KR102535597B1 - Defective parts detection and bypass operation system to increase solar power generation efficiency - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 센서모듈에서 센싱된 정보를 바탕으로 발전전력을 예측하고, 예측된 발전전력과 실제 생성전력을 비교하여 발전전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 하는 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 태양광을 집적하여 전기에너지를 발생시키는 다수의 태양전지셀로 이루어진 다수개의 태양전지모듈; 각각의 태양전지모듈 사이에 결합될 수 있으며, 직렬로 결합되어 있는 특정 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 할 수 있는 우회스위치모듈; 직류상태로 전송된 전력을 교류상태로 변환할 수 있는 인버터모듈; 태양전지모듈과 인버터모듈 사이에 결합될 수 있으며, 어레이모듈에서 인버터로 가는 전류 차단 및 우회하게 할 수 있는 인버터스위치모듈; 태양전지모듈에서 생성된 전력을 측정할 수 있고, 태양전지모듈이 설치되는 장소의 태양광의 양을 측정할 수 있는 센서모듈; 전송받은 정보를 저장할 수 있으며, 태양전지모듈에서 발전되는 전력을 예측하고, 예측발전전력과 실제 생성전력을 비교하여 생성전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 우회스위치모듈을 제어할 수 있는 중앙서버; 디스플레이부를 구비하고 있어, 태양전지모듈에서 발전되는 전력 및 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 사용자단말기 를 포함하는, 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템을 제공한다.The present invention relates to a defective part detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency. More specifically, the solar power generation efficiency that predicts the generated power based on the information sensed by the sensor module and compares the predicted generated power with the actual generated power to bypass the solar cell module with reduced generated power. It relates to a defective parts detection and bypass operation system for ascent.
To this end, the present invention provides a plurality of solar cell modules composed of a plurality of solar cells that generate electric energy by integrating sunlight; A bypass switch module that can be coupled between each solar cell module and can bypass a specific solar cell module coupled in series; An inverter module capable of converting power transmitted in a direct current state into an alternating current state; An inverter switch module that can be coupled between the solar cell module and the inverter module, and can block and bypass the current going from the array module to the inverter; A sensor module capable of measuring the power generated by the solar cell module and measuring the amount of sunlight in a place where the solar cell module is installed; The transmitted information can be stored, and the power generated by the solar cell module can be predicted, and the predicted power generated and the actual generated power can be compared to control the bypass switch module so that the solar cell module with reduced generated power can be bypassed. central server; Provided is a defective part detection and detour operation system for increasing solar power generation efficiency, including a user terminal having a display unit and capable of visually checking the power and status generated by the solar cell module.
Description
본 발명은 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 센서모듈에서 센싱된 정보를 바탕으로 발전전력을 예측하고, 예측된 발전전력과 실제 생성전력을 비교하여 발전전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 하는 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a defective part detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency. More specifically, the solar power generation efficiency that predicts the generated power based on the information sensed by the sensor module and compares the predicted generated power with the actual generated power to bypass the solar cell module with reduced generated power. It relates to a defective parts detection and bypass operation system for ascent.
태양광 발전은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법으로서, 여러개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 패널을 대규모로 펼쳐 태양광 에너지를 이용하여 전기를 생산하게 된다.Photovoltaic power generation is a power generation method of generating electricity by converting sunlight into direct current electricity, and a solar panel to which several solar cells are attached is spread out on a large scale to produce electricity using solar energy.
재생가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양 전지와 태양전지 어레이의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이며, 현재는 계통연계형으로 태양광 발전시스템을 구축하고 있는 실정이다.As the demand for renewable energy increases, the production of solar cells and solar cell arrays is also increasing significantly, and a grid-connected solar power generation system is currently being built.
나아가서 태양광 전기에 대한 특혜적인 기준가격 의무구매제와 요금상계제 같은 재정적인 장려 정책을 호주, 독일, 이스라엘, 일본 및 미국을 포함한 많은 나라에서 지원함으로써 태양광 발전 설비의 설치를 확대하고 있다.Furthermore, many countries, including Australia, Germany, Israel, Japan and the United States, are supporting the installation of photovoltaic power generation facilities by supporting financial incentive policies such as a preferential standard price mandatory purchase system and fee offset system for solar electricity.
이와 같은 태양광 발전은, 반영구적으로 활용할 수 있고, 태양 전지를 사용해서 유지 보수가 간편하며, 무공해ㆍ무한정한 태양 에너지원을 사용하는 점 등으로 미래의 대체 에너지원으로 각광받고 있다.Such photovoltaic power generation is in the limelight as an alternative energy source in the future because it can be used semi-permanently, is easy to maintain using solar cells, and uses pollution-free and unlimited solar energy sources.
태양광발전은 청정에너지이며, 가동부분이나 고온, 고압의 부분이 없고, 보수가 용이하며, 무인화가 가능하며, 무한정한 에너지원이며, 양산성이 높고, 필요에 따라 소규모에서 대규모 시스템까지 설치 가능한 장점을 가지고 있다. 반면, 발전량이 일사시간에 좌우되고, 대전력을 얻기 위해서는 대면적이 필요하며, 상용전력에 비해 고가이고, 직류전력이 먼저 얻어지는 점 등에 유의해야 한다.Photovoltaic power generation is clean energy, has no moving parts, high-temperature, and high-pressure parts, is easy to repair, can be unmanned, is an unlimited energy source, has high mass productivity, and can be installed from small to large-scale systems as needed. It has advantages. On the other hand, it should be noted that the amount of power generation depends on insolation time, a large area is required to obtain large power, it is expensive compared to commercial power, and DC power is obtained first.
태양전지는 그 자체만으로는 태양광에 의해 생성된 전기를 저장하는 능력을 갖고 있지 않다. 따라서, 태양광 발전시스템이나 태양전지를 이용하는 기기 등은 전기를 축전하는 전원 컨트롤 장치와 배터리를 구비하는 것이 보통이다. 배터리는 낮 시간 동안 태양전지로부터 발전된 전류를 충전하고, 전기가 필요하게 될 때 공급해 주는 기능을 갖는다.Solar cells, by themselves, do not have the ability to store electricity generated by sunlight. Therefore, a photovoltaic power generation system or a device using a solar cell is usually provided with a power control device and a battery that store electricity. The battery has a function of charging current generated from a solar cell during the daytime and supplying electricity when needed.
태양광 발전시스템의 구성은 상용전력계통과의 연계 여부에 따라 독립형 (stand-alone) 시스템과 계통연계형(grid(utility)-connected) 시스템으로 분류할 수 있다.The composition of the photovoltaic power generation system can be classified into a stand-alone system and a grid (utility)-connected system depending on whether it is connected to a commercial power system.
독립형 시스템은 계통선이 보급되지 않는 산간벽지 등에 전력을 공급하기 위한 시스템으로 주간에 발생시켜 사용하고 남은 전력을 배터리에 저장하였다가 야간에 사용한다. 예로는 낙도전원, 가로등, 관개용수용 펌프시스템등이 있다The stand-alone system is a system for supplying power to mountainous areas where grid lines are not supplied. After generating and using power during the day, the remaining power is stored in a battery and used at night. Examples include remote island power plants, street lights, and pump systems for irrigation water.
계통연계형 시스템은 상용전원 등의 계통선이 공급되는 지역에서 태양광으로 발전된 전기와 함께 전력 회사에서 공급하는 전기를 함께 사용하는 방식이다. 태양광으로 발전되지 않는 시간에는 전력 계통으로부터 전력을 공급 받을 수 있다. 태양광으로 발전하여 전기를 사용하고도 남는 경우에는 전력 계통에 거꾸로 흘려 보낼 수 있다.The grid-connected system is a method of using both electricity generated by solar power and electricity supplied by a power company in an area where grid lines such as commercial power are supplied. During the time when solar power is not generated, power can be supplied from the power system. If electricity is generated by solar power and surplus is used, it can flow back into the power system.
태양광 발전시스템의 구조는 16직렬 또는 12직렬의 연결고리 형태를 갖추고 있다. 이러한 직렬구조인 경우 어느 하나의 태양광모듈에 불량이 발생하면 발전량은 현저히 떨어지며, 모듈의 수명도 연쇄적으로 저하되어 불량이 파급된다.The structure of the photovoltaic power generation system has a form of 16 series or 12 series connections. In the case of such a serial structure, when a defect occurs in any one solar module, the amount of power generation significantly decreases, and the life span of the module is also serially reduced, resulting in a ripple effect of the defect.
이로인해 불량모듈을 차단하고 정상적인 모듈로 자동 연결 복구가 될 수 있는 수단이 필요한 실정이다.Due to this, there is a need for a means for blocking a defective module and automatically recovering the connection to a normal module.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1240534호(2013.03.11. 공고)Prior art literature: KR Registration Patent Publication No. 10-1240534 (Announced on March 11, 2013)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 온도센서, 풍속센서, 수평일사량센서, 경사일사량센서, 전력센서를 포함한 센서모듈을 구비하고 있어 정밀한 발전전력예측이 가능하고, 딜레이연산부를 구비하고 있어서 일시적 오작동의 경우에는 우회스위치모듈을 작동시키지 않아 과도한 오류검출을 방지할 수 있는 태양광 전력센성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and has a sensor module including a temperature sensor, a wind speed sensor, a horizontal solar radiation sensor, an inclined solar radiation sensor, and a power sensor, so that precise generation power prediction is possible, and a delay calculator Its purpose is to provide a defective part detection and bypass operation system for increasing solar power sensor efficiency that can prevent excessive error detection by not operating the bypass switch module in the case of a temporary malfunction.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템은 태양광을 집적하여 전기에너지를 발생시키는 다수의 태양전지셀로 이루어진 다수개의 태양전지모듈; 각각의 태양전지모듈 사이에 결합될 수 있으며, 직렬로 결합되어 있는 특정 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 할 수 있는 우회스위치모듈; 직류상태로 전송된 전력을 교류상태로 변환할 수 있는 인버터모듈; 태양전지모듈과 인버터모듈 사이에 결합될 수 있으며, 어레이모듈에서 인버터로 가는 전류 차단 및 우회하게 할 수 있는 인버터스위치모듈; 태양전지모듈에서 생성된 전력을 측정할 수 있고, 태양전지모듈이 설치되는 장소의 태양광의 양을 측정할 수 있는 센서모듈; 전송받은 정보를 저장할 수 있으며, 태양전지모듈에서 발전되는 전력을 예측하고, 예측발전전력과 실제 생성전력을 비교하여 생성전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 우회스위치모듈을 제어할 수 있는 중앙서버; 디스플레이부를 구비하고 있어, 태양전지모듈에서 발전되는 전력 및 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 사용자단말기를 포함한다.In order to achieve the above object, a defective part detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency according to the present invention devised to achieve the above object is a plurality of solar cell modules composed of a plurality of solar cells that generate electrical energy by integrating sunlight. ; A bypass switch module that can be coupled between each solar cell module and can bypass a specific solar cell module coupled in series; An inverter module capable of converting power transmitted in a direct current state into an alternating current state; An inverter switch module that can be coupled between the solar cell module and the inverter module, and can block and bypass the current going from the array module to the inverter; A sensor module capable of measuring the power generated by the solar cell module and measuring the amount of sunlight in a place where the solar cell module is installed; The transmitted information can be stored, the power generated by the solar cell module can be predicted, and the predicted power generated and the actual generated power can be compared to control the bypass switch module so that the solar cell module with reduced generated power can be bypassed. central server; It has a display unit, and includes a user terminal capable of visually checking the power and status generated by the solar cell module.
또한, 인버터모듈은 태양전지모듈과 각각 연결되어 직류상태로 전송되는 전력을 교류상태로 변환할 수 있는 메인인버터모듈; 메인인버터의 상태를 센싱하여 오작동 여부를 판단할 수 있는 메인인버터오류검출부; 특정 메인인버터의 오작동이 있는 경우 메인인버터를 대체하여 작동할 수 있는 예비인버터모듈을 포함하고, 메인인버터오류검출부는 메인인버터의 전압, 전류를 포함한 인버터의 작동상태를 센싱할 수 있는 모니터링부, 모니터링부에서 센싱된 인버터의 작동상태를 기 저장되어 있는 정상작동 상태와 비교연산하여 오작동 여부를 판별할 수 있는 비교연산부, 오작동 정보가 센싱되는 경우, 오작동 상태가 소정시간 계속 되거나 소정횟수에 걸쳐 누적되는지 여부를 판단할 수 있는 딜레이연산부를 포함하는 것을 더 포함한다.In addition, the inverter module includes a main inverter module that is connected to the solar cell module and can convert power transmitted in a DC state into an AC state; A main inverter error detection unit capable of sensing the state of the main inverter to determine whether or not it is malfunctioning; It includes a spare inverter module that can operate as a substitute for the main inverter in case of a malfunction of a specific main inverter. A comparison operation unit that can compare the operation state of the inverter sensed by the unit with the normal operation state stored in advance to determine whether there is a malfunction. It further includes including a delay calculation unit capable of determining whether or not.
본 발명에 의하면 발전전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있고, 메인인버터가 오작동 하는 경우 예비인버터를 작동시켜 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to bypass the solar cell module in which the generated power is reduced, and the power generation efficiency can be improved by operating the standby inverter when the main inverter malfunctions.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템의 전체 구성을 도시한 도면,
도 2는 태양전지모듈이 오작동 하는 경우, 정보의 흐름을 도시한 도면,
도 3은 메인인버터가 오작동하는 경우, 정보의 흐름을 도시한 도면.1 is a view showing the overall configuration of a defective part detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a diagram showing the flow of information when a solar cell module malfunctions;
Figure 3 is a diagram showing the flow of information when the main inverter malfunctions;
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, although preferred embodiments of the present invention will be described below, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto and can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템의 전체 구성을 도시한 도면, 도 2는 태양전지모듈이 오작동 하는 경우, 정보의 흐름을 도시한 도면, 도 3은 메인인버터가 오작동하는 경우, 정보의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a defective parts detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the flow of information when a solar cell module malfunctions One drawing, FIG. 3 is a diagram showing the flow of information when the main inverter malfunctions.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템은, 도 1 내지 도 3를 참조하면, 태양전지모듈(100), 우회스위치모듈(200), 인버터모듈(300), 인버터스위치모듈(400), 센서모듈(500), 중앙서버(600), 사용자단말기를 포함하여 이루어진다.Referring to FIGS. 1 to 3, a defective parts detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency according to a preferred embodiment of the present invention includes a
먼저, 도 1를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장식접속반이 구비된 태양광 발전시스템의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.First, with reference to FIG. 1, components of a photovoltaic power generation system equipped with an expandable junction panel according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
태양전지모듈(100)은 태양광을 집적하여 전기에너지를 발생시키는 다수의 태양전지셀로 이루어져 있다.The
각각의 태양전지모듈(100)은 직렬로 연결되어 있으며, 종래에는 직렬구조의 태양전지모듈 하나라도 불량이 발생하면 발전량이 현저히 떨어지며, 태양전지모듈의 수명도 줄어드는 문제점이 있었다.Each
본원발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 각각의 태양전지모듈 사이에 결합될 수 있으며, 직렬로 결합되어 있는 특정 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 하는 우회스위치모듈을 구비하고 있다.The present invention is provided with a bypass switch module that can be coupled between each solar cell module in order to solve these conventional problems, and allows to bypass a specific solar cell module coupled in series.
인버터모듈(200)은 직류상태로 전송된 전력을 교류상태로 변환할 수 있으며, 메인인버터모듈, 메인인버터오류검출부, 예비인버터모듈을 포함하여 이루어진다.The
메인인버터모듈(300)은 태양전지모듈(100)과 각각 연결되어 직류상태로 전송되는 전력을 교류상태로 변환할 수 있다.The main inverter module 300 may be connected to the
메인인버터오류검출부(320)는 메인인버터(310)의 상태를 센싱하여 오작동 여부를 판단할 수 있으며, 모니터링부, 비교연산부, 딜레이연산부를 포함하여 이루어진다.The main inverter error detection unit 320 may sense the state of the
모니터링부는 메인인버터의 전압, 전류를 포함한 이버터의 작동상태를 센싱할 수 있다. The monitoring unit may sense an operating state of the main inverter including voltage and current of the main inverter.
비교연산부는 모니터링부에서 센싱된 인버터의 작동상태를 기 저장되어 있는 정상 작동상태와 비교연산하여 오작동 여부를 판별할 수 있다.The comparison operation unit may compare the operating state of the inverter sensed by the monitoring unit with a pre-stored normal operating state to determine whether there is a malfunction.
딜레이연산부는 비교연산부에 의하여 인버터의 동작이 오작동으로 판별되는 경우, 오작동 상태가 소정시간 계속 되거나 소정횟수에 걸쳐 누적되는지 여부를 판단하여, 오작동 상태가 짧은 시간 지속되었다가 다시 정상상태로 복구되는 경우 및 오작동 횟수가 소정횟수 이하로 판별되는 경우에는 예비인버터를 동작시키지 않고 메인인버터를 계속해서 동작시킨다.When the operation of the inverter is determined to be a malfunction by the comparison operation unit, the delay operation unit determines whether the malfunction continues for a predetermined time or accumulates over a predetermined number of times, and the malfunction continues for a short time and then returns to the normal state. And when it is determined that the number of malfunctions is less than or equal to the predetermined number, the main inverter continues to operate without operating the standby inverter.
또한, 오작동 상태가 소정시간 계속 되거나 오작동 횟수가 소정횟에 걸쳐 계속하여 누적되는 경우 메인인버터가 고장이 있다고 판별하여 메인인버터의 연결을 차단시키고 예비인버터와 연결하여 예비인버터를 동작시킨다.In addition, when the malfunctioning state continues for a predetermined time or the number of malfunctions continues to accumulate over a predetermined number of times, it is determined that the main inverter has a failure, the main inverter is disconnected, and the standby inverter is connected to operate the standby inverter.
메인인버터가 단순히 일시적인 오류로 인하여 오작동하는 경우, 메인인버터와의 연결을 차단시킬 필요가 없기때문에 딜레이연산부에서 오작동 시간이 일정시간 이상 계속되거나 오작동 횟수가 계속 반복되는 경우에만 메인인버터의 고장으로 판별하여 메인인버터의 연결차단 및 예비인버터를 동작시킨다.When the main inverter malfunctions due to a simple temporary error, there is no need to cut off the connection to the main inverter, so the delay calculation unit determines that the main inverter is faulty only if the malfunction continues for more than a certain period of time or if the number of malfunctions continues to repeat. Disconnect the main inverter and operate the standby inverter.
인버터스위치모듈(400)은 태양전지모듈(100)과 인버터모듈(300) 사이에 결합될 수 있으며, 인버터모듈(300)의 메인인버터오류검출부(320)에서 동작신호를 전송받아 태양전지모듈(100)에서 메인인버터(310)로 가는 전류를 차단하고 예비인버터(330)와 연결시킬 수 있다.The
센서모듈(500)은 온도센서, 수평일사량센서, 경사일사량센서, 전력센서, 통신부를 포함하여 구성된다.The
온도센서는 기온측정센서와 태양전지모듈온도측정센서를 포함하며, 대기의 온도와 태양전지모듈 표면의 온도를 비교하여 태양전지모듈이 과열되었는지 여부를 판단할 수 있게 한다.The temperature sensor includes a temperature measuring sensor and a solar cell module temperature measuring sensor, and determines whether the solar cell module is overheated by comparing the temperature of the atmosphere with the temperature of the surface of the solar cell module.
수평일사량센서는 태양전지모듈이 설치되는 장소의 태양광의 양을 측정할 수 있다.The horizontal solar radiation sensor can measure the amount of sunlight in a place where a solar cell module is installed.
경사일사량센서는 태양전지모듈의 태양전지셀과 동일한 각도로 형성되어 태양전지패널이 받는 태양광의 양을 센싱할 수 있다.The inclined solar radiation sensor is formed at the same angle as the solar cell of the solar cell module to sense the amount of sunlight received by the solar cell panel.
전력센서는 태양전지모듈에서 생선된 전력을 측정할 수 있다.The power sensor may measure the power produced by the solar cell module.
통신부는 풍속센서, 온도센서, 수평일사량센서, 경사일사량센서, 및 전력센서에서 센싱된 정보를 중앙서버로 전송할 수 있다.The communication unit may transmit information sensed by the wind speed sensor, temperature sensor, horizontal solar radiation sensor, inclined solar radiation sensor, and power sensor to the central server.
중앙서버(600)는 각 구성요소와 정보를 송수신 할 수 있으며, 데이터베이스부, 발전전력예측부, 비교연산부, 원인분석부, 제어신호생성부, 통신부를 포함하여 이루어진다.The
데이터베이스부는 센서모듈에서 전송받은 정보를 저장하고, 중앙서버의 발전전력예측부에서 예측된 발전전력정보, 비교연산부에서 비교연산한 결과, 원인분석부에서 분석된 원인을 포함한 생성정보를 저장할 수 있으며, 인버터모듈의 모니터링부에서 센싱된 인버터의 작동상태, 비교연산부에서 비교연산한 결과, 딜레이연산부에서 연산한 결과를 포함한 정보가 저장될 수 있다.The database unit stores the information received from the sensor module, and generates information including the generated power information predicted by the power generation prediction unit of the central server, the comparison operation result by the comparison operation unit, and the cause analyzed by the cause analysis unit, Information including an operating state of the inverter sensed by the monitoring unit of the inverter module, a result of comparison operation by the comparison operation unit, and an operation result by the delay operation unit may be stored.
발전전력예측부는 풍속센서, 온도센서, 수평일사량센서 및 경사일사량센서를 통하여 측정된 정보를 기초로 태양전지모듈에서 발전되는 전력을 정밀하게 예측할 수 있다.The generated power predictor may accurately predict the power generated by the solar cell module based on information measured through a wind speed sensor, a temperature sensor, a horizontal solar radiation sensor, and an inclined solar radiation sensor.
태양전지모듈에서 생성되는 전력은 일사량에 따라 결정될 뿐만 아니라, 풍속이 증가하는 경우 태양전지셀 표면의 먼지가 제거되고, 대지 중의 상대습도가 낮아져 태양전지모듈의 발전효율이 상승할 수 있으며, 온도가 증가하는 경우, 태양전지모듈의 발전효율이 저하된다.The power generated by the solar cell module is not only determined by the amount of solar radiation, but also when the wind speed increases, the dust on the surface of the solar cell is removed and the relative humidity in the ground is lowered, which can increase the power generation efficiency of the solar cell module. If it increases, the power generation efficiency of the solar cell module is lowered.
발전전력예측부에서는 일사량 뿐만 아니라 태양전지모듈의 온도 및 풍속까지 고려하여 태양전지모듈에서 발전되는 전력을 정밀하게 예측할 수 있다.The power generation prediction unit can accurately predict the power generated by the solar cell module by considering not only solar radiation but also the temperature and wind speed of the solar cell module.
비교연산부는 발전전력예측부에서 도출된 발전예측전력과 전력센서에서 센싱된 실제 생성전력을 비교연산하여, 발전예측전력과 실제 생성전력의 차이가 일정이상 나는 경우 태양전지모듈이 오작동하는 것으로 판별할 수 있다.The comparison operation unit compares and calculates the predicted generation power derived from the generation power prediction unit and the actual generated power sensed by the power sensor, and determines that the solar cell module is malfunctioning if the difference between the predicted generation power and the actual generated power exceeds a certain level. can
비교연산부에서 발전예측전력과 실제 생성전력을 비교연산한 결과 태양전지모듈이 오작동하는 것으로 판별되는 경우에도 딜레이연산부에 의하여 태양전지모듈이 소정시간 이상 오작동하거나, 소정횟수 이상 오작동 횟수가 누적되는 경우에만 최종적으로 오작동으로 판별한다.Even when it is determined that the solar cell module is malfunctioning as a result of comparing and calculating the predicted generation power and the actual generated power in the comparison operation unit, the delay operation unit determines that the solar cell module malfunctions for a predetermined time or more or when the number of malfunctions is accumulated over a predetermined number of times. Finally, it is determined as a malfunction.
태양전지모듈의 생성전력은 그림자, 구름과 같은 외부요인에 의하여 급속하게 변동할 수 있으므로, 단순히 발전예측전력과 실제 생성전력이 차이가 나는 경우에 전부 오류로 검출하게 하면, 너무 과도하게 오류로 검출 될 수 있으며, 전력이 생성되지 않을때만 오류로 검출하게 되면, 실제 태양전지모듈에 문제가 있음에도 오류로 검출이 안되는 문제점이 있다.Since the generated power of a solar cell module can fluctuate rapidly due to external factors such as shadows and clouds, if there is a difference between predicted power generation and actual generated power, if all of them are detected as errors, they will be detected as errors too much. If it is detected as an error only when power is not generated, there is a problem in that it cannot be detected as an error even though there is a problem in the actual solar cell module.
본원발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 발전예측전력과 실제 생성전력이 차이가 나는 경우 차이가 나는 상태가 소정시간 이상 지속되는 경우에만 오류로 검출하는 딜레이연산부를 구비하고 있어, 짧은 시간 발전예측전력과 실제 생성전력이 차이가 났다가 다시 복구되는 경우에는 오류로 검출하지 않아 과도한 오류 검출을 방지할 수 있다.In order to solve this problem, the present invention includes a delay calculation unit that detects a difference between predicted generation power and actual generated power as an error only when the difference persists for more than a predetermined time. When the difference in actual generated power is restored, it is not detected as an error, so excessive error detection can be prevented.
딜레이연산부에서 오류로 판별되는 태양전지모듈의 오작동 시간 및 오작동 횟수는 태양전지모듈이 설치되는 장소 및 계절을 포함한 환경요인에 따라 달리 설정될 수 있다.The malfunction time and the number of malfunctions of the solar cell module, which are determined to be errors in the delay calculation unit, may be set differently depending on environmental factors including a place where the solar cell module is installed and a season.
원인분석부는 센서모듈에서 센싱된 정보와 비교연산부에서 연산된 발전예측전력과 실제 생성 전력의 차이, 오작동 시간 및 오작동횟수를 포함한 태양전지모듈의 정보를 기초로 생성 전력의 저하원인을 분석하고 분류할 수 있으며, 태양전지모듈을 교체하여야 하는지 여부를 도출할 수 있다.The cause analysis unit analyzes and classifies the cause of the decrease in generated power based on the information sensed by the sensor module and the solar cell module information including the difference between the predicted power generation calculated by the comparison operation unit and the actual generated power, malfunction time and number of malfunctions. And it is possible to derive whether or not the solar cell module needs to be replaced.
제어신호생성부는 발전전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 우회스위치모듈을 제어할 수 있는 제어신호를 생성하여 우회스위치모듈로 전송하여, 발전전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 한다.The control signal generation unit generates a control signal capable of controlling the bypass switch module to bypass the solar cell module with reduced generation power and transmits the control signal to the bypass switch module to bypass the solar cell module with reduced generation power. do.
통신부는 제어신호샌성부에서 생성된 제어신호를 우회스위치모듈로 전송할 수 있고, 센싱모듈 및 인버터모듈을 포함한 구성요소와 정보를 송수신할 수 있다.The communication unit may transmit the control signal generated by the control signal transmission unit to the bypass switch module, and may transmit/receive information with components including a sensing module and an inverter module.
인버터모듈(300)은 직류상태로 전송된 전력을 교류상태로 변환할 수 있고, 메인인버터모듈(310), 메인인버터오류검출부(320), 예비인버터모듈(330)을 포함하여 이루어진다.The inverter module 300 can convert power transmitted in a direct current state into an alternating current state, and includes a
메인인버터모듈(310)은 태양전지모듈(100)과 각각 연결되어 직류상태로 전송되는 전력을 교류상태로 변환할 수 있다.The
메인인버터오류검출부(320)는 메인인버터(310)의 상태를 센싱하여 오작동 여부를 판단할 수 있으며, 모니터링부, 비교연산부, 딜레이연산부를 포함하여 이루어진다.The main inverter error detection unit 320 may sense the state of the
모니터링부는 메인인버터의 전압, 전류를 포함한 인버터의 작동상태를 센싱할 수 있다.The monitoring unit may sense an operating state of the inverter including voltage and current of the main inverter.
비교연산부는 모니터린부에서 센싱된 인버터의 작동상태를 기 저장되어 있는 정상 작동 상태와 비교연산하여 메인인버터의 오작동 여부를 판별할 수 있다.The comparison operation unit may compare the operating state of the inverter sensed by the monitoring unit with a pre-stored normal operating state to determine whether the main inverter is malfunctioning.
딜레이연산부는 오작동 정보가 센싱되는 경우, 오작동 상태가 소정시간 계속 되거나 소정 횟수에 걸쳐 누적되는지 여부를 판단할 수 있다.When the malfunction information is sensed, the delay operation unit may determine whether the malfunction continues for a predetermined time or accumulates over a predetermined number of times.
예비인버터모듈(330)은 특정 메인인버터의 오작동이 있는 경우 메인인버터를 대체하여 작동할 수 있다.The
냉각수분사모듈은 온도센서에서 측정되는 태양전지모듈의 온도가 일정온도 이상이 되는 경우 태양전지모듈에 냉각수를 분사하여 태양전지모듈의 온도를 떨어뜨려 태양전지모듈의 성능을 향상시킬 수 있다.When the temperature of the solar cell module measured by the temperature sensor exceeds a certain temperature, the cooling water injection module sprays cooling water to the solar cell module to lower the temperature of the solar cell module, thereby improving the performance of the solar cell module.
사용자단말기는 디스플레이부를 구비하고 있어, 태양전지모듈에서 발전되는 전력 및 상태를 시각적으로 확인할 수 있다.Since the user terminal has a display unit, it is possible to visually check the power and status generated by the solar cell module.
사용자단말기의 디스플레이부를 통하여 태양전지모듈에서 발전 전압 및 전류, 누적발전량, 센서모듈에서 센싱된 정보, 예측발전전력, 인버터의 동작상태롤 포함한 정보를 시각적으로 나타낼 수 있다.Through the display unit of the user terminal, information including voltage and current generated by the solar cell module, cumulative power generation amount, information sensed by the sensor module, predicted generated power, and operating state of the inverter can be visually displayed.
이하에서는 본 발명에 따른 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템의 동작방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for detecting defective parts and operating a bypass operation system for increasing solar power generation efficiency according to the present invention will be described in detail.
태양전지모듈(100)이 설치되는 장소에는 풍속센서, 온도센서, 수평일사량센서, 경사일사량센서 및 전력센서를 포함한 센서모듈(500)이 함께 설치되어 태양전지모듈의 설치된 장소의 환경을 센싱할 수 있다.In the place where the
센싱모듈(500)에서 측정된 태양전지모듈(100)의 설치된 장소의 환정정보는 중앙서버로 전송되며, 중앙서버(600)의 발전전력예측부에서 센싱된 정보를 기초로 태양전지모듈(100)에서 발전되는 전력을 예측하여, 예측발전전력량을 도출할 수 있다.The environment information of the installed place of the
비교연산부에서 전력센서에 의하여 센싱된 실제 생성된 발전전력과, 발전전력예측부에서 도출된 예측발전전력량이 차이가 나는지 여부를 비교연산하여, 발전예측전력과 실제 생성전력의 차이가 일정이상 나는 경우 태양전지모듈이 오작동 하는 것으로 판별할 수 있다.If the difference between the predicted power generation and the actual generated power exceeds a certain level by comparing and calculating whether there is a difference between the actual generated power sensed by the power sensor in the comparison operation unit and the predicted generated power derived from the generated power prediction unit It can be determined that the solar cell module is malfunctioning.
비교연산부에서 비교연산한 결과 태양전지모듈이 오작동하는 것으로 판별되는 경우에도 딜레이연산부에 의하여 태양전지모듈이 소정시간 이상 오작동하거나, 소정횟수 이상 오작동 횟수가 누적되는 경우에만 최종적으로 오작동으로 판별할 수 있다. Even when it is determined that the solar cell module is malfunctioning as a result of the comparison operation by the comparison operation unit, the delay operation unit can finally determine the malfunction as a malfunction only when the solar cell module malfunctions for a predetermined time or more or when the number of malfunctions is accumulated over a predetermined number of times. .
도 2를 참조하면, 비교연산부 및 딜레이연산부에서 연산한 결과 최종적으로 특정 태양전지모듈(100)이 오작동한다고 판별되는 경우, 제어신호생성부에서 발전전력이 저하되는 태양전지모듈(100)을 우회할 수 있도록 우회스위치모듈(200)을 제어할 수 있는 제어신호를 생성하여 우회스위치모듈(200)로 제어신호를 전송하여 오작동하는 태양전지모듈(100)을 우회하도록 할 수 있다.Referring to FIG. 2 , when it is finally determined that a specific
또한, 중앙서버(600)의 원인분석부를 통하여 센서모듈에서 센싱된 정보를 기초로 생성 전력 저하 원인을 분석하여 냉각수분사모듈을 이용하여 전력 저하 원인을 제거하여 전력 효율을 높일 수 있다.In addition, the cause analysis unit of the
예컨대, 태양전지셀은 온도가 높아짐에 따라 효율이 저하되는데, 태양전지셀의 온도상승으로 인하여 생성 전력이 저하되는 경우 냉각수분사모듈을 이용하여 태양전지셀에 냉각수를 분사하여 전력 효율을 높일 수 있으며, 태양전지셀 표면이 먼지를 포함한 이물질에 의하여 오염되어 전력 저하가 되는 경우에도 냉각수분사모듈에서 물을 분사하여 태양전지셀 표면의 먼지를 포함한 이물질을 제거할 수 있다.For example, the efficiency of the solar cell decreases as the temperature increases. When the generated power decreases due to the temperature increase of the solar cell, the cooling water spray module can be used to spray the solar cell with cooling water to increase the power efficiency. , Even when the surface of the solar cell is polluted by foreign substances including dust and power is reduced, the foreign matter including dust on the surface of the solar cell can be removed by spraying water from the cooling water spray module.
원인분석부에서 전력 저하 원인을 분석한 결과, 전력 저하 원인을 제거할 수 없는 경우 태양전지모듈의 교체가 필요하다고 판단하여 태양전지모듈 교체알람신호를 사용자단말기로 전송한다.As a result of analyzing the cause of the power decrease in the cause analysis unit, if the cause of the power decrease cannot be removed, it is determined that the replacement of the solar cell module is necessary and a solar cell module replacement alarm signal is transmitted to the user terminal.
사용자단말기에서는 디스플레이부를 통하여 발전전력예측부에서 도출한 예측전력을 조회할 수 있으며, 예측전력과 실제 생성전력의 차이를 조회할 수 있고, 비교연산부, 딜레이연산부 및 원인분석부에서 연산된 결과와 생성 전력 저하원인을 조회할 수 있다.In the user terminal, the predicted power derived from the power generation prediction unit can be inquired through the display unit, and the difference between the predicted power and the actual generated power can be inquired. The cause of the power drop can be inquired.
사용자단말기는 실시간 발전전압이 표시되는 발전전압표시부, 실시간 발전전류가 표시되는 발전전류표시부, 예측발전전류가 표시되는 발전예측표시부, 인버터 및 태양전지모듈의 오작동 여부가 표시되는 오작동표시부, 누적발전량이 표시되는 누적전력표시부를 포함하여 이루어진다.The user terminal includes a generation voltage display unit that displays real-time generation voltage, a generation current display unit that displays real-time generation current, a generation prediction display unit that displays predicted generation current, a malfunction display unit that displays malfunctions of inverters and solar cell modules, and cumulative generation amount. It comprises a cumulative power display unit displayed.
또한, 사용자단말기를 이용하여 중앙서버의 데이터베이스부에 저장되어 있는 과거 오작동 이력 및 특정 일자, 특정 시간대 발전전력정보를 포함한 관련정보를 조회할 수 있다.In addition, the user terminal can be used to inquire related information, including history of past malfunctions stored in the database of the central server, and power generation information on a specific date and time.
또한, 인버터모듈의 모니터링부에서 메인인버터의 작동상태를 실시간으로 센싱할 수 있으며, 비교연산부에서 메인인버터의 실시간 작동상태를 기 저장되어 있는 메인인버터의 정상작동 상태와 비교연산하여 메인인버터의 오작동 여부를 판별할 수 있다.In addition, the monitoring unit of the inverter module can sense the operating state of the main inverter in real time, and the comparison operation unit compares the operating state of the main inverter with the pre-stored normal operating state of the main inverter to determine if the main inverter is malfunctioning. can determine.
모니터링 및 비교연산 결과 메인인버터가 정상작동을 하고 있다고 판단되면, 계속하여 메인인버터를 통하여 직류상태로 전송되는 전력을 교류상태로 변환시킨다.When it is determined that the main inverter is operating normally as a result of monitoring and comparison calculation, the power transmitted in DC state through the main inverter is continuously converted into AC state.
모니터링 및 비교연산 결과 메인인버터가 오작동 상태로 판단되는 경우 오작동 정보를 딜레이연산부로 전송하고, 딜레이연산부에서는 오작동 상태가 소정시간 이상 계속 되거나 오작동 상태가 소정 횟수 이상 누적되는지 여부를 판별하여, 오작동 상태가 소정시간 미만으로 짧게 지속되고 정상상태로 회귀하거나, 오작동 상태가 소정횟수 미만으로 수회 반복 후 다시 정상작동을 하는 경우에는 딜레이연산부에서 오작동으로 판별하지 않는다.When the main inverter is judged to be in a malfunctioning state as a result of monitoring and comparison calculation, the malfunction information is transmitted to the delay operation unit, and the delay operation unit determines whether the malfunctioning status continues for more than a predetermined time or whether the malfunctioning status is accumulated more than a predetermined number of times. If it lasts less than a predetermined time and returns to a normal state, or if the malfunction is repeated several times less than a predetermined number of times and then operates again, the delay operation unit does not determine it as a malfunction.
인버터의 오작동 상태가 소정시간 이상 계속 되거나 오작동 상태가 소정 횟수 이상 누적되는 경우에는 딜레이연산부에서 최종적으로 메인인버터의 오작동으로 판별하여 메인인버터와의 연결을 차단하고 예비인버터가 직류상태로 전송되는 전력을 교류상태로 변환하도록 한다.If the malfunction of the inverter continues for more than a predetermined time or if the malfunction is accumulated more than a predetermined number of times, the delay calculation unit finally determines that the main inverter is malfunctioning, cuts off the connection to the main inverter, and supplies power to the standby inverter in DC state. to convert to alternating current.
본 발명에서는 메인인버터모듈 및 예비인버터모듈을 구비하고 있어 메인인버터모듈이 오작동하는 경우, 메인인버터모듈과의 연결을 차단하고 예비인버터가 직류상태로 전송되는 전력을 교류상태로 변환하도록 하여 메인인버터의 오작동에 신속하게 대응할 수 있고, 모니터링부 및 비교연산부를 통하여 실시간으로 오류를 검출하며, 비교연산부를 통하여 오작동 상태로 판별되더라도 딜레이연산부에서 오작동 시간 및 오작동 횟수를 기준으로 오작동 여부를 최종적으로 판별하여, 딜레이연산부에서 최종적으로 오작동으로 판별하는 경우에만 메인인버터와의 연결을 차단하고 예비인버터를 가동시킨다.In the present invention, a main inverter module and a spare inverter module are provided, and when the main inverter module malfunctions, the connection with the main inverter module is cut off and the spare inverter converts the power transmitted in the DC state into the AC state, so that the main inverter It can respond quickly to malfunctions, detects errors in real time through the monitoring unit and comparison operation unit, and even if it is determined as malfunctioning through the comparison operation unit, the delay operation unit finally determines whether or not it is malfunctioning based on the malfunction time and number of malfunctions, The connection with the main inverter is cut off and the standby inverter is operated only when the delay calculation unit finally determines that it is a malfunction.
비교연산부에서 오작동으로 판별되더라도, 딜레이연산부에서 최종적으로 오작동으로 판별되는 경우에만 메인인버터와의 연결을 차단시켜, 오작동 과검출을 방지할 수 있다.Even if it is determined as a malfunction in the comparison operation unit, the connection to the main inverter is cut off only when the delay operation unit finally determines it as a malfunction, thereby preventing over-detection of malfunction.
또한, 각각의 태양전지모듈이 직렬로 연결되어 있으므로, 태양전지모듈이 하나라도 오작동하는 경우 발전량이 현저히 떨어지므로, 본 발명은 태양전지모듈을 정밀모니터링하여 오작동여부를 탐지하고, 특정 태양전지모듈이 오작동하는 경우, 오작동하는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록하여, 하나의 태양전지모듈 오작동에 의하여 태양광발전시스템 전체의 발전량이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, since each solar cell module is connected in series, if any one of the solar cell modules malfunctions, the amount of power generation significantly drops. In the case of a malfunction, it is possible to bypass the malfunctioning solar cell module, thereby preventing a decrease in power generation of the entire photovoltaic power generation system due to a malfunction of one solar cell module.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 - 태양전지모듈 200 - 우회스위치모듈
300 - 인버터모듈 400 - 인버터스위치모듈
500 - 센서모듈 600 - 중앙서버
700 - 사용자단말기100 - solar cell module 200 - bypass switch module
300 - inverter module 400 - inverter switch module
500 - sensor module 600 - central server
700 - User terminal
Claims (3)
각각의 태양전지모듈 사이에 결합될 수 있으며, 직렬로 결합되어 있는 특정 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 할 수 있는 우회스위치모듈;
직류상태로 전송된 전력을 교류상태로 변환할 수 있는 인버터모듈;
태양전지모듈과 인버터모듈 사이에 결합될 수 있으며, 어레이모듈에서 인버터로 가는 전류 차 단 및 우회하게 할 수 있는 인버터스위치모듈;
태양전지모듈에서 생성된 전력을 측정할 수 있고, 태양전지모듈이 설치되는 장소의 태양광의 양을 측정할 수 있는 센서모듈;
전송받은 정보를 저장할 수 있으며, 태양전지모듈에서 발전되는 전력을 예측하고, 예측발전전력과 실제 생성전력을 비교하여 생성전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 우회스위치모듈을 제어할 수 있는 중앙서버;
디스플레이부를 구비하고 있어, 태양전지모듈에서 발전되는 전력 및 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 사용자단말기
를 포함하고
중앙서버는
풍속센서, 온도센서, 수평일사량센서 및 경사일사량센서를 통하여 측정된 정보를 기초로 태양전지모듈에서 발전되는 전력을 예측할 수 있는 발전전력예측부,
발전전력예측부에서 도출된 발전예측전력과 전력센서에서 센싱된 실제 생성전력을 비교연산하여 발전예측전력과 실제 생성전력의 차이가 일정 이상 나는 경우 태양전지모듈이 오작동하는 것으로 판별할 수 있는 비교연산부,
발전예측전력과 실제생성전력의 차이가 소정시간 이상 지속되는 경우에만 오류로 검출할 수 있는 딜레이연산부,
센서모듈에서 센싱된 정보와 비교연산부에서 연산된 발전예측전력과 실제 생성 전력의 차이, 오작동 시간 및 오작동횟수를 포함한 태양전지모듈의 정보를 기초로 생성 전력의 저하원인을 분석하고 분류할 수 있으며, 태양전지모듈을 교체하여야 하는지 여부를 도출할 수 있는 원인분석부,
발전전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 우회스위치모듈을 제어할 수 있는 제어신호를 생성하여 우회스위치모듈로 전송하여 발전전력이 저하되는 태양전지모듈을 우회할 수 있도록 하는 제어신호생성부,
제어신호생성부에서 생성된 제어신호를 우회스위치모듈로 전송할 수 있고, 센싱모듈 및 인버터모듈을 포함한 구성요소와 정보를 송수신할 수 있는 통신부,
통신부를 통하여 전송받은 정보를 저장하고, 발전전력예측부에서 예측된 발전전력정보, 비교연산부에서 비교연산한 결과정보, 원인분석부에서 분석된 원인정보를 포함한 중앙서버에서 생성된 정보를 저장할 수 있으며, 인버터모듈의 모니터링부에서 센싱된 인버터의 작동상태, 비교연산부에서 비교연산할 결과정보, 딜레이연산부에서 연산한 결과를 포함한 정보를 저장할 수 있는 데이터베이스부
을 포함하고,
태양전지셀에 냉각수를 분사할 수 있는 냉각수분사모듈;
태양전지셀의 온도상승으로 인하여 생성전력이 저하되는 경우 냉각수분사모듈에서 냉각수를 분사하여 태양전지셀의 온도를 하강시켜 태양전지셀의 전력생성 효율을 높일 수 있는 것;
태양전지셀 표면이 먼지를 포함한 이물질에 의하여 오염되어 전력생성효율이 저하되는 경우 냉각수분사모듈에서 물을 분사하여 태양전지셀 표면의 먼지를 포함한 이물질을 제거할 수 있는 것;
을 포함하는, 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템
A plurality of solar cell modules composed of a plurality of solar cells that generate electrical energy by integrating sunlight;
A bypass switch module that can be coupled between each solar cell module and can bypass a specific solar cell module coupled in series;
An inverter module capable of converting power transmitted in a direct current state into an alternating current state;
It can be coupled between the solar cell module and the inverter module, the inverter switch module that can block and bypass the current going from the array module to the inverter;
A sensor module capable of measuring the power generated by the solar cell module and measuring the amount of sunlight in a place where the solar cell module is installed;
The transmitted information can be stored, and the power generated by the solar cell module can be predicted, and the predicted power generated and the actual generated power can be compared to control the bypass switch module so that the solar cell module with reduced generated power can be bypassed. central server;
A user terminal that has a display unit and can visually check the power and status generated by the solar cell module
and
the central server
A power generation prediction unit capable of predicting the power generated by the solar cell module based on information measured through a wind speed sensor, a temperature sensor, a horizontal solar radiation sensor, and an inclined solar radiation sensor;
A comparison operation unit that can determine that the solar cell module is malfunctioning if the difference between the predicted power generation and the actual generated power exceeds a certain level by comparing and calculating the predicted power generation derived from the power generation prediction unit and the actual generated power sensed by the power sensor. ,
A delay calculation unit capable of detecting an error only when the difference between the predicted generation power and the actual generated power lasts for more than a predetermined time;
Based on the information sensed by the sensor module and the information of the solar cell module, including the difference between the predicted power generated by the comparison operation unit and the actual generated power, malfunction time and number of malfunctions, it is possible to analyze and classify the cause of the decrease in generated power, A cause analysis unit that can derive whether the solar cell module needs to be replaced,
A control signal generating unit that generates a control signal capable of controlling the bypass switch module to bypass the solar cell module with reduced power generation and transmits it to the bypass switch module to bypass the solar cell module with reduced power generation power. ,
A communication unit capable of transmitting the control signal generated by the control signal generation unit to the bypass switch module and transmitting and receiving information with components including a sensing module and an inverter module;
It stores the information transmitted through the communication unit, and the generated power information predicted by the power generation prediction unit, the comparison operation result information by the comparison operation unit, and the information generated by the central server including the cause information analyzed by the cause analysis unit. , Database unit that can store information including the operation status of the inverter sensed by the monitoring unit of the inverter module, result information to be compared and calculated by the comparison operation unit, and calculation results from the delay operation unit
including,
Cooling water injection module capable of spraying cooling water to the solar cell;
When the generated power is reduced due to the temperature rise of the solar cell, cooling water is sprayed from the cooling water injection module to lower the temperature of the solar cell to increase the power generation efficiency of the solar cell;
If the surface of the solar cell is polluted by foreign substances including dust and the power generation efficiency is lowered, water is sprayed from the cooling water spray module to remove foreign substances including dust from the surface of the solar cell;
Including, defective parts detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency
인버터모듈은
태양전지모듈과 각각 연결되어 직류상태로 전송되는 전력을 교류상태로 변환할 수 있는 메인인버터모듈;
메인인버터의 상태를 센싱하여 오작동 여부를 판단할 수 있는 메인인버터오류검출부;
특정 메인인버터의 오작동이 있는 경우 메인인버터를 대체하여 작동할 수 있는 예비인버터모듈
을 포함하고,
메인인버터오류검출부는
메인인버터의 전압, 전류를 포함한 인버터의 작동상태를 센싱할 수 있는 모니터링부,
모니터링부에서 센싱된 인버터의 작동상태를 기 저장되어 있는 정상작동 상태와 비교연산하여 오작동 여부를 판별할 수 있는 비교연산부,
오작동 정보가 센싱되는 경우, 오작동 상태가 소정시간 계속 되거나 소정횟수에 걸쳐 누적되는지 여부를 판단할 수 있는 딜레이연산부,
를 포함하는 것
을 더 포함하는, 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템.According to claim 1,
inverter module
Main inverter modules connected to the solar cell modules and capable of converting power transmitted in a direct current state into an alternating current state;
A main inverter error detection unit capable of sensing the state of the main inverter to determine whether or not it is malfunctioning;
A spare inverter module that can operate as a substitute for the main inverter in the event of a malfunction of a specific main inverter
including,
Main inverter error detection part
A monitoring unit capable of sensing the operating state of the inverter, including the voltage and current of the main inverter;
A comparison calculation unit that can compare the operating state of the inverter sensed by the monitoring unit with a pre-stored normal operating state to determine whether there is a malfunction;
When malfunction information is sensed, a delay calculation unit capable of determining whether or not the malfunction continues for a predetermined time or accumulates over a predetermined number of times;
to include
Further comprising, defective parts detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency.
센서모듈은
온도를 측정할 수 있는 온도센서,
어레이모듈이 설치되는 장소의 태양광의 양을 확인할 수 있는 수평일사량센서,
태양전지패널과 동일한 각도로 형성되어 태양전지패널이 받는 태양광의 양을 센싱할 수 있는 경사일사량센서,
어레이모듈에서 생성된 전력을 측정할 수 있는 전력센서,
온도센서, 수평일사량센서, 경사일사량센서, 및 전력센서에서 센싱된 정보를 전송할 수 있는 통신부
를 포함하는 것
을 더 포함하는, 태양광 전력생성 효율 상승을 위한 불량부품 검출 및 우회작동 시스템.
According to claim 1,
the sensor module
A temperature sensor that can measure temperature
A horizontal solar radiation sensor that can check the amount of sunlight in the place where the array module is installed,
An inclined solar radiation sensor formed at the same angle as the solar cell panel to sense the amount of sunlight received by the solar cell panel,
A power sensor capable of measuring the power generated by the array module;
Communication unit capable of transmitting information sensed by the temperature sensor, horizontal solar radiation sensor, inclined solar radiation sensor, and power sensor
to include
Further comprising, defective parts detection and bypass operation system for increasing solar power generation efficiency.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220069713A KR102535597B1 (en) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | Defective parts detection and bypass operation system to increase solar power generation efficiency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220069713A KR102535597B1 (en) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | Defective parts detection and bypass operation system to increase solar power generation efficiency |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102535597B1 true KR102535597B1 (en) | 2023-05-26 |
Family
ID=86536380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220069713A KR102535597B1 (en) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | Defective parts detection and bypass operation system to increase solar power generation efficiency |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102535597B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101245827B1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-03-20 | 이길송 | Diagnostic apparatus for shadow and defect of pv module using mic |
| KR101728692B1 (en) * | 2016-12-29 | 2017-04-20 | 한양전공주식회사 | System and method of predicting and monitoring anomaly of solar module |
| KR20170111564A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-12 | 인버터기술(주) | Photovoltaic pcs System |
| KR101975756B1 (en) * | 2018-11-20 | 2019-05-07 | (주) 유지에스 | Solar power generation system with spare inverter for emergency response |
| KR20200115904A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | (주)에이비엠 | Solar generation control system and method for controlling solar generation |
-
2022
- 2022-06-08 KR KR1020220069713A patent/KR102535597B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101245827B1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-03-20 | 이길송 | Diagnostic apparatus for shadow and defect of pv module using mic |
| KR20170111564A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-12 | 인버터기술(주) | Photovoltaic pcs System |
| KR101728692B1 (en) * | 2016-12-29 | 2017-04-20 | 한양전공주식회사 | System and method of predicting and monitoring anomaly of solar module |
| KR101975756B1 (en) * | 2018-11-20 | 2019-05-07 | (주) 유지에스 | Solar power generation system with spare inverter for emergency response |
| KR20200115904A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | (주)에이비엠 | Solar generation control system and method for controlling solar generation |
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