JP6093053B2 - 太陽光発電データ収集装置 - Google Patents

Description

本発明の技術分野は太陽光発電装置に関し、特に太陽光発電の結果値をモニタリングする装置に関するものである。

石油など化石エネルギーの枯渇や環境汚染への懸念により、代替エネルギーに対する関心が高まっている。その中でも太陽電池を取り付けたパネルを大規模に広げ、太陽光エネルギーを用いて電気を大量生産する発電である太陽光発電が脚光を浴びている。太陽光発電は無限で無公害の太陽光エネルギーを利用するために燃料費がかからず、大気汚染や廃棄物の発生がないという長所がある。

太陽光エネルギーの発電方式には独立型方式と系統連携型方式がある。系統連携型方式は、太陽光発電装置を既存の電力系統に連結して使用する。太陽光発電システムから昼間に電気が発生すれば送電し、夜間や雨天時には系統から電気を供給される。系統連携型太陽光発電システムを効率的に使用するために軽負荷であれば、バッテリエネルギー貯蔵システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＥＳＳ）に遊休電力を貯蔵し、過負荷であれば、太陽光発電電力のみならずバッテリエネルギー貯蔵システムを放電して電力を系統に供給する形態の太陽光発電システムが導入されている。

太陽光発電における１日の発電量グラフが一定のパターンを持つという仮定のもとに、グラフを作成するための最小限のデータだけを伝達してモニタリング効率を高める太陽光発電装置を提供する。

本発明の一実施例による太陽光発電のためのデータ収集装置は、太陽光発電量に関するデータを受信する受信部、前記太陽光発電量をモニタリングするためのグラフの代表パターンを記憶する記憶部、前記受信部が受信した太陽光発電量に関する第１データ及び前記記憶部に記憶された代表パターンに基づいて太陽光発電量をモニタリングするためのグラフを作成する制御部及び前記制御部で作成したグラフを外部機器に送信する送信部を含む。

この際、前記制御部は前記第１データと前記代表パターンとを比較し、比較の結果で最も類似した代表パターンを選択してグラフを作成する。

この際、前記制御部は比較の結果で選択可能な代表パターンが２以上存在する場合、最後にグラフを作成したときに選択されたグラフパターンに基づいてグラフを作成する。

この際、前記受信部は太陽光発電に関する第２データをさらに受信し、前記第２データは例外区間の開始時刻、例外区間の終了時刻、例外区間内の最小発電量を含んでもよい。

この際、前記制御部は前記第２データを前記記憶部に既に記憶された第２代表パターンと比較してグラフ全体を修正する。

この際、前記制御部は前記第２データが複数であれば、例外区間全体の発電量データを受信してグラフ全体を修正する。

この際、前記第１データは発電開始時刻、発電終了時刻及び最大発電量を含んでもよい。

また、本発明の一実施例による太陽光発電システムは、太陽エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換し、変換された太陽光発電量及び関連データを伝送する太陽光発電装置及び前記太陽光発電装置から受信した太陽光発電量及び関連データを既に記憶された代表パターンと比較し、比較結果に基づいて太陽光発電モニタリングのためのグラフを作成する太陽光データ収集装置を含む。

この際、前記太陽光データ収集装置を制御し、前記太陽光発電装置からデータを収集する外部機器をさらに含んでもよい。

この際、前記外部機器は前記太陽光発電装置から収集したデータに基づいて太陽光発電量モニタリングのためのグラフを作成する。

この際、前記外部機器は前記太陽光発電装置から収集したデータまたは太陽光発電量モニタリングのためのグラフをユーザに提供する。

太陽光発電量に関するデータを伝達する際に、データ全体を伝達しなくても大体の発電量のモニタリングが可能で、通信料金の節約及び通信が困難な地域でもモニタリングを効率的に行うことができる。

本発明の一実施例による系統連携型太陽光発電装置のブロック図である。 本発明の一実施例による小容量の系統連携型太陽光発電装置のブロック図である。 本発明の一実施例による系統連携型太陽光発電装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例による系統連携型太陽光発電装置のブロック図である。 太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。 データ収集装置の構成を示すブロック図である。 従来の方法で太陽光発電をモニタリングした結果を示す図である。 本発明の一実施例による太陽光発電量をモニタリングするフローチャートである。 代表パターンに基づいて発電量グラフを作成することを示す図である。 受信されたデータで最大発電量以外に追加の値が受信された場合にモニタリングする過程を示す図である。 受信されたデータで最大発電量以外に追加の値が受信された場合にモニタリングする過程を示す図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳細に説明する。しかし、本発明は様々な相異なる形態に具現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されることはない。そして、図面で本発明を明確に説明するために説明とは関係のない部分は省略しており、明細書全体にわたって類似した部分に対しては類似した図面符号を付けている。

また、ある部分がある構成要素を「含む」という際、これは特に反対される記載がない限りある構成要素を除外するのではなく他の構成要素を更に含むことを意味する。

以下、図１乃至図３を参照して本発明の一実施例による系統連携型太陽光発電装置を説明する。

図１は、本発明の一実施例による系統連携型太陽光発電装置のブロック図である。

本発明の一実施例による系統連携型太陽光発電装置１００は、太陽電池アレイ１０１、インバータ１０３、交流フィルタ１０５、交流／交流コンバータ１０７、系統１０９、充電制御部１１１、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３、システム制御部１１５を含む。

太陽電池アレイ１０１は、複数の太陽電池モジュールを結合したものである。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを直列または並列に連結して太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、所定の電圧と電流を発生させる装置である。よって、太陽電池アレイ１０１は、太陽エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する。

インバータ１０３は、直流電力を交流電力にインバーティングする。太陽電池アレイ１０１が供給した直流電力またはバッテリエネルギー貯蔵システム１１３が放電した直流電力を充電制御部１１１を介して供給されて交流電力にインバーティングする。

交流フィルタ１０５は、交流電力にインバーティングされた電力のノイズをフィルタリングする。

交流／交流コンバータ１０７は、交流電力を系統に供給できるようにノイズがフィルタリングされた交流電力の電圧の大きさをコンバーティングして電力を系統１０９に供給する。

系統１０９とは、多くの発電所、変電所、送配電線及び負荷が一体となって電力の発生及び利用が行われるシステムである。

充電制御部１１１は、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３の充電及び放電を制御する。系統が過負荷であれば、充電制御部１１１はバッテリエネルギー貯蔵システム１１３から電力を供給されて系統に電力を伝達する。系統が軽負荷であれば、充電制御部１１１は太陽電池アレイ１０１から電力を供給されてバッテリエネルギー貯蔵システム１１３に伝達する。

バッテリエネルギー貯蔵システム１１３は、太陽電池アレイ１０１から電気エネルギーを供給されて充電し、系統１０９の電力需給状況に応じて充電された電気エネルギーを放電する。詳しくは、系統１０９が軽負荷であれば、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３は太陽電池アレイ１０１から遊休電力を供給されて充電する。系統１０９が過負荷であれば、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３は充電された電力を放電して系統１０９に電力を供給する。系統の電力需給状況は時間帯別に大きな差を示す。よって、系統連携型太陽光発電装置１００が太陽電池アレイ１０１の供給する電力を系統１０９の電力需給状況に対する考慮なしに一律に供給することは非効率である。そのため、系統連携型太陽光発電装置１００は、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３を使用して系統１０９の電力需給状況に応じて電力供給量を調節する。これを介し、系統連携型太陽光発電装置１００は系統１０９に効率的に電力を供給することができる。

システム制御部１１５は、充電制御部１１１とインバータ１０３、交流フィルタ１０５及び交流／交流コンバータ１０７の動作を制御する。

センサー部１１６は、太陽光発電に係る他の要素をセンシングする。この場合、センサー部１１６は日照量センサー及び温度センサーのうちいずれか一つを含んでもよい。具体的な実施例において、センサー部１１６は太陽光発電が行われる間の日照量をセンシングする。また他の実施例において、センサー部１１６は太陽光発電が行われる間の温度をセンシングする。

図２は、本発明の一実施例による小容量の系統連携型太陽光発電装置のブロック図である。

本発明の一実施例による小容量の系統連携型太陽光発電装置２００は、太陽電池アレイ１０１、インバータ１０３、交流フィルタ１０５、交流／交流コンバータ１０７、系統１０９、充電制御部１１１、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３、システム制御部１１５、直流／直流コンバータ１１７を含む。

図１の本発明の一実施例と同一であるが、直流／直流コンバータ１１７をさらに含む。直流／直流コンバータ１１７は、太陽電池アレイ１０１が発電する直流電力の電圧をコンバーティングする。小容量の系統連携型太陽光発電装置２００は太陽電池アレイ１０１が生産する電力の電圧が小さい。よって、太陽電池アレイ１０１が供給する電力をインバータに入力するためには昇圧が必要となる。直流／直流コンバータ１１７は、電圧を太陽電池アレイ１０１が生産する電力の電圧をインバータ１０３に入力できる電圧の大きさにコンバーティングする。

図３は、本発明の一実施例による系統連携型太陽光発電装置の動作を示すフローチャートである。

太陽電池アレイ１０１は太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する（Ｓ１０１）。

システム制御部１１５は系統１０９に電力供給が必要であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。系統１０９に電力供給が必要であるか否かは系統１０９が過負荷であるかまたは軽負荷であるかを基準に判断する。

系統１０９に電力供給が必要でなければ、システム制御部１１５は充電制御部１１１を制御してバッテリエネルギー貯蔵システム１１３を充電する（Ｓ１０５）。詳しくは、システム制御部１１５は充電制御部１１１を制御する制御信号を生成する。充電制御部１１１は、制御信号を受信してバッテリエネルギー貯蔵システム１１３を充電する。

システム制御部１１５は、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であるかを判断する(Ｓ１０７)。太陽電池アレイ１０１が供給する電気エネルギーだけで系統１０９の電力需要を充足できず、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であるかを判断する。また、システム制御部１１５はバッテリエネルギー貯蔵システム１１３が放電できる程度の十分な電気エネルギーを貯蔵しているかを判断する。

バッテリエネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であれば、システム制御部１１５は充電制御部１１１を制御してバッテリエネルギー貯蔵システム１１３を放電する（Ｓ１０９）。詳しくは、システム制御部１１５は充電制御部１１１を制御する制御信号を生成する。充電制御部１１１は、制御信号を受信してバッテリエネルギー貯蔵システム１１３を放電する。

インバータ１０３は、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３が放電した電気エネルギーと太陽電池アレイ１０１が変換した電気エネルギーを交流にインバーティングする（Ｓ１１１）。この際、系統連携型太陽光発電装置１００は、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３が放電した電気エネルギーと太陽電池アレイ１０１が変換した電気エネルギーの両方を一つのインバータ１０３を介してインバーティングする。それぞれの電気機構は使用できる電力に限界がある。この限界には瞬間的な限界と長時間使用したときの限界があるが、長時間使用しても機器が損傷せず無理なく使用できる最大電力で定格電力を決める。インバータ１０３の効率を最大化するためにバッテリエネルギー貯蔵システム１１３と太陽電池アレイ１０１は、インバータ１０３がこのような定格電力の４０％から６０％程度の電力を使用するように電力を供給すべきである。

交流フィルタ１０５は、インバーティングされた電力のノイズをフィルタリングする（Ｓ１１３）。

交流／交流コンバータ１０７は、フィルタリングされた交流電力の電圧の大きさをコンバーティングして電力を系統１０９に供給する（Ｓ１１５）。

系統連携型太陽光発電装置１００はコンバーティングされた電力を系統に供給する（Ｓ１１７）。

図１乃至図３の実施例による系統連携型太陽光発電装置１００は、一つのインバータ１０３のみを使用するために太陽電池アレイ１０１の容量に合わせてインバータ１０３の定格電力を決定し、系統連携型太陽光発電装置１００を設計する場合、以下のような問題がある。バッテリエネルギー貯蔵システム１１３が放電して太陽電池アレイ１０１と一緒に電気エネルギーを供給する場合、インバータ１０３は定格電力の４０％から６０％を超過する電力を使用するためにインバータ１０３の効率を最大化できない。また、バッテリエネルギー貯蔵システム１１３が放電して単独で電気エネルギーを供給する場合、インバータ１０３は定格電力の４０％から６０％に及ばない電力を使用するためにインバータ１０３の効率を最大化できない。このほか、日射量の不足で太陽電池アレイ１０１が少ない量の電気エネルギーを供給する場合、インバータ１０３は定格電力の４０％から６０％程度に及ばない電力を使用するためにインバータ１０３の効率を最大化できない。この場合、系統連携型太陽光発電装置１００が太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する効率が低下する。なお、電力の高調派含有率（Ｔｏｔａｌ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ、ＴＨＤ）が高くなり、系統連携型太陽光発電装置１００が生産する電力の品質が下がる。

図４は、本発明の他の実施例による系統連携型太陽光発電装置のブロック図である。

本発明の他の実施例による系統連携型太陽光発電装置５００は、太陽電池アレイ５０１、第１インバータ５０３、交流フィルタ５０５、交流／交流コンバータ５０７、系統５０９、制御スイッチ５１１、充電制御部５１３、バッテリエネルギー貯蔵システム５１５、システム制御部５１７、第２インバータ５１９を含む。さらに、追加的にセンサー部１１６を含んでもよい。

太陽電池アレイ５０１は、複数の太陽電池モジュールを結合したものである。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを直列または並列に連結して太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して所定の電圧と電流を発生させる装置である。よって、太陽電池アレイ５０１は太陽エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する。

第１インバータ５０３は直流電力を交流電力にインバーティングする。太陽電池アレイ５０１から直流電力を供給されるか、またはバッテリエネルギー貯蔵システム５１５が放電した直流電力を充電制御部５１３を介して供給されて交流電力にインバーティングする。

交流フィルタ５０５は、交流電力にインバーティングされた電力のノイズをフィルタリングする。

交流／交流コンバータ５０７は、交流電力を系統に供給できるようにノイズがフィルタリングされた交流電力の電圧の大きさをコンバーティングして系統５０９に電力を供給する。

系統１０９とは、多くの発電所、変電所、送配電線及び負荷が一体となって電力の発生及び利用が行われるシステムである。

制御スイッチ５１１は、バッテリエネルギー貯蔵システム５１５と第１インバータ５０３の間の電力供給の流れを調整する。制御スイッチ５１１はシステム制御部５１７の制御信号を受信して制御信号に応じて動作する。詳しくは、バッテリエネルギー貯蔵システム５１５が放電して第１インバータ５０３に電力を供給する場合、システム制御部５１７は制御スイッチ５１１と第１インバータ５０３を連結する制御信号を生成する。制御スイッチ５１１は、制御信号を受信して充電制御部５１３と第１インバータ５０３を連結する。第１インバータ５０３に電力を供給しない場合、システム制御部５１７は制御スイッチ５１１と第１インバータの連結を解除する制御信号を生成する。制御スイッチ５１１は、制御信号を受信して第１インバータ５０３と第１インバータ５０３の間の連結を解除する。

充電制御部５１３は、バッテリエネルギー貯蔵システム５１５の充電及び放電を制御する。系統が過負荷であれば、充電制御部５１３はバッテリエネルギー貯蔵システム５１５から電力を供給されて系統に電力を伝達する。この際、充電制御部５１３は、第１インバータまたは第２インバータ５１９のうちいずれか一つに電力を供給したり、第１インバータ５０３と第２インバータ５１９に同時に電力を供給したりする。系統が軽負荷であれば、充電制御部５１３は太陽電池アレイ５０１から電力を供給されてバッテリエネルギー貯蔵システム５１５に伝達する。

バッテリエネルギー貯蔵システム５１５は、系統５０９が軽負荷であれば、太陽電池アレイ５０１から遊休電力を供給されて充電する。バッテリエネルギー貯蔵システム５１５は、系統１０９が過負荷であれば、充電された電力を放電して系統５０９に電力を供給する。図１乃至図３の実施例に記載したように系統連携型太陽光発電装置５００は、バッテリエネルギー貯蔵システム５１５を使用して系統５０９に効率的に電力を供給する。

システム制御部５１７は、充電制御部５１３と第１インバータ５０３、第２インバータ５１９、交流フィルタ５０５及び交流／交流コンバータ５０７の動作を制御する。

図１乃至図３の実施例と違って、図４の実施例において、バッテリエネルギー貯蔵システム５１５に連結される第２インバータ５１９をさらに含む。

第２インバータ５１９と第１インバータ５０３は、直流電力を交流電力にインバーティングする。バッテリエネルギー貯蔵システム５１５が放電した直流電力を充電制御部５１３を介して供給されて交流電力にインバーティングする。第１インバータ５０３以外に第２インバータ５１９を含むことで、系統連携型太陽光発電装置５００が供給する電力の大きさによって選択的に第１インバータと第２インバータを稼動する。

図５は、太陽光発電システム１の構成を示すブロック図である。

図５を参照すると、まず太陽光インバータ１０３が太陽光発電装置１００に含まれてもよい。太陽光インバータ１０３については詳述しているため詳細内容はここでは省略する。太陽光インバータ１０３は太陽光発電装置１００に一つ存在してもよく、複数存在してもよい。太陽光インバータ１０３は太陽光発電量をデータ収集装置３００に伝達する。

一方、太陽光発電装置１００のセンサー部１１６は、感知されたデータを太陽光発電量とともにデータ収集装置３００に伝達する。一実施例において、感知されたデータは日射量、温度、日の出／日の入り時刻、気象状況のうちいずれか一つを含んでもよい。太陽光発電装置は、上述したデータとともに発電時間の情報をデータ収集装置３００に伝達する。

データ収集装置３００は、下位インバータ１０３及び太陽光発電装置１００からデータを受信して総合する。データ収集装置３００は、太陽光発電装置１００に含まれる構成であってもよく、複数の太陽光発電装置１００に連結され別途の構成であってもよい。データ収集装置３００は、収集した発電情報をモニタリングするためにユーザまたはクライアントに提供する。また、複数のデータ収集装置３００が連結された上位サーバ４００が存在する場合、上位サーバ４００に収集した発電情報を伝達する。

以下、図６を参照してデータ収集装置３００について詳細に説明する。

データ収集装置３００は、図５に示されたように制御部３１５、送受信部３１６、記憶部３１７、出力部３１８を含む。しかし、図５に示された構成に限定されることはなく、必要に応じて他の構成が含まれてもよい。

送受信部３１６は、インバータ１０３及び各種のセンサー（図示せず）を含む太陽光発電装置１００から太陽光発電に係るデータを受信する。受信方法は有線／無線通信方法の両方が可能である。データ収集装置３００が太陽光発電装置１００内に含まれている構成であれば、内部構成間に連結された回路を介してデータを受信する。詳しくは、送受信部３１６はインバータ１０３から太陽光発電量を決まった時間に応じて受信し、受信した発電量を制御部３１５に伝達する。

また、送受信部３１６は収集した太陽光発電データを上位サーバ４００に伝送する。同様に有線／無線通信を介してデータを上位サーバ４００に伝送する。

また、送受信部３１６はユーザ及びクライアントに太陽光発電量を伝送する。詳しくは、太陽光発電装置１００の所有者もしくは電気売買業者などに発電量モニタリングのための情報を伝送する。

また、送受信部３１６は送信部と受信部に分けられてもよい。

記憶部３１７は収集した発電量データを記憶する。太陽光発電は毎日行われ、データ収集装置３００が収集したデータはひとまず記憶部３１７に記憶されて他のところに伝送される。記憶部３１７に記憶されたデータは以下に説明する発明においての伝送データ量を減らすことに活用される。

また、記憶部３１７は制御部３１５が太陽光発電量モニタリングのためのグラフを作成するために参照するグラフの代表パターンを記憶する。記憶された代表パターンは条件別に一つ以上であってもよい。

出力部３１８は太陽光発電量モニタリングのためのデータを表示する。出力部３１８は、視覚的にデータを表示するディスプレイ部及び聴覚的にデータを出力するスピーカーを含んでもよい。

制御部３１５は上述した送受信部３１６、記憶部３１７、出力部３１８の動作を制御する。追加的に制御部３１５は受信したデータを用いて異なるデータに加工する。データを加工する内容については以下に詳細に説明する。

再び、図５に戻る。

太陽光発電システム１は複数のデータ収集装置３００が連結された上位サーバ４００を含む。上位サーバ４００は複数のデータ収集装置３００から伝達される太陽光発電情報を総合して収集する。規模の小さい太陽光発電システム１では、上位サーバ４００が別途存在せず、データ収集装置３００が上位サーバの役割を同時に行う。

上位サーバ４００を介して管理者は、大規模の太陽光発電システムを運用する際に当該システムを効果的に管理及び制御する。上位サーバ４００で下位データ収集装置３００及び太陽光発電装置１００の両方を制御し、複数の太陽光発電装置からデータを収集して、各発電装置１００別の発電量を比較して誤作動を制御する。また、上位サーバ４００は太陽光発電装置１００またはデータ収集装置３００から受信したデータ及びモニタリングのためのグラフをユーザに提供する。例えば、上位サーバ４００はデータ収集装置３００から受信した太陽光発電量及び関連データをユーザに提供する。また、上位サーバ４００はデータ収集装置３００から受信したモニタリングのためのグラフをユーザに提供する。また、上位サーバ４００はデータ収集装置３００から受信した太陽光発電量及び関連データに基づいてモニタリングのためのグラフを作成し、作成されたグラフをユーザに提供する。

図７は、従来の方法で太陽光発電をモニタリングした結果を示す図面である。

従来は太陽光発電のモニタリングのためにデータ収集装置３００がモニタリングに必要なデータを太陽光インバータと各種センサからデータを収集していた。そして、データ収集装置３００の制御部３１５は、収集したデータに基づいたモニタリングの結果をユーザに提供したり、上位サーバに伝達したりすることができた。

しかし、図７で示したように、従来は一定時間毎に（例えば、５分置き）太陽光発電量をデータ収集装置３００が収集して太陽光発電量をモニタリングしていた。従来の方法の場合、短い周期毎に発電量を持続的に受信するために正確度の面ではメリットがあった。

しかし、従来の方法は周期毎にすべての発電量を伝送したために伝送されるデータ量が大きくなった。よって、大きくなったデータ量に比例して通信料金も上がっていった。また、無線通信による伝送の場合、通信品質が低い地域から伝送されるときにデータの伝送が困難な状況が発生したり、低い通信品質を補うために増幅器などを設置したりするのに追加の費用がかかる問題があった。

以下、図８乃至図１１を参照して従来の問題点を補う太陽光発電装置について説明する。

図８は、本発明の一実施例による太陽光発電量をモニタリングするフローチャートである。

太陽光発電装置１００のインバータ１０３からデータ収集装置の送受信部３１６が太陽光発電に対する特定の一部データのみを受信する（Ｓ３０１）。特定データは発電開始時刻、発電終了時刻、最大発電量であってもよい。追加的に太陽光発電装置の位置情報を受信する。位置情報は緯度、経度情報であってもよい。太陽光発電量に対する全体データを受信することではなく、最小限のデータのみを受信するもことで、データ伝達のための通信費用を低減する。また、通品品質が低い場合にも伝達されるデータ量が少ないため、データ伝達に対する負担を軽減する。

また他の実施例において、送受信部３１６は最大発電量のみを受信する。詳しくは、発電開始時刻と終了時刻は既に入力された太陽光発電装置の位置データに基づいて感知する。太陽光発電は日の出、日の入り時刻と直接的に係っているために位置データによる日の出、日の入り時刻を調べて発電開始時刻と終了時刻を類推する。

一実施例において、データ収集装置３００の制御部３１５が既に記憶された位置情報を用いて日の出、日の入りに関するテーブルを参照して発電開始時刻と終了時刻を感知する。地域毎に日の出、日の入りについてのデータが既に累積されているためにこれをテーブル化して利用する。テーブルは記憶部３１７に記憶する。この場合、データ収集装置３００は発電量情報とともにこれを伝送する発電装置を識別するための情報を受信し、制御部３１５は識別情報に基づいて太陽光発電装置１００の位置情報を獲得する。

また他の実施例において、制御部３１５が位置情報に基づいて日の出、日の入り時刻を計算する。緯度や経度、日付による日の出、日の入りを計算するアルゴリズムを用いて制御部３１５が太陽光発電の開始時刻と終了時刻を感知する。

制御部３１５は、太陽光発電量に対するグラフの代表パターンを記憶部１２１から呼びだす（Ｓ３１１）。この過程を図９を参照してさらに詳細に説明する。

図９は、代表パターンに基づいて発電量のグラフを作成することを示す図面である。

図９を参照すると、一実施例において代表パターンとしてパターンＡ、パターンＢ、パターンＣが記憶部３１７に記憶される。パターンの記憶数は気候の変化が多い地域（例えば、韓国）では相対的に多い数が記憶され、気候の変化が少ない地域（例えば、砂漠地域）では相対的に少ない数が記憶される。当該パターンは最初のシステム設計時に記憶されたものであってもよく、運用中に太陽光発電装置が設置された位置に合わせて新たに記憶されたものであってもよい。

パターンＡの場合、発電開始時刻が最も早く、最大発電量に近い値が長く持続されるパターンである。当該パターンは日照量が多く、昼が相対的に長い夏に該当する発電量パターンである。パターンＣの場合、発電開始時刻が最も遅く、最大発電量に近い値が短いパターンである。当該パターンは日照量が少なく、昼が相対的に短い冬に該当する発電量パターンである。

太陽光発電の場合、基本的に日照量によって発電量が異なるために毎日の発電量がほぼ類似したパターンを持つことは経験的に分かる。よって、代表パターンを記憶部３１７に記憶してパターンを選択できる代表値のみを受信し、受信した代表値と最大限に一致するパターンを選択してモニタリングのためのグラフを作成する。

再び、図８に戻る。

制御部３１５は、受信された発電開始時刻、発電終了時刻、最大発電量を記憶部３１７から呼び出したグラフと比較する（Ｓ３２１）。詳しくは、記憶されたパターン毎に特徴として発電開始、終了時刻を有しているために受信されたデータを記憶されたパターンと比較して最も類似したパターンを選択する。例えば、発電開始時刻及び発電終了時刻がパターンＡと最も小さい差があれば、パターンＡを制御部３１５は選択する。

一方、他の実施例において、制御部３１５は受信されたデータが２以上のパターンから区別しにくい程の差を持っていれば、最後に選択したグラフを優先して選択する。例えば、現在受信されたデータがパターンＡとパターンＢの中間値を持っていて選択できない場合、最近一週間にパターンＢに基づいてモニタリングのためのグラフを作成したとすれば、パターンＢを比較の結果から選択する。

制御部３１５は、受信した特定データと記憶部３１７から呼び出したグラフのパターンを比較の結果に基づいてモニタリングのためのグラフを作成する（Ｓ３３１）。一実施例において、当該グラフの作成は太陽光発電装置１００内で行われる。また、他の実施例において当該グラフの作成は上位サーバを介して行われる。上位サーバで行われる場合、太陽光発電装置１００は作成されたグラフを伝送し、グラフ作成のための特定データのみを伝送して上位サーバでグラフのパターンを選択してグラフを作成する。

図１０乃至図１１は、受信されたデータで最大発電量以外に追加の値が受信された場合にモニタリングする過程を示す。

図９のＳ３２１で制御部３１５が受信されたデータとグラフを比較する過程でデータに最大発電量以外の値が存在すか否かを判断する（Ｓ３２２）。基本的に太陽光発電量は、ほぼ一定のパターンを持っているために最大発電量に対するデータさえあれば大体のグラフを作成することができるが、気候条件などによって突発的な値を示す区間が発生することがある。例えば、午前９時から１１時まで雨が降った場合、雨が降る間は日照量が減少してこれに比例して発電量もまた減少せざるを得ない。この場合、記憶されたパターンとは異なる値を持つ区間が発生するためにこれを反映するグラフを作成する必要がある。

一実施例において、最大発電量以外の他の値がないと判断すれば、制御部３１５は図８のＳ３１１に戻ってグラフを作成する。

また他の実施例において、制御部３１５が最大発電量以外の他の値が存在すると判断する場合、例外状況に対するグラフのパターンを記憶部３１７から呼び出す（Ｓ３２３）。例えば、例外状況のグラフは雨天時のパターンであってもよく、曇り時のパターンであってもよい。記憶部３１７は累積されたデータに基づいて気象状況別の代表パターンを記憶する。

制御部３１５は、受信された他の値を記憶部３１７から呼び出した例外状況グラフと比較する（Ｓ３２４）。一実施例において、受信されたデータは発電開始時刻から最大発電量に至る前の発電量が減少する時刻に関するデータである。また、前記発電量が減少する時刻以降に再び発電量が回復する時刻に関するデータである。さらに、各例外状況区間の最小発電量に関するデータである。

システム制御部３１５は、発電量に変化がある区間に対する情報と最小発電量のデータを記憶部３１７から呼び出したパターンと比較して最も近似するパターンを選択する。

一実施例において、前記例外区間のデータが代表パターンと一致する場合には当該パターンを選択して例外区間のグラフを修正する（Ｓ３２５）。詳しくは、受信された例外的区間に最小値を反映して一致するグラフのパターンを借用して全体のグラフを修正する。

前記ステップについて図１１を参照してより詳細に説明する。

図１１に示したように、一実施例において太陽光発電量が変化する区間（以下、＃１）が気象状況によって現れる。この場合、制御部３１５は送受信部３１６を介して＃１の開始時間、＃１の終了時間、＃１の最小発電量に関するデータを受信する。制御部３１５は前記に説明したように、例外状況に対するグラフのパターンを記憶部から呼び出して最も類似したパターンに沿ってモニタリングのための発電量グラフを作成する。

また他の実施例において、例外区間の値と例外状況の代表パターンを比較した結果、一致するパターンが存在しないこともある。例えば、例外区間内で発電量の変化が激しくて最小発電量の値一つだけでは正確なグラフが作成できない場合がある。この場合、制御部３１５は送受信部３１６を介して例外区間の全体データを受信する（Ｓ３２６）。

詳しくは、図１１を参照すると、制御部３１５が送受信部３１６を介して＃１の開始時間から＃１の終了時間までの発電量全体に関するデータを受信する。この場合、グラフの代表パターンを参照する場合より多くのデータを受信する負担があったが、従来のように全区間に関するデータを受信することではなく、一部区間に関するデータのみを受信すれば良いために相対的に少ないデータを受信することで、実際のデータとほぼ一致するグラフを作成することができる。

再び、図１０に戻ると、例外区間のデータを受信して同様にグラフ全体を修正する（Ｓ３２５。）図１０によるグラフの作成過程も太陽光発電装置１００内で行われるが、上位サーバで行われてもよい。

上述したデータモニタリング方法は、太陽光発電量ばかりでなく、日射量、温度のように一定のパターンを持つすべてのデータに活用することができる。

これまで実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれるが、必ずしも一つの実施例にのみ限定されることはない。なお、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わされるか変形されて実施してもよい。よって、このような組み合わせと変形に関する内容は本発明の範囲に含まれると解析すべきである。

これまで実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であって本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で前記に例示されていない様々な変形と応用が可能であることが分かる。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施してもよい。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解析すべきである。

１００ 系統連携型太陽光発電装置
１０１、５０１ 太陽電池アレイ
１０３ インバータ
１０５、５０５ 交流フィルタ
１０７、５０７ 交流／交流コンバータ
１０９、５０９ 系統
１１１ 充電制御部
１１３、５１５ バッテリエネルギー貯蔵システム
１１５、５１７ システム制御部
１１６ センサー部
１１７ 直流／直流コンバータ
３００ データ収集装置
３１５ 制御部
３１６ 送受信部
３１７ 記憶部
３１８ 出力部
４００ 上位サーバ
５０３ 第１インバータ
５１１ 制御スイッチ
５１３ 充電制御部
５１９ 第２インバータ

Claims (3)

1. 太陽光発電のためのデータ収集装置において、
   太陽光発電量に関するデータを受信する受信部と、
   前記太陽光発電量をモニタリングするための複数の全体区間の代表パターン及び複数の一部区間の代表パターンを記憶する記憶部と、
   前記受信部が受信した太陽光発電量に関する発電開始時刻、発電終了時刻、及び最大発電量を含む第１データを前記記憶部に記憶された複数の代表パターンそれぞれの発電開始時刻、発電終了時刻及び最大発電量と比較して、太陽光発電量をモニタリングするためのグラフを作成する制御部と、
   前記制御部で作成したグラフを外部機器に送信する送信部とを含み、
   前記受信部は、前記一部区間の開始時刻、前記一部区間の終了時刻、及び前記一部区間内の最小発電量を含む第２データを受信し、
   前記制御部は、前記第２データを複数の一部区間の代表パターンと比較して、前記太陽光発電量をモニタリングするためのグラフを修正する、太陽光発電のためのデータ収集装置。
2. 前記制御部は、比較の結果で選択可能な代表パターンが２以上存在する場合、最後にグラフを作成したときに選択されたグラフのパターンに基づいてグラフを作成する、請求項１に記載の太陽光発電のためのデータ収集装置。
3. 前記制御部は、前記第２データに一致する一部区間の代表パターンがない場合、一部区間の開始時刻から一部区間の終了時刻までの発電量データを全て受信して前記太陽光発電量をモニタリングするためのグラフを修正する、請求項１に記載の太陽光発電のためのデータ収集装置。

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