KR102521695B1 - Integrated management device for solar power facilities - Google Patents

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KR102521695B1
KR102521695B1 KR1020200150692A KR20200150692A KR102521695B1 KR 102521695 B1 KR102521695 B1 KR 102521695B1 KR 1020200150692 A KR1020200150692 A KR 1020200150692A KR 20200150692 A KR20200150692 A KR 20200150692A KR 102521695 B1 KR102521695 B1 KR 102521695B1
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정재기
최윤종
김석중
손원국
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한빛이디에스(주)
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

본 발명은 태양광 발전 설비 통합 관리 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 태양광 모듈의 유지/보수/교체 등을 통합하여 관리하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 태양광 모듈의 교체를 위한 명확한 기준을 제공하고 태양광 모듈의 수익성 분석에 기반한 태양광 모듈 교체를 안내할 수 있고, 교체 예정 시기를 안내할 수 있다. 이와 동시에, 본 발명은 태양광 모듈의 유지/보수/교체에 대한 통합 솔루션을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a device for integrated management of photovoltaic power generation facilities, and more particularly, to a device for integrating and managing maintenance/repair/replacement of photovoltaic modules.
The present invention can provide clear criteria for replacement of solar modules, guide replacement of solar modules based on profitability analysis of solar modules, and guide scheduled replacement timing. At the same time, the present invention can provide an integrated solution for maintenance/repair/replacement of solar modules.

Description

태양광 발전 설비 통합 관리 장치{Integrated management device for solar power facilities}Integrated management device for solar power facilities}

본 발명은 태양광 발전 설비 통합 관리 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 태양광 모듈의 유지/보수/교체 등을 통합하여 관리하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for integrated management of photovoltaic power generation facilities, and more particularly, to a device for integrating and managing maintenance/repair/replacement of photovoltaic modules.

태양광 발전 시스템은 복수의 태양광 셀을 포함하는 태양광 모듈을 복수개 직렬로 연결하여 태양광 모듈 스트링을 구성하여 원하는 전압을 얻는다. 그리고, 원하는 큰 전류를 얻기 위해 복수의 태양광 모듈 스트링을 접속 단자함에서 병렬로 접속한다. 그리고, 인버터는 복수의 스트링을 통해 입력 받는 전압 및 전류를 통해 최대의 전력을 출력할 수 있도록 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 수행한다. A photovoltaic power generation system constructs a photovoltaic module string by connecting a plurality of photovoltaic modules including a plurality of photovoltaic cells in series to obtain a desired voltage. Then, in order to obtain a desired large current, a plurality of solar module strings are connected in parallel in the connection terminal box. In addition, the inverter performs MPPT (Maximum Power Point Tracking) control to output maximum power through voltage and current received through a plurality of strings.

상기와 같은 구조를 가지는 태양광 발전 시스템의 유지 및 보수를 위해 태양광 발전 시스템을 모니터링하는 기술이 다양하게 존재한다. There are various techniques for monitoring the photovoltaic power generation system for maintenance and repair of the photovoltaic power generation system having the above structure.

한국등록특허 제10-1911334호는 고유의 식별번호를 포함하고 하나 이상 구비되는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈로부터 출력되는 전력을 입력받는 접속반; 각 태양광 모듈의 출력단에 접속되어 태양광 모듈에서 출력되는 전력 정보를 계측하고 이를 식별번호와 함께 송신하는 커넥팅모듈; 및 상기 커넥팅모듈과 연결되어 개별 태양광 모듈에서 송신하는 태양광 모듈의 전력 정보를 수신 및 저장하며 개별 태양광 모듈에 대한 전력 정보를 표시하고 상기 전력 정보를 비교 분석하여 개별 태양광 모듈의 이상 유무를 판단하는 모니터링 서버;를 포함하며, 상기 태양광 모듈을 복수로 구성하여 단위 태양광 스트링을 구성하되, 하나의 단위 태양광 스트링에서 각 태양광 모듈에 접속된 커넥팅모듈 중 선택된 하나의 커넥팅모듈을 메인전송모듈로 설정하면서 나머지 커넥팅모듈을 서브전송모듈로 설정하고, 상기 메인전송모듈은, 접속된 해당 태양광 모듈로부터 계측한 전력정보 및 식별번호와 상기 서브전송모듈에서 계측한 전력정보 및 식별번호를 설정된 시간 동안 수집한 후 일괄적으로 송신하도록 명령하여 하나의 단위 태양광 스트링 상에서 하나의 태양광 모듈만을 통해 상기 모니터링 서버와 데이터 통신하도록 구성되며, 상기 태양광 모듈은 지지구조물을 구비하되, 상기 지지구조물은 받침대와 받침대에 안착되는 지지대를 포함하며, 상기 지지대 하면은 하측을 향해 볼록한 곡면을 형성하고 상기 받침대 상면은 상기 지지대 하면에 대응되는 상측을 향해 오목한 곡면을 형성하여, 지진에 의한 충격 발생시 상기 지지대 및 받침대는 서로 곡면을 따라 모든 방향으로의 슬라이딩이 가능하며, 상기 지지대와 상기 받침대의 연결부위 외주연에는 스프링의 내주연이 밀착되어 감싸지도록 구성되되, 상기 스프링은 상기 지지대의 하면 및 받침대의 상면에 형성되는 곡면의 상하 범위보다 길이가 길게 구성되어 곡면이 형성되는 상하 범위가 포함되도록 배치되도록 하여, 상기 지지대 및 받침대 간 슬라이딩 시 완충 작용을 하고, 상호 간 완전히 이탈되는 것을 방지하도록 구성되며, 상기 하면과 상기 상면에는 각각에 대향하는 수용홈이 형성되어 상기 하면과 상기 상면의 결합에 의해 서로 연통하는 수용공간이 형성되며, 상기 수용공간에는 중공을 형성하는 탄성기둥과 상기 탄성기둥의 중공에 개재되는 소성바를 포함하는 면진구가 안치되고, 상기 소성바는, 양단에 머리가 형성되며 상기 머리를 연결하면서 직경이 작아지는 몸체가 구성되고 상기 몸체와 상기 중공의 내주연에는 소성변형공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 모니터링 시스템을 개시한다. Korean Patent Registration No. 10-1911334 includes a unique identification number and includes one or more photovoltaic modules; a connection panel that receives power output from the solar module; A connecting module connected to an output terminal of each photovoltaic module to measure power information output from the photovoltaic module and transmit it together with an identification number; And it is connected to the connecting module to receive and store the power information of the photovoltaic module transmitted from the individual photovoltaic module, display the power information on the individual photovoltaic module, and compare and analyze the power information to determine whether or not the individual photovoltaic module has a problem. Including, a monitoring server for determining a; and configuring a plurality of photovoltaic modules to configure a unit photovoltaic string, but selecting one of the connecting modules connected to each photovoltaic module in one unit photovoltaic string. While setting as the main transmission module, the remaining connecting modules are set as sub-transmission modules, and the main transmission module has the power information and identification number measured from the connected photovoltaic module and the power information and identification number measured by the sub-transmission module. After collecting for a set time, it is configured to transmit data in batches through one solar module on one unit photovoltaic string, and the photovoltaic module has a support structure, but the The support structure includes a pedestal and a support mounted on the pedestal, wherein the lower surface of the support forms a convex curved surface toward the lower side and the upper surface of the pedestal forms a concave curved surface toward the upper side corresponding to the lower surface of the support, so that when an impact due to an earthquake occurs The support and the pedestal are capable of sliding in all directions along a curved surface, and the inner periphery of the spring is tightly wrapped around the outer periphery of the connection portion between the support and the pedestal, and the spring is applied to the lower surface of the support and the pedestal. It is configured to have a length longer than the upper and lower ranges of the curved surface formed on the upper surface of the curved surface, so that the upper and lower ranges in which the curved surface is formed are included, so that the support and the support act as a buffer when sliding, and are configured to prevent complete separation from each other. , Accommodating grooves facing each other are formed on the lower surface and the upper surface, and a receiving space communicating with each other is formed by the combination of the lower surface and the upper surface, and an elastic column forming a hollow in the receiving space and a hollow of the elastic column A face lift including a firing bar interposed therein is placed, and a head is formed at both ends of the firing bar, and a body having a smaller diameter while connecting the head is formed, and a plastic deformation space is formed at the inner periphery of the body and the hollow. Disclosed is a solar module monitoring system characterized in that formed.

한국공개특허 제10-2018-0080599호는 직렬 연결된 복수개의 태양광 패널들의 개별 전압값들을 측정하는 전압 측정부; 상기 직렬 연결된 복수개의 태양광 패널들을 흐르는 공통 전류값을 측정하는 전류 측정부; 상기 개별 전압값들과 공통 전류값을 디지털 변환하는 중앙 처리부; 및 상기 디지털 변환된 개별 전압값들과 공통 전류값을 데이터 수집 장치에 전송하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 모니터링 장치를 개시한다. Korean Patent Publication No. 10-2018-0080599 discloses a voltage measurement unit for measuring individual voltage values of a plurality of solar panels connected in series; a current measuring unit measuring a common current value flowing through the plurality of solar panels connected in series; a central processing unit which digitally converts the individual voltage values and the common current value; and a communication unit for transmitting the digitally converted individual voltage values and common current value to a data collection device.

기존 태양광 발전 모니터링 시스템은 수동적으로 이상이 발생하였을 때 알람을 제공하는 것에 불과하였다. Existing photovoltaic power generation monitoring systems only provide an alarm when an abnormality occurs passively.

태양광 발전 시스템 운영자는 기본적으로 자신이 소유한 토지에 조사되는 태양광이란 에너지 자원을 사용해 수익을 올리고자 수익성 분석을 통해 자신 소유 토지에 태양광 발전 시스템을 구축한다. Solar power generation system operators basically build solar power generation systems on their own land through profitability analysis in order to make profits by using the energy resource called solar light irradiated on the land they own.

따라서, 태양광 발전 시스템은 운영자의 수익성 관점에서 태양광 발전 설비의 유지/보수/교체 등이 이루어져야 한다. Therefore, in the photovoltaic power generation system, maintenance/repair/replacement of the photovoltaic power generation facility must be performed from the operator's point of view of profitability.

다만, 기존 기술은 단순히, 태양광 모듈 또는 어레이의 전압/전류/효율 등의 관점에서 만 태양광 모듈을 모니터링하고 그 모니터링 결과에 따라 유지/보수를 하는 것에 불과하였다. 아울러, 기술적 관점에서 만 태양광 발전 설비의 상태를 진단하고 유지/보수를 위한 안내 만을 제공할 뿐 수익 관점에서 교체에 대한 안내를 전혀 하지 못하였다. However, the existing technology simply monitors the solar module only in terms of voltage/current/efficiency of the solar module or array and performs maintenance/repair according to the monitoring result. In addition, only from a technical point of view, the status of solar power generation facilities was diagnosed and guidance for maintenance/repair was provided, but no guidance was provided for replacement from a profit point of view.

한국등록특허 제10-1911334호(공고일: 2018.12.28, 태양광 모듈 모니터링 시스템)Korean Patent Registration No. 10-1911334 (Publication date: 2018.12.28, solar module monitoring system) 한국공개특허 제10-2018-0080599호(공개일: 2018.07.12, 태양광 패널 모니터링 장치 및 방법)Korean Patent Publication No. 10-2018-0080599 (published date: 2018.07.12, solar panel monitoring device and method)

이에, 본 발명은 태양광 모듈의 교체를 위한 명확한 기준을 제공하고 태양광 모듈의 수익성 분석에 기반한 태양광 모듈 교체를 안내할 수 있고, 교체 예정 시기를 안내할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention is to provide a device capable of providing a clear standard for replacing a solar module, guiding solar module replacement based on profitability analysis of a solar module, and guiding a scheduled replacement time for the purpose of providing do.

그리고, 본 발명은 태양광 모듈의 유지/보수/교체를 통합하여 관리할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a device capable of integrating and managing maintenance/repair/replacement of a solar module.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비 통합 관리 장치는 실제 수익 곡선을 생성하는 수익 곡선 생성부; 다음의 수학식에 따라 태양광 발전 시스템의 수익 차감률을 산출하는 수익률 분석부; An integrated management device for photovoltaic power generation facilities according to a preferred embodiment of the present invention includes a revenue curve generation unit for generating an actual revenue curve; Yield analysis unit for calculating the revenue deduction rate of the photovoltaic power generation system according to the following equation;

[수학식][mathematical expression]

Figure 112020121029810-pat00001
Figure 112020121029810-pat00001

여기서, here,

x = 태양광 발전 시스템의 수익 차감률 x = percentage of revenue deduction from solar power system

Pvirtual = 가상 수익 곡선에 따른 태양광 모듈의 보증 수명 동안의 총 수익Pvirtual = total return over the warranty life of the solar module according to the hypothetical return curve

Preal = 실제 수익 곡선에 따른 태양 광 모듈의 보증 수명 동안의 총수익Preal = total return over the warranty life of the solar module according to the actual return curve

Mnow = 현재까지 투자금Mnow = amount invested so far

상기 수익률 분석부에 의해 산출된 수익 차감률이 기 설정된 기준 수익 차감율 미만일 때, 태양광 모듈의 교체 시점 및 교체 대상 태양광 모듈의 수를 예측하는 시뮬레이션부; 및 가상 MPPT부가 센싱값 수집부를 통해 수집된 정보를 이용해 실시간 산출된 인버터의 가상 출력값과 실시간 전력량계를 통해 계측된 인버터의 실제 출력값 간의 차를 산출하고, 인버터의 실시간 가상 출력값과 인버터의 실시간 실제 출력값 간의 차가 기 설정된 기준 출력차 이상이면 외부에 유지·보수 알람을 제공하는 유지 보수 안내부를 포함한다. a simulation unit for predicting a replacement time point of a solar module and the number of photovoltaic modules to be replaced when the revenue deduction rate calculated by the yield analysis unit is less than a preset standard revenue deduction rate; and the virtual MPPT unit calculates the difference between the virtual output value of the inverter calculated in real time and the actual output value of the inverter measured through the real-time watt-hour meter using the information collected through the sensing value collection unit, and between the real-time virtual output value of the inverter and the real-time actual output value of the inverter. A maintenance information unit providing a maintenance/repair alarm to the outside when the difference is greater than or equal to a preset standard output difference is included.

여기서, 상기 시뮬레이션부는 다음의 수학식에 따라 미래수익차감률을 기 설정된 시간 간격으로 산출하고, Here, the simulation unit calculates the future profit deduction rate at predetermined time intervals according to the following equation,

[수학식][mathematical expression]

Figure 112020121029810-pat00002
Figure 112020121029810-pat00002

여기서, here,

Pnv = 가상 수익 곡선에 따른 특정 시점에서의 수익 Pnv = return at any point in time according to the hypothetical return curve

Pnr = 실제 수익 곡선에 따른 태양광 발전 시스템의 특정 시점에서의 수익 Pnr = the return at any point in time of the PV system according to the actual return curve

상기 시뮬레이션부는 기 설정된 시간 간격으로 산출된 미래 수익 차감률 중 미래 수익 차감률이 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 미래 수익 차감률이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 시뮬레이션부는 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 미래 수익 차감률이 존재하면, 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 시점을 교체 시점으로 예측할 수 있다. The simulation unit determines whether or not there is a future revenue reduction rate in which a future revenue reduction rate enters a predetermined unit standard or higher among future revenue reduction rates calculated at a predetermined time interval, and the simulation unit determines whether or not there is a future revenue reduction rate based on a predetermined unit standard. If there is a future profit deduction rate that enters more than the profit deduction rate, the point at which the profit deduction rate exceeds the predetermined unit standard can be predicted as the replacement time point.

본 발명은 태양광 모듈의 수익률이 기준 수익 차감률이라는 오차 범위 내에서 담보가 될 수 있도록 태양광 모듈의 교체를 안내할 수 있다. The present invention can guide the replacement of solar modules so that the yield of solar modules can be secured within an error range of a standard revenue deduction rate.

그리고, 본 발명은 태양광 모듈의 수익률이 기준 수익 차감률이라는 오차 범위 내에서 담보가 되되, 교체되는 태양광 모듈의 수를 최소화하는 형태로 태양광 모듈의 교체를 선택하는 것에 의해 태양광 모듈의 교체를 위한 추가 비용을 최소화할 수 있다. And, in the present invention, the yield of the solar module is secured within the error range of the standard revenue deduction rate, but the replacement of the solar module is selected in a form that minimizes the number of solar modules to be replaced. Additional costs for replacement can be minimized.

그리고, 본 발명은 태양광 모듈이 교체되어야 하는 예측 시기 및 교체 대상 태양광 모듈의 수에 대한 예측 정보를 제공하는 것에 의해, 태양광 모듈이라는 자산의 관리가 용이할 수 있다. In addition, the present invention can facilitate the management of assets called solar modules by providing prediction information on the estimated time when the solar modules should be replaced and the number of solar modules to be replaced.

본 발명은 가상 MPPT 제어를 통한 인버터 출력과 실제 인버터 출력 간의 차를 이용해 태양광 모듈의 유지/보수 안내를 제공할 수 있다. The present invention may provide maintenance/repair guidance for a solar module using a difference between an inverter output through virtual MPPT control and an actual inverter output.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비 통합 관리 장치가 적용되는 태양광 발전 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에서 태양광 발전 시스템의 수익성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 태양광 발전 설비 통합 관리 장치의 기능 블록도이다.
1 is a schematic diagram of a photovoltaic power generation system to which an integrated photovoltaic facility management device according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
2 is a diagram for explaining the profitability of the photovoltaic power generation system in the present invention.
FIG. 3 is a functional block diagram of the solar power facility integrated management device of FIG. 1 .

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비 통합 관리 장치(이하, ‘관리 장치’라고 칭함)에 대하여 설명한다. 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 종래 주지된 사항에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다. Hereinafter, a photovoltaic facility integrated management device (hereinafter referred to as a 'management device') according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In order to clarify the gist of the present invention, descriptions of conventionally known matters are omitted or simplified.

도 1을 참조하면, 태양광 발전 시스템은 복수의 태양광 어레이(10-1, 10-2, ..., 이하 '10’으로 통칭), 어레이 접속반(20), 인버터(30), 관리 장치(40)를 포함할 수 있다. 복수의 태양광 어레이(10) 각각은 복수의 태양광 모듈(11)을 포함할 수 있다. 도 1은 태양광 모듈이 3 by 4로 설치된 경우를 예시한다. 복수의 태양광 어레이(10)는 어레이 접속반(20)을 통해 병렬로 연결될 수 있다. 인버터(10)는 어레이 접속반(20)을 통해 태양광 어레이에서 생산된 DC 전력을 입력 받고, 이를 AC로 변환하여 출력할 수 있다. 이때, DC는 MPPT 제어 방식을 통해 AC로 변환될 수 있다. Referring to FIG. 1, the photovoltaic power generation system includes a plurality of photovoltaic arrays (10-1, 10-2, ..., hereinafter collectively referred to as '10'), an array connection board 20, an inverter 30, management Device 40 may be included. Each of the plurality of photovoltaic arrays 10 may include a plurality of photovoltaic modules 11 . 1 illustrates a case where solar modules are installed 3 by 4. A plurality of photovoltaic arrays 10 may be connected in parallel through the array connection board 20 . The inverter 10 may receive DC power generated from the photovoltaic array through the array connection board 20, convert it into AC, and output it. At this time, DC may be converted to AC through the MPPT control scheme.

도 2에서 가상 수익 곡선은 태양광 어레이의 출력 특성, 태양광 발전 시스템이 설치되는 위치에서의 연간 일조량 및 발전 시간(예를 들어, 오전 9시부터 오후 6시) 동안의 평균 온도, MPPT 제어 결과를 통합하여 생성될 수 있다. 구체적으로, 태양광 어레이가 기 설정된 각도로 설치되었을 때 1년 동안의 실시간 일조량 및 평균 온도에 따른 태양광 어레이 출력이 산출될 수 있다. 그리고, 태양광 어레이 출력(전압 및 전류)에 MPPT 제어를 적용하여 1년 동안 실시간 태양광 발전 설비의 판매 전력량이 산출될 수 있다. 이때, 태양광 어레이의 출력 특성은 태양광 어레이 제조사에 의해 제공될 수 있다. 그리고, 태양광 어레이의 출력 특성은 태양광 어레이 수명(tmax, 예를 들어, 20년)을 고려해, 가동 년수가 1년씩 증가할 때 마다 예를 들어, 1%씩 성능 저하가 있는 것으로 설정될 수 있다. 그리고, MPPT 제어 결과는 태양광 발전 시스템에 설치되는 인버터를 모델링하고 해당 인버터 모델에서 입력을 태양광 어레이 출력(전압, 전류)로 하는 것에 의해 산출될 수 있다. 그리고, 단위 판매량에 따른 판매액을 MPPT 제어 결과에 곱하는 것에 의해 전력 판매에 따른 수익이 산출될 수 있다. 이와 달리, 가상 수익 곡선은 태양광 발전 시스템 설치 사업자가 발전 용량을 고려하여 임의로 산출한 계절 또는 월별 수익에 대한 곡선일 수 있다. 본 발명은 가상 수익 곡선을 생성하는 방식에 대한 제한을 두지 않으며, 태양광 모듈의 수명 동안의 태양광 발전 시스템의 수익에 대한 어느 정도의 신뢰성 있는 정보 만을 제공할 수 있으면 족하다. In FIG. 2, the virtual revenue curve shows the output characteristics of the photovoltaic array, the annual amount of sunlight at the location where the photovoltaic power generation system is installed, and the average temperature during the generation time (eg, 9:00 am to 6:00 pm), and the MPPT control result. can be created by integrating Specifically, when the solar array is installed at a predetermined angle, the solar array output according to the real-time amount of sunlight and average temperature for one year may be calculated. In addition, by applying MPPT control to the output (voltage and current) of the photovoltaic array, the amount of electricity sold by the photovoltaic power generation facility can be calculated in real time for one year. At this time, the output characteristics of the solar array may be provided by the solar array manufacturer. In addition, the output characteristics of the photovoltaic array may be set to have performance degradation by, for example, 1%, for example, whenever the number of years of operation increases by 1 year, in consideration of the lifespan of the photovoltaic array (tmax, for example, 20 years). there is. In addition, the MPPT control result may be calculated by modeling an inverter installed in the photovoltaic power generation system and setting the input as the photovoltaic array output (voltage, current) in the corresponding inverter model. And, by multiplying the sales amount according to the unit sales amount by the MPPT control result, the profit according to the electricity sale can be calculated. Alternatively, the virtual revenue curve may be a seasonal or monthly revenue curve arbitrarily calculated by a solar power generation system installer in consideration of power generation capacity. The present invention does not place any restrictions on the manner in which the virtual yield curve is generated, and it suffices to provide some reliable information about the yield of the photovoltaic system over the lifetime of the photovoltaic module.

실제 수익 곡선은 다음과 같은 프로세스에 의해 산출될 수 있다. The actual yield curve can be calculated by the following process.

단계 1) 태양광 발전 시스템의 운영 개시 시점부터 현재 시점(t1)까지의 태양광 모듈의 출력(전압, 전류) 및 그 출력에 가상 MPPT 제어를 반영한 인버터 출력 전력을 기초로 태양광 발전 시스템의 운영 개시 시점부터 현재 시점(t1)까지의 기 설정된 주기의 태양광 발전 시스템의 수익을 산출Step 1) Operation of the photovoltaic power generation system based on the output (voltage, current) of the photovoltaic module from the start of operation of the photovoltaic power generation system to the present time (t1) and the output power of the inverter reflecting virtual MPPT control on the output Calculate the revenue of the photovoltaic power generation system at a preset period from the start time to the present time (t1)

단계 ii) 산출된 기 설정된 주기의 태양광 발전 시스템에 대한 수익을 곡선 근사화하는 것에 의해 실제 수익 곡선 생성Step ii) Generating an actual return curve by curve approximating the calculated return for the photovoltaic power generation system at a preset cycle

도 2에서 실제 수익 곡선에서 점선인 영역은 t1 시점에서 곡선 근사화를 통해 t1에서 태양광 모듈 수명까지 예측된 수익을 의미한다. 기 설치되어 최소 1년 이상이 경과한 태양광 발전 시스템의 경우, 태양광 발전 시스템 진단 업체에 의해 마련된 기준 실제 수익 곡선이 현재까지의 수익 곡선(도 2에서 실제 수익 곡선에서 실선 영역)으로 적용되고 그 이후에는 상기 단계 1)에 의해 산출되는 값을 적용해 실제 수익 곡선을 업데이트 할 수 있다. In FIG. 2 , a dotted line area in the actual revenue curve means revenue predicted from t1 to the life of the solar module through curve approximation at time t1. In the case of a solar power generation system that has been installed for at least one year, the standard actual profit curve prepared by the solar power system diagnosis company is applied as the profit curve to date (the solid line area in the actual profit curve in FIG. 2) After that, the actual yield curve can be updated by applying the value calculated in step 1) above.

도 2를 참조하면, 태양광 모듈의 수명(태양광 모듈 제조사가 보증하는 태양광 모듈의 수명, tmax) 동안의 가상 수익 곡선의 하부 면적에 의해 태양광 발전 시스템의 총 가상 수익이 산출될 수 있다. 그리고, 실제 수익 곡선의 하부 면적에 의해 태양광 발전 시스템의 총 실제 수익이 산출될 수 있다. 이때, 총 가상 수익과 총 실제 수익 간의 차이가 발생할 수 있다. 이는 태양광 발전 시스템이 운영되는 환경에서 태양광 발전 시스템의 열화, 예측된 일조량 및 온도 대비 실제 일조량 및 온도에 따른 차이 등에 의할 수 있다. Referring to FIG. 2, the total virtual revenue of the solar power generation system can be calculated by the lower area of the virtual revenue curve during the lifetime of the solar module (the lifetime of the solar module guaranteed by the solar module manufacturer, tmax). . In addition, the total actual revenue of the photovoltaic power generation system can be calculated by the area under the actual revenue curve. At this time, a difference between the total virtual return and the total actual return may occur. This may be due to deterioration of the photovoltaic power generation system in an environment in which the photovoltaic power generation system is operated, a difference according to the actual amount of sunlight and temperature compared to the predicted amount of sunlight and temperature, and the like.

태양광 발전 시스템 운영자는 투자금 대비 수익률을 고려하여 태양광 발전 시스템을 구축한다. 예를 들어, 투자금이 2억일 때, 20년간의 수익률(투자금 대비 수익 비율)이 300 %(6억)인 것을 고려하여 태양광 발전 시스템에 투자할 수 있다. 물론, 투자에 따른 리스크는 존재할 수 있다. 다만, 그 리스크에 따른 수익 저하가 기 설정치 예를 들어, 10% 이하인 것이 바람직하다. A solar power generation system operator builds a solar power generation system by considering the return on investment. For example, when the investment amount is 200 million, the rate of return (return to investment amount) for 20 years is 300% (600 million), and the solar power generation system can be invested. Of course, there may be risks associated with investing. However, it is preferable that the decrease in profit due to the risk is less than a predetermined value, for example, 10%.

이에 본 발명은 리스크를 고려한 태양광 발전 시스템의 수익률을 담보할 수 있도록 태양광 모듈 교체를 안내할 수 있는 관리 장치를 제공하고자 한다. 즉, 본 발명은 태양광 모듈의 교체 여부 결정의 기준을 태양광 발전 시스템의 수익률로 하고 그 수익률을 담보할 수 있도록 태양광 모듈의 교체를 안내하고자 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a management device capable of guiding replacement of a solar module so as to secure the rate of return of the solar power generation system considering the risk. That is, according to the present invention, the standard for determining whether to replace a solar module is the rate of return of the photovoltaic power generation system, and guides replacement of the photovoltaic module so as to secure the rate of return.

구체적으로 도 3을 참조하면, 관리 장치(40)는 센싱값 수집부(41), 가상 MPPT부(42), 수익 곡선 생성부(43), 수익률 분석부(44), 시뮬레이션부(45), 모듈 교체 안내부(46), 유지 보수 안내부(47)를 포함할 수 있다. Specifically, referring to FIG. 3 , the management device 40 includes a sensing value collection unit 41, a virtual MPPT unit 42, a yield curve generator 43, a yield analysis unit 44, a simulation unit 45, A module replacement guide 46 and a maintenance guide 47 may be included.

센싱값 수집부(41)는 태양광 모듈 출력단에 설치된 전류 센서(1)로부터 실시간 태양광 모듈의 출력 전류, 태양광 모듈 출력단에 설치된 전압 센서(2)부터 실시간 태양광 모듈의 출력 전압, 태양광 모듈 측에 설치된 일사량 센서(3)로부터 태양광 모듈에 조사되는 실시간 일사량, 태양광 모듈에 설치된 온도 센서(4)로부터 태양광 모듈의 실시간 온도를 수집할 수 있다. 그리고, 센싱값 수집부(41)는 인버터(30) 출력단에 설치된 전력량계(5)로부터 실시간 인버터(30) 실제 출력 전력량을 수집할 수 있다. The sensing value collection unit 41 includes the output current of the photovoltaic module in real time from the current sensor 1 installed at the output end of the photovoltaic module, the output voltage of the photovoltaic module in real time from the voltage sensor 2 installed at the output end of the photovoltaic module, and sunlight Real-time solar radiation irradiated to the solar module from the solar radiation sensor 3 installed on the module side and real-time temperature of the solar module can be collected from the temperature sensor 4 installed on the solar module. Also, the sensed value collection unit 41 may collect the actual output power amount of the inverter 30 from the watt-hour meter 5 installed at the output terminal of the inverter 30 in real time.

가상 MPPT부(42)는 센싱값 수집부(41)를 통해 수집된 태양광 모듈의 출력(전압, 전류)에 따른 태양광 접속반에서 인버터로 입력되는 입력값(입력 전압값, 입력 전류값)을 산출하고, 이 입력값에 MPPT 제어 알고리즘을 적용하는 것에 의해 인버터 출력값을 산출할 수 있다. 여기서, MPPT 제어 알고리즘은 태양광 발전 시스템에 설치되는 인버터의 MPPT 제어 알고리즘과 동일 알고리즘일 수 있다. 이에 의해, 실시간 태양광 발전 시스템이 전력 계통에 판매하는 전력량이 산출될 수 있다. 가상 MPPT부(42)는 MPPT가 적용되는 인버터 모델을 구비할 수 있다. The virtual MPPT unit 42 inputs input values (input voltage value, input current value) from the solar panel to the inverter according to the output (voltage, current) of the solar module collected through the sensing value collection unit 41. By calculating and applying the MPPT control algorithm to this input value, the inverter output value can be calculated. Here, the MPPT control algorithm may be the same as the MPPT control algorithm of the inverter installed in the solar power generation system. Accordingly, the amount of power sold by the real-time photovoltaic power generation system to the power system can be calculated. The virtual MPPT unit 42 may have an inverter model to which MPPT is applied.

수익 곡선 생성부(43)는 실시간 태양광 발전 시스템이 전력 계통에 판매하는 전력량에 전력 판매가를 적용하는 것에 의해 실시간 수익을 산출할 수 있다. 그리고, 수익 곡선 생성부(43)는 누적된 수익값을 t 축에 대하여 곡선 근사화하는 것에 의해 실제 수익 곡선을 생성할 수 있다. 이때, 실제 수익 곡선은 태양광 모듈의 보증 수명(예를 들어, 20년) 동안의 수익 곡선일 수 있다. The revenue curve generating unit 43 may calculate real-time revenue by applying the electricity sales price to the amount of electricity sold by the real-time photovoltaic power generation system to the power system. And, the yield curve generation unit 43 may generate an actual yield curve by curve approximating the accumulated yield values with respect to the t-axis. In this case, the actual yield curve may be a yield curve for a guaranteed lifetime (eg, 20 years) of the photovoltaic module.

수익률 분석부(44)는 태양광 발전 시스템의 수익 차감률을 다음의 수학식에 의해 산출할 수 있다. The yield analysis unit 44 may calculate the yield deduction rate of the solar power generation system by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112020121029810-pat00003
Figure 112020121029810-pat00003

여기서, here,

x = 태양광 발전 시스템의 수익 차감률 x = percentage of revenue deduction from solar power system

Pvirtual = 가상 수익 곡선에 따른 태양광 모듈의 보증 수명 동안의 총 수익Pvirtual = total return over the warranty life of the solar module according to the hypothetical return curve

Preal = 실제 수익 곡선에 따른 태양광 모듈의 보증 수명 동안의 총 수익Preal = total return over the warranty life of the solar module according to the actual return curve

Mnow = 현재까지 투자금 (태양광 발전 시스템 구축을 위해 소요된 현재까지의 비용 일체)Mnow = investment amount to date (all costs to date for building a solar power generation system)

시뮬레이션부(45)는 수익률 분석부(44)에 의해 산출된 수익 차감률 이 기 설정된 기준 수익 차감률 이상일 때, 태양광 모듈의 교체를 결정할 수 있다. 이때, 시뮬레이션부(45)는 다음과 같은 프로세스로 태양광 모듈 교체를 결정할 수 있다.The simulation unit 45 may determine the replacement of the solar module when the profit reduction rate calculated by the yield analysis unit 44 is greater than or equal to the predetermined reference revenue reduction rate. At this time, the simulation unit 45 may determine the solar module replacement through the following process.

단계 1) 시뮬레이션부(45)가 현재 시점을 기준으로, 태양광 발전 시스템 전체 모듈 중 출력 전력이 최하위인 태양광 모듈을 교체하였을 때, 출력 전력 산출(이때 , 시뮬레이션부(45)가 센싱값 수집부(41)를 통해 수집된 태양광 모듈에서의 일사량 및 온도를 사용해 태양광 모듈 교체 후 교체된 태양광 모듈의 출력(전압, 전류)을 산출하고 이를 반영하여 가상 MPPT부(42)와 동일한 방식으로 MPPT 제어를 수행하여 인버터의 전체 출력 전력 산출)Step 1) Calculate the output power when the simulation unit 45 replaces the solar module with the lowest output power among all the modules of the solar power generation system based on the current time point (At this time, the simulation unit 45 collects the sensed value After replacing the solar module using solar radiation and temperature from the solar module collected through the unit 41, the output (voltage, current) of the replaced solar module is calculated and reflected to the same method as the virtual MPPT unit 42. Calculate the total output power of the inverter by performing MPPT control with

단계 2) 시뮬레이션부(45)가 수익 곡선 생성부(43)와 동일한 방식으로 태양광 모듈의 교체를 전제로 현재 시점에 서의 수익 산출Step 2) The simulation unit 45 calculates revenue at the current point on the assumption that the solar module is replaced in the same way as the yield curve generator 43

단계 3) 시뮬레이션부(45)가 태양광 모듈의 교체를 전제로 산출된 현재 시점 수익과 태양광 모듈의 교체가 없는 것을 전제로 산출된 현재 시점 실제 수익과의 차이값 추출 Step 3) The simulation unit 45 extracts the difference between the current revenue calculated on the premise of replacing the solar module and the actual revenue calculated on the premise that there is no replacement of the solar module

단계 4) 시뮬레이션부(45)가 태양광 모듈의 교체를 전제로 산출된 현재 시점 수익과 태양광 모듈의 교체가 없는 것을 전제로 산출된 현재 시점 실제 수익과의 차이값 만큼 실제 수익 곡선에서 추정분을 상향 이동 Step 4) Estimated value from the actual revenue curve by the difference between the current revenue calculated by the simulation unit 45 on the premise of replacing the solar module and the current revenue calculated on the premise that there is no replacement of the solar module move up

단계 5) 시뮬레이션부(45)가 추정 분이 상향 이동된 것을 전제로 다음의 수학식에 따라 태양광 모듈 교체 후 수익 차감률 산출 Step 5) Calculate the profit deduction rate after replacing the solar module according to the following equation on the assumption that the simulation unit 45 has moved the estimate upwards

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112020121029810-pat00004
Figure 112020121029810-pat00004

여기서, here,

x'= 태양광 모듈 태양광 발전 시스템의 수익 차감률 x' = percentage of revenue deduction of solar module solar power system

Pvirtual = 가상 수익 곡선에 따른 태양광 모듈의 보증 수명 동안의 총수익Pvirtual = total return over the warranty life of the solar module according to the hypothetical return curve

Preal'= 태양광 모듈 교체를 전제로 산출된 실제 수익 곡선에 따른 태양광 모듈의 보증 수명 동안의 총수익Preal' = total return over the guaranteed lifetime of the solar module according to the actual yield curve calculated on the premise of solar module replacement

Mnow = 현재까지 투자금 (태양광 발전 시스템 구축을 위해 소요된 현재까지의 비용 일체)Mnow = investment amount to date (all costs to date for building a solar power generation system)

Madd = 태양광 모듈의 교체 비용 Madd = replacement cost of solar modules

단계 6) 시뮬레이션부(45)가 수익 차감률이 기준 수익 차감률 미만이 될 때까지 교체되는 태양광 모듈의 수를 출력 전력이 최하위인 태양광 모듈부터 출력 전력 순으로 순차로 추가하면서 단게 1 내지 5를 반복하고, 수익 차감률이 기준 수익 차감률 미만이 되면 상기 단계 1 내지 5를 중단하고 모듈 교체 안내부(46)가 수익 차감율이 기준 수익 차감율 미만이 되게 교체되어야 하는 태양광 모듈의 교체를 알림 (이때, 모듈 교체 안내부(46)가 교체되어야 하는 태양광 모듈 정보를 제공함)Step 6) The simulation unit 45 sequentially adds the number of photovoltaic modules to be replaced in the order of output power from the photovoltaic module with the lowest output power until the revenue deduction rate is less than the standard revenue deduction rate, while step 1 to 5 is repeated, and if the revenue reduction rate is less than the standard revenue reduction rate, the above steps 1 to 5 are stopped and the module replacement guidance unit 46 returns the solar module to be replaced so that the revenue reduction rate is less than the standard revenue reduction rate. Notification of replacement (At this time, the module replacement guide 46 provides information on the solar module to be replaced)

시뮬레이션부(45)는 수익률 분석부(44)에 의해 산출된 수익 차감률이 기 설정된 기준 수익 차감률 미만이면, 태양광 모듈의 교체 시기를 예측할 수 있다. 이때, 시뮬레이션부(45)는 다음과 같은 프로세스로 태양광 모듈 교체 시기를 예측할 수 있다. The simulation unit 45 may predict the replacement time of the solar module if the profit reduction rate calculated by the return analysis unit 44 is less than the preset reference profit reduction rate. At this time, the simulation unit 45 may predict the solar module replacement time through the following process.

단계 1) 시뮬레이션부(45)는 미래 수익 차감률을 기 설정된 시간 간격(예를 들어, 1달)으로 산출할 수 있다. 미래 수익 차감률은 현재 시점을 시작으로 설치 시점으로부터 20년이 되는 때까지 기 설정된 시간 간격으로 산출될 수 있다. 수학식 1과 달리, 미래 수익 차감률은 기 설정된 시간 주기로 다음의 수학식에 따라 산출될 수 있다. Step 1) The simulation unit 45 may calculate the future profit deduction rate at a preset time interval (eg, one month). The future revenue deduction rate may be calculated at predetermined time intervals from the present time until 20 years from the installation time. Unlike Equation 1, the future profit deduction rate may be calculated according to the following equation at a predetermined time period.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112020121029810-pat00005
Figure 112020121029810-pat00005

여기서, here,

Pnv = 도 2에 따른 가상 수익 곡선에 따른 특정 시점에서의 수익 Pnv = return at a point in time according to the hypothetical return curve according to Fig. 2

Pnr = 도 2에 따른 실제 수익 곡선에 따른 태양광 발전 시스템의 특정 시점에서의 수익 Pnr = the return at a point in time of the PV system according to the actual return curve according to Fig. 2

상기 미래수익차감률은 1달 간격으로 산출될 수 있다. The future profit deduction rate may be calculated at intervals of one month.

단계 2) 시뮬레이션부(45)는 기 설정된 시간 간격으로 산출된 미래 수익 차감률 중 미래 수익 차감률이 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 미래 수익 차감률이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 미래 수익 차감률이 존재하지 않으면, 태양광 모듈의 교체 시기 예측을 중단할 수 있다. 이와 달리, 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 미래 수익 차감률이 존재하면, 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 시점을 교체 시점으로 예측할 수 있다. Step 2) The simulation unit 45 may determine whether or not there is a future revenue deduction rate in which the future revenue deduction rate is greater than or equal to the predetermined unit standard revenue deduction rate among the future revenue deduction rates calculated at a predetermined time interval. . At this time, if there is no future revenue reduction rate entering the preset unit standard revenue reduction rate or higher, it is possible to stop predicting the replacement time of the photovoltaic module. On the other hand, if there is a future revenue reduction rate that enters the preset unit-based revenue reduction rate or higher, a time point that enters the preset unit-based revenue reduction rate or higher can be predicted as the replacement time point.

단계 3) 그리고, 시뮬레이션부(45)는 교체 대상 태양광 모듈의 수를 예측할 수 있다. 이때, 시뮬레이션부(45)는 현재 시점을 기준으로, 열화도가 기준 열화도를 기준 초과치 이상 초과한 태양광 모듈을 교체 대상 태양광 모듈로 간주할 수 있다. 태양광 모듈의 사용 기간에 따른 열화도는 태양광 모듈 제조사가 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용 기간이 1년 증가할 때마다 열화가 1% 진행될 수 있다. 따라서, 기준 열화도는 다음의 수학식에 따라 산출될 수 있다. 현재 시점에서의 태양광 모듈의 열화도는 ((현재 온도 및 일사량에서의 태양광 모듈의 실제 출력 전력/현재 온도 및 일사량에서의 태양광 모듈의 가상적 출력)*100)일 수 있다. 현재 온도 및 일사량에서의 태양광 모듈의 가상적 출력은 태양광 모듈 제조사에 의해 제공되는 사양 정보일 수 있다. Step 3) And, the simulation unit 45 can predict the number of photovoltaic modules to be replaced. In this case, the simulation unit 45 may regard a photovoltaic module whose degree of deterioration exceeds a reference degree of deterioration by more than a standard excess value as a photovoltaic module to be replaced, based on the current time point. The degree of deterioration according to the usage period of the solar module may be provided by the solar module manufacturer. For example, deterioration may progress by 1% whenever the period of use increases by one year. Therefore, the standard degree of deterioration can be calculated according to the following equation. The degree of degradation of the photovoltaic module at the current time point may be ((actual output power of the photovoltaic module at the current temperature and solar radiation/virtual output of the solar module at the current temperature and solar radiation) * 100). The virtual output of the photovoltaic module at the current temperature and solar radiation may be specification information provided by a photovoltaic module manufacturer.

[수학식 4][Equation 4]

기준 열화도 = 사용 년수 * 사용 기간이 1년 증가할 때마다 진행되는 열화도Standard degree of deterioration = number of years of use * degree of deterioration that progresses each time the period of use increases by 1 year

그리고, 기준 초과치는 기 설정된 정보로, 예를 들어, 3 %일 수 있다. And, the value exceeding the standard may be preset information, for example, 3%.

이때, 모듈 교체 안내부(46)는 태양광 모듈의 교체 시점 및 교체 대상 태양광 모듈의 수에 대한 예측 정보를 외부에 안내할 수 있다. At this time, the module replacement guidance unit 46 may inform the outside of prediction information about the replacement time of the solar module and the number of solar modules to be replaced.

그리고, 유지 보수 안내부(47)는 가상 MPPT부(42)가 센싱값 수집부(41)를 통해 수집된 정보를 이용해 실시간 산출된 인버터(30)의 가상 출력값과 실시간 전력량계(5)를 통해 계측된 인버터(30)의 실제 출력값 간의 차를 산출할 수 있다. 여기서, 가상 MPPT부(42)는 센싱값 수집부(41)를 통해 수집된 태양광 모듈의 출력(전압, 전류)에 따른 태양광 접속반에서 인버터(30)로 입력되는 입력값(입력 전압값, 입력 전류값)을 산출하고, 이 입력값에 MPPT 제어 알고리즘을 적용하는 것에 의해 인버터(30)의 가상 출력값을 산출할 수 있다. 여기서, MPPT 제어 알고리즘은 태양광 발전 시스템에 설치되는 인버터(30)의 MPPT 제어 알고리즘과 동일 알고리즘일 수 있다. 그리고, 유지 보수 안내부(47)는 인버터(30)의 실시간 가상 출력값과 인버터(30)의 실시간 실제 출력값 간의 차가 기 설정된 기준 출력차 이상이면 외부에 유지·보수 알람을 제공할 수 있다. 태양광 발전은 열화 외에도 파손 및 오염에 의해 출력이 감소할 수 있다. 열화 및 파손의 경우 태양광 모듈은 교체되는 관점에서 관리가 되어야 하며, 오염의 경우 태양광 모듈은 청소 관점에서 관리가 되어야 한다. 인버터(30)의 실시간 가상 출력값과 인버터(30)의 실시간 실제 출력값 간의 차가 기 설정된 기준 출력차 이상이면, 오염 및 파손 중 어느 하나에 해당하는지 가장 먼저 확인되는 것이 바람직하다. 그리고, 오염 및 파손에 의한 영향이 제거된 상태에서 즉, 태양광 발전 설비에 외부 완경 조건 이외에 태양광 발전량 저하 원인이 제거된 상태에서 시뮬레이션부(46)에 의해 태양광 발전의 수익성에 기반하여 태양광 모듈의 교체 여부가 결정되는 것이 바람직하다. In addition, the maintenance information unit 47 measures the virtual output value of the inverter 30 calculated in real time using the information collected by the virtual MPPT unit 42 through the sensing value collection unit 41 and the real-time power meter 5. The difference between the actual output values of the inverter 30 may be calculated. Here, the virtual MPPT unit 42 is an input value (input voltage value) input from the solar panel to the inverter 30 according to the output (voltage, current) of the solar module collected through the sensing value collection unit 41. , the input current value), and by applying the MPPT control algorithm to the input value, the virtual output value of the inverter 30 can be calculated. Here, the MPPT control algorithm may be the same as the MPPT control algorithm of the inverter 30 installed in the solar power generation system. In addition, the maintenance guidance unit 47 may provide a maintenance/repair alarm to the outside when a difference between a real-time virtual output value of the inverter 30 and a real-time actual output value of the inverter 30 is greater than or equal to a preset reference output difference. In addition to deterioration, photovoltaic power generation may decrease in output due to damage and contamination. In the case of deterioration and damage, the photovoltaic module must be managed in terms of replacement, and in the case of contamination, the photovoltaic module must be managed in terms of cleaning. If the difference between the real-time virtual output value of the inverter 30 and the real-time actual output value of the inverter 30 is equal to or greater than a preset reference output difference, it is preferable to first determine whether it corresponds to contamination or damage. In addition, in a state in which the effects of contamination and damage are removed, that is, in a state in which the cause of the decrease in the amount of photovoltaic power generation is removed in addition to the external circumstance condition in the photovoltaic power generation facility, the simulation unit 46 calculates the solar power based on the profitability of solar power generation. It is desirable to determine whether or not to replace the optical module.

이와 같이, 본 발명은 태양광 모듈의 교체 시기 및 교체 개수에 대한 예측 정보를 제공하는 것에 의해 태양광 발전 시스템의 운영자가 자산 관리를 용이하게 할 수 있다. 그리고, 태양광 발전량에 기초하여 유지·보수가 병행되기 때문에 태양광 모듈의 교체 시기 및 교체 개수에 대한 예측 정보의 신뢰성이 높아질 수 있다. In this way, the present invention can facilitate asset management by an operator of a photovoltaic power generation system by providing prediction information on the replacement time and number of photovoltaic modules. In addition, since maintenance and repair are performed concurrently based on the amount of photovoltaic power generation, the reliability of prediction information on the replacement time and number of photovoltaic modules may be increased.

이와 같이, 본 발명의 관리 장치는 태양광 모듈의 수익률이 기준 수익 차감률이라는 오차 범위 내에서 담보가 될 수 있도록 태양광 모듈의 교체를 안내할 수 있다. 그리고, 태양광 모듈의 수익률이 기준 수익 차감률이라는 오차 범위 내에서 담보가 되되, 교체되는 태양광 모듈의 수를 최소화하는 형태로 태양광 모듈의 교체를 선택하는 것에 의해 태양광 모듈의 교체를 위한 추가 비용을 최소화할 수 있다. In this way, the management device of the present invention may guide the replacement of the solar module so that the yield of the solar module can be secured within the error range of the standard revenue deduction rate. In addition, the rate of return of the solar module is secured within the error range of the standard revenue deduction rate, but by selecting the replacement of the solar module in a form that minimizes the number of solar modules to be replaced, Additional costs can be minimized.

10-1, 10-2: 태양광 어레이
11: 태양광 모듈
20: 어레이 접속반
30: 인버터
40: 태양광 발전 설비 통합 관리 장치
10-1, 10-2: solar array
11: solar module
20: array access panel
30: Inverter
40: solar power facility integrated management device

Claims (2)

실제 수익 곡선을 생성하는 수익 곡선 생성부;
다음의 수학식 1에 따라 태양광 발전 시스템의 수익 차감률을 산출하는 수익률 분석부;
[수학식 1]
Figure 112022123758217-pat00011

여기서,
x = 태양광 발전 시스템의 수익 차감률
Pvirtual = 가상 수익 곡선에 따른 태양광 모듈의 보증 수명 동안의 총 수익
Preal = 실제 수익 곡선에 따른 태양 광 모듈의 보증 수명 동안의 총수익
Mnow = 현재까지 투자금
상기 수익률 분석부에 의해 산출된 수익 차감률이 기 설정된 기준 수익 차감율 미만일 때, 태양광 모듈의 교체 시점 및 교체 대상 태양광 모듈의 수를 예측하는 시뮬레이션부; 및
가상 MPPT부가 센싱값 수집부를 통해 수집된 실시간 태양광 모듈의 출력 전류, 실시간 태양광 모듈의 출력 전압, 태양광 모듈에 조사되는 실시간 일사량, 태양광 모듈의 실시간 온도 및 실시간 인버터 실제 출력 전력량인 정보를 이용해 실시간 산출된 인버터의 가상 출력값과 실시간 전력량계를 통해 계측된 인버터의 실제 출력값 간의 차를 산출하고, 인버터의 실시간 가상 출력값과 인버터의 실시간 실제 출력값 간의 차가 기 설정된 기준 출력차 이상이면 외부에 유지·보수 알람을 제공하는 유지 보수 안내부를 포함하되,
상기 시뮬레이션부는 다음의 수학식 2에 따라 미래수익차감률을 기 설정된 시간 간격으로 산출하고,
[수학식 2]
Figure 112022123758217-pat00012

여기서,
Pnv = 가상 수익 곡선에 따른 특정 시점에서의 수익
Pnr = 실제 수익 곡선에 따른 태양광 발전 시스템의 특정 시점에서의 수익
상기 시뮬레이션부는 기 설정된 시간 간격으로 산출된 미래 수익 차감률 중 미래 수익 차감률이 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 미래 수익 차감률이 존재하는지 여부를 판단하고,
상기 시뮬레이션부는 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 미래 수익 차감률이 존재하면, 기 설정된 단위 기준 수익 차감률 이상에 진입하는 시점을 교체 시점으로 예측하며,
상기 시뮬레이션부는 현재 시점을 기준으로, 태양광 모듈 제조사가 제공하는 사용 기간에 따른 열화도가 다음의 수학식 3의 기준 열화도를 기준 초과치 이상 초과한 태양광 모듈을 교체 대상 태양광 모듈로 간주하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비 통합 관리 장치.
[수학식 3]
기준 열화도 = 사용 년수 * 사용 기간이 1년 증가할 때마다 진행되는 열화도
a yield curve generation unit that generates an actual yield curve;
Yield analysis unit for calculating a revenue deduction rate of the photovoltaic system according to Equation 1 below;
[Equation 1]
Figure 112022123758217-pat00011

here,
x = percentage of revenue deduction from solar power system
Pvirtual = total return over the warranty life of the solar module according to the hypothetical return curve
Preal = total return over the warranty life of the solar module according to the actual return curve
Mnow = Amount invested so far
a simulation unit for predicting a replacement time point of a solar module and the number of photovoltaic modules to be replaced when the revenue deduction rate calculated by the yield analysis unit is less than a preset standard revenue deduction rate; and
The virtual MPPT unit collects real-time photovoltaic module output current, real-time photovoltaic module output voltage, real-time solar radiation irradiated to the photovoltaic module, real-time temperature of the photovoltaic module, and real-time inverter actual output power information collected through the sensing value collection unit. If the difference between the virtual output value of the inverter calculated in real time and the actual output value of the inverter measured through the real-time watt-hour meter is calculated using Including a maintenance guide that provides an alarm,
The simulation unit calculates the future profit deduction rate at a predetermined time interval according to Equation 2 below,
[Equation 2]
Figure 112022123758217-pat00012

here,
Pnv = return at any point in time according to the hypothetical return curve
Pnr = the return at any point in time of the PV system according to the actual return curve
The simulation unit determines whether there is a future revenue deduction rate that enters a predetermined unit-based revenue deduction rate or more among the future revenue deduction rates calculated at a predetermined time interval,
The simulation unit predicts, as a replacement time point, a point in time at which the unit-based rate of profit deduction or higher is entered when a future rate of profit deduction that enters the preset unit-based rate of deduction or higher exists,
The simulation unit regards a photovoltaic module whose deterioration degree according to the period of use provided by the photovoltaic module manufacturer exceeds the standard deterioration degree of Equation 3 by more than the standard excess value as a photovoltaic module to be replaced, based on the current time point. An integrated management device for photovoltaic power generation facilities, characterized in that for doing.
[Equation 3]
Standard degree of deterioration = number of years of use * degree of deterioration that progresses each time the period of use increases by 1 year
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