present invention.

먼저, 태양광 발전용 패널(10)이 장착되는 지역, 방향, 경사도 등에 따라 상기 저장 수단(30)에 저장된 알고리즘인 최대 전력점 제어 방법(MPPT)에 의해 태양광 발전용 패널(10)에 대해 제어 수단(40)이 추정 선택 제어를 실행한다(S10).First, a maximum power point control method (MPPT), which is an algorithm stored in the storage means 30, according to an area, direction, inclination, etc. of the solar power generation panel 10 is applied to the solar power generation panel 10 The control means 40 executes the estimation selection control (S10).

따라서, 제어 수단(40)은 계측 수단(20)에 마련된 시간 계측기(21) 및 계절 계측기(22)에 의해 태양광 발전용 패널(10)이 작동하는 계절 및 시간을 인식한다(S20).Therefore, the control means 40 recognizes the season and the time when the solar power generation panel 10 is operated by the time measuring instrument 21 and the season measuring instrument 22 provided in the measuring means 20 (S20).

이어서, 제어 수단(40)은 상기 표 1 및 표 2에 근거하여 시간대에 따른 총입사 일사량에 따라 해당 시간대에서 가장 효율이 높은 제어 방법을 저장 수단(30)에서 PO 제어 방법(31), IC 제어 방법(32) 및 CV 제어 방법(33) 중의 어느 하나를 독출하고(S30), 태양광 발전용 패널(10)을 운용한다. 즉 제어 수단(40)은 독출된 방법으로 제어를 실행한다(S40).Next, the control means 40 calculates the PO control method 31, the IC control method 31, the control method, and the control method in the storage means 30 according to the total incident solar radiation amount in the time zone based on Tables 1 and 2, The method 32 and the CV control method 33 are read (S30), and the solar power generation panel 10 is operated. In other words, the control means 40 executes the control by the read method (S40).

한편, 추정선택 제어를 실행한 후, 계측 수단(20)의 일사량 감지 센서(23)에서는 실제로 측정되는 실시간의 일사량(실측일사량)을 감지한다(S50). 이어서 제어 수단(40)은 상기 단계 S50에서 감지된 일사량에 따른 제어 방법을 저장 수단(30)에서 독출한다(S60). 즉, 상기 제어 수단(40)은 일사량 감지 센서(23)에서 감지된 일사량에 근거하여 저장 수단(30)에 저장된 알고리즘 중, 최대 전력점 제어 방법(MPPT)을 선택한다.On the other hand, after executing the estimation selection control, the irradiation amount detecting sensor 23 of the measuring means 20 senses the real time irradiation amount (actual irradiation amount) actually measured (S50). Then, the control means 40 reads the control method according to the solar radiation amount sensed at the step S50 from the storage means 30 (S60). That is, the control means 40 selects the maximum power point control method (MPPT) among the algorithms stored in the storage means 30 based on the solar irradiation amount detected by the irradiation amount detecting sensor 23.

다음에, 상기 제어 수단(40)은 태양광 발전용 패널(10)에 대해 운용되고 있는 추정선택 제어와 상기 단계 S60에서 총 입사 일사량에 근거하여 선택되는 실측선택 제어와 일치 여부를 판단한다(S70).Next, the control means 40 determines whether or not the estimated selection control being operated on the solar power generation panel 10 is in agreement with the actual selection control selected on the basis of the total incident radiation amount in the step S60 (S70 ).

상기 단계 S70에서의 판단 결과, 추정선택 제어와 실측선택 제어가 동일하면 추정 제어에서 선택된 제어 방법으로 태양광 발전용 패널(10)을 운용하도록 단계 S40으로 진행하여 상술한 과정을 반복하고, 상기 단계 S70에서 추정선택 제어와 실측선택 제어가 상이하면, 제어 수단(40)은 태양광 발전용 패널(10)을 실측선택 제어에서 선택된 방법으로 제어한다(S80).As a result of the determination in step S70, if the estimated selection control and the actual selection control are the same, the process goes to step S40 so as to operate the solar power generation panel 10 with the control method selected in the estimation control, If the estimated selection control differs from the actual selection control in S70, the control means 40 controls the solar power generation panel 10 by the method selected in the actual selection control (S80).

또한, 상기 단계 S80에서 선택된 제어 방법으로 운전 중, 일사량의 변화를 지속적으로 측정하고(S90), 제어 수단(40)은 일사량의 변화량이 실측선택 제어를 선택하는 기준 값 이상으로 변화되었는지 판단한다(S100).The control unit 40 continuously measures the change in the solar radiation amount during operation using the control method selected in step S80, and determines whether the amount of change in the radiation amount has changed to be equal to or larger than a reference value for selecting the actual selection control (step S90) S100).

상기 단계 S100에서 일사량의 변화량이 실측선택 제어를 선택하는 기준 값 이상으로 변화하지 않는 경우 상기 단계 S80으로 진행하여 상술한 과정을 반복하고, 일사량의 변화량이 실측선택 제어를 선택하는 기준 값 이상으로 변화하는 경우, 상기 단계 S20으로 진행하여 상술한 과정을 반복한다.If it is determined in step S100 that the amount of change in the amount of solar radiation does not exceed the reference value for selecting the actual selection control, the process proceeds to step S80 to repeat the above-described process. If the amount of change in the amount of irradiation is greater than or equal to the reference value , The process proceeds to step S20 and the above-described process is repeated.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 태양광 발전용 패널(10)의 운용을 해당지역에서의 설치 방향, 계절, 시간대에 따른 총입사 일사량에 근거하여 해당 시간대에서 가장 효율이 높은 방법으로 실행할 수 있다.As described above, according to the present invention, the operation of the solar power generation panel 10 can be executed in the most efficient manner in the corresponding time zone based on the total incident solar radiation amount in the installation direction, season, and time zone in the area have.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명에 따른 태양광 발전 장치 및 그 제어 방법을 사용하는 것에 의해 태양광 발전용 패널의 운용을 최적화하여 태양광 발전의 효율을 증가시킬 수 있다.The efficiency of the solar power generation can be increased by optimizing the operation of the solar power generation panel by using the solar power generation apparatus and the control method thereof according to the present invention.

10 : 태양광 발전용 패널
20 : 계측 수단
30 : 저장 수단
40 : 제어 수단10: Panel for solar power generation
20: Measuring means
30: Storage means
40: control means

Claims

A solar power generation panel having a plurality of solar cells,
Measuring means for measuring time, season and irradiation amount of the region where the solar panel is mounted,
A storage means for storing a plurality of maximum power point control methods (MPPT) for controlling the solar power generation panel as an algorithm,
And control means for controlling the direction of the solar power generation panel by continuously applying a maximum power point control method (MPPT) stored in the storage means corresponding to the time measured by the measurement means,
Wherein the maximum power point control method includes a Perturbation and Observation (PO) control method, an IC (Incremental Conductance) control method, and a CV (Constant Voltage) control method.

The method of claim 1,
The control means applies the IC control method before 10 o'clock, applies the PO control method before 10 o'clock to 11 o'clock, applies the CV control method before 14 o'clock after 11 o'clock, Wherein the PO control method is applied before the time of 16:00 and the IC control method is continuously applied after 16:00.

3. The method of claim 2,
Wherein the control means continuously applies the maximum power point control method according to the amount of solar radiation measured in real time by the measurement means.

(a) performing an estimated selection control according to a maximum power point control method (MPPT) stored in a storage means for a solar power generation panel,
(b) detecting a real time irradiation amount with a detection sensor provided in the measurement means after execution of the step (a)
(c) selecting a maximum power point control method (MPPT) based on the solar irradiance detected in the step (b)
(d) comparing the estimated selection control in the step (a) with the actual selection control selected in the step (c) to execute the step (a) if the estimated selection control and the actual selection control are the same, And performing actual selection control when the control and the actual selection control are different from each other.

5. The method of claim 4,
Wherein the maximum power point control method (MPPT) includes a method of controlling a PO (Perturbation and Observation), an IC (Incremental Conductance) control method, and a CV (Constant Voltage) control method.

The method of claim 5,
(f) While the control of the solar power generation panel is being executed, when the variation of the solar radiation amount is continuously monitored and the amount of solar radiation is changed to be equal to or larger than the reference value for selecting the actual selection control, the installation direction, season, And controlling the most efficient control method in the corresponding time zone based on the total incident solar radiation amount according to the time zone.

The method of claim 6,
In the step (a), the IC control method is applied before 10 o'clock, the PO control method is applied before 10 o'clock to 11 o'clock, the CV control method is applied before 14 o'clock after 11 o'clock, Wherein the PO control method is applied before 16 o'clock and the IC control method is continuously applied after 16 o'clock.