KR101257665B1

KR101257665B1 - Solar photovoltaic power generator

Info

Publication number: KR101257665B1
Application number: KR1020130000849A
Authority: KR
Inventors: 장창익
Original assignee: (주)우진기전
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2013-04-30

Abstract

PURPOSE: A photovoltaic power generation system capable of remotely monitoring photovoltaic module is provided to prevent failure in a monitoring function although some part of relays are out of order by implementing a plurality of replays into a mesh topology. CONSTITUTION: A ZigBee module(1110) is integrally installed with a photovoltaic array corresponding to a photovoltaic module included in a photovoltaic array in one side of a photovoltaic array. The ZigBee module senses output voltage of the photovoltaic module. A relay(1120) is integrally installed with the photovoltaic array in one side of the photovoltaic module and receives output voltage of the photovoltaic module from the ZigBee module. A central management unit receives output voltage of the photovoltaic module from the relay and performs diagnosis on the photovoltaic module using the received output voltage of the photovoltaic module.

Description

Solar power generation system that enables remote monitoring of solar modules based on integrated Zigbee modules and repeaters {SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER GENERATOR}

본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는, 일체형 지그비 모듈 및 중계기에 기반하여 태양광 모듈 원격 모니터링이 가능한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic power generation system, and more particularly, to a photovoltaic power generation system capable of remote monitoring of a photovoltaic module based on an integrated Zigbee module and a repeater.

태양광 발전은 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸어주는 발전 방식이다. 태양광 발전 시스템은 에너지원이 청정하고 무제한인 점, 필요한 장소에서 필요한 양만 발전이 가능하다는 점, 유지 보수가 용이하고 무인화가 가능하다는 점, 20년 이상의 장수명이 가능하다는 점, 건설기간이 짧아 수요 증가에 신속한 대응이 가능하다 점에서, 태양광 발전 시스템은 전체 발전량에서 그 비중이 점점 증가하고 있는 추세이다.Photovoltaic power generation is a way to convert light energy from the sun directly into electrical energy. The solar power generation system has a clean and unlimited energy source, it can generate only the necessary amount in necessary places, it is easy to maintain and unmanned, it can be longevity more than 20 years, The photovoltaic power generation system is increasing in proportion to the total power generation.

이러한 태양광 발전의 핵심은 일반적으로 pn 접합 구조를 가진 태양 전지(solar cell)로서 외부로부터 광자(photon)가 태양전지의 내부로 흡수되면 광자가 지닌 에너지에 의해 태양전지 내부에서 전자와 정공의 쌍이 생성된다. 생성된 전자-정공 쌍은 pm 접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n 형 반도체로 이동하고, 정공은 p 형 반도체로 이동해서 각각의 표면에 있는 전극에서 수집된다. 각각의 전극에서 수집된 전하는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는 전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 된다.The core of the photovoltaic power generation is a solar cell having a pn junction structure. When a photon is absorbed into the solar cell from the outside, a pair of electrons and holes are generated inside the solar cell by the energy of the photon. Is generated. The generated electron-hole pairs are transferred to the n-type semiconductor by the electric field generated at the pm junction, and the holes are transferred to the p-type semiconductor and collected at the electrodes on each surface. The charge collected at each electrode is a source of energy that operates the load as a current flowing through the load when a load is connected to an external circuit.

태양전지의 최소 단위를 셀이라고 한다. 실제로 태양전지 셀을 그대로 사용하는 일은 거의 없다. 그 이유는 2 가지로, 하나는 셀 1 개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로서 매우 작고 실제로 사용할 전압은 수 V에서 수십 혹은 수백 V 이상이 되고, 따라서, 셀을 몇 개나 몇십개 직렬로 연결하여 사용하지 않으면 안된다. 또 하나의 이유는 야외에서 사용할 경우, 여러 가지 혹독한 환경에 처해지기 때문에 접속된 다수의 셀을 혹독한 환경에서 보호할 필요가 있다. 이와 같은 이유에서 복수의 셀을 패키지로 한 것을 태양광 모듈이라고 말하고 있다. 또, 이 모듈을 복수개로 이어서 용도에 맞게 한 것을 태양광 어레이라 칭하고 있다.The smallest unit of solar cell is called cell. Actually, the solar cell is rarely used as it is. The reason for this is two, one is that the voltage from one cell is very small, about 0.5V, and the voltage actually used is several tens or hundreds of volts or more from a few volts, You must do it. Another reason is that when used outdoors, it is subjected to various harsh environments, so it is necessary to protect the connected cells in a harsh environment. For this reason, a plurality of cells are referred to as solar modules. In addition, a plurality of these modules, which are adapted to the application, is called a solar array.

대규모 태양광 발전의 경우, 적게는 수십개 많게는 수백개 이상의 태양광 어레이가 설치된다. 이러한 대규모 태양광 발전을 운용하다 보면, 특정 태양광 어레이의 전압이 저하되거나(달리 표현하면, 특정 어레이의 효율이 저하되거나), 특정 태양광 모듈의 전압이 저하(달리 표현하면, 특정 모듈의 효율이 저하)될 수 있다.In the case of large-scale photovoltaic generation, there are at least tens of thousands of solar arrays installed. When operating such a large-scale photovoltaic power generation, the voltage of a specific solar array is lowered (in other words, the efficiency of a specific array is lowered), or the voltage of a specific solar module is lowered (in other words, the efficiency of a specific module is reduced. This can be reduced).

이와 같은 효율 저하는 그늘, 오염, 고장에 의해 발생할 수 있다. 일반적으로 태양광 발전 시스템은 태양광이 충분하고, 공간이 충분한 장소에 설치된다. 따라서, 효율 저하의 원인 중 그늘은 구름에 의해 발생한다고 볼 수 있고, 오염은 장시간 태양광 어레이 전면에 누적되는 먼지에 의해 발생한다고 볼 수 있고, 고장은 셀의 열화에 의해 발생한다고 볼 수 있다.This decrease in efficiency can be caused by shade, contamination and breakdown. In general, a photovoltaic power generation system is installed in a place where there is sufficient sunlight and sufficient space. Therefore, the cause of the decrease in efficiency can be seen that the shade is caused by clouds, pollution can be seen to be caused by the dust accumulated on the front of the solar array for a long time, the failure can be seen to be caused by the deterioration of the cell.

태양광 어레이의 효율 저하가 임계치를 초과하면, 계통에 불량 전원이 공급되는 것을 방지하기 위해, 해당 태양광 어레이를 계통에서 분리시킬 필요가 있다. If the decrease in efficiency of the solar array exceeds a threshold, it is necessary to disconnect the solar array from the grid in order to prevent the supply of bad power to the grid.

또한, 효율 저하의 원인을 운영자가 즉각 인지하여 효율 저하가 발생한 특정 모듈에 대하여 수리, 교체, 청소 등의 조치를 취할 수 있도록 할 필요가 있다.In addition, it is necessary for the operator to immediately recognize the cause of the efficiency deterioration so that measures such as repair, replacement, cleaning, etc. can be performed on the specific module in which the deterioration has occurred.

다만, 종래에는 그 효율 저하의 원인을 그늘, 오염, 고장으로 나누어 모니터링 할 수 있는 태양광 발전 시스템이 없었다.However, conventionally, there was no photovoltaic power generation system that can monitor the cause of the efficiency degradation by dividing it into shade, pollution and failure.

그리고, 효율 저하가 임계치를 초과하는 태양광 어레이를 계통에서 분리할 수 있는 태양광 발전 시스템이 없었다.In addition, there was no photovoltaic power generation system that could separate the photovoltaic array from the grid whose efficiency drop exceeded the threshold.

또한, 기존의 태양광 발전 모니터링 시스템은 태양광 어레이와 별개로 중계기가 설치되어 중계기의 설치 과정이 복잡하고, 태양광 어레이와 중앙 관리 장치를 연결하는 중계기가 고장난 경우 모니터링 기능이 마비될 수 있다는 문제점이 있었다.In addition, the existing photovoltaic monitoring system has a repeater installed separately from the solar array, the installation process of the repeater is complicated, and the monitoring function may be paralyzed if the repeater connecting the solar array and the central management unit fails. There was this.

또한, 기존의 태양광 발전 시스템은 중계기가 복수의 태양광 어레이로부터 패킷을 수신하게 되고, 중계기의 부하가 가중된다는 문제점이 있었다.In addition, the conventional photovoltaic system has a problem that the repeater receives packets from a plurality of solar arrays, and the load of the repeater is increased.

이에, 본 발명은 태양광 어레이의 효율 저하가 임계치를 초과하면, 계통에 불량 전원이 공급되는 것을 방지하기 위해, 해당 태양광 어레이를 계통에서 분리시킬 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a photovoltaic power generation system that can separate the photovoltaic array from the grid in order to prevent the supply of bad power to the grid, if the efficiency degradation of the photovoltaic array exceeds the threshold.

그리고, 본 발명은 태양광 모듈의 효율 저하의 원인을 운영자가 즉각 인지하여 효율 저하가 발생한 특정 모듈에 대하여 수리, 교체, 청소 등의 조치를 취할 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a photovoltaic power generation system capable of taking measures such as repair, replacement, cleaning for a specific module in which the efficiency degradation occurs by the operator immediately aware of the cause of the efficiency degradation of the solar module.

또한, 본 발명은 그 효율 저하의 원인을 그늘, 오염, 고장으로 나누어 모니터링 할 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a photovoltaic power generation system that can monitor the cause of the efficiency degradation divided into shade, pollution, failure.

또한, 본 발명은 태양광 어레이와 중계기를 별개로 설치할 필요가 없고, 일부 중계기가 고장난 경우라도 모니터링 기능이 마비되지 않을 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention does not need to install a solar array and a repeater separately, to provide a photovoltaic power generation system that can not be paralyzed even if some repeaters fail.

또한, 본 발명은 중계기의 부하를 최소화할 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a photovoltaic power generation system that can minimize the load of the repeater.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다. Other objects of the present invention will be readily understood through the following description of the embodiments.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 일체형 지그비 모듈 및 중계기에 기반하여 태양광 모듈 원격 모니터링이 가능한 태양광 발전 시스템에 있어서, 태양광 어레이 일측에 상기 태양광 어레이에 포함된 적어도 하나의 태양광 모듈 각각에 대응하여 상기 태양광 어레이와 일체형으로 설치되는 지그비 모듈-상기 지그비 모듈은 상기 태양광 모듈의 출력 전압값을 센싱함-; 상기 태양광 어레이 일측에 상기 태양광 어레이와 일체형으로 설치되고 상기 지그비 모듈로부터 상기 적어도 하나의 태양광 모듈의 출력 전압값을 수신하는 중계기; 및 상기 중계기로부터 상기 적어도 하나의 태양광 모듈의 출력 전압값을 수신하고, 상기 수신된 적어도 하나의 태양광 모듈의 출력 전압값을 사용하여, 상기 적어도 하나의 태양광 모듈 각각에 대한 진단을 수행하는 중앙 관리부를 포함한다.The solar power generation system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a photovoltaic power generation system capable of remote monitoring the solar module based on the integrated Zigbee module and repeater, the solar array on one side A zigbee module integrally installed with the solar array corresponding to each of the at least one solar module included in the solar array, wherein the Zigbee module senses an output voltage value of the solar module; A repeater installed integrally with the solar array on one side of the solar array and receiving an output voltage value of the at least one solar module from the Zigbee module; And receiving output voltage values of the at least one solar module from the repeater, and performing diagnosis for each of the at least one solar module using the output voltage values of the at least one solar module. Includes central administration.

여기서, 상기 중계기는, 메쉬 토폴리지를 형성할 수 있다.Here, the repeater may form a mesh topology.

그리고, 상기 중계기는, 복수의 지그비 모듈로부터 수신된 출력 전압값을 상기 복수의 지그비 모듈 각각의 식별 번호와 상기 복수의 지그비 모듈 각각으로부터 수신한 전압값을 매칭하여 적어도 하나의 패킷으로 전송할 수 있다.The repeater may match the output voltage values received from the plurality of ZigBee modules with at least one identification number of each of the plurality of ZigBee modules and the voltage values received from each of the plurality of ZigBee modules.

또한, 상기 지그비 모듈은, 무선으로 외부로부터 수신되는 제어 신호에 따라, 상기 식별 번호를 세팅하고, 상기 세팅된 식별 번호를 상기 지그비 모듈이 센싱한 전압값과 함께 상기 중계기로 전송할 수 있다.The Zigbee module may set the identification number according to a control signal received from the outside wirelessly, and transmit the set identification number to the repeater together with the voltage value sensed by the Zigbee module.

또한, 상기 중앙 관리부는, 상기 태양광 어레이에 포함된 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 제 1 기준값 이하인지 여부를 판단하고, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 상기 제 1 기준값 이하인 것으로 판단되면, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 상기 태양광 어레이 전체 평균값 이하인지 여부를 판단하고, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 상기 태양광 어레이 전체 평균값 이하인 것으로 판단되면 상기 진단 대상 태양광 모듈에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.The central management unit may determine whether the voltage value of the diagnostic target solar module included in the solar array is equal to or less than a first reference value, and determine that the voltage value of the diagnostic target solar module is less than or equal to the first reference value. When the voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed is equal to or less than the overall average value of the photovoltaic array, and when it is determined that the voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed is less than or equal to the overall average value of the photovoltaic array, It can be determined that there is an error in the module.

또한, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 상기 태양광 어레이 전체 평균값을 초과하는 것으로 판단되면, 상기 진단 대상 태양광 모듈이 정상인 것으로 판단할 수 있다.In addition, when it is determined that the voltage value of the photovoltaic module for diagnosis exceeds the average value of the entire solar array, it may be determined that the photovoltaic module for diagnosis is normal.

또한, 상기 진단부는, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 상기 진단 대상 모듈이 포함된 태양광 어레이의 전체 평균값 이하이고, 상기 진단 대상 태양광 모듈에 이웃하는 태양광 모듈 모두의 전압값이 상기 제 1 기준값을 초과하는 경우, 상기 진단 대상 태양광 모듈이 고장인 것으로 판단할 수 있다.The diagnostic unit may include a voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed equal to or less than an overall average value of the photovoltaic array including the module to be diagnosed, and a voltage value of all of the solar modules adjacent to the diagnostic photovoltaic module. When the first reference value is exceeded, it may be determined that the diagnosis target solar module is faulty.

또한, 상기 진단부는, 상기 진단 대상 태양광 모듈에 이웃하는 태양광 모듈 중 적어도 하나의 전압값이 상기 제 1 기준값 이하이고, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압 감소율이 제 2 기준값 이하인 경우, 상기 진단 대상 태양광 모듈에 오염이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The diagnosis unit may include the diagnosis when the voltage value of at least one of the solar modules adjacent to the diagnosis target solar module is equal to or less than the first reference value and the voltage reduction rate of the diagnosis target solar module is equal to or less than a second reference value. It may be determined that contamination has occurred in the target solar module.

또한, 상기 진단부는, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압 감소율이 상기 제 2 기준값을 초과하는 경우, 상기 진단 대상 태양광 모듈에 그늘이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The diagnosis unit may determine that the shade is generated in the diagnosis target solar module when the voltage reduction rate of the diagnosis target solar module exceeds the second reference value.

또한, 상기 진단부는, 상기 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 상기 태양광 어레이 전체 평균값을 초과하는 것으로 판단되고, 상기 태양광 어레이 전체 평균값의 감소율이 제 3 기준값 이하인 경우, 상기 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이에 오염이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The diagnostic unit may determine that the voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed exceeds the average value of the photovoltaic array, and the decrease rate of the total photovoltaic array average value is equal to or less than a third reference value. It may be determined that contamination has occurred in the included solar array.

또한, 상기 진단부는, 상기 태양광 어레이 전체 평균값의 감소율이 상기 제 3 기준값을 초과하는 경우, 상기 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이에 그늘이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The diagnosis unit may determine that the shade is generated in the solar array including the diagnosis target solar module when the reduction rate of the overall average value of the solar array exceeds the third reference value.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 태양광 어레이의 효율 저하가 임계치를 초과하면, 계통에 불량 전원이 공급되는 것을 방지하기 위해, 해당 태양광 어레이를 계통에서 분리시킬 수 있다.As described above, in the present invention, when the efficiency decrease of the photovoltaic array exceeds a threshold, the photovoltaic array may be separated from the grid in order to prevent a poor power supply to the grid.

그리고, 본 발명은 태양광 모듈의 효율 저하의 원인을 고장, 그늘, 오염으로 구분하여 운영자에게 알리는 것에 의해 운영자가 즉각 효율 저하가 발생한 특정 모듈에 대하여 수리, 교체, 청소 등의 조치를 취하도록 할 수 있다.In addition, the present invention is to divide the cause of the efficiency of the solar module into failure, shade, pollution by informing the operator to the operator to take measures such as repair, replacement, cleaning, etc. for a specific module that immediately caused the efficiency degradation Can be.

또한, 본 발명은 태양광 어레이와 지그비 모듈 및 중계기를 일체로 하는 것에 의해 지그비 모듈 및 중계기의 별도 설치에 의한 번거로움을 방지할 수 있다. 태양광 어레이와 지그비 모듈 및 중계기를 일체로 형성하면 태양광 어레이의 설치 위치 또는 태양광 모듈의 배치 위치에 따라 그 위치 또는 태양광 어레이에 대응하는 지그비 모듈 및 중계기의 식별 번호는 가변될 수 있다. 따라서, 태양광 어레이의 설치 후 지그비 모듈과 중계기의 식별 번호를 부여할 필요가 있다. 본 발명은 태양광 어레이와 지그비 모듈 및 중계기를 일체로 생산하더라도 무선으로 지그비 모듈과 중계기를 설정할 수 있도록 하는 것에 의해 태양광 어레이 배면에 위치한 지그비 모듈 및 중계기의 설정에 따른 번거로움을 피할 수 있다. In addition, the present invention can prevent the cumbersome by separately installing the Zigbee module and the repeater by integrating the solar array, the Zigbee module and the repeater. When the solar array, the Zigbee module and the repeater are integrally formed, identification numbers of the ZigBee module and the repeater corresponding to the solar array may be changed according to the installation position of the solar array or the arrangement position of the solar module. Therefore, it is necessary to give identification numbers of the Zigbee module and the repeater after installation of the solar array. According to the present invention, even if the solar array, the Zigbee module, and the repeater are integrally produced, the Zigbee module and the repeater can be set wirelessly, thereby avoiding the trouble of setting up the Zigbee module and the repeater.

또한, 본 발명은 복수의 중계기를 메쉬 토폴로지로 구현하는 것에 의해, 일부 중계기가 고장난 경우라도 모니터링 기능이 마비되지 않을 수 있다.In addition, according to the present invention, by implementing a plurality of repeaters in a mesh topology, even if some repeaters fail, the monitoring function may not be paralyzed.

또한, 본 발명은 복수의 지그비 모듈로부터 수신한 패킷을 하나의 패킷으로 취합하여 중앙 관리부로 전송하는 것에 의해, 패킷 송수신에 따른 중계기와 중앙 관리부의 부하를 최소화할 수 있다.In addition, the present invention collects the packets received from the plurality of Zigbee modules into a single packet and transmits them to the central management unit, thereby minimizing the load of the relay and the central management unit according to packet transmission and reception.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 태양광 어레이의 배면도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 지그비 모듈의 기능 블록도를 나타낸다.
도 4는 도 2의 지그비 모듈에서 중계기로 전송되는 패킷의 일부를 나타낸다.
도 5는 중계기 토폴로지를 나타낸다.
도 6은 도 2의 중계기의 기능 블록도를 나타낸다.
도 7은 중계기가 중앙 관리부로 전송하는 패킷을 나타낸다.
도 8은 중앙 관리부의 기능 블록도를 나타낸다.
도 9는 도 8의 데이터 베이스에 저장되는 데이터 구조를 나타낸다.
도 10은 도 8의 어레이 관리부의 동작 순서도를 나타낸다.
도 11은 도 8의 진단부의 동작 순서도를 나타낸다.1 shows a schematic diagram of a photovoltaic system according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a rear view of the solar array of FIG. 1.
3 illustrates a functional block diagram of the Zigbee module of FIG. 2.
4 illustrates a part of a packet transmitted to the repeater in the Zigbee module of FIG.
5 shows a repeater topology.
6 shows a functional block diagram of the repeater of FIG. 2.
7 shows a packet transmitted from the repeater to the central management unit.
8 shows a functional block diagram of the central management unit.
9 illustrates a data structure stored in the database of FIG. 8.
10 is a flowchart illustrating an operation of the array manager of FIG. 8.
11 is a flowchart illustrating an operation of the diagnosis unit of FIG. 8.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar power generation system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략도를 나타낸다.1 shows a schematic diagram of a photovoltaic system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 태양광 발전 시스템은 태양광 어레이(1000a, 1000b, 1000c), DC 접속반(2000), 인버터(3000), 중앙 관리부(4000), 통신망(5000), 스위칭부(6000a, 6000b, 6000c)를 포함할 수 있다. 1, a photovoltaic power generation system includes solar arrays 1000a, 1000b and 1000c, a DC connection unit 2000, an inverter 3000, a central management unit 4000, a communication network 5000, switching units 6000a, 6000b, 6000c).

태양광 어레이(1000a, 1000b, 1000c, 이하 “1000”이라 통칭함)는 적어도 하나의 태양광 모듈(1100)을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 태양광 어레이(1000)는 각각 총 12 개(3 by 4)의 태양광 모듈을 포함하는 것으로 가정한다. 태양광 어레이(1000)에 포함되는 태양광 모듈의 수는 설계자의 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 태양광 모듈(1100)은 직렬로 연결된 복수의 셀로 구성되어 태양광을 전기에너지로 변환하는 것에 의해 전압을 출력할 수 있다. 태양광 어레이(1000)는 직렬로 연결된 복수의 태양광 모듈(1100) 각각의 전압의 합에 해당하는 전압을 출력할 수 있다. 이하, 정상상태(그늘, 오염, 고장이 없는 상태)에서의 태양광 어레이(1000)의 출력 전압은 정상상태 출력 전압이라고 칭한다. The solar arrays 1000a, 1000b, 1000c (hereinafter referred to as “1000”) may include at least one solar module 1100. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the photovoltaic array 1000 includes 12 photovoltaic modules in total. The number of photovoltaic modules included in the photovoltaic array 1000 may be variously changed according to a designer's needs. The solar module 1100 may be configured of a plurality of cells connected in series to output voltage by converting sunlight into electrical energy. The solar array 1000 may output a voltage corresponding to the sum of the voltages of the plurality of solar modules 1100 connected in series. Hereinafter, the output voltage of the photovoltaic array 1000 in the steady state (shade, contamination, no failure state) is referred to as the steady state output voltage.

태양광 어레이(1000)의 출력 전압(DC 전압)은 DC 접속반(2000)으로 공급되며, DC 접속반에 공급된 DC 전압은 인버터(3000)에서 3 상 AC로 변환되어 전력망으로 공급될 수 있다.The output voltage (DC voltage) of the solar array 1000 may be supplied to the DC connection panel 2000, and the DC voltage supplied to the DC connection panel may be converted into three-phase AC in the inverter 3000 and supplied to the power grid. .

태양광 어레이(1000)의 출력 전압을 DC 접속반(2000)에 공급하는 라인(L) 상에는 스위칭부(6000a, 6000b, 6000c, 이하, “6000”이라 통칭함)가 구비될 수 있다. 스위칭부(6000)는 중앙 관리부(4000)의 제어에 따라 온/오프 동작을 수행하는 것에의해, 태양광 어레이(1000)로부터 DC 접속반(2000)으로의 전압의 공급을 허용/차단할 수 있다. 또한, 태양광 어레이(1000)의 출력 전압을 DC 접속반(2000)에 공급하는 라인(L) 상에는 역류를 방지하기 위한 다이오드가 구비될 수 있다.Switching units 6000a, 6000b, and 6000c (hereinafter, referred to as “6000”) may be provided on the line L that supplies the output voltage of the solar array 1000 to the DC connection panel 2000. The switching unit 6000 may allow / block supply of voltage from the solar array 1000 to the DC connection board 2000 by performing an on / off operation under the control of the central management unit 4000. In addition, a diode may be provided on the line L for supplying the output voltage of the solar array 1000 to the DC connection panel 2000.

중앙 관리부(4000)는 통신망(5000)을 통해, 태양광 어레이(1000) 상의 모듈(1100)을 진단할 수 있다. 중앙 관리부(4000)는 태양광 모듈(1100)의 출력 전압 저하의 원인을 그늘, 오염, 고장으로 구분하여 진단할 수 있다. 또한, 중앙 관리부(4000)는 태양광 어레이(1000)의 출력 전압을 모니터링하고, 출력 전압이 기 설정치 이하인 경우, 출력 전압이 기 설정치 이하인 태양광 어레이(1000)의 전압 공급을 중단시킬 수 있다. 중앙 관리부(4000)의 구체적인 동작은 후술한다. 여기서, 통신망(5000)을 구성하는 프로토콜은 제한이 없을 수 있고, 이종의 통신망이 융합되어 통신망(5000)을 구성할 수도 있다. 통신망(5000)은 유선 및 무선 통신 방식 중 적어도 하나를 채택할 수 있다.The central management unit 4000 may diagnose the module 1100 on the solar array 1000 through the communication network 5000. The central management unit 4000 may diagnose the cause of the output voltage drop of the photovoltaic module 1100 into shade, pollution, and failure. In addition, the central management unit 4000 may monitor the output voltage of the solar array 1000, and when the output voltage is less than or equal to the preset value, the central management unit 4000 may stop supplying the voltage to the solar array 1000 that is less than or equal to the preset value. Specific operations of the central management unit 4000 will be described later. Here, the protocol constituting the communication network 5000 may be unlimited, and different types of communication networks may be merged to constitute the communication network 5000. The communication network 5000 may adopt at least one of a wired and wireless communication scheme.

도 2는 도 1의 태양광 어레이의 배면도를 나타낸다.FIG. 2 shows a rear view of the solar array of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 태양광 어레이(1000) 배면에는 태양광 모듈(1100) 각각에 대응하여 지그비 모듈(1110-1 ~ 1110-12, 이하, “1110”으로 통칭함)이 일체형으로 설치될 수 있다. 그리고, 태양광 어레이(1000) 배면 일측에 중계기(1120)가 일체형으로 설치될 수 있다. 태양광 어레이(1000)를 제조하는 단계에서 태양광 어레이(1000)에 지그비 모듈(1110) 및 중계기(1120)가 일체형으로 설치되므로, 지그비 모듈(1110) 및 중계기(1120)를 별도로 설치해야 하는 번거로움이 없을 수 있다. 다만, 이와 같이 지그비 모듈(1110) 및 중계기(1120)를 태양광 어레이(1000)를 제조하는 단계에서 일체형으로 설치하게 되면, 태양광 어레이(1000)를 특정 장소에 설치한 후, 지그비 모듈(1110) 및 중계기(1120)를 설정하는 작업이 곤란할 수 있다. 이에, 본 발명은 지그비 모듈(1110) 및 중계기(1120)를 무선으로 간이하게 설정할 수 있도록 한다. 이에 대한 구체적인 사항은 후술한다.Referring to FIG. 2, a Zigbee module 1110-1 to 1110-12, hereinafter referred to as “1110” may be integrally installed on the rear surface of the solar array 1000 to correspond to each of the solar modules 1100. have. In addition, the repeater 1120 may be integrally installed on one side of the rear surface of the solar array 1000. Since the Zigbee module 1110 and the repeater 1120 are integrally installed in the photovoltaic array 1000 in the manufacturing of the solar array 1000, the Zigbee module 1110 and the repeater 1120 may be separately installed. There may be no relief. However, when the Zigbee module 1110 and the repeater 1120 are integrally installed in the step of manufacturing the solar array 1000, the Zigbee module 1110 is installed in a specific place. And repeater 1120 may be difficult to set up. Thus, the present invention allows the Zigbee module 1110 and the repeater 1120 to be easily set wirelessly. Details thereof will be described later.

도 3은 도 2의 지그비 모듈의 기능 블록도를 나타낸다.FIG. 3 shows a functional block diagram of the ZigBee module of FIG. 2. FIG.

도 3을 참조하면, 지그비 모듈(1110)은 통신부(1111), 전압 측정부(1112), 전압값 제공부(1113), 설정부(1114), 저장부(1115)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the Zigbee module 1110 may include a communication unit 1111, a voltage measuring unit 1112, a voltage value providing unit 1113, a setting unit 1114, and a storage unit 1115.

통신부(1111)는 Zigbee(IEEE 802.15.4)가 탑재되고 Zigbee 방식으로 중계기(1120)와 통신을 수행할 수 있다.The communication unit 1111 may be equipped with Zigbee (IEEE 802.15.4) and may communicate with the repeater 1120 in a Zigbee manner.

전압 측정부(1112)는 기 설정된 방식으로 지그비 모듈(1110)에 대응하는 태양광 모듈(1100)의 출력 전압을 측정할 수 있다. 전압 측정부(1112)에 의해, 태양광 모듈(1100) 각각의 출력 전압이 측정될 수 있다.The voltage measuring unit 1112 may measure the output voltage of the solar module 1100 corresponding to the Zigbee module 1110 in a preset manner. By the voltage measuring unit 1112, the output voltage of each of the solar modules 1100 may be measured.

전압값 제공부(1113)는 전압 측정부(1112)에 의해 측정된 전압값을 통신부(1111)를 통해, 중계기(1120)로 제공할 수 있다.The voltage value providing unit 1113 may provide the voltage value measured by the voltage measuring unit 1112 to the repeater 1120 through the communication unit 1111.

설정부(1114)는 운영자가 휴대하는 무선 단말(미도시)로부터의 제어 신호를 무선으로 수신하여 지그비 모듈(1110)을 설정할 수 있다. 운영자는 지그비 모듈(1110)을 설정하기 위해, 각각의 지그비 모듈(1110)의 고유번호(예를 들어, 시리얼 넘버)에 대응하는 번호를 설정부(1114)로 무선 통신 방식을 통해 전송할 수 있다. 그 번호를 수신한 설정부(1114)는 지그비 모듈(1110)의 식별정보로써 그 번호를 저장할 수 있다. 번호는 지그비 모듈(1110)의 설치 위치에 대응하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 지그비 모듈(1110)이 12 개(3행 4열로 배치됨)의 태양광 모듈(1100) 각각에 대응하여 설치된 경우, 1행 1열의 태양광 모듈에 대응하는 지그비 모듈은 그 식별 번호로서 “1 또는 “11”이 설정될 수 있고, 2행 3열의 태양광 모듈에 대응하는 지그비 모듈은 그 식별 번호로서 “7” 또는 “23”이 설정될 수 있다. 위와 같이, 행 번호와 열 번호가 병기된 번호를 사용할 수 있고, 1행부터 마지막행까지 열번호가 추가됨에 따라 번호를 오름차순으로 할 수도 있다. 이와 같이, 지그비 모듈(1110) 또는 태양광 모듈(1100)의 설치 위치에 대응하여 지그비 모듈의 식별 번호가 넘버링되는 것에 의해 지그비 모듈 및 태양광 모듈의 관리가 용이할 수 있다. 식별 번호 설정시, 태양광 어레이 번호가 매칭되어 설정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 태양광 어레이가 설치된 경우, 특정 지점을 기준으로 세번째에 위치한 태양광 어레이 상의 2행 3열에 배치된 태양광 모듈에 대응하는 지그비 모듈의 식별 번호를 설정하는 경우, “37” 또는 “323”이 설정될 수 있다. 태양광 어레이, 태양광 모듈 및 지그비 모듈 중 적어도 하나의 위치에 따라 설정된 식별번호를 사용하는 것에 의해, 운영자는 효율이 저하된 태양광 모듈의 위치를 용이하게 파악할 수 있다. 태양광 어레이의 설치가 완료된 후 운영자는 태양광 어레이의 설치 위치 및 해당 태양광 어레이 상에서의 태양광 모듈의 설치 위치를 감안하여 지그비 모듈의 식별 번호를 무선으로 설정할 수 있다. 지그비 모듈의 식별 번호는 중계기(1120)로 전송되는 패킷 상에 포함될 수 있다. The setting unit 1114 may wirelessly receive a control signal from a wireless terminal (not shown) carried by the operator and set the Zigbee module 1110. In order to configure the Zigbee module 1110, the operator may transmit a number corresponding to a unique number (eg, a serial number) of each Zigbee module 1110 to the setting unit 1114 through a wireless communication method. The setting unit 1114 receiving the number may store the number as identification information of the Zigbee module 1110. The number may be set corresponding to the installation position of the Zigbee module 1110. For example, when the ZigBee module 1110 is installed corresponding to each of the 12 (arranged in three rows and four columns) photovoltaic modules 1100, the ZigBee modules corresponding to the photovoltaic modules in one row and one column are identified as their identification numbers. "1" or "11" may be set, and the Zigbee module corresponding to the photovoltaic module of two rows and three columns may be set to "7" or "23" as its identification number. As above, the row number and the column number can be used in parallel, and the numbers can be in ascending order as the column numbers are added from the first row to the last row. As such, the identification number of the Zigbee module is numbered corresponding to the installation position of the Zigbee module 1110 or the solar module 1100, so that the management of the Zigbee module and the solar module may be easy. In setting the identification number, the solar array numbers may be matched and set. For example, when a plurality of solar arrays are installed, the identification number of the Zigbee module corresponding to the photovoltaic modules arranged in two rows and three columns on the third located solar array based on a specific point is set to “37”. Or "323" may be set. By using the identification number set according to the position of at least one of the photovoltaic array, the photovoltaic module, and the Zigbee module, the operator can easily identify the position of the photovoltaic module whose efficiency has decreased. After installation of the solar array is completed, the operator may wirelessly set the identification number of the Zigbee module in consideration of the installation position of the solar array and the installation position of the solar module on the solar array. The identification number of the Zigbee module may be included in the packet transmitted to the repeater 1120.

저장부(1115)는 지그비 모듈(1110)이 동작하는데 필요한 정보, 앞서 본 설정정보로서의 식별 번호 및 해당 지그비 모듈(1110)에 대응하는 태양광 모듈(1100)의 전압값이 저장될 수 있다.The storage unit 1115 may store information necessary for the Zigbee module 1110 to operate, an identification number as the above-described setting information, and a voltage value of the solar module 1100 corresponding to the Zigbee module 1110.

도 4는 도 2의 지그비 모듈에서 중계기로 전송되는 패킷의 일부를 나타낸다.4 illustrates a part of a packet transmitted to the repeater in the Zigbee module of FIG.

전압값 제공부(1113)가 중계기(1120)로 지그비 통신에 따라 전송하는 패킷은 Send ID field, Receive ID field, Module Number field, Voltage field를 포함할 수 있다. 여기서, Send ID은 지그비 프로토콜에 의한 지그비 모듈의 식별 정보이고, Receive ID는 지그비 프로토콜에 의한 중계기의 식별 정보일 수 있다. 그리고, Module Number는 앞서 본 태양광 어레이(1000), 지그비 모듈(1110) 및 태양광 모듈(1100) 중 적어도 하나의 식별 번호일 수 있고, Voltage는 해당 지그비 모듈(1110)이 측정한 태양광 모듈의 전압일 수 있다. Module Number field, Voltage field는 지그비 패킷 상의 페이로드 필드(payload field) 또는 유보 필드(reserved field) 상에 작성될 수 있다. 앞서 본 바와 같이, 지그비 모듈의 식별 번호로서 태양광 어레이 번호 및 태양광 모듈 번호가 모두 설정되는 경우, 중계기(1120)로 전송되는 패킷은 태양광 어레이 번호를 포함할 수도 있다. 또한, 패킷에는 전압값을 센싱한 시간 정보가 포함될 수도 있다. 이를 위해, 지그비 모듈 간 동기화된 타이머가 지그비 모듈에 구비될 수도 있다.The packet transmitted by the voltage value providing unit 1113 according to Zigbee communication to the repeater 1120 may include a Send ID field, a Receive ID field, a Module Number field, and a Voltage field. Here, Send ID may be identification information of a Zigbee module using Zigbee protocol, and Receive ID may be identification information of a repeater using Zigbee protocol. The module number may be an identification number of at least one of the solar array 1000, the Zigbee module 1110, and the solar module 1100, and the voltage may be a solar module measured by the corresponding Zigbee module 1110. It may be a voltage of. The Module Number field and the Voltage field may be written on a payload field or a reserved field on a Zigbee packet. As described above, when both the solar array number and the solar module number are set as the identification number of the Zigbee module, the packet transmitted to the repeater 1120 may include the solar array number. In addition, the packet may include time information of sensing a voltage value. To this end, a Zigbee module may be provided with a synchronized timer between the Zigbee modules.

도 5는 중계기 토폴로지를 나타낸다. 중계기(1120)는 태양광 어레이(1000) 각각에 설치될 수 있다. 복수의 중계기(1120)는 도 5에서와 같이 매쉬 토폴리지(Mesh Topology)를 형성할 수 있다. 이에 의해, 어느 하나의 중계기가 고장 난 경우라도, 다른 경로를 사용하여 데이터를 중앙 관리부(4000로 전송할 수 있다. 즉, 복수의 중계기(1120)가 도 5에서와 같이 매쉬 토폴리지(Mesh Topology)를 형성하는 것에 의해, 모니터링 기능의 신뢰성이 향상될 수 있다. 여기서, 매쉬 토폴로지는 지그비 프로토콜에 의할 수 있다.5 shows a repeater topology. The repeater 1120 may be installed in each of the solar arrays 1000. The plurality of repeaters 1120 may form a mesh topology as shown in FIG. 5. As a result, even when any one of the repeaters fails, data can be transmitted to the central management unit 4000 using another path, that is, the plurality of repeaters 1120 may have a mesh topology as shown in FIG. The reliability of the monitoring function can be improved by forming the mesh topology, where the mesh topology can be based on the Zigbee protocol.

도 6은 도 2의 중계기의 기능 블록도를 나타낸다.6 shows a functional block diagram of the repeater of FIG. 2.

중계기(1120)는 통신부(1121), 패킷 가공부(1122), 패킷 제공부(1123), 설정부(1124), 저장부(1124)를 포함할 수 있다. The repeater 1120 may include a communication unit 1121, a packet processing unit 1122, a packet providing unit 1123, a setting unit 1124, and a storage unit 1124.

통신부(1121)는 지그비 모듈(1110)과의 통신을 위해 지그비 모듈이 내장될 수 있다. 그리고, 통신부(1121)는 중앙 관리부(4000)와의 통신을 위한 프로토콜을 내장할 수 있다. 중앙 관리부(4000)와의 통신이 지그비 방식에 의하는 경우, 통신부(1121)는 지그비 프로토콜 만을 내장할 수 있다. 이와 달리, 중앙 관리부(4000)와 지그비 방식 외 예를 들어, TCP/IP에 의하는 경우, 통신부(1121)는 TCP/IP를 내장할 수 있다. 이 경우, 중계기(1120)는 지그비 패킷을 TCP/IP로 변환시켜 전송하는 기능을 가질 수 있다. 이는 주지된 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The communication unit 1121 may include a Zigbee module for communicating with the Zigbee module 1110. In addition, the communication unit 1121 may embed a protocol for communication with the central management unit 4000. When the communication with the central management unit 4000 is based on the Zigbee method, the communication unit 1121 may embed only the Zigbee protocol. On the other hand, in the case of the central management unit 4000 and the Zigbee system, for example, TCP / IP, the communication unit 1121 may include TCP / IP. In this case, the repeater 1120 may have a function of converting a Zigbee packet into TCP / IP and transmitting the same. Since this is well known, a detailed description thereof will be omitted.

패킷 가공부(1122)는 지그비 모듈(1110)로부터 수신한 패킷을 가공할 수 있다. 도 7은 중계기가 중앙 관리부로 전송하는 패킷을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 중계기(1120)가 중앙 관리부(4000)로 전송하는 패킷은 Send ID field, Receive ID field 및 Array Number field와 적어도 하나의 Module Number field 및 Voltage field를 포함할 수 있다. 여기서, Send ID field는 중계기 식별 정보이고, Receive ID field는 중앙 관리부(4000)의 식별 정보일 수 있다. 중계기(1120)가 지그비 모듈(1110)로부터 수신한 패킷을 그대로 중앙 관리부(4000)로 전송하는 경우, 중계기(1120)와 중앙 관리부(4000) 간에 수신되는 패킷이 매우 방대하여 중계기(1120)와 중앙 관리부(4000)의 과부하가 발생할 수 있다. 따라서, 패킷 가공부(1122)는 지그비 모듈(1110)로부터 수신한 패킷에서 태양광 모듈 번호와 그에 매칭된 전압값을 추출하고, 그 추출된 태양광 모듈 번호와 전압값을 태양광 모듈 번호 순으로 배열한 정보를 하나의 패킷에 작성할 수 있다. 이때, 태양광 어레이가 복수인 경우, 중계기(1120)가 설치된 태양광 어레이(1000)의 번호가 추가될 수 있다. 하나의 어레이에 설치된 태양광 모듈의 수가 많아 하나의 패킷으로 하나의 어레이에 포함된 전체 모듈의 전압값을 전송할 수 없는 경우, 분할하여 전송할 수도 있다. 경우에 따라, Module Number field가 생략되고, 태양광 모듈 식별 번호 순으로 전?값을 배열하고, 전?값 사이에 이웃하는 전압값을 구분하여 주는 비트값이 추가될 수도 있다. 또한, 패킷에는 전압값을 지그비 모듈(1110)이 센싱한 시간 또는 중계기(1120)가 패킷을 수신한 시간 정보가 포함될 수도 있다. 이를 위해, 중계기(1120)에는 중계기 간 동기화된 타이머가 구비될 수도 있다.The packet processing unit 1122 may process the packet received from the Zigbee module 1110. 7 shows a packet transmitted from the repeater to the central management unit. Referring to FIG. 7, a packet transmitted from the repeater 1120 to the central management unit 4000 may include a Send ID field, a Receive ID field, an Array Number field, and at least one Module Number field and a Voltage field. Here, the Send ID field may be repeater identification information, and the Receive ID field may be identification information of the central management unit 4000. When the repeater 1120 transmits the packet received from the Zigbee module 1110 to the central management unit 4000 as it is, the packet received between the repeater 1120 and the central management unit 4000 is very large so that the repeater 1120 and the central management unit Overload of 4000 may occur. Therefore, the packet processing unit 1122 extracts the solar module number and the voltage value matched from the packet received from the Zigbee module 1110, and the extracted solar module number and the voltage value in the order of the solar module number. The arranged information can be written in one packet. In this case, when there are a plurality of solar arrays, the number of the solar array 1000 in which the repeater 1120 is installed may be added. When the number of photovoltaic modules installed in one array is too large to transmit voltage values of all modules included in one array in one packet, the information may be divided and transmitted. In some cases, the Module Number field may be omitted, and bit values for arranging voltage values in order of solar module identification numbers and for distinguishing neighboring voltage values between the voltage values may be added. In addition, the packet may include information on the time when the Zigbee module 1110 sensed the voltage value or the time information when the relay 1120 received the packet. To this end, the repeater 1120 may be provided with a timer synchronized between repeaters.

계속하여 도 6을 참조하면, 패킷 제공부(1123)는 패킷 가공부(1122)가 가공한 도 7과 같은 패킷을 통신부(1121)를 통해 중앙 관리부(4000)로 전송할 수 있다. 이때, 패킷을 전송하는 중계기(1120)와 중앙 관리부(4000) 간의 거리에 따라, 패킷 전송시 적어도 하나의 다른 중계기를 경유할 수 있다. 6, the packet providing unit 1123 may transmit a packet as illustrated in FIG. 7 processed by the packet processing unit 1122 to the central management unit 4000 through the communication unit 1121. At this time, depending on the distance between the repeater 1120 for transmitting the packet and the central management unit 4000, it may be via at least one other repeater during packet transmission.

설정부(1124)는 중계기(1120) 동작에 필요한 전반적인 설정을 수행할 수 있다. 설정부(1124)는 운영자가 사용하는 무선 단말기(미도시)로부터의 제어 신호에 따라 설정을 수행할 수 있고, 운영자에 의해 입력된 식별 번호를 세팅할 수 있다. 운영자는 무선 통신으로 태양광 어레이에 대응하는 식별 번호로 중계기(1120)의 식별 번호를 세팅할 수 있다. 그리고, 그 식별 번호는 도 7의 패킷 전송시 Array Number field에 작성될 수 있다.The setting unit 1124 may perform overall settings necessary for the operation of the repeater 1120. The setting unit 1124 may perform setting according to a control signal from a wireless terminal (not shown) used by an operator, and set an identification number input by the operator. The operator may set the identification number of the repeater 1120 to an identification number corresponding to the solar array by wireless communication. The identification number may be written in the Array Number field when the packet is transmitted in FIG. 7.

저장부(1125)는 중계기(1120) 동작에 필요한 전반적인 설정 정보와 지그비 모듈(1110)로부터 수신한 지그비 모듈 또는 태양광 모듈의 식별 정보 및 그에 매칭되는 전압값을 저장할 수 있다.The storage unit 1125 may store overall setting information necessary for the operation of the repeater 1120, identification information of the Zigbee module or the solar module received from the Zigbee module 1110, and a voltage value corresponding thereto.

도 8은 중앙 관리부의 기능 블록도를 나타낸다. 중앙 관리부(4000)는 통신부(4100), 데이터베이스 관리부(4200), 어레이 관리부(4300), 진단부(4400), 인터페이스부(4500), 데이터베이스부(4600)를 포함할 수 있다.8 shows a functional block diagram of the central management unit. The central management unit 4000 may include a communication unit 4100, a database management unit 4200, an array management unit 4300, a diagnosis unit 4400, an interface unit 4500, and a database unit 4600.

통신부(4100)는 설정된 프로토콜에 따라 중계기(1120) 또는 스위칭부(5000)와 통신을 수행할 수 있다.The communication unit 4100 may communicate with the repeater 1120 or the switching unit 5000 according to a set protocol.

데이터베이스관리부(4200)는 데이터베이스부(4600)를 관리할 수 있다. 도 9는 도 8의 데이터 베이스부에 저장되는 데이터 구조를 나타낸다. 도 9와 같이 데이터베이스관리부(4200)는 중계기로부터 수신한 패킷 중 태양광 어레이 번호, 그 태양광 어레이 번호에 매칭된 태양광 모듈 번호, 그 태양광 모듈 번호에 매칭된 전압값을 도 9와 같은 형태로 저장할 수 있다. 이때, 시간 정보가 어레이 번호에 매칭되어 저장될 수 있다. 여기서, 시간 정보는 지그비 모듈(1110)이 전압값을 센싱한 시간, 중계기(1120)가 지그비 모듈(1110)로부터 전압값을 수신한 시간 또는, 중앙 관리부(4000)가 중계기로부터 패킷을 수신한 시간일 수 있다.The database manager 4200 may manage the database 4600. 9 illustrates a data structure stored in the database unit of FIG. 8. As shown in FIG. 9, the database manager 4200 may store a photovoltaic array number, a photovoltaic module number matched with the photovoltaic array number, and a voltage value matched with the photovoltaic module number among packets received from the repeater. Can be stored as In this case, the time information may be stored by matching the array number. Here, the time information is a time when the Zigbee module 1110 senses a voltage value, a time when the repeater 1120 receives a voltage value from the Zigbee module 1110, or a time when the central management unit 4000 receives a packet from the repeater. Can be.

어레이 관리부(4300)는 태양광 어레이(1000)로부터 DC 접속반(2000)으로의 전압 공급의 허용/차단을 제어할 수 있다. 어레이 관리부(4300)는 태양광 어레이(1000)의 출력 전압이 기 설정치 이하인 경우, 출력 전압이 기 설정치 이하인 태양광 어레이와 DC 접속반(2000) 사이에 위치한 스위칭부(5000)를 오프시키는 것에 의해 해당 태양광 어레이(1000)의 전압 공급을 차단할 수 있다. The array manager 4300 may control whether the voltage supply from the solar array 1000 to the DC connection panel 2000 is allowed or blocked. When the output voltage of the solar array 1000 is less than or equal to the preset value, the array manager 4300 turns off the switching unit 5000 located between the solar array having the output voltage less than or equal to the preset value and the DC connection panel 2000. The voltage supply of the solar array 1000 may be cut off.

이하, 도 10을 참조하여, 어레이 관리부(4300)의 구체적인 동작을 설명한다. 도 10은 도 8의 어레이 관리부의 동작 순서도를 나타낸다.Hereinafter, a specific operation of the array manager 4300 will be described with reference to FIG. 10. 10 is a flowchart illustrating an operation of the array manager of FIG. 8.

도 10을 참조하면, 어레이 관리부(4300)는 태양광 어레이 출력 전압이 기 설정된 제 1 기준값 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S101). 태양광 어레이 출력 전압은 하나의 태양광 어레이에 포함된 전체 태양광 모듈의 출력 전압값을 합하는 것에 의해, 산출될 수 있다. 이때, 태양광 모듈의 출력 전압값으로서, 앞서 본 도 4의 패킷 상에 작성된 전압값이 사용될 수 있다. 이와 달리, 태양광 어레이 출력단에 별도의 전압 측정 요소를 추가하고, 그 전압 측정 요소로부터 수신되는 전압값을 사용하여 태양광 어레이의 전압값을 취득할 수도 있다. 다만, 설치 비용의 절감 및 모니터링을 위해 사용되는 패킷의 최소화를 위해 전자의 방법으로 태양광 어레이의 출력 전압을 산출하는 것이 바람직하다. S101에서의 판단 결과, 제 1 기준값 이하이면, 어레이 관리부(4300)는 스위칭부(5000)로 제어 신호를 출력하는 것에 의해, 해당 태양광 어레이의 전압 공급을 차단할 수 있다(S102). S102에서 태양광 어레이를 DC 접속반(2000)에서 분리시킨 후 다음 번의 진단시 태양광 어레이 출력 전압이 제 1 기준값 이하이면 어레이 관리부(4300)는 태양광 어레이의 분리 상태를 유지시킬 수 있고, 이와 달리, 태양광 어레이 출력 전압이 제 1 기준값 초과이면 태양광 어레이를 다시 DC 접속반(2000)과 연결시키는 것에 의해, 해당 태양광 어레이가 다시 DC 접속반(2000)으로 전압을 공급하도록 할 수 있다(S103, S104). 물론, S101에서의 판단 결과, 태양광 어레이 출력 전압이 제 1 기준값을 초과하면, 어레이 관리부(4300)는 태양광 어레이가 계속하여 DC 접속반(2000)에 연결되도록 할 수 있다. 이에 의해, 제 1 기준값 이하인 태양광 어레이의 출력 전압이 전력망에 공급되는 것을 방지할 수 있다. 어레이 관리부(4300)는 제 1 기준값 이하인 태양광 어레이를 인터페이스부(4500)를 통하여 외부에 알릴 수 있다.Referring to FIG. 10, the array manager 4300 may determine whether the solar array output voltage is equal to or less than a first predetermined reference value (S101). The solar array output voltage may be calculated by summing output voltage values of all the solar modules included in one solar array. In this case, as the output voltage value of the solar module, the voltage value written on the packet of FIG. 4 may be used. Alternatively, a separate voltage measuring element may be added to the solar array output stage, and the voltage value of the solar array may be obtained using the voltage value received from the voltage measuring element. However, in order to reduce the installation cost and minimize the packets used for monitoring, it is preferable to calculate the output voltage of the solar array by the former method. If the determination result in S101 is equal to or less than the first reference value, the array manager 4300 may block the voltage supply of the solar array by outputting a control signal to the switching unit 5000 (S102). After the solar array is separated from the DC connection panel 2000 in S102, when the solar array output voltage is less than or equal to the first reference value during the next diagnosis, the array manager 4300 may maintain the solar array in a detached state. Alternatively, if the solar array output voltage is greater than the first reference value, the solar array may be supplied to the DC connection panel 2000 again by connecting the solar array to the DC connection panel 2000 again. (S103, S104). Of course, if the solar array output voltage exceeds the first reference value as a result of the determination in S101, the array manager 4300 may allow the solar array to be continuously connected to the DC connection board 2000. Thereby, supply of the output voltage of the photovoltaic array below 1st reference value to a power grid can be prevented. The array manager 4300 may notify the outside of the solar array having the first reference value or less through the interface unit 4500.

계속하여 도 8을 참조하면, 진단부(4400)는 중계기(1120)로부터 수신한 태양광 모듈 별 전압을 사용하여, 태양광 어레이 및/또는 태양광 모듈 각각을 진단할 수 있다. 진단부(4400)는 기 설정된 순서로 순차적으로, 태양광 어레이 및/또는 태양광 모듈 각각을 진단할 수 있다. 진단부(4400)는 진단시 데이터베이스부(4600)에 저장된 도 9와 같은 정보를 사용할 수 있다. 8, the diagnosis unit 4400 may diagnose each of the photovoltaic array and / or the photovoltaic module using the voltage for each solar module received from the repeater 1120. The diagnosis unit 4400 may sequentially diagnose each of the solar arrays and / or solar modules in a predetermined order. The diagnosis unit 4400 may use the information as shown in FIG. 9 stored in the database unit 4600 at the time of diagnosis.

이하, 도 11을 참조하여 진단부(4400)의 구체적인 동작을 설명한다. 도 11은 도 8의 진단부의 동작 순서도를 나타낸다.Hereinafter, a detailed operation of the diagnosis unit 4400 will be described with reference to FIG. 11. 11 is a flowchart illustrating an operation of the diagnosis unit of FIG. 8.

도 11을 참조하면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 기 설정된 제 1 기준값 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S1101). S1101에서의 판단 결과, 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 제 1 기준값을 초과하는 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이의 진단이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다(S1106). S1106에서의 판단 결과, 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이 진단이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈을 변경하고(S1009), 변경된 진단 대상 태양광 모듈에 대하여 S1101을 수행할 수 있다. S1106에서의 판단 결과, 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이 진단이 완료된 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 모든 태양광 어레이에 대한 진단이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다(S1107). S1107에서의 판단 결과, 모든 태양광 어레이에 대한 진단이 완료된 것으로 판단되면 진단부(4400)는 다음 진단시까지 대기할 수 있다(S1108). 이와 달리, S1107에서의 판단 결과, 모든 태양광 어레이에 대한 진단이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 어레이를 변경할 수 있다(S1110). 그리고, 변경된 진단 대상 태양광 어레이에 포함된 태양광 모듈에 대하여, 진단부(4400)는 S1101 단계를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 11, the diagnosis unit 4400 may determine whether a voltage value of a diagnosis target solar module is equal to or less than a first predetermined reference value (S1101). If it is determined in S1101 that the voltage value of the diagnosis target solar module exceeds the first reference value, the diagnosis unit 4400 determines whether the diagnosis of the solar array including the diagnosis target solar module is completed. It can be done (S1106). When it is determined in S1106 that the diagnosis of the solar array including the diagnosis target solar module is not completed, the diagnosis unit 4400 changes the diagnosis target solar module (S1009), and the changed diagnosis target solar module S1101 may be performed with respect to the. If it is determined in S1106 that the diagnosis of the solar array including the diagnosis target solar module is completed, the diagnosis unit 4400 may determine whether the diagnosis of all the solar arrays is completed (S1107). As a result of the determination in S1107, when it is determined that all the solar arrays have been diagnosed, the diagnosis unit 4400 may wait until the next diagnosis (S1108). On the contrary, if it is determined in S1107 that the diagnosis of all the solar arrays is not completed, the diagnosis unit 4400 may change the diagnosis target solar arrays (S1110). In addition, the diagnosis unit 4400 may perform step S1101 with respect to the solar module included in the changed diagnosis target solar array.

S1101에서의 판단 결과, 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 제 1 기준값 이하인 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 그 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이 전체 평균값(예를 들어, 그 태양광 어레이에 12 개의 태양광 모듈이 포함되어 있다면, 그 12개 태양광 모듈 전압값의 평균값) 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S1102). S1101에서의 판단 결과 제 1 기준값 이하인 경우라도, 진단 대상 태양광 모듈이 고장이라고 단정할 수 없다. 이는 진단 대상 태양광 모듈의 출력 전압의 감소가 그늘 또는 오염에 의할 수도 있기 때문이다. 따라서, 출력 전압 저하의 원인이, 고장, 그늘, 오염 중 어느 것인지 여부를 정밀하게 판단할 필요가 있다. S1102에서의 판단 결과, 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 그 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이 전체 평균값을 초과하는 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 전체 평균값의 감소율이 기 설정된 제 3 기준값 이하 인지 여부를 판단할 수 있다(S1111). 감소율은 현재 진단시 사용되는 도 9 상의 정보와 그 정보 수집 직전에 수집된 도 9와 같은 구조의 정보를 사용하여 산출될 수 있다. 감소율 산정에 기준이 되는 단위 시간은 설계자에 의해 용이하게 선택될 수 있다. S1111에서의 판단 결과, 제 3 기준값 초과인 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이에 그늘이 발생한 것으로 판단할 수 있다(S1113). 이때, 진단부(4400)는 그 태양광 어레이에 그늘이 발생하였음을 인터페이스부(4500)를 통하여 외부에 알릴 수 있다. 이와 달리, S1111에서의 판단 결과, 제 3 기준값 이하인 것으로 판단되면, 진단 대상 모듈이 포함된 태양광 어레이에 오염이 발생한 것으로 판단할 수 있다(S1112). 이때, 진단부(4400)는 그 태양광 어레이에 오염이 발생하였음을 인터페이스부(4500)를 통하여 외부에 알릴 수 있고, 이와 동시에 청소가 필요함을 외부에 알릴 수 있다. 그늘이 발생하는 것은 태양광이 구름에 가려지는 경우로, 그에 의한 태양광의 단위 시간 당 감소율은 매우 크다. 이와 달리, 오염이 발생하는 것은 태양광 어레이가 외부에 장기간 노출되는 것에 의해 태양광 어레이 표면에 누적되는 먼지 등과 같은 입자에 의한 것으로 그에 의한 태양광의 단위 시간 당 감소율은 매우 적다. 그리고, 태양광의 감소는 태양광 모듈 또는 태양광 어레이의 출력 전압의 감소를 야기할 수 있고 단위 시간당 출력 전압의 감소율은 오염 또는 그늘 여부에 따라 상이할 수 있다. 따라서, 태양광 어레이 평균값의 감소율을 사용하여 태양광 어레이에 오염 또는 그늘이 발생하였는지 여부를 구분할 수 있다. S1102, S1111, S1112, S1113을 통하여 태양광 어레이 단위의 진단이 가능할 수 있다. S1112 및 S1113에서 오염 또는 그늘로 판단되는 것에 의해, S1101에서 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이에 대한 진단이 완료되면, 진단부(4400)는 그 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이에 포함된 다른 태양광 모듈에 대한 진단을 진행하지 않고, 진단 대상 태양광 어레이를 변경하여 진단을 진행할 수 있다(S1107, S1110). 이때, 진단부(4400)는 모든 태양광 어레이에 대한 진단이 완료된 경우라면, 다음 진단시까지 대기할 수 있다. 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 그 모듈이 포함된 태양광 어레이의 전체 평균값을 초과하는 것은 그 태양광 어레이의 전체 평균값이 제 1 기준값 이하인 것을 의미한다. 일정 주기로 진단이 수행될 때, 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이의 전체 평균값이 제 1 기준값 이하라는 것은, 그 태양광 어레리에 포함된 태양광 모듈 자체의 문제보다는 그 태양광 어레이 전반에 걸친 그늘 및 오염일 확률이 높다. 따라서, 본 발명은 진단 대상 태양광 모듈의 전압값이 그 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이의 전체 평균값을 초과할 때, 다른 태양광 모듈에 대한 진단을 진행하지 않고, 태양광 어레이 단위로 진단을 수행하는 것에 의해, 다른 태양광 모듈에 대한 불필요한 진단을 진행하는 것을 방지할 수 있다.As a result of the determination in S1101, when it is determined that the voltage value of the diagnosis target solar module is equal to or less than the first reference value, the diagnosis unit 4400 determines that the voltage value of the diagnosis target solar module is the total average value of the solar array including the solar module. For example, if the photovoltaic array includes twelve photovoltaic modules, it may be determined whether or not the average value of the twelve photovoltaic module voltage values is less than or equal to (S1102). Even when the determination result in S1101 is less than or equal to the first reference value, the diagnosis target photovoltaic module cannot be determined to be a failure. This is because the reduction in the output voltage of the photovoltaic module to be diagnosed may be caused by shade or contamination. Therefore, it is necessary to accurately determine whether the cause of the output voltage drop is a failure, shade, or contamination. As a result of the determination in S1102, when it is determined that the voltage value of the diagnosis target photovoltaic module exceeds the total average value of the photovoltaic array including the photovoltaic module, the diagnosis unit 4400 may determine that the reduction rate of the overall average value is the third reference value. It may be determined whether or not the following (S1111). The reduction rate may be calculated using the information on FIG. 9 currently used for diagnosis and the information of the structure shown in FIG. 9 collected immediately before the information collection. The unit time, which is the basis for the reduction rate calculation, can be easily selected by the designer. As a result of the determination in S1111, when it is determined that the third reference value is exceeded, the diagnosis unit 4400 may determine that the shade is generated in the solar array including the diagnosis target solar module (S1113). In this case, the diagnosis unit 4400 may notify the outside through the interface unit 4500 that the shade is generated in the solar array. On the contrary, when it is determined in S1111 that it is determined to be less than or equal to the third reference value, it may be determined that contamination has occurred in the solar array including the diagnosis target module (S1112). In this case, the diagnosis unit 4400 may notify the outside that the contamination has occurred in the solar array through the interface unit 4500, and at the same time may inform the outside that cleaning is required. Shading occurs when sunlight is obscured by clouds, and the reduction rate per unit time of sunlight is very large. On the other hand, contamination occurs due to particles such as dust accumulated on the surface of the solar array due to long-term exposure of the solar array to the outside, whereby the reduction rate per unit time of sunlight is very small. In addition, the reduction in sunlight may cause a decrease in the output voltage of the solar module or the solar array, and the reduction rate of the output voltage per unit time may be different depending on whether it is contaminated or shaded. Therefore, the reduction rate of the solar array average value can be used to distinguish whether or not pollution or shade has occurred in the solar array. Diagnosis of the solar array unit may be possible through S1102, S1111, S1112, and S1113. When the diagnosis on the solar array including the diagnosis target photovoltaic module is completed in S1101 by being determined to be pollution or shade in S1112 and S1113, the diagnosis unit 4400 may detect the solar light including the diagnosis target photovoltaic module. The diagnosis may be performed by changing the diagnosis target solar array without proceeding with the diagnosis of other solar modules included in the array (S1107 and S1110). At this time, the diagnosis unit 4400 may wait until the next diagnosis, if the diagnosis for all the solar array is completed. When the voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed exceeds the overall average value of the photovoltaic array including the module, it means that the total average value of the photovoltaic array is less than or equal to the first reference value. When the diagnosis is performed at regular intervals, it is not the problem of the photovoltaic module included in the photovoltaic array that the overall average value of the photovoltaic array including the photovoltaic module to be diagnosed is less than or equal to the first reference value. Likely to be shade and contamination. Therefore, when the voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed exceeds the overall average value of the photovoltaic array including the photovoltaic module, the present invention does not perform diagnosis for another photovoltaic module but diagnoses the photovoltaic array unit. By performing the above, it is possible to prevent the unnecessary diagnosis of the other solar modules.

S1102에서의 판단 결과, 진단 대상 태양광 모듈의 출력 전압값이 그 모듈이 포함된 태양광 어레이 전체 평균값 이하인 것으로 판단되면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈에 이웃하는 태양광 모듈 중 적어도 하나의 전압값이 제 1 기준값 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S1103). 여기서, 이웃한다는 의미는, 행과 열로 태양광 모듈의 위치를 표현할 때, 진단 대상 태양광 모듈의 위치를 표현하는 행과 열을 기준으로 행과 열의 차가 모두 “1” 이내인 위치에 있음을 의미할 수 있다. S1103에서의 판단 결과, 이웃하는 태양광 모듈의 출력 전압값이 모두 제 1 기준값을 초과하는 것으로 판단되면 진단 대상 태양광 모듈의 고장인 것으로 판단할 수 있다(S1114). 이는 이웃하는 태양광 모듈의 출력 전압값은 모두 정상 범위인데 진단 대상 태양광 모듈의 출력 전압값은 정상 범위 밖(제 1 기준값 이하)이므로, 진단 대상 태양광 모듈의 고장으로 확정할 수 있는 것이다.As a result of the determination in S1102, when it is determined that the output voltage value of the diagnosis target solar module is equal to or less than the total average value of the solar array including the module, the diagnosis unit 4400 may determine at least one of the solar modules adjacent to the diagnosis target solar module. It may be determined whether one voltage value is less than or equal to the first reference value (S1103). Here, neighboring means that when the position of the photovoltaic module is expressed by the rows and columns, the difference between the rows and the columns is all within “1” based on the row and the column representing the position of the photovoltaic module to be diagnosed. can do. As a result of the determination in S1103, when it is determined that the output voltage values of the neighboring solar modules all exceed the first reference value, it may be determined that the diagnosis target solar module is a failure (S1114). This is because the output voltage values of neighboring photovoltaic modules are all within a normal range, but the output voltage values of the photovoltaic module to be diagnosed are outside the normal range (below the first reference value), and thus can be determined as a failure of the photovoltaic module to be diagnosed.

S1103에서의 판단 결과, 이웃하는 태양광 모듈 중 적어도 하나의 태양광 모듈이 제 1 기준값 이하인 것으로 판단되면, 진단 대상 태양광 모듈의 전압 감소율이 기 설정된 제 2 기준값 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S1104). 이웃하는 2 개의 태양광 모듈이 동시에 고장이 날 확률은 매우 저조하다. 따라서, 이웃하는 2 개 이상의 태양광 모듈이 제 1 기준값 이하인 경우에는 진단 대상 태양광 모듈에 그늘 또는 오염이 발생하였는지를 판단하면 족하다. 앞서 본 바와 같이 그늘이 발생한 경우 전압 감소율은 크고, 오염이 발생한 경우는 전압 감소율이 작을 수 있다. 따라서, S1104에서의 판단 결과, 진단 대상 태양광 모듈의 전압 감소율이 제 2 기준값 이하인 경우 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈이 오염인 것으로 판단할 수 있고(S1105), 이와 달리, S1104에서의 판단 결과 진단 대상 태양광 모듈의 전압 감소율이 제 2 기준값 이하인 경우라면, 진단 대상 태양광 모듈에 그늘이 발생한 것으로 판단할 수 있다(S1115). 그리고, S1105, S1114, S1115에서 진단 대상 태양광 모듈에 대한 진단이 완료되면, 진단부(4400)는 그 진단 결과를 인터페이스부(4500)를 통하여 알릴 수 있다. 이때, 인터페이스부(4500)를 통해 진단부(4400)는, 진단 결과가 고장인 경우 수리를 요청할 수 있고, 진단 결과가 오염인 경우 청소를 요청할 수 있다. S1105, S1114, S1115에서 진단 대상 태양광 모듈에 대한 진단이 완료되면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이에 대한 진단이 완료되고 모든 태양광 어레이에 대한 진단이 완료되지 않았다면 진단 대상 태양광 어레이를 변경하고, 그 변경된 태양광 어레이 상의 태양광 모듈에 대하여 S1101을 진행할 수 있다. 이와 달리, 진단 대상 태양광 모듈이 포함된 태양광 어레이에 대한 진단이 완료되지 않았다면, 진단부(4400)는 진단 대상 태양광 모듈을 변경하여 S1101을 진행할 수 있다.As a result of the determination in S1103, when it is determined that at least one solar module among neighboring solar modules is equal to or less than the first reference value, it may be determined whether the voltage reduction rate of the diagnostic target solar module is equal to or less than the preset second reference value ( S1104). The probability of two neighboring solar modules failing at the same time is very low. Therefore, when two or more neighboring photovoltaic modules are less than or equal to the first reference value, it is sufficient to determine whether shade or contamination has occurred in the photovoltaic module to be diagnosed. As described above, when the shade occurs, the voltage reduction rate may be large, and when contamination occurs, the voltage decrease rate may be small. Accordingly, as a result of the determination in S1104, when the voltage reduction rate of the diagnosis target solar module is less than or equal to the second reference value, the diagnosis unit 4400 may determine that the diagnosis target solar module is contaminated (S1105). As a result of the determination, if the voltage reduction rate of the diagnosis target solar module is less than or equal to the second reference value, it may be determined that the shade has occurred in the diagnosis target solar module (S1115). When the diagnosis of the diagnosis target solar module is completed in S1105, S1114, and S1115, the diagnosis unit 4400 may inform the diagnosis result through the interface unit 4500. In this case, the diagnosis unit 4400 through the interface unit 4500 may request repair when the diagnosis result is a failure, and request cleaning when the diagnosis result is contamination. When the diagnosis on the diagnosis target solar module is completed in S1105, S1114, and S1115, the diagnosis unit 4400 completes diagnosis on the solar array including the diagnosis target solar module and completes diagnosis on all the solar arrays. If not, the diagnostic solar array may be changed, and S1101 may be performed on the solar module on the changed solar array. On the contrary, if the diagnosis of the solar array including the diagnosis target solar module is not completed, the diagnosis unit 4400 may change the diagnosis target solar module and proceed to S1101.

위와 같이, 본 발명은 태양광 어레이 별 및/또는 태양광 모듈 별 진단을 수행할 수 있다. 그리고, 이와 같은 태양광 어레이 및/또는 태양광 모듈 별 진단 결과는 데이터베이스부(4500)에 저장될 수 있다. 도 11의 프로세스는 그 전체 또는 그 일부로서 수행될 수 있다. 예를 들어, S111, S1112, S1113이 생략된 형태로 수행될 수도 있다. S111, S1112, S1113이 생략되더라도 태양광 모듈 단위의 진단을 반복적으로 수행하는 것에 의해 태양광 어레이 전체에 대한 진단이 가능할 수 있다. 이 경우, S1102 단계에서 전체 평균값을 초과하는 것으로 판단된 경우, 진단 대상 태양광 모듈이 정상인 것으로 판단할 수 있다. 또한, S1103, S1104, S1105, S1114, S1115가 생략된 형태로 수행될 수도 있다. 이 경우, S1102에서의 판단 결과, 전체 평균값 이하인 것으로 판단되면, 진단 대상 태양광 모듈이 이상이 있음을 알릴 수 있다. 이 경우, 자동으로 고장, 그늘, 오염 여부가 진단되는 것은 아니며, 운영자가 직접 해당 태양광 모듈을 검침하는 것에 의해 진단 대상 모듈의 출력값 저하의 원인을 파악하고 그에 따른 조치를 취할 수 있다.As described above, the present invention can perform a diagnostic per solar array and / or solar module. In addition, the diagnostic results of the solar array and / or the solar module may be stored in the database unit 4500. The process of FIG. 11 may be performed in whole or in part. For example, S111, S1112, and S1113 may be performed in an omitted form. Even if S111, S1112 and S1113 are omitted, the entire solar array may be diagnosed by repeatedly performing the diagnosis of the solar module unit. In this case, when it is determined in step S1102 that the total average value is exceeded, it can be determined that the diagnosis target solar module is normal. In addition, S1103, S1104, S1105, S1114, and S1115 may be performed in a omitted form. In this case, when it is determined in S1102 that the average value is less than or equal to, the diagnosis target photovoltaic module may be notified that there is an error. In this case, failure, shade, and contamination are not automatically diagnosed, and the operator can directly read the corresponding solar module to determine the cause of the output value drop of the diagnosis target module and take action accordingly.

위와 같이 본 발명은 태양광 어레이의 효율 저하가 임계치를 초과하면, 계통에 불량 전원이 공급되는 것을 방지하기 위해, 해당 태양광 어레이를 계통에서 분리시킬 수 있다.As described above, in the present invention, when the decrease in efficiency of the photovoltaic array exceeds a threshold, the photovoltaic array may be separated from the grid in order to prevent the supply of bad power to the grid.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.

1000a, 1000b, 1000c: 태양광 어레이
1100: 태양광 모듈
1110: 지그비 모듈
1111: 통신부
1112: 전압 측정부
1113: 전압값 제공부
1114: 설정부
1115: 저장부
1120: 중계기
1121: 통신부
1122: 패킷 가공부
1123: 패킷 제공부
1124: 설정부
1125: 저장부
2000: DC 접속반
3000: 인버터
4000: 중앙 관리부
4100: 통신부
4200: 데이터베이스 관리부
4300: 어레이 관리부
4400: 진단부
4500: 인터페이스부
4600: 데이터베이스부
5000: 통신망
6000a, 6000b, 6000c: 스위칭부1000a, 1000b, 1000c: solar array
1100: solar module
1110: Zigbee Module
1111: communication unit
1112: voltage measuring unit
1113: voltage value providing unit
1114: setting part
1115: storage unit
1120 repeater
1121: communication unit
1122: packet processing unit
1123: packet provider
1124: setting part
1125 storage
2000: DC junction
3000: inverter
4000: Central Administration
4100: communication unit
4200: database management unit
4300:
4400: diagnostics
4500 interface unit
4600: database part
5000: network
6000a, 6000b, 6000c: switching part

Claims

A solar power generation system capable of remote monitoring of a solar module based on an integrated Zigbee module and a repeater,
A zigbee module integrally installed with the solar array in correspondence with each of at least one solar module included in the solar array on one side of the solar array, wherein the Zigbee module senses an output voltage value of the solar module ;
A repeater installed integrally with the solar array on one side of the solar array and receiving an output voltage value of the at least one solar module from the Zigbee module; And
A center for receiving an output voltage value of the at least one photovoltaic module from the repeater and performing diagnosis for each of the at least one photovoltaic module using the output voltage value of the at least one photovoltaic module Including the management department,
The repeater comprising:
The output voltage values received from the plurality of Zigbee modules are matched with the identification numbers of the plurality of Zigbee modules and the voltage values received from each of the plurality of Zigbee modules, and transmitted as at least one packet.
The ZigBee module includes:
Setting the identification number according to the control signal received from the outside wirelessly,
And transmitting the set identification number together with the voltage value sensed by the Zigbee module to the repeater.

The method of claim 1,
The repeater comprising:
A photovoltaic power generation system, characterized by forming a mesh topology.

delete

The method of claim 1,
The central management unit,
It is determined whether the voltage value of the diagnostic target solar module included in the photovoltaic array is equal to or less than a first reference value, and when it is determined that the voltage value of the diagnostic target photovoltaic module is less than or equal to the first reference value, the diagnostic target sunlight It is determined whether the voltage value of the module is equal to or less than the total solar array value, and when it is determined that the voltage value of the diagnostic object photovoltaic module is less than or equal to the overall average value of the photovoltaic array, it is determined that there is an abnormality in the diagnosis target solar module. Photovoltaic power generation system characterized in that.

The method of claim 5, wherein
If it is determined that the voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed exceeds the total average value of the photovoltaic array, the photovoltaic power generation system, characterized in that it is determined that the diagnostic module photovoltaic module is normal.

The method of claim 5, wherein
The central management unit,
The voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed is equal to or less than an overall average value of the photovoltaic array including the module to be diagnosed.
When the voltage value of all the solar modules adjacent to the diagnosis target solar module exceeds the first reference value,
Photovoltaic power generation system, characterized in that it is determined that the diagnosis target solar module is a failure.

The method of claim 7, wherein
The central management unit,
The voltage value of at least one of the solar modules adjacent to the diagnosis target solar module is equal to or less than the first reference value,
When the voltage reduction rate of the diagnostic target solar module is less than or equal to the second reference value,
Photovoltaic power generation system, characterized in that it is determined that the contamination occurs in the diagnosis target solar module.

The method of claim 8,
The central management unit,
When the voltage reduction rate of the diagnostic target solar module exceeds the second reference value,
Photovoltaic power generation system characterized in that it is determined that the shade has occurred in the diagnosis target photovoltaic module.

The method of claim 5, wherein
The central management unit,
It is determined that the voltage value of the photovoltaic module to be diagnosed exceeds the total average value of the photovoltaic array,
When the reduction rate of the overall average value of the solar array is less than or equal to a third reference value,
Photovoltaic power generation system, characterized in that it is determined that the pollution occurs in the solar array including the photovoltaic module to be diagnosed.

11. The method of claim 10,
The central management unit,
When the rate of decrease of the overall average value of the solar array exceeds the third reference value,
Photovoltaic power generation system characterized in that it is determined that the shade is generated in the photovoltaic array including the target photovoltaic module.