KR101658391B1 - Apparatus for Measuring the Pollution Level of the Photovoltaic Modules Surface - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 모듈의 표면에 저항 변화를 감지하여 모듈 표면에 적층된 오염 정도를 효율적으로 측정함과 동시에 태양광 발전 중 모듈의 적정 세척주기를 확보함을 제공하도록, 태양광 모듈의 표면에 부착가능하게 구비되는 유리기판과; 상기 유리기판의 일면에 코팅되고 한쪽 표면에 오염물이 적층가능한 구조를 이루되 오염물과의 접촉에 따른 저항 변화를 일으킬 수 있게 형성되는 반응코팅층과; 상기 반응코팅층에 연결되어 저항 변화의 신호가 전달되고 상기 반응코팅층의 신호를 연산처리하여 오염물 적층에 따른 저항 변화로부터 저항값의 변화량을 측정한 후 오염 여부에 대한 판별신호를 출력하는 신호처리기;를 포함하는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치를 제공한다.The present invention relates to a method of detecting a resistance change on a surface of a solar module and measuring the degree of contamination stacked on the surface of the module, and at the same time, A glass substrate provided to be attachable; A reactive coating layer formed on one surface of the glass substrate and having a structure in which contaminants can be laminated on one surface thereof and is formed so as to cause a resistance change due to contact with contaminants; A signal processor connected to the reaction coating layer to transmit a signal of a resistance change and calculating a signal of the reaction coating layer to measure a change amount of the resistance value from a resistance change caused by the contamination stacking and then outputting a discrimination signal of contamination; The present invention also provides an apparatus for measuring the degree of pollution of a surface of a solar module.
Description
본 발명은 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 모듈의 표면에 저항 변화를 감지하여 모듈 표면에 적층된 오염 정도를 효율적으로 측정함과 동시에 태양광 발전 중 모듈의 적정 세척주기를 확보하는 것이 가능한 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for measuring the degree of contamination on the surface of a solar module, and more particularly, to an apparatus for measuring the degree of contamination accumulated on the surface of a module by sensing resistance change on the surface of the solar module, And to an apparatus for measuring the degree of pollution on the surface of a solar module capable of securing an appropriate cleaning cycle.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈로 인한 자원부족현상이 나타나면서 이를 대체할 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 무한한 에너지원으로 알려진 태양에너지로부터 전기에너지를 생산하는 태양광 발전기술이 주목받고 있다.Recently, renewable energy is being replaced by the lack of resources due to depletion of existing energy resources such as petroleum and coal, and there is growing interest in renewable energy, and solar power generation technology, which produces electric energy from solar energy known as infinite energy source, It is attracting attention.
일반적으로 태양광 발전기술에는 태양광발전소는 물론 공장이나 가정 등과 같이 전기에너지를 필요로 하는 다양한 형태의 시설에 설비되며, 태양빛의 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것으로서 광전기전력 효과를 나타내는 반도체소자를 이용하여 발전을 행하는 태양전지가 널리 사용되고 있다.Generally, photovoltaic power generation technology is installed in various types of facilities requiring electric energy such as solar power plants, factories and homes, and it converts solar energy into electric energy and uses semiconductor devices showing the effect of photoelectric power A solar cell which performs power generation is widely used.
여기서 태양전지는 전기를 발생시키는 최소단위로서 대략 1.5와트(W) 정도의 발전량을 갖는 복수 개의 셀(cell)을 직/병렬로 연결하여 실생활에 사용가능한 전기를 출력하도록 한 태양광 모듈 형태로 사용된다.Here, the solar cell is a solar module in which a plurality of cells having a power generation amount of about 1.5 watts (W) as a minimum unit for generating electricity are connected in series or in parallel to output electricity usable in real life do.
그러나 태양광 모듈의 경우 표면이 강화유리로 덮여 있으며, 표면상에 정전기 현상의 발생과 비산먼지로 인하여 항상 먼지가 누적되기 때문에 태양광을 수광하기 위한 태양광 모듈의 표면이 오염되어 태양광 모듈의 발전량이 10~15% 정도로 낮아지는 효율저하현상이 발생한다는 문제점이 있었다.However, in the case of the solar module, the surface is covered with tempered glass, and the dust is accumulated due to the occurrence of the electrostatic phenomenon on the surface and the scattered dust at all times. Therefore, the surface of the solar module for receiving solar light is contaminated, There is a problem that the efficiency of the power generation is lowered to about 10 to 15%.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제1126339호(2012.03.06.)에는 지주의 상단에 설치되는 받침판과, 상기 받침판 상에 설치되어 외부의 조도를 측정하는 광센서와, 전면상에 태양 전지판이 장착되고 배면은 광투과성 소재로 형성되며 상기 받침판의 가장자리에 일단부가 회전축에 의해 펼쳐지거나 접혀지도록 설치되며 상기 받침판의 가장자리를 따라 배열되는 복수의 발전 판넬과, 상기 발전 판넬의 회전축 상에 연결되어 상기 발전 판넬이 펼쳐지거나 접혀지도록 하는 모터와, 상기 발전 판넬의 상기 태양 전지에서 출력되는 전원을 저장하는 충전지와, 상기 충전지를 통해 공급되는 전원에 의해 발광 동작하는 발광 수단 및 상기 광센서에 의해 측정된 조도에 따라 상기 모터와 상기 충전지의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 복수의 발전 판넬은 접혀져있을 때 측단부가 서로 밀착하여 상기 태양 전지의 표면을 오염시키는 수분이나 먼지의 침투를 방지토록 구성됨에 따라 태양전지의 발전효율이 저하되는 것을 방지하는 태양전지 오염 방지 구조가 공지되어 있다.As a conventional technique disclosed to solve the above-described problems, Korean Registered Patent No. 1126339 (Mar. 03, 2012) discloses an apparatus for measuring the illuminance of a vehicle, which is provided on a top of a support, A plurality of power generating panels mounted on the front surface of the solar cell panel and having a back surface formed of a light transmitting material and arranged along the edge of the base plate so that one end of the base plate is opened or folded by the rotation axis, A motor connected to the rotation axis of the power generation panel to allow the power generation panel to be opened or folded, a rechargeable battery for storing power outputted from the solar cell of the power generation panel, The light emitting means and the light sensor measure the illuminance of the motor and the rechargeable battery according to the illuminance measured by the light sensor. And a control unit for controlling the front and the back of the solar cell, wherein the plurality of power panels are configured to prevent moisture and dust penetrating the side surfaces of the solar cell from adhering to each other when the side panels are folded, Is prevented from being deteriorated due to heat generated from the solar cell.
그러나 상기한 종래기술은 태양광 모듈이 단순히 전체적으로 여닫히는 구조를 이루기 때문에 제품의 구조가 복잡하며 제품의 제작 및 설비를 위한 비용이 많이 소요되고, 태양광발전소와 같이 대량의 전기생산을 요하는 장소에 적용하기 어려우며, 기설비된 태양광 모듈의 제품에 적용할 수 없어 실효성이 떨어진다는 문제점이 있었다.However, the above-mentioned conventional technology has a complicated structure of a product, a cost for manufacturing and installation of a product is high, and a large amount of electricity production such as a solar power plant is required It is difficult to apply the solar cell module to a solar cell module equipped with the solar cell module.
또한 상기한 종래기술의 경우에는 외부환경의 조도에 따라 펼쳐지거나 접혀지는 구조를 이루기 때문에 기기의 접힘 상태에서만 일시적으로 태양광 모듈의 오염을 방지할 뿐 태양광발전과정에서는 여전히 먼지 등의 오염요소에 노출되어 태양광 모듈의 표면오염을 차단할 수 없으며, 결국 시간의 경과함에 따라 태양광 모듈의 발전효율이 저하된다는 문제가 있었다.In addition, in the case of the above-described prior art, since the structure is expanded or folded according to the illuminance of the external environment, the contamination of the solar module is temporarily prevented only in the state of folding the apparatus. There is a problem in that the surface pollution of the photovoltaic module can not be blocked due to exposure, and consequently, the power generation efficiency of the photovoltaic module decreases with time.
이에 따라 태양광 모듈의 발전효율을 계속해서 유지하기 위해서는 태양광 모듈의 표면을 주기적으로 청소해주는 세척작업이 필수불가결한 작업으로 요구되고, 관리자에게 주기적인 세척작업을 인식시키기 위해서는 태양광 모듈의 표면에 대한 오염 정도를 감지할 수 있는 측정장치가 시급히 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, in order to continuously maintain the power generation efficiency of the solar module, it is necessary that the cleaning operation periodically cleaning the surface of the solar module is indispensable work. In order to recognize the periodic cleaning operation by the manager, There is an urgent need for a measuring device capable of detecting the degree of contamination of the sample.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 모듈의 표면에 전기적 저항 변화를 감지하여 오염요소로 인한 오염 정도를 측정할 수 있게 구성하므로, 구조가 간단하여 태양광 모듈에 탄력적으로 적용가능하고, 최적의 세척작업 주기를 인식시켜 장비의 수명을 높임은 물론 태양광 발전효율을 증진시킬 수 있는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a solar module capable of detecting a change in electrical resistance on the surface of a solar module, It is an object of the present invention to provide a device for measuring the degree of pollution on the surface of a solar module capable of improving the life span of a device by recognizing an optimum cleaning cycle and improving the efficiency of solar power generation.
본 발명이 제안하는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치는 태양광 모듈의 표면에 부착가능하게 구비되는 유리기판과; 상기 유리기판의 일면에 코팅되고 한쪽 표면에 오염물이 적층가능한 구조를 이루되 오염물과의 접촉에 따른 저항 변화를 일으킬 수 있게 형성되는 반응코팅층과; 상기 반응코팅층에 연결되어 저항 변화의 신호가 전달되고 상기 반응코팅층의 신호를 연산처리하여 오염물 적층에 따른 저항 변화로부터 저항값의 변화량을 측정한 후 오염 여부에 대한 판별신호를 출력하는 신호처리기;를 포함하여 이루어진다.The apparatus for measuring the degree of contamination on the surface of a solar module according to the present invention comprises: a glass substrate mounted on a surface of a solar module; A reactive coating layer formed on one surface of the glass substrate and having a structure in which contaminants can be laminated on one surface thereof and is formed so as to cause a resistance change due to contact with contaminants; A signal processor connected to the reaction coating layer to transmit a signal of a resistance change and calculating a signal of the reaction coating layer to measure a change amount of the resistance value from a resistance change caused by the contamination stacking and then outputting a discrimination signal of contamination; .
상기 반응코팅층은 오염물의 적층으로부터 물리적 및 화학적 반응에 의한 저항 변화가 일어나도록 산화물을 이용하여 형성되는 금속산화물층으로 구성한다.The reactive coating layer is composed of a metal oxide layer formed using an oxide so that a resistance change due to physical and chemical reactions occurs from the deposition of contaminants.
상기 유리기판의 상면에 상기 반응코팅층을 사이에 두고 형성되되 은(Ag)을 이용하여 전극층을 형성하고, 상기 전극층과 상기 신호처리기를 전기적으로 연결하는 제1연결배선을 구비한다.And a first connection wiring for forming an electrode layer on the upper surface of the glass substrate by using the Ag layer sandwiched by the reactive coating layer and electrically connecting the electrode layer and the signal processor.
상기 금속산화물층은 1∼10㎛의 두께로 형성한다.The metal oxide layer is formed to a thickness of 1 to 10 mu m.
또한 상기 반응코팅층은 오염물의 적층으로부터 비전도성 입자의 접촉 반응에 의한 저항 변화가 일어나도록 전기 전도성 금속을 이용하여 형성되는 금속전도층으로 구성하는 것도 가능하다.Also, the reactive coating layer may be formed of a metal conductive layer formed using an electrically conductive metal so that the resistance change due to the contact reaction of the non-conductive particles from the lamination of the contaminants occurs.
상기 금속전도층은 상기 유리기판의 상면에 코팅되는 제1금속박막층과, 상기 제1금속박막층의 상면에 구비되는 흑연전도층과, 상기 흑연전도층의 상면에 구비되는 제2금속박막층을 포함하고, 상기 금속전도층에는 상기 제2금속박막층에서부터 상기 흑연전도층까지 관통하여 내측에 오염물이 적층될 수 있게 유도하는 적층구를 형성한다.Wherein the metal conductive layer comprises a first metal thin film layer coated on the upper surface of the glass substrate, a graphite conductive layer provided on the upper surface of the first metal thin film layer, and a second metal thin film layer provided on the upper surface of the graphite conductive layer , And a metal layer is formed on the metal conductive layer so as to penetrate from the second metal thin film layer to the graphite conductive layer to induce contaminants to be deposited on the inner side.
상기 제1금속박막층 및 제2금속박막층은 0.5∼2㎛의 두께로 형성하고, 알루미늄금속을 사용하여 이루어진다.The first metal thin film layer and the second metal thin film layer are formed to have a thickness of 0.5 to 2 탆 and made of aluminum metal.
상기 제1금속박막층 및 상기 제2금속박막층으로부터 각각 파생되어 상기 신호처리기에 전기적으로 연결하는 제2연결배선을 구비한다.And a second connection wiring which is respectively derived from the first metal thin film layer and the second metal thin film layer and electrically connected to the signal processor.
상기 신호처리기는 상기 반응코팅층의 신호로부터 저항값을 연산처리하여 측정하는 연산부와, 상기 연산부에서 측정한 저항값을 출력하는 디스플레이부와, 상기 연산부에서 측정한 저항값의 변화 여부를 판단하는 신호판단부와, 상기 연산부에서 측정한 저항값을 설정된 기준 저항값과 비교하여 오염 여부를 판별하는 비교판별부와, 상기 비교판별부의 판별신호에 따라 결과를 표시하도록 점멸하는 LED점멸부로 이루어진다.The signal processor includes a calculation unit for calculating and measuring a resistance value from the signal of the reactive coating layer, a display unit for outputting a resistance value measured by the calculation unit, and a signal determination unit for determining whether the resistance value measured by the calculation unit changes A comparator for comparing the measured resistance value with the reference resistance value and determining whether the sensor is contaminated; and an LED blinker for blinking to display a result according to the discrimination signal of the comparison / discrimination unit.
또한 본 발명은 태양광발전소의 중앙서버와 연계하여 통신가능하되 상기 신호처리기에서 측정된 판별신호를 상기 중앙서버에 컴퓨터통신망을 통해 송신가능하고, 상기 신호처리기의 오염도 측정을 위한 상기 중앙서버의 제어신호를 컴퓨터통신망을 통해 수신가능하게 구비되는 원격제어통신부를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
In addition, the present invention is capable of communicating with a central server of a photovoltaic power generation plant, wherein a discrimination signal measured by the signal processor can be transmitted to the central server via a computer communication network, and the control of the central server And a remote control communication unit provided to receive signals through a computer communication network.
본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치에 의하면 오염물의 접촉에 따른 전기저항 변화를 감지한 후 저항값의 변화량에 의해 오염 여부를 판별하므로, 최적의 세척주기를 알려 세척작업의 필요성을 각인시키고, 주기적인 세척작업에 의해 태양광 모듈을 청결하게 유지하여 장비의 성능유지 및 수명을 연장하며 태양광 모듈의 발전효율을 증진시켜 에너지 발전에 따른 부가가치를 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.According to the apparatus for measuring the degree of pollution of the surface of a solar module according to the present invention, it is possible to determine whether the pollution is caused by a change in resistance value after detecting a change in electrical resistance due to contact of contaminants. And maintains the solar module cleanly by periodic cleaning work, thereby maintaining the performance and lifetime of the equipment and enhancing the power generation efficiency of the solar module, thereby improving the value added by energy generation.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치는 태양광 모듈의 표면에 부착가능한 유리기판과 함께 반응코팅층 및 신호처리기를 구비한 간단한 구조로 구성하므로, 제품의 제작 및 설비비용을 낮춰 가격경쟁력을 향상시키고, 기설계된 태양광 모듈에 탄력적으로 적용가능하여 제품의 실효성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the apparatus for measuring the degree of pollution on the surface of the solar module according to the present invention comprises a simple structure including a glass substrate that can be attached to the surface of the solar module and a reaction coating layer and a signal processor, It is possible to improve the competitiveness and to apply the solar module to the designed solar module flexibly, thereby improving the efficiency of the product.
또한 본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치는 태양광발전소의 중앙서버와 연계하여 통신가능하게 원격제어통신부를 구성하므로, 어레이 형태의 태양광 모듈에 대한 오염도를 일괄적으로 측정하여 유지관리가 매우 용이하고 신속하게 측정처리할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the apparatus for measuring the degree of pollution on the surface of the solar module according to the present invention comprises a remote control communication unit for communicating with a central server of the solar power plant, the pollution degree of the array type solar module is collectively measured, It is very easy and quick to perform measurement and processing.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 반응코팅층의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 반응코팅층의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 반응코팅층의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 반응코팅층의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 신호처리기의 작업과정을 나타내는 플로어차트.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a configuration diagram schematically showing an embodiment according to the present invention. Fig.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a first embodiment of a reactive coating layer according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of a reactive coating layer according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing a second embodiment of a reactive coating layer according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view schematically showing a second embodiment of a reactive coating layer according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention;
FIG. 7 is a flowchart showing a work process of a signal processor in an embodiment according to the present invention; FIG.
8 is a schematic diagram showing another embodiment according to the present invention.
본 발명은 태양광 모듈의 표면에 부착가능하게 구비되는 유리기판과; 상기 유리기판의 일면에 코팅되고 한쪽 표면에 오염물이 적층가능한 구조를 이루되 오염물과의 접촉에 따른 저항 변화를 일으킬 수 있게 형성되는 반응코팅층과; 상기 반응코팅층에 연결되어 저항 변화의 신호가 전달되고 상기 반응코팅층의 신호를 연산처리하여 오염물 적층에 따른 저항 변화로부터 저항값의 변화량을 측정한 후 오염 여부에 대한 판별신호를 출력하는 신호처리기;를 포함하는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치를 기술구성의 특징으로 한다.The present invention provides a solar module comprising: a glass substrate mounted on a surface of a solar module; A reactive coating layer formed on one surface of the glass substrate and having a structure in which contaminants can be laminated on one surface thereof and is formed so as to cause a resistance change due to contact with contaminants; A signal processor connected to the reaction coating layer to transmit a signal of a resistance change and calculating a signal of the reaction coating layer to measure a change amount of the resistance value from a resistance change caused by the contamination stacking and then outputting a discrimination signal of contamination; The present invention also provides a method for measuring the degree of pollution of a surface of a solar module.
다음으로 본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments of a pollution degree measuring apparatus for a surface of a solar module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변경될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이고, 도면에서 나타내는 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 예시적으로 나타내는 것이다.However, the embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided so that those skilled in the art can understand the present invention and the shapes and the like of the elements shown in the drawings are exemplarily shown to emphasize a clearer description.
먼저 본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 유리기판(10)과, 반응코팅층(20)과, 신호처리기(30)를 포함하여 이루어진다.1, the apparatus for measuring pollution degree on the surface of a solar module according to the present invention comprises a
상기 유리기판(10)은 소정의 두께를 갖는 판자형상으로 이루어지고, 상하면이 모두 평평한 평면을 이루도록 형성한다.The
상기 유리기판(10)은 한쪽 면이 오염도 측정을 위한 측정대상인 태양광 모듈(M)의 표면에 면 접촉된 상태를 유지토록 위치한다.The
상기에서 유리기판(10)은 태양광 모듈(M)의 표면에 부착가능하게 구비토록 구성하는 것도 가능하다. 즉 상기 유리기판(10)은 태양광 모듈(M) 상에 단순히 접하여 거치된 상태를 유지토록 구성하거나, 태양광 모듈(M)의 표면에 소정의 접착력이 작용토록 상기 유리기판(10)을 부착하여 구성한다.The
상기 반응코팅층(20)은 한쪽 표면에 오염물이 적층가능한 구조를 이루며 상기 유리기판(10)의 일면에 코팅하여 형성된다.The
명세서 전체에서 오염물이란 공기 중에 다양한 종류의 먼지형태를 갖는 2.5~10㎛ 크기의 입자들을 의미한다. 예를 들면, 지표면의 물질(SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, K2O, TiO2), 가스전구체로 이루어진 2차 이온덩어리(NH4NO3, (NH4)2SO4), 연소에 따른 탄소입자 등을 뜻한다.Throughout the specification, contaminants mean particles of 2.5 to 10 microns in size with various types of dust in the air. For example, a secondary ion mass (NH 4 NO 3 , (NH 4) , NH 4 (NH 4 ) 2 ) composed of a substance of the earth surface (SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO, Fe 2 O 3 , CaO, K 2 O, TiO 2 ) ) 2 SO 4 ), and carbon particles resulting from combustion.
상기 반응코팅층(20)은 한쪽 표면에 적층되는 오염물과의 접촉에 따른 저항 변화를 일으키는 기능을 수행한다.The
상기 반응코팅층(20)은 산화물 및 전기 전도성 금속 중 어느 하나의 소재를 이용하여 구성하는 것이 가능하다.The
상기 반응코팅층(20)의 제1실시예는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 유리기판(10) 상에 산화물을 이용하여 코팅 형성되는 금속산화물층(20a)으로 이루어진다.As shown in FIGS. 2 and 3, the first embodiment of the
상기 금속산화물층(20a)은 일면에 적층되는 오염물과의 접촉으로부터 물리적 및 화학적 반응에 의한 저항 변화가 일어나도록 형성한다. 즉 상기 금속산화물층(20a)과 적층된 오염물 사이에 일어나는 물리반응 및 화학반응에 의하여 저항 변화의 양을 도출할 수 있게 형성한다.The
상기에서 금속산화물층(20a)에 적용가능한 산화물로는 산화구리(CuO), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.Copper oxide (CuO), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), or the like is used as an oxide applicable to the
상기 금속산화물층(20a)은 필요에 따라 1∼10㎛의 두께로 형성하는 것이 가능하다.The
상기 유리기판(10)의 상면과 상기 반응코팅층(20)인 금속산화물층(20a)의 사이에는 전극층(21)을 형성한다. 즉 상기 유리기판(10)의 상면에 상기 금속산화물층(20a)을 사이에 두고 형성하되 측 방향으로 상호 간격을 두고 2개의 전극층(21)을 구비토록 구성한다.An
상기 전극층(21)은 금속소재로서 은(Ag)을 이용하여 형성한다.The
상기 전극층(21)의 한쪽 끝단에는 제1연결배선(28a)을 형성한다. 즉 상기 제1연결배선(28a)은 상기 전극층(21)과 상기 신호처리기(30)를 전기적으로 연결하도록 형성하여 상기 금속산화물층(20a)의 저항 변화에 따른 감지신호를 상기 신호처리기(30)에 전달한다.A
상기 반응코팅층(20)의 제2실시예는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 유리기판(10) 상에 전기 전도성 금속을 이용하여 형성되는 금속전도층(20b)으로 이루어진다.As shown in FIGS. 4 and 5, the second embodiment of the
상기 금속전도층(20b)은 일면에 적층되는 오염물로부터 저항 변화가 일어나도록 형성한다. 즉 상기 금속전도층(20b)은 비전도성 입자인 오염물의 접촉 반응에 의하여 저항 변화를 일으킨다.The metal
상기 금속전도층(20b)은 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 유리기판(10)의 상면에 코팅되는 제1금속박막층(23)과, 상기 제1금속박막층(23)의 상면에 구비되는 흑연전도층(24)과, 상기 흑연전도층(24)의 상면에 구비되는 제2금속박막층(25)으로 이루어진다.4 and 5, the metal
상기 제1금속박막층(23) 및 상기 제2금속박막층(25)은 열전도율이 합성수지나 세라믹에 비하여 매우 우수한 재료로서, 알루미늄이나 타이타늄 등의 금속재료가 사용가능하다.The first metal
상기 제1금속박막층(23) 및 제2금속박막층(25)을 형성하기 위한 재료로는 알루미늄금속을 사용하는 것이 바람직하다.As the material for forming the first metal
상기 제1금속박막층(23) 및 제2금속박막층(25)은 각각 박막형태의 얇은 두께를 이루되 0.5∼2㎛의 두께로 형성한다.The first metal
상기 흑연전도층(24)은 소정의 두께를 갖는 판자형상으로 이루어지고, 전기의 양도체인 흑연을 재료로 사용하여 구성한다.The graphite
상기 금속전도층(20b)에는 오염물이 적층될 수 있게 유도가능한 공간을 갖되 상기 제1금속박막층(23) 및 상기 제2금속박막층(25)에 대한 전극 표면 사이의 저항 변화 또는 축전량 변화를 측정하기 위한 구멍인 적층구(27)를 형성한다.The metal
상기 적층구(27)는 내측에 오염물이 적층될 수 있는 구조로서, 상기 제2금속박막층(25)에서부터 상기 흑연전도층(24)까지 관통하도록 형성된다. 즉 상기 적층구(27)가 형성된 상기 제2금속박막층(25)의 표면적과 상기 적층구(27) 내에 적층된 오염물의 표면적이 상기 금속전도층(20b) 상측에 대한 저항의 표면적이 되고, 상기 제1금속박막층(23)의 표면적이 상기 금속전도층(20b) 하측에 대한 저항의 표면적이 되어 병렬형의 저항값을 생성시키게 된다.The layered
상기 적층구(27)는 식각(etching)이나 드릴링(drilling) 등의 다양한 방법을 사용하여 형성하는 것이 가능하다.The layered
상기 제1금속박막층(23) 및 상기 제2금속박막층(25)의 한쪽 끝단에는 제2연결배선(28b)을 형성한다. 즉 상기 제1금속박막층(23) 및 상기 제2금속박막층(25)으로부터 각각 연결되어 파생된 상기 제2연결배선(28b)은 상기 신호처리기(30)에 전기적으로 연결하도록 형성하여 상기 금속전도층(20b)의 저항 변화 즉 병렬형의 저항값에 따른 감지신호를 상기 신호처리기(30)에 전달한다.A
상기 신호처리기(30)는 상기 반응코팅층(20)의 신호를 연산처리하여 태양광 모듈의 오염 여부에 대한 판별신호를 출력하는 기능을 수행한다.The
상기 신호처리기(30)는 상기 반응코팅층(20)에 상기 제1연결배선(28a) 또는 상기 제2연결배선(28b)을 통해 연결되어 저항 변화의 신호가 전달되도록 구성한다.The
상기 신호처리기(30)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 태양광 모듈(M) 상의 오염물 적층에 따른 저항 변화로부터 저항값의 변화량을 측정하기 위한 구성으로서, 연산부(31)와, 디스플레이부(33)와, 신호판단부(35)와, 비교판별부(37)와, LED점멸부(39)로 이루어진다.6, the
상기 연산부(31)는 상기 반응코팅층(20)로부터 입력되는 신호로부터 저항값을 연산처리하여 오염도를 수치화하도록 측정한다. 즉 상기 연산부(31)는 상기 반응코팅층(20)에 오염물의 적층 유무에 따라 달라지는 저항 변화로부터 저항값을 산출한다.The
상기 디스플레이부(33)는 상기 연산부(31)에서 측정하여 수치화된 저항값을 출력한다.The
상기 디스플레이부(33)에서는 상기 연산부(31)에서의 측정결과를 실시간으로 출력하도록 구성하거나, 상기 연산부(31)에서의 측정결과를 일정한 주기별로 출력하게 구성하는 것이 가능하다.The
상기 신호판단부(35)는 상기 연산부(31)에서 측정한 저항값의 변화 여부를 판단하도록 형성한다. 즉 상기 신호판단부(35)에서는 상기 연산부(31)에서 측정한 결과의 저항값에 대해 오염물이 적층 전 저항값을 기준으로 저항값에 변화가 있는지를 판단하게 된다.The
상기 비교판별부(37)는 상기 연산부(31)에서 측정한 저항값을 설정된 기준 저항값과 비교하여 오염 여부를 판별한다.The
상기 비교판별부(37)에서는 상기 연산부(31)에서 측정된 저항값이 입력되되 상기 신호판단부(35)를 거쳐 판단한 결과 저항값에 변화가 있는 경우에만 판별을 위한 저항값이 입력된다.In the
상기 비교판별부(37)에서는 상기 신호판단부(35)에서 변화를 일으킨 저항값이 기준 저항값보다 큰지 여부를 비교하여 태양광 모듈(M)의 세척 여부를 판단하도록 형성한다. 예를 들면 상기 신호판단부(35)로부터 입력된 측정 저항값이 기준 저항값과 비교하여 큰 경우에만 세척이 필요함을 알리는 신호를 상기 LED점멸부(39)에 전달한다.The
상기 LED점멸부(39)는 상기 비교판별부(37)의 판별신호에 따라 관리자가 확인가능한 형태로 결과를 표시하도록 점멸한다.The
상기 LED점멸부(39)는 다양한 색상의 LED램프를 사용하여 점멸신호하므로 최종 오염도 측정결과를 표시한다.The
즉 상기와 같은 신호처리기(30)의 처리과정을 도 7을 참조하여 살펴보면, 먼저 태양광 모듈(M)의 표면에 유리기판(10)이 접하도록 위치한 상태에서 오염도에 대한 측정을 개시하면 반응코팅층(20)으로부터 신호처리기(30)의 연산부(31)에 저항 변화에 따른 감지신호가 입력되고, 상기 연산부(31)에서 저항 변화의 신호를 연산처리하여 저항값을 산출한다. 이어 상기 연산부(31)에서 연산처리된 저항값은 디스플레이부(33)에서 출력됨과 동시에 신호판단부(35)를 통해 저항값의 변화 여부를 판단하게 된다. 이때 상기 신호판단부(35)로부터 저항값에 변화가 없는 경우에는 계속해서 측정작업을 진행하되 상기 신호판단부(35)로부터 저항값에 변화가 있는 경우 비교판별부(37)에서 측정 저항값을 기준 저항값과 비교하여 오염 여부를 판별하고, 측정 저항값이 기준 저항값보다 클 경우 세척작업이 필요함을 판단하여 LED점멸부(39)를 통해 최종결과를 표기한다.7, when the measurement of the degree of contamination is initiated in a state where the
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치에 의하면 오염물의 접촉에 따른 전기저항 변화를 감지한 후 저항값의 변화량에 의해 오염 여부를 판별하므로, 최적의 세척주기를 알려 세척작업의 필요성을 각인시키고, 주기적인 세척작업에 의해 태양광 모듈을 청결하게 유지하여 장비의 성능유지 및 수명을 연장하며 태양광 모듈의 발전효율을 증진시켜 에너지 발전에 따른 부가가치를 향상시키는 것이 가능하다.That is, according to the apparatus for measuring the degree of pollution of the surface of a solar module according to the present invention, the detection of the electrical resistance due to the contact of the contaminants is detected and then the contamination is determined by the variation of the resistance value. It is possible to improve the value added by energy generation by marking the necessity of cleaning work and maintaining the solar module clean by periodic cleaning work to extend the maintenance and life of the equipment and improve the power generation efficiency of the solar module Do.
뿐만 아니라 본 발명은 태양광 모듈의 표면에 부착가능한 유리기판과 함께 반응코팅층 및 신호처리기를 구비한 간단한 구조로 구성하므로, 제품의 제작 및 설비비용을 낮춰 가격경쟁력을 향상시키고, 기설계된 태양광 모듈에 탄력적으로 적용가능하여 제품의 실효성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention comprises a simple structure including a glass substrate that can be attached to the surface of the solar module and a reactive coating layer and a signal processor, it is possible to improve the cost competitiveness by lowering the manufacturing cost and equipment cost of the product, So that the effectiveness of the product can be improved.
그리고 본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치의 다른 실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이, 다수의 태양광 모듈(M)이 어레이 형태로 설비된 태양광발전소의 중앙서버(S)와 연계하여 통신가능하게 구비되는 원격제어통신부(40)를 더 포함하여 이루어진다.Another embodiment of the apparatus for measuring the degree of pollution on the surface of a solar module according to the present invention is a system for measuring the degree of pollution of a surface of a solar module according to an embodiment of the present invention in which a plurality of solar modules M are connected to a central server S And a remote control communication unit (40) provided so as to be communicable.
상기 원격제어통신부(40)는 상기 신호처리기(30)와 상기 중앙서버(S) 간에 서로 신호를 송수신가능하게 구비된다. 즉 상기 원격제어통신부(40)는 상기 신호처리기(30) 상에 구비되어 상기 중앙서버(S)를 향해 신호를 송신하거나 상기 중앙서버(S)로부터 신호를 수신가능하게 형성된다.The remote
상기 원격제어통신부(40)에서 신호를 송수신함에는 상기 중앙서버(S)와 컴퓨터통신망을 통해 신호를 송수신한다. 즉 상기 원격제어통신부(40)는 상기 신호처리기(30)에서 측정된 판별신호를 상기 중앙서버(S)에 컴퓨터통신망을 통해 송신가능하고, 상기 신호처리기(30)의 오염도 측정을 위한 상기 중앙서버(S)의 제어신호를 컴퓨터통신망을 통해 수신가능하게 구비된다.The remote
상기 원격제어통신부(40)의 통신유형으로는 일반적인 무선통신인 AP(associated press)통신망 또는 고속무선통신인 LTE(long term evolution)통신망 중 어느 하나를 적용하여 무선통신하도록 구성하는 것이 가능하다.The communication type of the remote
즉 상기한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, 태양광발전소의 중앙서버와 연계하여 통신가능하게 원격제어통신부(40)를 구성하므로, 어레이 형태의 태양광 모듈에 대한 오염도를 일괄적으로 측정하여 유지관리가 매우 용이하고 신속하게 측정처리하는 것이 가능하다.That is, when the present invention is configured as in the other embodiments described above, since the remote
상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.In the other embodiments described above, the same configuration as that of the above-described embodiment can be employed, so that detailed description is omitted.
상기에서는 본 발명에 따른 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허등록청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.Although the preferred embodiments of the apparatus for measuring the degree of pollution on the surface of the solar module according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made within the scope of the claims, And is also within the scope of the present invention.
10 : 유리기판 20 : 반응코팅층
20a : 금속산화물층 20b : 금속전도층
21 : 전극층 23 : 제1금속박막층
24 : 흑연전도층 25 : 제2금속박막층
27 : 적층구 28a : 제1연결배선
28b : 제2연결배선 30 : 신호처리기
31 : 연산부 33 : 디스플레이부
35 : 신호판단부 37 : 비교판별부
39 : LED점멸부 40 : 원격제어통신부10: glass substrate 20: reactive coating layer
20a:
21: electrode layer 23: first metal thin film layer
24: graphite conductive layer 25: second metal thin film layer
27:
28b: second connection wiring 30: signal processor
31: Operation unit 33:
35: Signal judging unit 37: Comparison judging unit
39: LED blinking part 40: remote control communication part
Claims (10)
상기 유리기판의 일면에 코팅되고 한쪽 표면에 오염물이 적층가능한 구조를 이루되 오염물과의 접촉에 따른 저항 변화를 일으킬 수 있게 형성되는 반응코팅층과;
상기 반응코팅층에 연결되어 저항 변화의 신호가 전달되고 상기 반응코팅층의 신호를 연산처리하여 오염물 적층에 따른 저항 변화로부터 저항값의 변화량을 측정한 후 오염 여부에 대한 판별신호를 출력하는 신호처리기;를 포함하여 이루어지고,
상기 반응코팅층은 오염물의 적층으로부터 비전도성 입자의 접촉 반응에 의한 저항 변화가 일어나도록 전기 전도성 금속을 이용하여 형성되는 금속전도층으로 이루어지며,
상기 금속전도층은, 상기 유리기판의 상면에 코팅되는 제1금속박막층과, 상기 제1금속박막층의 상면에 구비되는 흑연전도층과, 상기 흑연전도층의 상면에 구비되는 제2금속박막층을 포함하고, 상기 금속전도층에는 상기 제2금속박막층에서부터 상기 흑연전도층까지 관통하여 내측에 오염물이 적층될 수 있게 유도하는 적층구를 포함하여 이루어지는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치.
A glass substrate mounted on the surface of the solar module;
A reactive coating layer formed on one surface of the glass substrate and having a structure in which contaminants can be laminated on one surface thereof and is formed so as to cause a resistance change due to contact with contaminants;
A signal processor connected to the reaction coating layer to transmit a signal of a resistance change and calculating a signal of the reaction coating layer to measure a change amount of the resistance value from a resistance change caused by the contamination stacking and then outputting a discrimination signal of contamination; , ≪ / RTI >
The reactive coating layer is composed of a metal conductive layer formed using an electroconductive metal so that a resistance change due to a contact reaction of nonconductive particles from a laminate of contaminants occurs,
The metal conductive layer may include a first metal thin film layer coated on the upper surface of the glass substrate, a graphite conductive layer provided on the upper surface of the first metal thin film layer, and a second metal thin film layer provided on the upper surface of the graphite conductive layer And a laminate for penetrating from the second metal thin film layer to the graphite conductive layer to induce contaminants to be deposited on the inner side of the metal conductive layer.
상기 제1금속박막층 및 제2금속박막층은 0.5∼2㎛의 두께로 형성하고, 알루미늄금속을 사용하여 이루어지는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first metal thin film layer and the second metal thin film layer are formed to a thickness of 0.5 to 2 탆 and are made of aluminum metal.
상기 제1금속박막층 및 상기 제2금속박막층으로부터 각각 파생되어 상기 신호처리기에 전기적으로 연결하는 제2연결배선을 포함하여 이루어지는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치.
The method according to claim 1,
And a second connection wiring which is respectively derived from the first metal thin film layer and the second metal thin film layer and electrically connected to the signal processor.
상기 신호처리기는, 상기 반응코팅층의 신호로부터 저항값을 연산처리하여 측정하는 연산부와, 상기 연산부에서 측정한 저항값을 출력하는 디스플레이부와, 상기 연산부에서 측정한 저항값의 변화 여부를 판단하는 신호판단부와, 상기 연산부에서 측정한 저항값을 설정된 기준 저항값과 비교하여 오염 여부를 판별하는 비교판별부와, 상기 비교판별부의 판별신호에 따라 결과를 표시하도록 점멸하는 LED점멸부를 포함하여 이루어지는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치.
The method according to claim 1,
The signal processor includes a calculation unit for calculating and measuring a resistance value from the signal of the reactive coating layer, a display unit for outputting a resistance value measured by the calculation unit, a signal for determining whether the resistance value measured by the calculation unit changes A comparing unit for comparing the resistance value measured by the calculating unit with a reference resistance value set by the comparing unit and determining whether the sensor is contaminated; and an LED blinker for blinking to display a result according to the discrimination signal of the comparing / An apparatus for measuring the degree of contamination of an optical module surface.
태양광발전소의 중앙서버와 연계하여 통신가능하되 상기 신호처리기에서 측정된 판별신호를 상기 중앙서버에 컴퓨터통신망을 통해 송신가능하고, 상기 신호처리기의 오염도 측정을 위한 상기 중앙서버의 제어신호를 컴퓨터통신망을 통해 수신가능하게 구비되는 원격제어통신부를 더 포함하여 이루어지는 태양광 모듈 표면의 오염도 측정장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the central server is capable of communicating with a central server of a solar power plant and capable of communicating a determination signal measured by the signal processor to the central server through a computer communication network, And a remote control communication unit provided on the surface of the solar module to be capable of receiving the pollution degree.
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