KR101499761B1 - Method for predict a generating energy of the solar module - Google Patents

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KR101499761B1
KR101499761B1 KR20130162279A KR20130162279A KR101499761B1 KR 101499761 B1 KR101499761 B1 KR 101499761B1 KR 20130162279 A KR20130162279 A KR 20130162279A KR 20130162279 A KR20130162279 A KR 20130162279A KR 101499761 B1 KR101499761 B1 KR 101499761B1
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박노창
김주희
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전자부품연구원
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Abstract

The present invention relates to a solar power generation system and, more specifically, to a method to predict a power generation amount of a solar module in real time. The method includes a first step of calculating a power generation amount (Pm) of a solar module in a deterioration-unreflected state by obtaining the temperature of the solar module and insolation; and a second step of calculating and outputting the final power generation amount (P) of the solar module by calculating a deterioration rate of the solar module and then calculating the deterioration rate with the power generation amount (Pm) of the solar module in the deterioration-unreflected state.

Description

태양광 모듈 실시간 발전량 예측 방법{METHOD FOR PREDICT A GENERATING ENERGY OF THE SOLAR MODULE}METHOD FOR PREDICTING GENERATING ENERGY OF THE SOLAR MODULE

본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 모듈의 실시간 발전량을 예측하는 방법에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solar power generation system, and more particularly, to a method for predicting real-time generation amount of a solar module.

최근 들어 기후협약변화, 이상기온현상 등 세계적으로 환경에 대한 문제가 심각하게 대두되면서 대체에너지 이용에 관한 기술개발과 상용화가 다양하게 이루어지고 있다. 대체에너지 중에서 태양에너지는 무공해, 환경 친화적 에너지로 각광받고 있으며, 선진국을 중심으로 설치 용량이 급속하게 증가되고 있는 추세에 있다. 최근에는 대용량 발전사업의 경우 설치 면적이 넓어 환경과 토지 이용에 있어 새로운 문제가 대두되어 건물 일체형 설비의 도입이 늘고 있다.In recent years, as global climate problems such as changes in climate agreements and abnormal temperature phenomena have become serious, technology development and commercialization of alternative energy use have been diversified. Among alternative energy sources, solar energy is regarded as pollution-free and environment-friendly energy, and installed capacity is rapidly increasing mainly in developed countries. In recent years, large-scale power generation projects have widened the installation area, resulting in new problems in environment and land use.

일반적으로 태양광 발전 프로그램은 태양의 일주변화를 예측하고, 일정한 방위와 경사로 설치된 태양광 모듈을 중심으로 고도를 측정해 냄으로써 일사량과 발전량을 예측할 수 있으며, 연간 일사량 및 발전량을 예측하고 각 결과값을 데이터로 출력함으로써 설치된 태양광 발전의 타당성을 검증할 수 있다.Generally, the solar power generation program predicts the change of the sun's circumference and predicts the solar radiation amount and the generation amount by measuring the altitude based on the solar module installed with the constant bearing and the inclination, estimates the annual solar radiation amount and the generation amount, Data can be output to verify the feasibility of installed solar power generation.

이와 같이 태양광 발전량 예측 모델들은 태양광 모듈의 온도와 일사량을 기반으로 설계되는 것이 일반적이다. 따라서, 기존에 개발된 발전량 예측 모델들은 태양광 모듈이 열화되지 않는 것을 가정할 경우에만 그 예측량이 실제 발전량과 일치할 확률이 높다.Thus, solar power generation prediction models are generally designed based on the temperature and solar radiation of a solar module. Therefore, the previously developed power generation prediction models have a high probability that the predicted power will match the actual power generation only when the photovoltaic module is assumed not to deteriorate.

그러나 필드에 태양광 모듈을 설치하면 시간이 지남에 따라 태양광 모듈이 열화되기 때문에 발전량 역시 시간경과에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서 현재의 태양광 발전량 모니터링 모델의 경우 열화가 포함되지 않은 예측 모델을 이용하기 때문에, 설치 초기에는 예측값의 정확도가 높지만 장기 운용시 태양광 모듈의 열화로 인해 예측 정확도가 저하되는 문제점이 있다.However, when the solar module is installed in the field, the generation of the solar module deteriorates over time, so that the power generation also decreases with the lapse of time. Therefore, the current PV power monitoring model uses a predictive model that does not include deterioration, so that the accuracy of the predicted value is high at the initial stage of installation, but the accuracy of prediction deteriorates due to deterioration of the photovoltaic module during long-term operation.

대한민국 공개특허공보 10-1999-006639Korean Patent Publication No. 10-1999-006639 대한민국 공개특허공보 10-2012-0110769Korean Patent Publication No. 10-2012-0110769

따라서 본 발명의 목적은 시간 경과에 따라 태양광 모듈이 열화되는 것을 반영하여 보다 정확하게 발전량을 예측할 수 있는 태양광 모듈 실시간 발전량 예측 방법을 제공함에 있으며,Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for predicting the generation amount of a photovoltaic module in real time, which can predict a power generation amount more accurately by reflecting deterioration of the photovoltaic module over time,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 일사량 및 온도와 같은 환경인자에 따른 태양광 모듈의 발전량을 1차적으로 예측하고, 2차적으로 시간 경과에 따른 태양광 모듈의 열화를 반영하여 보다 정확하게 발전량을 예측할 수 있는 태양광 모듈 실시간 발전량 예측방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a method of predicting a generation amount of a solar cell module according to an environmental factor such as a solar radiation amount and a temperature, and more accurately estimating a generation amount of a solar cell module, And a method for predicting real-time generation of solar modules.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 태양광 모듈의 발전량을 보다 정확히 예측함으로서 문제가 발생한 모듈을 진단할 수 있도록 유도할 수 있는 태양광 모듈 실시간 발전량 예측방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for estimating a real-time generation amount of a solar module capable of diagnosing a module in which a problem has occurred, by more accurately estimating the generation amount of the solar module.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 태양광 모듈 실시간 발전량 예측방법은 컴퓨터 시스템에서 실행 가능한 방법으로서,According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for predicting a real-time generation amount of a photovoltaic module,

일사량과 태양광 모듈의 온도를 획득하여 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량(

Figure 112013118250151-pat00001
)을 계산하는 제1단계와;The amount of photovoltaic module power generation in untreated state by acquiring solar radiation and temperature of solar module
Figure 112013118250151-pat00001
); ≪ / RTI >

태양광 모듈의 열화율(

Figure 112013118250151-pat00002
)을 계산하고 이를 상기 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량(
Figure 112013118250151-pat00003
)과 연산하여 태양광 모듈의 최종 발전량(P)을 계산 출력하는 제2단계를 포함함을 특징으로 하며,Deterioration rate of solar module (
Figure 112013118250151-pat00002
) To calculate the generation amount of the photovoltaic module in the non-degraded state (
Figure 112013118250151-pat00003
And calculating and outputting the final power generation amount P of the photovoltaic module,

상기 제2단계는 태양광 모듈이 설치된 환경 인자를 반영하여 태양광 모듈의 열화율(

Figure 112013118250151-pat00004
)을 계산하는 단계와;In the second step, the deterioration rate of the photovoltaic module (for example,
Figure 112013118250151-pat00004
≪ / RTI >

열화 미반영 상태의 상기 태양광 모듈 발전량(

Figure 112013118250151-pat00005
)에서 시간경과(t)에 따른 태양광 모듈의 열화율(
Figure 112013118250151-pat00006
)이 반영된 태양광 모듈의 발전량(
Figure 112013118250151-pat00007
)을 차감하여 태양광 모듈의 최종 발전량(P)을 계산 출력하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.The generation amount of the solar module in an untreated state (
Figure 112013118250151-pat00005
) Deterioration rate of the photovoltaic module with time lapse (t)
Figure 112013118250151-pat00006
) Of the photovoltaic module
Figure 112013118250151-pat00007
And calculating and outputting the final power generation amount P of the solar module.

이러한 예측 방법에서 상기 태양광 모듈의 열화율은 태양광 모듈이 설치된 곳의 온도와 습도를 반영하여 열화율을 계산함을 또 다른 특징으로 하며,In this prediction method, the degradation rate of the solar module is another feature that the degradation rate is calculated by reflecting the temperature and humidity at the place where the solar module is installed,

상기 태양광 모듈의 열화율 계산시 태양광 모듈 내부의 대표 습도값(

Figure 112013118250151-pat00008
)을 반영하여 열화율(
Figure 112013118250151-pat00009
)을 계산함을 또 다른 특징으로 한다.In calculating the deterioration rate of the solar module, the representative humidity value inside the solar module
Figure 112013118250151-pat00008
) And the deterioration rate (
Figure 112013118250151-pat00009
) Is calculated.

상술한 바와 같은 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 일사량 및 온도와 같은 환경인자에 따른 태양광 모듈의 발전량을 1차적으로 계산하고, 2차적으로 시간 경과에 따른 태양광 모듈의 열화를 계산하여 이를 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량에 반영하는 방식으로 발전량을 예측하기 때문에, 보다 정확하게 태양광 모듈의 발전량을 예측할 수 있는 효과가 있으며,According to the present invention, the power generation amount of the solar module according to the environmental factors such as the solar radiation amount and the temperature is calculated first, and the deterioration of the solar module with the elapse of time is calculated Since the power generation amount is predicted in a manner that reflects the power generation amount of the photovoltaic module in the non-deteriorated state, it is possible to predict the power generation amount of the photovoltaic module more accurately,

더 나아가 태양광 모듈의 열화를 반영하여 발전량을 예측할 수 있기 때문에, 태양광 모듈의 진단효과가 있음은 물론 문제가 발생한 모듈을 검출하여 후속 조치할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, since the power generation amount can be predicted by reflecting the deterioration of the solar module, it is possible to detect the module in which the problem occurs, and to follow up the solar module.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 실시간 발전량 예측 흐름 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 실시간 발전량 산출 과정 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a predictive flow of a real-time generation quantity of a solar module according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a diagram illustrating an example of a process of calculating a real-time generation quantity of a solar module according to an embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art will be able to devise various apparatuses which, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention. It is also to be understood that all conditional terms and examples recited in this specification are, in principle, expressly intended for the purpose of enabling the inventive concept to be understood and are not to be construed as limited to such specifically recited embodiments and conditions do.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: . In the following description, a detailed description of known technologies related to the present invention will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 실시간 발전량 예측 흐름도를 예시한 것이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 실시간 발전량 산출 과정을 예시한 것이다.FIG. 1 illustrates a flowchart for predicting a real-time generation amount of a solar module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a process of calculating a real-time generation amount of a solar module according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 실시간 발전량 예측 방법은 태양광 발전량 모니터링 시스템과 같은 컴퓨터 시스템에서 실행 가능한 방법이므로, 하기에서는 설명의 편의상 입력장치와, 표시부, 외부 기기와 통신 가능한 통신부 및 내부 메모리를 구비한 컴퓨터 시스템의 메인 컨트롤러에 의해 실행되는 것으로 가정하기로 한다. 이러한 컴퓨터 시스템은 본 발명의 구현을 위해 태양광 모듈이 설치되는 외부의 온도를 감지하기 위한 온도감지센서와 습도를 감지하기 위한 습도감지센서에 연결 사용 가능하다. 즉, 상기 메인 컨트롤러는 외부 구성요소인 온도감지센서(서모커플)와 습도감지센서에서 각각 감지된 온도 및 습도 데이터를 이용하여 태양광 모듈의 실시간 발전량을 예측한다.Before describing the present invention, the method for predicting the real-time generation amount of the solar module according to the embodiment of the present invention is a method executable in a computer system such as a solar power generation amount monitoring system. And a main controller of a computer system having an internal memory. Such a computer system may be connected to a temperature sensor for sensing the temperature of the outside of the solar module and a humidity sensor for sensing the humidity for the implementation of the present invention. That is, the main controller predicts the real-time generation amount of the solar module using the temperature and humidity data sensed by the temperature sensor (thermocouple) and the humidity sensor, respectively, which are external components.

도 1을 우선 참조하면, 태양광 모듈의 발전량을 예측하기 위해서 컴퓨터 시스템의 메인 컨트롤러는 태양광 발전량 예측을 위한 팩터를 획득(S10단계)한다. 태양광 발전량 예측을 위한 팩터는 일사량, 태양광 모듈의 온도, 습도 등이 포함된다. 여기서 일사량과 태양광 모듈의 온도는 일정 시간(예를 들면, 1시간 혹은 30분)동안의 평균값을 이용할 수 있다. 일사량과 태양광 모듈의 온도는 감지센서를 이용할 수도 있고 컴퓨터 시스템 사용자가 현장에서 직접 입력하는 값일 수도 있다.Referring first to FIG. 1, in order to predict the power generation amount of the solar module, the main controller of the computer system acquires a factor for predicting the solar power generation amount (step S10). Factors for forecasting solar power generation include solar radiation, temperature and humidity of solar modules. Here, the solar radiation and the temperature of the solar module can be averaged over a certain period of time (for example, 1 hour or 30 minutes). The solar radiation and the temperature of the solar module may be sensed or directly input by a computer system user.

이와 같이 태양광 발전량 예측을 위한 팩터가 획득되면 메인 컨트롤러는 우선적으로 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량(

Figure 112013118250151-pat00010
)을 계산(S20단계)한다. 참고적으로 태양광 모듈은 일사량과 태양광 모듈의 온도에 따라서 발전량(W)이 결정되는 특성을 갖고 있다. 발전량은 최대 출력점에서의 전압(Vm)과 전류(Im) 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서, 일사량과 태양광 모듈의 온도를 알면 하기 수학식 1의 계산식에 의해서 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량(
Figure 112013118250151-pat00011
)을 계산할 수 있다.When the factor for predicting the solar power generation amount is obtained in this way, the main controller firstly determines the generation amount of the solar cell module in the untreated state
Figure 112013118250151-pat00010
(Step S20). For reference, the solar module has a characteristic that the power generation amount (W) is determined according to the solar radiation amount and the temperature of the solar module. The amount of power generation can be expressed as a product of voltage (Vm) and current (Im) at the maximum output point. Therefore, by knowing the solar irradiance and the temperature of the solar module, the power generation amount of the solar module in a non-deteriorated state (equation
Figure 112013118250151-pat00011
) Can be calculated.

Figure 112013118250151-pat00012
Figure 112013118250151-pat00012

Figure 112013118250151-pat00013
Figure 112013118250151-pat00013

Figure 112013118250151-pat00014
Figure 112013118250151-pat00014

α : 온도에 따른 전류값을 나타낸 coefficient.α: coefficient indicating the current value according to temperature.

β : 온도에 따른 전압값을 나타낸 coefficient.β: coefficient indicating the voltage value according to temperature.

δ(T) : ln(irradiance)에 따른 전압값을 온도에 따라 나타낸 coefficient.δ (T) is the temperature-dependent coefficient of the voltage according to ln (irradiance).

a, b : 상수를 나타내며,a and b: constants,

C는

Figure 112013118250151-pat00015
를 Im을 일사량에 따라 나타냈을 때의 기울기를 나타냄.C is
Figure 112013118250151-pat00015
Represents the slope when Im is expressed according to the irradiation amount.

Tref : 25 ℃, Eref : 1000 W/m2 T ref : 25 캜, E ref : 1000 W / m 2

Im ( ref ) : 25℃, 1SUN, AM1.5G의 조건에서 측정하였을 경우 최대 전류값I m ( ref ) : When measured at 25 ° C, 1 SUN, and AM 1.5G, the maximum current value

Vm ( ref ) : 25℃, 1SUN, AM1.5G의 조건에서 측정하였을 경우 최대 전압값V m ( ref ) : When measured at 25 ° C, 1 SUN, and AM 1.5G, the maximum voltage

열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량(

Figure 112013118250151-pat00016
)을 계산한 메인 컨트롤러는 이후 태양광 모듈의 열화율을 계산(S30단계)한다. 태양광 모듈이 외부에 설치될 경우 온도 및 습도에 의해서 발전량(W)이 열화된다. 따라서 태양광 모듈이 설치된 환경 인자, 즉 온도와 습도를 반영하여 태양광 모듈의 열화율(
Figure 112013118250151-pat00017
)을 하기 수학식 2에 의거하여 계산할 수 있다.Photovoltaic Module Power Generation in Non-degraded State (
Figure 112013118250151-pat00016
The main controller calculates the deterioration rate of the photovoltaic module (step S30). When the photovoltaic module is installed outside, the power generation amount W is deteriorated by temperature and humidity. Therefore, the deterioration rate of the photovoltaic module by reflecting the environmental factors installed in the photovoltaic module, that is, the temperature and the humidity
Figure 112013118250151-pat00017
) Can be calculated based on the following equation (2).

Figure 112013118250151-pat00018
Figure 112013118250151-pat00018

Figure 112013118250151-pat00019
는 태양광 모듈의 열화율(%/h)을 나타내며, T는 온도를,
Figure 112013118250151-pat00020
는 태양광 모듈 내부의 대표 습도값(%)을,
Figure 112013118250151-pat00021
는 활성화 에너지(eV)를, 그리고 A와 b는 실험을 통해 결정되어야 하는 계수를 각각 나타낸다.
Figure 112013118250151-pat00019
Represents the deterioration rate (% / h) of the solar module, T represents the temperature,
Figure 112013118250151-pat00020
Represents the representative humidity value (%) inside the solar module,
Figure 112013118250151-pat00021
Is the activation energy (eV), and A and b are the coefficients that should be determined through experimentation, respectively.

상기 수학식 2에서 T는 온도감지센서를 통해 감지된 값을 실시간 이용하면 되고, 활성화 에너지

Figure 112013118250151-pat00022
와 A 및 b는 사전에 실험을 통해 얻어진 값을 저장해 이용하면 된다.In Equation (2), T is a value that is sensed through the temperature sensor in real time,
Figure 112013118250151-pat00022
And A and b can be obtained by storing the values obtained through experiments beforehand.

참고적으로 활성화 에너지

Figure 112013118250151-pat00023
와 A, b값의 결정과정을 부연 설명하면, 우선 필드에 설치할 태양광 모듈과 동일 재료 및 구조의 모듈을 이용하여 시험을 실시한다. 활성화 에너지 활성화 에너지(
Figure 112013118250151-pat00024
)의 경우 3가지 고온조건(예, 65℃,75℃, 85℃)에서 시험을 실시하여 각 조건별
Figure 112013118250151-pat00025
를 구한 후 활성화 에너지(
Figure 112013118250151-pat00026
)를 도출한다. 이 경우 습도는 85%로 고정시켰다.For reference,
Figure 112013118250151-pat00023
And A and b values, the test is first performed using modules of the same material and structure as the solar modules to be installed in the field. Activation energy activation energy
Figure 112013118250151-pat00024
) Were tested at three high temperature conditions (eg, 65 ° C, 75 ° C and 85 ° C)
Figure 112013118250151-pat00025
And the activation energy (
Figure 112013118250151-pat00026
). In this case, the humidity was fixed at 85%.

한편, A, b값의 경우는 3가지 습도조건(예, 65%,75%,85%)에서 시험을 실시하여 각 조건별

Figure 112013118250151-pat00027
를 구한 후 A와 b를 도출한다.On the other hand, in case of A and b values, tests were conducted under three humidity conditions (eg, 65%, 75%, and 85%),
Figure 112013118250151-pat00027
And then derives A and b.

이와 같이 상기 수학식 2에 의거해 태양광 모듈의 열화율(

Figure 112013118250151-pat00028
)이 계산되면, 메인 컨트롤러는 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량(
Figure 112013118250151-pat00029
)에서 시간경과(t)에 따른 태양광 모듈의 열화율(
Figure 112013118250151-pat00030
)이 반영된 태양광 모듈의 발전량(
Figure 112013118250151-pat00031
)을 차감(하기 수학식 3)하여 태양광 모듈의 최종 발전량(P)을 계산(S40단계)한다.Thus, the deterioration rate of the photovoltaic module based on the formula (2)
Figure 112013118250151-pat00028
) Is calculated, the main controller calculates the photovoltaic module generation amount (
Figure 112013118250151-pat00029
) Deterioration rate of the photovoltaic module with time lapse (t)
Figure 112013118250151-pat00030
) Of the photovoltaic module
Figure 112013118250151-pat00031
(Step S40) by subtracting the final power generation amount P of the photovoltaic module from the final power generation amount P of the photovoltaic module.

Figure 112013118250151-pat00032
Figure 112013118250151-pat00032

상기 수학식 3에서 미설명된 태양광 모듈 내부의 대표 습도값(

Figure 112013118250151-pat00033
)에 대해 부연 설명하면,The representative humidity value inside the photovoltaic module not described in Equation (3)
Figure 112013118250151-pat00033
) In addition,

우선 태양광 모듈의 습도는 외부 습도가 아닌 모듈 내부의 습도에 의해서 결정된다. 그러나 태양광 모듈의 경우 내부의 습도가 위치에 따라 다르다. 따라서 모듈 내부의 습도값을 대표할 수 있는 습도값(

Figure 112013118250151-pat00034
)을 도출해야 한다.First, the humidity of the solar module is determined by the humidity inside the module, not the external humidity. However, in the case of a solar module, the internal humidity differs depending on the location. Therefore, the humidity value that can represent the humidity value inside the module (
Figure 112013118250151-pat00034
) Should be derived.

모듈 내부의 습도는 사용되는 재료(백시트, 봉지재)에 의해서 결정된다. 따라서 모듈 내부의 습도를 도출하기 위해서는 사용되는 백시트 및 봉지재의 물성을 측정하여야 한다.The humidity inside the module is determined by the material (back sheet, sealing material) used. Therefore, in order to obtain the humidity inside the module, the properties of the back sheet and sealing material used should be measured.

봉지재 : 3가지 온도에서의 수분 용해도(g/㎤),Seal material: water solubility at three temperatures (g / cm3),

백시트 : 3가지 온도에서의 수분 투습도(g/㎠ day)Back sheet: Moisture permeability at three temperatures (g / ㎠ day)

이에 모듈 내부의 습도는 하기 수학식 4를 이용해서 결정할 수 있으며, 하기 수학식 4에서 태양광 모듈 후면의 습도(

Figure 112013118250151-pat00035
)는 수학식 5를 통해 계산할 수 있다.Accordingly, the humidity inside the module can be determined using the following equation (4), and the humidity in the back of the solar module in the following equation (4)
Figure 112013118250151-pat00035
) Can be calculated through Equation (5).

Figure 112013118250151-pat00036
Figure 112013118250151-pat00036

Figure 112013118250151-pat00037
Figure 112013118250151-pat00037

rh: 외부 습도rh: External humidity

t : 시간t: time

T : 태양광 모듈의 온도T: Temperature of the solar module

Figure 112013118250151-pat00038
: 태양광 모듈 후면 습도
Figure 112013118250151-pat00038
: PV Module Rear Humidity

Figure 112013118250151-pat00039
: 봉지재 내부의 물 농도(g/㎤)
Figure 112013118250151-pat00039
: Concentration of water in the encapsulant (g / cm3)

Figure 112013118250151-pat00040
: 봉지재 내부의 물 용해도(g/㎤)
Figure 112013118250151-pat00040
: Water solubility in the encapsulant (g / cm3)

Figure 112013118250151-pat00041
: 봉지재의 두께(cm)
Figure 112013118250151-pat00041
: Thickness of encapsulant (cm)

Figure 112013118250151-pat00042
: 백시트의 물 투과도(g/㎡ day)
Figure 112013118250151-pat00042
: Water permeability of back sheet (g / m 2 day)

Figure 112015018022362-pat00043
is the measure of how close the initial condition is to equilibrium (
Figure 112015018022362-pat00044
= 1 if initially dry)
Figure 112015018022362-pat00075
: 백시트의 수분 투과도가 안정화되는데 걸리는 시간
Figure 112015018022362-pat00076
: 봉지재 내부의 초기 물 농도
Figure 112015018022362-pat00043
The initial condition is to equilibrium (
Figure 112015018022362-pat00044
= 1 if initially dry)
Figure 112015018022362-pat00075
: Time taken for the moisture permeability of the back sheet to stabilize
Figure 112015018022362-pat00076
: Initial water concentration in the encapsulant

상술한 바와 같은 기술적 근거 및 계산식에 기초하여 메인 컨트롤러가 S40단계에서 태양광 모듈의 최종 발전량(P)을 계산하면, 이후 메인 컨트롤러는 S50 단계로 진행하여 표시부 상에 출력 표시해 준다.If the main controller calculates the final power generation amount P of the photovoltaic module in step S40 based on the technical basis and calculation formula as described above, then the main controller proceeds to step S50 and displays the output on the display part.

따라서 본 발명은 일사량 및 온도와 같은 환경인자에 따른 태양광 모듈의 발전량을 1차적으로 계산하고, 2차적으로 시간 경과에 따른 태양광 모듈의 열화를 계산한 후 이를 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량에 반영하는 방식으로 발전량을 예측하기 때문에, 보다 정확하게 태양광 모듈의 발전량을 예측할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, the power generation amount of the solar module according to the environmental factor such as the solar radiation amount and the temperature is firstly calculated, and the deterioration of the solar light module is calculated secondarily with the elapse of time. The power generation amount can be predicted more accurately, so that the effect of predicting the power generation amount of the photovoltaic module can be obtained more accurately.

부가적으로 도 2를 참조하면, (a)는 모듈 온도 및 습도가 주어졌을때 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량이 계산된 것을 나타내고 있으며, 이에 기초하여 상기 수학식 5에 의해 얻어진 태양광 모듈 후면의 습도값(

Figure 112013118250151-pat00045
)이 (b)에 나타나 있으며, 태양광 모듈 후면의 습도값(
Figure 112013118250151-pat00046
)이 정해짐으로써 순차적으로 태양광 모듈 내부의 대표 습도값(
Figure 112013118250151-pat00047
)과 열화율(
Figure 112013118250151-pat00048
)이 (c)와 (d)에서 처럼 얻어진다. 그리고 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량과, 시간경과에 따른 태양광 모듈의 열화율(
Figure 112013118250151-pat00049
)이 반영된 태양광 모듈의 발전량(
Figure 112013118250151-pat00050
) 및 이들을 연산하여 얻어진 태양광 모듈의 최종 발전량이 각각 (e)와 (f)에 나타나 있다.In addition, referring to FIG. 2, (a) shows that the solar module power generation amount in the untreated state is calculated when the module temperature and humidity are given, and based on this, Of the humidity value (
Figure 112013118250151-pat00045
) Is shown in (b), and the humidity value on the back side of the photovoltaic module
Figure 112013118250151-pat00046
), The representative humidity value inside the photovoltaic module
Figure 112013118250151-pat00047
) And deterioration rate
Figure 112013118250151-pat00048
) Are obtained as in (c) and (d). In addition, the power generation rate of the unexposed solar module and the deterioration rate of the solar module over time
Figure 112013118250151-pat00049
) Of the photovoltaic module
Figure 112013118250151-pat00050
And final power generation amounts of the solar modules obtained by calculating these are shown in (e) and (f), respectively.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 일사량 및 온도와 같은 환경인자에 따른 태양광 모듈의 발전량을 1차적으로 계산하고, 2차적으로 시간 경과에 따른 태양광 모듈의 열화를 계산한 후 이를 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량에 반영하는 방식으로 발전량을 예측하기 때문에, 보다 정확하게 태양광 모듈의 발전량을 예측할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 더 나아가 태양광 모듈의 열화를 반영하여 발전량을 예측할 수 있기 때문에, 태양광 모듈의 진단효과가 있음은 물론 문제가 발생한 모듈을 검출하여 후속 조치할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the power generation amount of the solar module according to the environmental factor such as the solar radiation amount and the temperature is firstly calculated, and the deterioration of the solar module is calculated secondarily with the lapse of time. Since the power generation amount is predicted in a manner that reflects on the generation amount of the photovoltaic module, the power generation amount of the photovoltaic module can be more accurately predicted. Further, since the power generation amount can be predicted by reflecting the deterioration of the photovoltaic module, It is possible to obtain not only the diagnostic effect of the optical module but also the effect that the problematic module can be detected and followed up.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same shall be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (6)

컴퓨터 시스템에서 실행 가능한 태양광 모듈 실시간 발전량 예측 방법에 있어서,
일사량과 태양광 모듈의 온도를 획득하여 열화 미반영 상태의 태양광 모듈 발전량(
Figure 112015018022362-pat00051
)을 계산하는 단계와;
태양광 모듈이 설치된 곳의 온도와 습도를 반영하여 태양광 모듈의 열화율(
Figure 112015018022362-pat00077
)을 계산하되, 태양광 모듈 내부의 대표 습도값(
Figure 112015018022362-pat00078
)과 태양광 모듈에 사용되는 라미네이션 재료의 물성 특성을 반영하여 열화율(
Figure 112015018022362-pat00079
)을 계산하는 단계와;
열화 미반영 상태의 상기 태양광 모듈 발전량(
Figure 112015018022362-pat00052
)에서 시간경과에 따른 태양광 모듈의 열화율(
Figure 112015018022362-pat00080
)이 반영된 태양광 모듈의 발전량(
Figure 112015018022362-pat00081
)을 차감하여 태양광 모듈의 최종 발전량(P)을 계산 출력하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 태양광 모듈 실시간 발전량 예측방법.1. A method for predicting real-time generation of photovoltaic modules executable in a computer system,
The amount of photovoltaic module power generation in untreated state by acquiring solar radiation and temperature of solar module
Figure 112015018022362-pat00051
≪ / RTI >
The deterioration rate of the photovoltaic module reflecting the temperature and humidity at the place where the photovoltaic module is installed (
Figure 112015018022362-pat00077
), But the representative humidity value inside the solar module (
Figure 112015018022362-pat00078
) And the physical properties of the lamination material used in the photovoltaic module, the degradation rate
Figure 112015018022362-pat00079
≪ / RTI >
The generation amount of the solar module in an untreated state (
Figure 112015018022362-pat00052
) Deterioration rate of the photovoltaic module over time
Figure 112015018022362-pat00080
) Of the photovoltaic module
Figure 112015018022362-pat00081
And calculating and outputting the final power generation amount P of the solar module. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 태양광 모듈의 열화율(
Figure 112015018022362-pat00082
) 계산시 태양광 모듈 내부의 대표 습도값(
Figure 112015018022362-pat00056
)을 반영하여 하기 수식 1에 의거하여 열화율(
Figure 112015018022362-pat00057
)을 계산하되, 태양광 모듈 후면 습도(
Figure 112015018022362-pat00083
)는 하기 수식 2에 의거하여 산출함을 특징으로 하는 태양광 모듈 실시간 발전량 예측 방법.
[수식 1]
Figure 112015018022362-pat00058

Figure 112015018022362-pat00059

Figure 112015018022362-pat00060
: 활성화 에너지(eV),
A, b : 실험을 통해 결정되어야 하는 계수
Figure 112015018022362-pat00061
: 태양광 모듈 후면 습도
T : 온도
[수식 2]
Figure 112015018022362-pat00063

rh: 외부 습도
t : 시간
T : 태양광 모듈의 온도
Figure 112015018022362-pat00064
: 태양광 모듈 후면 습도
Figure 112015018022362-pat00065
: 봉지재 내부의 물 농도(g/㎤)
Figure 112015018022362-pat00066
: 봉지재 내부의 물 용해도(g/㎤)
Figure 112015018022362-pat00067
: 봉지재의 두께(cm)
Figure 112015018022362-pat00068
: 백시트의 물 투과도(g/㎡ day)
Figure 112015018022362-pat00069
is the measure of how close the initial condition is to equilibrium (
Figure 112015018022362-pat00070
= 1 if initially dry)
Figure 112015018022362-pat00084
: 백시트의 수분 투과도가 안정화되는데 걸리는 시간
Figure 112015018022362-pat00085
: 봉지재 내부의 초기 물 농도The method of claim 1, wherein the deterioration rate of the solar module
Figure 112015018022362-pat00082
), The representative humidity value inside the solar module (
Figure 112015018022362-pat00056
), The deterioration rate (< RTI ID = 0.0 >
Figure 112015018022362-pat00057
), While the backside humidity of the photovoltaic module (
Figure 112015018022362-pat00083
) Is calculated based on the following equation (2).
[Equation 1]
Figure 112015018022362-pat00058

Figure 112015018022362-pat00059

Figure 112015018022362-pat00060
: Activation energy (eV),
A, b: coefficient to be determined through experiment
Figure 112015018022362-pat00061
: PV Module Rear Humidity
T: temperature
[Equation 2]
Figure 112015018022362-pat00063

rh: External humidity
t: time
T: Temperature of the solar module
Figure 112015018022362-pat00064
: PV Module Rear Humidity
Figure 112015018022362-pat00065
: Concentration of water in the encapsulant (g / cm3)
Figure 112015018022362-pat00066
: Water solubility in the encapsulant (g / cm3)
Figure 112015018022362-pat00067
: Thickness of encapsulant (cm)
Figure 112015018022362-pat00068
: Water permeability of back sheet (g / m 2 day)
Figure 112015018022362-pat00069
The initial condition is to equilibrium (
Figure 112015018022362-pat00070
= 1 if initially dry)
Figure 112015018022362-pat00084
: Time taken for the moisture permeability of the back sheet to stabilize
Figure 112015018022362-pat00085
: Initial water concentration in the encapsulant 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 일사량과 태양광 모듈의 온도는 일정한 시간 동안의 평균값임을 특징으로 하는 태양광 모듈 실시간 발전량 예측 방법.
The method according to claim 1, wherein the solar radiation amount and the temperature of the solar module are averaged over a predetermined period of time.
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