KR102262609B1 - 태양광발전 노후 진단 시스템 - Google Patents

태양광발전 노후 진단 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102262609B1
KR102262609B1 KR1020200138215A KR20200138215A KR102262609B1 KR 102262609 B1 KR102262609 B1 KR 102262609B1 KR 1020200138215 A KR1020200138215 A KR 1020200138215A KR 20200138215 A KR20200138215 A KR 20200138215A KR 102262609 B1 KR102262609 B1 KR 102262609B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
rate
unit
change
degree
Prior art date
Application number
KR1020200138215A
Other languages
English (en)
Inventor
송기택
이철송
Original Assignee
(주)대은
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 (주)대은 filed Critical (주)대은
Priority to KR1020200138215A priority Critical patent/KR102262609B1/ko
Priority to PCT/KR2020/014665 priority patent/WO2022085833A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102262609B1 publication Critical patent/KR102262609B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/003—Measuring mean values of current or voltage during a given time interval
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광발전 노후 진단 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 편차가 발생한 스트링에 대해 각 태양광모듈의 평균전압값 변화율에 따라 열화 정도를 산출하도록 하면서, 기상정보를 고려하여 평균전압값의 보정이 이루어지도록 함으로써 태양광모듈의 열화 정도를 정확하게 진단할 수 있도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템에 관한 것이다.

Description

태양광발전 노후 진단 시스템{A System for Diagnosing Deterioration of Photovoltaic Device}
본 발명은 태양광발전 노후 진단 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 편차가 발생한 스트링에 대해 각 태양광모듈의 평균전압값 변화율에 따라 열화 정도를 산출하도록 하면서, 기상정보를 고려하여 평균전압값의 보정이 이루어지도록 함으로써 태양광모듈의 열화 정도를 정확하게 진단할 수 있도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템에 관한 것이다.
신재생에너지의 한 분야인 태양광 발전은 많은 장점으로 인해 최근 그 수요가 급증하고 있으며, 발전 효율을 높이기 위한 기술도 많이 발전해오고 있다. 특히, 최근에는 태양광 발전장치들이 건물 옥상이나 수상은 물론 건물일체형 태양광 발전장치(BIPV) 등 다양한 형태로 설치되고 있다.
태양광발전설비 중 직접적으로 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 태양광모듈의 경우 최대 25년의 수명을 가지고 있지만, 설치환경 및 운영상황에 따라 운영 중에 성능이 차이를 보이며, 불량이 빈번히 발생할 경우 설비의 피로도가 높아져 노화진행을 가속시킬 우려가 있다.
따라서, 아래 특허문헌과 같이 스트링의 발전 전력을 모니터링하여 최적의 출력이 유지되도록 하고 있으나, 태양광모듈들의 세부적인 노화 상태까지는 파악할 수 없어 태양광모듈에 대한 효율적인 관리가 이루어지지 못하는 문제가 있다.
(특허문헌) 등록특허공보 제10-1857916호(2018. 05. 08. 등록)"전압 인가 제어 시스템을 이용한 태양광 발전장치의 스트링별 발전전력 제어 모니터링 시스템"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 전력 편차가 발생한 스트링에 대해 각 태양광모듈의 평균전압값 변화율에 따라 열화 정도를 산출하도록 하면서, 기상정보를 고려하여 평균전압값의 보정이 이루어지도록 함으로써 태양광모듈의 열화 정도를 정확하게 진단할 수 있도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 각 태양광모듈에 대해 단위기간동안의 평균전압값을 측정하고, 일정기간 동안 평균전압값의 평균 변화율을 산출하여 동일 스트링에 포함된 태양광모듈 사이의 평균값을 계산하도록 하며, 이렇게 계산된 변화율의 평균값을 기준 변화율로 각 태양광모듈의 변화율 평균값에 따라 열화 정도를 산출하도록 함으로써 더욱 정확한 열화도의 산출이 가능하도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 열화도의 산출과는 별개로 단위기간 동안의 평균전압값에 대한 변화율이 동일 스트링 내 태양광모듈 사이의 평균값을 초과하여 일정정도까지 누적되는 경우 태양광모듈에 대한 점검의 필요가 있는 것으로 판단하여 이를 알리도록 함으로써 열화도의 산출 전이라도 태양광모듈의 이상 징후에 대한 신속한 점검이 이루어질 수 있도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 단위기간 동안의 평균전압값에 대한 변화율이 동일 스트링 내 태양광모듈 사이의 평균값을 초과하여 일정횟수 이상 연속되는 경우에는 이상이 발생한 것으로 확정하여 이를 알리도록 함으로써 고장에 대한 신속한 대처가 가능하도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 스트링의 IV곡선을 이용하여 태양광모듈의 이상 상태를 예측하도록 함으로써 열화도 산정 전에 이상 상태에 대한 신속하고 정확한 파악이 이루어지도록 하고, 이를 통해 태양광모듈의 이상에 대한 효율적인 대처가 가능하도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 태양광모듈의 양자효율에 따라 열화도를 측정하도록 하여 더욱 신속한 열화도의 측정이 가능하도록 하는 태양광발전 노후 진단 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템은 복수의 태양광모듈이 직렬로 연결된 스트링을 복수개 구비하는 태양광발전장치와, 상기 태양광발전장치의 상태를 모니터링하는 모니터링서버를 포함하고, 상기 모니터링서버는 태양광모듈의 노후 정도를 진단하는 열화진단부를 포함하며, 상기 열화진단부는 출력이 상대적으로 적은 스트링을 검출하는 스트링검출부와, 검출된 스트링의 각 태양광모듈에 대해 단위기간 동안의 평균 전압값을 측정하는 단위전압측정부와, 평균 전압값의 변화율에 따라 태양광모듈의 열화정도를 산출하는 열화도산출부를 포함하고, 상기 단위전압측정부는 단위기간동안의 기상정보를 고려하여 전압값을 보정하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템에 있어서, 상기 단위전압측정부는 각 태양광모듈의 전압을 측정하는 모듈전압측정모듈과, 단위기간동안 측정된 전압값을 저장하는 단위기간저장모듈과, 단위기간 동안의 각 태양광모듈에 대한 전압 평균값을 산출하는 단위평균산출모듈과, 전압 평균값을 기상정보에 따라 보정하는 보정계수적용모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템에 있어서, 상기 열화도산출부는 상기 단위전압측정부에 의해 산출되는 평균 전압값의 변화율을 산출하는 변화율산출모듈과, 일정기간 동안 평균 전압값의 변화율을 누적 저장하는 변화율누적저장모듈과, 각 태양광모듈에 대한 평균 전압값 변화율의 평균값을 계산하는 변화율평균연산모듈과, 상기 변화율평균연산모듈에 의해 계산된 변화율 평균값에 대해 동일 스트링 내 태양광모듈들의 평균값을 산출하는 기준변화율산출모듈과, 상기 기준변화율산출모듈에 의해 산출되는 기준 변화율에 대한 각 태양광모듈의 평균 변화율의 비율에 따라 열화 정도를 산정하는 열화도산정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템에 있어서, 상기 모니터링서버는 각 태양광모듈에 대한 열화도의 산정 전에 점검의 필요성을 인지하여 알리는 점검요청부를 포함하고, 상기 점검요청부는 각 태양광모듈의 단위기간 평균전압값을 산출하고, 단위기간 사이의 평균전압값의 변화율에 대해 동일 스트링 내 태양광모듈 사이의 평균값을 산출하는 단위변화율기준산출모듈과; 각 태양광모듈의 평균전압값의 변화율을 기준 변화율과 비교하는 변화율비교모듈과; 변화율의 감소정도가 평균 변화율을 초과하는 정도를 산출하는 초과정도산출모듈과; 초과정도를 누적하여 저장하는 누적저장모듈과; 누적값이 설정값을 초과하는 경우 점검의 필요성이 있는 것으로 판단하여 이를 사용자에게 알리는 점검알림모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템에 있어서, 상기 모니터링서버는 태양광모듈의 급격한 이상을 감지하는 고장검출부를 포함하고, 상기 고장검출부는 상기 초과정도산출모듈에 의한 변화율의 초과정보를 수신하는 변화율초과수신모듈과, 변화율의 초과정도가 설정값을 초과하는 경우 그 연속되는 횟수를 산정하는 연속횟수산정모듈과, 연속횟수를 설정된 임계값과 비교하는 임계값비교모듈과, 연속횟수가 임계값을 초과하는 경우 해당 태양광모듈의 이상으로 판단하여 이를 알리는 고장알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템에 있어서, 상기 모니터링서버는 각 스트링의 IV곡선을 이용하여 스트링의 상태를 예측하는 스트링진단부를 포함하고, 상기 스트링진단부는 각 스트링의 전압, 전류 정보를 측정하는 스트링상태측정모듈과; 측정된, 전압, 전류에 따라 IV곡선을 생생하는 IV곡선형성모듈과; IV곡선상의 최대전력, 최대전류, 최대전압에 대한 기준값을 설정하는 기준값설정모듈과; 기준값을 실측값과 비교하는 실측값비교모듈과; 최대전력, 최대전류, 최대전압에 대해 기준값에 대한 실측값의 오차율을 산출하는 오차율산출모듈과; 오차율과 태양광모듈 이상상태의 상관관계를 분석하는 상관분석모듈과; 분석된 상관관계에 따라 오차율에 따른 이상상태를 검출하는 이상검출모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템에 있어서, 상기 스트링진단부는 상기 이상검출모듈에 의해 검출된 결과를 실제 결과와 비교하는 결과비교모듈과, 실제 결과와 일치하도록 오차율에 따른 상관관계의 분석을 갱신하는 상관갱신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템은 복수의 태양광모듈이 직렬로 연결된 스트링을 복수개 구비하는 태양광발전장치와, 상기 태양광발전장치의 상태를 모니터링하는 모니터링서버를 포함하고, 상기 모니터링서버는 태양광모듈의 노후 정도를 진단하는 열화진단부를 포함하며, 상기 열화진단부는 태양광모듈의 특정 파장대에서의 양자효율에 따라 노화 정도를 산출하는 양자효율진단부를 포함하고, 상기 양자효율진단부는 각 태양광모듈의 양자효율을 측정하여 저장하는 양자효율저장모듈과, 양자효율 측정시의 출력을 저장하는 출력저장모듈과, 양자효율과 출력간의 상관관계를 분석하는 상관함수도출모듈과, 일정시간 간격으로 태양광모듈의 양자효율을 측정하는 양자효율측정모듈과, 상관관계에 따라 양자효율을 출력으로 환산하는 출력환산모듈과, 환산된 출력의 일정기간 변화정도의 평균값을 산출하는 기준출력산정모듈과, 변화정도의 평균값에 대한 각 태양광모듈의 환산출력 변화율에 따라 열화정도를 산출하는 열화도연산모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 전력 편차가 발생한 스트링에 대해 각 태양광모듈의 평균전압값 변화율에 따라 열화 정도를 산출하도록 하면서, 기상정보를 고려하여 평균전압값의 보정이 이루어지도록 함으로써 태양광모듈의 열화 정도를 정확하게 진단할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 각 태양광모듈에 대해 단위기간동안의 평균전압값을 측정하고, 일정기간 동안 평균전압값의 평균 변화율을 산출하여 동일 스트링에 포함된 태양광모듈 사이의 평균값을 계산하도록 하며, 이렇게 계산된 변화율의 평균값을 기준 변화율로 각 태양광모듈의 변화율 평균값에 따라 열화 정도를 산출하도록 함으로써 더욱 정확한 열화도의 산출이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 열화도의 산출과는 별개로 단위기간 동안의 평균전압값에 대한 변화율이 동일 스트링 내 태양광모듈 사이의 평균값을 초과하여 일정정도까지 누적되는 경우 태양광모듈에 대한 점검의 필요가 있는 것으로 판단하여 이를 알리도록 함으로써 열화도의 산출 전이라도 태양광모듈의 이상 징후에 대한 신속한 점검이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 단위기간 동안의 평균전압값에 대한 변화율이 동일 스트링 내 태양광모듈 사이의 평균값을 초과하여 일정횟수 이상 연속되는 경우에는 이상이 발생한 것으로 확정하여 이를 알리도록 함으로써 고장에 대한 신속한 대처가 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 스트링의 IV곡선을 이용하여 태양광모듈의 이상 상태를 예측하도록 함으로써 열화도 산정 전에 이상 상태에 대한 신속하고 정확한 파악이 이루어지도록 하고, 이를 통해 태양광모듈의 이상에 대한 효율적인 대처가 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 태양광모듈의 양자효율에 따라 열화도를 측정하도록 하여 더욱 신속한 열화도의 측정이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템의 구성도
도 2는 도 1의 태양광발전장치의 구성도
도 3은 도 1의 모니터링서버의 구성을 나타내는 블럭도
도 4는 도 3의 스트링검출부의 구성을 나타내는 블럭도
도 5는 도 3의 단위전압측정부의 구성을 나타내는 블럭도
도 6은 도 3의 열화도산출부의 구성을 나타내는 블럭도
도 7은 도 3의 점검요청부의 구성을 나타내는 블럭도
도 8은 도 3의 고장검출부의 구성을 나타내는 블럭도
도 9는 도 3의 스트링진단부의 구성을 나타내는 블럭도
도 10은 IV곡선의 일 예를 나타내는 참고도
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템의 양자효율진단부의 구성을 나타내는 블럭도
이하에서는 본 발명에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템을 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명하면, 상기 태양광발전 노후 진단 시스템은 복수의 태양광모듈(11)이 직렬로 연결된 스트링(12)을 복수개 구비하는 태양광발전장치(1)와, 상기 태양광발전장치(1)의 상태를 모니터링하는 모니터링서버(3)를 포함한다.
특히, 상기 노후 진단 시스템은 단위기간 동안 태양광모듈(11)의 전압을 측정하여 평균값을 산출하도록 하면서, 일정기간 동안 전압 평균값의 변화율을 산출하도록 하고, 이러한 변화율의 평균을 산출하여 일정기간 동안 각 태양광모듈(11)의 평균전압값이 어느 정도 변화했는지 알 수 있도록 한다. 그리고 동일한 스트링(12) 내에서 일정기간 동안 평균전압값의 변화율 평균에 대한 평균값을 다시 산출하고 이를 기준변화율로 하여 각 태양광모듈의 평균 변화율에 따라 노후 정도를 산출하도록 함으로써 각 태양광모듈의 상대적인 노화 정도를 정확하게 진단할 수 있도록 한다.
상기 태양광발전장치(1)는 태양광에 의해 전력을 생산하는 장치로 모니터링서버(3)와 연결되어 다수개가 설치될 수 있으며, 태양광모듈(11)이 직렬로 연결되어 있는 스트링(12); 상기 스트링(12)이 복수 개 병렬로 연결되어 있는 어레이(13); 태양광을 이용하여 발전된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 수용가에 공급하는 인버터(14); 상기 어레이(13)와 인버터(14) 사이에서 결선을 용이하게 하고 각종 보호 기능을 수행하는 접속반(15); 태양광모듈(11)의 전압을 측정하는 전압측정센서(16); 스트링(12)의 전류, 전압을 측정하는 스트링측정센서(17);를 포함한다.
상기 스트링(12)은 태양광모듈(11)이 직렬로 연결되어 이루는 구성으로, 태양광 발전이 이루어지는 최소단위인 태양광모듈(11)들이 직렬로 연결되어 직류회로를 구성하는 하나의 단위를 스트링(12)으로 정의한다.
상기 어레이(13)는 상기 스트링(12)이 복수 개 병렬로 연결되어 이루는 구성으로, 태양광 발전의 규모에 따라 작게는 수개의 스트링에서 많게는 수십~수백 개의 스트링이 병렬로 연결되어 하나의 어레이(13)를 이룰 수 있으며, 이러한 어레이(13)를 다른 표현으로 태양광 패널로 표현하기도 한다.
상기 인버터(14)는 태양광을 이용하여 발전된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 수용가에 공급하게 되는 구성으로, 직렬 회로를 구성하는 각각의 상기 스트링(12) 단에서 발전되는 직류 전원(DC)을 수용가에서 사용이 가능한 교류 전원(AC)으로 변환하여 계통에 보내게 되는데, 이러한 전력 변환을 수행하는 구성으로 상기 인버터(14)가 각각의 어레이(13)에 연결되어 기능을 수행하게 된다.
상기 접속반(15)은 상기 어레이(13)와 인버터(14) 사이에서 결선을 용이하게 하고 각종 보호 기능을 수행하는 구성으로, 본 발명의 시스템에서도 역전류 방지용 구성 등 일반적으로 태양광 발전 접속반에 포함되는 구성들을 포함할 수 있다.
상기 전압측정센서(16)는 상기 태양광모듈(11)의 전압을 측정하는 구성으로, 각 태양광모듈(11)의 전압을 실시간으로 측정하여 상기 모니터링서버(3)로 전달하도록 하며, 이를 통해 각 태양광모듈의 노후 정도를 산출하고 점검 필요의 진단 및 고장 검출이 가능하도록 한다.
상기 스트링측정센서(17)는 각 스트링(12)의 전류 및 전압을 측정하는 구성으로, 이에 의해 측정되는 전압, 전류 정보 또한 모니터링서버(3)로 실시간으로 전송된다. 상기 스트링측정센서(17)에 의해 측정된 정보는 출력을 산출하여 노후 정도를 산출할 스트링(12)을 결정하는데 사용되고, IV 곡선을 형성하여 태양광모듈(11)의 상태를 진단하도록 할 수도 있다.
상기 모니터링서버(3)는 태양광발전장치(1)의 상태를 모니터링하는 구성으로, 태양광모듈(11)의 노화 정도를 진단할 수 있도록 한다. 또한, 상기 모니터링서버(3)는 노화 정도의 진단과는 별개로 전압의 변화가 누적하여 기준에서 벗어나는 경우에는 이를 관리자 등에게 알려 이에 대한 점검이 이루어질 수 있도록 하고, 전압의 변화가 일정 정도 이상 연속적으로 기준에서 벗어나는 경우에는 고장으로 판단하여 즉각적인 대처가 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 모니터링서버(3)는 스트링측정센서(17)에 의해 측정되는 정보에 따라 IV 곡선을 형성하여 태양광모듈(11)의 상태를 예측하도록 할 수도 있다. 이를 위해, 상기 모니터링서버(3)는 열화진단부(31), 점검요청부(32), 고장검출부(33), 스트링진단부(34)를 포함할 수 있다.
상기 열화진단부(31)는 태양광모듈(11)의 노후 정도를 진단하는 구성으로, 상기 전압측정센서(16)에 의해 측정되는 태양광모듈(11)의 전압값에 따라 노후 정도를 진단하도록 한다. 특히, 열화진단부(31)는 각 태양광모듈(11)에 대해 일정 단위기간, 예를 들어 1일 단위로 평균 전압값을 산출하여 일정기간, 예를 들어 1주일이나 한달 정도의 평균전압값에 대한 변화율의 평균을 산출하도록 하고, 이를 태양광모듈(11) 사이에 비교하여 동일 스트링(12) 내에서의 상대적 열화 정도를 산출해낼 수 있도록 한다. 또한, 상기 열화진단부(31)는 전체 태양광모듈(11)에 대해 노후 정도를 진단하는 것이 아니라, 전력 편차가 발생한, 즉 출력이 줄어든 스트링(12)에 대해서만 태양광모듈(11)들의 전압값을 비교하고 노후 정도의 진단이 이루어지도록 함으로써, 데이터 처리 및 통신 부담을 줄이고 효율적인 노후 상태의 파악이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 열화진단부(31)는 스트링검출부(311), 단위전압측정부(32), 열화도산출부(313)를 포함할 수 있다.
상기 스트링검출부(311)는 노후 정도를 파악할 스트링(12)을 검출하는 구성으로, 전력의 편차가 발생한 스트링(12)을 선택하도록 한다. 이를 위해, 상기 스트링검출부(311)는 스트링측정모듈(311a), 스트링비교모듈(311b), 문제스트링선별모듈(311c), 열화진단요청모듈(311d)을 포함할 수 있다.
상기 스트링측정모듈(311a)은 상기 스트링측정센서(17)에 의해 각 스트링(12)의 전류, 전압을 측정하도록 하는 구성으로, 측정된 정보를 실시간으로 수신하도록 한다.
상기 스트링비교모듈(311b)은 각 스트링(12)의 출력을 비교하는 구성으로, 일정 단위기간, 예를 들어 1일 단위로 스트링측정센서(17)에 의해 측정되는 전류, 전압값을 이용하여 출력되는 전력을 산출하고, 이를 통해 각 스트링(12)간의 출력 비교가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 문제스트링선별모듈(311c)은 상기 스트링비교모듈(311b)에 의한 비교 결과에 따라 출력이 저하된 스트링(12)을 선별하는 구성으로, 상대적으로 출력이 적은 스트링(12)을 선별하도록 할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 출력의 감소율이 상대적으로 큰 스트링(12)을 선별하도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 문제스트링선별모듈(311c)은 일정기간, 예를 들어 1주일이나 한달 단위로 출력의 감소율을 비교하여 출력의 감소율이 큰 스트링(12)을 선별하도록 할 수도 있고, 또는 출력의 감소율이 다른 스트링(12)에 비해 일정정도 이상 커지는 경우 비주기적으로 문제 스트링(12)을 선별하여 노후 정도의 산출이 이루어지도록 할 수도 있다.
상기 열화진단요청모듈(311d)은 각 태양광모듈(11)에 대한 열화 정도의 산출을 요청하는 구성으로, 상기 문제스트링선별모듈(311c)에 의해 선별된 스트링(12)에 대해서만 상기 단위전압측정부(32), 열화도산출부(313)에 의해 열화 정도가 산출될 수 있도록 한다.
상기 단위전압측정부(32)는 각 태양광모듈(11)의 단위기간 동안의 평균 전압값을 산출하는 구성으로, 상기 스트링검출부(311)에 의해 선별된 스트링(12)에 대해서만 평균 전압값의 산출이 이루어지도록 한다. 특히, 상기 단위전압측정부(32)는 주변 기상상태를 고려하여 전압값의 보정이 이루어지도록 함으로써 더욱 정확한 평균 전압값의 산출이 이루어지도록 한다. 이를 위해, 상기 단위전압측정부(32)는 모듈전압측정모듈(321), 단위기간저장모듈(312b), 단위평균산출모듈(312c), 보정계수적용모듈(312d)을 포함할 수 있다.
상기 모듈전압측정모듈(321)은 각 태양광모듈(11)의 전압을 측정하는 구성으로, 상기 전압측정센서(16)에 의해 실시간으로 전압이 측정되도록 한다.
상기 단위기간저장모듈(312b)은 설정된 단위기간 동안 측정된 전압정보를 저장하는 구성으로, 예를 들어 1일 단위로 전압정보를 저장하도록 한다.
상기 단위평균산출모듈(312c)은 단위기간 동안의 전압값에 대한 평균을 산출하는 구성으로, 1일 동안의 평균 전압값을 산출하도록 할 수 있다.
상기 보정계수적용모듈(312d)은 단위기간 동안의 평균 전압값에 대해 기상상황에 따른 보정계수를 적용하여 보정하는 구성으로, 기상상황에 따른 전압값의 변화를 과거 데이터를 기반으로 분석하도록 하여 이를 평균 전압값에 반영하도록 한다. 다시 말해, 태양광모듈(11)에서의 출력 전압은 기상 상태에 따라 증감될 수 있으므로, 이를 평균 전압값의 산출에 반영하여 기상 상태에 따른 영향을 배제시킴으로써 노후 정도의 산출이 더욱 정확하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기 열화도산출부(313)는 각 태양광모듈(11)의 노후 정도를 산출하는 구성으로, 상기 스트링검출부(311)에 의해 선별되는 스트링(12)에 대해 상기 단위전압측정부(32)에 의해 산출되는 단위기간 동안의 평균전압값을 이용하여 노후 정도를 산출하도록 한다. 특히, 상기 열화도산출부(313)는 일정기간 동안 평균전압값의 변화율을 산출하도록 하고, 변화율의 평균을 구하도록 하며, 동일 스트링 내 각 태양광모듈(11)의 평균 변화율에 대해 평균값을 구하여 태양광모듈(11) 사이의 기준 변화율이 산정되도록 한다. 그리고 기분 변화율에 대한 비율에 따라 태양광모듈(11) 사이의 상대적인 노후 정도를 산출해낼 수 있도록 하고, 이를 통해 각 태양광모듈(11)에 대한 출력의 조정과 점검 등의 작업이 정확하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 열화도산출부(313)는 변화율산출모듈(313a), 변화율누적저장모듈(313b), 변화율평균연산모듈(313c), 기준변화율산출모듈(313d), 열화도산정모듈(313e)을 포함할 수 있다.
상기 변화율산출모듈(313a)은 단위기간 동안의 평균전압값에 대한 변화율을 산출하는 구성으로, 단위기간 사이의 평균전압값의 변화율, 즉 기울기를 산출하도록 한다.
상기 변화율누적저장모듈(313b)은 상기 변화율산출모듈(313a)에 의해 산출되는 변화율을 누적하여 저장하는 구성으로, 일정기간 동안, 예를 들어 1주일 또는 한달 동안의 변화율을 누적하여 저장하도록 한다.
상기 변화율평균연산모듈(313c)은 상기 변화율누적저장모듈(313b)에 의해 저장되는 일정기간 동안의 평균전압값에 대한 변화율에 대해 평균값을 연산하는 구성으로, 변화율을 합산하여 누적 횟수로 나눔으로써 평균값이 연산되도록 할 수 있다.
상기 기준변화율산출모듈(313d)은 동일 스트링(12) 내 태양광모듈(11)들에 대한 열화도 판단의 기준이 되는 변화율값을 산출하는 구성으로, 각 태양광모듈(11)에 대해 상기 변화율평균연산모듈(313c)에 의해 계산된 변화율의 평균값을 합산하여 태양광모듈(11)의 개수로 나눔으로써 기준 변화율값이 산출되도록 한다.
상기 열화도산정모듈(313e)은 각 태양광모듈(11)의 열화 정도를 산정하는 구성으로, 상기 기준변화율산출모듈(313d)에 의해 산출된 기준변화율에 대해 상기 변화율평균연산모듈(313c)에 의해 계산된 각 태양광모듈(11)의 평균변화율의 비율에 의해 열화 정도를 산정하도록 한다. 따라서, 상기 열화도산정모듈(313e)은 동일 스트링(12) 내의 각 태양광모듈(11) 간에 상대적인 노화 정도를 측정할 수 있고, 이를 통해 출력이 저하된 스트링(12)에 대해 태양광모듈(11)의 노화 정도를 파악하여 출력의 점검, 조정 및 보상 등의 이루어지도록 하여 최적의 출력과 효율적인 관리가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 점검요청부(32)는 열화도의 산정과는 별개로 태양광모듈(11)에 대한 점검의 필요가 있다고 판단되는 경우 이를 관리자 등에게 알리도록 하는 구성으로, 상기 단위전압측정부(32)에 의해 측정되는 단위기간동안의 평균 전압값의 변화율(감소율)이 상대적으로 크고, 이러한 상태가 지속적으로 누적되어 발생하는 경우에는 점검의 필요성이 있는 것으로 판단하여 즉각적인 대처가 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 점검요청부(32)는 단위변화율기준산출모듈(321), 변화율비교모듈(322), 초과정도산출모듈(323), 누적저장모듈(324), 점검알림모듈(325)을 포함할 수 있다.
상기 단위변화율기준산출모듈(321)은 동일 스트링(12) 내 태양광모듈(11) 사이의 기준이 되는 평균전압값 변화율을 산출하는 구성으로, 단위기간 사이의 평균전압값에 대한 변화율을 산출하고, 태양광모듈(11)들의 변화율에 대한 평균값을 산출하도록 한다. 상기 단위변화율기준산출모듈(321)은 단위기간 사이마다 기준값을 산출하도록 하며, 기준값과 태양광모듈(11)의 평균전압값 변화율과의 비교가 이루어지도록 한다.
상기 변화율비교모듈(322)은 상기 단위변화율기준산출모듈(321)에 의해 산출되는 기준값과 각 태양광모듈(11)의 평균전압값 변화율을 비교하는 구성으로, 단위시간 사이마다 변화율의 비교가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 초과정도산출모듈(323)은 상기 변화율비교모듈(322)에 의한 비교결과에 따라 변화율이 초과되는 정도를 산출하는 구성으로, 여기서 초과된다라 함은 감소정도가 큰 것을 의미하며, 다른 태양광모듈(11)에 의해 전압값이 상대적으로 더욱 크게 감소했음을 의미하게 된다.
상기 누적저장모듈(324)은 상기 초과정도산출모듈(323)에 의해 산출되는 초과정도를 누적하여 저장하는 구성으로, 전압값의 감소율이 상대적으로 큰 경우 이를 누적하여 저장하도록 한다.
상기 점검알림모듈(325)은 상기 누적저장모듈(324)에 의해 누적되는 값이 설정된 값을 초과하는 경우 점검의 필요성을 관리자 등에게 알리도록 하는 구성으로, 전압값의 감소율이 지속적으로 누적되어 일정정도가 되는 경우에는 열화 정도가 산출되기 전에 점검의 필요성을 알리도록 하여 더욱 신속한 점검과 대처가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 고장검출부(33)는 태양광모듈(11)의 고장을 검출하여 알리는 구성으로, 평균전압값 변화율의 초과상태가 연속하여 계속되는 경우에는 태양광모듈(11)에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이를 알리도록 함으로써 고장에 대한 즉각적 대처가 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 고장검출부(33)는 변화율초과수신모듈(331), 연속횟수산정모듈(332), 임계값비교모듈(333), 고장알림모듈(334)을 포함할 수 있다.
상기 변화율초과수신모듈(331)은 상기 초과정도산출모듈(323)에 의해 평균전압값의 감소정도가 큰 경우 산출되는 초과정도에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 감소정도가 다른 태양광모듈(11)보다 큰 정도가 설정된 정도보다 큰지 여부를 판단하도록 하며, 단위기간 사이마다 초과정도에 관한 정보를 수신하도록 한다.
상기 연속횟수산정모듈(332)은 상기 변화율초과수신모듈(331)에 의해 수신된 평균전압값의 감소정도가 다른 태양광모듈(11)보다 설정된 정도 이상 큰 경우 그 연속횟수를 산정하는 구성으로, 단위기간 사이마다 초과정도를 산출하여 그 연속횟수를 산정하도록 한다.
상기 임계값비교모듈(333)은 연속되는 횟수를 설정된 임계값과 비교하는 구성으로, 임계값을 초과하는 경우 고장으로 진단하도록 한다.
상기 고장알림모듈(334)은 상기 임계값비교모듈(333)에 의해 연속횟수가 임계값을 초과하는 경우 태양광모듈(11)의 이상으로 판단하여 이를 알리는 구성으로, 고장에 대한 신속한 대처가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 스트링진단부(34)는 스트링(12)의 상태를 진단하는 구성으로, 상기 열화진단부(31)에 의해 각 태양광모듈(11)의 열화도 측정이 이루어지기 전에 각 스트링(12)의 상태를 미리 예측하도록 할 수 있다. 또한, 상기 스트링진단부(34)는 상기 스트링검출부(311)를 대체하여 열화 진단을 개시하는 스트링(12)을 특정하는 데에 사용되도록 할 수 도 있다. 상기 스트링진단부(34)는 각 스트링의 IV 곡선을 이용하여 상태를 진단하도록 하며, IV 곡선은 도 10에 도시된 바와 같이 전류와 전압의 변화를 나타내는 그래프를 의미한다. 상기 스트링진단부(34)는 각 스트링의 IV곡선에 대해 최대전력값(PMAX)과 최대전력값을 나타내는 점의 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX)값을 이용하여 스트링을 진단하도록 하며, 기준 상태에서의 최대전력, 최대전압, 최대전류값과 실측된 IV곡선의 최대전력, 최대전압, 최대전류값을 비교하여 스트링의 상태를 진단하도록 한다. 더욱 구체적으로, 상기 스트링진단부(34)는 일정기간 동안의 데이터를 바탕으로 정상상태에서의 IV곡선을 통해 기준이 되는 최대전력, 최대전압, 최대전류값을 산출하도록 하며, 이를 실제 측정되는 값과 비교하고, 그 오차와 스트링 상태에 따른 상관관계를 분석하도록 하여 오차에 따른 스트링(12)의 상태가 진단될 수 있도록 한다. 또한, 상기 스트링진단부(34)는 실제 스트링(12)의 상태를 확인하여 진단 결과와 비교하도록 함으로써 진단 과정을 갱신하고 진단의 정확성을 높일 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 스트링진단부(34)는 스트링상태측정모듈(341), IV곡선형성모듈(342), 기준값설정모듈(343), 실측값비교모듈(344), 오차율산출모듈(345), 오차율상관분석모듈(346), 이상검출모듈(347), 결과비교모듈(348), 상관갱신모듈(349)을 포함할 수 있다.
상기 스트링상태측정모듈(341)은 스트링(12)의 전압, 전류를 측정하는 구성으로, 상기 스트링측정센서(17)에 의해 각 스트링(12)의 전압, 전류값을 실시간으로 측정하여 저장하도록 한다.
상기 IV곡선형성모듈(342)은 스트링상태측정모듈(341)에 의해 측정되는 전압, 전류값에 따라 IV곡선 그래프를 형성하도록 하는 구성으로, 전압 및 전류의 변화를 측정하고 최대전력값(PMAX), 최대전력값에서의 전압, 전류를 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX)로 구할 수 있도록 한다.
상기 기준값설정모듈(343)은 상태 진단의 기준이 되는 최대전력값(PMAX), 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX)를 설정하는 구성으로, 일정기간 동안 정상상태에서의 데이터들을 분석하여 최대전력값(PMAX), 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX)의 기준값을 설정하도록 한다. 이때, 상기 기준값설정모듈(343)은 기상상태, 일사량, 표면온도 등의 정보를 반영하여 기준값의 보정이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 실측값비교모듈(344)은 일정기간 동안 실제 측정되는 최대전력값(PMAX), 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX)의 실측값과 기준값을 비교하는 구성으로, 오차에 따른 스트링(12) 상태 진단이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 오차율산출모듈(345)은 기준값과 실측값의 오차를 산출하는 구성으로, 최대전력값(PMAX), 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX)에 대해 기준값에 대한 실측값의 오차율을 산출하도록 한다.
상기 오차율상관분석모듈(346)은 오차율과 스트링 상태와의 상관관계를 분석하는 구성으로, 일정기간 동안 축적된 데이터를 이용하여 빅데이터를 형성하도록 하고, 오차율과 스트링이 이상 상태와의 상관관계를 기계적 학습 알고리즘 등에 분석하도록 한다. 일 예로, 상기 오차율상관분석모듈(346)은 최대전력값(PMAX), 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX) 각각에 대한 오차율의 범위에 따라 각 스트링(12)에서 태양광모듈(11)의 이상이 없는 정상상태, 특정 개수의 태양광모듈(11)의 열화가 발생되거나 손상이 발생한 상태를 구분하여 상관관계의 분석이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 이상검출모듈(347)은 상기 오차율상관분석모듈(346)에 의해 분석된 오차율과 스트링(12) 이상 상태의 상관관계에 따라 스트링(12)의 이상 상태를 검출하는 구성으로, 일정기간 단위로 형성되는 IV곡선을 이용하여 실측되는 최대전력값(PMAX), 최대전압(VMAX), 최대전류(IMAX)과 기준값과의 오차율에 따라 스트링(12)의 상태를 진단하도록 한다. 따라서, 상기 이상검출모듈(347)은 스트링(12)의 상태를 진단하여 스트링(12)의 상태를 미리 예측하도록 할 수 있으며, 이를 이용하여 스트링(12)을 특정한 다음 열화된 태양광모듈(11)을 찾도록 할 수도 있다.
상기 결과비교모듈(348)은 상기 이상검출모듈(347)에 의해 진단된 결과와 실제 상태를 비교하는 구성으로, 실제 상태를 상기 오차율상관분석모듈(346)에 의한 상관관계의 분석에 이용할 수 있도록 한다.
상기 상관갱신모듈(349)은 상기 결과비교모듈(348)에 의한 비교결과에 따라 상관관계의 분석이 실제 결과와 일치하도록 오차율에 따른 이상 상태의 상관관계를 수정하도록 하며, 이를 통해 상태 진단의 정확성을 높일 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전 노후 진단 시스템을 도 11을 참조하여 설명하면, 상기 태양광발전 노후 진단 시스템은 태양광모듈(11)의 양자효율을 이용하여 열화 정도를 산출하는 양자효율진단부(314)를 포함할 수 있다.
상기 양자효율진단부(314)는 태양광모듈(11)의 성능을 나타내는 양자효율을 이용하여 태양광모듈(11)이 노후된 정도를 산출하는 구성으로, 별도의 장치를 부착하여 양자효율의 측정이 이루어지도록 할 수 있다. 상기 양자효율진단부(314)는 태양광모듈(11)의 양자효율과 출력 사이의 상관관계를 분석하도록 하고, 이를 이용하여 양자효율에 따른 태양광모듈(11)의 노후 정도가 산출될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 양자효율진단부(314)는 양자효율저장모듈(314a), 출력저장모듈(314b), 상관함수도출모듈(314c), 양자효율측정모듈(314d), 출력환산모듈(314e), 기준출력산정모듈(314f), 열화도연산모듈(314g)을 포함할 수 있다.
상기 양자효율저장모듈(314a)은 태양광모듈(11)의 양자효율을 측정하여 저장하는 구성으로, 별도의 장치를 통해 양자효율을 측정하도록 할 수 있으며, 일정기간 동안의 양자효율값을 누적하여 저장하도록 한다.
상기 출력저장모듈(314b)은 양자효율이 측정되는 기간동안 태양광모듈(11)의 출력을 저장하는 구성으로, 양자효율에 따른 출력정보를 함께 누적저장하도록 한다.
상기 상관함수도출모듈(314c)은 양자효율과 출력 사이의 상관관계를 분석하는 구성으로, 인공신경망, 데이터 추론 등 빅데이터를 이용한 기계적 학습 알고리즘에 의해 상관관계를 분석하도록 할 수 있으며, 분석시 기상 정보 등의 다른 변수가 반영되도록 할 수 있다.
상기 양자효율측정모듈(314d)은 현 시점의 태양광모듈(11)에 대한 양자효율을 측정하는 구성으로, 일정기간 동안 측정값이 누적 저장되도록 한다.
상기 출력환산모듈(314e)은 측정된 양자효율값을 출력으로 환산하는 구성으로, 상기 상관함수도출모듈(314c)에 의해 도출된 상관관계에 따라 양자효율값을 입력하여 출력이 산출되도록 한다.
상기 기준출력산정모듈(314f)은 열화도 산출을 위한 양자효율에 의해 환산된 출력 기준값을 산정하는 구성으로, 먼저 동일 스트링(12)에 속한 각 태양광모듈(11)에 대한 일정기간 동안의 양자효율에 따른 출력에 대한 변화율을 산출하도록 하고, 태양광모듈(11) 사이의 산출된 변화율에 대한 평균값을 산출하도록 한다.
상기 열화도연산모듈(314g)은 각 태양광모듈(11)의 노후 정도를 산출하는 구성으로, 상기 기준출력산정모듈(314f)에 의해 산정된 출력과 각 태양광모듈(11)의 양자효율에 따른 환산된 출력의 비율에 따라 노후 정도를 산출하도록 한다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 태양광발전장치
11: 태양광모듈 12: 스트링 13: 어레이 14: 인버터
15: 접속반 16: 전압측정센서 17: 스트링측정센서
3: 모니터링서버
31: 열화진단부 311: 스트링검출부 311a: 스트링측정모듈
311b: 스트링비교모듈 311c: 문제스트링선별모듈
311d: 열화진단요청모듈 312: 단위전압측정부 312a: 모듈전압측정모듈
312b: 단위기간저장모듈 312c: 단위평균산출모듈
312d: 보정계수적용모듈 313: 열화도산출부 313a: 변화율산출모듈
313b: 변화율누적저장모듈 313c: 변화율평균연산모듈
313d: 기준변화율산출모듈 313e: 열화도산정모듈
314: 양자효율진단부 314a: 양자효율저장모듈 314b: 출력저장모듈
314c: 상관함수도출모듈 314d: 양자효율측정모듈 314e: 출력환산모듈
314f: 기준출력산정모듈 314g: 열화도연산모듈
32: 점검요청부 321: 단위변화율기준산출모듈 322: 변화율비교모듈
323: 초과정도산출모듈 324: 누적저장모듈 325: 점검알림모듈
33: 고장검출부 331: 변화율초과수신모듈 332: 연속횟수산정모듈
333: 임계값비교모듈 334: 고장알림모듈 34: 스트링진단부
341: 스트링상태측정모듈 342: IV곡선형성모듈 343: 기준값설정모듈
344: 실측값비교모듈 345: 오차율산출모듈 346: 오차율상관분석모듈
347: 이상검출모듈 348: 결과비교모듈 349: 상관갱신모듈

Claims (8)

  1. 복수의 태양광모듈이 직렬로 연결된 스트링을 복수개 구비하는 태양광발전장치와, 상기 태양광발전장치의 상태를 모니터링하는 모니터링서버를 포함하고,
    상기 모니터링서버는 태양광모듈의 노후 정도를 진단하는 열화진단부와, 각 태양광모듈에 대한 열화도의 산정 전에 점검의 필요성을 인지하여 알리는 점검요청부와, 태양광모듈의 급격한 이상을 감지하는 고장검출부를 포함하며,
    상기 열화진단부는,
    출력이 상대적으로 적은 스트링을 검출하는 스트링검출부와, 검출된 스트링의 각 태양광모듈에 대해 단위기간 동안의 평균 전압값을 측정하는 단위전압측정부와, 평균 전압값의 변화율에 따라 태양광모듈의 열화정도를 산출하는 열화도산출부를 포함하고,
    상기 단위전압측정부는,
    각 태양광모듈의 전압을 측정하는 모듈전압측정모듈과, 단위기간동안 측정된 전압값을 저장하는 단위기간저장모듈과, 단위기간 동안의 각 태양광모듈에 대한 전압 평균값을 산출하는 단위평균산출모듈과, 전압 평균값을 기상정보에 따라 보정하는 보정계수적용모듈을 포함하며,
    상기 열화도산출부는,
    상기 단위전압측정부에 의해 산출되는 평균 전압값에 대한 단위기간 사이의 변화율을 산출하는 변화율산출모듈과, 일정기간 동안 상기 변화율산출모듈에 의해 산출되는 평균 전압값의 변화율을 누적 저장하는 변화율누적저장모듈과, 일정기간 동안 각 태양광모듈에 대한 평균 전압값 변화율의 평균값을 계산하는 변화율평균연산모듈과, 상기 변화율평균연산모듈에 의해 계산된 변화율 평균값에 대해 동일 스트링 내 태양광모듈들의 평균값을 산출하는 기준변화율산출모듈과, 상기 기준변화율산출모듈에 의해 산출되는 기준 변화율에 대한 각 태양광모듈의 평균 변화율의 비율에 따라 열화 정도를 산정하는 열화도산정모듈을 포함하고,
    상기 점검요청부는,
    각 태양광모듈의 단위기간 평균전압값을 산출하고, 단위기간 사이의 평균전압값의 변화율에 대해 동일 스트링 내 태양광모듈 사이의 평균값을 산출하는 단위변화율기준산출모듈과; 각 태양광모듈의 평균전압값의 변화율을 기준 변화율과 비교하는 변화율비교모듈과; 변화율의 감소정도가 평균 변화율을 초과하는 정도를 산출하는 초과정도산출모듈과; 초과정도를 누적하여 저장하는 누적저장모듈과; 누적값이 설정값을 초과하는 경우 점검의 필요성이 있는 것으로 판단하여 이를 사용자에게 알리는 점검알림모듈;을 포함하며,
    상기 고장검출부는,
    상기 초과정도산출모듈에 의한 변화율의 초과정보를 수신하는 변화율초과수신모듈과, 변화율의 초과정도가 설정값을 초과하는 경우 그 연속되는 횟수를 산정하는 연속횟수산정모듈과, 연속횟수를 설정된 임계값과 비교하는 임계값비교모듈과, 연속횟수가 임계값을 초과하는 경우 해당 태양광모듈의 이상으로 판단하여 이를 알리는 고장알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 노후 진단 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020200138215A 2020-10-23 2020-10-23 태양광발전 노후 진단 시스템 KR102262609B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200138215A KR102262609B1 (ko) 2020-10-23 2020-10-23 태양광발전 노후 진단 시스템
PCT/KR2020/014665 WO2022085833A1 (ko) 2020-10-23 2020-10-26 태양광발전 노후 진단 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200138215A KR102262609B1 (ko) 2020-10-23 2020-10-23 태양광발전 노후 진단 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102262609B1 true KR102262609B1 (ko) 2021-06-09

Family

ID=76415047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200138215A KR102262609B1 (ko) 2020-10-23 2020-10-23 태양광발전 노후 진단 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102262609B1 (ko)
WO (1) WO2022085833A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102424064B1 (ko) * 2021-11-29 2022-07-25 (주)대은 태양광 에코모듈 운영관리시스템
CN116111951A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 山东中科泰阳光电科技有限公司 一种基于光伏发电的数据监测系统
CN116827264A (zh) * 2023-08-29 2023-09-29 广东阳硕绿建科技股份有限公司 一种用于光伏发电的预警系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110100953A (ko) * 2010-03-05 2011-09-15 광운대학교 산학협력단 태양전지의 양자효율측정장치와 그 제어방법
JP2015192519A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 太平洋工業株式会社 モジュール端末及びクラスタ状態監視装置
KR20160064451A (ko) * 2014-11-28 2016-06-08 (주)대은 태양광 모듈별 이상 여부를 효율적으로 진단하는 시스템 및 방법
KR101743485B1 (ko) * 2016-11-30 2017-06-05 (주)대은 소물인터넷을 이용한 태양광발전 진단시스템
JP2017163805A (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 オムロン株式会社 太陽電池の故障検出装置および太陽光発電システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110100953A (ko) * 2010-03-05 2011-09-15 광운대학교 산학협력단 태양전지의 양자효율측정장치와 그 제어방법
JP2015192519A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 太平洋工業株式会社 モジュール端末及びクラスタ状態監視装置
KR20160064451A (ko) * 2014-11-28 2016-06-08 (주)대은 태양광 모듈별 이상 여부를 효율적으로 진단하는 시스템 및 방법
JP2017163805A (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 オムロン株式会社 太陽電池の故障検出装置および太陽光発電システム
KR101743485B1 (ko) * 2016-11-30 2017-06-05 (주)대은 소물인터넷을 이용한 태양광발전 진단시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102424064B1 (ko) * 2021-11-29 2022-07-25 (주)대은 태양광 에코모듈 운영관리시스템
CN116111951A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 山东中科泰阳光电科技有限公司 一种基于光伏发电的数据监测系统
CN116111951B (zh) * 2023-04-13 2023-08-18 山东理工职业学院 一种基于光伏发电的数据监测系统
CN116827264A (zh) * 2023-08-29 2023-09-29 广东阳硕绿建科技股份有限公司 一种用于光伏发电的预警系统
CN116827264B (zh) * 2023-08-29 2023-10-31 广东阳硕绿建科技股份有限公司 一种用于光伏发电的预警系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022085833A1 (ko) 2022-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102262609B1 (ko) 태양광발전 노후 진단 시스템
KR102051402B1 (ko) IoT 기반 태양광발전 진단시스템
US9793753B2 (en) Power quality detector
KR20190057974A (ko) 태양광 발전 관리 시스템
US20120197557A1 (en) String Failure Monitoring
KR101327225B1 (ko) 등가 가동시간 개념을 이용한 계통연계형 태양광발전 시스템의 고장 진단 방법 및 장치
KR102144350B1 (ko) 태양광 발전시스템의 고장 진단 시스템
KR101535056B1 (ko) 계통연계형 태양광발전 시스템의 고장 검출 진단 장치 및 그 방법
KR101532163B1 (ko) 태양광발전 상태진단 평가시스템
KR102182820B1 (ko) 태양광 모듈의 고장 및 열화 상태 진단 기능을 갖는 태양광 발전장치 및 그 발전 관리방법
KR102268033B1 (ko) 안전기능이 강화된 pv-ess 통합솔루션시스템
KR102194271B1 (ko) 모델 기반의 태양광발전 통합 관리 시스템 및 방법
US9939485B1 (en) Prognostics and health management of photovoltaic systems
KR20220083472A (ko) 태양광발전 진단시스템
US9103323B2 (en) System for real time supervision of component wear in a wind turbine population
KR101410333B1 (ko) 태양전지 모듈 모니터링 방법
KR102475374B1 (ko) 휴지시간대를 활용한 스트링 단위의 태양광 발전시스템 능동형 고장예지 진단장치 및 그 방법
KR20210109136A (ko) 인공지능 알고리즘을 이용한 고장 예방 기능을 구비한 장치 및 그 시스템
KR20170126623A (ko) 멀티변수를 기반으로 한 태양광 발전설비의 효율성 진단시스템
CN116700390A (zh) 储能液冷系统进液温度控制方法、系统、设备及存储介质
KR102424064B1 (ko) 태양광 에코모듈 운영관리시스템
KR102186867B1 (ko) 전력품질분석을 이용한 태양광인버터 진단 장치 및 방법
KR102443567B1 (ko) 에너지저장관리시스템 및 이의 에너지 저장 능동 관리 방법
JPH11175177A (ja) 太陽電池監視装置
KR20220097315A (ko) 태양광 발전용 인버터 효율 분석 및 고장 전조 감시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant