KR101578675B1 - 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치 - Google Patents

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KR101578675B1 KR1020130031368A KR20130031368A KR101578675B1 KR 101578675 B1 KR101578675 B1 KR 101578675B1 KR 1020130031368 A KR1020130031368 A KR 1020130031368A KR 20130031368 A KR20130031368 A KR 20130031368A KR 101578675 B1 KR101578675 B1 KR 101578675B1
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Abstract

본 발명은 현장별로 설치된 각 태양광 발전부의 설치상태, 운전상태를 통합적으로 진단 분석을 통한 발전 랭킹을 산출하여 순위별로 디스플레이함으로써 태양광 발전을 효율을 향상시키도록 한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치에 관한 것으로서, 다수의 현장별로 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈을 포함하여 이루어진 다수의 태양광 발전부와, 상기 각 태양광 발전부에 설치되어 대기온도 및 태양전지모듈 온도, 일사량, 발전시간 및 발전량의 측정과 더불어 고장진단, 청소 및 유지보수를 진단하는 태양광 발전 측정부와, 상기 태양광 발전 측정부에서 측정된 각종 정보를 근거로 상기 각 태양광 발전부의 발전시간 및 발전율에 기준 발전량을 산출하고 실제 발전량과 비교하여 각 태양광 발전부의 설비용량에 따른 태양광 발전의 증감률을 계산하여 발전 랭킹을 산출하는 태양광 발전 랭킹 산출부와, 상기 태양광 발전 랭킹 산출부에서 산출된 각 태양광 발전부의 랭킹 정보와 함께 발전현황, 감시, 진단, 분석, 보고서를 실시간으로 모니터링하는 태양광 발전 모니터링부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치{RANKING CALCULAION APPARATUS OF PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM}
본 발명은 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹산출 장치에 관한 것으로, 특히 현장별로 설치된 태양광 발전부의 설치상태, 운전상태를 통합적으로 진단 분석하여 발전 랭킹을 산출함으로써 태양광 발전의 효율을 향상시키도록 한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치에 관한 것이다.
화석 연료의 고갈과 환경 보호라는 과제 달성을 위해 신 재생에너지에 대한 관심이 증가하고 있고 특히, 신 재생에너지 중 무공해이면서 무한정의 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 태양광 발전 시스템은 발전부와 제어부가 반도체 소자와 전자 부품으로 구성되어 있기 때문에 기계적인 진동과 소음이 없을 뿐만 아니라, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있어 이미 신 재생에너지의 큰 축으로 자리 잡고 있다.
상기 태양광 발전 시스템은 태양에너지를 전기 에너지로 바꾸고 이를 사용하고자 하는 부하에 공급함으로써 이루어지고, 태양전지에서 발생하는 직류전력을 인버터를 통하여 상용 전원선에 실시간으로 공급하는 계통연계형 태양광 발전 시스템과, 전력이 발생하지 않는 야간에도 사용할 수 있도록 태양전지에서 발생하는 직류전력을 충전기를 통해서 축전지에 저장하였다가 직류 혹은 교류의 형태로 개별 부하에 공급하는 독립형 태양광 발전 시스템으로 구분된다.
그런데 태양전지는 태양광을 이용해 전기를 일으키는 최소 단위로서, 태양전지로는 적절한 전압과 전류를 얻을 수 없다.
따라서 적절한 전압과 전류를 얻어 태양광 발전 시스템에 이용하기 위해서는 다수의 태양전지를 직,병렬로 연결한 후, 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 충진재, 유리 등과 함께 압축하여 모듈 형태로 태양전지모듈을 제작하여 단독으로 이용하거나, 대전력 발전을 위해서 다수의 태양전지모듈을 직렬이나 병렬 연결한 태양전지 어레이를 이용한다.
상기 태양전지 어레이를 구성하는 태양전지모듈은 자체의 오염이나 열화, 배선 불량에 의해 고장이 발생하게 되는데 대단위 단지에서 고장난 태양전지모듈 하나를 찾기도 힘들거니와, 상기 고장난 태양전지모듈을 찾아 보수나 교체를 위해 다수의 태양전지모듈로 이루어진 태양전지 어레이의 가동을 중지시켜야 하는 부담이 있었다.
또한, 태양전지 어레이를 구성하는 다수의 태양전지모듈 중 1개가 고장 날 경우 그 원인을 실시간으로 찾기가 어려우며, 태양전지 어레이 전체를 점검해야 하는 비효율성은 사후처리 비용의 상승과 발전량 감소를 초래해 수익성 악화를 불러왔다.
뿐만 아니라 태양광 발전 시스템은 한 지역에만 설치되지 않고 다수의 지역에 떨어져 설치되고 있기 때문에 유지 관리에 한계가 있었다.
또한, 인접하여 설치된 태양광 발전부간에도 여러 가지 환경요소로 인하여 발전량의 차이가 발생하는데 구체적으로 그 이유를 모르고 지나는 경우가 많아 전체적이 발전량의 저하를 초래하고 있다.
(선행특허 1) 공개특허공보 제10-2009-0002295호(공개일: 2009년 1월 9일, 발명의 명칭: 태양광 발전 설비의 통합 운용과 사후 관리 시스템 및 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 현장별로 설치된 각 태양광 발전부의 설치상태, 운전상태를 통합적으로 진단 분석을 통한 발전 랭킹을 산출하여 순위별로 디스플레이함으로써 태양광 발전을 효율을 향상시키도록 한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치는 다수의 현장별로 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈을 포함하여 이루어진 다수의 태양광 발전부와, 상기 각 태양광 발전부에 설치되어 대기온도 및 태양전지모듈 온도, 일사량, 발전시간 및 발전량의 측정과 더불어 고장진단, 청소 및 유지보수를 진단하는 태양광 발전 측정부와, 상기 태양광 발전 측정부에서 측정된 각종 정보를 근거로 상기 각 태양광 발전부의 발전시간 및 발전율에 기준 발전량을 산출하고 실제 발전량과 비교하여 각 태양광 발전부의 설비용량에 따른 태양광 발전의 증감률을 계산하여 발전 랭킹을 산출하는 태양광 발전 랭킹 산출부와, 상기 태양광 발전 랭킹 산출부에서 산출된 각 태양광 발전부의 랭킹 정보와 함께 발전현황, 감시, 진단, 분석, 보고서를 실시간으로 모니터링하는 태양광 발전 모니터링부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 현장별로 설치된 각 태양광 발전부의 설치상태, 운전상태를 통합적으로 진단 분석을 통한 발전 랭킹을 산출하여 순위별로 디스플레이함으로써 태양광 발전을 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치를 개략적으로 나타낸 구성도
도 2는 도 1의 태양광 발전 측정부를 개략적으로 나타낸 구성도
도 3은 도 1의 태양광 발전 랭킹 산출부를 개략적으로 나타낸 구성도
도 4는 도 3의 태양광 발전 랭킹 산출부를 통한 기준전력과 발전전력간의 관계를 나타낸 그래프
도 5는 도 1의 태양광 발전 모니터링부를 개략적으로 나타낸 구성도
도 6은 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 현황을 보여주는 화면
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템에서 감시 화면
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템에서 진단 화면
도 9는 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 방법을 나타낸 순서도
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 태양광 발전 측정부를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 1의 태양광 발전 랭킹 산출부를 개략적으로 나타낸 구성도고, 도 4는 도 3의 태양광 발전 랭킹 산출부를 통한 기준전력과 발전전력간의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 현장별로 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)을 포함하여 이루어진 다수의 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)와, 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)에 설치되어 대기온도 및 태양전지모듈 온도, 일사량, 발전시간 및 발전량의 측정과 더불어 고장진단, 청소 및 유지보수를 진단하는 태양광 발전 측정부(120a, 120b, 120c)와, 상기 태양광 발전 측정부(120a, 120b, 120c)에서 측정된 각종 정보를 근거로 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전시간 및 발전율에 기준 발전량을 산출하고 실제 발전량과 비교하여 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 설비용량에 따른 태양광 발전의 증감률을 계산하여 발전 랭킹을 산출하는 태양광 발전 랭킹 산출부(130)와, 상기 태양광 발전 랭킹 산출부(130)에서 산출된 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 랭킹 정보와 함께 발전현황, 감시, 진단, 분석, 보고서를 실시간으로 모니터링하는 태양광 발전 모니터링부(140)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)는 동일 지역에 설치될 수 있지만, 지역이 다른 지역에 각각 설치되어 전기 에너지를 생산할 수 있도록 구성된다.
상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)는 상기 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)과 더불어 접속함, 인버터, 계통연계 배전반을 포함하여 구성된다.
상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)는 고정형 또는 추적형, BIPV 중에서 어느 하나 또는 복합적으로 구성되어 전기 에너지를 생산할 수 있다.
상기 각 현장별로 설치된 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 설치 용량은 서로 다르거나 동일한 용량으로 설치될 수 있다.
상기 일사량은 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 설치 장소에 입사되는 일사량을 의미 즉, 지면과 수평한 상태의 수평면 일사량과 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)이 일정한 각도로 경사지게 설치되는 경사면 일사량을 측정한다.
여기서, 상기 수평면 일사량은 일반적인 일사량을 의미하는 것으로 이 수평면 일사량은 수평면 일사량 센서를 상기 설치 위치에 설치함으로써 측정할 수 있다. 이 수평면 일사량 센서는 시간에 따른 태양의 위치에 관계없이 그 입광면의 각이 항상 그대로 유지된다. 이 수평면 일사량 센서는 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)들 사이에 위치시킬 수도 있다. 이때, 이 수평면 일사량 센서는 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 중심부에 위치할 수 있다.
한편, 경사면 일사량은 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)의 입광면에 경사면 일사량 센서를 부착함으로써 측정될 수 있다. 이 경사면 일사량 센서는 어느 하나의 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)에만 부착될 수도 있으며, 또는 모든 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)에 하나씩 부착될 수도 있다. 이때 이 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)들 각각은 이들의 입광면이 항상 태양의 방향을 추종하도록 이들의 극각 및 방위각이 시간에 따라 자동적으로 조절되므로, 이들 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)에 부착된 경사면 일사량 센서의 입광면 역시 항상 태양을 향하게 된다.
상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)를 구성하는 접속함, 인버터, 계통연계 배전반은 서로 유선 또는 무선 통신을 통해 데이터를 주고 받고, 상기 각 태양광 측정부(120a, 120b, 120c)는 상기 태양광 발전 랭킹 산출부(130)와 무선 네트워크를 통해 통신하고 있다. 또한, 상기 태양광 발전 랭킹 산출부(130)와 태양광 발전 모니터링부(140)도 유선 또는 무선 통신을 통해 데이터를 주고 받는다.
상기 태양광 발전 랭킹 산출부(130)는 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 설치상태, 운전상태를 통합적으로 진단 분석하여 최고 효율로 운영할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 태양광 발전 랭킹 산출부(130)는 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)를 구성하는 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)의 스트링별, 접속반, 인버터, 계통연계 배전반의 설비상태를 진단 분석하여 발전 랭킹을 산출한다.
상기 태양광 발전 모니터링부(140)는 현황, 감시, 진단, 분석, 보고서, 설정의 목록이 디스플레이되고, 관리자는 필요에 따라 각 목록을 클릭하여 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전현황을 실시간으로 확인할 수 있다.
상기 태양광 발전 측정부(120a, 120b, 120c)는 도 2에서와 같이, 대기온도 및 모듈온도를 측정하는 온도 측정부(121)와, 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)에 설치되어 수평면 일사량과 경사면 일사량을 측정하는 일사량 측정부(122)와, 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전시간 및 발전량을 측정하는 발전량 측정부(123)와, 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)위에 쌓여진 눈이나 낙엽과 함께 주위를 감시하는 카메라부(124)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 온도 측정부(121)는 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)를 구성하는 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)에 부착되어 온도를 측정함과 더불어 상기 태양전지모듈(111a, 111b, 111c) 주위 즉 대기온도를 함께 측정하여 송부한다.
상기 일사량 측정부(122)는 상기 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)의 각도에 따라 경사면 일사량과 함께 지면과 수평한 수평면 일사량을 동시에 측정하여 송부한다.
상기 발전량 측정부(123)는 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)로부터 생산된 발전량 및 발전시간을 실시간으로 측정하여 송부한다.
상기 카메라부(124)는 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 지역에서 전체를 감시할 수 있도록 상기 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)보다 상측에 설치되어 현 상태를 감시함과 더불어 각종 도난이나 사고를 미연에 방지할 수 있다.
상기 태양광 발전 랭킹 산출부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 현장별로 설치된 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)에서 실시간으로 각종 계측 데이터를 획득하여 근사모델을 추정하는 근사모델 추정부(131)와, 상기 근사모델을 이용하여 일사량, 온도, 고장진단, 청소 및 유지보수 진단에 따른 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 기준 발전량을 산출하는 기준 발전량 산출부(132)와, 상기 기준 발전량 산출부(132)에서 산출된 기준 발전량과 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)에서 발전되는 실제 발전량을 비교하는 발전량 비교부(133)와, 상기 발전량 비교부(133)를 통해 획득된 데이터를 근거로 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 설비용량에 따른 태양광 발전의 증감률을 계산하는 증감률 계산부(134)와, 상기 증감률 계산부(134)를 통해 획득된 일정기간의 데이터를 근거로 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전 랭킹을 산출하는 발전랭킹 산출부(135)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 근사모델 추정부(131)는 현장별로 설치된 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 온도, 일사량, 발전전력량의 데이터를 수집하고, 초기 시운전이나 점검 등으로 발생된 비정상 데이터를 필터링하며, 최소 자승법을 이용하여 근사모델을 추정한다.
상기 근사모델 추정부(131)는 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 현장별로 1년 동안의 일사, 온도특성을 반영하기 위하여 초기 1년동안 분기별로 근사모델을 갱신한다.
또한, 상기 기준 발전량 산출부(132)는 실시간으로 계측된 일사량 및 온도 입력으로 구해진 근사모델을 근거로 기준전력을 산출한다.
한편, 기준전력과 실제 발전전력간의 진단 및 분석에 관련해서는 동 출원인인 2013년 3월 12일자로 출원(출원번호: 10-2013-0026001, 10-2013-0026002)에 보다 상세히 설명되어 있다.
도 4에서와 같이, 기준전력과 발전전력이 동일하면 정상운전이고 판단하고(a), 기준전력보다 발전전력이 낮으면 즉, 손실이 발생하면 점검 및 보수를 실시한다(b). 그리고 기준전력과 발전전력간의 손실을 일정기간 누적하여 각 태양광 발전부의 랭킹을 산출한다(c).
이때 전술한 바와 같이 상기 태양광 발전 랭킹 산출부(130)는 일사량, 온도, 모듈/접속함/인버터, 계통연계 배전반 등 모든 설비의 운전상태를 고려하여 기준전력을 선정한다.
도 5는 도 1의 태양광 발전 모니터링부를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
상기 태양광 발전 모니터링부(140)는 도 5에서와 같이, 현장별 전일 발전전력 및 현재발전전력, 수평 및 경사 일사량, 대기 및 모듈 온도를 디스플레이하는 발전 현황부(141)와, 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전효율, 현재발전전력, 발전효율 추이를 각각 디스플레이하는 발전효율 표시부(142)와, 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 현장별 발전효율을 각각 디스플레이하는 현장별 현황부(143)와, 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 시설용량, 발전량, 발전금액을 각각 디스플레이하는 발전 집계부(144)와, 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전량 및 유지 관리 상태를 근거로 랭킹을 표시하는 랭킹 표시부(145)와, 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전 시간, 최대 발전 시간, 일평균 전력량, 전력량 합계를 디스플레이하는 발전시간 추이부(146)를 포함하여 구성된다.
상기 발전 현황부(141)는 상기 태양광 발전 측정부(120) 및 태양광 발전 랭킹 산출부(130)로부터 측정된 각종 정보를 통신 네트워크를 통해 전달받아 관리자가 쉽게 파악할 수 있도록 전일 발전량과 현재 발전량을 비교하여 디스플레이한다. 따라서 관리자는 기상상황에 특별하게 차이가 없는데도 전일 발전량과 금일 발전량에 큰 차이가 발생할 경우에는 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)를 구성하는 태양전지모듈(111a, 111b, 111c)을 포함하여 접속반, 인버터에 이상이 있다는 것을 인지하고 분석을 실시한다.
또한, 상기 발전효율 표시부(142)는 매시간마다 발전량의 상태를 그래프 형태로 디스플레이함과 더불어 관리자가 육안으로 식별할 수 있도록 숫자와 함께 눈금으로 디스플레이한다.
상기 현장별 현황부(143)는 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 지역의 현장별 발전량을 디스플레이하는데, 각 현장별로 설치된 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전율(%)과 함께 발전시간(h)을 확인할 수 있도록 구분되어 있다.
상기 발전 집계부(144)는 각 현장에 설치된 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 시설용량(KWh)을 디스플레이함과 더불어 발전량과 발전금액을 일, 월, 년으로 디스플레이함으로써 관리자로 하여금 한눈에 금일 및 누적 발전량과 발전금액을 볼 수 있도록 되어 있다.
즉, 상기 발전 집계부(144)는 금일 발전량, 금월 발전량, 금년 발전량, 금일 발전금액, 금월 발전금액, 금년 발전금액을 각각 디스플레이하여 관리자가 보다 쉽게 총 발전량과 함께 발전 금액을 확인할 수가 있다.
상기 랭킹 표시부(145)는 일주일 간격으로 발전시간, 긴급경보 경보수, 경보유지 시간을 산출하여 각 현장별로 금, 은, 동과 같이 랭킹을 부여함으로써 현장 관리자에게 보다 신속한 대응을 유도할 수가 있다. 현장별 랭킹에 따라 분기별 또는 년별로 랭킹에 포함된 숫자를 파악하여 우수 포상을 진행함으로써 현장 관리자의 사기를 높여 줄 수 있다.
상기 발전시간 추이부(146)는 상기 각 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 발전시간을 일간, 주간, 월간, 연간으로 구분하여 확인할 수 있도록 자료구분 부분을 클릭하여 확인할 수가 있다.
한편, 이상은 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템에서 통합, 현장별 발전현황을 보여주는 예를 도 6에 도시하였다.
즉, 도 6은 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전현황을 보여주는 화면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 현장 관리자 또는 총 관리자가 화면을 통해 현장별로 발전현황을 포함하여 발전 집계량 및 랭킹, 발전시간 추이를 실시간으로 모니터링할 수가 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템에서 감시 화면이다.
도 7a에서와 같이, 감시 화면에서 지도 부분을 클릭하게 되면 태양광 발전부(110)가 설치된 장소를 지도나 위성에서 한눈으로 확인할 수가 있을 뿐만 아니라 카메라부를 통해 현장 상태를 확인할 수 있다.
또한, 현장별로 설치된 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 태양전지모듈 용량, 인버터 용량, 발전시간/일수를 숫자로 확인할 수가 있고, 각 현장별로 현장 목록에서 랭킹을 확인할 수가 있다.
아울러 지도에는 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 장소가 표시되고, 상기 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 정상으로 동작할 때는 녹색, 통신 네트워크나 발전 이상이 있을 때 주황색의 주의 또는 적색의 경고가 깜박이게 된다.
또한, 상기 지도상에서 녹색, 주황색, 적색 부분을 각각 클릭하면 현재 운전상태, 발전전력, 경사일사량, 모듈온도를 확인할 수가 있다.
도 7b에서와 같이, 설비 부분을 클릭하면 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 모든 현장의 인버터, 수배전반, 메인 및 서브뱅크의 이상 유무를 확인할 수가 있고, 현재 심각, 경계, 주의, 관심 부분이 몇 개인지를 색상을 통해 관리자가 직접 확인할 수가 있다.
도 7c에서와 같이, 네트워크 부분을 클릭하면 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 각종 센서와 동작 상태와 접속반의 이상 유무를 포함하여 현재 네트워크의 통신 상태를 확인할 수가 있고, 현재 심각, 경계, 주의, 관심 부분이 몇 개인지를 색상을 통해 관리자가 직접 확인할 수가 있다.
따라서 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템에서 감시 부분은 GIS 기반 정보, 설비별 계측정보, 네트워크 상태를 관리자가 실시간으로 감시할 수가 있기 때문에 이상이 발생할 경우 현장 관리자에게 연락하여 신속하게 처리함으로써 발전 효율을 한층더 향상시킬 수가 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템에서 진단 화면이다.
도 8a에서와 같이, 진단 부분을 클릭하게 되면 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)가 설치된 장소를 지도나 위성에서 한눈으로 확인할 수가 있을 뿐만 아니라 카메라부를 통해 현장 상태를 확인할 수 있다.
또한, 현장별로 설치된 태양광 발전부(110a, 110b, 110c)의 태양전지모듈 용량, 인버터 용량, 발전시간/일수를 숫자로 확인할 수가 있고, 각 현장별로 현장 목록에서 랭킹을 확인할 수가 있다.
또한, 일간 발전량 추기, 경사일사량, 발전전력, 모듈온도, 발전전력, 변환효율, 일 발전량, 일 발전금액, 일 발전시간, 월 발전시간을 확인할 수가 있다.
뿐만 아니라 태양광 발전부를 구성하는 스트링별로 발전현황을 확인할 수가 있고, 각 인버터 발전현황 및 접속반 발전현황을 확인할 수가 있다.
도 8b에서와 같이, 인버터 발전현황은 인버터의 종류, 설비용량, 운전상태, AC/DC전력, 계측일시를 확인할 수가 있다.
또한, 접속반 발전현황은 접속반의 종류, 설비용량, 현재전력, 부하율, HS온도, 내부온도, 계측일시를 확인할 수가 있다.
또한, 스트링별 발전현황은 각 스트링의 설비용량, 현재전력, 부하율, 계측일시를 확인할 수가 있다.
따라서 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템에서 분석 화면을 통해 현장 별 발전 상태를 분석함과 더불어 인버터와 접속반 및 스트링별 발전 현황을 확인할 수가 있기 때문에 발전에 이상이 발생할 경우에 현장 관리자에게 연락하여 신속한 처리를 통해 발전 효율을 향상시킬 수가 있다.
도 9는 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 방법은 도 9에 도시된 바와 같이, 현장별로 설치된 다수의 태양광 발전부로부터 대기온도 및 태양전지모듈 온도, 일사량, 발전시간 및 발전량의 측정과 더불어 고장진단, 청소 및 유지보수를 진단하여 상기 각 태양광 발전부의 설치상태 및 운전상태를 진단 분석한다(S110).
여기서, 상기 현장별로 설치된 태양광 발전부는 그 설치 용량이 서로 다르고, 현장도 동일하거나 서로 다른 지역에 설치되어 있다.
상기 태양광 발전부를 구성하는 태양전지모듈의 스트링별, 접속반, 인버터, 계통연계 배전반의 현 상태를 정확하게 진단 분석하여 이후 기준 전력량을 산출할 때 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있다.
이어서, 상기 진단 분석된 데이터를 근거로 설치된 태양광 발전부의 기준 발전량을 산출한다(S120).
여기서, 상기 기준 발전량은 온도와 일사량을 측정함과 더불어 태양전지모듈의 스트링별, 접속반, 계통연계 배전반의 고장진단 상태를 파악하여 예측 데이터들을 근거로 하여 상기 기준 발전량을 설정한다.
즉, 현장별로 설치된 각 태양광 발전부의 온도, 일사량, 발전 전력량의 데이터를 수집하고, 초기 시운전이나 점검 등으로 발생된 비정상 데이터를 필터링한 후 최소 자승법을 이용하여 기준 발전량을 산출한다.
이어서, 상기 기준 발전량과 상기 현장별로 설치된 각 태양광 발전부의 실제 발전량을 비교 분석하여 상기 각 태양광 발전부의 설비용량에 따른 태양광 발전의 증감률을 계산한다(S130).
여기서, 상기 각 현장별로 설치된 태양광 발전부의 설치 용량은 상이하기 때문에 발전량도 상이하므로 각 태양광 발전부의 설비 용량에 맞게 증감률을 계산한다.
그리고, 상기 계산된 증감률을 일정 기간동안 누적하고, 상기 누적된 태양광 발전의 증감률에 따라 각 태양광 발전부의 발전 랭킹을 산출한다(S140).
여기서, 상기 산출된 각 태양광 발전부의 발전 랭킹은 태양광 발전 모니터링부를 통해 관리자가 확인할 수가 있다.
따라서 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치 및 방법은 현장별로 설치된 태양광 발전부의 태양광 발전의 증감률을 계산하여 각 태양광 발전부의 랭킹을 산출함으로써 관리자는 태양광 발전 모니터링부를 통해 디스플레이되는 화면을 통해 발전현황과 더불어 랭킹을 확인할 수가 있다.
이로 인하여 각 현장에서 태양광 발전부를 관리하는 관리자로 하여금 보다 관리를 강화할 수가 있고, 랭킹 점수에 따라 가산점을 부여하여 포상 제도를 도입함으로써 업무 집중을 유발할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
110a~110b : 태양광 발전부 120 : 태양광 발전 측정부
130 : 태양광 발전 랭킹 산출부 140 : 태양광 발전 모니터링부

Claims (8)

  1. 다수의 현장별로 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈을 포함하여 이루어진 다수의 태양광 발전부와,
    상기 각 태양광 발전부에 설치되어 대기온도 및 태양전지모듈 온도, 일사량, 발전시간 및 발전량의 측정과 더불어 고장진단, 청소 및 유지보수를 진단하는 태양광 발전 측정부와,
    상기 태양광 발전 측정부에서 측정된 각종 정보를 근거로 상기 각 태양광 발전부의 발전시간 및 발전율에 기준 발전량을 산출하고 실제 발전량과 비교하여 각 태양광 발전부의 설비용량에 따른 태양광 발전의 증감률을 계산하여 발전 랭킹을 산출하는 태양광 발전 랭킹 산출부와,
    상기 태양광 발전 랭킹 산출부에서 산출된 각 태양광 발전부의 랭킹 정보와 함께 발전현황, 감시, 진단, 분석에 대한 보고서의 내용을 실시간으로 모니터링하는 태양광 발전 모니터링부를 포함하여 구성되고,
    상기 태양광 발전 모니터링부는 상기 태양광 발전부가 설치된 현장별 전일 발전전력 및 현재발전전력, 수평면 및 경사면 일사량, 대기 및 모듈 온도를 디스플레이하는 발전 현황부와, 상기 태양광 발전부의 발전효율, 현재발전전력, 발전효율 추이를 각각 디스플레이하는 발전효율 표시부와, 상기 태양광 발전부가 설치된 현장별 발전효율을 각각 디스플레이하는 현장별 현황부와, 상기 각 태양광 발전부의 시설용량, 발전량, 발전금액을 각각 디스플레이하는 발전 집계부와, 상기 각 태양광 발전부의 발전량 및 유지 관리 상태를 근거로 랭킹을 표시하는 랭킹 표시부와, 상기 각 태양광 발전부의 발전 시간, 최대 발전 시간, 일평균 전력량, 전력량 합계를 디스플레이하는 발전시간 추이부를 포함하여 구성되며,
    상기 태양광 발전 랭킹 산출부는 상기 현장별로 설치된 태양광 발전부에서 실시간으로 각종 계측 데이터를 획득하여 근사모델을 추정하는 근사모델 추정부와, 상기 근사모델을 이용하여 일사량, 온도, 고장진단, 청소 및 유지보수 진단에 따른 상기 각 태양광 발전부의 기준 발전량을 산출하는 기준 발전량 산출부와, 상기 기준 발전량 산출부에서 산출된 기준 발전량과 상기 각 태양광 발전부에서 발전되는 실제 발전량을 비교하는 발전량 비교부와, 상기 발전량 비교부를 통해 획득된 데이터를 근거로 상기 각 태양광 발전부의 설비용량에 따른 태양광 발전의 증감률을 계산하는 증감률 계산부와, 상기 증감률 계산부를 통해 획득된 일정기간의 데이터를 근거로 상기 각 태양광 발전부의 발전 랭킹을 산출하는 발전랭킹 산출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 태양광 발전 측정부는
    대기온도 및 모듈온도를 측정하는 온도 측정부와,
    상기 태양광 발전부에 설치되어 수평 일사량과 경사 일사량을 측정하는 일사량 측정부와,
    상기 태양광 발전부의 발전량을 측정하는 발전량 측정부와,
    상기 태양광 발전부의 태양전지모듈위에 눈이나 낙엽이 쌓여져있는지 여부 및 태양전지모듈 주위를 감시하기 위한 카메라부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치.
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