KR102189513B1 - Solar Power Generation System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널에 의해 생산된 전압과 전류에 대응되는 전력감지신호를 발생하는 전력감지부; CCTV 모니터를 통해 상기 태양전지 패널 상의 적설 여부를 확인하는 모니터링부; 배터리의 전류를 태양전지 측으로 보내 쌓인 눈을 녹이는 역바이어스 공급부; 상기 전력감지부, 모니터링부, 배터리, 역바이어스 공급부 및 통신부를 제어하는 제어부; 상기 전력감지신호를 무선으로 전송하는 통신부; 및 상기 태양전지 패널 상에 적설시 제어부에 눈 녹임 작동을 지시하며, 상기 전력감지신호를 통해 해당 태양전지 패널의 이상 유무를 판단하는 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a photovoltaic power generation system, comprising: a plurality of solar panels for generating electric power by collecting energy from sunlight; A power sensing unit that generates a power sensing signal corresponding to the voltage and current produced by the solar cell panel; A monitoring unit that checks whether there is snow on the solar panel through a CCTV monitor; Reverse bias supply unit for melting snow accumulated by sending a current from the battery to the solar cell; A control unit for controlling the power sensing unit, a monitoring unit, a battery, a reverse bias supply unit, and a communication unit; A communication unit for wirelessly transmitting the power sensing signal; And a server that instructs the control unit to perform snow melting when snow is snowed on the solar panel, and determines whether there is an abnormality in the corresponding solar panel through the power detection signal.
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열 및 제설 기능을 갖고, 태양전지 페널의 이상 유무를 감시하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic power generation system, and more particularly, to a photovoltaic power generation system that has a heat dissipation and snow removal function and monitors the presence or absence of an abnormality in a solar cell panel.
최근 지구온난화의 가속화와 한정된 자원에 의해 친환경 에너지인 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이중에서도 무연료, 무공해, 무소음 및 무진동의 특성을 가진 태양광 발전 시스템은 증설이 용이하고, 반영구적 사용이 가능하며, 유지비가 적은 장점을 가지고 있다.Recently, due to the acceleration of global warming and limited resources, interest in renewable energy, an eco-friendly energy, is increasing. Among them, the solar power generation system, which has the characteristics of fuel-free, pollution-free, noise-free and vibration-free, has the advantages of easy expansion, semi-permanent use, and low maintenance costs.
반면, 태양광 발전 시스템은 외부에 노출된 상태로 설치되기 때문에 자연 재해에 매우 취약한 단점이 있다. 예를 들어, 겨울철에 태양광 모듈에 적설로 인해 태양광 발전 감소와 지지대 붕괴사고 발생하게 되므로, 태양광 모듈의 제설장치 개발에 대한 연구가 요구되고 있다.On the other hand, since the photovoltaic power generation system is installed in a state exposed to the outside, it is very vulnerable to natural disasters. For example, in winter, due to the snowfall on the solar module, a reduction in solar power generation and a collapse of the support are caused, so research on the development of a snow removal device for the solar module is required.
그러나, 종래의 태양광 모듈의 제설장치로는 와이퍼를 이용한 제설 장치가 있으나, 태양전지 패널에 퇴적된 눈이 결빙되면 와이퍼 작동이 중단되거나 와이퍼가 손상될 우려가 있다. 따라서, 태양광 모듈에서의 적설 여부를 판단하여 자동으로 제설 기능을 수행할 수 있는 태양광 모듈의 제설장치가 요구된다.However, there is a snow removal device using a wiper as a snow removal device of a conventional solar module, but there is a concern that the wiper operation is stopped or the wiper is damaged when snow accumulated on the solar panel is frozen. Accordingly, there is a need for a snow removal device for a photovoltaic module capable of automatically performing a snow removal function by determining whether there is snowfall in the photovoltaic module.
또한, 일반적으로 태양광 모듈의 온도가 상승되면 발전출력이 감소하므로, 태양광 모듈의 효율 향상을 위해서는 온도를 낮추는 기술이 요구되고 있다.In addition, since the power generation output generally decreases when the temperature of the solar module is increased, a technology for lowering the temperature is required to improve the efficiency of the solar module.
한편, 태양광 발전 시스템에서 개별 태양전지 패널이 발생하는 고장 또는 불량 상태로 인해 비효율적인 상태로 운전되는 문제점이 있다.On the other hand, there is a problem in that the solar power generation system operates in an inefficient state due to a failure or a defective state in which an individual solar cell panel occurs.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 태양전지 패널에 탄소복합소재 및 탄소면상발열체와 제설기능을 적용하여 태양광발전 효율을 향상시키는 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a photovoltaic power generation system that improves photovoltaic power generation efficiency by applying a carbon composite material and a carbon planar heating element and a snow removal function to a solar panel.
또한, 본 발명의 다른 목적은 개별 태양전지 패널의 이상상태를 측정하고, 측정된 이상상태를 원격지에서 감시할 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a solar power generation system capable of measuring abnormal conditions of individual solar cell panels and monitoring the measured abnormal conditions from a remote location.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양광 발전 시스템은 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널에 의해 생산된 전압과 전류에 대응되는 전력감지신호를 발생하는 전력감지부; CCTV 모니터를 통해 상기 태양전지 패널 상의 적설 여부를 확인하는 모니터링부; 배터리의 전류를 태양전지 측으로 보내 쌓인 눈을 녹이는 역바이어스 공급부; 상기 전력감지부, 모니터링부, 배터리, 역바이어스 공급부 및 통신부를 제어하는 제어부; 상기 전력감지신호를 무선으로 전송하는 통신부; 및 상기 태양전지 패널 상에 적설시 제어부에 눈 녹임 작동을 지시하며, 상기 전력감지신호를 통해 해당 태양전지 패널의 이상 유무를 판단하는 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The solar power generation system of the present invention for achieving the above object comprises a plurality of solar cell panels for generating power by collecting energy from sunlight; A power sensing unit that generates a power sensing signal corresponding to the voltage and current produced by the solar cell panel; A monitoring unit that checks whether there is snow on the solar panel through a CCTV monitor; Reverse bias supply unit for melting snow accumulated by sending a current from the battery to the solar cell; A control unit for controlling the power sensing unit, a monitoring unit, a battery, a reverse bias supply unit, and a communication unit; A communication unit for wirelessly transmitting the power sensing signal; And a server that instructs the control unit to perform snow melting when snow is snowed on the solar panel, and determines whether there is an abnormality in the corresponding solar panel through the power detection signal.
상기 태양전지 패널은 프레임, 글라스, 전면 EVA, 태양전지, 후면 EVA, 탄소면상발열체, 백시트 및 탄소코팅막 순으로 적층되어 이루어질 수 있다.The solar panel may be formed by laminating in the order of a frame, glass, front EVA, solar cell, rear EVA, carbon surface heating element, back sheet and carbon coating film.
상기 탄소면상발열체는 방열 효과를 높이기 위하여 직사각형 형상의 패턴을 형성할 수 있다. The carbon planar heating element may form a rectangular pattern in order to increase the heat dissipation effect.
상기 탄소코팅막은 탄소, 그라파이트 및 바인더를 혼합한 복합소재를 인쇄하여 형성할 수 있다.The carbon coating layer may be formed by printing a composite material in which carbon, graphite, and a binder are mixed.
상기 역바이어스 공급부는 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 배터리 전기를 다시 역으로 각 태양전지 측으로 공급하여 태양전지를 발열시켜 눈을 녹일 수 있다.The reverse bias supply unit receives solar energy, converts it into electric energy, and supplies battery electricity charged in reverse to each solar cell to heat the solar cell to melt snow.
상기 서버는 전력감지부의 전력감지신호를 주기적으로 수신하여 해당 태양전지 패널의 이상 유무를 판단하여 관리자 휴대폰으로 전송할 수 있다.The server may periodically receive the power detection signal of the power detection unit, determine whether there is an abnormality in the corresponding solar cell panel, and transmit it to the administrator mobile phone.
이상과 같이, 본 발명에 따르면 탄소복합재와 탄소면상발열체를 통해 상시 온도를 낮추고, 제설기능으로 겨울철 쌓인 눈을 제거하여 태양광발전 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to improve solar power generation efficiency by lowering the temperature at all times through the carbon composite material and the carbon planar heating element, and removing snow accumulated in winter with the snow removal function.
또한, 본 발명에 따르면 개별 태양전지 패널의 전기적인 이상 상태를 측정하여 원격지에서 감시할 수 있어 개별 태양전지 패널의 동작 상태를 최적의 상태가 되도록 관리할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to measure an electrical abnormal state of an individual solar cell panel and monitor it at a remote location, so that the operation state of the individual solar cell panel can be managed in an optimal state.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 패널의 조립도이다.1 is a configuration diagram of a solar power generation system according to the present invention.
2 is an assembly diagram of a solar cell panel according to the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the embodiments of the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
그러면 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Then, a solar power generation system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 조립도이다.1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to the present invention, and FIG. 2 is an assembly view of a photovoltaic power generation system according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템은 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하는 다수의 태양전지 패널(100)과, 상기 태양전지 패널(100)에 의해 생산된 전압과 전류에 대응되는 전력감지신호를 발생하는 전력감지부(210)와, CCTV 모니터를 통해 태양전지 패널(100) 상의 적설 여부를 확인하는 모니터링부(220)와, 배터리(230)의 전류를 태양전지 측으로 보내 쌓인 눈을 녹이는 역바이어스 공급부(240)와, 상기 전력감지부(210), 모니터링부(220), 배터리(230), 역바이어스 공급부(240) 및 통신부(260)를 제어하는 제어부(250)와, 상기 전력감지신호를 무선으로 전송하는 통신부(260), 및 상기 태양전지 패널(100) 상에 적설시 제어부(250)에 눈 녹임 작동을 지시하며, 상기 전력감지신호를 통해 해당 태양전지 패널의 이상 유무를 판단하는 서버(270)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the photovoltaic power generation system according to the present invention includes a plurality of
상기 태양전지 패널(100)은 프레임(110), 글라스(120), 전면 EVA(130), 태양전지(140), 후면 EVA(150), 탄소면상발열체(160), 백시트(Back sheet)(170) 및 탄소코팅막(180) 순으로 적층하여 구성된다. 여기서, 상기 태양전지 패널(100)을 구성하는 프레임(110), 글라스(120), 전면 EVA(130), 태양전지(140), 후면 EVA(150), 백시트(Back sheet)(170)는 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. The
상기 탄소면상발열체(160)는 방열 효과를 높이기 위하여 직사각형 형상의 패턴을 형성할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. The carbon
상기 탄소코팅막(180)은 탄소, 그라파이트 및 바인더를 혼합한 복합소재를 인쇄하여 형성할 수 있다. The
이러한 탄소면상발열체(160)와 탄소코팅막(180)은 면상 발열과 방열의 복합기능을 구현함으로써 태양전지의 여름철이나 과열로 인한 태양광 효율저하를 개선하여 태양광 발전의 효율을 높일 수 있다. The carbon
상기 전력감지부(210)는 각각의 태양전지 패널(100)로부터 수집되는 전압과 전류를 주기적으로 감지된 값에 따라 전력감지신호를 발생하고, 통신부(260)는 전력감지부(210)로부터 발생된 전력감지신호를 서버(270)로 송출한다. 이때 전력감지부(210)는 감지된 전압 및 전류 값과 함께 측정 시간을 저장하는 제어부(250)의 메모리를 더 포함할 수 있으며, 저장된 데이터는 서버(270)의 요청에 따라 송출할 수 있다. The
상기 역바이어스 공급부(230)는 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 전기를 다시 역으로 각 태양전지 측으로 공급하여 태양전지를 발열시켜 눈을 녹일 수 있다. The reverse
이러한 역바이어스 공급부(230)는 모티터링부(210)를 통해 태양전지 패널(100) 상에 적설이 확인되면, 제어부(240)가 역바이어스 공급부(230)를 제어하여 스위치(SW)를 온(ON)시키게 됨으로써 배터리(220) 전압이 역바이어스 공급부(230)의 저항(R) 및 스위치(SW)를 통해 태양전지에 전류를 보내 태양전지에서 발열이 일어나 태양전지 패널(100)에 쌓인 눈을 녹여 제거할 수 있다. 이로 인해 쌓인 눈을 보다 신속하면서도 효율적으로 간편하게 제거할 수 있게 되어 겨울철 눈으로 인한 태양전지의 기능 상실을 미연에 방지할 수 있다.This reverse
상기 서버(270)는 전력감지부(210)의 전력감지신호를 주기적으로 수신하여 해당 태양전지 패널의 이상 유무를 판단하여 관리자 휴대폰으로 전송한다. 즉, 서버(270)는 정상 상태의 태양전지 패널의 전력감지신호와 비교하여 전력감지신호가 낮은 태양전지 패널을 관리자 휴대폰으로 전송하여 개별 태양전지 패널의 동작 상태를 최적의 상태가 되도록 관리할 수 있다. The
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.
100: 태양전지 패널 160: 탄소면상발열체
180: 탄소코팅막 210: 전력감지부
220: 모니터링부 230: 배터리
240: 역바이어스 공급부 250: 제어부
260: 통신부 270: 서버 100: solar panel 160: carbon planar heating element
180: carbon coating film 210: power sensing unit
220: monitoring unit 230: battery
240: reverse bias supply unit 250: control unit
260: communication unit 270: server
Claims (6)
상기 태양전지 패널에 의해 생산된 전압과 전류에 대응되는 전력감지신호를 발생하는 전력감지부;
CCTV 모니터를 통해 상기 태양전지 패널 상의 적설 여부를 확인하는 모니터링부;
배터리의 전류를 태양전지 측으로 보내 쌓인 눈을 녹이는 역바이어스 공급부;
상기 전력감지부, 모니터링부, 배터리, 역바이어스 공급부 및 통신부를 제어하는 제어부;
상기 전력감지신호를 무선으로 전송하는 통신부; 및
상기 태양전지 패널 상에 적설시 제어부에 눈 녹임 작동을 지시하며, 상기 전력감지신호를 통해 해당 태양전지 패널의 이상 유무를 판단하는 서버;를 포함하되,
상기 태양전지 패널은 프레임, 글라스, 전면 EVA, 태양전지, 후면 EVA, 탄소면상발열체, 백시트 및 탄소코팅막 순으로 적층되어 이루어지며,
상기 탄소면상발열체는 방열 효과를 높이기 위하여 직사각형 형상의 패턴을 형성하며,
상기 탄소코팅막은 탄소, 그라파이트 및 바인더를 혼합한 복합소재를 인쇄하여 형성하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.A plurality of solar cell panels for generating electric power by collecting energy from sunlight;
A power sensing unit that generates a power sensing signal corresponding to the voltage and current produced by the solar cell panel;
A monitoring unit that checks whether there is snow on the solar panel through a CCTV monitor;
Reverse bias supply unit to melt the accumulated snow by sending the current from the battery to the solar cell;
A control unit for controlling the power sensing unit, a monitoring unit, a battery, a reverse bias supply unit, and a communication unit;
A communication unit for wirelessly transmitting the power sensing signal; And
Including; a server for instructing the operation of snow melting to the control unit when it is snowed on the solar panel, and determining whether there is an abnormality in the corresponding solar panel through the power detection signal,
The solar panel is made of a frame, glass, front EVA, solar cell, rear EVA, carbon surface heating element, back sheet and carbon coating film stacked in this order,
The carbon planar heating element forms a rectangular pattern in order to increase the heat dissipation effect,
The carbon coating film is formed by printing a composite material in which carbon, graphite, and a binder are mixed.
상기 역바이어스 공급부는 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 배터리 전기를 다시 역으로 각 태양전지 측으로 공급하여 태양전지를 발열시켜 눈을 녹이는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.The method of claim 1,
The reverse bias supply unit receives solar energy, converts it into electric energy, and supplies electricity to each solar cell in a reverse direction to heat the solar cell to melt snow.
상기 서버는 전력감지부의 전력감지신호를 주기적으로 수신하여 해당 태양전지 패널의 이상 유무를 판단하여 관리자 휴대폰으로 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.The method of claim 1,
The server is a solar power generation system, characterized in that to periodically receive the power detection signal of the power detection unit, determine the presence or absence of an abnormality in the solar cell panel, and transmits it to a manager mobile phone.
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