KR101825725B1 - Method and device for diagnosing deterioration of solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지그비(Zigbee) 모뎀을 이용한 무선 통신을 기반으로, 열화상 카메라의 촬영 이미지로부터 태양광 전지모듈의 열화를 진단하여, 원격의 관리자에게 용이하게 알림할 수 있는 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법 및 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic module for diagnosing deterioration of a photovoltaic module based on wireless communication using a Zigbee modem and for diagnosing deterioration of the photovoltaic module from a photographed image of a thermal imaging camera, And a deterioration diagnosis apparatus for the photovoltaic module.
태양광 발전 시스템(태양광 전력 시스템)은 자연 친화적인 무한 에너지원으로서, 정부의 에너지원 다양화, 분산화 정책에 따라 보급이 확대되고 있는 실정이다.Solar power generation system (solar power system) is an environmentally friendly infinite energy source, and the supply is expanding according to the government's diversification of energy source and decentralization policy.
태양광 발전 시스템은 태양광을 전기 에너지로 변환하는 다수의 태양광 전지모듈(태양 전지판) 단위로 구성되어, 다수의 태양광 전지모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 필요로 하는 전력을 얻고 있다.The photovoltaic power generation system is composed of a plurality of photovoltaic cell modules (solar panel) that convert sunlight into electric energy, and a plurality of photovoltaic cell modules are connected in series or in parallel to obtain necessary power.
한편, 현재의 태양광 발전 시스템은 대부분 사람이 접근하기 어려운 건물 옥상이나 유휴지 등에 설치되어 무인으로 운용되고 있어, 설치된 이후에는 태양광 전지모듈을 효율적으로 관리하기 어렵다는 문제를 가지고 있다.On the other hand, the present solar power generation system is installed on a building roof or an unoccupied land which is hardly accessed by most people, and is operated as an unmanned system. Therefore, there is a problem that it is difficult to efficiently manage a solar cell module after it is installed.
태양광 발전 시스템에서 태양광 전지모듈의 효과적인 유지, 관리 및 제어는 발전의 효율과 태양광 전지모듈의 수명에 큰 영향에 줄 수 있기 때문에, 태양광 전지모듈의 고장, 열화, 이상 유무 등의 상태를 원격지에서 진단할 수 있는 기능이 요구된다.The effective maintenance, management and control of the photovoltaic module in the photovoltaic power generation system can greatly affect the efficiency of the power generation and the lifetime of the photovoltaic module, so that the state of the malfunction, deterioration, A function capable of diagnosing at a remote location is required.
특히, 태양광 발전 시스템은 다수의 태양광 전지모듈을 직렬 연결한 태양광 스트링 또는 병렬 연결한 태양광 어레이로 구현되어, 설치 면적이 비교적 넓기 때문에, 태양광을 이용한 전력 시스템이 설치되는 전 영역에 걸쳐 태양광 전지모듈의 열화 여부를 신속하고 손쉽게 실시간으로 판별해 낼 수 있는 기술이 요구되고 있다.In particular, since the photovoltaic power generation system is realized by a solar string connected in series with a plurality of solar battery modules or a solar array connected in parallel, the installation area is comparatively wide, and therefore, There is a demand for a technology that can quickly and easily determine whether the solar cell module deteriorates in real time.
본 발명의 실시예는 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 기반으로, 열화상 카메라의 위치 및 각도 중 적어도 하나를 제어하여 촬영 이미지를 획득하고, 이미지 이상 추출 알고리즘에 기초한 이미지 프로세싱을 통해, 촬영 이미지로부터 열화된 태양광 전지모듈이 분포되는 이상 영역을 식별하여, 원격의 관리자에게 태양광 전지모듈의 열화에 대해 용이하게 알림할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Embodiments of the present invention provide a method and system for wireless communication that uses at least one of a position and an angle of a thermal imaging camera to obtain a captured image based on wireless communication using a Zigbee modem, To identify an abnormal region in which the photovoltaic cell module is distributed, and to remotely inform the manager of the deterioration of the photovoltaic cell module.
본 발명의 실시예는 지그비 무선 통신에 의해 제어 가능한 열화상 카메라를 이용하여, 넓은 면적에 설치된 수많은 태양광 전지모듈의 열화를 손쉽고 빠르게 진단하여 태양광 발전소의 발전량 손실을 방지하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention aims at easily and quickly diagnosing the deterioration of a large number of photovoltaic modules installed in a large area using a thermal camera which can be controlled by Zigbee wireless communication to prevent loss of power generation of a solar power plant.
본 발명의 실시예는 상하 또는 좌우로 회전 가능한 서보 모터를 통해 열화상 카메라의 카메라 둠의 위치 및 각도를 제어하여, 태양광 전력 시스템의 넓은 면적을 촬영하고, 촬영 이미지에서, 태양광 전지모듈의 영역을 추출하여 열화된 태양광 전지모듈의 위치를 찾고, 촬영 이미지를 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해 관리자 모듈로 전송하여, 열화된 태양광 전지모듈의 위치가 구분되도록 시각화 하는 것을 목적으로 한다.The embodiment of the present invention controls the position and angle of the camera dof of the thermal imaging camera through the servomotor which can be rotated up and down or right and left to photograph a large area of the solar power system, The location of the deteriorated photovoltaic module is detected by extracting a region of the deteriorated photovoltaic cell module, and a photographed image is transmitted to the supervisor module through wireless communication using a zigbee modem to visualize the deteriorated photovoltaic cell module position.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법은, 열화상 카메라로부터 태양광 전력 시스템에 대한 촬영 이미지를 획득하는 단계와, 상기 촬영 이미지로부터, 상기 태양광 전력 시스템에 대해 열화로 판단되는 이상 영역을 식별하는 단계, 및 상기 이상 영역에 상응하는, 상기 태양광 전력 시스템 내 태양광 전지모듈에 관한 정보를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 관리자 모듈로 알림하는 단계를 포함한다.A method for diagnosing a deterioration of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention includes the steps of: obtaining a photographed image of a photovoltaic power system from a thermal imaging camera; determining, from the photographed image, Identifying an abnormal region to be determined, and informing the manager module via the wireless communication using the ZigBee modem of information on the solar cell module in the solar power system corresponding to the abnormal region .
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치는, 열화상 카메라로부터 태양광 전력 시스템에 대한 촬영 이미지를 획득하는 이미지 획득부와, 상기 촬영 이미지로부터, 상기 태양광 전력 시스템에 대해 열화로 판단되는 이상 영역을 식별하는 영역 식별부, 및 상기 이상 영역에 상응하는, 상기 태양광 전력 시스템 내 태양광 전지모듈에 관한 정보를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 관리자 모듈로 알림하는 열화 알림부를 포함한다.Further, an apparatus for diagnosing a deterioration of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention includes an image obtaining unit for obtaining a photographed image of a photovoltaic power system from a thermal camera, And information on the photovoltaic module in the photovoltaic power system corresponding to the abnormal region is transmitted to the manager module through the wireless communication using the Zigbee modem And a deterioration notification section for notifying the deterioration notification section.
본 발명의 일실시예에 따르면, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 기반으로, 열화상 카메라의 위치 및 각도 중 적어도 하나를 제어하여 촬영 이미지를 획득하고, 이미지 이상 추출 알고리즘에 기초한 이미지 프로세싱을 통해, 촬영 이미지로부터 열화된 태양광 전지모듈이 분포되는 이상 영역을 식별하여, 원격의 관리자에게 태양광 전지모듈의 열화에 대해 용이하게 알림할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a wireless communication using a ZigBee modem is used to control at least one of a position and an angle of a thermal imaging camera to acquire a shot image, and through image processing based on an image abnormal extraction algorithm, It is possible to identify an abnormal region in which the photovoltaic cell module deteriorated from the image is distributed, and notify the remote manager of the deterioration of the photovoltaic cell module easily.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 전력 시스템을 운영하는 태양광 발전소에서 태양광 전지모듈의 열화를 진단하기 위한 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the cost for diagnosing the deterioration of the solar cell module in a solar power plant operating the solar power system.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 발전소 뿐만 아니라, 태양광 전력 시스템이 활용되는 다양한 현장에 적용되어 태양광 전지모듈의 열화를 손쉽게 진단할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, deterioration of a solar cell module can be easily diagnosed by being applied not only to a solar power plant, but also to various sites where a solar power system is utilized.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 열화상 카메라를 통해 적어도 하나의 태양광 전지모듈이 일정 면적으로 분포되는 태양광 전력 시스템의 전 영역에 대한 이미지를 실시간으로 간편하게 획득할 수 있으며 이를 통해 태양광 전지모듈 각각의 열화 여부를 조기에 진단할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to easily acquire an image of the entire area of a solar power system in which at least one solar battery module is distributed over a certain area through a thermal camera, in real time, The deterioration of each of the photovoltaic modules can be diagnosed early.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치와 연동되는, 열화상 카메라와 서보 모터 및 태양광 전력 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 서보 모터와 열화상 카메라를 연결하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 서보 모터를 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 이미지에서 이상 영역을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 이미지 이상을 추출하기 위한 알고리즘을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view showing a thermal imaging camera, a servo motor, and a solar power system interlocked with a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating an example of connecting a servo motor to a thermal imaging camera in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a process of controlling a servo motor in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a process of extracting an abnormal region from an image in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an algorithm for extracting an image abnormality in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a procedure of a deterioration diagnosis method of a photovoltaic battery module according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a procedure of a deterioration diagnosis method for a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 응용프로그램 업데이트 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, an apparatus and method for updating an application program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치는, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 기반으로, 열화상 카메라와 서버 모터 및 태양광 전력 시스템과 상호 연동하여, 태양광 전력 시스템 내의 다수의 태양광 전지모듈에 대한 열화를 손쉽게 진단할 수 있다.The apparatus for diagnosing a deterioration of a photovoltaic cell module according to an embodiment of the present invention is a device for diagnosing a deterioration of a photovoltaic cell module based on wireless communication using a Zigbee modem and interworking with a thermal camera, a server motor, and a solar power system, The deterioration of the photovoltaic cell module can be easily diagnosed.
일례로, 열화 진단 장치는, 열화상 카메라 내의 둠 컨트롤러를 제어하여 태양광 전력 시스템을 촬영한 이미지를, 이상 추출 알고리즘에 따라 프로세싱하여 열화 여부를 판별하고 관리자 모듈로 알림할 수 있다.For example, the deterioration diagnosis apparatus can control the Doom controller in the thermal imaging camera to process the photographed photovoltaic power system according to an abnormal extraction algorithm to determine whether it is deteriorated, and notify the manager module of the deterioration.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치의 구성을 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)는, 이미지 획득부(110), 영역 식별부(120) 및 열화 알림부(130)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)는 데이터베이스(140)를 추가하여 구성할 수 있다.1, an
이미지 획득부(110)는 열화상 카메라(150)로부터 태양광 전력 시스템(170)에 대한 촬영 이미지를 획득한다.The
즉, 이미지 획득부(110)는 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 열화상 카메라(150)와 서보 모터(160)를 제어하여, 태양광 전력 시스템(170) 내의 태양광 전지모듈(171)을 촬영한 이미지를 수신할 수 있다.That is, the
여기서, 태양광 전력 시스템(170)은 예를 들어, 태양 전지판과 같은 태양광 전지모듈(171) 다수개가 직렬 또는 병렬로 연결되어 태양광 스트링이나 태양광 어레이 형태로 구성되므로, 각 태양광 전지모듈(171)이 일정 면적을 가지며 넓게 분포되는 형태를 나타낼 수 있다.Here, since a plurality of
이에 따라, 태양광 전력 시스템(170) 내에 넓게 분포되는 태양광 전지모듈(171)의 촬영 이미지를 획득하기 위한 일실시예로, 이미지 획득부(110)는 태양광 전력 시스템(170)을 구성하는 태양광 전지모듈(171) 각각으로 촬영좌표를 할당하고, 열화상 카메라(150)를 각도 제어 또는 이동 제어하여, 상기 각 촬영좌표에서, 태양광 전지모듈(171)을 촬상한 n개(상기 n은 2 이상의 자연수)의 이미지를, 열화상 카메라(150)로부터 수신하고, 상기 촬영좌표에 기초하여, 상기 n개의 이미지를 연결하여 상기 촬영 이미지를 획득할 수 있다.Thus, in one embodiment for obtaining a photographed image of a
예를 들어, 도 4를 참조하면, 이미지 획득부(110)는 도 4의 (ⅰ)에 도시한 순서도에 따라 촬영좌표 (X축, Y축)를 서보 모터(160)로 차례대로 입력하여, 서보 모터(160)를 이동하도록 제어할 수 있다.4, the
즉, 이미지 획득부(110)는 'Cam_Index'를 '0'부터 '8'까지 1씩 증가하도록 설정하고, 'Cam_Index'를 3으로 나눈 몫과 나머지를 각각 X축과 Y축으로 하는 촬영좌표 '(0, 0)', '(0, 1)', '(0, 2)', '(1, 0)', '(1, 1)', '(1, 2)', '(2, 0)', '(2, 2)'를 각각 순차적으로 서보 모터(160)로 전송할 수 있다.That is, the
이미지 획득부(110)는 각 촬영좌표에 해당하는 이미지를 촬상할 수 있는 촬영지점으로 서보 모터(160)를 이동 제어하여, 열화상 카메라(150)를 통해 이미지를 각각 촬상하고, 9개의 각 이미지를 촬영좌표에 따라 연결하여 도 4의 (ⅱ)와 같이 하나의 촬영 이미지를 획득할 수 있다.The
이와 같이, 이미지 획득부(110)는 서보 모터(160)를 이동 제어하여, 열화상 카메라(150)를 통해 n개의 서로 다른 촬영지점에서 촬상된 이미지를 획득할 수 있다.In this manner, the
다른 실시예로, 이미지 획득부(110)는 하나의 촬영지점에서 열화상 카메라(150) 내의 둠 컨트롤러를 제어하여 촬영각도를 변경하면서, n개의 이미지를 반복해서 촬상할 수도 있다. 열화상 카메라(150)는, 둠 제어에 따른 각도 변경에 의해, 일정 면적을 가지며 분포되는 태양광 전지모듈(171)에 관한 이미지를 촬상할 수 있다. 열화상 카메라(150)는 예컨대 플리어(FLIR) 열화상 카메라로 구현될 수 있다.In another embodiment, the
예를 들어, 이미지 획득부(110)는 촬영좌표의 입력을 통해, 서보 모터(servo-motor)(160)를 상하 방향 및 좌우 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 구동하여, 열화상 카메라(150)를 상기 촬영좌표를 촬영 가능한 지점에 위치시켜, 상기 촬영 지점에 위치한 열화상 카메라에서 촬상한 이미지를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해 수신하는 과정을 반복할 수 있다.For example, the
구체적으로, 이미지 획득부(110)는 서보 모터(160)를 제어하여 열화상 카메라(150)를 원하는 촬영지점으로 이동시키고, 해당 촬영지점에서 열화상 카메라(150)의 각도를 일정 간격(예, '10도')으로 변경하면서, 하나의 촬영 이미지로 연결하기 위한 선정된 개수(예를 들어, '9개')의 이미지를 촬상할 수 있다.Specifically, the
이미지 획득부(110)는 촬영좌표 또는 촬영각도에 기초하여, 상기 n개의 이미지를 예컨대 파노라마 식으로 연결하여 확장 함으로써 상기 촬영 이미지를 획득할 수 있다.The
또한, 이미지 획득부(110)는 상기 n개의 이미지 중 적어도 2 이상의 이미지를 동일 영역을 기준으로 중첩하여 연결 함으로써, 획득되는 촬영 이미지의 정확성을 도모할 수도 있다.In addition, the
이미지 획득부(110)는 상기 n개의 이미지와 촬영 이미지를 데이터베이스(140)에 유지할 수 있다.The
영역 식별부(120)는 상기 촬영 이미지로부터, 태양광 전력 시스템(170)에 대해 열화로 판단되는 이상 영역을 식별한다.The
일례로, 영역 식별부(120)는 상기 촬영 이미지를 이루는 각 픽셀의 색상값을 이용하여 태양광 전지모듈(171)에 해당하는 태양광 영역을 추출하고, 태양광 영역을 이루는 각 픽셀의 명도값(색상의 밝은 정도)에 따라 태양광 전지모듈(171)이 열화된 것으로 판단되는 이상 영역을 식별할 수 있다.For example, the
영역 식별부(120)는 상기 태양광 영역에서 상기 이상 영역만 추출하여 청색 계열의 색상으로 마스킹 처리한 상태로 저장하고, 해당 촬영 이미지를 데이터베이스(140)에 저장할 수 있다.The
예를 들어, 영역 식별부(120)는 상기 촬영 이미지로부터, 태양광 전지모듈(171)의 발열과 연관되는 적색 계열의 색상값(예를 들어, 주황색, 빨간색, 노란색)을 가지는 영역을, 이상 후보영역(태양광 전지모듈(171)에 해당하는 영역)으로 정의하고, 상기 이상 후보영역 중, 기준값을 만족하지 않는 명도값이 표출되는 이상 후보영역을, 상기 이상 영역(열화된 태양광 전지모듈(171)에 해당하는 영역)으로 식별할 수 있다.For example, the
또한, 영역 식별부(120)는 상기 이상 후보영역을 구성하는 각 픽셀의 명도값을 이용하여, 각 픽셀 별로 가중평균(weighted mean)을 산출하고, 일정값 이상의 가중평균을 가지는 픽셀을 갖는 이상 후보영역을, 상기 이상 영역으로 식별할 수 있다. 여기서, 가중평균(a weighted average)은 여러 개의 수나 양이 있을 때, 각 항의 수치에 그 중요도에 비례하는 계수를 곱한 다음 산출한 평균을 의미하며, 상기 영역 식별부(120)는 해당 픽셀의 중요도 등에 따라 정해진 소정의 가중치를, 측정된 명도값에 곱셈 적용 후 평균 함으로써 상술의 가중평균을 산출할 수 있다.The
예를 들어, 도 6을 참조하면, 영역 식별부(120)는 상기 이상 후보영역을 구성하는 각 픽셀의 명도값(ⅰ)을, 가중평균 공식에 적용하여 마스크(ⅱ)를 형성하고, 회선기법에 따라 각 픽셀의 출력값을 생성하여 일정값 이상의 가중평균을 가지는 픽셀로 이루어진 영역을, 이상 영역으로 식별할 수 있다. 여기서, 회선 기법은 입력 영상의 각 픽셀에 이웃한 픽셀(Neighborhood)들을 가중평균(Weighted average)하는 것으로 정의할 수 있다. 특히 영역 식별부(120)에서는 픽셀들 중 관심이 되는 픽셀(예, 이상이 예상되는 픽셀 그룹)에 대해, 영상을 흐리게 하거나 선명하게 하거나, 경계선을 검출하거나 잡음을 제거하는 것 등의 마스킹을 통해 가중평균하는 기법을 채택 함으로써, 이상 영역의 식별에 높은 정확성이 기해지도록 할 수 있다.For example, referring to FIG. 6, the
열화 알림부(130)는 상기 이상 영역에 상응하는, 태양광 전력 시스템(170) 내 태양광 전지모듈(171)에 관한 정보(일련번호 및 위치 등)를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 관리자 모듈(180)로 알림한다.The
또한, 열화 알림부(130)는 상기 촬영 이미지에서 상기 이상 영역을 구분하여 표시하여 관리자의 데스크탑 PC와 같은 관리자 모듈(180)에 전송하여 상기 이상 영역에 위치된 태양광 전지모듈(171)의 열화를 알림할 수 있다.In addition, the
일례로, 열화 알림부(130)는 상기 이상 영역을 청색 계열의 색상으로 마스킹 처리한 촬영 이미지의 전송을 통해, 태양광 전력 시스템(170)에서 열화된 태양광 전지모듈(171)의 분포를 관리자 모듈에 알림할 수 있다.For example, the
열화 알림부(130)는 태양광 전지모듈(171)의 발열과 연관되는 적색 계열의 색상과의 구분이 용이한 청색 계열의 색상을 이용하여, 상기 이상 영역을 마스킹 처리 함으로써, 관리자 모듈(180)에서 시각화 되는 촬영 이미지 내에서, 상기 이상 영역 내의 열화된 태양광 전지모듈(171)과, 정상 상태의 태양광 전지모듈(171)과의 구분이 용이해지도록 할 수 있다.The
다른 일례로, 열화 알림부(130)는 일반 카메라를 통해 촬영한 화상 이미지 내의 태양광 전지모듈(171)에 대한 배치 위치 또는, 태양광 전력 시스템(170)을 구성하는 적어도 하나의 태양광 전지모듈(171)에 대한 배치도를 참조하여, 상기 이상 영역에 속하는 태양광 전지모듈(171)을 인식하고, 상기 인식한 태양광 전지모듈(171)의 일련번호 및 위치에 관한 정보를, 관리자 모듈(180)로 알림할 수도 있다.In another example, the
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 지그비 무선 통신에 의해 제어 가능한 열화상 카메라를 이용하여, 넓은 면적에 설치된 수많은 태양광 전지모듈의 열화를 손쉽고 빠르게 진단하여 원격의 관리자에게 통보 함으로써, 태양광 발전소의 발전량 손실을 방지할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to easily and quickly diagnose the deterioration of a large number of photovoltaic modules installed in a large area using a thermal camera that can be controlled by ZigBee wireless communication, It is possible to prevent power generation loss of the photovoltaic power generation plant.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치와 연동되는, 열화상 카메라와 서보 모터 및 태양광 전력 시스템을 도시한 도면이다.2 is a view showing a thermal imaging camera, a servo motor, and a solar power system interlocked with a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)는, 지그비 모뎀(210, 220)을 이용한 무선 통신(지그비 통신)을 기반으로, 열화상 카메라(150)와 서버 모터(160) 및 태양광 전력 시스템(170)과 상호 연동하여, 태양광 전력 시스템(170) 내의 다수의 태양광 전지모듈(171)에 대한 열화를 손쉽게 진단할 수 있다.2, the
열화상 카메라(150)는 열을 추적, 탐지하여 화면으로 한 눈에 보여주는 장치로, 카메라 둠(151) 및 둠 컨트롤러(152)로 구성될 수 있다.The
열화 진단 장치(100)는, 둠 컨트롤러(152)와의 지그비 통신을 통해 카메라 둠(151)의 각도를 제어하여, 넓은 면적으로 설치된 각 태양광 전지모듈(171)에 관한 n개의 이미지를 촬상할 수 있다.The
열화 진단 장치(100)는 열화상 카메라(150)를 통해 촬상한 n개의 이미지를, 이상 추출 알고리즘(도 6 참조)에 따라 프로세싱하여, 태양광 전지모듈(171)의 열화 여부를 판별하고, 판별한 결과를 지그비 통신을 통해 관리자 모듈로 알림할 수 있다.The
서보 모터(160)는 입력되는 촬영좌표에 따라, 연결되는 열화상 카메라(150)를 상하 또는 좌우로 이동시켜 원하는 지점의 촬영이 가능해지도록 하기 위한 구동 장치를 지칭할 수 있다.The
일례로, 서보 모터(160)는 컨트롤러(161), 상하 회전 담당 모터(162) 및 좌우 회전 담당 모터(163)로 구성되어, 예컨대, 'RS-232C'와 같은 케이블을 통해 상하 또는 좌우 방향으로 이동 가능한 형태로 열화상 카메라(150)와 연결될 수 있다.For example, the
컨트롤러(161)는 지그비 통신을 통해 열화 진단 장치(100)로부터 입력된 촬영좌표에 따라 상하 회전 담당 모터(162) 및 좌우 회전 담당 모터(163)를 컨트롤하여, 열화상 카메라(150)를 이동시킬 수 있다.The
상하 회전 담당 모터(162)는 서보 모터(160)의 상하 회전을 담당하고, 좌우 회전 담당 모터(163)는 서보 모터(160)의 좌우 회전을 담당하는 역할을 하며, 각각에는 홀센서가 내장되어 인코더로 컨트롤러(161)와 연결될 수 있다.The up-and-
여기서, 태양광 전력 시스템(170)은 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 시스템으로, 태양광 전지모듈(171), 컨트롤러(172) 및 배터리(173)로 구성될 수 있다.Here, the
구체적으로, 컨트롤러(172)는 태양광 전지모듈(171)에 의해 태양광이 전기 에너지로 변환되면, 변환된 전기 에너지를 배터리(173)에 축적하도록 제어할 수 있다.Specifically, the
태양광 전지모듈(171)은 예컨대 다수 개의 태양 전지판으로 구현될 수 있으며, 태양광 전지모듈(171)은 각각 태양광 스트링 형태로 직렬 연결되거나, 또는 태양광 어레이와 같이 병렬 연결되어, 넓은 면적으로 설치될 수 있다.The
열화 진단 장치(100)는 태양광 전지모듈(171)의 열화와 함께, 컨트롤러(172) 및 배터리(173)의 외관 상의 이상 유무를 판단할 수도 있다.The
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 서보 모터와 열화상 카메라를 연결하는 일례를 도시한 도면이다.3 is a view illustrating an example of connecting a servo motor to a thermal imaging camera in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 열화상 카메라와 서보 모터는, 열화상 카메라의 상하 또는 좌우로 이동 가능한 형태로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 3, the thermal imaging camera and the servo motor may be connected to each other in such a manner that the thermal imaging camera and the servo motor can be moved up and down or left and right of the thermal imaging camera.
일례로, 서보 모터 내의 상하 회전 담당 모터(162)는, 열화상 카메라 내의 카메라 둠(151)과 도 3의 (ⅰ)과 같이 연결되어, 열화상 카메라의 상하 이동을 구현할 수 있다. 또한, 서보 모터 내의 좌우 회전 담당 모터(163)는, 카메라 둠(151)과 도 3의 (ⅱ)와 같이 연결되어, 열화상 카메라의 좌우 이동을 구현할 수 있다.For example, the up-and-
이에 따라, 서보 모터 내의 컨트롤러는 지그비 통신을 통해 입력된 촬영좌표에 따라 상하 회전 담당 모터(162) 및 좌우 회전 담당 모터(163) 중 적어도 하나를 컨트롤하여, 열화상 카메라(150)를 상하 또는 좌우로 이동시킴으로써, 넓은 면적으로 설치된 태양광 전지모듈에 관한 n개의 이미지를 용이하게 촬상할 수 있다.Accordingly, the controller in the servomotor controls at least one of the up-and-
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 서보 모터를 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a process of controlling a servo motor in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치는, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해 서보 모터로 촬영좌표를 전송(입력)하고, 다수의 태양광 전지모듈로 구성된 태양광 전력 시스템에 대한 n개의 이미지를 촬상하고, 상기 촬영좌표에 기초하여 상기 n개의 이미지를 연결하여 상기 촬영 이미지를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 4, the deterioration diagnosis apparatus for a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention includes a photovoltaic module (not shown) for transmitting photographic coordinates to a servomotor through wireless communication using a Zigbee modem, And acquiring the shot image by connecting the n images based on the shot coordinates.
일례로, 열화 진단 장치는, 도 4의 (ⅰ)에 도시한 순서도에 따라 n개의 촬영좌표 (X축, Y축)를 서보 모터로 차례대로 입력하여 서보 모터를 구동 함으로써, 열화상 카메라를 통해 n개의 촬영좌표에 해당하는 n개의 이미지를 촬상할 수 있다.For example, the deterioration diagnosis apparatus sequentially drives n servo coordinates (X axis, Y axis) in accordance with the flowchart shown in Fig. 4 (i), drives the servo motor, it is possible to capture n images corresponding to n photographing coordinates.
도 4의 (ⅰ)을 참조하면, 열화 진단 장치는, 'Cam_Index'의 초기값을 '0'으로 설정하고(단계(410)), 'Cam_Index'를 3으로 나눈 몫('0')을 X축 좌표로 설정하고(단계(420)), 'Cam_Index'를 3으로 나눈 나머지('0')를 Y축 좌표로 설정하고(단계(430)), X축 좌표('0')를 서보 모터 내의 좌우 회전 담당 모터로 전송하고, Y축 좌표('0')를 상하 회전 담당 모터로 전송한 후(단계(440)), 'Cam_Index'를 1 카운트하고(단계(450)), 열화 진단 장치는, 'Cam_Index'가 n(여기서는, '9')이 아니면, 단계(420)로 이동한다(단계(460).4, the deterioration diagnosis apparatus sets the initial value of 'Cam_Index' to '0' (step 410), divides 'Cam_Index' by 3 into '0' Axis coordinate ('0') is set to the Y-axis coordinate (Step 430), and the X-axis coordinate ('0') is set to the Y- (Step S440), the Cam_Index is counted by one (step 450), and the
즉, 열화 진단 장치는, 'Cam_Index'를 '0'부터 '8'까지 1씩 증가하도록 설정하면서, 각 'Cam_Index'를 3으로 나눈 몫과 나머지를 각각 X축과 Y축으로 하는 9개의 촬영좌표 '(0, 0)', '(0, 1)', '(0, 2)', '(1, 0)', '(1, 1)', '(1, 2)', '(2, 0)', '(2, 2)'를, X축과 Y축으로 구분해서 좌우 회전 담당 모터와 상하 회전 담당 모터로 각각 전송할 수 있다.In other words, the deterioration diagnosis apparatus sets 9 Cam coordinates to X axis and Y axis, respectively, in which 'Cam_Index' is incremented by 1 from '0' to '8' '(1, 2)', '(1, 0)', '(1, 1) 2, 0) 'and' (2, 2) 'are divided into X and Y axes, respectively.
열화 진단 장치는, 각 촬영좌표에 해당하는 이미지를 촬상할 수 있는 촬영지점으로 서보 모터를 이동 제어하여, 열화상 카메라를 통해 촬상한 9개의 이미지를 촬영좌표에 따라 연결하여 도 4의 (ⅱ)와 같이 하나의 촬영 이미지를 획득할 수 있다.The degradation diagnosis apparatus moves and controls the servomotor to a photographing point at which an image corresponding to each photographing coordinate can be picked up so as to connect the nine images picked up through the thermal camera according to the photographing coordinates, As shown in FIG.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 이미지에서 이상 영역을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a process of extracting an abnormal region from an image in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치는, 열화상 카메라를 통해 촬상한 9개의 이미지를 합성하여 도 5의 (ⅱ)와 같은 하나의 촬영 이미지를 획득할 수 있다(단계(510)).Referring to FIG. 5, a deterioration diagnosis apparatus for a photovoltaic battery module according to an embodiment of the present invention combines nine images captured through a thermal imaging camera to obtain one captured image as shown in FIG. 5 (ii) (Step 510).
열화 진단 장치는, 상기 촬영 이미지를 이루는 각 픽셀의 색상값을 이용하여 태양광 전지모듈에 해당하는 태양광 영역을 합성하여 도 5의 (ⅱ)와 같이 추출한다(단계(520)).The deterioration diagnosis apparatus synthesizes the photovoltaic regions corresponding to the photovoltaic module using the color values of the pixels constituting the photographed image, and extracts the photovoltaic regions as shown in (ii) of FIG. 5 (step 520).
열화 진단 장치는, 상기 태양광 영역에서 이상 영역만 추출하여 청색 계열의 색상으로 마스킹 처리한다(단계(530)). 일례로, 열화 진단 장치는, 태양광 영역을 이루는 각 픽셀의 명도값(색상의 밝은 정도)에 따라 각 픽셀에 해당하는 태양광 전지모듈의 열화를 판단하여, 열화된 태양광 전지모듈이 위치하는 상기 이상 영역을 식별, 추출할 수 있다.The deterioration diagnosis apparatus extracts only the abnormal region from the sunlight region and performs masking processing with a blue-based color (Step 530). For example, the deterioration diagnosis apparatus determines the deterioration of the photovoltaic module corresponding to each pixel according to the brightness value (the degree of bright color) of each pixel forming the photovoltaic area, The abnormal region can be identified and extracted.
열화 진단 장치는, 상기 촬영 이미지에서 상기 이상 영역을 구분하여 표시하고, 해당 촬영 이미지를 데이터베이스에 저장한다(단계(540)).The deterioration diagnosis apparatus displays the abnormal region in the captured image, and stores the captured image in the database (Step 540).
열화 진단 장치는, 상기 이상 영역을 청색 계열의 색상으로 마스킹 처리한 촬영 이미지를 관리자 모듈로 전송하여, 열화된 태양광 전지모듈의 분포를 관리자 모듈에 알림할 수 있다.The deterioration diagnosis apparatus may transmit a photographed image obtained by masking the abnormal region to a color of a blue color to the manager module, and inform the manager module of the distribution of the deteriorated photovoltaic module.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치에서, 이미지 이상을 추출하기 위한 알고리즘을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an algorithm for extracting an image abnormality in a deterioration diagnosis apparatus for a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치는, 열화상 카메라를 통해 촬상한 n개의 이미지를, 이상 추출 알고리즘에 따라 프로세싱하여, 태양광 전지모듈의 열화 여부를 판별하고, 판별한 결과를 지그비 통신을 통해 관리자 모듈로 알림할 수 있다.Referring to FIG. 6, the deterioration diagnosis apparatus for a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention processes n images captured through a thermal imaging camera according to an abnormal extraction algorithm, And notify the manager module of the result of the determination by ZigBee communication.
예를 들어, 열화 진단 장치는, 상기 이상 후보영역을 구성하는 각 픽셀의 명도값을 산출하고(ⅰ), 각 픽셀의 명도값을 가중평균 공식에 적용하여 마스크를 형성하고(ⅱ), 회선기법에 따라 각 픽셀의 출력값을 생성하여(ⅲ), 일정값 이상의 가중평균을 가지는 픽셀을 이상 영역으로 식별하여(ⅳ), 열화 진단에 따른 처리 대상을 정하는 최종 이미지를 생성(ⅴ)할 수 있다.For example, the degradation diagnosis apparatus calculates a brightness value of each pixel constituting the abnormal candidate region, (i) forms a mask by applying a brightness value of each pixel to a weighted average formula, (ii) (Iii) a pixel having a weighted average equal to or greater than a predetermined value is identified as an ideal region, and (iv) a final image for determining an object to be processed according to the deterioration diagnosis is generated (v).
이하, 도 7 내지 도 8에서는 본 발명의 실시예들에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation flow of the
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a procedure of a deterioration diagnosis method of a photovoltaic battery module according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법은 상술한 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.The deterioration diagnosis method of the photovoltaic module according to the present embodiment can be performed by the
도 7을 참조하면, 단계(710)에서, 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)는, 열화상 카메라로부터 태양광 전력 시스템에 대한 촬영 이미지를 획득한다.Referring to Fig. 7, in
본 단계(710)는 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 열화상 카메라와 서보 모터를 제어하여, 넓은 면적으로 설치되는 다수의 태양광 전지모듈을 촬영한 이미지를 수신하는 단계일 수 있다.The
예를 들어, 열화 진단 장치(100)는, 촬영좌표의 입력을 통해, 서보 모터를 상하 방향 및 좌우 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 구동하여, 열화상 카메라를 상기 촬영좌표를 촬영 가능한 지점에 위치시켜, 상기 촬영 지점에 위치한 열화상 카메라에서 촬상한 이미지를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해 수신하는 과정을 n회(n은 2 이상의 자연수, 예를 들어, '9회') 반복할 수 있다.For example, the
또한, 열화 진단 장치(100)는, 서보 모터를 제어하여 열화상 카메라를 원하는 촬영지점으로 이동시키고, 해당 촬영지점에서 열화상 카메라의 각도를 일정 간격(예, '10도')으로 변경하면서 n개의 이미지를 촬상할 수도 있다.Further, the
열화 진단 장치(100)는, n개의 이미지를 촬영좌표 또는 촬영각도에 기초하여 예컨대 파노라마 식으로 확장 연결하여 상기 촬영 이미지를 획득할 수 있다.The
단계(720)에서, 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)는 상기 촬영 이미지로부터, 상기 태양광 전력 시스템에 대해 열화로 판단되는 이상 영역을 식별한다.In
일례로, 열화 진단 장치(100)는 상기 촬영 이미지를 이루는 각 픽셀의 색상값을 이용하여, 백그라운드를 제외한 태양광 전지모듈에 해당하는 태양광 영역을 추출하고, 태양광 영역을 이루는 각 픽셀의 명도값(색상의 밝은 정도)에 따라 태양광 전지모듈이 열화된 것으로 판단되는 이상 영역을 식별할 수 있다.For example, the degradation
예를 들어, 열화 진단 장치(100)는 상기 촬영 이미지로부터, 태양광 전지모듈의 발열과 연관되는 적색 계열의 색상값(예를 들어, 주황색, 빨간색, 노란색)을 가지는 영역을, 이상 후보영역(태양광 전지모듈에 해당하는 영역)으로 정의하고, 상기 이상 후보영역 중, 기준값을 만족하지 않는 명도값이 표출되는 이상 후보영역을, 상기 이상 영역(열화된 태양광 전지모듈이 위치하는 영역)으로 식별할 수 있다.For example, the
단계(730)에서, 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)는 상기 이상 영역에 상응하는, 상기 태양광 전력 시스템 내 태양광 전지모듈에 관한 정보를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 관리자 모듈로 알림한다.In
일례로, 열화 진단 장치(100)는 태양광 전지모듈의 발열과 연관되는 적색 계열의 색상과의 구분이 용이한 청색 계열의 색상을 이용하여, 상기 이상 영역을 마스킹 처리 함으로써, 관리자 모듈에서 시각화 되는 촬영 이미지 내에서, 상기 이상 영역 내의 열화된 태양광 전지모듈과, 정상 상태의 태양광 전지모듈과의 구분이 용이해지도록 할 수 있다.For example, the
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 지그비 무선 통신에 의해 제어 가능한 열화상 카메라를 이용하여, 넓은 면적에 설치된 수많은 태양광 전지모듈의 열화를 손쉽고 빠르게 진단하여 원격의 관리자에게 통보 함으로써, 태양광 발전소의 발전량 손실을 방지할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to easily and quickly diagnose the deterioration of a large number of photovoltaic modules installed in a large area using a thermal camera that can be controlled by ZigBee wireless communication, It is possible to prevent power generation loss of the photovoltaic power generation plant.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a procedure of a deterioration diagnosis method for a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치(100)는 서보 모터의 위치를 파악하고(단계(810)), 열화상 카메라를 이용해 해당 위치에서 이상 발생 여부를 판독한다(단계(820 내지 830)).8, the
이상이 발생한 것으로 판단될 경우, 열화 진단 장치(100)는 해당 위치에 등록된 태양광 전지모듈을 확인하고(단계(840)), 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신(지그비 모듈)을 통해 관리자 모듈로 알람을 전송하고(단계(850)), 서보 모터를 구동하여 다음 위치로 열화상 카메라를 이동 후, 단계(810)를 수행한다(단계(860)).The
또는, 이상이 발생하지 않은 것으로 판단될 경우, 열화 진단 장치(100)는 단계(860)로 가서 서보 모터를 구동하여 다음 위치로 열화상 카메라를 이동한다.If it is determined that no abnormality has occurred, the
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 태양광 전지모듈의 열화 진단 장치
110: 이미지 획득부
120: 영역 식별부
130: 열화 알림부
140: 데이터베이스100: Deterioration diagnostic device of photovoltaic module
110: Image acquisition unit
120: area identification unit
130: deterioration notification section
140: Database
Claims (15)
촬영좌표의 입력에 따라, 서보 모터(servo-motor)를 상하 방향 및 좌우 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 구동하여, 열화상 카메라를 상기 촬영좌표에서 지정하는 촬영 지점에 위치시키는 제1 단계;
상기 촬영 지점에 위치하여 둠 제어에 따른 각도 변경에 의해, 일정 면적을 가지며 분포되는 상기 태양광 전지모듈에 관한 이미지를 촬상하는 열화상 카메라에서 촬상한 이미지를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해 수신하는 제2 단계;
상기 제1 단계 및 상기 제2 단계를 반복하여, 상기 각 촬영좌표에서, 상기 태양광 전지모듈을 촬상한 n개(상기 n은 2 이상의 자연수)의 이미지를, 상기 열화상 카메라로부터 수신하는 단계;
상기 촬영좌표에 기초하여, 상기 n개의 이미지를 연결하여, 상기 태양광 전력 시스템에 대한 촬영 이미지를 획득하는 단계;
상기 촬영 이미지로부터, 상기 태양광 전력 시스템에 대해 열화로 판단되는 이상 영역을 식별하는 단계; 및
상기 이상 영역에 상응하는, 상기 태양광 전력 시스템 내 태양광 전지모듈에 관한 정보를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 관리자 모듈로 알림하는 단계
를 포함하고,
상기 촬영좌표를 할당하는 단계는,
초기값을 '0'으로 설정하는 단계;
상기 초기값을 정해진 자연수로 나눈 몫과 나머지를, 각각 X축 좌표와 Y축 좌표로 하는 촬영좌표를 할당하는 좌표할당 단계; 및
상기 초기값을 '1'씩 증가하도록 하면서, 상기 좌표할당 단계를 반복하여, 상기 n개의 촬영좌표를 할당하는 단계
를 포함하고,
상기 촬영 이미지를 획득하는 단계는,
상기 n개의 촬영좌표의 할당에 따른 상기 n개의 이미지가 촬상되면,
상기 n개의 이미지를 파노라마 식으로 연결해 확장하되, 상기 n개의 이미지 중 적어도 2 이상의 이미지를 동일 영역을 기준으로 중첩하여, 상기 촬영 이미지를 획득하는 단계
를 포함하는 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법.Allocating imaging coordinates to each of the photovoltaic cell modules constituting the photovoltaic power system;
A first step of driving the servo-motor in at least one of a vertical direction and a horizontal direction according to the input of the shooting coordinates to position the thermal imaging camera at a shooting point specified by the shooting coordinates;
The image picked up by the thermal imaging camera for picking up an image relating to the solar cell module having a certain area and distributed by the angle change according to the position control at the photographing point is received through the wireless communication using the Zigbee modem ;
Repeating the first step and the second step to receive n images (n is a natural number of 2 or more) images of the photovoltaic module in the respective photographing coordinates from the thermal imaging camera;
Connecting the n images based on the shot coordinates to obtain a shot image for the solar power system;
Identifying, from the photographed image, an anomaly region determined to be degraded for the solar power system; And
Notifying the manager module of information on the photovoltaic module in the solar photovoltaic system corresponding to the abnormal region through wireless communication using the ZigBee modem
Lt; / RTI >
Wherein the step of assigning the shooting coordinates comprises:
Setting an initial value to '0';
A coordinate allocating step of allocating a quotient obtained by dividing the initial value by a predetermined natural number and a remainder as X coordinate and Y coordinate, respectively; And
Repeating the coordinate allocating step while increasing the initial value by '1', and allocating the n photographing coordinates
Lt; / RTI >
The step of acquiring the captured image includes:
If the n images according to the allocation of the n photographing coordinates are sensed,
And expanding the n images by connecting them in a panoramic manner, superimposing at least two images out of the n images on the basis of the same area,
Wherein the deterioration diagnosis method comprises the steps of:
상기 이상 영역을 식별하는 단계는,
상기 촬영 이미지로부터, 태양광 전지모듈의 발열과 연관되는 적색 계열의 색상값을 가지는 영역을 이상 후보영역으로 정의하는 단계; 및
상기 이상 후보영역 중, 기준값을 만족하지 않는 명도값이 표출되는 이상 후보영역을, 상기 이상 영역으로 식별하는 단계
를 포함하는 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein identifying the abnormal region comprises:
Defining an area having a red color value associated with the heat of the solar cell module as an ideal candidate area from the photographed image; And
Identifying the abnormal candidate region in which the brightness value that does not satisfy the reference value is displayed among the abnormal candidate regions as the abnormal region
Wherein the deterioration diagnosis method comprises the steps of:
상기 이상 영역을 식별하는 단계는,
상기 이상 후보영역을 구성하는 각 픽셀의 명도값을 이용하여, 각 픽셀 별로 가중평균을 산출하는 단계; 및
일정값 이상의 가중평균을 가지는 픽셀을 갖는 이상 후보영역을, 상기 이상 영역으로 식별하는 단계
를 더 포함하는 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법.6. The method of claim 5,
Wherein identifying the abnormal region comprises:
Calculating a weighted average for each pixel by using a brightness value of each pixel constituting the abnormal candidate region; And
Identifying an ideal candidate region having a pixel having a weighted average equal to or greater than a predetermined value as the abnormal region;
Wherein the deterioration diagnosis method further comprises the steps of:
상기 관리자 모듈로 알림하는 단계는,
상기 촬영 이미지에서 상기 이상 영역을 구분하여 표시하여 상기 관리자 모듈에 전송하여, 상기 이상 영역에 해당하는 태양광 전지모듈의 열화를 알림하는 단계
를 포함하는 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the notification to the manager module comprises:
A step of separately displaying the abnormal region in the photographed image and transmitting the abnormal region to the manager module to inform the deterioration of the photovoltaic module corresponding to the abnormal region
Wherein the deterioration diagnosis method comprises the steps of:
상기 태양광 전지모듈의 열화를 알림하는 단계는,
상기 이상 영역을 청색 계열의 색상으로 마스킹 처리한 촬영 이미지의 전송을 통해, 상기 태양광 전력 시스템에서 열화된 태양광 전지모듈의 분포를 관리자 모듈에 알림하는 단계
를 포함하는 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of informing the deterioration of the solar cell module comprises:
Notifying the manager module of the distribution of the photovoltaic modules deteriorated in the photovoltaic power system through transmission of a photographed image obtained by masking the abnormal region with a color of a blue color system
Wherein the deterioration diagnosis method comprises the steps of:
상기 관리자 모듈로 알림하는 단계는,
일반 카메라를 통해 촬영한 화상 이미지 내의 태양광 전지모듈에 대한 배치 위치 또는, 상기 태양광 전력 시스템을 구성하는 적어도 하나의 태양광 전지모듈에 대한 배치도를 참조하여, 상기 이상 영역에 속하는 태양광 전지모듈을 인식하고, 상기 인식한 태양광 전지모듈의 일련번호 및 위치에 관한 정보를, 상기 관리자 모듈로 알림하는 단계
를 포함하는 태양광 전지모듈의 열화 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the notification to the manager module comprises:
Referring to the arrangement position of the photovoltaic module in the image captured by the general camera or the layout of at least one photovoltaic module constituting the photovoltaic power system, And informing the manager module of information on the serial number and the position of the recognized photovoltaic module
Wherein the deterioration diagnosis method comprises the steps of:
상기 촬영 이미지로부터, 상기 태양광 전력 시스템에 대해 열화로 판단되는 이상 영역을 식별하는 영역 식별부; 및
상기 이상 영역에 상응하는, 상기 태양광 전력 시스템 내 태양광 전지모듈에 관한 정보를, 지그비 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해, 관리자 모듈로 알림하는 열화 알림부
를 포함하고,
상기 이미지 획득부는,
초기값을 '0'으로 설정하고,
상기 초기값을 정해진 자연수로 나눈 몫과 나머지를, 각각 X축 좌표와 Y축 좌표로 하는 촬영좌표를 할당하고, 상기 초기값을 '1'씩 증가하도록 하면서, 상기 좌표 할당을 반복하여, 상기 n개의 촬영좌표를 할당하고,
상기 n개의 촬영좌표의 할당에 따른 상기 n개의 이미지가 촬상되면,
상기 n개의 이미지를 파노라마 식으로 연결해 확장하되, 상기 n개의 이미지 중 적어도 2 이상의 이미지를 동일 영역을 기준으로 중첩하여, 상기 촬영 이미지를 획득하는
태양광 전지모듈의 열화 진단 장치.The photographing coordinates are assigned to each of the solar battery modules constituting the solar photovoltaic power system and the servo motor is driven in at least one of the vertical direction and the horizontal direction in accordance with the input of the photographing coordinates, A photographic camera for photographing an image relating to the photovoltaic module having a certain area and distributed by a change in angle according to a position control at a photographing point, (N is a natural number of 2 or more) images obtained by capturing the photovoltaic module in each of the photographing coordinates, from the thermal imager camera through wireless communication using a Zigbee modem And acquiring a photographed image for the solar power system by connecting the n images based on the photographing coordinates An image acquisition unit;
From the photographed image, an area identifying unit that identifies an abnormal region that is determined as deterioration with respect to the photovoltaic power system; And
A deterioration notification unit for informing the manager module of information on the photovoltaic module in the solar photovoltaic system corresponding to the abnormal region through wireless communication using a Zigbee modem,
Lt; / RTI >
Wherein the image obtaining unit comprises:
The initial value is set to '0'
Axis coordinate and Y-axis coordinates, and increasing the initial value by " 1 ", so that the n-th coordinate and the Quot ;, and "
If the n images according to the allocation of the n photographing coordinates are sensed,
The n images are connected in a panoramic manner, and at least two images out of the n images are superimposed with respect to the same area to acquire the captured image
Deterioration diagnosis device of photovoltaic module.
상기 열화 알림부는,
상기 촬영 이미지에서 상기 이상 영역을 구분하여 표시하여 상기 관리자 모듈에 전송하여, 상기 이상 영역에 해당하는 태양광 전지모듈의 열화를 알림하는
태양광 전지모듈의 열화 진단 장치.11. The method of claim 10,
The deterioration notification unit,
The abnormal region is separately displayed in the photographed image and transmitted to the manager module to notify deterioration of the photovoltaic module corresponding to the abnormal region
Deterioration diagnosis device of photovoltaic module.
상기 열화 알림부는,
일반 카메라를 통해 촬영한 화상 이미지 내의 태양광 전지모듈에 대한 배치 위치 또는, 상기 태양광 전력 시스템을 구성하는 적어도 하나의 태양광 전지모듈에 대한 배치도를 참조하여, 상기 이상 영역에 속하는 태양광 전지모듈을 인식하고, 상기 인식한 태양광 전지모듈의 일련번호 및 위치에 관한 정보를, 상기 관리자 모듈로 알림하는
태양광 전지모듈의 열화 진단 장치.11. The method of claim 10,
The deterioration notification unit,
Referring to the arrangement position of the photovoltaic module in the image captured by the general camera or the layout of at least one photovoltaic module constituting the photovoltaic power system, And notifies the manager module of information on the serial number and the position of the recognized photovoltaic module
Deterioration diagnosis device of photovoltaic module.
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KR1020170082656A KR101825725B1 (en) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Method and device for diagnosing deterioration of solar cell module |
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