KR101998241B1

KR101998241B1 - 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템

Info

Publication number: KR101998241B1
Application number: KR1020190001513A
Authority: KR
Inventors: 백경석; 오재철
Original assignee: 주식회사 아이온커뮤니케이션즈
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2019-07-10
Also published as: WO2020145488A1

Abstract

복수의 태양광 패널과 관련되어 설치된 센서로부터 복수의 태양광 패널의 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터에 기초하여 불량 가능 태양광 패널을 결정하는 중앙 서버; 및 중앙 서버로부터 불량 가능 태양광 패널에 대한 정보를 수신하고, 불량 가능 태양광 패널로 비행하여 서로 다른 종류의 복수의 카메라로 불량 가능 태양광 패널을 촬영하는 비행 물체를 포함하되, 중앙 서버는 비행 물체로부터 복수의 카메라로 촬영된 복수의 영상을 수신하고, 복수의 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널의 불량 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 불량 검출 시스템이 개시된다.

Description

빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템{SYSTEM FOR DETECTING DEFECT OF SOLAR PANEL BY USING BIG-DATA}

본 발명은 태양광 패널의 불량 검출 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 미리 수집된 빅데이터와 비행 물체를 이용하여 불량이 발생한 태양광 패널을 검출하는 시스템에 관한 것이다.

태양광 발전은 태양광 패널과 축전지, 전력변환장치 등으로 구성된다. 태양빛이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양광 패널로 인가되면 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 태양광 패널에서 정공(hole)과 전자(electron)가 발생한다. 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하고, 그에 따라 전류가 흐르게 된다. 태양광 발전의 장점은 공해가 없고, 필요한 장소에서 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지 보수가 용이하다는 것이다.

태양광 발전소 보급이 확대되면서 운용 중인 발전소의 발전 효율의 중요성이 높아지고 있다. 특히, 태양광 패널에서의 국소적인 불량 발생은 발전 효율을 낮출 뿐 아니라, 불량이 발생한 패널의 주위 패널에 영향을 미치므로 발견과 동시에 교체가 요구된다. 이러한 불량 패널을 발견하는 방법으로 가장 많이 사용되고 있는 방법은 적외선 방식의 열화상 카메라로 촬영하는 것이다. 열화상 카메라로 촬영하면 정상 동작하는 패널과 대비하여 온도 차이로 인해 다른 색으로 표시된다. 관리자는 열화상 카메라를 육안으로 확인하거나 소프트웨어로 확인하여 불량 여부를 판단하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템은 불량이 발생한 태양광 패널을 신속하게 검출하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템은 관리자가 직접 태양광 패널이 설치된 위치를 방문하여 사진 촬영 등을 해야 하는 번거로움을 제거하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템은 서로 다른 종류의 카메라들을 구비한 비행 물체를 이용하여 다양한 요인의 불량 패널을 검출하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 불량 검출 시스템은,

복수의 태양광 패널과 관련되어 설치된 센서로부터 상기 복수의 태양광 패널의 센싱 데이터를 수신하고, 상기 수신된 센싱 데이터에 기초하여 불량 가능 태양광 패널을 결정하는 중앙 서버; 및 상기 중앙 서버로부터 상기 불량 가능 태양광 패널에 대한 정보를 수신하고, 상기 불량 가능 태양광 패널로 비행하여 서로 다른 종류의 복수의 카메라로 상기 불량 가능 태양광 패널을 촬영하는 비행 물체를 포함하되, 상기 중앙 서버는 상기 비행 물체로부터 상기 복수의 카메라로 촬영된 복수의 영상을 수신하고, 상기 복수의 영상에 기초하여 상기 불량 가능 태양광 패널의 불량 여부를 판정할 수 있다.

상기 복수의 태양광 패널 각각은 복수의 단위 패널로 구성되되, 상기 중앙 서버는, 상기 복수의 태양광 패널 각각에 포함된 각 단위 패널의 인덱스를 저장할 수 있다.

상기 중앙 서버는, 상기 불량 가능 태양광 패널에 포함된 단위 패널들 중 불량 가능 단위 패널의 인덱스 및 위치 정보 중 적어도 하나를 상기 비행 물체로 전송하고, 상기 비행 물체는, 불량 가능 단위 패널의 인덱스 및 위치 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 불량 가능 단위 패널로 비행할 수 있다.

상기 중앙 서버는, 상기 복수의 태양광 패널의 영상으로부터 각 태양광 패널에 포함된 단위 패널들을 식별하고, 식별된 단위 패널들 각각에 인덱스를 할당할 수 있다.

상기 복수의 카메라는, 가시광선 카메라, 적외선 카메라 및 EL(electro luminescence) 카메라 중 복수 개를 포함할 수 있다.

상기 비행 물체는, 상기 복수의 카메라 중 제 1 카메라로 상기 불량 가능 태양광 패널을 촬영한 영상을 상기 중앙 서버로 전송하고, 상가 중앙 서버의 요청이 수신되면 상기 복수의 카메라 중 제 2 카메라로 상기 불량 가능 태양광 패널을 촬영하여 촬영된 영상을 상기 중앙 서버로 전송할 수 있다.

상기 중앙 서버는, 미리 수집된 태양광 패널 관련 데이터와 상기 센싱 데이터를 소정 알고리즘에 따라 비교하여 상기 불량 가능 태양광 패널을 결정할 수 있다.

상기 비행 물체는, 배터리에 저장된 전력을 이용하여 상기 불량 가능 태양광 패널로 비행을 한 후, 상기 불량 가능 태양광 패널에 설치된 무선 충전 기기로부터 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전할 수 있다.

상기 비행 물체는, 배터리에 저장된 전력을 이용하여 상기 불량 가능 태양광 패널로 비행을 하는 동안 상기 배터리에 저장된 전력량이 소정 기준량 미만이 되거나 상기 배터리에 저장된 전력량으로 상기 불량 가능 태양광 패널에 도달할 수 없는 경우, 인접 태양광 패널에 설치된 무선 충전 기기로부터 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전한 후, 상기 불량 가능 태양광 패널로 비행할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 서버는,

복수의 태양광 패널과 관련되어 설치된 센서로부터 상기 복수의 태양광 패널의 센싱 데이터를 수신하고, 상기 복수의 태양광 패널 중 불량 가능 태양광 패널에 대한 정보를 비행 물체로 전송하여 상기 비행 물체가 상기 불량 가능 태양광 패널로 비행하게 하는 통신부; 및 상기 수신된 센싱 데이터에 기초하여 상기 복수의 태양광 패널 중 상기 불량 가능 태양광 패널을 결정하고, 상기 비행 물체로부터 서로 다른 종류의 복수의 카메라로 촬영된 상기 불량 가능 태양광 패널의 복수의 영상이 수신되면, 상기 복수의 영상에 기초하여 상기 불량 가능 태양광 패널의 불량 여부를 판정하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템은 불량이 발생한 태양광 패널을 신속하게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템은 관리자가 직접 태양광 패널이 설치된 위치를 방문하여 사진 촬영 등을 해야 하는 번거로움을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템은 서로 다른 종류의 카메라들을 구비한 비행 물체를 이용하여 다양한 요인의 불량 패널을 검출할 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 이용한 태양광 패널 불량 검출 시스템이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 불량 검출 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 불량 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 패널의 불량 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 태양광 패널에 포함된 단위 패널들에 인덱스를 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비행 물체가 불량 가능 태양광 패널로 비행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 비행 물체에 의해 촬영되는 가시광선 영상, 적외선 영상 및 EL 영상을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 서버의 구성을 도시하는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 '~부(유닛)', '모듈' 등으로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널(300)의 불량 검출 시스템을 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널(300)의 불량 검출 시스템은 중앙 서버(100), 비행 물체(200), 복수의 태양광 패널(300) 및 관리자 단말(400)을 포함할 수 있다.

도 1에는 도시되어 있지는 않지만, 태양광 패널(300)의 불량 검출 시스템은 복수의 태양광 패널(300)과 관련되어 설치된 센서(500)를 더 포함할 수 있다.

중앙 서버(100)와 센서(500), 중앙 서버(100)와 비행 물체(200) 및 중앙 서버(100)와 관리자 단말(400)은 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 네트워크는 유선 네트워크와 무선 네트워크를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 근거리 네트워크(LAN: Local Area Network), 도시권 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 네트워크(WAN: Wide Area Network) 등의 다양한 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크는 공지의 월드 와이드 웹(WWW: World Wide Web)을 포함할 수도 있다. 그러나, 본 발명에 따른 네트워크는 상기 열거된 네트워크에 국한되지 않고, 공지의 무선 데이터 네트워크나 공지의 전화 네트워크, 공지의 유무선 텔레비전 네트워크를 적어도 일부로 포함할 수도 있다.

중앙 서버(100)는 복수의 태양광 패널(300) 중 불량이 발생한 태양광 패널(300)을 검출하고, 검출 결과를 관리자 단말(400)로 전송한다. 중앙 서버(100)는 불량 판정을 위해 태양광 패널 관련 데이터를 미리 수집할 수 있다.

중앙 서버(100)는 센서(500)로부터 수신되는 센싱 데이터 및 비행 물체(200)로부터 수신되는 영상 데이터를 상기 미리 수집된 태양광 패널 관련 데이터와 비교하여 불량 태양광 패널(300)을 검출할 수 있다.

비행 물체(200)는 중앙 서버(100)의 제어하에 특정의 태양광 패널(300)로 비행하여 태양광 패널(300)의 사진을 촬영한다. 비행 물체(200)는 촬영된 영상을 중앙 서버(100)로 전송하여 중앙 서버(100)가 태양광 패널(300)의 불량 여부를 판정할 수 있게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 중앙 서버(100)는 센싱 데이터 및 영상 데이터에 기초하여 불량이 발생한 태양광 패널(300)을 신속하게 검출할 수 있고, 상기 영상 데이터는 비행 물체(200)에 의해 획득 가능하므로 관리자가 직접 사진 촬영을 위해 태양광 패널(300)이 설치된 위치로 이동할 필요가 없게 된다.

이하에서는, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널(300)의 불량 검출 시스템의 동작에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널(300)의 불량 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

S210 단계에서, 센서(500)는 복수의 태양광 패널(300)에 대한 센싱 데이터를 수집하여 중앙 서버(100)로 전송한다.

센서(500)는 복수 개일 수 있으며, 복수의 센서(500) 각각이 복수의 태양광 패널(300) 각각에 대응되어 설치되어 각 태양광 패널(300)의 센싱 데이터를 수집할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 센서(500) 각각은 후술하는 단위 패널 각각에 대응되어 설치되어 각 단위 패널의 센싱 데이터를 수집할 수도 있다.

일 실시예에서, 센서(500)가 수집하는 센싱 데이터는 태양광 패널(300)의 발전량, 태양광 패널(300)로의 일사량, 태양광 패널(300)의 온도 및 태양광 패널(300)의 습도 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 센싱 데이터는 하나의 센서(500)에 의해 측정될 수도 있고, 서로 다른 종류의 센서(500)에 의해 측정될 수도 있다.

S220 단계에서, 중앙 서버(100)는 센서(500)로부터 수신된 센싱 데이터에 기초하여 복수의 태양광 패널(300) 중 불량 가능 태양광 패널(300)을 결정한다. 불량 가능 태양광 패널(300)이란, 불량의 발생이 의심되는 태양광 패널(300)을 의미할 수 있다.

중앙 서버(100)는 미리 수집된 태양광 패널 관련 데이터와 센싱 데이터를 비교하여 불량 가능 태양광 패널(300)을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 중앙 서버(100)는 소정 알고리즘에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)을 결정할 수 있으며, 소정 알고리즘은 예를 들어, 기계 학습 알고리즘을 포함할 수 있다.

구체적으로, 중앙 서버(100)는 불량이 발생한 태양광 패널 관련 데이터와 정상 상태의 태양광 패널 관련 데이터를 포함하는 빅 데이터를 미리 수집하고, 수집된 데이터로 기계 학습 알고리즘을 학습시킨 후, 학습된 알고리즘에 센싱 데이터를 입력하여 복수의 태양광 패널(300) 중 불량이 의심되는 태양광 패널(300)을 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 중앙 서버(100)는 센싱 데이터에 기초하여 불량 가능 단위 패널을 결정할 수도 있다.

S230 단계에서, 중앙 서버(100)는 불량 가능 태양광 패널(300)의 정보를 비행 물체(200)로 전송한다.

불량 가능 태양광 패널(300)의 정보는, 불량 가능 태양광 패널(300)의 식별 정보 및 불량 가능 태양광 패널(300)의 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 중앙 서버(100)에는 각 태양광 패널(300)의 식별 정보와 그에 대응하는 위치 정보가 미리 저장될 수 있다.

중앙 서버(100)가 태양광 패널(300)의 식별 정보만을 비행 물체(200)로 전송하는 경우, 비행 물체(200)는 식별 정보에 매핑된 위치 정보를 목적지로 결정할 수 있고, 중앙 서버(100)가 태양광 패널(300)의 위치 정보만을 비행 물체(200)로 전송하는 경우, 비행 물체(200)는 수신된 위치 정보를 목적지로 결정할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 불량 가능성의 판단이 단위 패널 기준으로 이루어지는 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 단위 패널의 인덱스 및/또는 불량 가능 단위 패널의 위치 정보를 비행 물체(200)로 전송할 수 있다.

S240 단계에서, 비행 물체(200)는 중앙 서버(100)로부터 수신된 정보에 기초하여 목적지(즉, 불량 가능 태양광 패널(300)이 설치된 지점)를 결정하고, 결정된 목적지로 비행을 한다.

S250 단계에서, 비행 물체(200)는 불량 가능 태양광 패널(300)에 도착한 뒤, 불량 가능 태양광 패널(300)(또는 불량 가능 단위 패널)을 카메라로 촬영한다.

일 실시예에서, 비행 물체(200)는 서로 다른 종류의 복수의 카메라를 포함할 수 있다. 복수의 카메라는 예를 들어, 가시광선 카메라, 적외선 카메라 및 EL(electro luminescence) 카메라 중 복수 개를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 비행 물체(200)는 서로 다른 종류의 복수의 카메라를 장착한 상태에서 복수의 카메라 각각으로 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영할 수 있고, 또는 비행 물체(200)는 하나의 카메라를 장착한 상태에서 가시광선 촬영 모드, 적외선 촬영 모드 또는 EL 촬영 모드로 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영할 수도 있다.

비행 물체(200)는 가시광선 카메라, 적외선 카메라 및 EL 카메라의 순서로 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영하여 도 6에 도시된 것과 같은 가시광선 영상(600a), 적외선 영상(600b) 및 EL 영상(600c)을 획득할 수 있다. 상기 가시광선 카메라, 적외선 카메라 및 EL 카메라의 촬영 순서는 하나의 예시일 뿐이며, 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영하는 순서는 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비행 물체(200)가 서로 다른 종류의 복수의 카메라로 복수의 영상을 촬영하는 이유는, 어느 하나의 종류의 영상만으로 패널의 불량 여부를 판정하는 것이 부정확하기 때문이다.

불량 상태의 태양광 패널(300)은 적외선 카메라로 촬영 시에 주변의 정상 패널과는 다른 색깔(온도 차이 발생하여 다른 색으로 표시)로 나타난다. 다만 적외선 카메라가 찾지 못하는 불량 유형이 존재하는데, 예를 들면, 먼지나 오물이 태양광 패널(300) 위에 존재하는 경우 햇빛과의 접촉을 방해하는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 경우는 적외선 카메라보다는 가시광선 카메라가 효율적이다. 또한, 태양광 패널(300)의 내부의 미세한 크랙이 발생한 경우는 EL 카메라의 EL 영상을 통해 검출이 용이해질 수 있다. 세 종류의 카메라를 항상 검사에 이용하면 신속한 검출이 가능할 수는 있지만, 특히 EL 영상은 고해상도로 촬영해야 하고, 비행 물체(200)가 빠르게 이동할 수 없는 촬영 조건을 가지므로 짧은 시간에 넓은 발전소를 검사하는 경우에는 역효과가 나타난다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, 센싱 데이터를 이용하여 1차적으로 불량 가능 패널을 검출하고, 검출된 불량 가능 패널로 비행 물체(200)를 이동시켜 서로 다른 종류의 복수의 영상을 촬영하게 하는 것이다.

불량 가능 태양광 패널(300)에 대한 촬영이 종료되면, S260 단계에서, 비행 물체(200)는 복수의 영상을 중앙 서버(100)로 전송한다.

S270 단계에서, 중앙 서버(100)는 수신된 복수의 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)의 불량 여부를 최종적으로 판단한다.

앞서 설명한 바와 같이, 중앙 서버(100)는 미리 수집된 태양광 패널 관련 데이터와 수신된 영상을 비교하여 불량 여부를 최종적으로 판단할 수 있다.

S280 단계에서, 중앙 서버(100)는 불량 판정 결과를 관리자 단말(400)로 전송한다. 중앙 서버(100)는 불량 판정 결과를 관리자 단말(400)로 전송할 때 불량으로 판정된 태양광 패널(300)의 식별 정보 및/또는 위치 정보를 관리자 단말(400)로 함께 전송할 수 있다.

관리자는 불량이 발생한 패널로 이동하여 패널 교체, 패널 검사 등의 조치를 취할 수 있다.

일 실시예에서, 중앙 서버(100)는 불량 가능 태양광 패널(300)이 최종적으로 정상으로 판정되었더라도, 불량이 의심되는 것으로 1차적으로 판단된 태양광 패널(300)의 식별 정보 및/또는 위치 정보를 관리자 단말(400)로 전송할 수 있다. 불량이 의심되는 것으로 1차적으로 판단되었다는 것은, 실제 불량 상태에 있으나 영상으로 그 판단이 정확하게 이루어지지 않은 것일 수도 있기 때문이다. 따라서, 관리자는 불량 의심 상태로 판단된 태양광 패널(300)의 정보가 중앙 서버(100)로부터 수신되면, 정기적으로 또는 불량 상태의 태양광 패널(300)에 필요한 조치를 취할 때 직접 점검을 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 패널(300)의 불량 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시된 S305 단계 내지 S320 단계는 도 2와 관련하여 설명한 S210 단계 내지 S240 단계와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

S325 단계에서, 비행 물체(200)는 불량 가능 태양광 패널(300)로 비행한 후, 복수의 카메라 중 제 1 카메라로 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영한 후, S330 단계에서, 제 1 카메라로 촬영된 제 1 영상을 중앙 서버(100)로 전송한다. 제 1 영상은 예를 들어, 적외선 영상일 수 있다.

S335 단계에서, 중앙 서버(100)는 제 1 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)의 불량 여부를 판정한다.

S340 단계에서, 제 1 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)의 상태가 불량이 아닌 것으로 판정된 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 태양광 패널(300)의 재촬영 요청을 비행 물체(200)로 전송한다.

제 1 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)의 상태가 불량으로 판정된 경우에는, S360 단계에서, 중앙 서버(100)는 불량 판정 결과를 관리자 단말(400)로 전송한다. 이 경우, 비행 물체(200)는 중앙 서버(100)로부터 소정 시간 간격 동안 재촬영 요청이 수신되지 않으면 복귀 위치(예를 들어, 최초 출발 위치)로 비행한다.

상기 S340 단계에서, 중앙 서버(100)로부터 재촬영 요청이 수신된 경우, S345 단계에서 비행 물체(200)는 복수의 카메라 중 상기 제 1 카메라와 상이한 제 2 카메라로 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영한다. 제 2 카메라는 예를 들어 가시광선 카메라를 포함할 수 있다.

S350 단계에서, 비행 물체(200)는 제 2 카메라로 촬영된 제 2 영상을 중앙 서버(100)로 전송한다.

S355 단계에서, 중앙 서버(100)는 제 2 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)의 불량 여부를 다시 판정하고, S360 단계에서, 불량 가능 태양광 패널(300)의 불량 판정 결과를 관리자 단말(400)로 전송한다.

만약, S355 단계에서 불량 가능 태양광 패널(300)이 불량으로 판정된 경우, 비행 물체(200)는 중앙 서버(100)로부터 소정 시간 간격 동안 재촬영 요청이 수신되지 않으면 복귀 위치(예를 들어, 최초 출발 위치)로 비행할 수 있다.

그러나, S355 단계에서, 불량 가능 태양광 패널(300)이 정상으로 판정되었고, 비행 물체(200)가 제 3 카메라를 더 포함하는 경우, 중앙 서버(100)는 비행 물체(200)로 재촬영 요청을 다시 할 수 있다. 비행 물체(200)는 재촬영 요청에 따라 제 3 카메라로 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영하여 제 3 영상을 중앙 서버(100)로 전송할 수 있다. 상기 제 3 영상은 예를 들어, EL 영상일 수 있다. 중앙 서버(100)는 제 3 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)의 불량 여부를 최종적으로 판단하고, 판단 결과를 관리자 단말(400)로 전송할 수 있다. 제 3 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)이 불량이 아닌 것으로 판단된 경우에는 중앙 서버(100)는 해당 태양광 패널(300)의 상태를 최종적으로 정상으로 판정할 수 있다.

비행 물체(200), 예를 들어, 드론의 경우 배터리에 저장된 전력을 통해 비행을 하기 때문에 비행 시간의 조절이 매우 중요하다. 따라서, 도 3에 도시된 실시예에서는 비행 물체(200)의 영상 촬영 횟수를 최소로 하여 비행 물체(200)의 배터리 전력량을 감소시킬 수 있다. 다시 말하면, 제 1 카메라에 의해 촬영된 제 1 영상으로부터 불량 가능 태양광 패널(300)이 불량으로 판정되었다면, 비행 물체(200)는 추가 촬영없이 비행을 중단할 수 있으며, 제 1 영상으로부터 불량 가능 태양광 패널(300)이 정상으로 판정되었다면 제 2 카메라로 불량 가능 태양광 패널(300)을 재촬영한다. 그리고, 제 2 카메라에 의해 촬영된 제 2 영상으로부터 불량 가능 태양광 패널(300)이 불량으로 판정되었다면, 비행 물체(200)는 추가 촬영없이 비행을 중단할 수 있다.

즉, 도 2에 도시된 실시예에서는 비행 물체(200)가 복수의 카메라 각각으로 복수 회의 촬영을 한 후, 복수의 영상을 중앙 서버(100)로 전송하지만, 도 3에 도시된 실시예에서는 비행 물체(200)가 불량 가능 태양광 패널(300)을 촬영한 이후 재촬영 요청이 수신되는 경우 재촬영을 진행하므로, 비행 시간을 감소시킬 수 있는 것이다.

도 4는 태양광 패널(300)에 포함된 단위 패널들에 인덱스를 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

앞서 설명한 바와 같이, 센서(500)가 센싱 데이터를 단위 패널을 기준으로 획득하는 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 단위 패널의 정보를 비행 물체(200)로 알려주어야 한다. 이를 위해 중앙 서버(100)는 먼저 복수의 태양광 패널(300) 각각의 단위 패널에 인덱스를 할당할 수 있다.

중앙 서버(100)는 비행 물체(200) 또는 관리자에 의해 촬영된 태양광 패널(300)의 영상(350)을 수신한 후, 수신된 태양광 패널(300)의 영상(350)에서 각 단위 패널(310)을 식별할 수 있다.

도 4에 도시된 영상(350)에서 태양광 패널(300)은 각 단위 패널(310) 사이의 경계선(320)을 포함할 수 있는데, 중앙 서버(100)는 태양광 패널(300) 영상(350)에서 경계선(320)을 이미지 처리 기술을 통해 식별한 후, 경계선(320)에 인접하여 위치한 단위 패널(310)들을 검출할 수 있다. 그리고, 중앙 서버(100)는 태양광 패널(300)에 포함된 복수의 단위 패널(310) 각각에 인덱스를 할당할 수 있다. 예를 들어, 인덱스는 태양광 패널(300)에 포함된 단위 패널(310)의 행과 열을 나타낼 수 있다. 도 4에서 단위 패널(310a)는 태양광 패널(300)의 3번째 행 및 1번째 열에 위치하므로 인덱스로서 (3, 1)이 할당될 수 있고, 단위 패널(310b)는 태양광 패널(300)의 5번째 행 및 3번째 열에 위치하므로 인덱스로서 (5, 3)이 할당될 수 있다.

도 4에 도시된 태양광 패널 영상(350)은 하나의 태양광 패널(300)에 대해 촬영된 영상일 수도 있지만, 두 개의 태양광 패널(300)에 대해 촬영된 영상일 수도 있다. 다시 말하면, 도 4에 도시된 태양광 패널(300)에서 1번째 행부터 3번째 행 내에 포함된 단위 패널(310)들이 그룹이 되어 하나의 태양광 패널(300)(제 1 태양광 패널)을 구성할 수 있고, 4번째 행부터 6번째 행 내에 포함된 단위 패널(310)들이 그룹이 되어 하나의 태양광 패널(300)(제 2 태양광 패널)을 구성할 수 있다. 이 경우, 단위 패널(310a)은 제 1 태양광 패널(300)의 3번째 행 및 1번째 열에 위치하므로 인덱스로서 (3, 1)이 할당될 수 있고, 단위 패널(310b)는 제 2 태양광 패널(300)의 2번째 행 및 3번째 열에 위치하므로 인덱스로서 (2, 3)이 할당될 수도 있다.

이하에서는, 중앙 서버(100)가 목적지(즉, 불량 가능 태양광 패널의 위치 및/또는 불량 가능 단위 패널의 위치) 정보를 비행 물체(200)로 전송하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

중앙 서버(100)는 복수의 태양광 패널(300) 각각의 식별 정보 및/또는 위치 정보를 저장할 수 있고, 각 태양광 패널(300)에 포함된 단위 패널들의 인덱스 및/또는 위치 정보를 저장할 수 있다.

일 예로서, 센서(500)가 태양광 패널(300) 단위로 센싱 데이터를 획득하는 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 태양광 패널(300)의 식별 정보를 비행 물체(200)로 전송할 수 있고, 비행 물체(200)는 수신된 식별 정보에 매핑되어 미리 저장된 위치 정보를 목적지로 설정할 수 있다.

또한, 일 예로서, 센서(500)가 태양광 패널(300) 단위로 센싱 데이터를 획득하는 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 태양광 패널(300)의 위치 정보를 비행 물체(200)로 전송할 수 있고, 비행 물체(200)는 수신된 위치 정보를 목적지로 설정할 수 있다.

또한, 일 예로서, 센서(500)가 단위 패널 단위로 센싱 데이터를 획득하는 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 단위 패널의 인덱스를 비행 물체(200)로 전송할 수 있고, 비행 물체(200)는 수신된 인덱스에 매핑되어 미리 저장된 위치 정보를 목적지로 설정할 수 있다.

또한, 일 예로서, 센서(500)가 단위 패널 단위로 센싱 데이터를 획득하는 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 단위 패널의 위치 정보를 비행 물체(200)로 전송할 수 있고, 비행 물체(200)는 수신된 위치 정보를 목적지로 설정할 수 있다.

또한, 일 예로서, 센서(500)가 단위 패널 단위로 센싱 데이터를 획득하는 경우, 중앙 서버(100)는 불량 가능 단위 패널을 포함하는 태양광 패널(300)의 식별 정보 또는 위치 정보와 함께, 상기 불량 가능 단위 패널의 인덱스를 비행 물체(200)로 전송할 수 있다. 비행 물체(200)는 태양광 패널(300)의 식별 정보에 매핑된 위치 정보 또는 중앙 서버(100)로부터 수신된 위치 정보를 목적지로 설정하여 태양광 패널(300)로 비행한 후, 인덱스에 대응하는 불량 가능 단위 패널을 직접 검출할 수도 있다. 예를 들어, 불량 가능 단위 패널의 인덱스가 (3, 4)인 경우, 비행 물체(200)는 태양광 패널(300)에 포함된 단위 패널들 중 3번째 행의 4번째 열에 위치한 단위 패널을 불량 가능 단위 패널로 식별할 수 있다. 여기서, 단위 패널 단위로 위치 정보(예를 들어, GPS 좌표)를 비행 물체(200)에게 제공하지 않는 이유는, 단위 패널의 크기가 작은 경우에는 단위 패널의 GPS 좌표만으로 단위 패널을 구분하기가 쉽지 않기 때문이다. 즉, 여러 단위 패널을 포함하는 태양광 패널(300)의 위치 정보와 인덱스를 비행 물체(200)에게 제공하면, 비행 물체(200)는 위치 정보에 따라 먼저 태양광 패널(300)로 비행할 수 있고, 인덱스 기반으로 단위 패널을 정확하게 구분할 수 있다.

도 5는 비행 물체(200)가 불량 가능 태양광 패널(300)로 비행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 제 1 태양광 패널(300a), 제 2 태양광 패널(300b) 및 제 3 태양광 패널(300c)이 위치하고, 제 3 태양광 패널(300c)이 불량 가능 태양광 패널로 결정된 경우, 비행 물체(200)는 중앙 서버(100)로부터 수신되는 정보에 기초하여 제 3 태양광 패널(300c)로 비행할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 비행 물체(200)는 배터리에 저장된 전력에 기초하여 비행을 하므로 비행 물체(200)의 배터리 전력량을 효율적으로 관리하는 것이 매우 중요하다.

일 실시예에서, 비행 물체(200)는 제 3 태양광 패널(300c)에 도착하여 사진 촬영을 완료한 후 또는 사진 촬영을 하기 전에 제 3 태양광 패널(300c)과 연결된 무선 충전 설비를 통해 배터리를 충전할 수 있다. 이후, 사진 촬영 및 충전이 완료되면 비행 물체(200)는 제 3 태양광 패널(300c)이 설치된 위치에서 대기하면서 다음 목적지로의 비행 명령을 기다리거나, 또는 비행 물체(200)의 출발지로 복귀하여 대기할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 비행 물체(200)는 제 3 태양광 패널(300c)로 비행하는 중에 배터리에 저장된 전력량이 소정 기준량 미만이 되거나 배터리에 저장된 전력량으로 제 3 태양광 패널(300c)에 도달할 수 없는 경우, 인접 태양광 패널(300), 예를 들어, 제 2 태양광 패널(300b)로 비행하여 제 2 태양광 패널(300b)에 설치된 무선 충전 설비로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전한 후, 제 3 태양광 패널(300c)로 비행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 서버(100)의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 서버(100)는 메모리(710), 통신부(730) 및 제어부(750)를 포함할 수 있다.

메모리(710)는 복수의 태양광 패널(300)의 식별 정보, 복수의 태양광 패널(300)의 위치 정보, 단위 패널들의 인덱스 및 단위 패널들의 위치 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(710)는 불량 가능 태양광 패널(300)의 결정 내지 최종 불량 판정을 위해 미리 수집된 태양광 패널 관련 데이터를 저장할 수도 있다.

통신부(730)는 복수의 태양광 패널(300)과 관련되어 설치된 센서(500), 비행 물체(200) 및 관리자 단말(400)과 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.

제어부(750)는 센서(500)로부터 수신된 복수의 태양광 패널(300)의 센싱 데이터에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)을 결정하고, 비행 물체(200)로부터 불량 가능 태양광 패널(300)의 영상이 수신되면, 수신된 영상에 기초하여 불량 가능 태양광 패널(300)의 불량 여부를 판정한다.

또한, 제어부(750)는 센서(500)로부터 복수의 태양광 패널(300)에 포함된 단위 패널들의 센싱 데이터가 수신되면, 이에 기초하여 불량 가능 단위 패널을 결정하고, 비행 물체(200)로부터 불량 가능 단위 패널의 영상이 수신되면, 수신된 영상에 기초하여 불량 가능 단위 패널의 불량 여부를 판정한다.

또한, 제어부(750)는 비행 물체(200) 또는 관리자에 의해 촬영된 태양광 패널(300)의 영상이 수신되면, 수신된 영상에 단위 패널들을 식별하고, 식별된 단위 패널들에 대해 인덱스를 할당할 수도 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 작성된 프로그램은 매체에 저장될 수 있다.

매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.

이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.

100: 중앙 서버
200: 비행 물체
300: 태양광 패널
400: 관리자 단말
500: 센서
710: 메모리
730: 통신부
750: 제어부

Claims

각각이 복수의 단위 패널로 이루어진 복수의 태양광 패널과 관련되어 설치된 센서로부터 각 단위 패널들에 대한 센싱 데이터를 수신하고, 상기 수신된 센싱 데이터에 기초하여 불량 가능 단위 패널을 결정하는 중앙 서버; 및
상기 중앙 서버로부터 상기 불량 가능 단위 패널의 위치 정보를 수신하고, 상기 수신된 위치 정보에 따라 상기 태양광 패널로 비행한 후, 상기 위치 정보에 대응하는 상기 불량 가능 단위 패널을 식별하고, 구비된 적어도 하나의 카메라를 통해 상기 불량 가능 단위 패널을 촬영한 영상을 상기 중앙 서버로 전송하는 비행 물체를 포함하되,
상기 중앙 서버는, 상기 불량 가능 단위 패널에 대해 제 1 카메라를 통해 촬영된 제 1 영상에 기초하여 상기 불량 가능 단위 패널이 불량이 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 비행 물체로 재촬영 요청을 전송하고, 상기 제 1 영상에 기초하여 상기 불량 가능 단위 패널이 불량으로 판단된 경우, 판단 결과를 관리자 단말로 전송하며,
상기 비행 물체는, 상기 중앙 서버로 상기 제 1 영상을 전송한 후 상기 중앙 서버로부터 재촬영 요청이 소정 시간 간격 동안 수신되지 않으면 복귀 위치로 복귀하고, 상기 중앙 서버로부터 재촬영 요청이 수신되면 상기 제 1 카메라와 종류가 다른 제 2 카메라를 통해 상기 불량 가능 단위 패널을 촬영한 제 2 영상을 상기 중앙 서버로 전송하며,
상기 중앙 서버는, 태양광 패널의 발전량, 일사량, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 측정한 상기 센싱 데이터에 대해 태양광 패널의 정상 및 불량에 관련된 빅데이터를 미리 수집하고, 수집된 데이터로 기계 학습 알고리즘을 학습시킨 후, 학습된 알고리즘에 상기 센서로부터 수신된 상기 단위 패널들에 대한 센싱 데이터를 입력하여 일차적으로 불량 가능 단위 패널 여부를 결정하고,
상기 일차적으로 불량 가능 단위 패널이 결정되면, 단계적으로 서로 다른 종류의 카메라를 통해 다른 모드의 영상을 획득함으로써, 상기 불량 가능 단위 패널의 불량 여부를 재차 판단하며,
상기 비행 물체는,
배터리에 저장된 전력을 이용하여 상기 위치 정보에 대응하는 태양광 패널로 비행을 한 후, 상기 위치 정보에 대응하는 태양광 패널에 설치된 무선 충전 기기로부터 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널의 불량 검출 시스템.
각각이 복수의 단위 패널로 이루어진 복수의 태양광 패널과 관련되어 설치된 센서로부터 각 단위 패널들에 대한 센싱 데이터를 수신하고, 상기 수신된 센싱 데이터에 기초하여 불량 가능 단위 패널을 결정하는 중앙 서버; 및
상기 중앙 서버로부터 상기 불량 가능 단위 패널의 인덱스 (a, b) 및 상기 불량 가능 단위 패널을 포함하는 태양광 패널의 GPS 좌표를 수신하고, 상기 수신된 GPS 좌표에 따라 상기 태양광 패널로 비행한 후, 상기 GPS 좌표에 대응하는 태양광 패널에서 상기 인덱스의 a행 및 b열에 위치하는 상기 불량 가능 단위 패널을 식별하고, 서로 다른 종류의 복수의 카메라로 상기 불량 가능 단위 패널을 촬영하는 비행 물체를 포함하되,
상기 중앙 서버는, 상기 불량 가능 단위 패널에 대해 제 1 카메라를 통해 촬영된 제 1 영상에 기초하여 상기 불량 가능 단위 패널이 불량이 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 비행 물체로 재촬영 요청을 전송하고, 상기 제 1 영상에 기초하여 상기 불량 가능 단위 패널이 불량으로 판단된 경우, 판단 결과를 관리자 단말로 전송하며,
상기 비행 물체는, 상기 중앙 서버로 상기 제 1 영상을 전송한 후 상기 중앙 서버로부터 재촬영 요청이 소정 시간 간격 동안 수신되지 않으면 복귀 위치로 복귀하고, 상기 중앙 서버로부터 재촬영 요청이 수신되면 상기 복수의 카메라 중 제 2 카메라로 상기 불량 가능 단위 패널을 촬영하여 제 2 영상을 상기 중앙 서버로 전송하며,
상기 복수의 카메라는, 가시광선 카메라, 적외선 카메라 및 EL(electro luminescence) 카메라를 포함하되,
상기 중앙 서버는, 태양광 패널의 발전량, 일사량, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 측정한 상기 센싱 데이터에 대해 태양광 패널의 정상 및 불량에 관련된 빅데이터를 미리 수집하고, 수집된 데이터로 기계 학습 알고리즘을 학습시킨 후, 학습된 알고리즘에 상기 센서로부터 수신된 상기 단위 패널들에 대한 센싱 데이터를 입력하여 일차적으로 불량 가능 단위 패널 여부를 결정하고,
상기 일차적으로 불량 가능 단위 패널이 결정되면, 단계적으로 서로 다른 종류의 카메라를 통해 다른 모드의 영상을 획득함으로써, 상기 불량 가능 단위 패널의 불량 여부를 재차 판단하며,
상기 비행 물체는,
배터리에 저장된 전력을 이용하여 상기 GPS 좌표에 대응하는 태양광 패널로 비행을 하는 동안 상기 배터리에 저장된 전력량이 소정 기준량 미만이 되거나 상기 배터리에 저장된 전력량으로 상기 GPS 좌표에 대응하는 태양광 패널에 도달할 수 없는 경우, 인접 태양광 패널에 설치된 무선 충전 기기로부터 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전한 후, 상기 GPS 좌표에 대응하는 태양광 패널로 비행하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널의 불량 검출 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중앙 서버는,
상기 복수의 태양광 패널 각각에 포함된 각 단위 패널의 인덱스를 저장하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널의 불량 검출 시스템.
제3항에 있어서,
상기 중앙 서버는,
상기 복수의 태양광 패널의 영상으로부터 각 태양광 패널에 포함된 단위 패널들을 식별하고, 식별된 단위 패널들 각각에 인덱스를 할당하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널의 불량 검출 시스템.
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