KR101111551B1 - 태양광 발전 시스템 및 이의 효율진단 방법 - Google Patents

태양광 발전 시스템 및 이의 효율진단 방법 Download PDF

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KR101111551B1 KR1020110028836A KR20110028836A KR101111551B1 KR 101111551 B1 KR101111551 B1 KR 101111551B1 KR 1020110028836 A KR1020110028836 A KR 1020110028836A KR 20110028836 A KR20110028836 A KR 20110028836A KR 101111551 B1 KR101111551 B1 KR 101111551B1
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Abstract

본 발명은 양광발전어레이의 효율을 진단할 수 있는 태양광 발전 시스템 및 이의 효율 진단방법에 관한 것으로, 태양광을 직류 전력으로 변환하는 m개(m은 1보다 큰 자연수)의 태양광발전모듈들을 포함하는 태양광발전어레이; 상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 교류로 변환하는 인버터; 상기 태양광발전어레이가 설치된 설치 장소에 대한 수평면 일사량 및 적어도 하나의 태양광발전모듈에 대한 경사면 일사량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 일사량측정부; 상기 m개의 태양광발전모듈들이 설치된 설치 장소의 외기 온도 및 적어도 하나의 태양광발전모듈의 모듈 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 온도측정부; 상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 개별적으로 측정하는 m개의 전력측정기들; 및, 초기화 상태의 m개의 태양광발전모듈들을 시험운전기간 동안 시험 운전하여 측정된 상기 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 m개의 직류 전력들을 모두 합한 총전력 중 적어도 어느 하나에 근거하여 기준전력을 산출하고, 실운전기간 동안 산출된 실전력과 상기 기준전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 진단장치를 포함함을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전 시스템 및 이의 효율진단 방법{PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM AND METHOD OF EXAMINING EFFICIENCY OF THE SAME}
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 태양광발전어레이의 효율을 진단할 수 있는 태양광 발전 시스템 및 이의 효율 진단방법에 대한 것이다.
태양광 발전 시스템은 태양광을 전기로 변환하는 장치로서 다수의 태양광발전모듈들을 포함한다.
이 태양광발전모듈들은 외부 환경에 노출될 수밖에 없기 때문에, 먼지, 황사, 새의 분비물, 비 및 눈등에 의한 오염을 피할 수 없다. 이로 인해 태양열발전모듈들의 효율이 저하된다. 또한, 이러한 오염 물질 외에도 백화현상, hot spot현상도 이 태양열발전모듈들의 효율을 저하시키는 주요 원인이다.
태양열발전모듈의 효율이 저하되면, 이 태양열발전모듈은 특정 일사량 및 온도 조건하에서 실제로 발전해야할 전력보다 낮게 발전하게 된다.
이러한 효율의 저하를 방지하려면 태양열발전모듈의 유지보수가 수행되어야 하며, 이를 위해서는 먼저 이 태양광발전모듈의 효율을 정확하게 진단할 필요가 있다.
그러나 종래에는 태양광발전모듈의 효율을 진단할 수 있는 장비가 구비되지 않은 바, 상술된 유지보수의 시점을 파악하는데 많은 문제점이 있었다.
본 발명은 상술된 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 태양광발전모듈들을 시험운전기간 동안 운전하여 취득된 데이터들을 이용하여 시스템 모델을 확립하고, 이 시스템 모델로부터 얻어진 기준전력과 실운전기간 동안 취득된 실전력을 비교함으로써 태양열발전모듈의 효율을 정확하게 파악할 수 있는 태양광 발전 시스템 및 이의 효율 진단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템은, 태양광을 직류 전력으로 변환하는 m개(m은 1보다 큰 자연수)의 태양광발전모듈들을 포함하는 태양광발전어레이; 상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 교류로 변환하는 인버터; 상기 태양광발전어레이가 설치된 설치 장소에 대한 수평면 일사량 및 적어도 하나의 태양광발전모듈에 대한 경사면 일사량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 일사량측정부; 상기 m개의 태양광발전모듈들이 설치된 설치 장소의 외기 온도 및 적어도 하나의 태양광발전모듈의 모듈 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 온도측정부; 상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 개별적으로 측정하는 m개의 전력측정기들; 및, 초기화 상태의 m개의 태양광발전모듈들을 시험운전기간 동안 시험 운전하여 측정된 상기 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 m개의 직류 전력들을 모두 합한 총전력 중 적어도 어느 하나에 근거하여 기준전력을 산출하고, 실운전기간 동안 산출된 실전력과 상기 기준전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 진단장치를 포함함을 특징으로 한다.
상기 진단장치는, 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하고, 이 생성된 시험데이터들을 근거로 하여 상기 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 실전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출함을 특징으로 한다.
상기 진단장치는, 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하는 시험데이터생성부; 상기 시험데이터생성부들로부터의 시험데이터들에 근거하여, 상기 경사면 일사량 및 모듈 온도와 상기 총전력에 대한 관계를 정의하는 회귀방정식을 생성하는 관계식생성부; 학습 알고리즘을 통해 상기 회귀방정식에 포함된 다수의 상수들 각각에 대한 값을 구하는 상수추출부; 상기 실운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 실데이터들을 생성하는 실데이터생성부; 및, 상기 실데이터생성부로부터의 어느 하나의 특정 실데이터에 포함된 총전력에 대한 양을 상기 실전력으로 정의하고, 상기 상수추출부로부터의 상수들을 상기 관계식생성부로부터의 회귀방정식에 대입하고, 상기 특정 실데이터에 포함된 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도를 이 회귀방정식에 대입하여 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 정의된 실전력을 서로 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 효율산출부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 시험데이터들은 n개(n은 1보다 큰 자연수)의 시험데이터들을 포함하며; n개의 시험데이터들 각각은 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력을 포함하며; 이 n개의 시험데이터들은 다음과 같은 행렬식으로 표현된 수학식1로 정의되며;
수학식1
Figure 112011023191967-pat00001
상기 수학식1에서, 제 1 열에 위치한 원소들은 시간대별 경사면 일사량들을 의미하며, 제 2 열에 위치한 원소들은 시간대별 모듈 온도들을 의미하며, 그리고 제 3 열에 위치한 원소들은 시간대별 총전력들을 의미함을 특징으로 한다.
상기 상수들의 값을 산출하기 위한 학습 알고리즘은 최소제곱법인 것을 특징으로 한다.
상기 회귀방정식은 아래의 수학식2로 정의되며;
수학식2
Figure 112011023191967-pat00002
상기 수학식2에서, yref는 상기 기준전력을 의미하며, x1은 경사면 일사량을 의미하며, x2는 모듈 온도를 의미하며, 그리고 a 내지 f는 상수들이며; 상기 수학식1에 근거하여 상기 수학식2가 산출됨을 특징으로 한다.
상기 상수들은 아래의 행렬식으로 표현된 수학식3에 의해 정의되며;
수학식3
Figure 112011023191967-pat00003
상기 w는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식4에 의해 정의되며;
수학식4
Figure 112011023191967-pat00004
상기 y는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식5에 의해 정의되며;
수학식5
Figure 112011023191967-pat00005
상기 X는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식6에 의해 정의됨을 특징으로 한다.
수학식6
Figure 112011023191967-pat00006
상기 태양광발전어레이의 발전유지율은 아래의 수학식7에 의해 정의됨을 특징으로 한다.
수학식7
Figure 112011023191967-pat00007
.
또한 상술된 목적을 달성하기 위한 태양광 발전 시스템의 발전유지율 진단방법은, 태양광을 직류 전력으로 변환하는 m개(m은 1보다 큰 자연수)의 태양광발전모듈들을 포함하는 태양광발전어레이를 준비하는 A단계; 상기 태양광발전어레이를 원하는 설치 장소에 설치하는 B단계; 상기 태양광발전어레이가 설치된 설치 장소에 대한 경사면 일사량 및 적어도 하나의 태양광발전모듈에 대한 경사면 일사량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 C단계; 상기 m개의 태양광발전모듈들이 설치된 설치 장소의 외기 온도 및 적어도 하나의 태양광발전모듈의 모듈 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 D단계; 상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 개별적으로 측정하는 E단계; 및, 초기화 상태의 m개의 태양광발전모듈들을 시험운전기간 동안 시험 운전하여 상기 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 m개의 직류 전력들을 모두 합한 총전력 중 적어도 하나를 측정하고, 이 측정치에 근거하여 기준전력을 산출하고, 실운전기간 동안 상기 m개의 태양광발전모듈들로부터 산출된 실전력과 상기 기준전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 F단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 F단계는, 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하고, 이 생성된 시험데이터들을 근거로 하여 상기 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 실전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출함을 특징으로 한다.
상기 F단계는, 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하는 F-1단계; 상기 F-1단계로부터의 시험데이터들에 근거하여, 상기 경사면 일사량 및 모듈 온도와 상기 총전력에 대한 관계를 정의하는 회귀방정식을 생성하는 F-2단계; 학습 알고리즘을 통해 상기 회귀방정식에 포함된 다수의 상수들 각각에 대한 값을 구하는 F-3단계; 상기 실운전기간 동안 상기 수평면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 실데이터들을 생성하는 F-4; 및, 상기 F-4단계로부터의 어느 하나의 특정 실데이터에 포함된 총전력에 대한 양을 상기 실전력으로 정의하고, 상기 F-3단계로부터의 상수들을 상기 F-2단계로부터 제공된 회귀방정식에 대입하고, 상기 특정 실데이터에 포함된 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도를 이 회귀방정식에 대입하여 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 정의된 실전력을 서로 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 F-5단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양광 발전 시스템 및 이의 효율 진단방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 태양광발전모듈들을 시험운전기간 동안 운전하여 취득된 데이터들을 이용하여 시스템 모듈을 확립하고, 이 시스템 모듈로부터 얻어진 기준전력과 실운전기간 동안 취득된 실전력을 비교함으로써 태양열발전모듈의 효율을 정확하게 파악할수 있다.
둘째, 태양광발전모듈들이 최초 설치된 장소의 모든 제반 사항이 고려되어 시스템 모델이 구축되므로, 각 장소에 가장 최적화된 시스템 모델이 구축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 도면
도 2는 도 1의 진단장치에 대한 상세 구성도
도 3은 도 2의 시험데이터생성부로부터 생성된 시험데이터들을 나타낸 도면
도 4는 도 3의 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력간의 관계를 3차원 그래프로 나타낸 도면
도 5는 완성된 회귀방정식을 이용한 시스템 모델을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 도면
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광발전어레이, 인버터(IT), 일사량측정부(SM), 온도측정부(TM), 다수의 전력측정기(PM)들 및 진단장치(DD)를 포함한다.
태양광발전어레이는 태양광을 직류 전력(PW)으로 변환하기 위한 것으로, 이는 m개(m은 1보다 큰 자연수)의 태양광발전모듈(MD)들을 포한한다. 각 태양광발전모듈(MD)은 태양광을 직류 전력(PW)으로 변환한다. 이 m개의 전체 태양광발전모듈(MD)들은 스트링별로 구분된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 스트링(SR1 내지 SR3)에는 다수의 태양광발전모듈(MD)들이 포함된다. 하나의 스트링에 포함된 태양광발전모듈(MD)들은 서로 직렬로 접속된다. 그리고 각 스트링의 태양광발전모듈(MD)들은 접속함(CB)을 통해 서로 병렬로 접속된다. 예를 들어, 제 1 스트링(SR1)에 포함된 다수의 태양광발전모듈(MD)들, 제 2 스트링(SR2)에 포함된 다수의 태양광발전모듈(MD)들, 제 3 스트링(SR3)에 포함된 다수의 태양광발전모듈(MD)들은 접속함(CB)을 통해 서로 병렬로 접속된다. 각 스트링(SR1 내지 SR3)에 포함된 태양광발전모듈(MD)들의 수는 동일할 수도 있고, 또한 다를 수도 있다. 이 스트링의 수 및 태양광발전모듈들의 수는 얼마든지 가변될 수 있다.
접속함(CB)에는 역전류를 방지하기 위한 다이오드(D)가 설치된다.
인버터(IT)는 m개의 태양광발전모듈(MD)들로부터의 m개의 직류 전력(PW)들을 교류로 변환한다. 이 인버터(IT)는 전체 태양광발전모듈(MD)의 최대 출력 전력보다 더 큰 용량을 갖는다. 하나의 태양광발전모듈(MD)의 최대 출력 전력은 일사량 100w/m2, 온도 25℃인 조건하에서의 출력값으로 결정될 수 있다.
일사량측정부(SM)는 수평면 일사량 및 경사면 일사량 중 적어도 어느 하나를 측정한다. 이를 위해 이 일사량측정부(SM)는 수평면 일사량을 감지하는 수평면일사량센서 및 경사면 일사량을 감지하는 적어도 하나의 경사면일사량센서들을 포함한다. 이 일사량측정부(SM)는 수평면일사량센서 및 경사면일사량센서를 통해 감지된 수평면 일사량 및 경사면 일사량을 측정하고, 이 측정치를 디지털 형태의 전압으로 변경한다. 그리고 이 디지털 형태의 전압을 진단장치(DD)로 전송한다.
이 수평면 일사량은 태양광발전어레이가 설치된 설치 장소에 입사되는 일사량을 의미하며, 그리고 경사면 일사량은 어느 하나의 태양광발전모듈(MD)로 입사되는 태양광의 일사량을 의미한다.
여기서 이 수평면 일사량은 일반적인 일사량을 의미하는 것으로 이 수평면 일사량은 수평면일사량센서를 상기 설치 위치에 설치함으로써 측정할 수 있다. 이 수평면일사량센서는 시간에 따른 태양의 위치에 관계없이 그 입광면의 각이 항상 그대로 유지된다. 이 수평면일사량센서는 태양광센서모듈들 사이에 위치시킬 수도 있다. 이때, 이 수평면일사량센서는 태양광발전어레이의 중심부에 위치할 수 있다.
한편, 경사면 일사량은 태양광발전모듈(MD)의 입광면에 경사면일사량센서를 부착함으로써 측정될 수 있다. 이 경사면일사량센서는 어느 하나의 태양광발전모듈(MD)에만 부착될 수도 있으며, 또는 모든 태양광발전모듈(MD)에 하나씩 부착될 수도 있다. 이때 이 태양광발전모듈(MD)들 각각은 이들의 입광면이 항상 태양의 방향을 추종하도록 이들 의 극각 및 방위각이 시간에 따라 자동적으로 조절되므로, 이들 태양광발전모듈(MD)에 부착된 경사면일사량센서의 입광면 역시 항상 태양을 향하게 된다.
온도측정부(TM)는 외기 온도 및 모듈 온도 중 적어도 어느 하나를 측정한다. 이를 위해 이 온도측정부(TM)는 외기 온도를 감지하는 외기온도센서 및 모듈 온도를 감지하는 적어도 하나의 모듈온도센서들을 포함한다. 이 온도측정부(TM)는 외기온도센서 및 모듈온도센서를 통해 감지된 외기 온도 및 모듈 온도를 측정하고, 이 측정치를 디지털 형태의 전압으로 변경한다. 그리고 이 디지털 형태의 전압을 진단장치(DD)로 전송한다.
이 외기 온도는 태양광발전어레이가 설치된 설치 장소의 온도를 의미하며, 그리고 모듈 온도는 어느 하나의 태양광발전모듈(MD)의 자체 온도를 의미한다.
여기서 이 외기 온도는 외기온도센서를 상기 설치 위치에 설치함으로써 측정할 수 있다. 이 외기온도센서는 태양광센서모듈들 사이에 위치시킬 수도 있다. 이때, 이 외기온도센서는 태양광발전어레이의 중심부에 위치할 수 있다.
한편, 모듈 온도는 태양광발전모듈(MD)에 모듈온도센서를 부착함으로써 측정될 수 있다. 이 모듈온도센서는 어느 하나의 태양광발전모듈(MD)에만 부착될 수도 있으며, 또는 모든 태양광발전모듈(MD)에 하나씩 부착될 수도 있다. 이때 이 모듈온도센서는 이 태양광발전모듈(MD)의 입광면 또는 이 입광면의 반대편에 부착될 수 있다.
m개의 전력측정기(PM)들은 m개의 태양광발전모듈(MD)들로부터의 m개의 직류 전력들을 개별적으로 측정한다.
진단장치(DD)는 초기화 상태의 m개의 태양광발전모듈(MD)들을 시험운전기간 동안 시험 운전하여 측정된 상기 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 m개의 직류 전력(PW)들을 모두 합한 총전력 중 적어도 어느 하나에 근거하여 기준전력을 산출한다. 그리고, 이 진단장치(DD)는 m개의 태양광발전모듈(MD)들을 실운전기간 동안 운전하여 측정된 실전력과 상술된 기준전력을 비교하여 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출한다.
예를 들어, 이 진단장치(DD)는 측정된 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 총전력 중 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력을 근거로 하여 기준전력을 산출할 수 있다. 즉, 이 진단장치(DD)는 시험운전기간동안 경사면 일사량, 모듈 온도(어느 하나의 태양광발전모듈(MD)의 모듈 온도) 및 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 시험데이터들을 생성한다. 그리고 이 시험데이터들에 근거하여 기준전력을 산출하고, 이 기준전력과 실전력을 비교하여 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출한다.
이 시험데이터들 각각은 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력에 대한 데이터를 갖는다. 즉, 하나의 시험데이터는 특정 시간대에서의 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력에 대한 데이터를 갖는다.
상술된 초기화 상태란 태양광발전어레이에 구비된 전체 태양광발전모듈(MD)들이 모두 이물질에 의해 오염되지 않은 깨끗한 상태이고, 또한 이 전체 태양광발전모듈(MD)들이 모두 최대의 전력을 발전할 수 있도록 관리된 상태를 의미한다.
이와 같이 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템은 태양광발전어레이가 실제 설치된 현장의 환경에 맞춰, 특정 일사량 및 온도 조건에서 이 태양광발전어레이가 이상적으로 발전해야할 기준전력을 예측하고, 이 기준전력대비 실전력을 비교함으로써 이 태양광발전어레이의 효율저하를 진단할 수 있다.
여기서 도 1의 진단장치(DD)를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1의 진단장치(DD)에 대한 상세 구성도이다.
본 발명에 따른 진단장치(DD)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 시험데이터생성부(TDG), 관계식생성부(EQG), 상수추출부(CEX), 실데이터생성부(RDG) 및 효율산출부(MRM)를 포함한다.
시험데이터생성부(TDG)는 시험운전기간 동안 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성한다.
관계식생성부(EQG)는 시험데이터생성부(TDG)들로부터의 시험데이터들에 근거하여, 경사면 일사량 및 모듈 온도와 총전력에 대한 관계를 정의하는 회귀방정식을 생성한다.
상수추출부(CEX)는 학습 알고리즘을 통해 상기 회귀방정식에 포함된 다수의 상수들 각각에 대한 값을 구한다.
실데이터생성부(RDG)는 실운전기간 동안 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 실데이터들을 생성한다. 하나의 실데이터는 특정 시간대에서의 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력에 대한 데이터를 갖는다.
효율산출부(MRM)는 실데이터생성부(RDG)로부터의 어느 하나의 특정 실데이터에 포함된 총전력에 대한 양을 상기 실전력으로 정의한다. 그리고 상수추출부(CEX)로부터의 상수들을 관계식생성부(EQG)로부터의 회귀방정식에 대입하고, 특정 실데이터에 포함된 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도를 이 회귀방정식에 대입하여 기준전력을 산출한다. 그리고, 이 산출된 기준전력과 상기 정의된 실전력을 서로 비교하여 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출한다.
도 3은 도 2의 시험데이터생성부(TDG)로부터 생성된 시험데이터들을 나타낸 도면이다.
도 3에는 시험운전기간 동안 10분 간격으로 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력을 측정하여 얻어진 261개의 시험데이터들이 나타나 있다. 이 시험운전기간은 1일 이상이 될 수 있다.
도 3의 (a)에서 X축은 시간에 따른 시험데이터의 위치를 나타내며, Y축은 경사면 일사량의 크기를 나타낸 것이다. 도 3의 (a)에서 알 수 있듯이, 약 75번째 시험데이터에 포함된 경사면 일사량의 크기가 가장 높음을 알 수 있다.
도 3의 (b)에서 X축은 시간에 따른 시험데이터의 위치를 나타내며, Y축은 경사면 모듈 온도(어느 하나의 태양광발전모듈(MD)의 모듈 온도)의 크기를 나타낸 것이다. 도 3의 (b)에서 알 수 있듯이, 약 75번째 시험데이터에 포함된 모듈 온도의 크기가 가장 높음을 알 수 있다.
도 3의 (c)에서 X축은 시간에 따른 시험데이터의 위치를 나타내며, Y축은 경사면 총전력의 크기를 나타낸 것이다. 도 3의 (b)에서 알 수 있듯이, 약 75번째 시험데이터에 포함된 총전력의 크기가 가장 높음을 알 수 있다.
하나의 시험데이터는 상술된 도 3의 (a)에서의 경사면 일사량, 도 3의 (b)에서의 모듈 온도, 그리고 도 3의 (c)에서의 총전력을 포함한다.
도 4는 도 3의 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력간의 관계를 3차원 그래프로 나타낸 도면이다.
한편, 이 시험운전기간 이후의 실운전기간에서의 실데이터들 역시 도 3에 도시된 바와 같은 방식으로 수집된다.
관계식생성부(EQG)는 도 3에 도시된 바와 같은 시험데이터들에 근거하여 회귀방정식을 산출하는 바, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 관계식생성부(EQG)는 시험운전기간동안 수집된 n개의 시험데이터들에 포함된 경사면 일사량들, 모듈 온도들 및 총전력들을 아래의 수학식1에 정의된 행렬식으로 나타낸다.
Figure 112011023191967-pat00008
위의 수학식1에서 제 1 열에 위치한 원소들(x11, x12, ..., x1n)은 시간대별 경사면 일사량들을 의미하며, 제 2 열에 위치한 원소들(x21, x22, ..., x1n)은 시간대별 모듈 온도들을 의미하며, 그리고 제 3 열에 위치한 원소들(y1, y2, ..., yn)은 시간대별 총전력들을 의미한다. 이 수학식1로부터 알 수 있듯이, 예를 들어 첫 번째 시험데이터는 원소 x11에 대응되는 경사면 일사량, 원소 x21에 대응되는 모듈 온도 및 원소 y1에 대응되는 총전력을 포함한다.
이후, 이 관계식생성부(EQG)는 상기 수학식1에 근거하여 아래의 수학식2로 정의되는 회귀방정식을 생성한다.
Figure 112011023191967-pat00009
상수추출부(CEX)는 학습 알고리즘으로서 최소제곱법을 이용하여 상기 회귀방정식에 포함된 상수들 각각에 대한 값을 구한다.
이를 위해, 상수추출부(CEX)는 먼저 아래와 같은 수학식3으로 정의되는 확장행렬식을 구한다.
Figure 112011023191967-pat00010
이어서, 이 상수추출부(CEX)는 아래와 같은 수학식4로 정의되는 행렬식을 계산한다.
Figure 112011023191967-pat00011
여기서, 수학식4의 y는 아래와 같은 수학식5로 정의되는 행렬식을 갖는다.
Figure 112011023191967-pat00012
한편, 수학식4의 w는 아래와 같은 수학식6으로 정의되는 행렬식을 갖는다.
Figure 112011023191967-pat00013
이 수학식3 내지 수학식6에 의해 상수들 각각에 대한 값이 구해지면, 상수추출부(CEX)는 이 상수들에 대한 값들을 효율산출부(MRM)로 공급한다.
그러면 효율산출부(MRM)는 상술된 회귀방정식에 이 상수들의 값을 대입하여 관계식을 완성한다.
도 5는 완성된 회귀방정식을 이용한 시스템 모델을 나타낸 도면으로서, 이 도 5는 경사면 일사량들, 모듈 온도들 및 총전력들간의 관계가 나타나 있다.
사용자는 실운전기간 동안 이 태양광발전어레이의 발전유지율을 알아보기 위해 이 효율산출부(MRM)에 특정 실데이터에 포함된 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도를 입력할 수 있다. 그러면, 이 효율산출부(MRM)는 이 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도를 상술된 회귀방정식에 대입하여 기준전력을 산출한다. 그리고, 이 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도에 의해 실제로 태양광발전어레이로부터 발전된 실전력을 산출한다. 그리고, 이 산출된 기준전력과 실전력을 다음과 같은 수학식7에 대입하여 이 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출한다.
Figure 112011023191967-pat00014
발전유지율은 태양광어레이가 발전해야할 기준전력대비 실제 발전되고 있는 실전력의 비율로서, 시스템의 효율이 얼마나 잘 유지되고 있는지를 나타내는 지표이다. 시스템의 효율이 저하될수록 이 발전유지율도 감소하게 된다.
본 발명에 따른 효율산출부(MRM)는 이 발전유지율을 주기적으로 산출함으로써 시스템의 효율을 진단하고, 이 발전유지율이 일정 값 이하로 떨어질 경우 고장으로 판단하고 이를 사용자에게 알릴 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 태양광발전모듈(MD)들이 최초 설치된 장소의 모든 제반 사항이 고려되어 시스템 모델이 구축되므로, 각 장소에 가장 최적화된 시스템 모델이 구축될 수 있다. 예를 들어, A장소와 B장소에 동일한 태양광발전어레이 및 인버터(IT)를 설치한다고 하더라도 그 장소의 특성에 따라 태양광발전어레이와 인버터(IT)간을 연결하는 전력선이 더 길어지거나 짧아지게 되어 실제 출력되는 전력에 편차가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 시험운전기간동안 이러한 장소에 의해 발생되는 전력의 편차가 모두 고려되므로, 각 장소에 가장 최적화된 시스템 모델이 설정될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 태양광발전어레이를 주기적으로 시험운전하여 시스템 모델을 계속적으로 보정할 수 있다. 즉, 계절마다 일사량(수평면 일사량 및 경사면 일사량) 및 온도(외기 온도 및 모듈 온도)의 차이가 있으므로, 이를 고려하여 매 계절마다 태양광발전어레이를 초기화하고 시험운전하여 해당 계절에 가장 최적화된 시스템 모델을 구축할 수 있다. 즉, 매 계절마다 서로 다른 상수들을 갖는 회귀방정식이 생성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 비하여 스트링전력측정기(PM)를 더 포함한다. 이 스트링검출장치는 하나의 스트링에 구비된 태양광발전모듈(MD)들 각각에 할당된 전력측정기(PM)들로부터의 측정치들을 공급받아 합산하고, 이 합산된 측정치를 진단장치(DD)로 공급한다.
이 제 2 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성 및 동작은 상술된 제 1 실시예의 태양광 발전 시스템과 동일하다.
한편, 또 다른 실시예(이하, 제 3 실시예)로서 본 발명에서는 각 태양광발전모듈마다 독립적으로 시스템 모델을 구축하는 것도 가능하다. 즉, m개의 태양광발전모듈들에 대한 n개의 시스템 모델들을 설정할 수 있다. 이를 위해서는, 먼저 m개의 태양광발전모듈들 각각에 경사면일사량센서 및 모듈온도센서가 부착되어야 한다. 즉, n개의 경사면일사량센서들 및 n개의 모듈온도센서들이 부착되어야 한다.
또한, 이 제 3 실시예에서의 진단장치는 m개의 태양광발전모듈들에 대한 총전력이 아닌 m개의 태양광발전모듈들 각각에 대한 개별적인 시험데이터들을 수집하여야 한다. 다시 말하여, 이 진단장치는, 시험운전기간 동안 각 태양광발전모듈로부터 경사면 일사량, 모듈 온도 및 전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 전력들에 대한 시험데이터들을 생성하고, 이 생성된 시험데이터들을 근거로 하여 각 태양광발전모듈들에 대한 기준전력을 산출하고, 이 산출된 개별 기준전력과 개별 실전력을 비교하여 각 태양광발전모듈에 대한 발전유지율을 산출할 수 있다.
예를 들어, 이 제 3 실시예의 진단장치는 시험운전기간 동안 어느 하나의 태양광발전모듈로부터 이의 개별 경사면 일사량, 개별 모듈 온도 및 개별 전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 개별 경사면 일사량들, 다수의 개별 모듈 온도들 및 다수의 개별 전력들에 대한 개별 시험데이터들을 생성하고, 이 생성된 개별 시험데이터들을 근거로 하여 이 하나의 태양광발전모듈에 대한 개별 기준전력을 산출하고, 이 산출된 개별 기준전력과 개별 실전력을 비교하여 이 하나의 태양광발전모듈에 대한 개별 발전유지율을 산출할 수 있다. 여기서 이 개별 실전력은 실운전기간동안 이 하나의 태양광발전모듈로부터 출력된 전력을 의미한다.
이때 이 제 3 실시예의 진단장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 시험데이터생성부(TDG), 관계식생성부(EQG), 상수추출부(CEX), 실데이터생성부(RDG) 및 효율산출부(MRM)를 포함한다. 이 제 3 실시예서의 시험데이터생성부(TDG), 관계식생성부(EQG), 상수추출부(CEX), 실데이터생성부(RDG) 및 효율산출부(MRM)는 제 1 실시예에서의 그것들과 동일한 동작을 수행한다. 단, 이 제 3 실시예에서의 진단장치에 포함된 시험데이터생성부는 m개의 태양광발전모듈들 각각에 대한 시험데이터들을 개별적으로 생성하고, 관계식생성부는 m개의 태양광발전모듈들 각각에 대한 회귀방정식을 개별적으로 생성하고, 실데이터생성부는 m개의 태양광발전모듈들 각각에 대한 실데이터들을 개별적으로 생성하고, 효율산출부는 m개의 태양광발전모듈들 각각에 대한 효율을 개별적으로 산출한다.
이와 같은 방식으로 m개의 태양광발전모듈들 각각에 대한 개별 시스템 모델을 구축할 수 있다. 이 개별 시스템 구축 방법은 상술된 전체 시스템 구축 방법과 실상 동일하다. 단지, 이러한 전체 시스템 구축 방법을 각 태양광발전모듈마다 개별적으로 적용한 것이다.
또한, 상술된 제 2 실시예에서 설명된 스트링전력측정기를 더 포함할 경우, 시스템 모델을 스트링단위로 구축할 수도 있다. 즉, 또 다른 실시예(이하, 제 4 실시예)로서 하나의 스트링에 포함된 다수의 태양광발전모듈들에 대한 시스템 모델을 구축할 수 있다. 예를 들어, 스트링이 3개 존재한다면, 3개의 시스템 모듈이 만들어 질 수 있다. 이때 경사면일사량센서들은 스트링당 하나씩 구비되며, 마찬가지로 모듈온도센서들도 스트링당 하나씩 구비된다.
예를 들어, 이 진단장치는 시험운전기간 동안 어느 하나의 스트링에 포함된 다수의 태양광발전모듈들로부터 이의 경사면 일사량(하나의 스트링에 포함된 어느 하나의 태양광발전모듈의 경사면 일사량), 모듈 온도(하나의 스트링에 포함된 어느 하나의 태양광발전모듈의 모듈 온도) 및 전력들(하나의 스트링에 포함된 다수의 태양광발전모듈들로부터 제공된 각 개별 전력들의 총합에 대응되는 전력)을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 전력들에 대한 시험데이터들을 생성하고, 이 생성된 시험데이터들을 근거로 하여 이 하나의 스트링에 포함된 태양광발전모듈들에 대한 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 실전력(실운전기간 동안 하나의 스트링에 포함된 태양광발전모듈들로부터 제공된 전력들의 총합)을 비교하여 이 하나의 스트링에 포함된 태양광발전모듈들에 대한 발전유지율을 산출할 수 있다.
이때 이 제 4 실시예의 진단장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 시험데이터생성부(TDG), 관계식생성부(EQG), 상수추출부(CEX), 실데이터생성부(RDG) 및 효율산출부(MRM)를 포함한다. 이 제 4 실시예서의 시험데이터생성부(TDG), 관계식생성부(EQG), 상수추출부(CEX), 실데이터생성부(RDG) 및 효율산출부(MRM)는 제 1 실시예에서의 그것들과 동일한 동작을 수행한다. 단, 이 제 4 실시예에서의 진단장치에 포함된 시험데이터생성부는 스트링들(스트링들 각각에 포함된 태양광발전모듈군) 각각에 대한 시험데이터들을 개별적으로 생성하고, 관계식생성부는 스트링들(스트링들 각각에 포함된 태양광발전모듈군) 각각에 대한 회귀방정식을 개별적으로 생성하고, 실데이터생성부는 스트링들(스트링들 각각에 포함된 태양광발전모듈군) 각각에 대한 실데이터들을 개별적으로 생성하고, 효율산출부는 스트링들(스트링들 각각에 포함된 태양광발전모듈군) 각각에 대한 효율을 개별적으로 산출한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
SR#: 제 # 스트링 MD: 태양광발전모듈
PM: 전력측정기 PW: 전력
SM: 일사량측정부 TM: 온도측정부
D: 다이오드 DD: 진단장치
IT: 인버터 CB: 접속함

Claims (11)

  1. 태양광을 직류 전력으로 변환하는 m개(m은 1보다 큰 자연수)의 태양광발전모듈들을 포함하는 태양광발전어레이;
    상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 교류로 변환하는 인버터;
    상기 태양광발전어레이가 설치된 설치 장소에 대한 수평면 일사량 및 적어도 하나의 태양광발전모듈에 대한 경사면 일사량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 일사량측정부;
    상기 m개의 태양광발전모듈들이 설치된 설치 장소의 외기 온도 및 적어도 하나의 태양광발전모듈의 모듈 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 온도측정부;
    상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 개별적으로 측정하는 m개의 전력측정기들; 및,
    초기화 상태의 m개의 태양광발전모듈들을 시험운전기간 동안 시험 운전하여 측정된 상기 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 m개의 직류 전력들을 모두 합한 총전력 중 적어도 어느 하나에 근거하여 기준전력을 산출하고, 실운전기간 동안 산출된 실전력과 상기 기준전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 진단장치를 포함하며;
    상기 진단장치는, 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하고, 이 생성된 시험데이터들을 근거로 하여 상기 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 실전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하며;
    상기 진단장치는,
    1) 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하는 시험데이터생성부;
    2) 상기 시험데이터생성부들로부터의 시험데이터들에 근거하여, 상기 경사면 일사량 및 모듈 온도와 상기 총전력에 대한 관계를 정의하는 회귀방정식을 생성하는 관계식생성부;
    3) 학습 알고리즘을 통해 상기 회귀방정식에 포함된 다수의 상수들 각각에 대한 값을 구하는 상수추출부;
    4) 상기 실운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 실데이터들을 생성하는 실데이터생성부; 및,
    5) 상기 실데이터생성부로부터의 어느 하나의 특정 실데이터에 포함된 총전력에 대한 양을 상기 실전력으로 정의하고, 상기 상수추출부로부터의 상수들을 상기 관계식생성부로부터의 회귀방정식에 대입하고, 상기 특정 실데이터에 포함된 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도를 이 회귀방정식에 대입하여 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 정의된 실전력을 서로 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 효율산출부를 포함하며;
    상기 시험데이터들은 n개(n은 1보다 큰 자연수)의 시험데이터들을 포함하며;
    n개의 시험데이터들 각각은 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력을 포함하며;
    이 n개의 시험데이터들은 다음과 같은 행렬식으로 표현된 수학식1로 정의되며;
    수학식1
    Figure 112011082156299-pat00015

    상기 수학식1에서, 제 1 열에 위치한 원소들은 시간대별 경사면 일사량들을 의미하며, 제 2 열에 위치한 원소들은 시간대별 모듈 온도들을 의미하며, 그리고 제 3 열에 위치한 원소들은 시간대별 총전력들을 의미하며;
    상기 상수들의 값을 산출하기 위한 학습 알고리즘은 최소제곱법이며;
    상기 회귀방정식은 아래의 수학식2로 정의되며;
    수학식2
    Figure 112011082156299-pat00016

    상기 수학식2에서, yref는 상기 기준전력을 의미하며, x1은 경사면 일사량을 의미하며, x2는 모듈 온도를 의미하며, 그리고 a 내지 f는 상수들이며;
    상기 수학식1에 근거하여 상기 수학식2가 산출되며;
    상기 상수들은 아래의 행렬식으로 표현된 수학식3에 의해 정의되며;
    수학식3
    Figure 112011082156299-pat00017

    상기 w는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식4에 의해 정의되며;
    수학식4
    Figure 112011082156299-pat00018

    상기 y는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식5에 의해 정의되며;
    수학식5
    Figure 112011082156299-pat00019

    상기 X는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식6에 의해 정의되며;
    수학식6
    Figure 112011082156299-pat00020

    상기 태양광발전어레이의 발전유지율은 아래의 수학식7에 의해 정의됨을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템;
    수학식7
    Figure 112011082156299-pat00021
    .
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 태양광을 직류 전력으로 변환하는 m개(m은 1보다 큰 자연수)의 태양광발전모듈들을 포함하는 태양광발전어레이를 준비하는 A단계;
    상기 태양광발전어레이를 원하는 설치 장소에 설치하는 B단계;
    상기 태양광발전어레이가 설치된 설치 장소에 대한 수평면 일사량 및 적어도 하나의 태양광발전모듈에 대한 경사면 일사량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 C단계;
    상기 m개의 태양광발전모듈들이 설치된 설치 장소의 외기 온도 및 적어도 하나의 태양광발전모듈의 모듈 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 D단계;
    상기 m개의 태양광발전모듈들로부터의 m개의 직류 전력들을 개별적으로 측정하는 E단계; 및,
    초기화 상태의 m개의 태양광발전모듈들을 시험운전기간 동안 시험 운전하여 상기 수평면 일사량, 경사면 일사량, 외기 온도, 모듈 온도 및 m개의 직류 전력들을 모두 합한 총전력 중 적어도 하나를 측정하고, 이 측정치에 근거하여 기준전력을 산출하고, 실운전기간 동안 상기 m개의 태양광발전모듈들로부터 산출된 실전력과 상기 기준전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 F단계를 포함하며;
    상기 F단계는, 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하고, 이 생성된 시험데이터들을 근거로 하여 상기 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 실전력을 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하며;
    상기 F단계는,
    1) 상기 시험운전기간 동안 상기 경사면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 시험데이터들을 생성하는 F-1단계;
    2) 상기 F-1단계로부터의 시험데이터들에 근거하여, 상기 경사면 일사량 및 모듈 온도와 상기 총전력에 대한 관계를 정의하는 회귀방정식을 생성하는 F-2단계;
    3) 학습 알고리즘을 통해 상기 회귀방정식에 포함된 다수의 상수들 각각에 대한 값을 구하는 F-3단계;
    4) 상기 실운전기간 동안 상기 수평면 일사량, 상기 모듈 온도 및 상기 총전력을 미리 설정된 일정 시간마다 측정함으로써 매 시간대별로 구분된 다수의 경사면 일사량들, 다수의 모듈 온도들 및 다수의 총전력들에 대한 실데이터들을 생성하는 F-4; 및,
    5) 상기 F-4단계로부터의 어느 하나의 특정 실데이터에 포함된 총전력에 대한 양을 상기 실전력으로 정의하고, 상기 F-3단계로부터의 상수들을 상기 F-2단계로부터 제공된 회귀방정식에 대입하고, 상기 특정 실데이터에 포함된 특정 경사면 일사량 및 특정 모듈 온도를 이 회귀방정식에 대입하여 기준전력을 산출하고, 이 산출된 기준전력과 상기 정의된 실전력을 서로 비교하여 상기 태양광발전어레이의 발전유지율을 산출하는 F-5단계를 포함하며;
    상기 시험데이터들은 n개(n은 1보다 큰 자연수)의 시험데이터들을 포함하며;
    n개의 시험데이터들 각각은 경사면 일사량, 모듈 온도 및 총전력을 포함하며;
    이 n개의 시험데이터들은 다음과 같은 행렬식으로 표현된 수학식1로 정의되며;
    수학식1
    Figure 112011082156299-pat00028

    상기 수학식1에서, 제 1 열에 위치한 원소들은 시간대별 경사면 일사량들을 의미하며, 제 2 열에 위치한 원소들은 시간대별 모듈 온도들을 의미하며, 그리고 제 3 열에 위치한 원소들은 시간대별 총전력들을 의미하며;
    상기 상수들의 값을 산출하기 위한 학습 알고리즘은 최소제곱법이며;
    상기 회귀방정식은 아래의 수학식2로 정의되며;
    수학식2
    Figure 112011082156299-pat00029

    상기 수학식2에서, yref는 상기 기준전력을 의미하며, x1은 경사면 일사량을 의미하며, x2는 모듈 온도를 의미하며, 그리고 a 내지 f는 상수들이며;
    상기 수학식1에 근거하여 상기 수학식2가 산출되며;
    상기 상수들은 아래의 행렬식으로 표현된 수학식3에 의해 정의되며;
    수학식3
    Figure 112011082156299-pat00030

    상기 w는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식4에 의해 정의되며;
    수학식4
    Figure 112011082156299-pat00031

    상기 y는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식5에 의해 정의되며;
    수학식5
    Figure 112011082156299-pat00032

    상기 X는 아래의 행렬식으로 표현된 수학식6에 의해 정의되며;
    수학식6
    Figure 112011082156299-pat00033

    상기 태양광발전어레이의 발전유지율은 아래의 수학식7에 의해 정의됨을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 발전유지율 진단방법;
    수학식7
    Figure 112011082156299-pat00034
    .
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