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기존 태양광 접속반은 역극성과 과전류 차단을 위한 퓨즈와 다이오드로 구성되어 있어 화재 발생 시 화재 진단 기능이 없기 때문에 경제적 손실이 크다. 태양광 접속반에는 주위 환경 변화나 기타 요인에 따른 화재 사고가 많이 발생하게 되는데 지능형 진단 시스템을 갖춘 태양광 접속반은 실시간으로 방열판 온도, 이산화탄소, 일산화탄소, 접속반의 온도, 습도, 불꽃 센서와 태양광 패널의 전압, 전류를 센서를 통해 상태 확인이 가능하다.
태양광 패널에서 생성된 전압과 전류는 접속반을 거쳐 인버터로 가게 되는데 접속반에서 전류 센서와 ...

기존 태양광 접속반은 역극성과 과전류 차단을 위한 퓨즈와 다이오드로 구성되어 있어 화재 발생 시 화재 진단 기능이 없기 때문에 경제적 손실이 크다. 태양광 접속반에는 주위 환경 변화나 기타 요인에 따른 화재 사고가 많이 발생하게 되는데 지능형 진단 시스템을 갖춘 태양광 접속반은 실시간으로 방열판 온도, 이산화탄소, 일산화탄소, 접속반의 온도, 습도, 불꽃 센서와 태양광 패널의 전압, 전류를 센서를 통해 상태 확인이 가능하다.
태양광 패널에서 생성된 전압과 전류는 접속반을 거쳐 인버터로 가게 되는데 접속반에서 전류 센서와 저 역 통과 필터를 거쳐 측정하게 된다. 전압, 전류, 방열판 온도, 이산화탄소, 불꽃 센서값은 MCU 내부 16 Bit ADC를 통해 측정하였고, 일산화탄소 센서는 UART를 통해 측정하였다. 이산화탄소와 일산화탄소의 경우 가로 40cm, 세로 32cm의 철제 외함 내부에 초에 불을 붙여 연소시켜 나오는 가스를 측정하였으며, 불꽃센서는 1초 내에 감지되며, 오경보를 줄이기 위해 두 개의 불꽃 센서를 접속반의 좌측과 우측에 배치하여 이중화를 통한 신뢰성 있는 검출기능을 구현하였다.
스마트폰을 이용한 WiFi와 Ethernet 통신을 이용한 SCADA 모니터링 시스템을 통해 시간과 장소에 구애받지 않고 모니터링이 가능함을 확인하였고, 화재 예측 알고리즘은 기준치 이상, 다수의 센서에 이상이 감지되면 모니터링 시스템을 통해 사용자 및 관리자에게 실시간으로 화재 경보 상태를 알리게 된다. 방열판의 온도와 태양광 패널의 전압과 전류, 접속반의 습도는 실시간으로 값을 확인할 수 있고, 화재 발생 시 생성되는 유독가스 중 탄소를 함유한 대부분의 가연성 물질이 발생 되는데, 이중 이산화탄소와 일산화탄소의 농도가 각각 2,000ppm, 100ppm 이상 감지하고, 불꽃 센서의 경우 3초 이상 감지될 시 화재 경보가 발생된다. 화재 경보가 발생되면 인버터로 가는 전력을 차단기를 통해 차단하고, 자동확산 소화장치를 통해 CO2 소화 약제를 분사하게 된다. 만약 화재로 인해 접속반 컨트롤러의 제어가 안 될시 접속반 내부 온도가 70℃ 이상 되었을 시 ABC 자동소화 장치를 통해 소화 약제를 분사하게 된다. 화재 경보 알고리즘을 통해 접속반 내부의 상태를 실시간으로 확인할 수 있고, 화재 발생 시 2개의 자동소화 장치를 통해 초기 화재를 진압한다. 기존 태양광 발전 설비의 태양광 접속반은 설치단가가 상대적으로 낮기 때문에 전기관련 설비, 부품에서 많은 사고로 화재가 발생되는 문제점을 개선하고자 태양광 접속반에 각종 센서 및 통신 장비를 통해 화재 발생률을 줄이고, 화재 발생 시 보다 빠른 화재 감지를 통해 화재를 진압함으로써 경제적 손실 및 인명 위험, 화재 확산 등 문제점을 개선할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Existing photovoltaic connection module consists of a fuse and diode for reverse polarity and overcurrent blocking. A lot of fire accidents occur in photovoltaic connection module due to changes in the surrounding environment or other factors. photovoltaic connection module equipped with an intellig...

Existing photovoltaic connection module consists of a fuse and diode for reverse polarity and overcurrent blocking. A lot of fire accidents occur in photovoltaic connection module due to changes in the surrounding environment or other factors. photovoltaic connection module equipped with an intelligent diagnosis system provide real-time heat sink temperature, carbon dioxide, carbon monoxide, photovoltaic connection module temperature, humidity, flame sensor and solar power. It is possible to check the status of the voltage and current of the panel through the sensor. The voltage and current generated by the solar panel go to the inverter through the photovoltaic connection module, where it is measured through a current sensor and low-pass filter. The voltage, current, heat sink temperature, carbon dioxide, and flame sensor values ​​were measured through the 16-bit ADC inside the MCU, and the carbon monoxide sensor was measured through the UART. In the case of carbon dioxide and carbon monoxide, the gases emitted by burning a candle inside a 40 cm wide and 32 cm long iron case were measured. The flame sensor is detected within 1 second, and to reduce false alarms, two flame sensors are placed on the left and right sides of the photovoltaic connection module to realize a reliable detection function through duplication. It was confirmed that monitoring is possible regardless of time and place through the SCADA monitoring system using WiFi and Ethernet communication using a smartphone. It notifies the manager of the fire alarm status in real time. The temperature of the heat sink, the voltage and current of the photovoltaic panel, and the humidity of the photovoltaic connection module can be checked in real time, and most of the toxic gases generated during a fire are combustible materials containing carbon. Among them, the concentration of carbon dioxide and carbon monoxide It detects more than 2,000ppm and 100ppm, respectively, and in the case of a flame sensor, a fire alarm is generated when it is detected for more than 3 seconds. When a fire alarm occurs, the power to the inverter is cut off through the circuit breaker, and the CO2 fire extinguishing agent is sprayed through the automatic diffusion fire extinguishing system. If the photovoltaic connection module controller cannot be controlled due to a fire, the fire extinguishing agent is sprayed through the ABC automatic fire extinguishing system when the internal temperature of the photovoltaic connection module exceeds 70℃. Through the fire alarm algorithm, the status of the inside of the photovoltaic connection module can be checked in real time, and when a fire occurs, the initial fire is extinguished through two automatic fire extinguishing devices. Since the solar power junction panel of the existing solar power generation facility has a relatively low installation cost, in order to improve the problem that fires occur due to many accidents in electrical facilities and parts, the fire rate is reduced through various sensors and communication equipment in the solar power junction panel. In the event of a fire, it is possible to improve problems such as economic loss, risk of life, and fire spread by extinguishing the fire through faster fire detection.

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