KR102076978B1 - The solar energy generation system having the error detecting part - Google Patents

The solar energy generation system having the error detecting part Download PDF

Info

Publication number
KR102076978B1
KR102076978B1 KR1020190041191A KR20190041191A KR102076978B1 KR 102076978 B1 KR102076978 B1 KR 102076978B1 KR 1020190041191 A KR1020190041191 A KR 1020190041191A KR 20190041191 A KR20190041191 A KR 20190041191A KR 102076978 B1 KR102076978 B1 KR 102076978B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
curve
power
failure
solar cell
Prior art date
Application number
KR1020190041191A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김용기
엄지영
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020190041191A priority Critical patent/KR102076978B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102076978B1 publication Critical patent/KR102076978B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a photovoltaic system which comprises: a solar cell module which generates power from sunlight; a connection board which collects the power generated from the solar cell module in an array unit and transmits the power to an inverter; an inverter which converts the power in the array unit generated by the solar cell module from direct current to alternating current and supplies the power to a load or commercial power; a detection unit which bypasses current to other modules connected to each module to measure the current and resistance of a variable resistor; and a monitoring system receiving values of the current and voltage for a specific resistance value from the detection unit, calculates an I-V curve, and determines types of failure of the solar cell module in accordance with characteristics of the I-V curve. Therefore, by using the I-V curve capable of checking the characteristics of the solar cell module, detailed failure of the photovoltaic system for a building in operation can be diagnosed.

Description

고장 검출부를 구비한 태양광 발전 시스템{The solar energy generation system having the error detecting part}The solar energy generation system having the error detecting part

본 발명은 태양광 발전 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a solar power system.

더욱 상세하게는 고장 검출부를 구비한 태양광 발전 시스템에 대한 것이다. More specifically, it relates to a photovoltaic power generation system having a failure detection unit.

건물용 태양광발전시스템은 태양전지 모듈, 접속반, 인버터, 모니터링시스템으로 구성되어 있다. 태양광발전시스템의 고장은 인버터와 모듈에서 주로 발생하고, 특히 인버터의 고장발생 비율이 높다. 인버터 고장발생의 유형은 자체 보호기능으로 해결이 가능한 오류와 운전을 정지시키는 고장이 있다. 즉, 인버터는 자체 보호기능으로 해결이 불가능한 고장이 발생했을 경우, 운전을 정지하기 때문에 인버터의 고장 상태를 모니터링시스템에서 확인할 수 있다. 태양전지 모듈의 고장은 정상 작동으로 되돌릴 수 없는 상태인 전력 저하와 화재, 전기충격, 물리적 위험, 2차적인 고장 등의 안전문제로 분류된다. 이때, 순수한 외관 상의 문제와 오염, 낙뢰에 의한 고장은 고장으로 보지 않는다. The photovoltaic power generation system for buildings consists of a solar cell module, a connection panel, an inverter, and a monitoring system. The failure of the photovoltaic system occurs mainly in the inverter and the module, and particularly, the failure rate of the inverter is high. There are two types of inverter failures: self-protective faults and faults that can be stopped. That is, since the inverter stops operation when a failure that cannot be solved by its own protection function occurs, the inverter's failure status can be checked in the monitoring system. The failure of the solar cell module is classified into safety problems such as electric power degradation, fire, electric shock, physical hazard, and secondary failure, which are irreversible conditions in normal operation. At this time, problems with pure appearance, failure due to pollution and lightning are not regarded as failures.

이러한 태양전지 모듈은 전력 저하를 보이기 때문에 쉽게 고장이 발생한 것을 파악하기 어렵고, 육안으로도 그 고장을 진단하기 어렵기 때문에 계속적인 모니터링을 통한 성능 및 고장 진단이 필요하다. Since such a solar cell module shows a power drop, it is difficult to easily identify a failure, and it is difficult to diagnose the failure even with the naked eye, so performance and failure diagnosis through continuous monitoring are necessary.

종래의 고장진단은 발전효율이 기준 발전효율 이하일 경우와 측정전압 및 측정전류가 기준전압 및 기준전류의 일정 범위를 벗어난 경우를 통해 발전 상태를 단순 발전정상, 발전이상(고장), 정지로 구분한다. 그리고 스트링별 전압 및 전류를 측정하는 경우에는 이를 통해 고장이 난 스트링을 구별한다. 일반적으로 운전 중인 태양광 발전 시스템에서 태양전지 모듈의 고장진단은 운전 상태에 영향을 주지 않기 위해 측정값을 기준으로 한다. In the conventional fault diagnosis, the power generation state is divided into a simple power generation normal state, a power generation abnormality (failure), and a stoppage when the power generation efficiency is lower than the standard power generation efficiency and when the measured voltage and the measured current are outside a certain range of the reference voltage and the reference current. . And when measuring the voltage and current for each string, it distinguishes the failed string. In general, in the photovoltaic system in operation, the failure diagnosis of the solar cell module is based on the measured value in order not to affect the operation state.

태양전지 모듈의 유지관리를 위해 전문가가 휴대용 I-V 곡선 측정기를 사용하기도 하지만 이 측정기는 사용자가 I-V 곡선을 확인하고자 할 때마다 직접 태양광 발전 시스템의 회로에 연결해야 한다는 불편함이 있다. 또한, I-V 곡선을 기존 모니터링시스템이 아닌 별도의 화면에서 확인해야 한다.For the maintenance of the solar cell module, an expert may use a portable I-V curve meter, but this meter has the inconvenience of connecting directly to the circuit of the solar power system whenever the user wants to check the I-V curve. Also, the I-V curve should be checked on a separate screen from the existing monitoring system.

모듈의 고장유형은 박리, 균열, 달팽이 흔적, 핫스팟, 바이패스 다이오드 고장, PID(potential induced degradation)가 있으나 종래의 고장 진단으로는 이와 같은 유형을 진단할 수 없다.The failure types of the module include peeling, cracking, snail traces, hot spots, bypass diode failure, and potential induced degradation (PID), but this type cannot be diagnosed by conventional failure diagnosis.

태양광 발전 시스템의 어레이는 직렬 혹은 병렬로 연결한 여러 개의 모듈이고, 스트링은 직렬로 연결한 여러 개의 모듈을 말한다. 따라서, 어레이의 결합형태, 즉 직렬 또는 병렬 연결에 따라 전압 및 전류가 달라진다. I-V 곡선은 저항 값의 변화에 의한 전압 및 전류로 측정할 수 있다. 하지만 운전 중인 태양광 발전 시스템에서 모듈의 I-V 곡선을 측정하는 것은 회로의 개방 및 단락과 저항의 변화가 필요하기 때문에 용이하지 않다. An array of solar power systems is a number of modules connected in series or parallel, and a string is a number of modules connected in series. Therefore, the voltage and current vary depending on the coupling type of the array, that is, in series or parallel connection. The I-V curve can be measured by voltage and current by changing the resistance value. However, measuring the I-V curve of a module in a photovoltaic system in operation is not easy because it requires open circuits and short circuits and changes in resistance.

선행기술문헌Prior art literature

대한민국 공개특허공보 제2016-6885호 Republic of Korea Patent Publication No. 2016-6885

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 태양광 발전 시스템의 어레이 내 모듈의 I-V 곡선을 측정하고, 이를 통해 고장을 진단할 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하는 것이다. The present invention is to provide a solar power system that can measure the I-V curve of the module in the array of the photovoltaic power generation system to solve the above problems, thereby diagnosing a failure.

실시예는 태양광으로부터 전력을 생산하는 태양전지 모듈, 상기 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 직류에서 교류로 변환시켜 부하 또는 상용 전원으로 공급하는 인버터, 상기 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 어레이 단위로 집합시켜 상기 인버터로 전송하는 접속반, 각각의 상기 태양전지 모듈에 부착되어 연결된 다른 상기 태양전지 모듈로의 전류를 우회하여 가변 저항기의 전류 및 저항을 측정하는 검출부, 그리고 상기 검출부로부터의 특정 저항 값에 대한 전류 및 전압의 값을 수신하고, I-V 곡선을 산출하고, I-V 곡선의 특징에 따라 상기 태양전지 모듈의 고장 유형을 판단하는 모니터링 시스템을 포함하는 태양광 발전 시스템을 제공한다.In an embodiment, a solar cell module that produces power from sunlight, an inverter that converts power produced by the solar cell module from direct current to alternating current and supplies it as a load or commercial power, and power produced by the solar cell module in an array unit A connection panel for collecting and transmitting to the inverter, a detection unit for measuring the current and resistance of the variable resistor by bypassing the current to the other solar cell modules attached to and connected to each of the solar cell modules, and a specific resistance value from the detection unit It provides a photovoltaic power generation system including a monitoring system for receiving the values of the current and voltage for, calculate the IV curve, and determine the type of failure of the solar cell module according to the characteristics of the IV curve.

상기 검출부는 상기 다른 태양전지 모듈로의 전류를 우회하는 전자 개폐기, 상기 전자 개폐기로부터의 전류를 흘리는 가변 저항기, 그리고 가변 저항의 크기를 조정하는 제어 장치를 포함할 수 있다.The detector may include an electronic switch that bypasses current to the other solar cell module, a variable resistor that flows current from the electronic switch, and a control device that adjusts the size of the variable resistor.

상기 가변 저항기의 전류를 측정하는 전류계, 그리고 상기 가변 저항기의 전압을 측정하는 전압계를 더 포함할 수 있다. An ammeter for measuring the current of the variable resistor and a voltmeter for measuring the voltage of the variable resistor may be further included.

상기 모니터링 시스템은 I-V 곡선의 측정을 명령하고, 상기 가변 저항기의 저항 값에 대한 전류 및 전압 값을 수신하여 상기 I-V 곡선을 추정할 수 있다.The monitoring system may estimate the I-V curve by instructing the measurement of the I-V curve and receiving current and voltage values for resistance values of the variable resistor.

상기 모니터링 시스템은 상기 접속반 및 상기 인버터로부터 수집한 스트링 및 어레이의 전력을 활용하여 검출된 이상 데이터의 검출 횟수가 전체 데이터 수의 고장진단 비율을 초과할 경우 고장으로 판단할 수 있다.The monitoring system may determine a failure when the number of times of detecting the abnormal data detected by utilizing the power of the string and the array collected from the connection panel and the inverter exceeds the failure diagnosis rate of the total number of data.

상기 모니터링 시스템은 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 측정된 I-V 곡선과 정상 I-V 곡선의 전력 및 전압, 전류 값, 측정된 I-V 곡선과 정상 I-V 곡선의 개방전압 및 측정된 I-V 곡선과 정상 I-V 곡선의 단락전류 값을 각각 비교하여 고장의 유형을 판단할 수 있다.If the monitoring system is determined to have failed, the measured IV curve and the power and voltage of the normal IV curve, the current value, the measured IV curve and the open voltage of the normal IV curve and the measured IV curve and the normal IV curve The type of failure can be determined by comparing the short-circuit current values.

본 발명에 따르면, 태양전지 모듈의 특성을 확인할 수 있는 I-V 곡선을 이용하여 운전 중인 건물용 태양광 발전 시스템의 상세 고장을 진단할 수 있다.According to the present invention, a detailed failure of a photovoltaic power generation system for a building in operation can be diagnosed using an I-V curve capable of checking the characteristics of the solar cell module.

또한, 이를 통하여 태양광 발전 시스템의 관리자는 신속히 고장을 처리할 수 있다. 그리고 태양광 발전 시스템이 설치된 건물의 건물주는 태양광 발전 시스템의 가동률 향상 및 유지관리 효율성 향상을 통한 에너지 절감 및 유지관리 비용 감소를 기대할 수 있다. 본 발명은 모든 소용량 건물용 태양광 발전 시스템에 적용될 수 있다. In addition, through this, the administrator of the solar power system can quickly deal with the failure. In addition, the building owner of a building in which a photovoltaic power generation system is installed can expect energy saving and maintenance cost reduction through an increase in the utilization rate and maintenance efficiency of the photovoltaic power generation system. The present invention can be applied to all small-capacity building solar power systems.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 검출부의 상세도이다.
도 3은 태양전지 모듈의 직병렬 시의 I-V 곡선 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 고장 유형에 따른 I-V 곡선 변화를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 유무를 진단하는 순서도이다.
도 6은 도 5의 고장 결과에 따라 고장유형을 진단하는 순서도이다.
도 7은 도 6의 기준 I-V 곡선의 보정을 위한 곡선의 이동을 나타낸 것이다.
1 is a configuration diagram of a solar power system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed view of the detection unit of FIG. 1.
Figure 3 shows the change in the IV curve of the solar cell module in parallel.
4 shows the IV curve change according to the type of failure.
5 is a flow chart for diagnosing the presence or absence of a fault according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart for diagnosing a failure type according to the failure result of FIG. 5.
FIG. 7 shows the movement of the curve for correction of the reference IV curve of FIG. 6.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention can be applied to various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B can be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described herein, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 검출부의 상세도이다.1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of the detection unit of FIG. 1.

본 발명의 고장 검출부(500)를 포함하는 태양광 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광으로부터 전력을 생산하는 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)에서 생산된 전력을 어레이 단위로 집합시켜 인버터(300)로 전송하는 접속반(200), 태양전지 모듈(100)에서 생산된 전력을 직류에서 교류로 변환시켜 부하 또는 상용 전원으로 공급하는 인버터(300), 태양전지 모듈(100)에서 측정된 데이터를 수집하여 모니터링 시스템(400)으로 전송하는 검출부(500), 접속반(200)과 인버터(300), 검출부(500)에서 전송된 데이터를 기반으로 태양광 발전 시스템의 발전 현황을 모니터링하고, 운전을 제어하는 모니터링 시스템(400)을 포함하여 구성된다.The solar power generation system including the failure detection unit 500 of the present invention, as shown in Figure 1, the solar cell module 100 for producing power from sunlight, the array of power produced by the solar cell module 100 The connection panel 200 that is collected in units and transmitted to the inverter 300, the inverter 300 that converts the electric power produced by the solar cell module 100 from DC to AC, and supplies it as a load or commercial power, a solar cell module ( 100) power generation of the solar power system based on data transmitted from the detection unit 500, the connection panel 200, the inverter 300, and the detection unit 500 that collects the measured data and transmits it to the monitoring system 400 It comprises a monitoring system 400 for monitoring the current status, and controlling the operation.

태양전지 모듈(100)은 다수 개 연결 및 설치되어 태양전지 어레이를 구성하고, 대표 태양전지 모듈(100) 후면에는 모듈 온도계가, 태양전지 모듈(100) 주변에는 대기온도를 측정하기 위한 온도계, 일사량을 측정하는 일사량계가 설치된다.A plurality of solar cell modules 100 are connected and installed to form a solar cell array, a module thermometer is located at the rear of the representative solar cell module 100, and a thermometer for measuring the air temperature around the solar cell module 100, and solar radiation An insolation meter is installed to measure.

이러한 본 발명의 태양광 발전 시스템은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 스트링 내 모듈과 모듈 사이에서 연결된 타 모듈로 인가되는 전압 및 전류를 측정하여 I-V 곡선을 산출하기 위한 검출부(500)를 포함한다.The solar power system of the present invention includes a detector 500 for calculating an I-V curve by measuring voltage and current applied to a module in a string and another module connected between modules, as shown in FIG. 2.

이러한 검출부(500)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전자 개폐기(MS)와 가변 저항기(VR), 가변 저항의 크기를 조정하는 제어 장치(510)를 포함한다.2, the detector 500 includes an electronic switch MS, a variable resistor VR, and a control device 510 for adjusting the size of the variable resistor.

전자 개폐기(MS)는 타 모듈과 연결되어 있는 회로를 가변 저항기(VR) 측으로 우회시키는 역할을 수행한다. The electronic switch (MS) serves to bypass the circuit connected to the other module toward the variable resistor (VR).

가변 저항기(VR)는 슬라이드형 가변 저항기로서, 상기 전자 개폐기(MS)로부터의 전류를 흘리고, 직선형 전동기(Linear motor)와 같은 제어 장치로 가변 저항의 크기를 조정한다.The variable resistor VR is a slide-type variable resistor, which flows a current from the electromagnetic switch MS, and adjusts the size of the variable resistor with a control device such as a linear motor.

이때, 가변 저항기(VR)로 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류계 및 가변 저항기(VR)에 인가되는 전압을 측정하기 위한 전압계가 설치되어 있으며, 가변 저항기(VR)의 용량은 STC에서의 모듈 개방전압을 고려하여 최대로 산정한다. 그리고 I-V 곡선의 측정은 가변 저항의 크기가 최대일 때부터 시작한다.At this time, an ammeter for measuring the current flowing through the variable resistor (VR) and a voltmeter for measuring the voltage applied to the variable resistor (VR) are installed, and the capacity of the variable resistor (VR) is the module open voltage at STC. Calculate to the maximum considering. And the measurement of the I-V curve starts when the size of the variable resistor is maximum.

이러한 검출부(500)의 회로를 통해 타 모듈로 인가되는 전류를 가변 저항기(VR)로 흘려 가변 저항기(VR)의 저항 값에 대한 전류 및 전압을 측정하여 I-V 곡선을 추정한다. The current applied to the other module through the circuit of the detector 500 flows to the variable resistor VR to measure the current and voltage for the resistance value of the variable resistor VR to estimate the I-V curve.

이때, 가변 저항기(VR)의 저항 값이 0인 경우 흐르는 전류 값을 단락전류로, 저항 값이 무한대인 경우 가변 저항기(VR)에 걸리는 전압을 개방전압으로 설정할 수 있다. At this time, when the resistance value of the variable resistor VR is 0, the current value flowing may be set as a short-circuit current, and when the resistance value is infinite, the voltage applied to the variable resistor VR may be set as an open voltage.

이러한 I-V 곡선은 도 3 및 도 4과 같은 특징을 가질 수 있다. The I-V curve may have characteristics as shown in FIGS. 3 and 4.

도 3은 태양전지 모듈의 직병렬 시의 I-V 곡선 변화를 나타낸 것이고, 도 4는 고장 유형에 따른 I-V 곡선 변화를 나타낸 것이다.3 shows a change in the I-V curve of the solar cell module in series and parallel, and FIG. 4 shows a change in the I-V curve according to the type of failure.

도 3과 같이, 태양광 발전 시스템의 어레이는 직렬 혹은 병렬로 연결한 여러 개의 모듈로서, 하나의 태양 전지 모듈에 대한 I-V 곡선을 f1으로 정의할 때, 태양 전지 모듈을 2개 직렬연결 시 전류는 동일하지만 전압이 2배 증가하는 f2 곡선을 나타내고, 태양 전지 모듈 2개를 병렬연결 시 전압은 동일하고 전류가 2배가 되는 f3 곡선을 나타낸다. As shown in FIG. 3, the array of the photovoltaic system is a plurality of modules connected in series or in parallel, and when IV curves for one solar module are defined as f1, the current when two solar modules are connected in series is It is the same but shows the f2 curve where the voltage is doubled, and when two solar modules are connected in parallel, the voltage is the same and the f3 curve where the current is doubled.

검출부(500)에 의해 검출되는 개방전압, 단락전류, 측정전압, 측정전류로 그려진 I-V 곡선은 태양 전지 모듈의 도 4와 같이 고장유형인 박리(Delamination), 균열(Crack), 달팽이 흔적(Snail Tails or Snail traces), 핫 스팟(Hot spot), 바이패스 다이오드 고장, PID(Potential-induced degradation)에 따라 서로 다른 형태를 가진다. The IV curve drawn by the open circuit, the short circuit current, the measurement voltage, and the measurement current detected by the detection unit 500 is a failure type, such as Delamination, Crack, Snail Tails, as shown in FIG. 4 of the solar cell module. or Snail traces), hot spots, bypass diode failures, and PID (potential-induced degradation).

즉, 도 4와 같이, 일반적인 I-V 곡선에 대하여, 검출되어 추정된 I-V 곡선 내 기울기의 변화 및 변곡점의 변화, 단락전류 및 개방전압에 따라 해당 고장이 어떤 것에 속하는지 판단할 수 있다.That is, as shown in FIG. 4, it is possible to determine which fault belongs to a general I-V curve according to a change in slope and an inflection point, a short circuit current, and an open voltage within the detected and estimated I-V curve.

이러한 검출부(500) 회로의 전류와 전압에 대한 정보를 모니터링 시스템(400)에서 수신하고, 이에 대하여 측정 I-V 곡선을 추정하고, 모니터링 화면에서 측정 I-V 곡선과 정상 I-V 곡선을 동시에 보여줌으로써 비교하여 모듈의 고장유형을 진단한다.The information about the current and voltage of the circuit of the detector 500 is received by the monitoring system 400, the measured IV curve is estimated, and the measured IV curve and the normal IV curve are simultaneously displayed on the monitoring screen to compare and compare the modules. Diagnose the failure type.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참고하여, 고장 진단을 수행하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of performing a fault diagnosis will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 유무를 진단하는 순서도이다.5 is a flow chart for diagnosing the presence or absence of a fault according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 모니터링 시스템에서 모니터링 수행이 시작되면, 측정되는 일사량(Gm)과 최대전력(Pmax,m)의 값을 수집 및 저장한다(S10).Referring to FIG. 5, when monitoring is started in the monitoring system, the values of measured solar radiation (G m ) and maximum power (P max, m ) are collected and stored (S10).

여기에서, Gm는 측정된 일사량이고, Pmax,m는 측정 최대전력, Gs는 진단을 시작하는 기준 일사량, Rf는 발전이상 비율, Rc는 고장진단 비율, Pmax,mt는 일사량 조건을 충족하는 측정 최대전력, Pmax,s는 기준 최대전력, Pmax,mf는 발전이상인 측정 최대 전력, Cf는 발전이상 데이터(발전이상인 측정 최대 전력)의 수, Ct는 전체 데이터(일사량 조건을 충족하는 측정 최대전력)의 수를 나타낸다. Here, G m is the measured solar radiation, P max, m is the measured maximum power, G s is the reference solar radiation starting diagnosis, R f is the power generation abnormality rate, R c is the failure diagnosis rate, P max, mt is the solar radiation quantity. Measured maximum power that satisfies the condition, P max, s is the reference maximum power, P max, mf is the maximum measured power that is abnormal in power generation, C f is the number of abnormal data in power generation (maximum measured power that is abnormal in power generation), C t is the total data It indicates the number of measured maximum power) that satisfies the solar irradiation condition.

고장 유무를 진단하는 기준 값은 진단 시작 일사량(Gs)과 발전이상 비율(Rf), 고장진단 비율(Rc)의 값으로 설정 값을 입력한다(S20).The reference value for diagnosing the presence or absence of a failure is to input a set value as the value of the starting radiation dose (G s ), the power generation abnormality ratio (R f ), and the failure diagnosis ratio (R c ) (S20).

수집된 과거 데이터인 측정 일사량과 최대전력의 활용 기간을 설정하여 해당 기간의 데이터를 고장 유무의 진단에 활용한다(S30).By setting the utilization period of the measured solar radiation and the maximum power, which are the past data collected, the data of the corresponding period is used for diagnosis of the presence or absence of a failure (S30).

일사량 조건을 충족하는 측정 최대전력(Pmax,mt)에 대하여, 설정 기간의 측정 최대전력 중 일사량 조건을 충족하는 측정 최대전력을 말하며, 일사량 조건은 측정 일사량(Gm)이 진단 시작 일사량(Gs) 보다 큰 값을 가지는 것이다(S40).For the measured maximum power (P max, mt ) that satisfies the insolation condition, it refers to the maximum measured power that satisfies the insolation condition among the measured maximum powers in the set period, and in the insolation condition, the measured insolation amount (G m ) is the diagnosis start insolation amount (G It has a value greater than s ) (S40).

기준 최대전력(Pmax,s)은 동일 일사량인 측정 최대전력의 평균값을 활용하거나 모듈 면적, 개수, 효율을 이용한 일반 발전계산식의 값을 활용한다(S50).The reference maximum power (P max, s ) utilizes the average value of the measured maximum power, which is the same insolation, or the value of the general power generation calculation formula using the module area, number, and efficiency (S50).

한편, 모듈 제작업체에서 제공하는 기본 정보인 효율, 최대전력 등은 STC에서의 결과로 실제 모듈의 설치현장과 조건이 다르기 때문에 과거 데이터가 없는 설치 초기 시점에서 활용하는 것을 권장한다.On the other hand, since the basic information provided by the module manufacturer, such as efficiency and maximum power, is different from the actual module installation site and conditions as a result of STC, it is recommended to use it at the initial stage of installation without historical data.

발전에 이상이 있는 것으로 검출된 측정 최대전력(Pmax,mf)은 일사량 조건을 충족하는 측정 최대전력(Pmax,mt)이 기준 최대전력의 발전이상 비율(Rf) 보다 작은 것을 말한다(S60).The measured maximum power (P max, mf ) detected as an abnormality in power generation means that the measured maximum power (P max, mt ) that satisfies the solar irradiation condition is smaller than the power generation abnormality ratio (R f ) of the reference maximum power (S60) ).

이상 데이터의 수(Cf)와 전체 데이터의 수(Ct)는 발전 이상인 측정 최대전력(Pmax,mf)과 일사량 조건을 충족하는 측정 최대전력(Pmax,mt)의 수를 세어 검출하고(S70), 데이터 수를 비교하여 고장과 정상을 구분한다(S80).The number of abnormal data (C f ) and the total number of data (C t ) are counted and detected by counting the maximum power (P max, mf ) measured over power generation and the maximum measured power (P max, mt ) that meets the solar radiation condition. (S70), comparing the number of data to distinguish the failure and normal (S80).

이상 데이터의 수(Cf)가 전체 데이터 수(Ct)의 고장진단 비율(Rc) 보다 크지 않은 경우, 정상으로 판단하고(S90), 큰 경우, 지속적인 발전 전력의 저하이기 때문에 고장으로 판단하고 고장유형을 진단한다(S100). If the number of abnormal data (C f ) is not greater than the failure diagnosis rate (R c ) of the total number of data (C t ), it is judged as normal (S90), and if it is large, it is judged as a failure because it is a continuous decrease in power generation. And diagnose the failure type (S100).

이와 같이 고장으로 진단되면, 모니터링 시스템(400)은 수집된 다양한 저항 값에 대한 전류 및 전압 값으로 I-V 곡선을 추정한다.When diagnosed as a failure, the monitoring system 400 estimates the I-V curve with current and voltage values for various collected resistance values.

구체적으로, 도 6을 참고하면, 고장 유형을 진단하기 위해 측정된 데이터를 수집하여 I-V 곡선을 추정한다(S101).Specifically, referring to FIG. 6, I-V curves are estimated by collecting measured data to diagnose a failure type (S101).

여기에서, Voc,m는 측정 개방전압, Isc,m는 측정 단락전류, Vn,m는 n번째 측정 전압, In,m는 n번째 측정 전류, Rv는 개방전압 이상 비율, Ri는 단락전류 이상 비율, Re는 오차 이상 비율, Rce1는 비균일박리와 균열 및 달팽이 흔적을 구분하는 고장유형 구분 비율, Rce2는 바이패스 다이오드 고장과 PID를 구분하는 고장유형 구분 비율을 나타낸다. Voc,s는 기준 개방전압, Isc,s는 기준 단락전류, Vn,s는 n번째 기준 전압, In,s는 n번째 기준 전류를 각각 의미한다. 또한 IPm는 측정 I-V 곡선 내 전력의 증가 및 감소가 시작되는 점, Cip는 측정 I-V 곡선 내 전력 변화점의 수, Vn,sr는 측정 단락전류 또는 개방전압을 기준으로 기준 I-V 곡선을 이동시켜 보정한 n번째 기준 전압, In,sr는 n번째 보정 기준 전류, En는 보정 기준 전류와 측정 전류의 오차 비율, Ce1는 상기 추출한 첫번째 전력 변화점까지의 데이터 내 오차 비율보다 큰 오차를 보인 오차 데이터의 수, Cn1는 상기 추출한 첫번째 전력 변화점까지의 데이터 수이다.Ce2는 오차 비율보다 큰 오차를 보인 오차 데이터의 수, Cn는 전체 측정 데이터의 수이다.Here, V oc, m is the measurement open voltage, I sc, m is the measurement short-circuit current, V n, m is the nth measurement voltage, I n, m is the nth measurement current, R v is the open voltage abnormality ratio, R i is the short-circuit current error ratio, R e is the error error ratio, R ce1 is the non-uniform separation and the failure type classification ratio that distinguishes cracks and snail traces, R ce2 is the bypass diode failure and the failure type classification ratio that distinguishes PID Shows. V oc, s is a reference open voltage, I sc, s is a reference short-circuit current, V n, s is an n-th reference voltage, and I n, s is an n-th reference current, respectively. In addition, IP m is the point where the increase and decrease in power in the measurement IV curve begins, C ip is the number of power change points in the measurement IV curve, and V n, sr is the reference IV curve based on the measured short-circuit current or open voltage. The corrected n-th reference voltage, I n, sr is the n-th correction reference current, E n is the error ratio between the correction reference current and the measured current, and C e1 is an error greater than the error ratio in the data to the extracted first power change point. Is the number of error data showing, C n1 is the number of data up to the first power change point extracted. C e2 is the number of error data showing an error greater than the error ratio, and C n is the total number of measurement data.

모니터링 시스템(400)은 각 측정값과 기준값의 차이에 따라 고장 유형(균일박리, 비균일박리, 바이패스 다이오드 고장, 핫스팟, 균열, 달팽이 흔적, PID)을 분류한다. The monitoring system 400 classifies the failure type (uniform peeling, non-uniform peeling, bypass diode failure, hot spot, crack, snail trace, PID) according to the difference between each measured value and the reference value.

먼저, 고장 유형을 진단하는 설정 기준 값으로 개방전압 이상 비율(Rv), 단락전류 이상 비율(Ri), Re는 오차 이상 비율, Rce는 고장유형 구분 비율을 입력한다(S102).First, as a set reference value for diagnosing a failure type, an open voltage abnormality ratio (R v ), a short circuit current abnormality ratio (R i ), R e is an error anomaly ratio, and R ce is a failure type classification ratio (S102).

수집된 과거 데이터인 측정 개방전압, 단락전류, n번째 전압 및 전류의 활용 기간을 설정하여 해당 기간의 데이터를 기준 값 산출에 활용한다(S103).Set the utilization period of the measured open voltage, short-circuit current, n-th voltage, and current, which are the collected past data, and use the data of the corresponding period to calculate the reference value (S103).

기준 개방전압, 단락전류, n번째 전압 및 전류는 동일 일사량인 측정 개방전압, 단락전류, n번째 전압 및 전류의 평균값을 활용하여 산출하고, I-V 곡선을 추정한다(S104).The reference open voltage, short-circuit current, n-th voltage and current are calculated by using the average values of the measured open-circuit voltage, short-circuit current, n-th voltage and current, which are the same amount of insolation, and estimate the I-V curve (S104).

측정 개방전압(Voc,m)이 기준 개방전압(Voc,s)의 개방전압 이상 비율(Rv) 보다 작은지 판단한다(S105).It is determined whether the measured open voltage (V oc, m ) is smaller than the open voltage abnormality ratio (R v ) of the reference open voltage (V oc, s ) (S105).

측정 개방전압(Voc,m)이 기준 개방전압(Voc,s)의 개방전압 이상 비율(Rv) 보다 작지 않은 경우, 측정 단락전류(Isc,m)와 기준 단락전류(Isc,s)를 비교한다(S106).If the measured open voltage (V oc, m ) is not less than the open voltage abnormality ratio (R v ) of the reference open voltage (V oc, s ), the measured short-circuit current (I sc, m ) and the reference short-circuit current (I sc, s ) are compared (S106).

측정 단락전류(Isc,m)가 기준 단락전류(Isc,s)의 단락전류 이상 비율(Ri) 보다 작지 않은 경우, 핫스팟으로 판단한다(S118).When the measured short-circuit current (I sc, m ) is not smaller than the short-circuit current abnormality ratio (R i ) of the reference short-circuit current (I sc, s ), it is determined as a hot spot (S118).

측정 단락전류(Isc,m)가 기준 단락전류(Isc,s)의 단락전류 이상 비율(Ri) 보다 작은 경우, n번째 측정 전력의 증가 혹은 감소 추세로 I-V 곡선 내 전력의 증가 및 감소가 시작되는 점(IPm)을 다음 식과 같이 추출한다(S107).When the measured short-circuit current (I sc, m ) is less than the short-circuit current abnormality ratio (R i ) of the reference short-circuit current (I sc, s ), the increase or decrease in power in the IV curve due to the increase or decrease in the nth measured power The starting point (IP m ) is extracted as follows (S107).

Figure 112019036063103-pat00001
Figure 112019036063103-pat00001

이와 같이 추출된 측정 I-V 곡선 내 전력의 증가 및 감소가 시작되는 점 (IPm)의 수를 세어 전력 변화점의 수(Cip)를 검출하고(S108), 전력 변화점의 수(Cip)가 1개 보다 큰지 여부를 판단한다(S110). The number of points (C ip ) of power change points is detected by counting the number of points (IP m ) where the increase and decrease of power in the measured IV curve extracted in this way (S108), and the number of power change points (C ip ) It is determined whether is greater than one (S110).

측정 단락전류(Isc,m)가 기준 단락전류(ISC,s)의 단락전류 이상 비율(Ri) 보다 작고, I-V 곡선 내 전력 변화점의 수(Cip)가 1개 보다 크지 않은 경우, 균일 박리로 판단한다(S109).When the measured short-circuit current (I sc, m ) is less than the short-circuit current abnormality ratio (R i ) of the reference short-circuit current (I SC, s ), and the number of power change points (C ip ) in the IV curve is not greater than one , It is judged to be uniform peeling (S109).

측정 단락전류(Isc,m)가 기준 단락전류(ISC,s)의 단락전류 이상 비율(Ri) 보다 작고, I-V 곡선 내 전력 변화점의 수(Cip)가 1개 보다 큰 경우, 측정 단락전류(Isc,m)를 기준으로 기준 I-V 곡선을 이동시켜 보정한 n번째 기준 전압(Vn,sr)과 전류(In,sr)를 산출한다(S111).When the measured short-circuit current (I sc, m ) is less than the short-circuit current abnormality ratio (R i ) of the reference short-circuit current (I SC, s ), and the number of power change points (C ip ) in the IV curve is greater than one, Based on the measured short-circuit current (I sc, m ), the reference IV curve is moved to calculate the corrected n-th reference voltage (V n, sr ) and current (I n, sr ) (S111).

이와 같이 산출된 보정 기준 전류(In,sr)와 측정 전류(In,m) 간의 오차 비율(En)을 산출하고(S112), 오차 이상 비율(Re)보다 큰 오차 비율을 보인 데이터의 수(Ce1)를 산출한다(S113). The error ratio (E n ) between the calculated correction reference current (I n, sr ) and the measured current (I n, m ) is calculated (S112), and data showing an error ratio greater than the error anomaly ratio (R e ) Calculate the number (C e1 ) of (S113).

오차 이상 비율(Re)보다 큰 오차 비율을 보인 오차 데이터의 수(Ce1)가 전체 데이터 수(Cn1)의 고장유형 구분 비율(Rce1) 보다 작은지 판단한다(S114).It is determined whether the number of error data C e1 showing an error ratio greater than the error anomaly ratio R e is smaller than the failure type classification ratio R ce1 of the total data number C n1 (S114).

측정 단락전류(Isc,m)가 기준 단락전류(ISC,s)의 단락전류 이상 비율(Ri) 보다 작고, I-V 곡선 내 전력 변화점의 수(Cip)가 1개 보다 크며, 오차 이상 비율보다 큰 오차 비율을 보인 오차 데이터의 수(Ce1)가 전체 데이터 수(Cn1)의 고장유형 구분 비율(Rce1) 보다 작지 않은 경우, 비균일 박리로 판단하고(S120), 작은 경우, 균열 및 달팽이 흔적으로 판단한다(S121).The measured short-circuit current (I sc, m ) is less than the short-circuit current abnormality ratio (R i ) of the reference short-circuit current (I SC, s ), the number of power change points (C ip ) in the IV curve is greater than one, and the error If the number of error data (C e1 ) showing an error ratio greater than the error ratio is not smaller than the failure type classification ratio (R ce1 ) of the total number of data (C n1 ), it is determined as non-uniform separation (S120), and when it is small , It is determined as a crack and a snail trace (S121).

한편, 측정 개방전압(Voc,m)이 기준 개방전압(Voc,s)의 개방전압 이상 비율(Rv) 보다 작은 경우, 측정 개방전압(Voc,m)을 기준으로 기준 I-V 곡선을 이동시켜 보정한 n번째 기준 전압(Vn,sr)과 전류(In,sr)를 산출한다(S115).On the other hand, when the measured open voltage (V oc, m ) is smaller than the ratio of the open voltage abnormality (R v ) of the reference open voltage (V oc, s ), the reference IV curve is drawn based on the measured open voltage (V oc, m ). The n-th reference voltage (V n, sr ) and current (I n, sr ) corrected by moving are calculated (S115).

이와 같이 산출된 보정 기준 전류(In,sr)와 측정 전류(In,m) 간의 오차 비율(En)을 산출하고(S116), 오차 이상 비율(Re)보다 큰 오차 비율을 보인 데이터의 수(Ce)를 산출한다(S117). The error ratio (E n ) between the calculated correction reference current (I n, sr ) and the measured current (I n, m ) is calculated (S116), and data showing an error ratio greater than the error anomaly ratio (R e ) The number C e of is calculated (S117).

오차 이상 비율(Re)보다 큰 오차 비율을 보인 오차 데이터의 수(Ce)가 전체 데이터 수(Cn)의 고장유형 구분 비율(Rce) 보다 작은지 판단한다(S118).It is determined whether the number of error data C e showing an error ratio greater than the error anomaly ratio R e is smaller than the failure type classification ratio R ce of the total number of data C n (S118).

측정 개방전압(Voc,m)이 기준 개방전압(Voc,s)의 개방전압 이상 비율(Rv) 보다 작고, 오차 이상 비율보다 큰 오차 비율을 보인 오차 데이터의 수(Ce)가 전체 데이터 수(Cn)의 고장유형 구분 비율(Rce) 보다 작지 않은 경우, PID로 판단한다(S122).The total number of error data (C e ) in which the measured open voltage (V oc, m ) is less than the open voltage anomaly ratio (R v ) of the reference open voltage (V oc, s ) and shows an error ratio greater than the error anomaly ratio is total If it is not smaller than the failure type classification ratio R ce of the data number C n , it is determined as PID (S122).

측정 개방전압(Voc,m)이 기준 개방전압(Voc,s)의 개방전압 이상 비율(Rv) 보다 작고, 오차 이상 비율보다 큰 오차 비율을 보인 오차 데이터의 수(Ce2)가 전체 데이터 수(Cn2)의 고장유형 구분 비율(Rce2) 보다 작은 경우, 바이패스 다이오드 고장으로 판단한다(S123).The total number of error data (C e2 ) in which the measured open voltage (V oc, m ) is less than the open voltage anomaly ratio (R v ) of the reference open voltage (V oc, s ) and shows an error ratio greater than the error anomaly ratio is total If it is smaller than the failure type classification ratio R ce2 of the data number C n2 , it is determined as a bypass diode failure (S123).

이와 같이 전력, 개방전압 및 단락전류, 측정 전압, 측정 전류를 각각 비교함으로써, 각 고장 중 어느 고장에 해당하는지 진단하여 관리자에게 알려줄 수 있다. As described above, by comparing power, open voltage and short-circuit current, measured voltage, and measured current, it is possible to diagnose which of the faults corresponds to the fault and notify the manager.

도 7은 도 6의 보정 기준 전압과 전류를 산출하기 위한 기준 I-V 곡선의 이동을 나타낸 것이다. FIG. 7 shows the movement of the reference I-V curve for calculating the correction reference voltage and current of FIG. 6.

이와 같이 태양 전지 모듈의 특성을 확인할 수 있는 I-V 곡선을 이용하여 운전 중인 건물용 태양광 발전 시스템의 상세 고장을 진단함으로써 고장 유형에 따라 수리 및 관리할 수 있다. As described above, the detailed failure of the photovoltaic system for a building in operation can be diagnosed and repaired and managed according to the type of failure using the I-V curve that can confirm the characteristics of the solar cell module.

이상, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나 이는 예시에 불과한 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but these are only examples.

해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below.

Claims (6)

태양광으로부터 전력을 생산하는 태양전지 모듈,
상기 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 직류에서 교류로 변환시켜 부하 또는 상용 전원으로 공급하는 인버터,
상기 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 어레이 단위로 집합시켜 상기 인버터로 전송하는 접속반,
각각의 상기 태양전지 모듈에 부착되어 연결된 다른 상기 태양전지 모듈로의 전류를 우회하여 가변 저항기의 전류 및 저항을 측정하는 검출부, 그리고
상기 인버터로부터 최대 전력을 수득하여, 일사량 조건을 충족하는 측정 최대전력의 수효인 전체 데이터의 수에 대하여 발전에 이상이 있는 것으로 검출된 측정 최대전력의 수효인 이상 데이터의 수에 대한 비율이 기준 최대전력의 발전이상 비율보다 큰 경우, 지속적인 발전 전력의 저하로 판단하여 고장으로 판단하고, 고장인 경우, 상기 검출부로부터의 전류 및 전압으로부터 I-V 곡선을 산출하고, 산출된 상기 I-V 곡선의 기울기의 변화, 변곡점의 변화, 단락 전류 및 개방 전압에 따라 박리, 균열, 달팽이 흔적, 핫 스팟, 바이패스 다이오드 고장, PID 중 어느 하나의 고장의 유형으로 진단하여 관리자에게 알람하는 모니터링 시스템
을 포함하는 태양광 발전 시스템.
Solar cell module that produces power from sunlight,
An inverter that converts the power produced by the solar cell module from direct current to alternating current and supplies it as a load or a commercial power source,
The connection panel that collects the power produced by the solar cell module in an array unit and transmits it to the inverter,
A detection unit for measuring the current and resistance of the variable resistor by bypassing the current to the other solar cell modules attached to and connected to each of the solar cell modules, and
The ratio of the number of abnormal data that is the number of abnormal data that is the number of measured maximum powers detected as having an abnormality in power generation to the total number of data that is the number of measured maximum powers that satisfies the solar irradiation condition by obtaining the maximum power from the inverter is the maximum. If it is greater than the rate of power generation abnormality, it is judged to be a failure by judging a continuous drop in power generation, and in the case of a failure, an IV curve is calculated from the current and voltage from the detection unit, and the calculated change in slope of the IV curve, It is diagnosed as a type of failure among peeling, cracking, snail trace, hot spot, bypass diode failure, PID according to the change of inflection point, short circuit current and open voltage, and alarms the manager. Monitoring system
Solar power system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 검출부는
다른 태양전지 모듈로의 전류를 우회하는 전자 개폐기,
상기 전자 개폐기로부터의 전류를 흘리는 가변 저항기, 그리고
가변 저항의 크기를 조정하는 제어 장치
를 포함하는
태양광 발전 시스템.
According to claim 1,
The detection unit
Electronic switch that bypasses the current to other solar cell modules,
A variable resistor that flows current from the electromagnetic switch, and
Control unit for sizing the variable resistor
Containing
Solar power system.
제2항에 있어서,
상기 가변 저항기의 전류를 측정하는 전류계, 그리고
상기 가변 저항기의 전압을 측정하는 전압계
를 더 포함하는 태양광 발전 시스템.
According to claim 2,
Ammeter to measure the current of the variable resistor, and
Voltmeter to measure the voltage of the variable resistor
Solar power system further comprising a.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 모니터링 시스템은
고장이 발생된 것으로 판단된 경우,
측정된 I-V 곡선과 정상 I-V 곡선의 전력 및 전압, 전류 값, 측정된 I-V 곡선과 정상 I-V 곡선의 개방전압 및 측정된 I-V 곡선과 정상 I-V 곡선의 단락전류 값을 각각 비교하여 고장의 유형을 판단하는 태양광 발전 시스템.
According to claim 1,
The monitoring system
If it is determined that a malfunction has occurred,
Determine the type of failure by comparing the measured IV curve and the power and voltage of the normal IV curve, the current value, the open voltage of the measured IV curve and the normal IV curve, and the short-circuit current values of the measured IV curve and the normal IV curve, respectively. Solar power system.
KR1020190041191A 2019-04-09 2019-04-09 The solar energy generation system having the error detecting part KR102076978B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190041191A KR102076978B1 (en) 2019-04-09 2019-04-09 The solar energy generation system having the error detecting part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190041191A KR102076978B1 (en) 2019-04-09 2019-04-09 The solar energy generation system having the error detecting part

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102076978B1 true KR102076978B1 (en) 2020-04-07

Family

ID=70290744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190041191A KR102076978B1 (en) 2019-04-09 2019-04-09 The solar energy generation system having the error detecting part

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102076978B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102157639B1 (en) * 2020-03-12 2020-09-18 주식회사 엘파워 Apparatus and method for detecting fault of photovoltaic system
CN112290885A (en) * 2020-09-30 2021-01-29 国网浙江安吉县供电有限公司 Household photovoltaic system direct current side fault diagnosis method
CN113063999A (en) * 2021-03-11 2021-07-02 北京北方华创微电子装备有限公司 Method and system for diagnosing heater in semiconductor process equipment
CN113690927A (en) * 2021-07-09 2021-11-23 华为数字能源技术有限公司 Power supply system and fault identification method of group string thereof
WO2022133619A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-30 Universidad Técnica Federico Santa María System and method for determining the working order of photovoltaic solar modules
KR102507827B1 (en) 2022-08-16 2023-03-08 펜타아이앤에스 주식회사 A Sensor Module for Detecting a Fault of a Solar Cell Module
KR102579901B1 (en) * 2022-12-07 2023-09-18 한국광기술원 System and method for diagnosing photovoltaic power generation using i-v curve

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120027181A (en) * 2009-04-17 2012-03-21 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 Method of diagnosing the failure of a photovoltaic generator
JP2016086573A (en) * 2014-10-28 2016-05-19 日置電機株式会社 Property measurement method for solar panel, and device therefor
JP6088706B2 (en) * 2014-03-31 2017-03-01 テンソル・コンサルティング株式会社 Power generation system analysis apparatus and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120027181A (en) * 2009-04-17 2012-03-21 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 Method of diagnosing the failure of a photovoltaic generator
JP6088706B2 (en) * 2014-03-31 2017-03-01 テンソル・コンサルティング株式会社 Power generation system analysis apparatus and method
JP2016086573A (en) * 2014-10-28 2016-05-19 日置電機株式会社 Property measurement method for solar panel, and device therefor

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102157639B1 (en) * 2020-03-12 2020-09-18 주식회사 엘파워 Apparatus and method for detecting fault of photovoltaic system
CN112290885A (en) * 2020-09-30 2021-01-29 国网浙江安吉县供电有限公司 Household photovoltaic system direct current side fault diagnosis method
CN112290885B (en) * 2020-09-30 2024-06-07 国网浙江安吉县供电有限公司 DC side fault diagnosis method for household photovoltaic system
WO2022133619A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-30 Universidad Técnica Federico Santa María System and method for determining the working order of photovoltaic solar modules
CN113063999A (en) * 2021-03-11 2021-07-02 北京北方华创微电子装备有限公司 Method and system for diagnosing heater in semiconductor process equipment
CN113063999B (en) * 2021-03-11 2023-08-18 北京北方华创微电子装备有限公司 Method and system for diagnosing heater in semiconductor process equipment
CN113690927A (en) * 2021-07-09 2021-11-23 华为数字能源技术有限公司 Power supply system and fault identification method of group string thereof
KR102507827B1 (en) 2022-08-16 2023-03-08 펜타아이앤에스 주식회사 A Sensor Module for Detecting a Fault of a Solar Cell Module
KR102579901B1 (en) * 2022-12-07 2023-09-18 한국광기술원 System and method for diagnosing photovoltaic power generation using i-v curve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102076978B1 (en) The solar energy generation system having the error detecting part
AU2016202891B2 (en) Automatic generation and analysis of solar cell IV curves
JP5691891B2 (en) Connection box for photovoltaic power generation
US8744791B1 (en) Automatic generation and analysis of solar cell IV curves
US10218182B2 (en) Photovoltaic systems with voltage limiting devices
KR101245827B1 (en) Diagnostic apparatus for shadow and defect of pv module using mic
US20120049855A1 (en) Dark IV monitoring system for photovoltaic installations
CN103701410A (en) Photovoltaic group string fault identifying method, device and system
KR101297078B1 (en) Photovoltaic monitoring device that can be default diagnosis each module and method of diagnosing Photovoltaic power generator
WO2012075172A2 (en) Photovoltaic array systems, methods, and devices and improved diagnostics and monitoring
KR101532163B1 (en) Evaluation and condition diagnosis system for photovoltaic power generator
US9921270B2 (en) Battery system with cell voltage detecting units
US11558011B2 (en) Method and device for recognising faults in a photovoltaic (PV) generator
KR101631267B1 (en) A Photovoltaic Modular Abnormal Condition Effective Diagnosis System and Method thereof
JP2015018838A (en) Fault detector of backflow prevention diode for solar cell, fault detection system of backflow prevention diode for solar cell, and fault detection method of backflow prevention diode for solar cell
JP2015080399A (en) Method for making determination about solar battery module deterioration
KR101024225B1 (en) Total renewable energy monitering and management system with building energy management system, tbems
KR20170126623A (en) photovoltaic power generation equipment efficiency detection system based on multi variables
KR101697230B1 (en) The controlling and monitoring apparatus for photovoltaic power system
KR101270534B1 (en) Method for monitoring photovoltaic array, and photovoltaic array monitoring apparatus
JP6702168B2 (en) Solar power generation system inspection device and inspection method
KR101656697B1 (en) Portable measuring apparatus for Solar module deterioration and measuring method thereof
JP5800069B2 (en) Diagnostic device, diagnostic method, and solar power generation system for solar power generation unit
KR101631266B1 (en) A Module of Abnormal Condition Diagnosis System in a serially connected photovoltaic module string and Method thereof
JP2019201533A (en) Method and apparatus for determining deterioration of solar cell module

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant