KR101086005B1 - 태양광 모듈 모니터링 시스템 - Google Patents

태양광 모듈 모니터링 시스템 Download PDF

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이승현
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박일순
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Abstract

본 발명은 태양광 모듈 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 본 발명은 태양광 발전을 모니터링하기 위한 모니터링 시스템에 있어서, 다수의 태양전지모듈마다 각각 마련되어 있으며, 각 태양전지모듈에서 발생된 전압 및 전류를 센싱하기 위한 다수의 센싱장치, 상기 다수의 센싱장치로부터 데이터를 수신하여 저장, 연산 및 분류를 포함하는 데이터 처리를 하는 정보수집 장치 및 유무선 통신망을 통해 상기 정보수집 장치에 접속하여 태양광 발전의 상황을 모니터링하기 위한 모니터링 단말기를 포함하며, 상기 각 센싱장치는 1개의 통신라인으로 연결되어 있다. 본 발명에 의하면, 태양광 발전설비 및 모듈의 정보를 모니터링하기 위한 시스템 구성을 간단하게 하여 발전설비의 유지보수 비용을 줄이고 설비의 유연성을 확보하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

태양광 모듈 모니터링 시스템 {Photovoltaic monitoring system}
본 발명은 태양광 발전 시스템을 운영 및 유지보수 관리를 위한 모듈별 통신 방안 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지모듈의 전압 및 전류 값으로 태양광 발전 상황을 모니터링할 수 있으며 이상유무를 판단할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
기존 태양광 발전용 시스템은 다수개의 태양전지 모듈을 직렬 연결로 스트링으로 구성되며 이 스트링은 접속반에서 병렬로 연결하여 직류로 모아지며 이 모아진 직류는 최종 대용량 인버터에 연결하는 구성으로 되어 있다. 이러한 구조의 시스템의 효율은 95%이상으로 성능이 우수하지만 발전 시스템내 셀간, 모듈간, 스트링간에 발생하는 전압 불일치로 발생하는 발전량 손실률은 5~25%에 달하고 있다. 이 전압 미스매치의 원인으로는 구름 및 건물의 그림자, 오염, 셀 열화 및 소손 등을 발생 되므로 발전소 수명 및 안전에 많은 문제점로 야기된다.
위와 같이 태양광 발전의 시스템이 다양해지고 있으며 대규모로 설치 운용되고 있어서 발전 설비의 유지보수와 감시를 효율적으로 할 필요가 강하게 대두되었으며, 많은 태양광 발전 시스템에서 이러한 요구를 해결하기 위해 다양한 방법이 제시되고 있는 실정이다.
종래 태양광 발전 모니터링 시스템에서는 다음과 같은 문제점이 존재한다.
첫째, 기존의 태양광 발전 설비 모니터링 기술에 대한 문제점은 인버터 중심으로 모든 측정이 이뤄지고 있기 때문에 발전설비의 가장 많은 비중을 차지하고 있는 태양전지 모듈의 자세한 정보를 알 수 없다.
둘째, 태양광 발전 설비를 추가로 증축하거나 전력 용량을 증가시키는 경우는 모니터링 설비를 추가해야하며, 초기 비용도 부수적으로 증가하게 되어 있어서 구조적으로 설계 변경 시 유연하게 대응하기 어렵다.
셋째, 태양광 발전설비의 유지 보수 과정에서 발생되는 부분적인 통신선로의 고장과 쥐 등에 의한 선로의 파괴 또는 누설전류의 발생 등과 같은 실질적으로 발생하는 장해에 대해 대응하기 어렵다.
넷째, 태양광발전시스템의 태양전지 모듈 개별 모니터링의 어려움으로 개별 모듈의 노후화 및 고장여부 확인은 접속반 어레이에서 확인하여 모듈로 찾아 가야 하므로 시간 소요가 많다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양광 발전설비 및 모듈의 정보를 모니터링하기 위한 시스템 구성을 간단하게 하여 발전설비의 유지보수 비용을 줄이고 설비의 유연성을 확보하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있는 태양광 모듈 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈 센싱 장치의 별도의 통신을 위한 전원의 필요 없이 태양전지 모듈의 출력전력을 활용으로 전원 공급되여 통신에 사용할 수 있는 태양광 모듈 모니터링 시스템을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈의 전압, 전류, 이상유무, 환경값을 직접 측정할 수 있는 센싱장치를 포함하는 태양광 모듈 모니터링 시스템을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양광 발전을 모니터링하기 위한 모니터링 시스템에 있어서, 다수의 태양전지모듈마다 각각 마련되어 있으며, 각 다수의 태양전지모듈에서 발생된 전압 및 전류를 센싱하기 위한 다수의 센싱장치, 상기 다수의 센싱장치로부터 데이터를 수신하여 저장, 연산 및 분류를 포함하는 데이터 처리를 하는 센싱 정보수집 장치 및 유무선 통신망을 통해 상기 센싱 정보수집 장치에 접속하여 태양광 발전의 상황을 모니터링하기 위한 모니터링 단말기를 포함하며, 상기 각 센싱장치와 상기 정보수집 장치는 한쌍의 통신라인으로 연결되어 있다.
상기 다수의 센싱장치는 하나의 정보수집 장치와 직렬로 연결되어 각 객체 간에 직렬통신하며, 다수의 센싱장치와 상기 정보수집 장치가 각 객체 간에 직렬통신을 수행하는데 있어서, 상기 다수의 센싱장치와 상기 정보수집 장치가 연결된 통신라인은 하드웨어적으로 라인숫자가 미리 설정되어 있고, 상기 라인숫자를 인식하고 있는 상태에서, 상기 다수의 센싱장치와 상기 정보수집 장치 중에서 어느 한 객체가 요청신호를 발신하면, 상기 요청신호를 발신한 객체와 가장 인접한 객체부터 최종단에 위치한 객체까지 순차적으로 상기 요청신호를 복사하여 전달하는 방식으로 통신할 수 있다.
그리고, 상기 요청신호를 수신한 최종단의 객체가 응답신호를 발신하면, 상기 요청신호를 발신한 객체까지 순차적으로 상기 응답신호를 전달하는 방식으로 통신할 수 있다.
상기 직렬통신에 있어서 ID를 위한 공간을 남겨둔 통신 프로토콜을 사용하며, 상기 센싱장치는 전달된 응답신호에서 ID를 위한 공간의 값에 1을 더하여 다음 센싱장치로 전달하는 방식으로 통신을 수행하고, 최종적으로 상기 정보수집 장치에서 응답신호를 수신하여 상기 ID를 위한 공간의 값을 확인하여 ID를 확인하는 방식으로 통신할 수 있다.
상기 센싱장치는 연결된 태양전지모듈의 전류, 전압값을 읽을 수 있으며, 정해진 채널을 통해 연결된 환경센서로부터 풍속, 풍향, 일사량, 온도 및 강수량을 포함하는 환경값을 읽을 수 있다.
상기 정보수집 장치 근거리 무선통신망을 이용하여 태양광 발전 관련 데이터를 송신할 수 있는 웹이나 로컬 모니터링단말기로 전송하며, 이때, 근거리 무선통신망은 지그비(Zigbee)일 수 있다.
본 발명에 의하면, 태양광 발전설비 및 모듈의 정보를 모니터링하기 위한 시스템 구성을 간단하게 하여 발전설비의 유지보수 비용을 줄이고 설비의 유연성을 확보하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 태양광 발전 설비에 따른 광범위한 태양전지모듈들의 각 모듈상태를 원격으로 파악할 수 있으므로, 태양광 발전 용량에 대한 세부사항을 파악할 수 있고, 태양전지모듈에 설치된 센싱장치를 통하여 태양전지모듈 ID를 사용하여 각각의 이상 유무를 확인할 수 있고, 이를 통하여 종래의 인버터 모니터링 만으로 많이 부족할 수 있기에 태양전지모듈의 센싱장치로 개별 태양전지 모듈의 이상유무에 대한 문제 인식과 대응을 할 수 있다.
또한, 태양전지모듈로부터 얻어진 전압을 그대로 통신의 High, Low신호에 사용함으로써 종래의 기술 중 통신에 필요한 2~3선의 통신선의 갯수를 1개로 줄여서 추가적인 설비에 필요한 비용을 절감함과 동시에 설비단순화에 따른 안정성도 확보할 수 있으며, 이는 종래의 기술에 태양전지 모듈의 개별 ID를 설정하기 위해 태양전지 모듈별로 각각 수동으로 값을 부여한 방법이 아닌 String내부의 직렬연결의 특성을 이용한 자동ID 검출기능을 구현하여 설비의 유용성과 자동화의 이점이 있다. 또한, 이를 토대로 다수의 태양전지모듈 String들의 통신단자 여러쌍을 한 쌍의 묶음으로 결합하는 연결이 가능하며 결과적으로 접속함 체크보드의 단일 통신단자에 여러개의 태양전지모듈 String으로부터 나오는 다수의 통신선들과 연결구성을 하여 설비단순화를 할 수 있다.
종래에 태양전지모듈 센싱 데이터를 주고받기 위해 무선통신 방식만 사용되는 설비와 비교하여 날씨와 구조물에 상관없이 안정성 있게 통신을 할 수 있으므로, 통신안정성에서 큰 신뢰성을 갖고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2는 종래 통신방식의 라인구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 통신라인을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 전력 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 통신방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 ID 확인 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 센싱장치의 내부구성을 보여주는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 태양광 발전을 모니터링하기 위한 태양광 모듈 모니터링 시스템은 센싱장치(200), 정보수집 장치(300), 모니터링 단말기(500)를 포함하여 이루어진다.
센싱장치(200)는 다수의 태양전지모듈(Solar cell, 100)마다 각각 마련되어 있으며, 태양전지모듈 센싱장치(200)의 역할은 크게 3가지로 요약할 수 있다.
첫째, 태양전지모듈로부터 생성된 전력 전송을 위한 역할.
둘째, 태양전지모듈로부터 생성된 전력을 센싱하여 전압과 전류를 측정하는 센싱역할.
셋째, 태양전지모듈로부터 생성된 전력에 대한 정보를 전달하는 통신역할.
정보수집 장치(300)는 다수의 센싱장치(200)로부터 데이터를 수신하여 저장, 연산 및 분류를 포함하는 데이터 처리를 하고, 모니터링 단말기(500)에 데이터를 송신한다.
모니터링 단말기(500)는 유무선 통신망(400)을 통해 정보수집 장치(300)에 접속하여 태양광 발전의 상황을 모니터링 한다. 이 때, 모니터링 장치에는 설비되어있는 장소의 환경정보와 각 태양전지모듈의 전압, 전류, 환경정보가 출력되며, 현재까지의 저장데이터를 확인할 수 있다.
본 발명에서 모니터링 단말기(500)는 웹이나 로컬 원격 관리자의 PC 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 태양광 모듈 모니터링 시스템에서는 각 센싱장치(200)별 센싱된 값을 실시간 통신을 이용하여 정보수집 장치(300)로 전송한 후 이 데이터들을 종합하여 모니터링 단말기(500)로 주기적으로 송신하여 사용자가 전체적인 평균 전압 및 전류 값을 확인할 수 있으며, 각 센싱장치(200)가 연결된 태양전지모듈별 전압과 전류값을 볼 수 있으므로, 개별의 태양전지모듈 이상시 문제감지 및 대응으로 태양광 시스템의 유지보수에 필요한 부분을 용이하게 파악할 수 있으며, 그에 따른 유지보수에 드는 비용과 시간을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 정보수집 장치(300)는 근거리 무선통신망을 이용하여 태양광 발전 관련 데이터를 송신할 수 있다. 이때, 근거리 무선통신망은 지그비(Zigbee) 방식이 사용될 수 있다.
본 발명의 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 RS485의 유선통신과 지그비의 무선통신 방식을 사용할 수 있다. 예를 들어, 태양전지모듈 모듈의 전기적 데이터는 RS485 유선통신으로 정보를 전달하며 이는 RS485의 특성 상 여러개의 정보수집 장치(300)를 1세트의 통신포트로 연결하여 모니터링 단말기(500)와 통신할 수 있으며, 유선 설치가 어려운 경우에는 지그비 통신을 이용하여 데이터를 공유하게 된다. 그리고, 컨버터 장치에서 유선통신과 무선통신을 하드웨어적으로 선택하도록 함으로써, 1세트의 통신포트만을 사용하여 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명에서 각 센싱장치(200)와 정보수집 장치(300)는 한 쌍의 통신라인으로 연결되어 있다. 그리고, 다수의 센싱장치(200)는 하나의 정보수집 장치(300)와 직렬로 연결되어 각 객체 간에 직렬통신한다.
도 2는 종래 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 통신라인을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 통신라인을 보여주는 도면이다.
도 2는 종래 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 RS 485형식이 사용된 예이며, 각 통신 개체마다 D+, D-, 접지(GND)의 3개의 제어선이 필요한 구조이다.
이에 반하여, 도 3에 도시된 본 발명의 태양광 모듈 모니터링 시스템에서는 센싱장치(200)객체간 1개의 통신라인만으로 구현되어 있다.
본 발명에서는 이러한 1개의 통신라인으로 구현하기 위하여 하드웨어적인 회로구성과, 소프트웨어적으로 프로토콜을 제안하고자 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 전력 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서 센싱장치(200_1)는 태양전지 모듈 출력부(210_1)와 보드(220_1)를 포함하며, 센싱장치(200_2)는 태양전지 모듈 출력부(210_2)와 보드(220_2)를 포함한다.
본 발명에서 센싱장치(200_1, 220_2)는 개체간의 직렬통신을 기본으로 하고, 모듈로부터 생성된 전원의 대역을 그대로 통신의High, Low신호로 사용한다.
연결 구성은 다음과 같다.
뒷단의 센싱장치(200_2)의 R단자와 앞단의 센싱장치(200_1)의 T단자를 연결하는 방식으로 각기 개별의 태양전지모듈 센싱장치간의 직렬통신을 구성한다. 이 과정에서 직렬로 연결된 태양전지 센싱모듈은 앞단으로 갈수록 각 통신의 신호레벨이 전원의 직렬연결에 따라 점점 증가하게 된다. 본 발명에서는 이러한 현상을 해소하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 개체간의 절연기능을 수행하는 포토커플러를 이용한 신호체계를 사용하여 통신의 신호레벨 증가를 방지한다. 각각의 센싱장치는 1개의 통신선으로만 연결되며 통신 속도는 4800bps를 기준으로 설계되었으며 통신프로토콜을 통하여 해당 태양전지모듈의 위치ID, 전압과 전류 및 그 외 정보를 주고 받는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 통신방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에서 다수의 센싱장치와 정보수집 장치(300)가 연결된 통신라인은 하드웨어적으로 라인숫자가 미리 설정되어 있고, 라인숫자를 인식하고 있는 상태에서, 다수의 센싱장치와 정보수집 장치(300) 중에서 어느 한 객체가 요청신호를 발신하면, 요청신호를 발신한 객체와 가장 인접한 객체부터 최종단에 위치한 객체까지 순차적으로 요청신호를 복사하여 전달하는 방식으로 통신한다. 즉, 본 발명에서는 최 앞단의 라인숫자만 알고 요청신호를 한번만 발생시키면, 앞 센싱장치에서 뒤 센싱장치로 처음부터 끝까지 요청신호를 복사하여 넘기는 방식이기 때문에 요청에 들어가는 시간을 줄일 수 있다.
그리고, 요청신호를 수신한 최종단의 객체가 응답신호를 발신하면, 요청신호를 발신한 객체까지 순차적으로 응답신호를 전달하는 방식으로 통신한다. 즉, 요청의 주체와 응답의 개체가 1:1로 통신하던 기존 시스템의 방식을 벗어나서, 본 발명에서 센싱장치(200)는 한번만 요청신호를 발생시키면, 밀어내는 식의 응답이 이루어지는 것으로서, 이는 데이터의 양이 어느 한 곳에 누적되지 않고 일정시간에 일정 데이터 양으로 처리되는 응답 방식이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 ID 확인 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에서 직렬통신에 있어서 ID를 위한 공간을 남겨둔 통신 프로토콜을 사용하며, 센싱장치(200)는 전달된 응답신호에서 ID를 위한 공간의 값에 1을 더하여 다음 센싱장치로 전달하는 방식으로 통신을 수행하고, 최종적으로 정보수집 장치(300)에서 응답신호를 수신하여 ID를 위한 공간의 값을 확인하여 ID를 확인하게 된다.
즉, 센싱장치[6]에서 시작된 응답신호는 센싱장치[5],...,센싱장치[1], 센싱장치[0]을 거치면서 정보수집 장치(300)에 도달하게 되는데, 센싱장치를 하나씩 거칠때마다 ID값이 1씩 증가하게 된다. 그리고, 최종적으로 정보수집 장치(300)에서는 "라인: 1, ID:6, DATA:XXX"라는 정보를 수신하고, ID:6이라는 ID값에 의해 응답신호가 발생한 센싱장치의 ID를 확인할 수 있다.
본 발명에서 센싱장치(200)는 연결된 태양전지모듈의 전류, 전압값을 읽을 수 있으며, 정해진 채널을 통해 연결된 환경센서로부터 풍속, 풍향, 일사량, 온도 및 강수량을 포함하는 환경값을 읽을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 센싱장치의 내부구성을 보여주는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 태양광 모듈 모니터링 시스템에서 각 센싱장치(200)마다 전압과 전류를 측정하여 읽을 수 있다.
센싱장치(200)는 상측전류를 감지하기 위한 제1전류 감지부(710), 하측전류를 감지하기 위한 제2전류 감지부(720), 전압을 감지하기 위한 전압 감지부(730), DC 전압을 변경하기 위한 DC-DC 컨버터(740), 센싱 전압값의 대역을 맞추기 위한 OP 앰프(750)를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서 센싱장치(200)는 +단자, -단자 양단의 전류를 각기 센싱할 수 있기 때문에, 이를 이용하여 누설전류 여부를 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명의 센싱장치(200)에서는 누설전류 차단기능이 있어서 안전사고를 미연에 방지할 수 있으며, 내부에서 필요한 전력을 태양광 발전 전력을 변환하여 이용할 수 있으므로, 별도의 외부 전력공급이 필요하지 않다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100 태양전지모듈 200 센싱장치
300 정보수집장치 400 유무선 통신망
500 모니터링 단말기 600 근거리 무선통신망
700 인버터

Claims (8)

  1. 태양광 발전을 모니터링하기 위한 모니터링 시스템에 있어서,
    다수의 태양전지모듈마다 각각 마련되어 있으며, 각 태양전지모듈에서 발생된 전압 및 전류를 센싱하기 위한 다수의 센싱장치;
    상기 다수의 센싱장치로부터 데이터를 수신하여 저장, 연산 및 분류를 포함하는 데이터 처리를 하는 정보수집 장치 및
    유무선 통신망을 통해 상기 정보수집 장치에 접속하여 태양광 발전의 상황을 모니터링하기 위한 모니터링 단말기를 포함하며,
    상기 각 센싱장치끼리 1개의 통신라인으로 연결되어 있고,
    상기 다수의 센싱장치는 하나의 정보수집 장치와 직렬로 연결되어 각 객체 간에 직렬통신하며,
    상기 다수의 센싱장치와 상기 정보수집 장치가 각 객체 간에 직렬통신을 수행하는데 있어서, 상기 다수의 센싱장치와 상기 정보수집 장치가 연결된 통신라인은 하드웨어적으로 라인숫자가 미리 설정되어 있고, 상기 라인숫자를 인식하고 있는 상태에서, 상기 다수의 센싱장치와 상기 정보수집 장치 중에서 어느 한 객체가 요청신호를 발신하면, 상기 요청신호를 발신한 객체와 가장 인접한 객체부터 최종단에 위치한 객체까지 순차적으로 상기 요청신호를 복사하여 전달하는 방식으로 통신하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요청신호를 수신한 최종단의 객체가 응답신호를 발신하면, 상기 요청신호를 발신한 객체까지 순차적으로 상기 응답신호를 전달하는 방식으로 통신하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 직렬통신에 있어서 ID를 위한 공간을 남겨둔 통신 프로토콜을 사용하며, 상기 센싱장치는 전달된 응답신호에서 ID를 위한 공간의 값에 1을 더하여 다음 센싱장치로 전달하는 방식으로 통신을 수행하고, 최종적으로 상기 정보수집 장치에서 응답신호를 수신하여 상기 ID를 위한 공간의 값을 확인하여 ID를 확인하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센싱장치는 연결된 태양전지모듈의 전류, 전압값을 읽을 수 있으며, 정해진 채널을 통해 연결된 환경센서로부터 풍속, 풍향, 일사량, 온도 및 강수량을 포함하는 환경값을 읽을 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 모니터링 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정보수집 장치는 근거리 무선통신망을 이용하여 태양광 발전 관련 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 모니터링 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 근거리 무선통신망은 지그비(Zigbee)인 것임을 특징으로 하는 태양광 모듈 모니터링 시스템.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101183532B1 (ko) * 2012-03-02 2012-09-20 주식회사 유비테크 태양광발전 채널별 감시 및 개별 모니터링 시스템
CN103278780A (zh) * 2013-04-25 2013-09-04 湖南科比特新能源电气技术有限公司 光伏组件方阵监视器
KR101304022B1 (ko) 2013-03-12 2013-09-09 에마텍 주식회사 단일 지그비 모듈에 기반한 태양광 모듈 감시 기능을 가지는 태양광 발전 시스템
KR101326253B1 (ko) 2013-05-21 2013-11-11 주식회사 초록세상 태양광 발전기용 접속반 및 그 제어방법
KR101347845B1 (ko) 2012-01-02 2014-01-08 박경열 개별단위 태양전지모듈 모니터링 시스템
KR101514971B1 (ko) * 2013-03-29 2015-05-21 한서대학교 산학협력단 센서네트워크를 이용하여 운영하는 태양광 발전 시스템 및 방법
CN104750075A (zh) * 2015-03-18 2015-07-01 苏州科技学院 一种基于Zigbee技术的光伏发电电源控制装置
KR101558106B1 (ko) * 2014-10-07 2015-10-19 박용준 태양광모듈 진동감지 기능을 가지는 태양광 발전장치
KR20160012322A (ko) * 2014-07-23 2016-02-03 현대중공업 주식회사 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
US20160119744A1 (en) * 2013-06-10 2016-04-28 Hymatics, Inc. Method for monitoring photovoltaic power generation using rtu, and wireless rtu device thereof
KR101630449B1 (ko) * 2015-07-07 2016-06-14 주식회사 대은계전 자기센서를 이용한 지능형 태양광발전 모니터링 시스템
KR102077322B1 (ko) * 2018-09-17 2020-02-13 (주)아이엠씨시스템 전송기와 스위칭 허브 장치 그리고 이들을 이용한 전송 제어 시스템
KR102085196B1 (ko) * 2019-09-17 2020-03-05 (주)대연씨앤아이 자가 식별을 지원하는 태양광 패널 및 이의 동작 방법
KR102362571B1 (ko) 2021-10-01 2022-02-15 (주)대연씨앤아이 자율 전원을 지원하는 휴대용 환경 센싱 장치 및 이의 동작 방법, 그리고 이를 포함하는 환경 센싱 시스템

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103293460B (zh) * 2013-05-21 2015-07-08 东华大学 一种基于ZigBee技术的太阳能电池户外监测系统
CN103676887A (zh) * 2013-12-17 2014-03-26 沈阳远大科技创业园有限公司 一种基于物联网的光电幕墙监测系统
CN109974785A (zh) * 2019-04-19 2019-07-05 中山能瑞电气科技有限公司 一种基于物联网集中控制式的光伏电站监控装置及系统
RU2721164C1 (ru) * 2019-10-15 2020-05-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Устройство мониторинга солнечной электростанции

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030076800A (ko) * 2002-03-21 2003-09-29 한국전기연구원 태양전지 등가회로 파라미터 추정방법 및 그 파라미터측정 장치
US20040231716A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Litwin Robert Zachary Wireless controlled battery powered heliostats for solar power plant application
KR20100072457A (ko) * 2008-12-22 2010-07-01 한국전기연구원 태양전지 모듈의 특성분석 장치 및 그 분석방법
KR101190748B1 (ko) * 2010-02-03 2012-10-12 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈의 모니터링 기능을 갖는 방송신호수신기

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101347845B1 (ko) 2012-01-02 2014-01-08 박경열 개별단위 태양전지모듈 모니터링 시스템
KR101183532B1 (ko) * 2012-03-02 2012-09-20 주식회사 유비테크 태양광발전 채널별 감시 및 개별 모니터링 시스템
KR101304022B1 (ko) 2013-03-12 2013-09-09 에마텍 주식회사 단일 지그비 모듈에 기반한 태양광 모듈 감시 기능을 가지는 태양광 발전 시스템
KR101514971B1 (ko) * 2013-03-29 2015-05-21 한서대학교 산학협력단 센서네트워크를 이용하여 운영하는 태양광 발전 시스템 및 방법
CN103278780A (zh) * 2013-04-25 2013-09-04 湖南科比特新能源电气技术有限公司 光伏组件方阵监视器
KR101326253B1 (ko) 2013-05-21 2013-11-11 주식회사 초록세상 태양광 발전기용 접속반 및 그 제어방법
US20160119744A1 (en) * 2013-06-10 2016-04-28 Hymatics, Inc. Method for monitoring photovoltaic power generation using rtu, and wireless rtu device thereof
KR20160012322A (ko) * 2014-07-23 2016-02-03 현대중공업 주식회사 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
KR101866607B1 (ko) 2014-07-23 2018-06-12 현대중공업 주식회사 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
KR101558106B1 (ko) * 2014-10-07 2015-10-19 박용준 태양광모듈 진동감지 기능을 가지는 태양광 발전장치
CN104750075A (zh) * 2015-03-18 2015-07-01 苏州科技学院 一种基于Zigbee技术的光伏发电电源控制装置
KR101630449B1 (ko) * 2015-07-07 2016-06-14 주식회사 대은계전 자기센서를 이용한 지능형 태양광발전 모니터링 시스템
KR102077322B1 (ko) * 2018-09-17 2020-02-13 (주)아이엠씨시스템 전송기와 스위칭 허브 장치 그리고 이들을 이용한 전송 제어 시스템
KR102085196B1 (ko) * 2019-09-17 2020-03-05 (주)대연씨앤아이 자가 식별을 지원하는 태양광 패널 및 이의 동작 방법
KR102362571B1 (ko) 2021-10-01 2022-02-15 (주)대연씨앤아이 자율 전원을 지원하는 휴대용 환경 센싱 장치 및 이의 동작 방법, 그리고 이를 포함하는 환경 센싱 시스템

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