KR102458450B1 - 태양광 발전 시스템 효율 향상을 위한 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 및 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 제공 장치 - Google Patents

태양광 발전 시스템 효율 향상을 위한 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 및 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 제공 장치 Download PDF

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Abstract

태양광 발전 시스템 효율 향상을 위한 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 및 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 제공 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 결선 방법은, 태양광 발전(photovoltaics, PV) 시스템에 포함된 복수의 태양 전지 모듈들을 결선하는 방법에 있어서, 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링(string) 길이, 및 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 수신하는 단계와, 상기 스트링 길이 및 상기 일조 강도 데이터에 기초하여 상기 복수의 모듈들 간의 상기 스트링 길이에 따른 직렬 연결 조합 중에서 일조 강도의 편차가 가장 작은 복수의 스트링들의 조합으로 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

태양광 발전 시스템 효율 향상을 위한 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 및 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 제공 장치{PHOTOVOLTAIC MODULE OPTIMAL CONNECTION METHOD AND PHOTOVOLTAIC MODULE OPTIMAL CONNECTION METHOD PROVIDING APPARATUS FOR IMPROVING PHOTOVOLTAIC SYSTEM EFFICIENCY}
본 개시는 태양광 발전 시스템 효율 향상을 위한 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 및 태양 전지 모듈 최적 결선 방법 제공 장치에 관한 것이다.
태양광 발전(PhotoVoltaics, PV)은 지속가능하고 탄소가 없는 에너지 공급의 주요 기둥 중 하나이다. 따라서 태양광 발전이 광범위하게 적용되는 것은 기후 변화에 대처하기 위한 가장 중요한 조치 중 하나이다.
다양한 유형의 태양광 발전 내에서 자유 필드(free-field) 설치 및 건물 관련 설치가 지배적이다. 자유 필드 설치 공간은 많은 지역에서 제한되어 있지만 건물에 부착되거나 통합된 태양광 발전은 큰 잠재력을 제공한다. 태양광 발전은 수요의 중심에 가까운 에너지 공급을 제공하고 추가 토지 사용을 방지한다.
BIPV(Building-Integrated PV)는 건물 외벽에 통합되고 다른 건물 구조에서 제공하는 일부 기능을 대신하는 PV 설치로 정의된다. BIPV는 또한 뛰어난 미학을 허용하고 ? 새로운 건물 또는 개조 ? 잠재적으로 기존 건축 자재의 대체로 인한 비용 절감을 가능하게 한다. 따라서 BIPV를 사용하면 기존의 표준 옥상 응용 프로그램만 고려하는 것과 비교하여 미래의 태양 광 에너지 변환을 위해 훨씬 더 많은 건물 외피에 액세스 할 수 있다.
자유 필드 설치와 달리, BIPV 설치의 방향은 일반적으로 자유롭게 선택할 수 없지만 건물 방향 및 입방체에 따라 제공된다. 또한 BIPV의 조사 조건은 훨씬 더 복잡하다. 따라서 입사 조도는 PV 영역마다 다르다. 그 결과, 특히 파사드에서 BIPV 설비의 연간 전기 에너지 생산량은 일반적으로 자유 장 설비보다 낮으며, 이는 또한 투자의 경제적 타당성을 저하시킨다.
실시예들은 복수의 태양 전지 모듈들 간 결선의 최적화 설계 알고리즘인 Polyomino 알고리즘을 적용하여 효율성 및 실용성이 뛰어난 태양 전지 모듈 결선 기술을 제공할 수 있다.
다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 결선 방법은, 태양광 발전(photovoltaics, PV) 시스템에 포함된 복수의 태양 전지 모듈들을 결선하는 방법에 있어서, 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링(string) 길이, 및 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 수신하는 단계와, 상기 스트링 길이 및 상기 일조 강도 데이터에 기초하여 상기 복수의 모듈들 간의 상기 스트링 길이에 따른 직렬 연결 조합 중에서 일조 강도의 편차가 가장 작은 복수의 스트링들의 조합으로 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 상기 일조 강도 데이터를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 상기 수집 시간 동안의 개별 평균 일조 강도를 계산하는 단계와, 상기 개별 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 전체에 대한 상기 수집 시간 동안의 전체 평균 일조 강도를 계산하는 단계와, 상기 개별 평균 일조 강도 및 상기 전체 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 상기 전체 평균 일조 강도 이상의 개별 평균 일조 강도 값을 가지는 태양 전지 모듈을 추출하는 단계와, 상기 추출한 태양 전지 모듈에 대한 개별 평균 일조 강도의 제1 편차를 계산하는 단계와, 상기 제1 편차를 대표 테이블 매트릭스(representative table matrix)에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 스트링 길이에 따라 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 태양 전지 모듈들 간의 직렬 연결 조합인 스트링 케이스 리스트를 생성하는 단계와, 상기 스트링 케이스 리스트 및 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 레이아웃(layout)을 이용하여 상기 스트링 케이스 리스트 중에서 상기 레이아웃 범위 내의 스트링 케이스를 추출하는 단계와, 상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 대표 테이블 매트릭스를 이용하여 상기 추출한 스트링 케이스에 포함된 태양 전지 모듈 간의 제2 편차를 계산하는 단계와, 상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 제2 편차를 스트링 인스턴스 리스트로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 스트링 인스턴스 리스트를 상기 제2 편차에 따라 오름차순으로 정렬하여 오름차순 스트링 리스트를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 오름차순 스트링 리스트 중에서 공통으로 포함하는 모듈이 존재하는 스트링 케이스를 삭제하여 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 생성하는 단계와, 상기 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 이용하여 상기 레이아웃에 따른 복수의 스트링 조합들을 생성하는 단계와, 상기 복수의 스트링 조합들 중에서 상기 스트링 길이 이하의 홀이 존재하는 스트링 조합을 삭제하여 완성 조합 리스트를 생성하는 단계와, 상기 완성 조합 리스트 중에서 상기 제2 편차가 가장 작은 스트링 조합을 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 결선 방법 제공 장치는, 태양광 발전(photovoltaics, PV) 시스템에 포함된 복수의 태양 전지 모듈들의 결선을 결정하기 위한 인스트럭션들을 저장하는 메모리와, 상기 인스트럭션들을 실행하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 인스트럭션들이 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서는, 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링(string) 길이, 및 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 수신하고, 상기 스트링 길이 및 상기 일조 강도 데이터에 기초하여 상기 복수의 모듈들 간의 상기 스트링 길이에 따른 직렬 연결 조합 중에서 일조 강도의 편차가 가장 작은 복수의 스트링들의 조합으로 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선을 결정한다.
상기 프로세서는, 상기 일조 강도 데이터를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 상기 수집 시간 동안의 개별 평균 일조 강도를 계산하고, 상기 개별 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 전체에 대한 상기 수집 시간 동안의 전체 평균 일조 강도를 계산하고, 상기 개별 평균 일조 강도 및 상기 전체 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 상기 전체 평균 일조 강도 이상의 개별 평균 일조 강도 값을 가지는 태양 전지 모듈을 추출하고, 상기 추출한 태양 전지 모듈에 대한 개별 평균 일조 강도의 제1 편차를 계산하고, 상기 제1 편차를 대표 테이블 매트릭스(representative table matrix)에 저장할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 스트링 길이에 따라 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 태양 전지 모듈들 간의 직렬 연결 조합인 스트링 케이스 리스트를 생성하고, 상기 스트링 케이스 리스트 및 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 레이아웃(layout)을 이용하여 상기 스트링 케이스 리스트 중에서 상기 레이아웃 범위 내의 스트링 케이스를 추출하고, 상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 대표 테이블 매트릭스를 이용하여 상기 추출한 스트링 케이스에 포함된 태양 전지 모듈 간의 제2 편차를 계산하고, 상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 제2 편차를 스트링 인스턴스 리스트로 생성할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 스트링 인스턴스 리스트를 상기 제2 편차에 따라 오름차순으로 정렬하여 오름차순 스트링 리스트를 생성할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 오름차순 스트링 리스트 중에서 공통으로 포함하는 모듈이 존재하는 스트링 케이스를 삭제하여 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 생성하고, 상기 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 이용하여 상기 레이아웃에 따른 복수의 스트링 조합들을 생성하고, 상기 복수의 스트링 조합들 중에서 상기 스트링 길이 이하의 홀이 존재하는 스트링 조합을 삭제하여 완성 조합 리스트를 생성하고, 상기 완성 조합 리스트 중에서 상기 제2 편차가 가장 작은 스트링 조합을 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선으로 결정할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 결선 방법 제공을 위한 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 결선 방법 제공 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 결선 방법 제공 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 내지 도 10은 결선 방법 제공 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 결선 방법 제공을 위한 시스템을 나타낸 도면이다.
시스템(10)은 태양광 발전(photovoltaics, PV) 시스템(100), 결선 방법 제공 장치(200), 및 서버(300)를 포함한다.
시스템(10)은 복수의 태양 전지 모듈들(150) 간 결선의 최적화 설계 알고리즘인 Polyomino 알고리즘을 적용하여 효율성 및 실용성이 뛰어난 태양 전지 모듈 결선 방법을 제공할 수 있다. 시스템(10)은 태양광 발전 시스템(100)에서 복수의 태양 전지 모듈들(150)에 입사하는 일조 강도가 균일하지 않을 시 발생하는 태양 전지 모듈 전기 출력 불균형(mismatch) 손실을 최소화할 수 있다.
태양광 발전 시스템(100)은 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전 시스템(100)은 건물 일체형 태양광 발전 시스템(Building-integrated photovoltaic, BIPV)로 구현될 수 있다. 태양광 발전 시스템(100)은 복수의 태양 전지 모듈들(150)의 일조 강도를 서버(300)로 전송할 수 있다.
태양광 발전 시스템(100)은 복수의 태양 전지 모듈들(150)을 포함할 수 있다.
복수의 태양 전지 모듈들(150)은 태양광을 전력으로 변환할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 복수의 태양 전지 모듈들(150) 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링(string) 길이 및 복수의 태양 전지 모듈들(150) 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터에 기초하여 복수의 태양 전지 모듈들(150) 간 최적의 직렬 연결 조합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 결선 방법 제공 장치(200)는 스트링 길이를 사용자로부터 입력받을 수 있다. 스트링 길이는 직렬로 연결되는 태양 전지 모듈들(150)의 개수일 수 있다.
서버(300)는 복수의 태양 전지 모듈들에 입사하는 일조 강도를 결선 방법 제공 장치(200)로 전송할 수 있다. 서버(300)는 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 결선 방법 제공 장치(200)로 전송할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 결선 방법 제공 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
결선 방법 제공 장치(200)는 프로세서(210) 및 메모리(250)를 포함한다. 결선 방법 제공 장치(200)는 프로세서(210)를 통해 네트워크에 연결되고 서버(300) 등과 통신할 수 있다.
프로세서(210)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크에 연결되어 서버(300) 등과 통신할 수 있다.
프로세서(210)는 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 결선 방법 제공 장치(200)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(250)에 저장된 어플리케이션 및/또는 소프트웨어 등을 실행할 수 있다.
프로세서(210)는 수신한 데이터 및 메모리(250)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(210)는 메모리(250)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(210)는 메모리(250)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(210)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.
프로세서(210)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 복수의 태양 전지 모듈들(150) 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링 길이, 및 복수의 태양 전지 모듈들(150) 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 수신할 수 있다.
프로세서(210)는 스트링 길이 및 일조 강도 데이터에 기초하여 복수의 태양 전지 모듈들 간의 스트링 길이에 따른 직렬 연결 조합 중에서 일조 강도의 편차가 가장 작은 복수의 스트링들의 조합으로 복수의 태양 전지 모듈들(150)의 결선을 결정할 수 있다.
프로세서(210)는 일조 강도 데이터를 이용하여 복수의 태양 전지 모듈들(150) 각각에 대한 일조 강도 데이터 수집 시간 동안의 개별 평균 일조 강도를 계산할 수 있다.
프로세서(210)는 개별 평균 일조 강도를 이용하여 복수의 태양 전지 모듈들(150) 전체에 대한 일조 강도 데이터 수집 시간 동안의 전체 평균 일조 강도를 계산할 수 있다.
프로세서(210)는 개별 평균 일조 강도 및 전체 평균 일조 강도를 이용하여 복수의 태양 전지 모듈들(150) 중에서 전체 평균 일조 강도 이상의 개별 평균 일조 강도 값을 가지는 태양 전지 모듈을 추출할 수 있다.
프로세서(210)는 추출한 태양 전지 모듈에 대한 개별 평균 일조 강도의 제1 편차를 계산할 수 있다.
프로세서(210)는 제1 편차를 대표 테이블 매트릭스(representative table matrix)에 저장할 수 있다.
프로세서(210)는 스트링 길이에 따라 복수의 태양 전지 모듈들(150) 중에서 인접한 태양 전지 모듈들 간의 직렬 연결 조합인 스트링 케이스 리스트를 생성할 수 있다.
프로세서(210)는 스트링 케이스 리스트 및 복수의 태양 전지 모듈들(150)의 레이아웃(layout)을 이용하여 스트링 케이스 리스트 중에서 레이아웃 범위 내의 스트링 케이스를 추출할 수 있다.
프로세서(210)는 추출한 스트링 케이스 및 대표 테이블 매트릭스를 이용하여 추출한 스트링 케이스에 포함된 태양 전지 모듈 간의 제2 편차를 계산할 수 있다.
프로세서(210)는 추출한 스트링 케이스 및 제2 편차를 스트링 인스턴스 리스트로 생성할 수 있다.
프로세서(210)는 스트링 인스턴스 리스트를 제2 편차에 따라 오름차순으로 정렬하여 오름차순 스트링 리스트를 생성할 수 있다.
프로세서(210)는 오름차순 스트링 리스트 중에서 공통으로 포함하는 모듈이 존재하는 스트링 케이스를 삭제하여 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 생성할 수 있다.
프로세서(210)는 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 이용하여 복수의 태양 전지 모듈들(150)의 레이아웃에 따른 복수의 스트링 조합들을 생성할 수 있다.
프로세서(210)는 복수의 스트링 조합들 중에서 스트링 길이 이하의 홀이 존재하는 스트링 조합을 삭제하여 완성 조합 리스트를 생성할 수 있다.
프로세서(210)는 완성 조합 리스트 중에서 제2 편차가 가장 작은 스트링 조합을 복수의 태양 전지 모듈들의 결선으로 결정할 수 있다.
메모리(250)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(250)는 결선 방법 제공 장치(200)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(250)는 소프트웨어(software) 및/또는 프로그램(program) 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(250)는 태양광 발전 시스템(100)에 포함된 복수의 태양 전지 모듈들(150)의 결선을 결정하기 위한 어플리케이션 및 소프트웨어 등을 저장할 수 있다.
도 3은 결선 방법 제공 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4 내지 도 10은 결선 방법 제공 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
결선 방법 제공 장치(200)는 복수의 태양 전지 모듈들(150) 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링 길이, 및 복수의 태양 전지 모듈들(150) 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 수신할 수 있다(3010).
결선 방법 제공 장치(200)는 스트링 길이 및 일조 강도 데이터에 기초하여 복수의 태양 전지 모듈들(150) 간의 스트링 길이에 따른 직렬 연결 조합 중에서 일조 강도의 편차가 가장 작은 복수의 스트링들의 조합으로 복수의 태양 전지 모듈들(150)의 결선을 결정할 수 있다(3020).
예를 들어, 일조 강도 데이터는 복수의 태양 전지 모듈들에 입사한 연간 시간별 일조 강도 데이터일 수 있다. 일조 강도 데이터는 행과 열로 이루어지고, 고유 값을 가진 원소로 이루어진 매트릭스 형태(예를 들어, 스프레드 시트)일 수 있다. 행은 시간(예를 들어, 0시~23시), 열은 각 태양 전지 모듈, 원소는 태양 전지 모듈에 해당 시간에 입사하는 일조 강도(W/m2)로 구성될 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 연간 시간별 일조 강도 데이터를 이용하여 태양 전지 모듈마다 시간대별로 연간 일조 강도에 대한 평균(이하, 제1 평균 값)을 계산할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 제1 평균 값을 이용하여 복수의 태양 전지 모듈들(150) 전체에 대한 평균 일조 강도(이하, 제2 평균 값)를 계산할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 제2 평균 값 이상의 제1 평균 값을 가지는 태양 전지 모듈을 추출할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 추출한 태양 전지 모듈에 대한 제1 평균 값에 대하여 제1 편차를 계산할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 제1 편차를 대표 테이블 매트릭스로 생성할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 스트링 길이에 따라 복수의 태양 전지 모듈들(150) 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 조합인 스트링 케이스 리스트를 생성할 수 있다. 도 4를 참조하면, 결선 방법 제공 장치(200)는 솔리드 그리드 그래프(400)를 이용하여 스트링 케이스 리스트를 생성할 수 있다. 예를 들어, 결선 방법 제공 장치(200)는 솔리드 그래프(400)에서 점 하나를 태양 전지 모듈로 가정하고, 태양 전지 모듈이 직렬 연결될 수 있는 경우의 수(예를 들어, 상하좌우)를 모두 고려하여 스트링 케이스 리스트를 생성할 수 있다.
예를 들어, 결선 방법 제공 장치(200)는 솔리드 그리드 그래프(400)의 최초 원점(0, 0)에서 상하좌우의 네 방향에 해당하는 좌표 중에서 어느 하나를 더하여 만든 최초 스트링 케이스를 후보 케이스 리스트에 저장할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 후보 케이스 리스트에서 최초 스트링 케이스를 추출한 뒤, 다시 상하좌우에 해당하는 좌표 중에서 어느 하나를 더하여 만든 후보 스트링 케이스를 후보 케이스 리스트에 저장할 수 있다(후보 케이스 리스트 저장 동작).
결선 방법 제공 장치(200)는 후보 케이스 리스트에서 추출한 후보 스트링 케이스에, 상하좌우에 해당하는 좌표 중에서 더하려는 어느 하나가 이미 존재하는 경우 해당 후보 스트링 케이스를 삭제할 수 있다(후보 스트링 케이스 삭제 동작).
결선 방법 제공 장치(200)는 후보 스트링 케이스가 스트링 길이와 동일해진 때, 해당 후보 스트링 케이스를 저장하여 스트링 케이스 리스트로 생성할 수 있다(스트링 케이스 리스트 생성 동작).
결선 방법 제공 장치(200)는 후보 케이스 리스트 저장 동작, 후보 스트링 케이스 삭제 동작 및 스트링 케이스 리스트 생성 동작을 후보 케이스 리스트에 후보 스트링 케이스가 존재하지 않을 때까지 반복할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 스트링 케이스 리스트 및 복수의 태양 전지 모듈들의 레이아웃(500)을 이용하여 스트링 케이스 리스트 중에서 레이아웃 범위 내의 스트링 케이스를 추출할 수 있다. 예를 들어, 레이아웃(500)이 4 x 8의 크기를 가지는 경우, 스트링 케이스 리스트 중에서 레이아웃(500) 범위 내의 스트링 케이스를 추출할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 추출한 스트링 케이스 및 대표 테이블 매트릭스를 이용하여 추출한 스트링 케이스에 포함된 태양 전지 모듈 간의 제2 편차를 계산할 수 있다. 예를 들어, 결선 방법 제공 장치(200)는 추출한 스트링 케이스를 대표 테이블 매트릭스의 원소에 대입하여, 추출한 스트링 케이스에 포함된 원소들 중 가장 작은 원소 값과 각 원소의 차를 계산하여 그 차를 더함으로써 제2 편차를 계산할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 추출한 스트링 케이스 및 제2 편차를 스트링 인스턴스 리스트(600)로 생성할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 스트링 인스턴스 리스트를 상기 제2 편차에 따라 오름차순으로 정렬하여 오름차순 스트링 리스트를 생성할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 오름차순 스트링 리스트 중에서 공통으로 포함하는 모듈이 존재하는 스트링 케이스를 삭제하여 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 생성할 수 있다. 예를 들어, 결선 방법 제공 장치(200)는 오름차순 스트링 리스트에서 가장 앞에 있는 스트링 케이스부터 조합에 사용할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 이용하여 레이아웃(500)에 따른 복수의 스트링 조합들을 생성할 수 있다.
결선 방법 제공 장치(200)는 복수의 스트링 조합들 중에서 스트링 길이 이하의 홀이 존재하는 스트링 조합을 삭제하여 완성 조합 리스트(700)를 생성할 수 있다. 도 10은 홀이 존재하는 스트링 조합을 나타낸다.
결선 방법 제공 장치(200)는 완성 조합 리스트(700) 중에서 제2 편차가 가장 작은 스트링 조합(800)을 복수의 태양 전지 모듈들(150)의 결선으로 결정할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 태양광 발전(photovoltaics, PV) 시스템에 포함된 복수의 태양 전지 모듈들을 결선하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링(string) 길이를 사용자로부터 입력 받는 단계;
    및 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 서버로부터 수신하는 단계; 및
    상기 스트링 길이 및 상기 일조 강도 데이터에 기초하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 간의 상기 스트링 길이에 따른 직렬 연결 조합 중에서 일조 강도의 편차가 가장 작은 복수의 스트링들의 조합으로 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선을 결정하는 단계
    를 포함하는 태양 전지 모듈 결선 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 일조 강도 데이터를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 상기 수집 시간 동안의 개별 평균 일조 강도를 계산하는 단계;
    상기 개별 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 전체에 대한 상기 수집 시간 동안의 전체 평균 일조 강도를 계산하는 단계;
    상기 개별 평균 일조 강도 및 상기 전체 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 상기 전체 평균 일조 강도 이상의 개별 평균 일조 강도 값을 가지는 태양 전지 모듈을 추출하는 단계;
    상기 추출한 태양 전지 모듈에 대한 개별 평균 일조 강도의 제1 편차를 계산하는 단계; 및
    상기 제1 편차를 대표 테이블 매트릭스(representative table matrix)에 저장하는 단계
    를 포함하는 태양 전지 모듈 결선 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 스트링 길이에 따라 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 태양 전지 모듈들 간의 직렬 연결 조합인 스트링 케이스 리스트를 생성하는 단계;
    상기 스트링 케이스 리스트 및 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 레이아웃(layout)을 이용하여 상기 스트링 케이스 리스트 중에서 상기 레이아웃 범위 내의 스트링 케이스를 추출하는 단계;
    상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 대표 테이블 매트릭스를 이용하여 상기 추출한 스트링 케이스에 포함된 태양 전지 모듈 간의 제2 편차를 계산하는 단계; 및
    상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 제2 편차를 스트링 인스턴스 리스트로 생성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지 모듈 결선 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 스트링 인스턴스 리스트를 상기 제2 편차에 따라 오름차순으로 정렬하여 오름차순 스트링 리스트를 생성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지 모듈 결선 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 오름차순 스트링 리스트 중에서 공통으로 포함하는 모듈이 존재하는 스트링 케이스를 삭제하여 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 생성하는 단계;
    상기 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 이용하여 상기 레이아웃에 따른 복수의 스트링 조합들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 스트링 조합들 중에서 상기 스트링 길이 이하의 홀이 존재하는 스트링 조합을 삭제하여 완성 조합 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 완성 조합 리스트 중에서 상기 제2 편차가 가장 작은 스트링 조합을 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선으로 결정하는 단계
    를 포함하는 태양 전지 모듈 결선 방법.
  6. 태양광 발전(photovoltaics, PV) 시스템에 포함된 복수의 태양 전지 모듈들의 결선을 결정하기 위한 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및
    상기 인스트럭션들을 실행하기 위한 프로세서
    를 포함하고,
    상기 인스트럭션들이 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 모듈들 간의 직렬 연결 길이인 스트링(string) 길이를 사용자로부터 입력받고,
    상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 일정 수집 시간 동안의 일조 강도 데이터를 서버로부터 수신하고,
    상기 스트링 길이 및 상기 일조 강도 데이터에 기초하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 간의 상기 스트링 길이에 따른 직렬 연결 조합 중에서 일조 강도의 편차가 가장 작은 복수의 스트링들의 조합으로 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선을 결정하는
    태양 전지 모듈 결선 방법 제공 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 일조 강도 데이터를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 각각에 대한 상기 수집 시간 동안의 개별 평균 일조 강도를 계산하고,
    상기 개별 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 전체에 대한 상기 수집 시간 동안의 전체 평균 일조 강도를 계산하고,
    상기 개별 평균 일조 강도 및 상기 전체 평균 일조 강도를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 상기 전체 평균 일조 강도 이상의 개별 평균 일조 강도 값을 가지는 태양 전지 모듈을 추출하고,
    상기 추출한 태양 전지 모듈에 대한 개별 평균 일조 강도의 제1 편차를 계산하고,
    상기 제1 편차를 대표 테이블 매트릭스(representative table matrix)에 저장하는
    태양 전지 모듈 결선 방법 제공 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스트링 길이에 따라 상기 복수의 태양 전지 모듈들 중에서 인접한 태양 전지 모듈들 간의 직렬 연결 조합인 스트링 케이스 리스트를 생성하고,
    상기 스트링 케이스 리스트 및 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 레이아웃(layout)을 이용하여 상기 스트링 케이스 리스트 중에서 상기 레이아웃 범위 내의 스트링 케이스를 추출하고,
    상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 대표 테이블 매트릭스를 이용하여 상기 추출한 스트링 케이스에 포함된 태양 전지 모듈 간의 제2 편차를 계산하고,
    상기 추출한 스트링 케이스 및 상기 제2 편차를 스트링 인스턴스 리스트로 생성하는
    태양 전지 모듈 결선 방법 제공 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스트링 인스턴스 리스트를 상기 제2 편차에 따라 오름차순으로 정렬하여 오름차순 스트링 리스트를 생성하는
    태양 전지 모듈 결선 방법 제공 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 오름차순 스트링 리스트 중에서 공통으로 포함하는 모듈이 존재하는 스트링 케이스를 삭제하여 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 생성하고,
    상기 삭제된 오름차순 스트링 리스트를 이용하여 상기 레이아웃에 따른 복수의 스트링 조합들을 생성하고,
    상기 복수의 스트링 조합들 중에서 상기 스트링 길이 이하의 홀이 존재하는 스트링 조합을 삭제하여 완성 조합 리스트를 생성하고,
    상기 완성 조합 리스트 중에서 상기 제2 편차가 가장 작은 스트링 조합을 상기 복수의 태양 전지 모듈들의 결선으로 결정하는
    태양 전지 모듈 결선 방법 제공 장치.
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