KR101848765B1 - WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 단위 태양광 발전 모듈에 연결되는 마이크로 인버터; 통신 인터페이스가 구비되어 적어도 하나 이상의 마이크로 인버터로부터 생성되는 발전 정보 및 상태 정보를 포함한 모니터링 정보를 수신 및 저장하며, 웹 기반 형태의 요청 정보를 수신 및 분석하고 그에 대응하는 응답 정보를 출력하거나 상기 마이크로 인버터를 제어하는 WoT 기반의 모니터링 모듈; 상기 모니터링 모듈의 설정 및 제어를 위한 요청 정보를 웹 기반으로 송신하며, 상기 모니터링 모듈로부터 전송되는 모니터링 정보를 수신받아 이를 저장하되 상기 발전정보를 통계화하는 운영서버; 및 상기 운영서버에 요청 정보를 송신하여 운영서버에서 처리하는 통계화된 발전 정보 및 모니터링 정보를 제공받는 사용자 단말;을 포함하는 것이 특징이다.
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템에 대한 발전 정보 등을 포함한 모니터링 정보를 제공하기 위한 태양광 발전 모니터링 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 WoT(Web of Things) 기반으로 모니터링 모듈과 운영 서버 간을 연계시켜 운영 서버에 접속된 관리자나 사용자에게 기간별 정보, 통계화를 통한 비교 분석 정보, 기상 정보 및 상태 정보 등 다양한 모니터링 정보를 제공하도록 하고 이를 앱(App) 등을 통한 모니터링 서비스를 제공함으로써 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템에 관한 것이다.
근래 들어 전력공급에 소요되는 사회적 비용이 급증하여 빠른 속도로 증가하는 수요를 충족시키는데 많은 어려움이 있으며, 이러한 사회적 문제점을 감안하여 정부에서는 2020년까지 ‘신재생에너지주택(Green Home) 100만호 보급’을 목표로 신재생에너지설비의 설치시 보조금을 지급하는 등 풍력, 태양광 등을 포함한 신재생에너지의 보급을 활성화될 수 있도록 지원하고 있다.
이에 신재생에너지를 위한 발전 설비의 수요 증가와 더불어 발전 설비의 기술 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
그러나 현재까지의 태양광 발전 설비가 대용량에 적합하도록 설계되어 있기 때문에 가정용과 같이 저용량을 위한 태양광 발전 설비의 개발은 미흡한 상태이며, 향후 가정용 태양광 발전 설비가 급증함에 맞춰 이들을 지자체 또는 단위 구역별로 연계하여 통합적으로 관제 및 운영할 수 있는 기술이 확보되지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서,표준화로 구축된 웹 기반으로 사용자에게 기간별 정보, 통계화를 통한 비교 분석 정보, 기상 정보 및 상태 정보 등 다양한 모니터링 정보를 제공함으로써 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템을 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템은, 단위 태양광 발전 모듈에 연결되는 마이크로 인버터; 통신 인터페이스가 구비되어 적어도 하나 이상의 마이크로 인버터로부터 생성되는 발전 정보 및 상태 정보를 포함한 모니터링 정보를 수신 및 저장하며, 웹 기반 형태의 요청 정보를 수신 및 분석하고 그에 대응하는 응답 정보를 출력하거나 상기 마이크로 인버터를 제어하는 WoT 기반의 모니터링 모듈; 상기 모니터링 모듈의 설정 및 제어를 위한 요청 정보를 웹 기반으로 송신하며, 상기 모니터링 모듈로부터 전송되는 모니터링 정보를 수신받아 이를 저장하되 상기 발전정보를 통계화하는 운영서버; 및 상기 운영서버에 요청 정보를 송신하여 운영서버에서 처리하는 통계화된 발전 정보 및 모니터링 정보를 제공받는 사용자 단말;을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 운영서버는, 현장별 사용자 정보, 기기 정보 및 설정 정보가 저장되는 기본정보 데이터베이스; 하나 이상의 모니터링 모듈로부터 수신되는 모니터링 정보가 저장되는 수신정보 데이터베이스; 및 상기 수신정보 데이터베이스에 저장된 모니터링 정보를 각 단위 지역에 따라 개별 주택별 또는 공동 주택별로 분류하고, 각 개별 주택별 또는 공동 주택별 발전 정보를 기설정된 기간별로 통계화한 통계 정보가 저장되는 통계정보 데이터베이스;를 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 운영서버는, 상기 사용자 단말로부터 비교 정보의 요청 시, 상기 사용자 단말에서 선택된 하나 이상의 인접 개별 주택 또는 공동 주택에 대한 통계 정보를 상기 사용자 단말로 제공할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 마이크로 인버터는, 실시간 상태를 자가 진단하는 상태 진단 모듈; 및 상기 상태 진단 모듈로부터 생성되는 정보에 따른 상태 진단 이벤트를 생성하여 상기 모니터링 모듈로 전송하는 이벤트 생성 모듈;을 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 모니터링 모듈은, 상기 마이크로 인버터로부터 전송된 상태 진단 이벤트를 상기 운영서버로 송신하며, 상기 운영서버는, 상기 모니터링 모듈로부터 수신한 마이크로 인버터의 상태 진단 이벤트가 저장되는 상태정보 데이터베이스; 및 외부로부터 기상 정보를 수신하고 이를 저장하는 기상정보 데이터베이스;를 더 포함하며, 상기 사용자 단말의 모니터링 정보 요청 시, 상기 마이크로 인버터의 발전 정보와 함께 상태 진단 정보 및 기상 정보를 상기 사용자 단말로 제공할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 사용자 단말은, 모니터링 앱(App)을 통해 구현되는 화면을 이용하여 상기 운영서버로 요청 정보를 입력 및 송신하며, 상기 운영서버로부터 제공되는 응답 정보를 수신 및 출력할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 사용자 단말은 상기 운영서버로부터 제공되는 응답 정보를 이동 통신망을 통한 SMS(short message service) 형태로 출력할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 모니터링 모듈은, 상기 마이크로 인버터의 모니터링 정보를 수집하는 정보수집부; 상기 정보수집부에서 수집된 바이너리 형태의 정보를 XML 형태의 데이터로 변환하여 URL 주소로 상기 운영서버로 송신하며, 상기 운영서버의 요청 정보를 수신하기 위한 송수신부; 및 상기 정보수집부에서 수집되는 모니터링 정보와 상기 운영서버의 요청 정보가 저장되는 데이터베이스;를 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 모니터링 모듈은, 상기 송수신부를 통해 수신되는 운영서버의 XML 형태의 요청 정보를 기 정의된 프로토콜에 따라 해석하며 그에 대응하는 제어신호로 생성하는 정보분석부; 및 상기 정보분석부에서 생성되는 제어신호에 따라 상기 마이크로 인버터를 설정 및 제어하거나 정보를 요청하는 설정제어부;를 더 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 모니터링 모듈은, 상기 운영서버의 요청 정보가 수신됨에 따라 저장된 모니터링 정보를 상기 운영서버로 제공할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 모니터링 모듈은, 상기 마이크로 인버터에 기 설정된 설정 정보에 따라 일정 시간 간격으로 모니터링 정보를 상기 운영서버로 제공할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 송수신부는, Zigbee 통신 방식의 데이터를 송수신하기 위한 Zigbee 인터페이스를 포함하는 Zigbee 통신모듈; 및 유선 또는 무선 Lan 통신 방식의 데이터를 송수신하기 위한 Lan 인터페이스를 포함하는 Lan 통신모듈;를 포함하며, 선택된 하나의 통신모듈을 이용하여 상기 마이크로 인버터와 데이터 통신할 수 있다.
본 발명의 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템은 가정용으로 적용될 수 있는 태양광 발전 시스템에서 복수의 태양광 발전 설비가 상호 연계되도록 하여 향후 단위 구역별 또는 지자체별로 효율적인 관제 및 운영이 가능하도록 하는 이점이 있다.
또한 상호 데이터 통신을 수행함에 있어 표준화로 구축된 웹 기반으로 사용자에게 모니터링 정보를 제공하여 사용자 편의를 도모할 수 있으며 스마트 그리드와 같은 타 기술 분야와의 연동될 수 있는 접근성과 용이성이 우수한 이점이 있다.
특히, 사용자에게 모니터링 정보를 제공함에 있어, 기간별 정보, 통계화를 통한 비교 분석 정보, 기상 정보 및 상태 정보 등 다양한 모니터링 정보를 제공하도록 하고 이를 앱(App) 등을 통한 모니터링 서비스를 제공함으로써 사용자로 하여금 편의성이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 인버터를 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 모듈을 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공동 주택의 시스템 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개별 주택의 시스템 구성을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영서버를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 인버터를 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 모듈을 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공동 주택의 시스템 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개별 주택의 시스템 구성을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영서버를 나타내는 블럭도.
이하 본 발명의 양호한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템(이하 '모니터링 시스템'이라 함)은, 도 1에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 단위 태양광 발전 모듈(100)에 연결되어 각 태양광 발전 모듈(100)의 상태 정보 및 발전 정보를 포함한 모니터링 정보를 수집하고 이를 출력하는 마이크로 인버터(200)와, 적어도 하나 이상의 마이크로 인버터(200)로부터 출력되는 모니터링 정보를 수신 및 저장하는 모니터링 모듈(300) 및 상기 모니터링 모듈(300)과 연결되어 요청 정보 및 응답 정보를 송수신하며 상기 마이크로 인버터(200)의 모니터링 정보를 관리하는 운영서버(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 상기 운영서버(400)는 상기 모니터링 정보를 포함하여 운영에 필요한 모든 정보를 저장하기 위하여 데이터베이스(410)를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 모니터링 시스템은 상기 운영서버(400)을 웹(Web) 등을 통해 연결될 수 있으며, 사용자의 요청에 따라 상기 운영서버(400)에서 처리되는 정보 내지 모니터링 정보를 선택적으로 제공받는 사용자 단말(500)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 마이크로 인버터(200)는 가정 등 소형 발전 시스템에 적용되어 태양광 발전 모듈(100)에서 생성되는 전기 에너지를 가공 및 제어하는 장치로, 예를 들면 계통 연계형으로 175W급 내지 500W급 발전 시스템에서 각 태양광 발전 모듈별로 설치되는 마이크로 인버터일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 인버터를 나타내는 블럭도이다.
상기 마이크로 인버터(200)는 자체적으로 연결된 하나 이상의 태양광 발전 모듈(100)의 발전량 정보와 상태 정보 등을 포함한 모니터링 정보를 생성 및 출력함으로써 상기 운영 서버(400)는 물론 태양광 발전 시스템의 전반적인 운영 상황을 요구하는 사용자나 관리자에게 다양한 모니터링 정보가 제공될 수 있도록 한다.
이를 위해 상기 마이크로 인버터(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 통신 모듈(210)과 상태 진단 모듈(230), 이벤트 생성 모듈(240) 및 제어 모듈(220)을 포함할 수 있다.
상기 통신모듈(210)은 출력된 모니터링 정보를 상기 모니터링 모듈(300)로 송신하거나 상기 모니터링 모듈(300)로부터 전송되는 제어 신호를 수신하도록 한다.
이러한 통신모듈(210)은 상기 모니터링 모듈(300)과 접속하기 위하여 유, 무선 통신을 지원하는 것으로, 태양광 발전 시스템이 적용되는 주택의 구조와 상기 모니터링 모듈(300)의 통신 접속 방식을 고려하여 그에 적합하게 구성될 수 있다.
예를 들면 상기 통신모듈(210)은 전용선 및 xDSL과 같은 유선을 연결하는 시리얼 모듈(UART) 및 랜(Lan) 포트를 포함할 수 있으며, CDMA 모뎀 및 TRS 모뎀과 같은 무선을 연결하는 시리얼 모듈을 포함할 수 있다.
상기 상태 진단 모듈(230)은 상기 마이크로 인버터(200)의 이상 유무를 포함한 상태를 실시간으로 자가 진단할 수 있으며, 자가 진단에 따른 상태 정보를 출력할 수 있다.
상기 이벤트 생성 모듈(240)은 상기 상태 진단 모듈(230)로부터 출력되는 각각의 상태 정보에 대한 상태/진단 이벤트를 생성하여 상기 통신 모듈(210)을 통해 상기 모니터링 모듈(300)로 전송될 수 있다.
상기 상태 진단 모듈(230)과 이벤트 생성 모듈(240)에서는 마이크로 인버터(200) 자체에 대한 또는 연결된 태양광 발전 모듈(100)이 발전함에 있어 발생되는 모든 정보와 이벤트를 기록 및 생성할 수 있다.
예를 들면 실시간 발전량, CO2 저감량, 수동 또는 자동 모드 상태, 기기의 리셋 횟수, 운전 시간, 계통 이상, 주파수 이상, 계통전압 이상, 과전압, 저전압, 인버터 과열, 대기모드, 지락 검출 등의 정보와 그에 따른 이벤트를 생성할 수 있다.
이때 상기 상태 진단 모듈(230)과 이벤트 생성 모듈(240)에서의 정보 생성 및 출력 시기는 외부로부터 전송되는 명령에 의해 또는 기 설정된 일정 주기마다 실행될 수 있다.
상기 제어 모듈(220)은 상기 통신 모듈(210)을 통해 외부 즉, 상기 운영서버(400) 또는 사용자 단말(500)로부터 전송되는 제어 신호에 따라 상기 마이크로 인버터(200)를 설정하거나 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 모듈을 나타내는 블럭도이다.
상기 모니터링 모듈(300)은 웹(Web) 기반의 통신 인터페이스가 구비되어 앞서 설명한 바와 같이 상기 마이크로 인버터(200)로부터 생성되는 발전 정보 및 상태 정보를 포함한 모니터링 정보를 수신 및 저장할 수 있다.
그리고 상기 모니터링 모듈(300)은 상기 운영서버(400)로부터 웹 기반 형태의 요청 정보를 수신 및 분석하고 그에 대응하는 응답 정보를 출력하거나 상기 마이크로 인버터(200)를 제어할 수 있다.
구체적으로 상기 모니터링 모듈(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 마이크로 인버터(300)의 모니터링 정보를 요청 및 수집하는 정보수집부(310)와 수집된 모니터링 정보를 포함한 응답 정보를 송신하거나 운영서버(400)로부터의 요청 정보를 수신하는 송수신부(320) 및 상기 모니터링 정보가 저장되는 데이터베이스(330)를 포함할 수 있다.
상기 정보수집부(310)는 상기 마이크로 인버터(200)의 모니터링 정보를 수집할 수 있다. 이때 상기 정보수집부(310)의 정보 수집은 외부로부터 전송되는 명령에 의해 또는 기설정된 주기에 따라 상기 마이크로 인버터(200)로 정보를 요청하도록 하며, 상기 마이크로 인버터(200)가 상기 정보수집부(310)의 요청에 따라 모니터링 정보를 전달됨에 의해 구현될 수 있다.
상기 정보수집부(310)로부터 수집되는 모니터링 정보는 앞서 설명한 바와 같이 마이크로 인버터(200)의 발전량 정보 및 다양한 이벤트 정보들을 포함한 상태 정보 등을 포함할 수 있다.
상기 송수신부(320)는 상기 정보수집부(310)에서 수집된 바이너리 형태의 정보를 XML 형태의 데이터로 변환하여 URL 주소로 상기 운영서버(400)로 송신하며, 상기 운영서버(400)의 요청 정보를 수신할 수 있다.
즉 상기 모니터링 모듈(300)은 상기 마이크로 인버터(200)로부터 바이너리 형태로 데이터를 수신받게 되며, 이러한 바이너리 형태의 데이터를 상기 운영서버(400) 등에서 인식할 수 있도록 웹 기반의 데이터로 변환하기 위하여 상기 송수신부(320)는 모니터링 정보에 대한 데이터 가공을 수행하게 되는 것이다.
이때 상기 송수신부(320)에서 수행되는 데이터 변환은 XML 형태의 데이터를 포함하여 OPEN API 플랫폼을 기반으로 수행되어 URL 주소로 전송될 수 있으며, 상기 URL 주소에는 운영서버(400) 고유의 IP주소를 포함할 수 있다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이 상기 모니터링 모듈(300)과 운영서버(400) 간에는 유선 또는 무선 통신망 등 이종의 통신망이 상호 접속될 수 있도록 게이트웨이(600)가 구비될 수 있음은 당연하다.
상기 데이터베이스(330)는 상기 정보수집부(310)에서 수집되는 모니터링 정보는 물론 상기 운영서버(400)의 요청 정보가 저장될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 모니터링 모듈(300)은 정보분석부(350)와 설정제어부(340)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 정보분석부(350)는 상기 송수신부(320)를 통해 수신되는 운영서버(400)의 XML 형태의 요청 정보를 기 정의된 프로토콜에 따라 해석하며 그에 대응하는 제어 신호로 생성할 수 있다.
상기 요청 정보는 모니터링 정보를 요청하는 것이거나 상기 마이크로 인버터(200)를 제어하기 위한 설정 정보일 수 있으며, 상기 정보분석부(350)에서 생성되는 제어신호는 상기 마이크로 인버터(200)에서 인식할 수 있는 데이터 패킷과 요구되는 정보와 관련된 조건들을 포함할 수 있다.
상기 설정제어부(340)는 상기 정보분석부(350)에서 생성되는 제어신호에 따라 상기 마이크로 인버터(200)를 설정 및 제어하거나 정보를 요청할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 모듈(300)로부터의 정보 제공은 상기 운영서버(400)의 요청 정보가 수신되는 시점에서 저장된 모니터링 정보를 상기 운영서버(400)로 제공하는 것일 수 있다.
또한, 상기 모니터링 모듈(300)은 상기 마이크로 인버터(200)에 설정된 설정 정보에 따라 일정 시간 간격으로 모니터링 정보를 상기 운영서버(400)로 제공하는 것일 수 있다. 즉, 상기 마이크로 인버터(200)는 상기 운영서버(400)에 의해 설정되는 설정 정보에 의해 일정 간격으로 모니터링 정보를 상기 모니터링 모듈(300)로 전달하여 상기 운영서버(400)로 제공될 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공동 주택의 시스템 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개별 주택의 시스템 구성을 나타내는 도면이다.
한편 상기 모니터링 모듈(300)은 송수신부(320)를 포함하여 상기 마이크로 인버터(200)와 데이터를 상호 송수신할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 모듈(300)은 상기 마이크로 인버터(200)의 설치 위치와 통신 접속 방식에 따라 그에 적합한 통신 인터페이스가 구비됨이 바람직하다.
예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 공동 주택의 경우 각 세대의 태양광 발전에 따른 모니터링 정보는 단위 구역 관제센터의 역할을 수행하는 관리사무소로 전송되어 관리될 수 있으며 상기 모니터링 모듈(300)은 상기 관리사무소에 설치될 수 있다.
이 경우 상기 통신 방식은 Zigbee와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network)이 적용될 수 있는 바, 상기 송수신부(320)은 Zigbee 통신 방식의 데이터를 송수신하기 위한 Zigbee 인터페이스를 포함하는 Zigbee 통신모듈(321)로 구현될 수 있다.
그리고 상기 사용자 단말(500)은 각 세대에 고정 설치되어 상기 운영서버(400)로부터 모니터링 정보를 제공받는 기기이거나 각 세대주의 모바일 기기일 수 있다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이 단위 주택의 경우에는 각 세대에서 수집되는 모니터링 정보는 하나의 모니터링 모듈(300)이 설치되는 광역 관제센터에서 통합 관리될 수 있으므로 각 세대는 LAN(Local Area Network) 또는 WLAN(Wireless LAN)이 적용될 수 있는 바, 상기 송수신부(320)는 유선 또는 무선 Lan 통신 방식의 데이터를 송수신하기 위한 Lan 인터페이스를 포함하는 Lan 통신모듈(322)로 구현될 수 있다.
이 경우도 마찬가지로 상기 사용자 단말(500)은 각 세대에 고정 설치되어 상기 운영서버(400)로부터 모니터링 정보를 제공받는 기기이거나 각 세대주의 모바일 기기일 수 있다.
이와 같이 상기 송수신부(320)는 태양광 발전 시스템이 설치되는 주택의 상황을 고려하여 통신방식을 선택하도록 하며, 이에 적합하도록 선택된 하나의 통신모듈을 이용하여 상기 마이크로 인버터(200)와 데이터 통신할 수 있도록 함이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영서버를 나타내는 블럭도이다.
한편, 상기 운영서버(400)는 상기 모니터링 모듈(300)의 설정 및 제어를 위한 요청 정보를 웹 기반으로 송신하며, 모니터링 모듈(300)로부터 전송되는 모니터링 정보를 수신받고 이를 모니터링 및 관리할 수 있다.
상기 운영서버(400)는 적어도 하나 이상의 모니터링 모듈(300)로부터 태양광 발전 시스템을 설치한 주택의 발전 상황에 대한 모니터링 정보를 수신할 수 있으며 단위 구역별 내지 가구별로 데이터를 분류하여 관리할 수 있다.
예를 들면 상기 운영서버(400)은 상기 모니터링 모듈(300)을 통해 수신되는 URL 주소의 응답 정보에 포함된 IP 주소를 통해 각각의 모니터링 모듈(300)을 식별할 수 있고 이를 분류할 수 있다.
그리고 상기 모니터링 모듈(300)에서는 연결된 하나 이상의 마이크로 인버터(200)로부터 수신된 모니터링 정보에 포함된 식별 정보를 통해 마이크로 인버터(200)를 식별 및 분류할 수 있다. 이때 상기 식별정보는 Zigbee 통신을 이용한 공동 주택 또는 WiFi 등을 이용할 수 있는 개별 주택 등 주택의 구조와 통신 방식에 따라 IP 주소 또는 고유의 식별코드를 해당될 수 있다.
따라서 상기 운영서버(400)는 복수의 모니터링 모듈(300)은 물론 각각의 모니터링 모듈(300)에 접속되는 하나 이상의 마이크로 인버터(200)를 식별 및 분류할 수 있게 되어 효율적인 관리를 수행할 수 있다.
일 예로 상기 운영서버(400)는 상기 모니터링 모듈(300)로부터 전송되는 모니터링 정보를 수신받아 이를 저장하되 상기 발전정보를 통계화한 통계 데이터를 제공할 수 있으며, 상기 사용자 단말(500)은 상기 운영서버(400)로부터 제공되는 통계 데이터를 비교 분석 정보로 활용할 수 있게 된다.
구체적으로 상기 운영서버(400)는 앞서 설명한 바와 같이 모니터링 정보를 포함하여 운영에 필요한 모든 정보를 저장하기 위하여 데이터베이스(410)를 포함할 수 있는 바, 이러한 데이터베이스는 도 6에 도시된 바와 같이 기본정보 데이터베이스(411)와 수신정보 데이터베이스(412) 및 통계정보 데이터베이스(413)를 포함할 수 있다.
상기 기본정보 데이터베이스(411)는 본 발명의 모니터링 시스템을 이용하는 현장별 사용자 정보와 태양광 발전 모듈(100), 마이크로 인버터(200) 등을 포함한 기기 정보 및 해당 기기의 설정 정보 등이 저장될 수 있다.
이때 상기 사용자는 실제 태양광 발전 시스템을 설치하여 그에 따른 발전 정보 등을 요청하는 수요자는 물론 본 시스템을 운영 및 관리하기 위한 운영자를 포함할 수 있다.
상기 수신정보 데이터베이스(412)는 하나 이상의 모니터링 모듈(200)로부터 수신되는 모니터링 정보가 저장될 수 있다.
그리고 상기 통계정보 데이터베이스(413)는 상기 수신정보 데이터베이스(412)에 저장된 모니터링 정보를 각 단위 지역에 따라 개별 주택별 또는 공동 주택별로 분류하고, 각 개별 주택별 또는 공동 주택별 발전 정보를 기설정된 기간별로 통계화한 통계 정보가 저장될 수 있다.
즉, 상기 운영서버(400)에서는 상기 수신정보 데이터베이스(412)에 저장된 모니터링 정보를 누적하며 사용자의 기간별 정보 요청 시 해당 기간의 정보들에 대한 통계 정보를 제공하도록 한다. 상기 기간은 주단위, 월단위, 분기단위, 년단위로 구성될 수 있다.
뿐만 아니라 상기 운영서버(400)는 상기 사용자 단말(500)로부터 비교 정보의 요청 시, 상기 사용자 단말(500)에서 선택된 하나 이상의 인접 개별 주택 또는 공동 주택에 대한 통계 정보를 상기 사용자 단말(500)로 제공할 수 있게 되고, 이를 제공받은 상기 사용자 단말(500)은 동일 기간 동안의 인접한 개별 주택 또는 공동 주택에 대한 통계 정보를 확인함으로써 발전 상황 등을 비교할 수 있게 되는 것이다.
이러한 운영서버(400)는 요청 정보의 입력과 응답 정보의 출력 등을 수행하기 위한 입출력 인터페이스가 구비될 수 있다. 일 예로 도면에 도시된 바 없으나 상기 운영서버(400)는 수신된 모니터링 정보를 GUI(graphical user interface) 기반으로 구현되는 웹 브라우저를 이용하여 모니터링 할 수 있는 관리자 PC를 포함할 수 있으며 운영자가 상기 관리자 PC를 이용하여 명령의 입력과 정보 출력 등을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.
한편, 상기 사용자 단말(500)은 웹을 통해 상기 운영서버(400)에 인증을 요청할 수 있으며 상기 운영서버(400)로부터 관리 정보 및 모니터링 정보를 제공받을 수 있다.
이러한 사용자 단말(500)은 웹 기반으로 상기 운영서버(400)와 접속되어 정보를 제공받을 수 있는 단말기로, 예를 들면 웹 브라우저 또는 모니터링 앱(App)의 설치 및 실행이 가능한 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 모바일 기기일 수 있다.
또한 상기 사용자 단말(500)은 상기 운영서버(400)와 연동되어 가구에 설치된 태양광 발전 시스템에 대한 설정 및 제어를 수행할 수 있도록 요청 정보를 생성하며 이를 상기 운영서버(400)로 전달되도록 함으로써 해당 가구의 마이크로 인버터(200) 등의 기기를 설정 및 제어할 수 있다.
상기 운영서버(400)는 도 6에 도시된 바와 같이 정보제공부(430) 및 인증요청부(440)를 더 포함할 수 있다.
먼저 상기 인증요청부(400)는 접속된 사용자 단말(500)에서 요청하는 인증에 대하여 승인 또는 불허 명령을 송출한다. 상기 사용자 단말(500)에 대한 인증 방식은 공지 기술 등을 통해 다양하게 실시될 수 있는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 정보제공부(430)은 상기 인증요청부(440)에서 인증이 승인된 사용자 단말(500)에 대하여 정보를 제공하는 것으로, 상기 사용자 단말(500)에서 요청하는 요청 정보를 분석하고 그에 대응하는 정보를 검색하여 이를 상기 사용자 단말(500)로 제공하도록 한다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 운영서버(400)는 외부로부터 기상 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면 상기 운영서버(400)는 도면에 도시된 바 없으나 기상청 서버와 연계되어 상기 기상청 서버로부터 기상 정보를 실시간으로 수신받을 수 있다.
그리고 상기 운영서버(400)는 상기 수신한 기상 정보가 저장되는 기상정보 데이터베이스(420)를 더 포함할 수 있다. 상기 기상정보 데이터베이스(420)는 각 지역별 기상 정보는 물론 예보 정보를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 운영서버(400)는 사용자 단말(500)의 모니터링 정보 요청 시, 기상 정보를 포함한 모니터링 정보를 상기 사용자 단말로 제공할 수 있게 되며, 사용자는 상기 사용자 단말(500) 등을 통해 태양광 발전 시스템의 기간별 통계 정보, 비교 분석 정보는 물론 특정 날짜의 기상 상황을 고려하며 발전량을 확인할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 상기 운영서버(400)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 마이크로 인버터(200)로부터 전송된 상태 진단 이벤트를 상기 모니터링 모듈(300)을 통해 전달받을 수 있으며, 이러한 마이크로 인버터(200)의 상태 진단 이벤트가 저장되는 상태정보 데이터베이스(450)을 더 포함할 수 있다.
따라서 상기 운영서버(400)는 상기 사용자 단말(500)의 모니터링 정보 요청 시, 상기 기상 정보와 함께 상기 마이크로 인버터(200)의 상태 진단 정보를 상기 사용자 단말(500)로 제공할 수 있게 되는 것이다.
여기서 상기 사용자 단말(500)은 모니터링 앱(App)을 통해 구현되는 화면을 이용하여 상기 운영서버(400)로 요청 정보를 입력 및 송신할 수 있으며, 상기 운영서버(400)로부터 제공되는 응답 정보 즉 상술한 상태 진단 정보를 포함한 모니터링 정보, 비교 정보 및 기상 정보 등을 수신 및 출력할 수 있다.
상기 모니터링 앱(App)은 운영서버(400)에서 특정 이벤트의 발생 시 예를 들면 마이크로 인버터(200)의 기계적 고장, 발전 상태의 불량, 기상 상태의 악천후 등의 이벤트가 발생한 경우 이를 푸쉬 알람에 의한 팝업창을 통해 사용자 단말(500)로 표시되도록 할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말(500)은 상기 운영서버(400)로부터 제공되는 응답 정보를 이동 통신망을 통한 SMS(short message service) 형태의 메시지로도 출력할 수 있다.
이러한 앱(App) 또는 SMS(short message service)를 통한 알림 서비스는 공지기술을 통해 다양하게 구현될 수 있는 바, 서비스를 구현하기 위한 구체적인 방법은 생략하기로 한다.
이처럼 본 발명의 시스템에 따르면 가정용으로 적용될 수 있는 태양광 발전 시스템에서 복수의 태양광 발전 설비가 상호 연계되도록 하여 향후 단위 구역별 또는 지자체별로 효율적인 관제 및 운영이 이루어질 수 있으며, 상호 데이터 통신을 수행함에 있어 표준화로 구축된 웹 기반으로 사용자에게 모니터링 정보를 제공하여 사용자 편의를 도모할 수 있으며 스마트 그리드와 같은 타 기술 분야와의 연동될 수 있는 접근성과 용이성이 향상될 수 있다.
또한, 사용자에게 모니터링 정보를 제공함에 있어, 기간별 정보, 통계화를 통한 비교 분석 정보, 기상 정보 및 상태 정보 등 다양한 모니터링 정보를 제공하도록 하고 이를 앱(App) 등을 통한 모니터링 서비스를 제공함으로써 사용자로 하여금 편의성이 향상될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
100 : 태양광 발전 모듈 200 : 마이크로 인버터
300 : 모니터링 모듈 400 : 운영서버
500 : 사용자 단말 600 : 게이트웨이
300 : 모니터링 모듈 400 : 운영서버
500 : 사용자 단말 600 : 게이트웨이
Claims (12)
- 단위 태양광 발전 모듈에 연결되는 상기 단위 태양광 발전 모듈에서 생성되는 전기 에너지를 가공 및 제어하며, 연결된 단위 태양광 발전 모듈의 발전 정보와 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 생성 및 출력하는 마이크로 인버터;
통신 인터페이스가 구비되어 적어도 하나 이상의 마이크로 인버터로부터 생성되는 상기 모니터링 정보를 수신 및 저장하며, 웹 기반 형태의 요청 정보를 수신 및 분석하고 그에 대응하는 응답 정보를 출력하거나 상기 마이크로 인버터를 제어하는 WoT 기반의 모니터링 모듈;
상기 모니터링 모듈의 설정 및 제어를 위한 요청 정보를 웹 기반으로 송신하며, 하나 이상의 모니터링 모듈로부터 전송되는 모니터링 정보를 수신받아 이를 저장하되, 각 모니터링 모듈과 각 모니터링 모듈에 접속된 하나 이상의 마이크로 인버터를 식별하여 분류하고 모니터링 정보에 있어 발전정보를 통계화하는 운영서버; 및
상기 운영서버에 요청 정보를 송신하여 운영서버에서 처리하는 통계화된 발전 정보 및 모니터링 정보를 제공받는 사용자 단말;을 포함하되,
상기 운영서버는,
현장별 사용자 정보, 태양광 발전 모듈, 마이크로 인버터를 포함한 기기 정보와 설정 정보가 저장되는 기본정보 데이터베이스; 하나 이상의 모니터링 모듈로부터 수신되는 모니터링 정보가 저장되는 수신정보 데이터베이스; 및 상기 수신정보 데이터베이스에 저장된 모니터링 정보를 각 단위 지역에 따라 개별 주택별 또는 공동 주택별로 분류하고, 각 개별 주택별 또는 공동 주택별 발전 정보를 기설정된 기간별로 통계화한 통계 정보가 저장되는 통계정보 데이터베이스;를 포함하고, 상기 사용자 단말로부터 비교 정보의 요청 시, 상기 사용자 단말에서 선택된 하나 이상의 인접 개별 주택 또는 공동 주택에 대한 통계 정보를 상기 사용자 단말로 제공하며,
상기 마이크로 인버터는,
출력된 모니터링 정보를 상기 모니터링 모듈로 송신하거나 상기 모니터링 모듈로부터 전송되는 제어 신호를 수신하는 통신모듈; 마이크로 인버터의 수동 또는 자동 모드 상태, 기기의 리셋 횟수, 운전 시간, 계통 이상, 주파수 이상, 계통 전압 이상, 과전압, 저전압, 인버터 과열, 대기모드, 지락 검출을 포함하는 상태를 실시간으로 자가 진단하며, 자가 진단에 따른 상태 정보를 출력하는 상태 진단 모듈; 상기 상태 진단 모듈로부터 출력되는 각각의 상태 정보에 대한 상태/진단 이벤트를 생성하여 상기 통신모듈을 통해 상기 모니터링 모듈로 전송하는 이벤트 생성 모듈; 및 상기 통신모듈을 통해 수신한 운영서버 또는 사용자 단말의 제어신호에 따라 마이크로 인버터의 설정과 제어를 수행하는 제어모듈;을 포함하고,
상기 모니터링 모듈은,
상기 마이크로 인버터의 모니터링 정보를 수집하는 정보수집부; 상기 정보수집부에서 수집된 바이너리 형태의 정보를 상기 운영서버에서 인식할 수 있도록 웹 기반의 XML 형태 데이터로 변환하고 운영서버 고유의 IP를 포함하는 URL 주소로 가공하여 상기 운영서버로 송신하며, 상기 운영서버의 요청 정보를 수신하기 위한 송수신부; 상기 정보수집부에서 수집되는 모니터링 정보와 상기 운영서버의 요청 정보가 저장되는 데이터베이스; 상기 송수신부를 통해 수신되는 운영서버의 XML 형태의 요청 정보를 기 정의된 프로토콜에 따라 해석하며 그에 대응하는 제어신호로 생성하는 정보분석부; 및 상기 정보분석부에서 생성되는 제어신호에 따라 상기 마이크로 인버터를 설정 및 제어하거나 정보를 요청하는 설정제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 모니터링 모듈은,
상기 마이크로 인버터로부터 전송된 상태 진단 이벤트를 상기 운영서버로 송신하며,
상기 운영서버는,
상기 모니터링 모듈로부터 수신한 마이크로 인버터의 상태 진단 이벤트가 저장되는 상태정보 데이터베이스; 및
외부로부터 기상 정보를 수신하고 이를 저장하는 기상정보 데이터베이스;를 더 포함하며,
상기 사용자 단말의 모니터링 정보 요청 시, 상기 마이크로 인버터의 발전 정보와 함께 상태 진단 정보 및 기상 정보를 상기 사용자 단말로 제공하는 것을 특징으로 하는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템.
- 제 5항에 있어서,
상기 사용자 단말은,
모니터링 앱(App)을 통해 구현되는 화면을 이용하여 상기 운영서버로 요청 정보를 입력 및 송신하며, 상기 운영서버로부터 제공되는 응답 정보를 수신 및 출력하는 것을 특징으로 하는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템.
- 제 5항에 있어서,
상기 사용자 단말은,
상기 운영서버로부터 제공되는 응답 정보를 이동 통신망을 통한 SMS(short message service) 형태로 출력하는 것을 특징으로 하는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 모니터링 모듈은,
상기 운영서버의 요청 정보가 수신됨에 따라 저장된 모니터링 정보를 상기 운영서버로 제공하는 것을 특징으로 하는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 모니터링 모듈은,
상기 마이크로 인버터에 기 설정된 설정 정보에 따라 일정 시간 간격으로 모니터링 정보를 상기 운영서버로 제공하는 것을 특징으로 하는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 송수신부는,
Zigbee 통신 방식의 데이터를 송수신하기 위한 Zigbee 인터페이스를 포함하는 Zigbee 통신모듈; 및
유선 또는 무선 Lan 통신 방식의 데이터를 송수신하기 위한 Lan 인터페이스를 포함하는 Lan 통신모듈;를 포함하며,
선택된 하나의 통신모듈을 이용하여 상기 마이크로 인버터와 데이터 통신하는 것을 특징으로 하는 WoT 기반의 태양광 발전 모니터링 시스템.
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