KR102489973B1 - 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 태양광 발전시스템 운영유지보수장치는 태양광 발전시스템의 운영유지보수를 위해, 미리 설정되거나 상기 태양광 발전시스템으로부터 수집된 정보들을 저장하는 DB부; 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별 현장데이터를 실시간으로 수집하여 상기 DB부에 저장하는 현장데이터 수집부; 상기 수집된 현장데이터에 의거하여, 상기 태양광 발전시스템의 실시간 발전정보를 표시하되, 상기 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 사이버공간과 상기 실시간 발전정보를 매칭시켜 표시하는 디스플레이 장치; 및 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 상기 디스플레이 장치에 표시하되, 외부 조작신호에 응답하여 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어하고, 상기 사이버캐릭터의 이동에 응답하여, 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치의 현장데이터를 검출하여 상기 사이버캐릭터와 함께 표시하는 사이버캐릭터 모듈을 포함하고, 상기 사이버공간 및 사이버캐릭터를 이용하여 대응된 태양광 발전시스템의 발전정보를 모니터링하고 제어도록 함으로써, 태양광 발전시스템의 동작 상태를 직관적으로 인지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 태양광 발전시스템의 운영유지보수 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
태양광 발전시스템은 태양으로부터 받은 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전시스템으로써, 화석 에너지의 감소와 무공해라는 환경적인 요구가 증가함에 따라 그 가치가 증대되고 있다.
또한, 태양광 발전시스템의 장기적인 발전과, 안정적인 수익 창출을 위해 운영유지보수(O&M)의 중요성이 점차 강조되고 있다. 태양광 발전소의 경우 한번 설치로 20~25년이 소요되는 장기 투자 사업이지만, 높은 초기 비용 투자로 인해 발전소 운영에 있어 지속적으로 높은 수익을 보장한다고 장담할 수 없기 때문이다.
태양광 운영유지보수(O&M)는 발전소 운영에 있어 안정적인 전력 공급을 유지하기 위한 필수 요소로, 좁은 의미에서는 단순 설비 유지 및 보수를, 넓은 의미에서는 수명 연장과 성능 개량에 이르기까지 제반 작업을 모두 포함할 수 있다.
따라서 태양광 운영유지보수(O&M)는 태양광 발전시스템의 최적 발전량을 저해하는 요소를 사전에 파악하거나 고장 발생시 빠른 대응을 통해 발전량 손실을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
그런데, 상기 발전량을 저해하는 요소들은 매우 다양하다. 예를 들어, 태양전지의 변색(Discoloration), 크래킹(Cracking), 핫스팟(Hot spots)과, 자연적인 태양전지의 성능 저하, 인버터의 짧은 수명, 눈, 바람, 흙먼지 등 무수한 자연환경 등이 그것이다. 또한, 태양광 설비의 누적 설치량 증가로 인한 시스템 고장의 증가 및 시스템 노화도 상기 발전량을 저해하는 요소 중 하나이다.
이처럼 수많은 요인이 다양한 설비에서 예고 없이 나타나기 때문에 태양광 발전시스템의 운영에 있어서 꾸준한 유지보수는 필수적으로 시행되어야 하지만, 이러한 다양한 요인들을 육안으로 모두 확인하는 것은 매우 어려운 상황이다.
이러한 문제를 보완하기 위해, 한국등록특허 제10-1728692호에는 태양광 모듈의 고장 예측 모니터링 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 상기 특허에 의하면, 시시각각 변화하는 태양광 발전량이 계절이나 실시간 날씨 변화에 따라 적절한 이론상의 발전량에 부합하게 변화하는지 판단하도록 구성함으로써, 태양광 발전 모듈의 고장 여부를 정확하게 판단할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 특허에 의하면, 고장이나 이상 여부가 예측된 경우, 이를 사용자 단말로 실시간 송신한다.
하지만, 상기와 같은 종래의 기술들은 태양광 발전시스템의 고장 여부를 예측하고 이를 사용자에게 전달할 뿐, 상기 정보를 수신한 사용자들이 실제로 시스템 고장에 적절한 대처를 하였는지, 이로 인해 발전량에 어떠한 이로운 영향을 미쳤는지에 대하여 분석 또는 관리하지 않을 뿐만 아니라, 고장 복구를 위해 능동적인 처리를 수행하지 않음으로써, 태양광 발전시스템의 운영유지보수를 효과적으로 수행하는데 한계가 있었다.
또한, 종래의 기술들은 미리 설정된 기준 또는 오류가 발생한 경우에만, 태양광 발전시스템의 동작 상태를 사용자(예컨대, 시스템 운영자 또는 관리자)에게 전달할 뿐, 사용자들이 원하는 시점에 태양광 발전시스템의 동작 상태를 자유롭게 확인할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 종래의 기술들은 태양광 발전시스템의 동작 상태를 알람 또는 수치적으로 제공함으로써, 시스템에 대한 전문적인 지식이 없는 사용자(예컨대, 시스템 운영자)가 태양광 발전시스템의 동작 상태를 직관적으로 빠르게 인지할 수 없는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은, 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 구현한 후, 상기 사이버공간 및 사이버캐릭터를 이용하여 대응된 태양광 발전시스템의 발전정보를 모니터링하고 제어도록 함으로써, 전문적인 지식이 없는 사용자들도 태양광 발전시스템의 동작 상태를 직관적으로 인지할 수 있는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 사이버캐릭터를 이용하여, 감시대상인 태양광 발전시스템의 사이버공간을 방문하여 대응된 현장데이터를 획득할 수 있도록 함으로써, 작업자가 현장에 방문하지 않고도 원격지에서 편리하게 태양광 발전시스템의 실시간 동작정보 및 고장정보를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 소프트웨어적인 문제인 경우 원격지에서 이를 해결할 수 있도록 하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치로부터 수집된 실시간 현장데이터, 및 기 저장된 소정기간 동안의 과거데이터를 이용하여 고장진단 및 고장예측을 하고, 상기 사이버캐릭터를 이용하여 점검정보를 제공한 후 그에 응답한 점검결과를 수신하여 상기 점검에 참여한 작업자에게 미리 설정된 상벌 기준에 의한 포상을 지급함으로써, 작업자들의 작업의욕을 고취시키고, 보람을 배가시킬 수 있도록 하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 사이버공간 및 사이버캐릭터와 연동하는 운영유지보수 장치를 이용하여 원격지에서 태양광 발전시스템의 환경 및 발전 정보를 모니터링하고 제어함으로써, 2이상의 태양광 발전시스템을 하나의 관제소에서 통합 관리할 수 있으며, 이로 인해, 태양광 발전시스템 관리를 위한 인력 낭비를 줄일 수 있도록 하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치는 임의의 태양광 발전시스템에 대하여 상기 태양광 발전시스템의 운영유지보수를 위해, 미리 설정되거나 상기 태양광 발전시스템으로부터 수집된 정보들을 저장하는 데이터베이스부; 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별 현장데이터를 실시간으로 수집하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 현장데이터 수집부; 상기 수집된 현장데이터에 의거하여, 상기 태양광 발전시스템의 실시간 발전정보를 표시하되, 상기 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템 공간인 사이버공간과 상기 실시간 발전정보를 매칭시켜 표시하는 디스플레이 장치; 및 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 상기 디스플레이 장치에 표시하되, 외부 조작신호에 응답하여 상기 사이버공간 상에서 이동하도록 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어하고, 상기 사이버캐릭터의 이동에 응답하여, 상기 데이터베이스부로부터 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치의 현장데이터를 검출하여 상기 사이버캐릭터와 함께 표시하는 사이버캐릭터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 방법은 사이버캐릭터를 이용하여 태양광 발전시스템의 발전량을 모니터링하고 운영유지보수를 제어하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수를 방법에 있어서, 임의의 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템 공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 생성하는 사이버정보 생성단계; 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별 현장데이터를 실시간으로 수집하는 현장데이터 수집단계; 상기 현실장치별 현장데이터를 저장하는 현장데이터 저장단계; 및 상기 수집된 현장데이터에 의거하여, 상기 태양광 발전시스템의 실시간 발전정보를 표시하되, 상기 사이버공간과 상기 실시간 발전정보를 매칭시켜 표시하는 표시단계를 포함하되, 상기 표시단계는 상기 사이버공간 상에 사이버캐릭터를 표시하되, 외부 조작신호에 응답하여 상기 사이버공간 상에서 이동하도록 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어하는 사이버캐릭터 표시단계; 및 상기 사이버캐릭터의 이동에 응답하여, 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치의 현장데이터를 검출하여 상기 사이버캐릭터와 함께 표시하는 현장데이터 표시단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치 및 그 방법은, 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 구현한 후, 상기 사이버공간 및 사이버캐릭터를 이용하여 대응된 태양광 발전시스템의 발전정보를 모니터링하고 제어도록 함으로써, 전문적인 지식이 없는 사용자들도 태양광 발전시스템의 동작 상태를 직관적으로 인지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 사이버캐릭터를 이용하여, 감시대상인 태양광 발전시스템의 사이버공간을 방문하여 대응된 현장데이터를 획득할 수 있도록 함으로써, 작업자가 현장에 방문하지 않고도 원격지에서 편리하게 태양광 발전시스템의 실시간 동작정보 및 고장정보를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 소프트웨어적인 문제인 경우 원격지에서 이를 해결할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치로부터 수집된 실시간 현장데이터, 및 기 저장된 소정기간 동안의 과거데이터를 이용하여 고장진단 및 고장예측을 하고, 상기 사이버캐릭터를 이용하여 점검정보를 제공한 후 그에 응답한 점검결과를 수신하여 상기 점검에 참여한 작업자에게 미리 설정된 상벌 기준에 의한 포상을 지급함으로써, 작업자들의 작업의욕을 고취시키고, 보람을 배가시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 사이버공간 및 사이버캐릭터와 연동하는 운영유지보수 장치를 이용하여 원격지에서 태양광 발전시스템의 발전 정보를 모니터링하고 제어함으로써, 2이상의 태양광 발전시스템을 하나의 관제소에서 통합 관리할 수 있으며, 이로 인해, 태양광 발전시스템 관리를 위한 인력 낭비를 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이버캐릭터 모듈에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 사이버캐릭터를 이용하여 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법에 대한 처리 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치에 대한 화면예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법에 대한 처리 흐름도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이버캐릭터 모듈에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 사이버캐릭터를 이용하여 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법에 대한 처리 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치에 대한 화면예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법에 대한 처리 흐름도들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치에 대한 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이버캐릭터 모듈에 대한 개략적인 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치(100)는 데이터베이스부(110), 현장데이터 수집부(120), 디스플레이장치(130), 사이버캐릭터 모듈(140), 조작신호 입력부(150), 및 메인 제어부(160)를 포함한다.
데이터베이스부(110)는 임의의 태양광 발전시스템에 대하여 상기 태양광 발전시스템의 운영유지보수를 위해, 미리 설정되거나 상기 태양광 발전시스템으로부터 수집된 정보들을 저장한다.
데이터베이스부(110)는 시스템 사양 관리 DB(111), 현장데이터 관리 DB(112), 사이버 정보 관리 DB(113), 및 고장진단 기준정보 관리 DB(114)를 포함한다.
시스템 사양 관리 DB(111)는 임의의 태양광 발전시스템의 발전용량, 및 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치들 각각의 설치정보 및 동작정보를 포함하는 시스템 사양정보를 저장한다. 이 때, 상기 ‘설치정보’는 상기 태양광 발전시스템의 성능, 이를 결정하기 위한 하드웨어적인 요소(예컨대, 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 태양광 모듈 각각의 단위 용량 및 매수, 스트링회로 개수, 접속함 개수, 인버터 용량 및 설치 댓수 등), 및 설치위치(예컨대, 위도 경도를 포함한 지리정보 및 지역정보 등)를 포함하고, ‘동작정보’는 상기 태양광 발전시스템의 발전용량을 최대로 하기 위한 환경정보(예컨대, 상기 태양광 발전시스템 주변의 온/습도, 운량, 미세먼지 노후도 등)를 포함할 수 있다.
현장데이터 관리 DB(112)는 상기 현실장치별로 수집된 현장데이터들을 저장하되, 실시간으로 수집된 현장데이터와 과거 소정기간 동안 수집된 현장데이터들을 함께 저장한다. 예를 들어, 현장데이터 관리 DB(112)는 상기 현장데이터들을 6개월 동안 저장하고, 실시간 현장데이터가 추가되면 가장 오래된 데이터를 삭제하는 방법으로 상기 현장데이터들을 저장/관리할 수 있다.
사이버 정보 관리 DB(113)는 상기 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템 공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 포함하는 사이버정보를 저장한다.
이 때, 상기 ‘사이버공간’은 상기 현실공간에 대응한 2차원 또는 3차원 이미지로 구현될 수 있으며, 이를 위해, 상기 태양광 발전시스템의 2차원 또는 3차원 설계도면, 상기 태양광 발전시스템의 설치 위치에 대한 지리정보(예컨대, 경도, 위도 등), 360도 입체 카메라 정보가 사용될 수 있다.
또한, 사이버 정보 관리 DB(113)는 상기 사이버공간의 좌표별로 대응된 현실공간에 배치된 현실장치를 매칭시켜 저장할 수 있다. 예를 들어, 사이버 정보 관리 DB(113)는 상기 사이버공간의 좌표와 현실공간의 지리정보(예컨대, 경도, 위도 좌표)를 매칭시켜 저장할 수 있다.
또한, 사이버 정보 관리 DB(113)는 상기 사이버캐릭터를 저장하기 위해, 상기 사이버캐릭터의 이름을 저장하는 이름필드; 상기 사이버캐릭터의 탄생일을 저장하는 탄생일필드; 상기 사이버캐릭터의 이미지정보를 저장하는 이미지필드; 상기 사이버캐릭터의 접속정보를 저장하는 접속정보필드; 상기 사이버캐릭터의 가상 점검일지를 저장하는 점검일지필드; 및 상기 가상 점검일지에 근거한 작업자별 상벌 내역을 저장하는 상벌내역필드를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 ‘사이버캐릭터’는 임의의 태양광 발전시스템별로 생성되고, 상기 태양광 발전시스템을 관리하는 적어도 하나의 작업자와 매칭될 수 있으며, 상기 점검일지필드는 상기 작업자의 점검일지를 저장하고, 상기 상벌내역필드는 상기 작업자의 상벌내역을 저장할 수 있다. 상기 상벌내역은 상기 작업자의 작업정보에 의거하여 인센티브 또는 패널티를 부여하기 위한 정보로서, 상기 작업자의 점검일지로부터 획득한 정보(예컨대, 상기 작업자가 장치의 고장 알림을 확인한 후 점검 및 수리를 완료하기까지의 소요시간, 또는 점검 성공여부 등)에 의해 결정될 수 있다.
고장진단 기준정보 관리 DB(114)는 상기 태양광 발전시스템, 및 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치들 각각의 고장진단을 위한 고장진단 기준정보를 저장한다. 이 때, 상기 ‘고장진단 기준정보’는 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 인버터의 출력효율, 또는 태양광 스트링의 출력 전압 등 각 장치들의 고장여부를 결정하기 위해, 장치별로 설정된 정보로서, 장치별 과거의 고장이력 또는 동작이력 정보를 이용하여 설정될 수 있다.
한편, 데이터베이스부(110)는, 도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 태양광 발전시스템 운영유지보수 장치(100)에 구비되거나, 통신망으로 연결된 클라우드 서버(미도시)에 구현될 수 있다. 데이터베이스부(110)가 상기 클라우드 서버(미도시)에 구현된 경우, 태양광 발전시스템 운영유지보수 장치(100)는 상기 클라우드 서버(미도시)와의 통신을 위한 통신 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.
현장데이터 수집부(120)는 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별 현장데이터를 실시간으로 수집하여 데이터베이스부(110)(즉, 현장데이터 관리 DB(112))에 저장한다. 이를 위해, 현장데이터 수집부(120)는 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치들 각각과 통신하여야 하며, 그 공지된 통신 규격을 이용할 수 있다.
디스플레이장치(130)는 본 발명의 태양광 발전시스템 운영유지보수 장치(100)의 동작정보, 및 태양광 발전시스템 운영유지보수 장치(100)에서 관리하는 태양광 발전시스템의 동작정보를 표시하되, 상기 수집된 현장데이터에 의거하여 상기 태양광 발전시스템의 실시간 발전정보를 표시한다. 이 때, 디스플레이장치(130)는 상기 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 사이버공간과 상기 실시간 발전정보를 매칭시켜 표시한다. 예를 들어, 디스플레이장치(130)는 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치들(예컨대, 스트링회로, 접속함, 인버터 등) 각각의 실시간 발전정보(예컨대, 출력값 등)를 대응된 현실장치의 표시위치 위에 오버라이트(overwrite) 하거나, 상기 현실장치의 표시위치 주변(예컨대, 반경 1cm 이내)에 반투명한 상태로 표시할 수 있다.
사이버캐릭터 모듈(140)은 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 관리 및 제어한다. 즉, 사이버캐릭터 모듈(140)은 상기 사이버캐릭터를 디스플레이 장치(130)에 표시하되, 외부 조작신호에 응답하여 상기 사이버공간 상에서 이동하도록 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어한다. 또한, 사이버캐릭터 모듈(140)은 상기 사이버캐릭터의 이동에 응답하여, 데이터베이스부(110)(즉, 현장데이터 관리 DB(112))로부터 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치의 현장데이터를 검출하여 상기 사이버캐릭터와 함께 표시한다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(140)은 사이버 정보 관리 DB(113)에 저장된 상기 사이버공간 정보 및 상기 사이버캐릭터 정보를 참조할 수 있다.
이러한 사이버캐릭터 모듈(140)의 개략적인 구조의 예가 도시된, 도 2를 참조하면, 사이버캐릭터 모듈(140)은 위치정보 수집부(141), 현실장치 검출부(142), 현장데이터 매칭부(143), 표시제어부(144), 고장진단부(145), 과거데이터 검출부(146), 알람발생부(147), 통신 인터페이스부(148), 및 모듈제어부(149)를 포함한다.
위치정보 수집부(141)는 사이버캐릭터의 위치정보를 수집한다. 즉, 위치정보 수집부(141)는 상기 사이버공간에서의 사이버캐릭터 위치정보를 수집하되, 이 때, 사이버캐릭터의 위치정보는 사이버공간 전체를 기준으로 할당된 좌표값 또는 사이버캐릭터가 표시된 디스플레이 장치(130)의 좌표값일 수 있다. 또는, 사이버캐릭터 모듈(140)의 별도의 이동단말장치로 구현된 경우, 위치정보 수집부(141)는 상기 이동단말장치의 위치정보(예컨대, 위/경도 좌표 값)을 수집할 수 있다.
현실장치 검출부(142)는 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 임의의 제1 현실장치를 검출한다. 이를 위해, 현실장치 검출부(142)는, 상기 사이버공간의 좌표별로 대응된 현실공간에 배치된 현실장치가 매칭된, 사이버 정보 관리 DB(113)를 참조할 수 있다.
현장데이터 매칭부(143)는 현실장치 검출부(142)에서 검출된 상기 제1 현실장치의 실시간 현장데이터와, 상기 사이버캐릭터를 매칭한다. 이를 위해, 현장데이터 매칭부(143)는, 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별로 수집된 현장데이터들을 과거 소정기간 동안 저장하는, 현장데이터 관리 DB(112)를 참조할 수 있다.
표시제어부(144)는 현장데이터 매칭부(143)에서 매칭된 사이버캐릭터와 현장데이터를 디스플레이 장치(130)에 표시하도록 제어한다. 한편, 표시제어부(144)는 후술될 고장진단부(145)로부터 고장진단결과 또는 고장예측결과를 수신한 경우, 상기 고장진단결과 또는 고장예측결과를 디스플레이 장치(130)에 표시하되, 상기 사이버캐릭터 및 현장데이터와 상기 고장진단결과 또는 고장예측결과를 함께 표시하도록 제어한다.
고장진단부(145)는 상기 제1 현실장치의 고장여부를 진단한다. 이를 위해, 고장진단부(145)는 현장데이터 관리 DB(112)에 저장된 상기 제1 현실장치의 실시간 현장데이터, 및 고장진단 기준정보 관리 DB(114)에 저장된 상기 제1 현실장치의 고장진단 기준정보를 비교하여 그 차이가 미리 설정된 오차범위를 벗어나는 경우 고장으로 판단할 수 있다.
과거데이터 검출부(146)는, 현장데이터 관리 DB(112)로부터, 상기 제1 현실장치의 과거 소정기간 동안의 현장데이터인 과거데이터를 검출한다. 이는 상기 제1 현실장치에 대한 미래의 고장을 예측하기 위한 것으로서, 과거데이터 검출부(146)는 상기 과거데이터를 고장진단부(145)로 전달하여 상기 제1 현실장치에 대한 미래 고장을 예측할 수 있도록 한다.
상기 과거데이터를 전달받은 고장진단부(145)는 상기 제1 현실장치의 과거데이터와, 실시간 현장데이터에 의거하여 미래의 고장을 예측할 수 있다.
알람발생부(147)는 고장진단부로(145)부터 고장진단결과 또는 고장예측결과를 전달받아, 이를 외부로 알리기 위한 알람을 발생시킨다. 이 때, 알람발생부(147)는 알람음, 또는 알람메시지 형태로 알람을 발생시킬 수 있다. 상기 알람을 알람음으로 출력하는 경우, 사이버캐릭터 모듈(140)는 알람출력장치(예컨대, 스피커 등)를 더 포함할 수 있다.
통신 인터페이스부(148)는 외부 통신망(예컨대, 인터넷망 등)과의 통신 인터페이스를 제공한다. 즉, 통신 인터페이스부(148)는, 상기 태양광 발전시스템을 원격지에서 제어하기 위해 상기 외부 통신망으로 연결되어 상기 태양광 발전시스템을 모니터링하는, 외부장치(미도시)와의 통신 인터페이스를 제공하고, 상기 외부장치(미도시)로부터 상기 태양광 발전시스템의 고장진단 또는 고장예측에 따른 점검정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 원격지에서 상기 태양광 발전시스템을 모니터링하는 외부장치(미도시)가 상기 태양광 발전시스템의 고장진단 또는 고장예측 정보를 감지하고, 그에 따른 점검정보를 전송하면, 통신 인터페이스부(148)는 모듈 제어부(149)를 통해 상기 점검정보를 표시제어부(144)로 전달하고, 표시제어부(144)는 상기 점검정보를 디스플레이 장치(130)에 표시하도록 제어한다.
이 때, 상기 외부장치(미도시)는 고장진단부(145)의 진단 결과에 의거하여 상기 태양광 발전시스템의 고장진단 또는 고장예측 여부를 판단하거나, 상기 태양광 발전시스템의 말단정보(예컨대, 스트링 출력전압 등)를 모니터링하여 상기 고장진단 또는 고장예측 여부를 결정할 수 있다.
이를 위해, 통신 인터페이스부(148)는 상기 태양광 발전시스템의 고장진단 또는 고장예측 정보, 또는 상기 태양광 발전시스템의 말단정보(예컨대, 스트링 출력전압 등)를 상기 외부장치(미도시)로 전달할 수 있다.
또한, 통신 인터페이스부(148)는 상기 외부장치(미도시)로부터 상기 태양광 발전시스템의 환경정보(예컨대, 상기 태양광 발전시스템 주변의 온/습도 등)에 따라 상기 고장진단 기준정보를 재설정하기 위한 재설정 정보를 수신하고, 이를 모듈제어부(149)로 전달하여 상기 고장진단 기준정보를 재설정하도록 할 수 있다. 즉, 모듈제어부(149)는 상기 재설정된 고장진단 기준정보를 고장진단부(145)로 전달하여 상기 재설정된 고장진단 기준정보에 의거하여 고장진단 또는 고장예측을 할 수 있도록 한다.
예를 들어, 누설전류 알람 기준값이 30mA인, 임의의 태양광 발전시스템 주변에 안개가 감지(또는 예측)된 경우, 상기 태양광 발전시스템을 모니터링 중이던 상기 외부장치(미도시)는 상기 누설전류 알람 기준값을 50mA으로 재설정하도록 하는 재설정정보를 전송하고, 통신 인터페이스부(148)는 상기 재설정정보(즉, 누설전류 알람 기준값 50 mA)를 수신하여 모듈 제어부(149)로 전달할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 사이버캐릭터 모듈(140)은 원격지의 제어를 받아 대응된 태양광 발전시스템의 동작을 제어할 수 있으며, 다수의 사이버캐릭터 모듈(140)이 각각의 통신 인터페이스부(148)를 통해 하나의 외부장치로부터 상기 재설정정보를 수신하고, 그에 응답하여 동작함으로써, 결과적으로 2이상의 태양광 발전시스템을 하나의 관제소에서 통합 관리할 수 있는 장점이 있다.
모듈제어부(149)는 미리 설정된 사이버캐릭터 제어 알고리즘에 의거하여, 사이버캐릭터 모듈(140)의 동작을 제어한다. 특히, 모듈제어부(149)는 상기 재설정 정보에 의거하여, 상기 고장진단 기준정보를 재설정하여, 고장진단부(145)로 전달한다.
또한, 사이버캐릭터 모듈(140)은 상기 점검정보에 대응한 점검결과정보를 수신하고, 그 점검결과정보를 사이버정보 관리 DB(113)의 점검일지필드에 기록하는 데이터 기록부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 데이터 기록부(미도시)는, 후술될 조작신호 입력부(150)를 통한 작업자의 입력 정보에 의거하여, 상기 점검결과정보를 수신하거나, 작업자의 단말장치(미도시)와 통신하는 통신 인터페이스부(148)를 통해 전달된 작업정보에 의거하여, 상기 점검결과정보를 수신할 수 있다. 이 때, 상기 데이터 기록부(미도시)는 모듈제어부(149) 내에 구현할 수도 있다.
한편, 사이버캐릭터 모듈(140)은 독립적인 프로세스 및 표시부를 포함하는 통신 단말장치(예컨대, 작업자 휴대단말 장치)에 어플리케이션 형태로 탑재되고, 상기 표시부는 디스플레이 장치(130)에 표시된 정보와 동일한 정보를 표시할 수 있다.
즉, 본 발명의 태양광 발전시스템 운영유지보수 장치(100)는, 데이터베이스(110) 및 사이버캐릭터 모듈(140)을 모두 하나의 장치에 탑재하여 구현하거나, 클라우드 형태로 구현된 데이터베이스(110), 또는 독립적인 통신단말장치에 어플리케이션 형태로 구현된 사이버캐릭터 모듈(140)을 포함하는 형태로 구현할 수 있다. 이 경우, 상기 태양광 발전시스템 운영유지보수 장치(100도)는 클라우드 형태로 구현된 데이터베이스(110), 또는 독립적인 통신단말장치 형태로 구현된 사이버캐릭터 모듈(140) 각각과 인터페이스하기 위한 통신 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
조작신호 입력부(150)는 사용자의 조작신호를 입력받아 메인제어부(160)로 전달한다. 예를 들어, 조작신호 입력부(150)는 키보드 또는 마우스와 같이 사용자의 조작에 의해, 약속된 신호가 입력되는 장치로 구현될 수 있으며, 사용자의 조작에 의해, 상기 사이버공간 상에서 상기 사이버캐릭터의 위치를 변경하거나, 태양광 발전시스템 운영유지보수를 위한 사용자의 입력정보를 메인제어부(160)로 전달할 수 있다.
메인 제어부(160)는 미리 설정된 제어알고리즘(예컨대, 태양광 발전시스템 운영유지보수 프로그램)에 의거하여, 태양광 발전시스템 운영유지보수 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하되, 현장데이터 수집부(120)에서 수집된 현장데이터를 현장데이터 관리 DB(111)에 저장하거나, 조작신호 입력부(150)의 입력신호에 응답하여 디스플레이 장치(130), 및 사이버캐릭터 모듈(140)의 동작을 제어한다.
상기 예에서는, 설명의 편의를 위해, 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치(100)가 임의의 한 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 하지만, 본 발명의 태양광 발전시스템의 운영유지보수장치(100)는 상기 예에 의해 제한되지 않는다. 즉, 본 발명의 태양광 발전시스템의 운영유지보수장치(100)는 상기에 예시된 방법을 확대 적용하여 다수의 태양광 발전시스템을 동시에 운영유지보수 할 수 있는 특징이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 사이버캐릭터를 이용하여 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법에 대한 처리 흐름도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2에 예시된, 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치(이하,‘O&M 장치’라 칭함)(100)를 이용한 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 단계 S105에서는, O&M 장치(100)가 사이버 정보를 생성한다. 즉, 단계 S105에서, O&M 장치(100)는 임의의 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템 공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 포함하는 사이버정보를 생성한다. 또는, 단계 S105에서, O&M 장치(100)는 상기 사이버공간 및 상기 사이버캐릭터에 대하여, 외부의 전문업체에서 생성된 이미지를 전달받아 저장할 수 있다.
단계 S110에서는, 현장데이터 수집부(120)가 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별 현장데이터를 실시간으로 수집하고, 단계 S115에서는, 메인제어부(160)가 상기 현장데이터를 전달받아 현장데이터 관리 DB(111)에 저장한다.
단계 S120에서는, 디스플레이 장치(130)가 상기 수집된 현장데이터에 의거하여, 상기 태양광 발전시스템의 실시간 발전정보를 표시하되, 단계 S105에서 생성된 상기 사이버정보를 이용하여 상기 실시간 발전정보를 표시한다. 즉, 단계 S120에서, 디스플레이 장치(130)는 상기 사이버공간과 상기 실시간 발전정보를 매칭시켜 표시한다. 이를 위해, 단계 S120은, 상기 사이버공간 상에 사이버캐릭터를 표시하되, 외부 조작신호에 응답하여 상기 사이버공간 상에서 이동하도록 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어하는 사이버캐릭터 표시단계; 및 상기 사이버캐릭터의 이동에 응답하여, 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치의 현장데이터를 검출하여 상기 사이버캐릭터와 함께 표시하는 현장데이터 표시단계를 포함할 수 있다.
단계 S125에서는, 고장진단부(145)가 임의의 제1 현실장치의 고장여부를 진단한다. 즉, 단계 S125에서, 고장진단부(145)는 고장진단 기준정보 관리 DB(114)에 미리 저장된 고장진단 기준정보, 및 상기 단계 S110에서 수집된 실시간 현장데이터에 의거하여, 상기 제1 현실장치의 고장여부를 진단한다.
상기 단계 S125의 진단결과, 임의의 제1 현실장치에 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 단계 S130 및 단계 S135에서는, 메인제어부(160)가 상기 고장진단결과를 디스플레이 장치(130)에 표시한다. 이 때, 메인제어부(160)는 표시제어부(144)로부터 상기 고장진단결과 표시를 위한 제어정보를 전달받아 디스플레이 장치(130)에 표시하되, 상기 고장진단 결과를 실시간 현장데이터와 함께 표시할 수 있다. 도 4는 상기 고장진단 결과를 표시하는 화면 예를 도시한 도면으로서, 사이버 캐릭터 모듈(140)을 통신 단말장치에 구현한 후, 작업자가 상기 통신 단말장치를 소지한 채로 현장에 방문한 경우, 상기 작업자의 위치에 대응된 현실장치(예컨대, 스트링 #5)의 고장진단 결과를 상기 통신 단말장치의 화면에 표시한 예를 도시하고 있다. 도 4를 참조하면, 상기 현실장치(즉, 스트링 #5 기기)의 현재 데이터값(XXX)과 과거 데이터값(XX0)을 이용한, 스트링 #5의 고장진단 결과, 수리가 필요한 상태임을 표시하되, 사이버캐릭터와 함께 고장진단 결과를 표시하고 있음을 알 수 있다.
단계 S140에서는, 고장진단부(145)가 상기 제1 현실장치의 고장을 예측한다. 즉, 단계 S140에서, 고장진단부(145)는 과거의 소정기간 동안 수집된 상기 제1 현실장치의 과거데이터, 및 단계 S110에서 수집된 실시간 현장데이터에 의거하여, 상기 제1 현실장치의 고장을 예측한다. 이를 위해, 단계 S140에서 고장진단부(145)는 과거데이터 검출부(146)로부터 상기 제1 현실장치의 과거데이터를 전달받고, 공지된 미래예측 알고리즘에 상기 실시간 현장데이터 및 과거데이터를 반영하여 상기 제1 현실장치의 미래 데이터를 예측한다. 또한, 단계 S140에서 고장진단부(145)는 상기 예측된 미래데이터가 상기 고장진단 조건을 만족하는 지를 확인하여, 고장을 예측할 수 있다.
단계 S145에서는, 메인제어부(160)가 상기 고장예측 결과를 디스플레이 장치(130)에 표시한다. 이 때, 메인제어부(160)는 표시제어부(144)로부터 상기 고장예측 결과 표시를 위한 제어정보를 전달받아 디스플레이 장치(130)에 표시하되, 상기 고장예측 결과를 실시간 현장데이터, 및 과거데이터와 함께 표시할 수 있다. 도 5는 상기 고장예측 결과를 표시하는 화면 예를 도시한 도면으로서, 디스플레이 장치(130)에 표시된 사이버캐릭터의 위치에 대응된 현실장치(예컨대, 스트링 #5)의 고장진단 결과를 표시한 예를 도시하고 있다. 도 5를 참조하면, 상기 현실장치(즉, 스트링 #5 기기)의 현재 데이터값(XXX), 과거 데이터값(XXY), 및 이들을 이용한 미래예측 데이터값(XXY)을 표시하되, 사이버캐릭터와 함께 상기 미래예측 결과를 표시하고 있음을 알 수 있다.
단계 S150에서는, 알람발생부(147)가, 단계 S125의 고장진단 결과, 및 단계 S140의 고장예측 결과를 외부로 알리기 위한 알람 신호를 발생시킨다. 이 때, 알람발생부(147)는, 상기 고장진단 또는 고장예측에 따른 점검정보를 함께 제공할 수 있는데, 이를 위해, 모듈제어부(149)는, 통신 인터페이스부(148)를 통해, 통신망으로 연결되어 상기 태양광 발전시스템을 모니터링하는 외부장치로부터 상기 점검정보를 전달받고, 그 정보를 알람발생부(147)로 전달하여, 고장진단 또는 고장예측을 외부로 알림과 동시에 점검정보(예컨대, 점검위치 및 점검내역)를 작업자 또는 관리자에게 제공할 수 있다. 특히, 단계 S150에서, 알람발생부(147)는 상기 사이버캐릭터를 이용하여 이미지 또는 음향으로 알람 및 점검정보를 제공할 수 있다.
이로 인해, 상기 작업자 또는 관리자가 해당 고장에 대한 지식이 부족한 경우에도, 상기 수신된 점검정보에 의거하여, 고장에 대하여 적절히 대처할 수 있도록 함으로써, 태양광 발전시스템을 안정적으로 운영할 수 있도록 하며, 태양광 발전시스템의 관리 수준을 일정하게 유지할 수 있다.
단계 S155에서는, 모듈제어부(149)가 통신 인터페이스부(148)를 통해 상기 알람에 응답한 상기 태양광 발전시스템의 점검 결과를 수신한다. 즉, 단계 S155에서, 모듈제어부(149)는 상기 알람을 확인한 관리자 또는 작업자의 점검내역에 의거하여, 그 점검 결과를 자동으로 수신하거나, 상기 관리자 또는 작업자가 입력한 정보에 의거하여 상기 점검 결과를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 고장이 소프트웨어적인 문제인 경우, 대응된 설정값을 변경함으로써 원격지에서도 처리가 가능한 특징이 있으므로, 단계 S155에서, 모듈제어부(149)는 이와 같은 설정값 변경 등의 처리가 완료된 시점에 점검 결과를 자동으로 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 태양광 발전시스템의 점검을 원격지에서 처리가 가능한 특징이 있다. 한편, 상기 고장이 하드웨어적인 문제인 경우, 해당 위치에 작업자가 방문하여 기기 교체 등의 대처를 한 후, 그 위치에 부착된 QR 코드 인식 또는 작업자의 완료코드 입력 등의 작업을 수행하면, 그 정보에 의거하여 상기 점검 결과를 수신할 수 있다.
이 때, 단계 S155에서 수신되는 점검 결과는, 점검정보 또는 알람을 수신한 후 점검이 완료될 때까지의 소요시간, 고장수리 성공 여부, 및 고장복구로 예상되는 전력 절감 현황 등을 포함할 수 있다.
단계 S160에서는, 상기 수신된 점검 결과에 의거하여, 모듈제어부(149) 또는 데이터 기록부(미도시)가 상기 점검에 참여한 작업자에게 인센티브 또는 패널티를 부여하기 위한 작업자별 상벌 정보를 처리한다.
한편, 단계 S160에서, 모듈제어부(149) 또는 데이터 기록부(미도시)는, 상기 수신된 점검 결과 및 미리 설정된 상벌 기준에 의거하여, 상기 점검에 참여한 작업자의 상벌 정보를 생성한 후, 사이버정보 관리 DB(113)에 저장할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 사이버캐릭터를 이용하여 점검정보를 제공한 후, 그에 대한 점검결과를 수신 및 분석하여, 상기 점검에 참여한 작업자들에게 미리 설정된 상벌 기준에 의한 포상을 지급함으로써, 작업자들의 작업의욕을 고취시키고, 보람을 배가시키도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 운영유지보수 방법은 상기 외부장치로부터 상기 태양광 발전시스템의 환경정보에 따라 상기 고장진단 기준정보를 재설정하기 위한 재설정정보를 수신하는 재설정정보 수신단계(미도시); 및 상기 재설정정보에 의거하여, 상기 고장진단 기준정보를 재설정하는 재설정단계(미도시)를 더 포함하고, 상기 단계 S125는 상기 재설정된 고장진단 기준정보, 및 상기 제1 현실장치의 실시간 현장데이터에 의거하여, 상기 제1 현실장치의 고장여부를 진단할 수 있다. 이를 위해 상기 외부장치는 상기 태양광 발전시스템의 환경정보(예컨대, 기후 정보 등) 및 발전정보를 모니터링하고, 그 결과에 의해 상기 고장진단 기준정보 재설정 정보를 생성할 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 원격지에서 태양광 발전시스템을 제어할 수 있으며, 최소한의 전문 인력으로 다수의 태양광 발전시스템을 관리할 수 있는 특징이 있다. 즉, 본 발명은 태양광 발전시스템의 설치 위치에 제약을 받지 않고, 특정 위치에서 다수의 태양광 발전시스템을 모니터링하고 제어함으로써, 더 나아가서 전세계에 구축된 태양광 발전시스템을 하나의 관제소에서 관리할 수 있도록 하는 특징이 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법에 대한 처리 흐름도로서, 클라우드 서버(200)에 구현되어, 태양광 발전시스템(10)을 원격지에서 감시 및 제어하되, 사이버캐릭터 모듈(300)에 구현된 사이버캐릭터를 이용하여 작업자 또는 관리자와 인터페이스를 수행하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수장치를 이용하여 태양광 발전시스템을 운영유지보수하는 방법에 대한 처리 절차를 예시하고 있다. 이 때, 클라우드 서버(200)에는 태양광 발전시스템(10)에 대한 시스템 정보, 및 현장데이터를 수집하여 저장/관리하는 실제발전소(210), 태양광 발전시스템(10)이 최적의 환경상태에서 동작할 때의 결과를 예측하기 위해 가상으로 구현된 가상발전소(220), 및 가상발전소(220)에 실제 기후 데이터를 반영하여 발전 결과를 예측하기 위해 구현된 더빙 발전소(230)가 함께 구현될 수 있다. 한편, 상기 사이버캐릭터는 태양광 발전시스템(10)의 가상관리자로서, 태양광 발전시스템(10)의 현실공간에 대응한 가상의 시스템공간인 사이버공간에서 이동하기 위해 구현된 이미지이다. 이 때, 본 발명의 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치 및 사이버캐릭터 모듈은 도 1 및 도 2에 예시된 내용을 준용할 수 있다. 즉, 도 6 내지 도 8에 예시된 내용은 방법적인 절차에 대한 다른 실시예인 것이다.
도 6을 참조하면, 단계 S205에서는, 사이버캐릭터 모듈(300)이 태양광 발전시스템(10)의 고장을 진단하기 위한, 고장진단 기준정보를 설정한다. 이 때, 상기 ‘고장진단 기준정보’는 상기 태양광 발전시스템 전체 발전량, 또는 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 인버터의 출력효율, 또는 태양광 스트링의 출력 전압 등 각 장치들의 고장여부를 결정하기 위해, 장치별로 설정된 정보로서, 장치별 과거의 고장이력 또는 동작이력 정보를 이용하여 설정될 수 있다.
단계 S210 내지 단계 S220에서는, 클라우드 서버(200)가 태양광 발전시스템(10)으로부터 현장데이터를 수신하여 사이버캐릭터 모듈(300)로 전송한 후, 내부에 저장한다. 특히, 단계 S220에서, 클라우드 서버(200)는 상기 현장데이터를 실제 발전소(210)로 구획된 가상공간에 저장한다. 이는 태양광 발전시스템(10) 별로 소정 기간동안 현장데이터를 저장/관리하기 위함이다.
단계 S225에서는, 사이버캐릭터 모듈(300)이 상기 수신된 현장데이터를 이용하여 태양광 발전시스템(10)의 전체 발전량을 모니터링한다.
단계 S230에서는, 사이버캐릭터 모듈(300)이 태양광 발전시스템(10)에 대하여, 시스템 단위 고장을 진단한다. 이는, 태양광 발전시스템(10)의 고장 여부 및 고장 위치를 점진적으로 찾아가기 위함이다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(300)은 단계 S215에서 수신된 현장데이터에 의해 태양광 발전시스템(10)의 전체 발전량을 산출하고, 단계 S205에서 설정된 태양광 발전시스템(10)의 기준 발전량과 상기 전체 발전량을 비교한 후, 그 오차 범위가 미리 설정된 고장진단 결정 범위를 초과하는 지 여부에 따라 고장 여부를 결정할 수 있다.
단계 S235 내지 단계 S250에서는, 단계 S230의 진단 결과에 따라 고장 수리 또는 고장예측 알고리즘을 수행한다.
단계 S235에서 시스템 고장이 결정된 경우, 사이버캐릭터 모듈(300)은 고장 수리를 위해, 단계 S240을 수행하고, 그렇지 않은 경우, 고장 여부를 예측하기 위해, 단계 S250을 수행한다.
그리고, 단계 S260에서, 종료요청이 수신될 때까지 단계 S225 내지 단계 S250을 반복 수행한다.
도 7은 단계 S240의 고장수리 알고리즘에 대한 개략적인 처리 흐름도로서, 고장수리를 위한 사이버캐릭터 모듈(300)의 처리 과정이 예시되어 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 단계 S241에서는, 사이버캐릭터 모듈(300)이 점검정보를 알린다. 즉, 단계 S241에서, 사이버캐릭터 모듈(300)은 시스템 단위의 고장 발생으로 인한 점검정보(예컨대, 점검위치, 점검내역 등)를 표출한다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(300)에는, 시스템 단위의 고장이 발생한 경우 고장 위치를 찾아가기 위한 점검순서가 미리 저장되어 있거나, 클라우드 서버(200)부터 상기 점검순서를 제공받을 수 있다. 또한, 단계 S241에서, 사이버캐릭터 모듈(300)은 경보음, 또는 알람 메시지를 상기 점검 정보와 함께 표출할 수 있다. 이 때, 알람메시지는 음성 또는 문자의 형태로 표출할 수 있다. 이 때, 상기 예측정보를 음성으로 표출할 때에는, 상기 사이버캐릭터의 특성에 맞도록 음성을 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 사이버캐릭터의 연령 또는 성별에 맞추어 음성을 다르게 설정할 수 있다.
단계 S242에서는, 사이버캐릭터의 위치정보가 입력되는지를 확인하고, 상기 사이버캐릭터의 위치정보가 입력되면, 단계 S243에서는, 상기 위치에 대응한 현실장치를 검출한다. 이 때, 상기 사이버캐릭터의 위치정보는 사이버공간에서의 좌표값이거나, 또는 사이버캐릭터 모듈(300)에 포함된 GPS 수신기를 통해 수신된 현실 공간에서의 위/경도 정보일 수 있다. 후자의 경우, 사이버캐릭터 모듈(300)이 별도의 통신 단말장치에 어플리케이션 형태로 구현된 경우, 작업자가 상기 통신 단말장치를 소지하고, 태양광 발전시스템 현장에 방문한 경우이다. 이를 위해, 클라우드 서버(200)에는, 태양광 발전시스템을 구성하는 현장장치들 각각의 위/경도 정보가 미리 저장되어 있어야 한다.
단계 S244에서는, 상기 검출된 현실장치의 현장데이터를 수집한다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(300)은 클라우드 서버(200)에 저장된 현장데이터를 수신하거나, 태양광 발전시스템(10) 현장으로부터 직접 현장데이터를 수집할 수 있다.
단계 S245에서는, 단계 S244에서 수집된 현장데이터를 이용하여 기기 단위의 고장을 진단한다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(300)은 단계 S205에서 설정된 고장진단 기준정보를 참고할 수 있다. 이 때, 기기 단위의 고장을 진단하기 위한 구체적인 방법은 단계 S230에서 시스템 단위의 고장을 진단하기 위한 방법과 유사하므로 중복 설명을 생략한다.
단계 S246에서는 단계 S245의 진단 결과를 확인하고, 상기 확인결과 기기 고장으로 판단된 경우 단계 S247에서는 기기고장을 알린다. 이 때, 기기고장을 알리기 위한 방법은 단계 S241에서, 시스템 고장을 알리기 위한 방법과 유사하므로 중복 설명을 생략한다.
한편, 단계 S246의 확인결과, 기기고장이 아닌 것으로 판단된 경우, 사이버캐릭터 모듈(300)은 미리 설정된 점검 순서에 의거하여, 다음 점검 대상인 기기를 선택하고, 상기 단계 S241 내지 단계 S245를 반복 수행한다.
단계 S248에서는, 단계 S247의 기기고장 알림을 확인한 작업자 또는 관리자가 해당 고장에 대하여 고장 수리 등의 작업을 수행한 후, 점검 내역을 입력하는 지 여부를 확인한다.
단계 S249에서는, 상기 점검내역이 입력되면, 그 점검내역에 따라 시스템 정보를 갱신한다. 예를 들어, 3번째 인버터의 고장으로, 상기 3번째 인버터를 교체한 경우, 그 교체 이력 정보를 클라우드 서버(200)로 전달하여 시스템 정보를 갱신할 수 있도록 한다.
도 8은 단계 S250의 고장예측 알고리즘에 대한 개략적인 처리 흐름도로서, 고장예측을 위한 사이버캐릭터 모듈(300)의 처리 과정이 예시되어 있다. 도 6 및 도 8을 참조하면, 단계 S251에서는, 사이버캐릭터의 위치정보가 입력되는지를 확인하고, 상기 사이버캐릭터의 위치정보가 입력되면, 단계 S252에서는, 상기 위치에 대응한 현실장치를 검출한다. 이 때, 상기 사이버캐릭터의 위치정보는 사이버공간에서의 좌표값이거나, 또는 사이버캐릭터 모듈(300)에 포함된 GPS 수신기를 통해 수신된 현실 공간에서의 위/경도 정보일 수 있다. 후자의 경우, 사이버캐릭터 모듈(300)이 별도의 통신 단말장치에 어플리케이션 형태로 구현된 경우, 작업자가 상기 통신 단말장치를 소지하고, 태양광 발전시스템 현장에 방문한 경우이다. 이를 위해, 클라우드 서버(200)에는, 태양광 발전시스템을 구성하는 현장장치들 각각의 위/경도 정보가 미리 저장되어 있어야 한다.
단계 S253에서는, 상기 검출된 현실장치의 현장데이터를 수집한다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(300)은 클라우드 서버(200)에 저장된 현장데이터를 수신하거나, 태양광 발전시스템(10) 현장으로부터 직접 현장데이터를 수집할 수 있다.
단계 S254에서는, 상기 현실장치의 과거데이터를 로딩한다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(300)은 클라우드 서버(200)에 구현된 실제 발전소(210)로 구획된 가상공간으로부터 상기 현실장치의 과거데이터를 로딩할 수 있다.
단계 S255에서는, 사이버캐릭터 모듈(300)이 상기 현실장치에 대한 미래데이터를 예측한다. 이 때, 사이버캐릭터 모듈(300)은 단계 S253에서 수집된 실시간 현장데이터, 및 단계 S254에서 로딩된 과거 데이터를 공지의 미래데이터 예측 알고리즘에 적용하여 상기 현실장치에 대한 미래데이터를 예측할 수 있다.
단계 S256에서는, 상기 예측된 미래데이터를 이용하여 고장을 예측한다. 즉, 사이버캐릭터 모듈(300)은 상기 실시간 현장데이터 및 과거데이터를 이용하여 예측된 미래데이터가, 미리 설정된 고장판단 기준정보와 허용 가능한 오차범위 이상 차이가 나는 경우 고장이 발생할 것으로 예측할 수 있다.
단계 S257에서는, 사이버캐릭터 모듈(300)이 상기 예측정보를 알린다. 이를 위해, 사이버캐릭터 모듈(300)은 상기 예측정보를 음성 또는 문자의 형태로 표출할 수 있다. 이 때, 상기 예측정보를 음성으로 표출할 때에는, 상기 사이버캐릭터의 특성에 맞도록 음성을 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 사이버캐릭터의 연령 또는 성별에 맞추어 음성을 다르게 설정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 구현한 후, 상기 사이버공간 및 사이버캐릭터를 이용하여 대응된 태양광 발전시스템의 발전정보를 모니터링하고 제어도록 함으로써, 전문적인 지식이 없는 사용자들도 태양광 발전시스템의 동작 상태를 직관적으로 인지할 수 있는 특징이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시 예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 운영유지보수 장치 110: 데이터베이스부
120: 현장데이터 수집부 130: 디스플레이 장치
140: 사이버캐릭터 모듈 141: 위치정보 수집부
142: 현실장치 검출부 143: 현장데이터 매칭부
144: 표시제어부 145: 고장진단부
146: 과거데이터 검출부 147: 알람발생부
148: 통신 인터페이스부 149: 모듈제어부
150: 조작신호 입력부 160: 메인제어부
120: 현장데이터 수집부 130: 디스플레이 장치
140: 사이버캐릭터 모듈 141: 위치정보 수집부
142: 현실장치 검출부 143: 현장데이터 매칭부
144: 표시제어부 145: 고장진단부
146: 과거데이터 검출부 147: 알람발생부
148: 통신 인터페이스부 149: 모듈제어부
150: 조작신호 입력부 160: 메인제어부
Claims (21)
- 태양광 발전시스템의 운영유지보수를 위해, 미리 설정되거나 상기 태양광 발전시스템으로부터 수집된 정보들을 저장하는 데이터베이스부;
상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별 현장데이터를 실시간으로 수집하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 현장데이터 수집부;
상기 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템 공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 실시간 발전정보를 매칭시켜 표시하는 디스플레이 장치; 및
상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서, 상기 태양광 발전시스템을 관리하는 작업자와 매칭되어 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 관리 및 제어하되, 상기 사이버공간에서 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어하기 위해 입력된 외부 조작신호, 또는 상기 작업자의 이동정보 중 어느 하나에 응답하여 상기 사이버공간 내에서 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어하고, 상기 사이버캐릭터의 이동에 응답하여, 상기 데이터베이스부로부터 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치의 현장데이터를 검출한 후 상기 사이버캐릭터와 함께 상기 디스플레이 장치에 표시하는 사이버캐릭터 모듈을 포함하고,
상기 데이터베이스부는
사이버캐릭터별로 매칭된 작업자 정보, 상기 작업자의 점검일지, 및 상기 작업자의 상벌내역을 포함하는 사이버캐릭터정보와, 상기 태양광 발전시스템 및 현실장치들 각각의 고장진단을 위해 미리 설정된 고장진단 기준정보를 저장하고,
상기 사이버캐릭터 모듈은
상기 외부 조작신호, 또는 상기 작업자의 현실공간에서의 위치정보에 의거하여, 상기 사이버공간상에서 상기 사이버캐릭터의 좌표값을 결정한 후, 상기 좌표값에 대응한 현실장치의 현장데이터를 상기 사이버캐릭터와 함께 표시하고,
상기 고장진단 기준정보, 및 상기 현장데이터에 의거하여 대응된 태양광 발전시스템의 고장발생 또는 고장예측을 진단한 후 그에 따른 점검정보를 상기 작업자에게 제공하되, 상기 사이버캐릭터를 이용하여 제공하고,
상기 작업자로부터 점검결과가 수신되면, 상기 점검결과에 의거하여 상기 데이터베이스부에 저장된 작업자별 점검일지를 갱신하고, 상기 점검결과 및 미리 설정된 상벌기준에 의거하여 상기 작업자별 상벌 정보를 생성한 후 상기 데이터베이스부에 저장된 작업자별 상벌내역을 갱신하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제1항에 있어서, 상기 데이터베이스부는
상기 태양광 발전시스템의 발전용량, 및 상기 현실장치들 각각의 설치정보 및 동작정보를 포함하는 시스템 사양정보를 저장하는 제1 데이터베이스;
상기 현실장치별로 수집된 현장데이터들을 저장하되, 실시간으로 수집된 현장데이터와 과거 소정기간 동안 수집된 현장데이터들을 함께 저장하는 제2 데이터베이스; 및
상기 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템 공간인 사이버공간에 대한 정보와, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 상기 사이버캐릭터 정보를 포함하는 사이버정보를 저장하는 제3 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제2항에 있어서, 상기 제3 데이터베이스는
상기 사이버공간의 좌표별로 대응된 현실공간에 배치된 현실장치를 매칭시켜 저장하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제3항에 있어서, 상기 제3 데이터베이스는
상기 사이버캐릭터의 이름을 저장하는 이름필드;
상기 사이버캐릭터의 탄생일을 저장하는 탄생일필드;
상기 사이버캐릭터의 이미지정보를 저장하는 이미지필드;
상기 사이버캐릭터의 접속정보를 저장하는 접속정보필드;
상기 사이버캐릭터의 가상 점검일지를 저장하는 점검일지필드; 및
상기 사이버캐릭터의 가상 점검일지에 근거한 작업자별 상벌 내역을 저장하는 상벌내역필드를 포함하는 사이버캐릭터 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 삭제
- 제3항에 있어서, 상기 사이버캐릭터 모듈은
상기 사이버공간에서의 사이버캐릭터의 위치정보를 수집하는 위치정보 수집부;
상기 제3 데이터베이스에 저장된 정보에 의거하여, 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응된 제1 현실장치를 검출하는 현실장치 검출부;
상기 제2 데이터베이스에 저장된 정보에 의거하여, 상기 제1 현실장치의 실시간 현장데이터와 상기 사이버캐릭터를 매칭하는 현장데이터 매칭부; 및
상기 매칭된 사이버캐릭터와 현장데이터를 상기 디스플레이 장치에 표시하도록 제어하는 표시제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제6항에 있어서, 상기 데이터베이스부는
상기 태양광 발전시스템, 및 상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치들 각각의 고장진단을 위한 고장진단 기준정보를 저장하는 제4 데이터베이스를 더 포함하고,
상기 사이버캐릭터 모듈은
상기 제1 현실장치의 실시간 현장데이터, 및 상기 고장진단 기준정보에 의거하여 상기 제1 현실장치에 대한 고장여부를 진단하는 고장진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제7항에 있어서, 상기 사이버캐릭터 모듈은
상기 제2 데이터베이스로부터, 상기 제1 현실장치의 과거 소정기간 동안의 현장데이터인 과거데이터를 검출하는 과거 데이터 검출부를 더 포함하고,
상기 고장진단부는
상기 제1 현실장치의 과거데이터와, 실시간 현장데이터에 의거하여 미래의 고장을 예측하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제8항에 있어서, 상기 사이버캐릭터 모듈은
상기 고장진단부로부터 고장진단결과 또는 고장예측결과를 전달받아, 이를 외부로 알리기 위한 알람을 발생시키는 알람 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제8항에 있어서, 상기 표시제어부는
상기 고장진단부로부터 고장진단결과 또는 고장예측결과를 수신하고, 이를 상기 디스플레이 장치에 표시하되, 상기 사이버캐릭터 및 현장데이터와 함께 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제10항에 있어서, 상기 사이버캐릭터 모듈은
외부 통신망과의 통신 인터페이스를 제공하는 통신 인터페이스부를 더 포함하고,
상기 통신 인터페이스부는
상기 태양광 발전시스템을 원격지에서 제어하기 위해 상기 외부 통신망으로 연결되어 상기 태양광 발전시스템을 모니터링하는 외부장치로부터 상기 태양광 발전시스템의 고장진단 또는 고장예측에 따른 점검정보를 수신하고,
상기 표시제어부는
상기 점검정보를 상기 디스플레이 장치에 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제11항에 있어서, 상기 사이버캐릭터 모듈은
상기 점검정보에 대응한 점검결과정보를 수신하고, 그 점검결과정보를 상기 제3 데이터베이스의 점검일지필드에 기록하는 데이터 기록부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제12항에 있어서, 상기 사이버캐릭터 모듈은
미리 설정된 사이버캐릭터 제어 알고리즘에 의거하여, 상기 사이버캐릭터 모듈의 동작을 제어하는 모듈제어부를 더 포함하고,
상기 통신 인터페이스부는
상기 외부장치로부터 상기 태양광 발전시스템의 환경정보에 따라 상기 고장진단 기준정보를 재설정하기 위한 재설정 정보를 수신하고,
상기 모듈제어부는
상기 재설정 정보에 의거하여, 상기 고장진단 기준정보를 재설정하여, 상기 고장진단부로 전달하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제13항에 있어서, 상기 사이버캐릭터 모듈은
독립적인 프로세스 및 표시부를 포함하는 통신 단말장치에 탑재되고,
상기 표시부는
상기 디스플레이 장치에 표시된 정보와 동일한 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 제2항에 있어서, 상기 데이터베이스부는
통신망으로 연결된 클라우드 서버에 구현된 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치. - 사이버캐릭터를 이용하여 태양광 발전시스템의 발전량을 모니터링하고 운영유지보수를 제어하는 태양광 발전시스템의 운영유지보수 장치를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수를 방법에 있어서,
임의의 태양광 발전시스템의 현실공간에 대응한 가상의 시스템 공간인 사이버공간과, 상기 태양광 발전시스템의 가상관리자로서 상기 사이버공간 상에서 이동하는 사이버캐릭터를 생성하여 저장하되, 상기 사이버캐릭터를 태양광 발전시스템별로 생성한 후, 대응된 태양광 발전시스템을 관리하는 작업자와 상기 사이버캐릭터를 매칭시켜 저장하는 사이버정보 생성단계;
상기 태양광 발전시스템을 구성하는 현실장치별 현장데이터를 실시간으로 수집하여 저장하는 현장데이터 수집단계; 및
상기 태양광 발전시스템의 실시간 발전정보를 상기 사이버공간과 매칭시켜 표시하되, 외부 조작신호 또는 상기 작업자의 이동정보 중 어느 하나에 응답하여 상기 사이버공간 내에서 상기 사이버캐릭터의 이동을 제어하고, 상기 사이버캐릭터의 위치에 대응한 현실장치의 현장데이터를 검출하여 상기 사이버캐릭터와 함께 표시하는 표시단계;
상기 태양광 발전시스템 및 현실장치들 각각의 고장진단을 위해 미리 설정된 고장진단 기준정보, 및 상기 현장데이터 수집단계에서 수집 및 저장된 현장데이터에 의거하여, 임의의 제1 현실장치에 대한 고장발생여부를 진단하거나, 미래 고장을 예측하는 진단단계;
상기 진단결과에 따른 점검정보를 대응된 태양광 발전시스템 작업자에게 제공하고, 상기 작업자로부터 점검결과를 수신하는 점검결과 수신단계; 및
상기 점검결과를 대응된 사이버캐릭터와 매칭시켜 저장하되, 상기 작업자별 점검일지를 갱신하고, 상기 점검결과 및 미리 설정된 상벌기준에 의거하여 상기 작업자별 상벌내역을 갱신하는 작업결과처리단계를 포함하고,
상기 표시단계는
상기 진단결과를 함께 표시 하는것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제16항에 있어서,
통신망으로 연결된 외부장치로부터 상기 태양광 발전시스템의 고장진단 또는 고장예측에 따른 점검정보를 수신하는 점검정보 수신단계; 및
상기 고장진단 및 고장예측 결과를 외부로 알리기 위한 알람신호를 발생시키되, 상기 점검정보를 함께 제공하는 알람단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 방법. - 제20항에 있어서,
상기 외부장치로부터 상기 태양광 발전시스템의 환경정보에 따라 상기 고장진단 기준정보를 재설정하기 위한 재설정정보를 수신하는 재설정정보 수신단계; 및
상기 재설정정보에 의거하여, 상기 고장진단 기준정보를 재설정하는 재설정단계를 더 포함하고,
상기 진단단계는
상기 재설정된 고장진단 기준정보, 및 상기 제1 현실장치의 실시간 현장데이터에 의거하여, 상기 제1 현실장치의 고장여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 사이버캐릭터를 이용한 태양광 발전시스템의 운영유지보수 방법.
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