KR102194729B1 - Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof - Google Patents

Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102194729B1
KR102194729B1 KR1020180117220A KR20180117220A KR102194729B1 KR 102194729 B1 KR102194729 B1 KR 102194729B1 KR 1020180117220 A KR1020180117220 A KR 1020180117220A KR 20180117220 A KR20180117220 A KR 20180117220A KR 102194729 B1 KR102194729 B1 KR 102194729B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermal infrared
solar panel
infrared temperature
thermal
temperature
Prior art date
Application number
KR1020180117220A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200037699A (en
Inventor
한경도
석민
Original Assignee
(주)카탈로닉스
석민
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)카탈로닉스, 석민 filed Critical (주)카탈로닉스
Priority to KR1020180117220A priority Critical patent/KR102194729B1/en
Publication of KR20200037699A publication Critical patent/KR20200037699A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102194729B1 publication Critical patent/KR102194729B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/48—Thermography; Techniques using wholly visual means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N5/225—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10048—Infrared image
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 장치 및 그 계측 방법이 개시된다. 개시된 열적외선 온도 계측 장치는, 태양광 패널의 일 영역의 온도를 계측하는 단수 픽셀의 열적외선 온도 센서 유닛과, 태양광 패널의 계측되는 일 영역까지의 거리를 측정하는 거리측정기와, 태양광 패널의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지를 촬영하는 촬상 유닛과, 열적외선 온도 센서 유닛 및 거리측정기가 태양광 패널의 모니터링 영역 전체를 스캔할 수 있도록 열적외선 온도 센서 유닛 및 거리측정기를 움직이는 서보 유닛과, 열적외선 온도 센서 유닛, 거리측정기, 촬상 유닛, 및 서보 유닛를 제어하고 열적외선 온도 센서 유닛, 거리측정기, 및 촬상 유닛에서 ??득된 정보들을 처리하는 프로세서;를 포함하며, 비열화상 이미지에 상응하는 촬영 화각 내에서 태양광 패널의 온도 정보를 순차적으로 수집하는 것을 특징으로 한다.Disclosed are an apparatus for measuring thermal infrared temperature and a method for measuring the same for monitoring a power generation solar panel. The disclosed thermal infrared temperature measuring apparatus includes a thermal infrared temperature sensor unit of a single pixel that measures the temperature of a region of a solar panel, a range finder that measures a distance to a measured region of the solar panel, and a solar panel An imaging unit that takes a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel, and a servo unit that moves the thermal infrared temperature sensor unit and range finder so that the thermal infrared temperature sensor unit and range finder can scan the entire monitoring area of the solar panel. , A thermal infrared temperature sensor unit, a range finder, an imaging unit, and a processor that controls the servo unit and processes information obtained from the thermal infrared temperature sensor unit, a range finder, and the imaging unit, and corresponds to a non-thermal image. It is characterized in that the temperature information of the solar panel is sequentially collected within the shooting angle.

Figure R1020180117220
Figure R1020180117220

Description

전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 장치 및 그 계측 방법{Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof}Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof

본 개시는 전력 생산 태양광 패널의 표면 온도를 계측하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열적외선 온도 센서와 스캐닝 장치를 이용한 열적외선 온도 계측 장치 및 그 계측 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an apparatus for measuring the surface temperature of a power-producing solar panel, and more particularly, to a thermal infrared temperature measuring apparatus using a thermal infrared temperature sensor and a scanning device, and a measurement method thereof.

태양광 발전 장치는 전력생산 태양광 패널(이하, 태양광 패널)에 광이 조사됨으로써 발생되는 직류 전력을 인버터에 의해 교류 전력으로 변환하고 전력 계통에 공급한다. 태양광 패널은 태양전지셀들로 이루어진 모듈들이 평평한 패널(즉, 판)에 행렬로 배열되어 형성된다.The photovoltaic device converts DC power generated by irradiating light onto a power-producing solar panel (hereinafter, referred to as a solar panel) by an inverter into AC power and supplies it to a power system. A solar panel is formed by arranging modules consisting of solar cells on a flat panel (ie, a plate) in a matrix.

태양광 패널의 유지보수와 더불어 실시간 생산 효율 증진 및 오손, 파손 여부를 감지하기 위하여 현재까지 많은 방법론이 제시된 바 있다. 특정 방법론에 의거하지 않고 계측된 태양광 패널의 온도자료는 태양광 패널의 장기적 유지보수 측면에서 매우 큰 역할을 한다. 이를테면, 태양광 패널의 임의의 지점에서 섭씨 85도 이상의 패널 표면 온도가 지속적으로 유지되는 경우 화재 발생 및 파손의 가능성이 매우 높아진다. 한편, 이러한 패널 표면의 온도를 산출하기 위한 종래의 방법은 마이크로볼로미터(microvolometer) 기반의 열화상 카메라를 통한 계측에 한정되어 있다. 이는 마이크로볼로미터의 저해상력 특성 상 기존 보편화된 일반 카메라에 비하여 1/10 이하 해상도의 이미지만을 산출 할 수 있으며, 원하는 화각과 장소의 이미지를 인력을 통해 직접 추적하여 데이터화 하여야 하며, 매우 고가의 센서로 인하여 지속적인 모니터링에는 적합하지 않다. 따라서 종래의 방법론은 실시간 모니터링이나 대형 및 수상 태양광 발전소에 대한 유의미한 현장 분석 기법을 제시하지 못하였다.Many methodologies have been proposed so far in order to improve real-time production efficiency and detect contamination and damage as well as maintenance of solar panels. The solar panel temperature data measured without a specific methodology plays a very large role in the long-term maintenance of the solar panel. For example, if the panel surface temperature of 85 degrees Celsius or higher is constantly maintained at any point on the solar panel, the possibility of fire and breakage is very high. Meanwhile, a conventional method for calculating the temperature of the panel surface is limited to measurement using a microvolometer-based thermal imaging camera. Due to the low-resolution characteristics of the microbolometer, it is possible to calculate only an image with a resolution of 1/10 or less compared to conventional cameras, and the image of the desired angle of view and location must be directly tracked and converted into data. Therefore, it is not suitable for continuous monitoring. Therefore, the conventional methodology has not been able to present a meaningful field analysis technique for real-time monitoring or large and floating solar power plants.

본 개시는 종래에 제안된 방법들이 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 패널의 과열, 파손, 오손 여부를 실시간으로 파악할 수 있으며, 태양광 패널 모니터링에 요구되는 비용을 절감시킬 수 있는 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 장치 및 그 계측 방법을 제공하고자 한다.The present disclosure is to solve the problems of the conventionally proposed methods, it is possible to determine whether overheating, damage, or damage of a solar panel in real time, and a solar panel that can reduce the cost required for solar panel monitoring It is intended to provide a thermal infrared temperature measurement device for monitoring and a measurement method thereof.

본 발명의 한 측면에 따르는 전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 장치는, 태양광 패널의 일 영역의 온도를 계측하는 단수 픽셀의 열적외선 온도 센서 유닛; 태양광 패널의 계측되는 일 영역까지의 거리를 측정하는 거리측정기; 태양광 패널의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지를 촬영하는 촬상 유닛; 열적외선 온도 센서 유닛 및 거리측정기가 태양광 패널의 모니터링 영역 전체를 스캔할 수 있도록 열적외선 온도 센서 유닛 및 거리측정기를 움직이는 서보 유닛; 및 열적외선 온도 센서 유닛, 거리측정기, 촬상 유닛, 및 서보 유닛를 제어하고 열적외선 온도 센서 유닛, 거리측정기, 및 촬상 유닛에서 ??득된 정보들을 처리하는 프로세서;를 포함하며, 비열화상 이미지에 상응하는 촬영 화각 내에서 태양광 패널의 온도 정보를 순차적으로 수집한다.In accordance with one aspect of the present invention, an apparatus for measuring thermal infrared temperature for monitoring a power-producing solar panel includes: a thermal infrared temperature sensor unit of a single pixel for measuring a temperature of a region of the solar panel; A range finder for measuring a distance to a measured area of the solar panel; An imaging unit for capturing a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel; A servo unit moving the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder so that the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder can scan the entire monitoring area of the solar panel; And a processor that controls the thermal infrared temperature sensor unit, the range finder, the imaging unit, and the servo unit and processes the information obtained from the thermal infrared temperature sensor unit, the range finder, and the imaging unit, and corresponds to a non-thermal image. The temperature information of the solar panel is sequentially collected within the shooting angle.

열적외선 온도 센서 유닛은 단수 픽셀의 써모파일 센서와, 태양광 패널의 일 영역을 상기 써모파일 센서의 수광면에 결상시키는 광학소자를 포함할 수 있다.The thermal infrared temperature sensor unit may include a thermopile sensor having a single pixel, and an optical element that forms an image of a region of a solar panel on a light receiving surface of the thermopile sensor.

서보 유닛은 열적외선 온도 센서 유닛 및 거리측정기를 2개 방향으로 움직이게 하는 2축 구동 서보일 수 있다.The servo unit may be a two-axis drive servo that moves the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder in two directions.

거리측정기는 레이저 거리측정기일 수 있다.The range finder may be a laser range finder.

프로세서에서 처리된 정보들을 외부 장치에 전송하고 외부 장치로부터 제어명령을 수신받는 통신부를 더 포함할 수 있다.It may further include a communication unit that transmits the information processed by the processor to the external device and receives a control command from the external device.

프로세서는 수집한 온도 정보를 기설정된 RGB 색영역을 통하여 지정 해상도의 열화상 이미지로 변환할 수 있다.The processor may convert the collected temperature information into a thermal image of a specified resolution through a preset RGB color gamut.

프로세서는 수집한 온도정보, 설정 열적외선 방사율, 촬영 화각 정보, 시간 정보를 이용하여, 촬영 1회당 최고 온도, 최저 온도, 중간값 온도, 및 평균 온도를 서보 유닛의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여 고온 이상 패널의 위치를 열화상 이미지 상에 표기할 수 있는 중첩 레이어로 변환하고, 비열화상 이미지, 열화상 이미지, 및 이상 패널 위치 레이어를 중첩하여 최종 열화상 이미지로 변환할 수 있다.The processor uses the collected temperature information, set thermal infrared emissivity, shooting angle information, and time information to link the maximum temperature, minimum temperature, median temperature, and average temperature per shooting with the shooting angle information according to the drive of the servo unit. Accordingly, the position of the high-temperature abnormal panel may be converted into a superimposed layer that can be displayed on the thermal image, and the non-thermal image, the thermal image, and the abnormal panel position layer may be superimposed and converted into a final thermal image.

본 발명의 다른 측면에 따르는 전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 방법은, 태양광 패널의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지를 촬영하는 단계; 단수 픽셀의 열적외선 온도 센서 유닛을 이용하여 태양광 패널의 일 영역의 열적외선의 방사율을 계측하고, 계측된 열적외선의 방사율을 온도로 변환하는 단계; 거리측정기를 이용하여 태양광 패널의 계측되는 일 영역까지의 거리를 측정하는 단계; 및 열적외선 온도 센서 유닛 및 거리측정기가 태양광 패널의 모니터링 영역 전체를 스캔할 수 있도록 열적외선 온도 센서 유닛 및 거리측정기를 움직이는 단계;를 포함하며, 비열화상 이미지에 상응하는 촬영 화각 내에서 태양광 패널의 온도 정보를 순차적으로 수집한다.In accordance with another aspect of the present invention, a method for measuring thermal infrared temperature for monitoring a power-producing solar panel includes: taking a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel; Measuring an emissivity of thermal infrared rays in a region of the solar panel using a thermal infrared temperature sensor unit of a single pixel, and converting the measured thermal infrared emissivity into temperature; Measuring a distance to a measured area of the solar panel using a range finder; And moving the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder so that the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder can scan the entire monitoring area of the solar panel; including, sunlight within a shooting angle corresponding to the non-thermal image The temperature information of the panel is sequentially collected.

열적외선 온도 계측 방법은, 수집한 온도 정보를 기설정된 RGB 색영역을 통하여 지정 해상도의 열화상 이미지로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다. The thermal infrared temperature measurement method may further include converting the collected temperature information into a thermal image of a specified resolution through a preset RGB color gamut.

열적외선 온도 계측 방법은, 수집한 온도정보, 설정 열적외선 방사율, 촬영 화각 정보, 시간 정보를 이용하여, 촬영 1회당 최고 온도, 최저 온도, 중간값 온도, 및 평균 온도를 서보 유닛의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여 고온 이상 패널의 위치를 열화상 이미지 상에 표기할 수 있는 중첩 레이어로 변환하는 단계; 및 비열화상 이미지, 열화상 이미지, 및 이상 패널 위치 레이어를 중첩하여 최종 열화상 이미지로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The thermal infrared temperature measurement method uses the collected temperature information, set thermal infrared emissivity, shooting angle information, and time information to determine the maximum temperature, minimum temperature, median temperature, and average temperature per shooting according to the drive of the servo unit. Converting the position of the high temperature abnormal panel into a superimposed layer that can be displayed on the thermal image in connection with the photographing angle of view information; And converting a final thermal image by overlapping the non-thermal image, the thermal image, and the abnormal panel position layer.

개시된 실시예에 의한 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 장치 및 그 계측 방법은 단수 픽셀의 해상도를 갖는 열적외선 온도 계측 센서를 통하여 다중의 촬영을 화각 이동시 마다 연속하여 운용하는 방법을 통해 태양광 패널의 과열, 파손, 오손 여부를 실시간으로 파악할 수 있게 있다.The thermal-infrared temperature measuring device for solar panel monitoring according to the disclosed embodiment and the measuring method thereof include a method of continuously operating multiple photographs at each angle of view through a thermal-infrared temperature measuring sensor having a resolution of a single pixel. It is possible to check in real time whether the panel is overheated, damaged, or damaged.

저렴한 비용의 써모파일(thermopile) 센서와 같은 단수 픽셀의 해상도를 갖는 열적외선 온도 계측 센서를 이용함으로써, 기존의 고가 마이크로볼로미터 기반의 열화상 장치를 효과적으로 대체할 수 있다.By using a thermal infrared temperature measuring sensor having a resolution of a single pixel, such as a low-cost thermopile sensor, it is possible to effectively replace the existing expensive microbolometer-based thermal imaging device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치에 채용되는 열적외선 온도 센서 유닛을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치가 설치된 예를 도시한다.
도 5는 태양광 패널의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치에서 입출력하는 데이터의 알고리즘 블록도를 개략적으로 도시한다.1 schematically shows a thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of an apparatus for measuring thermal infrared temperature according to an embodiment of the present invention.
3 schematically shows a thermal infrared temperature sensor unit employed in the thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 shows an example in which a thermal infrared temperature measuring device according to an embodiment of the present invention is installed.
5 schematically shows an example of a solar panel.
6 is a view for explaining the operation of the thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic block diagram of an algorithm of data input and output from a thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described later together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification, and the size or thickness of each element in the drawings may be exaggerated for clarity of description. In addition, in the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in the present specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.When a part of the specification is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치를 개략적으로 도시하며, 도 2는 본 발명에 따른 열적외선 온도 계측 장치의 개략적인 블록도를 도시하며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치에 채용되는 열적외선 온도 센서 유닛을 개략적으로 도시하며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치가 설치된 예를 도시한다.1 schematically shows a thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic block diagram of a thermal infrared temperature measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. A thermal infrared temperature sensor unit employed in the thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment is schematically shown, and FIG. 4 shows an example in which the thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is installed.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 열적외선 온도 계측 장치(100)는 전력생산 태양광 패널(P)을 모니터링하기 위한 장치로서, 열적외선 온도 센서 유닛(110), 거리측정기(120), 촬상유닛(130), 메모리(140), 프로세서(150), 서보 유닛(160), 전원(170) 및 통신부(180)를 포함한다.1 to 4, the thermal infrared temperature measuring device 100 of the present embodiment is a device for monitoring the power generation solar panel P, the thermal infrared temperature sensor unit 110, the distance meter 120 , An imaging unit 130, a memory 140, a processor 150, a servo unit 160, a power supply 170, and a communication unit 180.

열적외선 온도 센서 유닛(110)는 단수 픽셀의 써모파일 센서(113)와, 광학소자(117)를 포함한다. The thermal infrared temperature sensor unit 110 includes a thermopile sensor 113 of a single pixel and an optical element 117.

단수 픽셀의 써모파일 센서(113)는 태양광 패널(P)의 일 영역(도 1의 111A)의 적외선(111)을 계측하고, 계측된 적외선(111)의 방사율(emissivity)과 설정 방사율을 이용하여 온도를 계측한다. 써모파일 센서(113)는 최근 수은온도계를 대신하여 귓속형 체온계등의 온도 센서 소자로 널리 보급되고 있으며 온도의 정밀계측과 빠른 응답속도와 열원에 직접 닿지 않고도 계측할 수 있는 장점으로 인해 자동차 내부의 온도 측정 및 가전 기기의 온도측정 등의 다양한 분야로 그 응용범위가 급속히 확대되고 있다. 여기서, 단수 픽셀이란, 써모파일 센서(113)가 다수의 픽셀로 이루어진 열화상 이미지을 형성하는 것이 아니고, 온도를 계측하는 영역이 하나의 픽셀이라는 의미로 사용되었다.The thermopile sensor 113 of a single pixel measures the infrared ray 111 in one area (111A of FIG. 1) of the solar panel P, and uses the emissivity and set emissivity of the measured infrared ray 111 To measure the temperature. The thermopile sensor 113 is widely used as a temperature sensor element such as an in-ear thermometer instead of a mercury thermometer in recent years. Due to the advantages of precise measurement of temperature, fast response speed, and measurement without direct contact with a heat source, the thermopile sensor 113 The application range is rapidly expanding to various fields such as temperature measurement and temperature measurement of home appliances. Here, the singular pixel is used to mean that the thermopile sensor 113 does not form a thermal image composed of a plurality of pixels, and that an area measuring the temperature is one pixel.

써모파일 센서(113)는 기판(112)에 장착되어, 센서 케이스(114)에 의해 외부 환경으로부터 보호된다. 센서 케이스(114)에는 자외선이 입사될 수 있는 개구(115)가 마련된다. 도시되지는 않았지만, 개구(115)나, 광학소자(117) 또는 써모파일 센서(113)의 수광면 중 어느 하나에 온도 검출을 위한 적외선 대역만을 통과시키는 적외선 필터가 위치한다.The thermopile sensor 113 is mounted on the substrate 112 and is protected from the external environment by the sensor case 114. An opening 115 through which ultraviolet rays can be incident is provided in the sensor case 114. Although not shown, an infrared filter for passing only an infrared band for temperature detection is positioned on either the aperture 115, the optical element 117, or the light receiving surface of the thermopile sensor 113.

광학소자(117)는 태양광 패널(P)의 일 영역(111A)을 써모파일 센서(113)의 수광면에 결상시킨다. 이러한 광학소자(117)는, 도 3에는 단매의 렌즈로 표시되어 있으나 이는 간략히 도시하기 위한 것일 뿐이며, 고배율의 렌즈군일 수 있다. 광학소자(117), 가령 피사체의 크기와 거리 비를 나타내는 D:S가 30:1 이상의 망원 렌즈일 수 있다. 여기서, D:S가 30:1이라 함은, 30 미터 거리에서 지름 1미터의 피사체의 평균온도를 산출할 수 있음을 뜻하며, 피사체와의 거리가 좁을수록 공간해상력은 높아진다.The optical element 117 forms an image of a region 111A of the solar panel P on the light receiving surface of the thermopile sensor 113. The optical element 117 is shown as a single lens in FIG. 3, but this is only for illustrative purposes and may be a lens group having a high magnification. The optical device 117, for example, may be a telephoto lens having a D:S of 30:1 or more representing a size and distance ratio of a subject. Here, when D:S is 30:1, it means that the average temperature of a subject having a diameter of 1 meter can be calculated at a distance of 30 meters, and the spatial resolution increases as the distance to the subject is narrower.

광학소자(117)는 고정 배율을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로 광학소자(117)는 외부신호에 의해 자동으로 조절되는 오토 줌렌즈 또는 수동적으로 조절되는 수동 줌렌즈일 수도 있다. 이러한 광학소자(117)는 열적외선 온도 센서 유닛(110)의 센서 케이스(114)에 장착될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다. 가령 광학소자(117)는 하우징(도 2의 190)에 장착될 수도 있다.The optical device 117 may have a fixed magnification, but is not limited thereto. As another example, the optical device 117 may be an auto zoom lens that is automatically controlled by an external signal or a manual zoom lens that is manually controlled. The optical device 117 may be mounted on the sensor case 114 of the thermal infrared temperature sensor unit 110, but is not limited thereto. For example, the optical element 117 may be mounted on the housing (190 in FIG. 2).

거리측정기(120)는 상용의 레이저 거리측정기일 수 있다. 레이저 거리측정기는 레이저광을 출사하고 피사체에서 반사된 레이저광을 수광함으로써 거리를 측정한다. 가령, 펄스형 레이저광을 출사하고 반사된 레이저광을 검출하는데까지 걸리는 시간을 이용하여 거리를 측정하거나, 연속발진형 레이저를 변조시켜 거리를 구할 수 있다. 거리측정기(120)에서 관측된 정보는 서보 유닛(160)의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여, 태양광 패널(P)에서 열적외선 온도 센서 유닛(110)가 계측하고 있는 지점을 특정하는데 사용된다. 열적외선 온도 센서 유닛(110)과 거리측정기(120)는 하나의 모듈(191)이 되어 일체로 움직이도록 할 수 있다. 상기 모듈(191)에는 촬상유닛(130), 메모리(140), 및 프로세서(150)도 포함될 수 있다.The range finder 120 may be a commercial laser range finder. The laser range finder measures the distance by emitting laser light and receiving the laser light reflected from the subject. For example, the distance may be measured using the time taken to emit pulsed laser light and detect the reflected laser light, or the distance may be obtained by modulating a continuous laser. The information observed by the range finder 120 is used to specify the point measured by the thermal infrared temperature sensor unit 110 in the solar panel P in conjunction with the shooting angle information according to the drive of the servo unit 160 do. The thermal infrared temperature sensor unit 110 and the range finder 120 may become a single module 191 to move integrally. The module 191 may also include an imaging unit 130, a memory 140, and a processor 150.

촬상유닛(130)은 태양광 패널(P)의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지를 촬영한다. 이러한 촬상유닛(130)은 예를 들어 이미지센서와 광학유닛을 포함할 수 있다. 비열화상 이미지는 RGB 이미지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령 비열화상 이미지는 R대역이나 그밖의 다른 대역의 단색 이미지일 수도 있다.The imaging unit 130 captures a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel P. The imaging unit 130 may include, for example, an image sensor and an optical unit. The non-thermal image may be an RGB image, but is not limited thereto. For example, the non-thermal image may be a monochromatic image in the R band or other bands.

메모리(140)는 휘발성 메모리나 비휘발성 메모리와 같은 내장 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(140)는 프로세서(150)의 제어에 의해 열적외선 온도 계측 장치(100)를 구동하고 제어하는 다양한 데이터, 프로그램 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 메모리(140)는 온도 센서 유닛(110), 거리측정기(120), 촬상유닛(130), 프로세서(150), 서보 유닛(160), 입/출력을 위한 통신부(180)의 구동에 대응되는 입력/출력되는 신호 또는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어 메모리(140)는 수집한 온도정보, 열적외선을 온도로 변환하기 위하여 써모파일 센서(113)에 기설정된 열적외선 방사율 상수(또는 테이블), 촬영 화각 정보, 계측 시간 정보, 촬영 1회당 최고/최저/중간값/평균 온도와 같은 데이터를 저장할 수 있다.The memory 140 may include an internal memory such as a volatile memory or a nonvolatile memory. The memory 140 may store various data, programs, or applications for driving and controlling the thermal infrared temperature measuring apparatus 100 under the control of the processor 150. The memory 140 is an input corresponding to the driving of the temperature sensor unit 110, the range finder 120, the imaging unit 130, the processor 150, the servo unit 160, and the communication unit 180 for input/output. / Can store the output signal or data. For example, the memory 140 includes collected temperature information, thermal infrared emissivity constant (or table) preset in the thermopile sensor 113 to convert the thermal infrared rays into temperature, shooting angle information, measurement time information, per shooting Data such as maximum/lowest/medium/average temperature can be stored.

프로세서(150)는 열적외선 온도 센서 유닛(110), 거리측정기(120), 촬상유닛(130), 서보 유닛(160), 입/출력을 위한 통신부(180)를 포함하여 열적외선 온도 계측 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(150)는 온도 센서 유닛(110), 거리측정기(120), 촬상유닛(130)에서 ??득된 정보들을 처리할 수도 있다.The processor 150 includes a thermal infrared temperature sensor unit 110, a range finder 120, an imaging unit 130, a servo unit 160, and a communication unit 180 for input/output. 100) overall operation can be controlled. Further, the processor 150 may process information obtained from the temperature sensor unit 110, the distance measurer 120, and the imaging unit 130.

서보 유닛(160)은 열적외선 온도 센서 유닛(110)과 거리측정기(120)를 동시에 움직여, 열적외선 온도 센서 유닛(110)가 상기 태양광 패널(P)의 모니터링 영역 전체를 스캔할 수 있도록 한다. 서보 유닛(160)은 하우징(190)를 움직여, 그 안에 있는 열적외선 온도 센서 유닛(110)과 거리측정기(120)가 움직이도록 할 수 있다. 다른 예로, 서보 유닛(160)은 열적외선 온도 센서 유닛(110)과 거리측정기(120)만을 움직이도록 구성될 수도 있다.The servo unit 160 simultaneously moves the thermal infrared temperature sensor unit 110 and the range finder 120 so that the thermal infrared temperature sensor unit 110 can scan the entire monitoring area of the solar panel P. . The servo unit 160 may move the housing 190 so that the thermal infrared temperature sensor unit 110 and the distance meter 120 therein may move. As another example, the servo unit 160 may be configured to move only the thermal infrared temperature sensor unit 110 and the range finder 120.

서보 유닛(160)은 태양광 패널(P)의 모니터링 영역 전체를 종방향(A) 및 횡방향(B)으로 스캐닝할 수 있도록 2축 구동 서보일 수 있다. 이러한 2축 구동 서보는 단일 유닛으로 종방향(A)으로 1축 구동하는 제1 서보(161)와, 횡방향(B)으로 1축 구동하는 제2 서보(162)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 서보(161, 162)는 각각 소정 각도간격으로 회전하는 스텝모터를 포함할 수 있다.The servo unit 160 may be a two-axis drive servo to scan the entire monitoring area of the solar panel P in the longitudinal direction (A) and the transverse direction (B). The two-axis drive servo may include a first servo 161 that drives one axis in the vertical direction (A) as a single unit and a second servo 162 that drives one axis in the horizontal direction (B). Each of the first and second servos 161 and 162 may include a step motor that rotates at predetermined angular intervals.

전원(170)는 가령, 내장 배터리일 수 있다. 다른 예로, 전원(170)은 외부로 유선으로 공급받는 전력일 수 있다.The power supply 170 may be, for example, a built-in battery. As another example, the power supply 170 may be power supplied externally by wire.

통신부(180)는 열적외선 온도 계측 장치(100)와 외부 장치(210)사이의 입출력을 담당한다. 통신부(180)는 안테나(181)를 통하여 외부에 연결하는 무선 통신 모듈이나, 또는 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다.The communication unit 180 is responsible for input/output between the thermal infrared temperature measuring device 100 and the external device 210. The communication unit 180 may include a wireless communication module connected to the outside through an antenna 181 or a wired communication module.

열적외선 온도 센서 유닛(110), 거리측정기(120), 촬상유닛(130), 메모리(140), 프로세서(150), 전원(170) 및 통신부(180)는 하우징(190)에 내장된다. 서보 유닛(160)의 서보모터나 구동부 역시 하우징(190) 내에 내장될 수 있다. 하우징(190)은 외부로부터 열적외선 온도 계측 장치(100)의 부품들이 보호될 수 있도록 방수 및 방진될 수 있도록 구성될 수 있다.The thermal infrared temperature sensor unit 110, the range finder 120, the imaging unit 130, the memory 140, the processor 150, the power supply 170, and the communication unit 180 are embedded in the housing 190. The servo motor or the driving unit of the servo unit 160 may also be built into the housing 190. The housing 190 may be configured to be waterproof and dustproof so that components of the thermal infrared temperature measuring apparatus 100 can be protected from the outside.

상기와 같은 열적외선 온도 계측 장치(100)은 태양광 패널(P)의 넓은 면적을 장애없이 모니터링할 수 있도록 도 4에 도시되는 것과 같이 관측탑(200)에 설치될 수 있을 것이다.The thermal infrared temperature measuring device 100 as described above may be installed in the observation tower 200 as shown in FIG. 4 so that a large area of the solar panel P can be monitored without obstacles.

다음으로 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치(100)의 동작을 설명하기로 한다.Next, an operation of the thermal infrared temperature measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5는 태양광 패널(P)을 개략적으로 도시하며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치의 동작을 설명하는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적외선 온도 계측 장치에서 입출력하는 데이터의 알고리즘 블록도를 개략적으로 도시한다.5 schematically shows a solar panel P, FIG. 6 is a view for explaining the operation of the thermal infrared temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is An algorithm block diagram of data input and output from the thermal infrared temperature measuring device is schematically shown.

도 5를 참조하면, 태양광의 빛에너지를 전기에너지로 전환시키는 태양전지셀(C)이 복수개 모여 태양전지 모듈(M)을 이루며, 이러한 태양전지 모듈(M)이 2차원적으로 배열되어 하나의 태양광 패널(P)을 이룬다. 통상적으로 태양전지셀(C) 자체가 고장나게 되면, 고장난 태양전지셀(C)이 속한 태양전지 모듈(M)을 교체할 수 있게 되어 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of solar cell cells (C) for converting light energy of sunlight into electrical energy are gathered to form a solar cell module (M), and these solar cell modules (M) are arranged two-dimensionally to form one It forms a solar panel (P). Typically, when the solar cell (C) itself fails, it is possible to replace the solar cell module (M) to which the failed solar cell (C) belongs.

도 6 및 도 7을 참조하면, 열적외선 온도 계측 장치(100)는 촬상유닛(130)을 통해 먼저 태양광 패널(P)의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지를 촬영한다. 촬영된 비열화상 이미지는 메모리(140)에 저장된다. 촬상유닛(130)는 예를 들어 15분 간격, 30분 간격 또는 1시간 간격과 같은 소정 시간 간격마다 태양광 패널(P)의 모니터링 영역에 대한 비열화상 이미지를 촬영한다. 상기 소정시간은 후술하는 바와 같이 태양광 패널(P)의 모니터링 영역 전역에 대한 1회의 온도 정보를 획득하는데 소요되는 시간과 같거나 그보다 클 수 있다.6 and 7, the thermal infrared temperature measuring apparatus 100 first captures a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel P through the imaging unit 130. The captured non-thermal image is stored in the memory 140. The imaging unit 130 captures a non-thermal image of the monitoring area of the solar panel P at predetermined time intervals such as 15 minutes, 30 minutes, or 1 hour intervals. The predetermined time may be equal to or greater than the time required to acquire temperature information for the entire monitoring area of the solar panel P, as described later.

다음으로, 프로세서(150)는 열적외선 온도 센서 유닛(110) 및 서보유닛(160)을 제어하여 태양광 패널(P)의 모니터링 영역에 온도 정보를 순차적으로 수집한다. 열적외선 온도 센서 유닛(110)는 태양광 패널(P)의 일 영역(111A)의 열적외선(A)의 방사율을 계측하고, 계측된 열적외선의 방사율을 온도로 변환하여 온도를 계측한다. 계측된 열적외선의 방사율의 온도 변환은 프로세서(150)에서 수행될 수도 있다. 한편, 온도가 계측되는 영역(111A)의 위치정보는 서보유닛(160)의 구동정보 및 거리측정기(120)에서 얻어지는 거리정보를 통해 구해진다. 태양광 패널(P)의 일 영역(111A)에 대한 온도 계측이 완료되면, 서보유닛(160)은 열적외선 온도 센서 유닛(110)을 종방향(A)으로 소정의 구동 각도로 회전시켜 열적외선 온도 센서 유닛(110)이 태양광 패널(P)의 일 영역(111A)의 이웃한 영역(111B)을 온도 계측하도록 한다. 이와 같은 동작을 순차적으로 함으로써, 태양광 패널(P)의 모니터링 영역의 일 영역(111A)을 포함한 종방향(A)의 일 열에 대한 온도 정보를 얻게 된다. 다음으로, 서보유닛(160)은 열적외선 온도 센서 유닛(110)을 횡방향(B)으로 소정의 구동 각도로 회전시킨 후 이와 같은 동작을 순차적으로 수행하도록 한다. 서보유닛(160)의 구동 각도는 일정한 상수이거나, 피사체인 태양광 패널(P)과의 화각 및 거리에 따라 달라지는 값일 수 있다.Next, the processor 150 controls the thermal infrared temperature sensor unit 110 and the servo unit 160 to sequentially collect temperature information in the monitoring area of the solar panel P. The thermal infrared temperature sensor unit 110 measures the emissivity of the thermal infrared ray A of the area 111A of the solar panel P, converts the measured emissivity of the thermal infrared ray into temperature, and measures the temperature. The temperature conversion of the measured emissivity of thermal infrared rays may be performed by the processor 150. On the other hand, the location information of the region 111A in which the temperature is measured is obtained through driving information of the servo unit 160 and distance information obtained from the range finder 120. When the temperature measurement for one area 111A of the solar panel P is completed, the servo unit 160 rotates the thermal infrared temperature sensor unit 110 at a predetermined driving angle in the longitudinal direction A to reduce thermal infrared rays. The temperature sensor unit 110 measures the temperature of the neighboring region 111B of the one region 111A of the solar panel P. By sequentially performing such an operation, temperature information for one row in the longitudinal direction A including the one region 111A of the monitoring region of the solar panel P is obtained. Next, the servo unit 160 rotates the thermal infrared temperature sensor unit 110 in the horizontal direction (B) at a predetermined driving angle, and then sequentially performs such an operation. The driving angle of the servo unit 160 may be a constant constant or a value that varies depending on the angle of view and distance to the solar panel P, which is a subject.

상기와 같이 동작시킴으로써, 태양광 패널(P)의 모니터링 영역 전역에 온도 정보를 순차적으로 얻게 된다. 가령, 도 6의 좌측은 태양광 패널(P)에 대한 종방향(A) 및 횡방향(B)으로 온도를 계측하는 동작을 도시한다.By operating as described above, temperature information is sequentially obtained over the entire monitoring area of the solar panel P. For example, the left side of FIG. 6 shows the operation of measuring the temperature in the longitudinal direction (A) and the transverse direction (B) for the solar panel P.

한편, 프로세서(160)는, 수집한 온도 정보를 기설정된 RGB 색영역을 통하여 지정 해상도의 열화상 이미지로 변환하는 동작을 수행할 수 있다. 가령, 도 6의 우측에 도시된 바와 같이, 계측된 온도정보를 이용하여 D1 영역이나 D2 영역과 같은 고온의 이상 패널 영역만을 태양광 패널(P)에 대한 열화상 이미지로 변환시킬 수 있다. 물론 모니터링 영역 전체를 RGB의 열화상 이미지로 변환할 수도 있다.Meanwhile, the processor 160 may perform an operation of converting the collected temperature information into a thermal image of a specified resolution through a preset RGB color gamut. For example, as shown on the right side of FIG. 6, only the high temperature abnormal panel area such as the D1 area or the D2 area may be converted into a thermal image of the solar panel P using the measured temperature information. Of course, the entire monitoring area can be converted into an RGB thermal image.

나아가, 프로세서(160)는 수집한 온도정보, 기설정된 열적외선 방사율, 촬영 화각 정보, 시간 정보를 이용하여, 촬영 1회당 최고 온도, 최저 온도, 중간값 온도, 및 평균 온도를 서보 유닛(160)의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여 고온 이상 패널의 위치를 상기 열화상 이미지 상에 표기할 수 있는 중첩 레이어로 변환하고, 비열화상 이미지, 열화상 이미지, 및 이상 패널 위치 레이어를 중첩하여 최종 열화상 이미지로 변환할 수도 있다.Further, the processor 160 uses the collected temperature information, preset thermal infrared emissivity, photographing angle of view information, and time information, to determine the highest temperature, lowest temperature, median temperature, and average temperature per one shooting. The position of the high-temperature abnormal panel is converted into a superimposed layer that can be displayed on the thermal image by linking with the photographing angle of view information according to the operation of It can also be converted to an image image.

상기와 같이 온도 계측을 위한 입력 데이터는 계측 온도, 기설정된 방사율 상수, 서보 동작 시 마다 피사체와의 화각 정보를 기록하기 위한 구동 각도, 초기 촬영 비열화상 이미지가 되며, 이를 이용하여 형성하는 출력 데이터는 열화상 데이터를 설정된 RGB 색영역에 따라 표시되는 열적외선 이미지, 초기 촬영 비열화상 이미지와 열화상 데이터를 중첩한 사용자용 열화상 이미지, 데이터 중 최고 및 최저 온도, 온도 중간값, 온도 평균값, 구동 각도와 열적외 온도 계측으로부터 산출한 고온 영역 온도 및 위치 데이터가 된다.As described above, the input data for temperature measurement are the measured temperature, a preset emissivity constant, a driving angle for recording the angle of view information with the subject at each servo operation, and an initial photographing non-thermal image, and the output data formed using this is Thermal infrared image that displays thermal image data according to the set RGB color gamut, thermal image for users that superimposes the initial shooting non-thermal image and thermal image data, the highest and lowest temperature among the data, the temperature median value, the average temperature value, the driving angle It becomes the high-temperature region temperature and position data calculated from and thermal infrared temperature measurement.

상기와 같은 출력 데이터는 통신부를 통해 외부 장치(210)로 전달된다. 외부 장치(210)는 관제센터의 서버일 수 있다. 또는 외부 장치(210)는 관제센터의 서버와 네트워크를 통해 연결하는 중계기일 수도 있다.The output data as described above is transmitted to the external device 210 through the communication unit. The external device 210 may be a server of the control center. Alternatively, the external device 210 may be a repeater connected to the server of the control center through a network.

상기와 같은 출력 데이터는 반복적이고 연속적으로 생성될 수 있으며, 이에 따라 사용자로 하여금 태양광 패널(P)을 실시간으로 모니터링하도록 할 수 있다.The output data as described above may be repeatedly and continuously generated, thereby allowing the user to monitor the solar panel P in real time.

프로세서(160)는 이상 유무에 대한 판단까지 하여, 이상이라고 판단되는 경우 경보 메시지를 외부 장치(210)에 전송할 수도 있을 것이다.The processor 160 may even determine whether there is an abnormality, and transmit an alarm message to the external device 210 when it is determined that there is an abnormality.

본 실시예는 프로세서(160)가 계측된 온도정보를 태양광 패널(P)에 대한 열화상 이미지로 변환시키는 작업이나 최종 열화상 이미지로 변환시키는 작업을 수행하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 수집한 온도정보, 설정 열적외선 방사율, 촬영 화각 정보, 시간 정보를 클라우드 서버로 전송하여, 클라우드 서버가 수집된 온도정보가 RGB로 표현된 열화상 이미지나, 비열화상 이미지, 열화상 이미지, 및 이상 패널 위치 레이어를 중첩한 최종 열화상 이미지의 변환 작업을 수행토록 할 수도 있을 것이다.In the present embodiment, the processor 160 converts the measured temperature information into a thermal image for the solar panel P or a final thermal image, but is not limited thereto. For example, the collected temperature information, set thermal infrared emissivity, shooting angle information, and time information are transmitted to the cloud server, and the temperature information collected by the cloud server is expressed in RGB, a thermal image, a non-thermal image, a thermal image, And, it may be possible to perform a conversion operation of the final thermal image in which the abnormal panel position layer is superimposed.

전술한 본 발명인 전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 장치 및 그 계측 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described apparatus for measuring thermal infrared temperature for monitoring an electric power generation solar panel and a method of measuring the same have been described with reference to the embodiments shown in the drawings to aid understanding, but these are only exemplary and common knowledge in the art. Those who have a will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the appended claims.

100: 열적외선 온도 계측 장치 110: 열적외선 온도 센서 유닛
120: 거리측정기 130: 촬상유닛
140: 메모리 150: 프로세서
160: 서보 유닛 170: 전원
180: 통신부 190: 하우징
200: 관측탑 210: 서버
P: 태양광 패널100: thermal infrared temperature measuring device 110: thermal infrared temperature sensor unit
120: range finder 130: imaging unit
140: memory 150: processor
160: servo unit 170: power supply
180: communication unit 190: housing
200: observation tower 210: server
P: solar panel

Claims (10)

전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 장치에 있어서,
태양광 패널의 일 영역의 온도를 계측하는 단수 픽셀의 열적외선 온도 센서 유닛;
상기 태양광 패널의 계측되는 일 영역까지의 거리를 측정하는 거리측정기;
상기 태양광 패널의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지를 촬영하는 촬상 유닛;
상기 열적외선 온도 센서 유닛 및 상기 거리측정기를 움직여, 상기 열적외선 온도 센서 유닛 및 상기 거리측정기가 상기 촬상 유닛에 의해 촬영된 태양광 패널의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지에 상응하는 촬영 화각 내에서 상기 태양광 패널의 온도 정보를 순차적으로 수집하도록 구성된 서보 유닛; 및
상기 열적외선 온도 센서 유닛, 상기 거리측정기, 상기 촬상 유닛, 및 상기 서보 유닛를 제어하고 상기 열적외선 온도 센서 유닛, 상기 거리측정기, 및 상기 촬상 유닛에서 ??득된 정보들을 처리하는 프로세서;를 포함하며,
상기 열적외선 온도 계측 장치가 관측탑에 설치되는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 장치.In the thermal infrared temperature measuring device for monitoring a power generation solar panel,
A thermal infrared temperature sensor unit of a single pixel for measuring a temperature of a region of the solar panel;
A distance meter measuring a distance to a measured area of the solar panel;
An imaging unit for capturing a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel;
By moving the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder, the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder are within a shooting angle corresponding to a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel photographed by the imaging unit. A servo unit configured to sequentially collect temperature information of the solar panel; And
And a processor that controls the thermal infrared temperature sensor unit, the range finder, the imaging unit, and the servo unit, and processes information obtained from the thermal infrared temperature sensor unit, the range finder, and the imaging unit, and
The thermal infrared temperature measuring device, characterized in that the thermal infrared temperature measuring device is installed in the observation tower. 제1 항에 있어서,
상기 열적외선 온도 센서 유닛은 단수 픽셀의 써모파일 센서와, 상기 태양광 패널의 일 영역을 상기 써모파일 센서의 수광면에 결상시키는 광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 장치.The method of claim 1,
The thermal infrared temperature sensor unit comprises a thermopile sensor of a single pixel, and an optical element for forming an image of a region of the solar panel on a light receiving surface of the thermopile sensor. 제1 항에 있어서,
상기 서보 유닛은 상기 열적외선 온도 센서 유닛 및 상기 거리측정기를 2개 방향으로 움직이게 하는 2축 구동 서보인 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 장치.The method of claim 1,
The servo unit is a thermal infrared temperature measuring device, characterized in that the two-axis drive servo to move the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder in two directions. 제1 항에 있어서,
상기 거리측정기는 레이저 거리측정기인 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 장치.The method of claim 1,
The thermal infrared temperature measuring device, characterized in that the distance meter is a laser distance meter. 제1 항에 있어서,
상기 프로세서에서 처리된 정보들을 외부 장치에 전송하고 외부 장치로부터 제어명령을 수신받는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 장치.The method of claim 1,
And a communication unit that transmits the information processed by the processor to an external device and receives a control command from the external device. 제1 항에 있어서,
상기 프로세서는 수집한 온도 정보를 기설정된 RGB 색영역을 통하여 지정 해상도의 열화상 이미지로 변환하는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 장치.The method of claim 1,
The processor converts the collected temperature information into a thermal image of a specified resolution through a preset RGB color gamut. 제6 항에 있어서,
상기 프로세서는 수집한 온도정보, 설정 열적외선 방사율, 촬영 화각 정보, 시간 정보를 이용하여, 촬영 1회당 최고 온도, 최저 온도, 중간값 온도, 및 평균 온도를 상기 서보 유닛의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여 고온 이상 패널의 위치를 상기 열화상 이미지 상에 표기할 수 있는 중첩 레이어로 변환하고, 비열화상 이미지, 열화상 이미지, 및 이상 패널 위치 레이어를 중첩하여 최종 열화상 이미지로 변환하는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 장치.The method of claim 6,
The processor uses the collected temperature information, set thermal infrared emissivity, photographing angle of view information, and time information to determine the maximum temperature, minimum temperature, median temperature, and average temperature per shooting, and photographing angle of view information according to driving of the servo unit. In conjunction with, the position of the high-temperature abnormal panel is converted into a superimposed layer that can be displayed on the thermal image, and the non-thermal image, the thermal image, and the abnormal panel position layer are superimposed and converted into a final thermal image. Thermal infrared temperature measuring device. 전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측 방법에 있어서,
촬상 유닛을 이용하여 태양광 패널의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지를 촬영하는 단계;
단수 픽셀의 열적외선 온도 센서 유닛을 이용하여 상기 태양광 패널의 일 영역의 열적외선의 방사율을 계측하고, 계측된 열적외선의 방사율을 온도로 변환하는 단계;
거리측정기를 이용하여 상기 태양광 패널의 계측되는 일 영역까지의 거리를 측정하는 단계; 및
서보 유닛을 이용하여 상기 열적외선 온도 센서 유닛 및 상기 거리측정기를 움직여, 상기 열적외선 온도 센서 유닛 및 상기 거리측정기가 상기 촬상 유닛에 의해 촬영된 태양광 패널의 모니터링 영역 전체에 대한 비열화상 이미지에 상응하는 촬영 화각 내에서 상기 태양광 패널의 온도 정보를 순차적으로 수집하는 단계;를 포함하며,
상기 전력생산 태양광 패널 모니터링을 위한 열적외선 온도 계측은 관측탑에서 수행되는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 방법.In the thermal infrared temperature measurement method for monitoring a power generation solar panel,
Capturing a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel using an imaging unit;
Measuring the emissivity of thermal infrared rays in a region of the solar panel using a thermal infrared temperature sensor unit of a single pixel, and converting the measured thermal infrared radiation into temperature;
Measuring a distance to a measured area of the solar panel using a range finder; And
By moving the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder using a servo unit, the thermal infrared temperature sensor unit and the range finder correspond to a non-thermal image of the entire monitoring area of the solar panel photographed by the imaging unit. Including; sequentially collecting temperature information of the solar panel within the shooting angle of view,
The thermal infrared temperature measurement method for monitoring the power generation solar panel, characterized in that the thermal infrared temperature measurement is performed in an observation tower. 제8 항에 있어서,
수집한 온도 정보를 기설정된 RGB 색영역을 통하여 지정 해상도의 열화상 이미지로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 방법.The method of claim 8,
The thermal infrared temperature measurement method further comprising the step of converting the collected temperature information into a thermal image of a specified resolution through a preset RGB color gamut. 제9 항에 있어서,
수집한 온도정보, 설정 열적외선 방사율, 촬영 화각 정보, 시간 정보를 이용하여, 촬영 1회당 최고 온도, 최저 온도, 중간값 온도, 및 평균 온도를 상기 서보 유닛의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여 고온 이상 패널의 위치를 상기 열화상 이미지 상에 표기할 수 있는 중첩 레이어로 변환하는 단계; 및
비열화상 이미지, 열화상 이미지, 및 이상 패널 위치 레이어를 중첩하여 최종 열화상 이미지로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열적외선 온도 계측 방법.The method of claim 9,
Using the collected temperature information, set thermal infrared emissivity, shooting angle information, and time information, the maximum temperature, minimum temperature, median temperature, and average temperature per shooting are linked with the shooting angle information according to the driving of the servo unit. Converting the position of the high-temperature abnormality panel into an overlapping layer that can be displayed on the thermal image; And
The method of measuring thermal infrared temperature further comprising: converting a non-thermal image, a thermal image, and an abnormal panel position layer into a final thermal image by overlapping the layer.
KR1020180117220A 2018-10-01 2018-10-01 Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof KR102194729B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180117220A KR102194729B1 (en) 2018-10-01 2018-10-01 Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180117220A KR102194729B1 (en) 2018-10-01 2018-10-01 Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200037699A KR20200037699A (en) 2020-04-09
KR102194729B1 true KR102194729B1 (en) 2020-12-23

Family

ID=70276044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180117220A KR102194729B1 (en) 2018-10-01 2018-10-01 Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102194729B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101825725B1 (en) * 2017-06-29 2018-02-06 (주)위너스엔지니어링 Method and device for diagnosing deterioration of solar cell module

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106471358A (en) * 2014-04-22 2017-03-01 高空遥控器股份有限公司 The fault detection detection system of solar panel

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101825725B1 (en) * 2017-06-29 2018-02-06 (주)위너스엔지니어링 Method and device for diagnosing deterioration of solar cell module

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200037699A (en) 2020-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5197642B2 (en) Solar power system
US20130155248A1 (en) Thermal imaging camera for infrared rephotography
US8316555B2 (en) Non-contact data transfer from moving systems
WO2011070899A1 (en) Solar power generation system
EP2690864A2 (en) Thermal imaging camera with graphical temperature plot
CN102147290A (en) Infrared imaging temperature-monitoring method and system
KR20160144657A (en) Apparatus for remote monitoring of photovoltaic equipment using thermo-graphic camera
CN103162843A (en) Zero shutter thermal infrared imager based on voice operated exchange (VOX) detector and use method thereof
CN112752027A (en) Intelligent operation and maintenance system for communication module detection assembly line
CN112326038A (en) Transformer substation intelligent temperature measurement system based on 5G communication and temperature measurement method thereof
CN110666814A (en) Power distribution network inspection robot
CN212635748U (en) Power distribution network inspection robot
Doll et al. High-throughput, outdoor characterization of photovoltaic modules by moving electroluminescence measurements
KR102091493B1 (en) Remote administration system of solar photovoltaic power station
KR102194729B1 (en) Thermal-infrared temperature measurement apparatus for monitoring photovoltaic solar panel and measurement method thereof
KR102277509B1 (en) Thermal imaging apparatus
CN110059592A (en) A kind of mirror field cloud block detection method and device based on polyphaser
CN208079019U (en) A kind of photovoltaic plant inspection device based on unmanned plane remote control and regulation
CN106197683B (en) A kind of portable intelligent infrared temperature measurement system
CN216645612U (en) Imaging system for thermal infrared imager and thermal infrared imager
CN109116871A (en) A kind of monitoring system in wide area field power station
CN103558558A (en) Silicon solar cell conversion efficiency detection device and detection method
CN210922848U (en) Infrared thermal imager for transformer substation
CN110967117B (en) Thermal imaging early warning system for power transmission line
CN102109413B (en) Uniformity measuring system and method

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant