KR102540813B1 - Remote monitoring apparatus and method for photovoltaic system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 원격 감시 장치는, 복수의 태양광 발전 채널들을 구비하며, 각 태양광 발전 채널은 수신되는 태양광 에너지를 직류 전원으로 변환하는 태양광 발전 어레이; 태양광 발전 채널들에서 출력되는 각 스트링 직류 전원들을 합성하는 접속반; 합성된 스트링별 직류 전원에 기반하는 교류 전원을 생성하는 인버터; 접속반 및/ 인버터에 유선으로 연결되어 접속반 및 인버터의 감시 데이터를 수신하는 모니터링 장치; 및 모니터링 장치와 유선으로 연결되며, 설정된 무선 통신 시간에서 모니터링 장치에서 전송되는 접속반 및/또는 인버터의 감시 데이터를 IOT 통신망에 무선 전송하는 통신 중계 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. An apparatus for remote monitoring of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of photovoltaic power generation channels, and each photovoltaic power generation channel includes a photovoltaic array that converts received solar energy into DC power; A connecting board for synthesizing each string DC power output from the photovoltaic power generation channels; an inverter generating alternating current power based on the synthesized direct current power for each string; A monitoring device connected to the connection board and/or the inverter by wire to receive monitoring data of the connection board and the inverter; and a communication repeater connected to the monitoring device by wire and wirelessly transmitting monitoring data of the access panel and/or inverter transmitted from the monitoring device to the IOT communication network at a set wireless communication time.
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템을 원격 감시할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method capable of remotely monitoring a solar power generation system.
태양광 발전 시스템(photovoltaic system)은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 시스템이다. 태양광 발전 시스템은 빛을 전기로 변환하는 복수의 태양광 발전 패널들이 직렬 및 병렬로 연결된 구조를 가질 수 있다. 태양광 발전 패널을 통해 발전된 직류 전원은 태양광 접속반에서 합성될 수 있으며, 합성된 전원은 인버터에서 교류 전원으로 변환되어 계통 연계 장치에 전달될 수 있다. 태양광 발전 시스템은 건물(관공서, 아파트, 빌딩) 또는 주차장과 같은 장소에 설치될 수 있다. 또한 태양광 발전 시스템은 옥상, 주차장 등에 태양광 발전 모듈이 설치되고, 태양광 발전 모듈 주변에 기상데이터를 수집하는 기상관측반이 설치될 수 있다. 그리고 태양광 발전 시스템을 감시하는 모니터링 장치는 통신 음영 지역 및 건물 지하와 같은 폐쇄된 장소에 위치될 수 있다. A photovoltaic system is a system that converts sunlight energy into electrical energy. A photovoltaic power generation system may have a structure in which a plurality of photovoltaic panels that convert light into electricity are connected in series or parallel. DC power generated through the photovoltaic power generation panel may be synthesized in a solar junction panel, and the synthesized power may be converted into AC power in an inverter and delivered to a grid-connected device. The photovoltaic power generation system can be installed in places such as buildings (government offices, apartments, buildings) or parking lots. In addition, in the photovoltaic power generation system, a photovoltaic power generation module may be installed on a rooftop, a parking lot, etc., and a weather observation panel for collecting meteorological data may be installed around the photovoltaic power generation module. In addition, the monitoring device for monitoring the photovoltaic power generation system may be located in a closed location such as a communication shadow area and a building basement.
이런 경우, 무선 통신 기반 하의 원격 모니터링 장치를 구현하기 어려울 수 있으며, 이로인해 태양광 발전 설비들에 대한 원격 감시를 원활하게 수행할 수 없다. 원격 감시가 되지 않는 경우, 태양광 발전 시스템과 유선으로 연결된 모니터링 PC 에서만 감시할 수 밖에 없다.In this case, it may be difficult to implement a remote monitoring device based on wireless communication, and as a result, remote monitoring of photovoltaic facilities cannot be smoothly performed. If remote monitoring is not possible, monitoring can only be done with a monitoring PC connected to the solar power generation system by wire.
따라서 본 발명의 목적은 원격에서 사물 인터넷 무선 통신 기반 하에 태양광 발전 시스템을 감시할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method capable of remotely monitoring a photovoltaic power generation system based on IoT wireless communication.
본 발명의 다른 목적은 태양광 발전 시스템에서 통신 음영 지역을 벗어난 장소에 통신 중계 장치를 설치하고, 통신 중계 장치를 통해 태양광 발전 시스템의 데이터를 수집하여 원격지에 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.Another object of the present invention is to provide a device and method capable of installing a communication relay device in a place outside the communication shaded area in a solar power generation system, collecting data of the photovoltaic power generation system through the communication relay device, and transmitting the data to a remote location. can
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 원격 감시 장치는, 복수의 태양광 발전 채널들을 구비하며, 각 태양광 발전 채널은 수신되는 태양광 에너지를 직류 전원으로 변환하는 태양광 발전 어레이; 태양광 발전 채널들에서 출력되는 각 스트링 직류 전원들을 합성하는 접속반; 합성된 스트링별 직류 전원에 기반하는 교류 전원을 생성하는 인버터; 접속반 및/또는 인버터에 유선으로 연결되어 접속반 및 인버터의 감시 데이터를 수신하는 모니터링 장치; 모니터링 장치와 유선으로 연결되며, 설정된 무선 통신 시간에 모니터링 장치에서 전송되는 접속반 또는 인버터의 감시 데이터를 IOT 통신망에 무선 전송하는 통신 중계 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. An apparatus for remote monitoring of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of photovoltaic power generation channels, and each photovoltaic power generation channel converts received solar energy into DC power. a photovoltaic array; A connecting board for synthesizing each string DC power output from the photovoltaic power generation channels; an inverter generating alternating current power based on the synthesized direct current power for each string; A monitoring device connected to the connection board and/or the inverter by wire to receive monitoring data of the connection board and the inverter; It is characterized in that it includes a communication relay device connected to the monitoring device by wire and wirelessly transmitting the monitoring data of the connection board or inverter transmitted from the monitoring device to the IOT communication network at a set wireless communication time.
태양광 발전 시스템의 기상관측반은, 태양광 발전 어레이 또는 태양광 발전 어레이의 주변에 위치되고, 통신 중계 장치와 유선으로 연결되며, 태양광 발전 어레이 주변의 기상을 관측하는 센서들을 구비할 수 있다. 통신 중계 장치는 모니터링 장치의 요구에 의해 기상 관측반의 출력을 모니터링 장치에 전송하며, 설정된 무선 통신 시간에 모니터링 장치에서 전송되는 기상관측반의 출력을 IOT 통신망에 무선 전송할 수 있다.The weather observation panel of the photovoltaic power generation system is located in the photovoltaic array or around the photovoltaic array, connected to a communication relay by wire, and may include sensors for observing the weather around the photovoltaic array. . The communication relay device may transmit the output of the weather observation board to the monitoring device upon request of the monitoring device, and wirelessly transmit the output of the weather observation board transmitted from the monitoring device to the IOT communication network at a set wireless communication time.
태양광 발전 시스템의 접속반은, 태양광 발전 채널에서 생성되는 직류전원을 합성하는 부스바; 부스바와 인버터의 입력단에 연결되어 합성된 제1 및 제2 전원을 인버터에 스위칭 연결하는 전원스위치; 접속반 내의 불꽃을 감지하는 불꽃감지센서; 불꽃감지 센서에서 불꽃 감지신호가 감지되면 화재로 인식하고, 전원스위치를 제어하여 인버터에서 공급되는 제1 및 제2 전원의 경로를 단하도록 제어하는 제어모듈; 및 태양광 발전 채널 들에서 생성되는 직류 전원을 데이터로 변환하는 전원데이터 발생기를 포함할 수 있다. 제어 모듈은 설정된 시간에서 모니터링 장치에 화재 감시 데이터 및/또는 직류 전원 데이터를 감시 데이터로 출력할 수 있다. The connection board of the photovoltaic power generation system includes a bus bar that synthesizes DC power generated from a photovoltaic power generation channel; A power switch connected to the bus bar and the input terminal of the inverter to switch the synthesized first and second power sources to the inverter; A flame detection sensor for detecting a flame in the connecting panel; A control module for recognizing a fire when a flame detection signal is detected by the flame detection sensor and controlling a power switch to cut off paths of first and second power supplied from the inverter; and a power data generator that converts DC power generated from the photovoltaic power generation channels into data. The control module may output fire monitoring data and/or DC power data as monitoring data to the monitoring device at a set time.
접속반은 내부의 영상을 촬영하는 카메라를 더 구비하며, 제어모듈은 접속반 내의 화재가 인식되면 카메라를 통해 접속반 내의 화재 영상을 획득하고, 획득된 화재 영상 데이터를 모니터링 장치에 감시 데이터로 전송할 수 있다. The connection panel further includes a camera that captures an internal image, and the control module acquires a fire image in the connection panel through the camera when a fire in the connection panel is recognized, and transmits the obtained fire image data to the monitoring device as monitoring data. can
통신 중계 장치는, 모니터링 장치에서 기상관측반 데이터 요구시 기상 관측반에 기상 감시 요청 데이터를 송신하고, 기상관측반에서 출력되는 기상 감시 데이터를 수신하여 모니터링 장치에 송신할 수 있다. The communication relay device may transmit weather monitoring request data to the weather observation team when the monitoring device requests data from the weather observation team, receive weather monitoring data output from the weather observation team, and transmit the weather monitoring data to the monitoring device.
통신 중계 장치는, 모니터링 장치에서 송신되는 감시 데이터를 수신하여 분석하며, 기상 관측반의 감시데이터이면 기상반용 무선 데이터로 변환하고, 접속반의 감시 데이터이면 접속반용 무선 데이터로 변환하고, 인버터의 감시 데이터이면 인버터용 무선 데이터로 변환하며, 변환된 무선 데이터를 IOT 통신망에 무선 전송할 수 있다. The communication relay device receives and analyzes the monitoring data transmitted from the monitoring device, and if it is monitoring data of the weather observation unit, converts it into wireless data for the weather unit, if it is monitoring data of the connection unit, converts it into wireless data for the connection unit, and if it is monitoring data of the inverter, converts it into wireless data for the connection unit It is converted into wireless data for the inverter, and the converted wireless data can be wirelessly transmitted to the IOT communication network.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양광 발전 채널들을 구비하며, 각 태양광 발전 채널은 수신되는 태양광 에너지를 직류 전원으로 변환하는 태양광 발전 어레이; 태양광 발전 채널들에서 출력되는 각 스트링 직류 전원들을 합성하는 접속반; 합성된 스트링별 직류 전원에 기반하는 교류 전원을 생성하는 인버터; 접속반 및 인버터에 유선으로 연결되어 접속반 및 인버터의 감시 데이터를 수신하는 모니터링 장치; 사물 인터넷 통신망과 무선 통신하는 통신 중계 장치를 포함할 수 있다. 통신 중계 장치의 감시 데이터 통신 방법은, 모니터링 장치에서 전송되는 감시데이터를 분석하는 과정; 감시 데이터를 분석하는 과정에서 감시 데이터가 접속반 감시데이터이면 접속반용 무선 데이터로 변환하는 과정; 감시 데이터를 분석하는 과정에서 감시 데이터가 인버터 감시데이터이면 인버터용 무선 데이터로 변환하는 과정; 및 변환된 무선 데이터를 사물 인터넷 통신망에 무선 전송하는 과정을 포함할 수 있다. A photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of photovoltaic power generation channels, and each photovoltaic power generation channel converts received solar energy into DC power. array; A connecting board for synthesizing each string DC power output from the photovoltaic power generation channels; an inverter generating alternating current power based on the synthesized direct current power for each string; A monitoring device connected to the connection board and the inverter by wire to receive monitoring data of the connection board and the inverter; A communication relay device that wirelessly communicates with the IoT communication network may be included. A monitoring data communication method of a communication relay device includes: analyzing monitoring data transmitted from a monitoring device; In the process of analyzing the monitoring data, if the monitoring data is the access panel monitoring data, converting it into wireless data for the access panel; converting the monitoring data into inverter monitoring data if the monitoring data is inverter monitoring data in the process of analyzing the monitoring data; and wirelessly transmitting the converted wireless data to an IoT communication network.
태양광 발전 시스템은 태양광 발전 어레이의 주변에 위치되는 기상 관측반을 더 포함할 수 있다. 통신 중계 장치의 감시 데이터 전송 방법은, 모니터링 장치에서 전송되는 기상 요청 데이터를 기상 관측반에 전송하고, 기상 관측반에서 송신되는 기상 감시 데이터를 수신하여 모니터링 장치에 전송하는 과정; 및 감시 데이터를 분석하는 과정에서 감시 데이터가 기상 관측반 감시 데이터이면 기상 관측반용 무선 데이터로 변환하는 과정을 더 포함할 수 있다. The photovoltaic system may further include a weather station positioned around the photovoltaic array. A monitoring data transmission method of a communication relay device includes: transmitting weather request data transmitted from a monitoring device to a weather observation team, receiving weather monitoring data transmitted from the weather observation team, and transmitting the weather monitoring data to the monitoring device; and converting the monitoring data into wireless data for the weather observation team if the monitoring data is the weather observation team monitoring data in the process of analyzing the monitoring data.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양광 발전 채널들을 구비하며, 각 태양광 발전 채널은 수신되는 태양광 에너지를 직류 전원으로 변환하는 태양광 발전 어레이; 태양광 발전 채널들에서 출력되는 각 스트링 직류 전원들을 합성하는 접속반; 합성된 스트링별 직류 전원에 기반하는 교류 전원을 생성하는 인버터; 접속반 및 인버터에 유선으로 연결되는 모니터링 장치; 및 사물 인터넷 망과 무선 통신하는 통신 중계 장치를 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템에서 통신 중계 장치의 감시 데이터 통신 방법은, 모니터링 장치가 제1 시간에서 접속반 및 인버터의 감시 데이터를 수신 및 저장하는 과정; 모니터링 장치가 제2 시간에서 저장 중인 감시 데이터를 통신 중계 장치에 전송하는 과정; 통신 중계 장치가 수신된 감시데이터를 분석하는 과정; 통신 중계 장치가 감시 데이터를 분석하는 과정에서 감시 데이터가 접속반 감시데이터이면 접속반용 무선 데이터로 변환하는 과정; 통신 중계 장치가 감시 데이터를 분석하는 과정에서 감시 데이터가 인버터 감시데이터이면 인버터용 무선 데이터로 변환하는 과정; 및 통신 중계 장치가 변환된 무선 데이터를 사물 인터넷 통신망에 무선 전송하는 과정을 포함할 수 있다. A photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of photovoltaic power generation channels, and each photovoltaic power generation channel converts received solar energy into DC power. array; A connecting board for synthesizing each string DC power output from the photovoltaic power generation channels; an inverter generating alternating current power based on the synthesized direct current power for each string; A monitoring device wired to the connection panel and inverter; and a communication relay device that wirelessly communicates with the IoT network. A monitoring data communication method of a communication relay device in a photovoltaic power generation system includes: receiving and storing monitoring data of a junction panel and an inverter at a first time by a monitoring device; The monitoring device transmits monitoring data being stored at a second time to the communication relay device; The process of analyzing the monitoring data received by the communication relay device; In the process of analyzing the monitoring data by the communication relay device, if the monitoring data is monitoring data for the access panel, converting it into wireless data for the access panel; In the process of analyzing the monitoring data by the communication relay device, if the monitoring data is inverter monitoring data, converting the monitoring data into wireless data for the inverter; and wirelessly transmitting, by the communication relay device, the converted wireless data to an IoT communication network.
태양광 발전 시스템은 태양광 발전 어레이의 주변에 위치되는 기상 관측반을 더 포함할 수 있다. 통신 중계 장치의 감시 데이터 송신 방법은, 제1 시간에서 모니터링 장치에서 송신되는 기상 요청 데이터를 수신하는 과정; 수신되는 기상 요청 데이터를 기상 관측반에 전송하고, 기상 관측반에서 송신되는 기상 감시 데이터를 수신하여 모니터링 장치에 전송하는 과정; 제2 시간에서 모니터링 장치에서 전송되는 감시 데이터를 분석하는 과정; 분석 과정에서 감시 데이터가 기상 관측반 감시데이터이면 기상 관측반용 무선 데이터로 변환하는 과정; 및 변환된 기상 관측반 무선 데이터를 사물 인터넷 통신망에 무선 전송하는 과정을 더 포함할 수 있다. The photovoltaic system may further include a weather station positioned around the photovoltaic array. A monitoring data transmission method of a communication relay device may include receiving wake-up request data transmitted from a monitoring device at a first time; transmitting the received weather request data to the weather observation squad, and receiving and transmitting the weather monitoring data transmitted from the weather observation squad to the monitoring device; analyzing monitoring data transmitted from the monitoring device at a second time; converting the monitoring data into wireless data for the weather observation team if the monitoring data is the weather observation team monitoring data in the analysis process; and wirelessly transmitting the converted weather station wireless data to an IoT communication network.
모니터링 장치가 저장중인 감시 데이터를 통신 중계 장치에 전송하는 과정은, 제2 시간에서 전송할 장비를 검사하는 과정; 장비를 검사하는 과정에서 접속반 감시 데이터를 전송하는 시간이면 저장 중인 접속반 감시 데이터들에서 가장 최근에 수신된 감시데이터를 접속반 감시데이터로 송신하는 과정; 및 장비를 검사하는 과정에서 인버터 감시 데이터를 전송하는 시간이면 저장 중인 인버터 감시 데이터들에서 가장 최근에 수신된 감시데이터를 인버터 감시데이터로 송신하는 과정을 포함할 수 있다.The process of transmitting the monitoring data being stored by the monitoring device to the communication relay device may include inspecting the equipment to be transmitted at a second time; Transmitting the most recently received monitoring data among the connected panel monitoring data being stored as access panel monitoring data when it is time to transmit access panel monitoring data in the process of inspecting the equipment; and transmitting the most recently received monitoring data among the stored inverter monitoring data as inverter monitoring data when it is time to transmit the inverter monitoring data in the process of inspecting the equipment.
본 발명의 태양광 발전 시스템은 옥상 및/또는 주차장 등에 태양광 어레이 모듈이 설치되고, 모듈 근처에 설치되는 기상관측반과 음영 지역에 설치되는 모니터링 장치 사이에 음영 지역을 벗어난 위치에 통신 중계 장치를 설치할 수 있다. 본 발명의 통신 중계 장치는 기상 관측반에서 사용하고 있는 RS-485 선로를 이용하여 모니터링 장치와 유선 통신할 수 있어 별도의 선로를 포설하지 않고 원격 감시가 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 통신 중계 장치는 각 기종별, 종류별 프로토콜을 등록하여 어떤 인버터와도 호환이 가능하므로 인버터의 불량으로 교체하여도 별도의 장비 교체 없이 통신할 수 있다. 감시 데이터를 무선 통신할 때, 감시 데이터를 프로토콜 변환 및 암호화하여 전송하므로 보안에 유리할 수 있다. 인버터 또는 접속반의 장애가 발생 시 장애 정보를 우선적으로 전송할 수 있으며, 무선 통신 데이터가 정상적으로 송신되지 않을 경우 자동 재 전송을 하여 데이터의 소실율을 줄일 수 효과가 있다.In the photovoltaic power generation system of the present invention, a photovoltaic array module is installed on a rooftop and/or a parking lot, and a communication relay device is installed at a location outside the shaded area between a weather observation panel installed near the module and a monitoring device installed in the shaded area. can The communication relay device of the present invention can perform wired communication with the monitoring device using the RS-485 line used by the weather observation team, enabling remote monitoring without installing a separate line. Since the communication relay device of the present invention is compatible with any inverter by registering protocols for each model and type, communication can be performed without separate equipment replacement even if the inverter is replaced due to a defect. When monitoring data is wirelessly communicated, security may be advantageous because the monitoring data is transmitted after protocol conversion and encryption. In the event of a failure of the inverter or junction box, failure information can be transmitted preferentially, and if wireless communication data is not normally transmitted, it is effective to reduce the loss rate of data by automatically retransmitting.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서 접속반의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 통신 중계 장치 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 상세 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서 감시 데이터를 무선 전송하는 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서 통신 중계 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.1 is a diagram showing the configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining the configuration of a connection panel in a photovoltaic power generation system according to various embodiments of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of a communication relay device of a photovoltaic power generation system according to various embodiments of the present invention.
4 is a diagram showing a detailed configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an operation of wirelessly transmitting monitoring data in a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an operation of a communication relay device in a photovoltaic power generation system according to various embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. However, the attached embodiments are not intended to limit the present invention because they are examples for helping the understanding of the present invention, and are not intended to be self-evident or easily derived for those skilled in the art. A detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 태양광 발전(photovoltaics, PV) 시스템은 태양광 발전 어레이(100), 접속반(junction box)(200), 인버터(inverter)(300), 계통 연계 장치(400), 모니터링 장치(500), 통신 중계 장치(600) 및 IOT 통신망(700)을 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템은 구성 요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. Referring to FIG. 1, a photovoltaics (PV) system includes a
태양광 발전 어레이(photovoltaics array, solar array)(100)는 직렬 및/또는 병렬 연결되는 복수의 태양광 모듈(photovoltaics module, solar module)들로 구성될 수 있다. 태양광 모듈은 복수의 셀(cell)들로 구성될 수 있다. 태양광 발전 어레이(100)의 태양광 발전 채널은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 태양광 발전 어레이(100)는 태양광 발전 채널 별로 변환된 전기 에너지를 전력선을 통해 접속반(200)에 전송할 수 있다. 전기 에너지는 직류 전원으로 제1 전원(예를들면 양전원(+)) 및 제2 전원(예를들면 음전원(-))이 될 수 있다. The photovoltaics array (solar array) 100 may be composed of a plurality of photovoltaics modules (solar modules) connected in series and/or in parallel. A solar module may be composed of a plurality of cells. The photovoltaic power generation channel of the
접속반(junction box)(200)은 태양광 발전 어레이(100)에서 출력되는 직류 전원을 수신하기 위한 다수의 전력선을 최적의 상태로 배치하여 관리할 수 있으며, 실시간 전력 상태를 감시 및 모니터링하여 안정적으로 태양광 발전을 유지할 수 있는 전력 장치일 수 있다. 태양광 발전 어레이(100)를 구성하는 태양광 발전 패널은 수십 개에서 수백개 이상일 수 있다. 따라서 각각의 태양광 발전 채널에서 생성된 직류 전원을 인버터(300)에 연결하면 과부하 및 무리가 갈 수 있다. 접속반(200)은 태양광 발전 어레이(100)에서 생성되는 직류 전원을 태양광 발전 채널 별로 수신한 후 이를 합성하는 기능을 수행할 수 있다. 접속반(200)은 태양광 발전 어레이(100)의 태양광 모듈들에서 생산되는 전기를 모니터링할 수 있다. 접속반(200)은 태양광 발전 채널에서 생산되는 직류 전원을 디지털 데이터로 변환하여 생산되는 전기량을 태양광 발전 채널별로 표시할 수 있다. 접속반(200)의 모니터링 항목은 발전 채널별 전류, 전압, 내부 온도, 기상 데이터들 중의 일부 또는 전부일 수 있다. 접속반(200)은 모니터링된 결과를 표시부에 표시할 수 있으며, 통신부를 통해 외부 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다.The
접속반(200)은 접속반(200) 내부의 화재 발생 여부를 감시할 수 있으며, 화재 감지시 메인 전원 스위치를 오프시켜 태양광 발전 어레이(100)와 인버터(300) 간의 전원 통로를 차단할 수 있다. 이를 위하여, 접속반(200)는 적어도 하나의 화재 감지 센서를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서 화재 감지 센서는 불꽃 감지 센서를 포함할 수 있다. 또한 접속반(200)은 화재 감지시 접속반(200)의 내부에 발생된 화재 및 전원 스위치의 상태를 촬영하는 영상 카메라를 더 포함할 수 있다. 접속반(200)은 화재 감지시 메인 전원 스위치를 차단하는 동시에 접속반(200) 내의 화재 영상 및 전원 스위치 오프 상태를 촬영하여 외부의 모니터링 장치에 전송할 수 있다. The connecting
접속반(200)은 태양광 발전 어레이(100)의 채널(스트링, string)별 전원 정보(DC 전압, DC 전류)를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. 또한 접속반(200)은 접속반(200)의 센서들에서 이상 상태(연기, 화재 및/또는 과열 등)를 감지하면 해당하는 이상 상태(장애) 정보를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. The
인버터(300)는, 접속반(200)으로부터 출력되는 직류 전원을 수신하고, 수신한 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다. 인버터(300)는 변환된 교류 전원을 전력 계통의 전압과 동기화하여 출력할 수 있다. 인버터(300)는 입력측 전원(DC 전압, DC 전류, 전력 등) 및 출력측 전원(AC 전압, AC 전류, 전력, 주파수), 누적 발전량 등의 발전 전원 정보를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. 또한 인버터(300)는 인버터(300)의 이상 동작 정보(장애 정보)를 감지하여 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. The
모니터링 장치(500)는 태양광 발전 어레이(100), 접속반(200) 및/또는 인버터(300)와 이격된 장소에 위치될 수 있으며, 접속반(200) 및 인버터(300)와 유선으로 연결되어 데이터 통신을 할 수 있다. 일반적으로 태양광 발전 어레이(100), 접속반(200) 및 인버터(300)는 같은 장소에 설치될 수 있다. 예를들어, 태양광 발전 시스템이 건물에 설치되는 경우, 태양광 발전 어레이(100), 접속반(200) 및 인버터(300)는 옥상 또는 주차장 등에 설치될 수 있으며, 모니터링 장치(500)는 방재실 또는 행정실 등과 같은 건물의 실내(지상 또는 지하)에 설치될 수 있다. 예를들면, 접속반(200)과 모니터링 장치는 수십 m에서 수백 m 정도 이격될 수 있다. 모니터링 장치(500)는 접속반(200)에서 전송되는 데이터를 표시 및 저장할 수 있다. 데이터는 태양광 발전 시스템에서 생성되는 전원 정보(전류 및/또는 전압)이 될 수 있으며, 접속반(200) 및 (인버터300)의 이상 동작을 나타내는 상태 정보가 될 수 있다. The
계통 연계 장치(400)는 인버터(300)에서 출력되는 교류 전원을 전력 회사에 공급할 수 있다. 계통 연계 장치(400)는 생성된 태양광 발전을 전력 회사로 송출하는 계통을 의미할 수 있다. 계통 연계형 태양광 발전 시스템은 태양광 발전으로 획득되는 전원과 전력회사에서 공급하는 전기를 함께 쓰는 시스템을 의미할 수 있다. 예를들면, 태양광 발전으로 전기를 공급할 수 없을 때에는 전력회사로부터 공급되는 전기를 공급받을 수 있으며, 태양광 발전으로 전기가 남게 되는 경우에는 남은 전기를 전력 회사에 전송할 수 있다.The
통신 중계 장치(600)는 태양광 발전 어레이(100)는 태양광 발전 어레이(100)의 내부 또는 태양광 발전 어레이(100)와 인접하게 설치될 수 있다. 예를들면, 통신 중계 장치는 무선 통신을 수행할 수 있는 노출된 공간(예를들면, 옥상 등과 같이 무선 통신 환경이 양호한 위치)에 위치될 수 있으며, 태양광 발전 어레이(100), 접속반(200) 및/또는 인버터(300)와 유선으로 연결될 수 있다. 통신 중계 장치(600)은 사물 인터넷(internet of things, IOT) 장치일 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 IOT 통신망(700)과 무선 통신을 수행할 수 있다. IOT 통신망(700)는 저전력 저속의 IOT 통신을 서비스할 수 있다. 예를들면, 통신 중계 장치(600)는 설정된 시간 주기로 모니터링 장치(500)에서 출력되는 데이터를 무선 데이터로 변환한 후, IOT 통신망(700)에 전송할 수 있다. The
IOT 통신은 용도에 따라 데이터 사용량, 소비전력, 통신 빈도 등에 따라 선택될 수 있다. 예를들면, 고전력 고속의 IOT 통신 방식은 데이터 사용량이 많고, 이 많고, 소비전력이 상대적으로 높으며, 잦은 통신 빈도를 가지는 IOT 통신에 적합하다. 저전력 저속의 IOT통신 방식은 데이터 사용량이 상대적으로 적으며, 소비전력이 낮고, 통신 빈도가 낮은 IOT 통신에 적합하다. 저전력 저속 IOT 방식은 주기적으로 데이터를 통신하며, 상대적으로 적은 데이터량을 전송하는 곳에 적당할 수 있다. 예를들면, 가스/수도 AMI (Advanced Metering Infrastructure), 환경 모니터링, 시설물 모니터링(태양광 발전, 누수 등), 가로등/보안등 관제, 공용 시설 자산관리(예, 자전거), 작업장 안전관리, 차량 관제, 전력 AMI 등에 사용될 수 있다. 예를들면, IOT 통신망(700)은 SKT의 LoRa(long range area network)를 사용할 수 있다. SKT의 LoRa 망은 전국적으로 통신 망이 구성된 사물 인터넷 망으로서, 태양광 발전 시스템의 감시 데이터의 무선 전송을 전국적으로 실행할 수 있다. IOT communication can be selected according to data usage, power consumption, communication frequency, etc. according to the purpose. For example, the high-power, high-speed IOT communication method is suitable for IOT communication with a lot of data usage, a lot of data, relatively high power consumption, and frequent communication frequency. The low-power, low-speed IOT communication method is suitable for IOT communication with relatively low data usage, low power consumption, and low communication frequency. The low-power, low-speed IOT method periodically communicates data and may be suitable for transmitting a relatively small amount of data. For example, gas/water AMI (Advanced Metering Infrastructure), environmental monitoring, facility monitoring (solar power generation, leaks, etc.), street light/security light control, common facility asset management (eg bicycle), workplace safety management, vehicle control , can be used for power AMI, etc. For example, the
태양광 발전 시스템의 감시 데이터를 사물 인터넷 망을 통해 무선 전송하는 동작을 살펴본다. 모니터링 장치(500)는 매 제1 시간 주기에서 태양광 발전 시스템의 각 장치들의 감시 데이터를 수집 및 저장할 수 있다. 제1 시간이 되면, 모니터링 장치(500)은 접속반(200)의 감시 데이터 및 인버터(200)의 감시 데이터를 입력하여 저장할 수 있다. 또한 태양광 발전 어레이(100)의 내부 또는 주변에 기상관측반이 설치된 경우, 모니터링 장치(500)는 제1 시간 간격으로 통신 중계 장치(600)에 기상 데이터를 요청하고, 통신 중계 자치(600)을 통해 수신되는 기상 데이터를 저장할 수 있다. 모니터링 장치(500)는 제2 시간이 되면, 저장하고 있는 감시 데이터를 통신 중계 장치(600)에 전송할 수 있다. The operation of wirelessly transmitting monitoring data of a photovoltaic power generation system through the Internet of Things network is examined. The
통신 중계 장치(600)는 모니터링 장치(500)과 유선으로 연결될 수 있으며, IOT 통신망(700)과 무선 통신 링크를 형성할 수 있다. 통신 중계 장치(600)은 제2 시간에서 상기 모니터링 장치(500)에서 출력되는 감시 데이터를 수신할 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 수신된 감시 데이터를 분석하여 장치 종류(예를들면, 접속반, 인버터 및/또는 도시되지 않은 기상 관측반)를 확인하고, 수신된 감시 데이터를 확인된 장치에 기반하여 무선 통신 데이터를 생성할 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 무선 통신 데이터를 IOT 통신망(700)에 무선 전송할 수 있다. IOT 통신망(700)은 사물 인터넷 망이 될 수 있으며, 무선 전송되는 태양광 발전 시스템의 감시 데이터를 수신할 수 있으며, 수신된 감시 데이터를 설정된 전자장치에 전송할 수 있다. 예를들면, 설정된 전자장치는 태양광 발전 시스템을 관리하는 사용자/회사의 서버일 수 있다.The
다양한 실시예에 따르면, 태양광 발전 시스템에서 모니터링 장치(500)는 제1 시간에서 각 장치들의 감시 데이터들을 수집하여 저장할 수 있다. 그리고 운영자는 모니터링 장치(500)를 통해 태양광 발전 시스템의 발전 상황을 확인할 수 있다. 또한 모니터링 장치(500)는 제2 시간에서 무선 전송할 장치들의 감시 데이터들 중에서 가장 최근에 수신된 감시 데이터를 통신 중계 장치(600)에 전송할 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 수신되는 감시 데이터의 장치 종류를 확인한 후, 해당 장치에 기반하는 무선 통신 데이터를 생성하여 IOT 통신망(500)에 무선 전송할 수 있다. 여기서 제2 시간은 제1 시간보다 더 긴 시간을 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 제1 시간 간격으로 각 장치들의 감시 데이터를 수집하여 발전 데이터 및 상태들을 모니터링할 수 있으며, 제2 시간 간격으로 감시 데이터를 사물 인터넷망을 통해 무선 통신할 수 있다.According to various embodiments, the
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서 접속반의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining the configuration of a connection panel in a photovoltaic power generation system according to various embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 태양광 발전 어레이(100)는 복수의 태양광 발전 채널(PV1 -PVN)을 포함할 수 있다. 접속반(200)은 제어모듈(210), 부스바(busbar)(220), 전원스위치(230), 불꽃 감지 센서(flame sensor)(240), 열화상 감지센서(250), 카메라(260), 전원데이터 발생기(270)을 포함할 수 있다. 접속반(200)은 구성 요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
태양광 발전 어레이(100)의 태양광 발전 채널(PV1-PVN)은 접속반(200)에서 직류 전원을 공급하는 기본 단위일 수 있다. 태양광 발전 채널(PV1-PVN)은 하나의 태양광 모듈 또는 2개의 이상의 태양광 모듈들을 구성될 수 있다. The photovoltaic power generation channels PV1 - PVN of the
부스바(220)는 태양광 발전 채널(PV1-PVN)들에서 생성되는 직류 전원을 합성할 수 있다. 부스바(220)는 전도성이 있는 금속 막대일 수 있다. 즉, 전기적 에너지를 전달하기 위해 PCB 상에서 전도체(conductor)와 같은 역할을 하는 전기 배선관이 될 수 있으며, 함유 원소의 대부분이 동으로 이루어질 수 있다. 태양광 발전 채널(PV1-PVN)에서 생성되는 직류 전원들은 각각 케이블을 통해 부스바(220)에 인가될 수 있으며, 케이블과 부스바(220)는 볼트로 조여 연결할 수 있다. 일반적으로 고전압인 경우 전원의 흐름이 안정적이어야 하고 저항 특성상 단면적에 반비례하기 때문에 단면적이 넓은 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. The
전원스위치(230)는 부스바(220)와 인버터(300)에 연결될 수 있으며, 부스바(220)에서 합성된 직류 전원을 인버터(300)에 스위칭 연결할 수 있다. The
부스바(220)은 태양광 발전 채널(PV1 -PVN)들과 연결된 케이블과 볼트를 통해 결합될 수 있다. 태양광 발전 채널(PV1 -PVN)의 출력 전원은 태양광량 및 외부 조건(온도, 습도 등)에 따라 변동될 수 있다. 이때 부스바(220)에 순간적인 고전압 및 고전류가 유입되면, 불꽃이 발생될 수 있으며, 이로 인해 화재 발생이 유력한 위치가 될 수 있다. The
불꽃 감지 센서(240)는 접속반(200) 내에서 불꽃 및/또는 화재 발생이 유력한 위치에 설치될 수 있다. 예를들면 불꽃 감지 센서(240)는 부스바(220) 및/또는 채널보드(270)에 근접되게 설치되어, 부스바(220) 및/또는 전원데이터 발생기(270)에서 발생될 수 있는 불꽃을 감지할 수 있다. 불꽃 감지 센서(240)는 화재시(불꽃 발생시) 연소 반응에 의해 불꽃에서 파생되는 열 복사인 적외선 파장(예를들면, 760nm - 1100nm)를 감지하는 센서일 수 있다. 불꽃 감지 센서(240)는 스파크성 불꽃, 근접 거리에서의 발화체 감시 및 점화 확인 등 불꽃 감지가 가능한 센서일 수 있다. The
열화상 감지 센서(250)는 접속반(200) 내에서 발열 및/또는 화재 발생이 유력한 위치에 설치될 수 있다. 예를들면, 열화상 감지 센서(250)는 부스바(220) 및/또는 전원데이터 발생기(270)에 근접되게 설치되어, 부스바(220) 및/또는 전원데이터 발생기(270)에서 발생될 수 있는 발열을 감지할 수 있다. 열화상 감지 센서(250)는 비접촉식 온도 센서이며, 열화상 카메라를 사용할 수 있다. 열화상 감지 센서(250)는 접속반(200)의 내부를 특정한 지점(예를들면, 부스바 및 채널보드)의 열화상 이미지를 촬영할 수 있다. 따라서 열화상 감지 센서(250)는 화재 감지시 화재가 발생된 지점의 온도가 아닌 화재 영역의 열화상 이미지를 획득할 수 있다. The thermal
카메라(260)는 접속반(200)의 내부를 촬영할 수 있다. 카메라(260)는 전원스위치(230) 방향으로 설치될 수 있으며, 화재 감지시 전원 스위치(230)의 상태 및 접속반 내부의 화재 상태를 포함하는 이미지를 촬영할 수 있다. The
전원데이터 발생기(270)는 복수의 채널보드(ChB1-ChM)로 구성될 수 있다. 하나의 채널보드(channel board)는 디지털 변환기(analog to digital converter)를 구비하여 하나 또는 두개 이상의 태양광 발전 채널에서 출력되는 직류 전원을 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 예를들면, 하나의 채널보드는 4개의 태양광 발전 채널들의 직류 전원을 디지털 전원 데이터로 변환할 수 있다. 전원 데이터는 채널 별 DC 전압, DC 전류일 수 있다. 여기서 채널은 스트링(string)일 수 있다.The
제어모듈(210)은 접속반(200) 내의 화재를 감시할 수 있다. 한 실시예에서 제어모듈(210)은 불꽃 감지 센서(240)의 출력을 분석하여 불꽃(예를들면 불꽃 복사열에 의해 생성되는 파장(예를들면, 760nm - 1100nm, 이하 불꽃 파장이라 칭함) 발생 여부를 판단할 수 있다. 제어모듈(210)은 불꽃 파장이 설정 시간이 감지되면, 화재 발생으로 판단할 수 있다. 화재 발생으로 판단되면, 제어모듈(210)은 전원 스위치(230)을 오프시켜 부스바(220)와 인버터(300)의 연결을 차단할 수 있다.The
다른 실시예에서 제어모듈(210)은 불꽃 감지 센서(240)의 출력을 분석할 수 있다. 설정 시간 이상 불꽃 파장 대역이 감지되면, 제어모듈(210)은 열화상 감지 센서(250)의 출력을 분석할 수 있다. 열화상 영상이 감지되면, 제어모듈(210)은 접속반(200) 내의 화재 발생으로 판단할 수 있다. 즉, 제어모듈(210)은 불꽃 감지 센서(240) 및 열화상 감지 센서(250)의 출력을 분석하여 접속반(200) 내의 화재 발생 여부를 판정할 수 있다. 화재 발생으로 판단되면, 제어모듈(210)은 전원 스위치(230)을 오프시켜 부스바(220)와 인버터(300)의 연결을 차단할 수 있다.In another embodiment, the
접속반(200) 내의 화재 발생을 감지하면, 제어모듈(200)은 화재 발생을 경보하고, 카메라(260)를 통해 접속반 내의 화재 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(260)는 전원 스위치(230)의 스위치 상태 및 접속반(200)의 내부 영상을 촬영할 수 있다. 제어모듈(210)은 화재 발생시 열화상 이미지 및 접속반(200) 내의 화재 이미지를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. When detecting the occurrence of a fire in the
제어모듈(200)은 전원 데이터 발생기(270)에서 출력되는 전원 데이터를 채널 별로 수신하여 표시할 수 있다. 제어모듈(200)은 매 제1 시간 주기에서 채널별 전원 데이터를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. 또한 제어모듈(200)은 센서(240) 및/또는 (250)에서 화재 발생이 감지되면, 화재 감지 데이터를 생성하여 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. 화재 감지 데이터는 카메라(260)에서 촬영된 이미지 및/또는 열화상 감지 센서(250)에서 감지된 내부 온도 데이터들을 포함할 수 있다. 또한 제어모듈(200)는 열화상 감지 센서(250)에서 감지되는 내부 온도가 설정된 기준 온도를 초과하는 경우, 내부 온도 초과를 경보하기 위한 내부 온도 데이터를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. 접속반(200)에서 모니터링 장치(500)에 전송되는 감시 데이터는 채널별 전원 데이터, 화재 감지, 내부 온도 및/또는 내부 이미지 등이 될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 통신 중계 장치 구성을 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a communication relay device of a photovoltaic power generation system according to various embodiments of the present invention.
도 3을 참조하면, 통신 중계 장치(600)은 프로세서(610), 메모리(620), 입력부(630), 표시부(640), 제1 통신부(650), 제2 통신부(660)을 포함할 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 구성 요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
프로세서(610)는 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(610)는 예를 들면, 전자 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 프로세서(610)는 SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 프로세서(610)는 다른 구성 요소들 중 적어도 일부(예: 무선통신 처리 모듈)를 포함할 수도 있다. 프로세서(610)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.The
메모리(620)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 내장 메모리는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 메모리(620)는 통신 중계 장치(600)가 수신되는 감시 데이터를 분석하여 장치 종류를 확인하고, 확인된 장치용 프로토콜 변환 및 암호화 동작을 수행하여 무선 데이터로 변환하는 프로그램을 저장할 수 있다. The
입력부(630)는 터치 패널, 및/또는 키(key)를 포함할 수 있다. 표시부(640)는 디스플레이 패널 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널은 LED 및/또는 LCD 패널로 구성될 수 있다. 디스플레이 패널은 입력부(630)의 터치 패널과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. The
제1 통신부(650)는 유선 통신 모듈일 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB (universal serial bus), HDMI (high definition multimedia interface), RS-232 (recommended standard 232), RS-422, RS-485, 또는 POTS (plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를들면, 제1 통신부(650)는 복수의 RS-485 통신 모듈일 수 있다. 예를들면, 제1 통신부(650)는 모니터링 장치(500) 및/또는 도시되지 않은 기상 관측반과 RS-485 통신 방식으로 감시 데이터를 통신할 수 있다.The
제2 통신부(660)는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈은 셀룰러 모듈, WiFi 모듈, 블루투스 모듈, 저전력 장거리(LPWA, low power wide-area) 통신 모듈 및 RF 모듈을 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈은 통신망을 통해서 음성 및 데이터 등을 제공할 수 있다. 셀룰라 모듈은 LTE(long term evolution), 5G 통신 방식으로 구현할 수 있다. LWPA 모듈은 통신 빈도가 낮고, 저용량 데이터를 장거리 전송할 수 있는 방식이다. RF 모듈은 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈은 트랜시버 PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예에서 제2 통신부(660)는 LWPA 모듈 및 RF 모듈로 구성될 수 있다. The
예를들면, IOT 통신망(700)은 LoRa 통신망일 수 있다. LoRa(Long Range)는 LPWA 기술 중 하나로, IBM, 샘테크, 액틸리티, 마이크로칩, KPN, 스위스콤 등의 다양한 사업자가 모여 '로라얼라이언스'를 구성, 개방형 표준기술로 'LoRaWan R1.0'을 발표했다. 로라는 최고 16km 범위에서 배터리(AA)로 5년 이상 구현이 가능하며, 수백만 개의 무선 센서 노드를 게이트웨이에 연결할 수 있다. 이런 경우, 제2 통신부(660)는 LoRa 통신 모듈이 될 수 있으며, IOT통신망(700)에 감시 데이터를 무선 전송할 수 있다. For example, the
프로세서(610)는 제2 시간에서 모니터링 장치(500)으로부터 수신되는 감시 데이터를 분석할 수 있으며, 분석 결과에 따라 수신된 감시 데이터를 장치의 프로토콜 및 암호화 방법의 무선 통신 데이터로 변환할 수 있다. 제2 통신부(660)는 수신된 무선 통신 데이터를 LWPA 방식(예를들면 LoRa)으로 부호화 및 변조할 수 있으며, 이를 무선 신호로 변환하여 IOT 통신망(700)에 무선 전송할 수 있다. The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 상세 구성을 도시하는 도면이다. 4 is a diagram showing a detailed configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 태양광 발전 시스템은 태양광 발전 어레이(100), 접속반(200), 인버터(300), 계통 연계 장치(400), 모니터링 장치(500), 통신 중계 장치(600), 기상 관측반(150) 및 IOT 통신망(700)을 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템은 구성 요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. Referring to FIG. 4, the photovoltaic power generation system includes a
기상 관측반(150)은 기상을 감지하기 위한 복수의 센서들로 구성되는 센서부(160)를 포함할 수 있다. 센서부(160)의 센서들은 수평 일사량을 감지하기 위한 센서, 수직 일사량을 감지하기 위한 센서, 외기 온도를 감지하기 위한 센서, 모듈 온도를 감지하기 위한 센서들을 포함할 수 있다. 기상 관측반(150)는 통신 중계 장치(600)의 제1 통신부(650)와 유선으로 연결되어 RS-485 방식으로 통신할 수 있다. 기상 관측반(150)는 태양광 발전 어레이(100)에 인접한 위치에 설치되어 태양광 발전 어레이(100) 주변의 기상을 관측할 수 있다. The
통신 중계 장치(600)는 모니터링 장치(500)의 기상 요청 데이터를 수신하여 기상 관측반(150)에 송신할 수 있으며, 기상 관측반(150)에서 송신된 관측된 기상 데이터를 수신하여 모니터링 장치(500)에 송신할 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 IOT 통신망(700)과 무선 통신을 수행하기 위하여 무선 통신이 용이한 장소에 설치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서, 통신 중계 장치(600)는 기상 관측반(150)과 인접한 위치에 설치될 수 있다. The
본 발명의 실시예에서 감시 데이터를 무선 통신은 LoRa 망을 사용할 수 있다. LoRa 통신 망은 IoT(사물인터넷) 통신망이 될 수 있다. LoRa 통신망은 수많은 센서 노드들이 망으로 구성이 되어있어 전국 망연동이 가능하다. 따라서 무선 인터넷 망이기 때문에 별도의 유선 인터넷 설치없이 통신이 가능하다. IOT 통신망(700)는 IOT 통신 망을 운영하는 통신망 사업자의 서버인 제1 서버(710)와 태양광 발전 시스템을 운영하는 태양광 사업자의 서버인 제2 서버(720)가 통신할 수 있는 구조를 가진다. 여기서 제1 서버(710)는 SKT ThingPlug(SKT에서 운영하는 서버)일 수 있다. 제2 서버(720)는 태양광 발전 시스템의 감시 데이터가 수신되면 특정인의 전자장치(730, 예를들면 관리자의 스마트 폰)에 수신된 감시 데이터를 전송할 수 있다.In an embodiment of the present invention, monitoring data can be wirelessly communicated using a LoRa network. The LoRa communication network can be an IoT (Internet of Things) communication network. The LoRa communication network is composed of a network of numerous sensor nodes, enabling nationwide network interworking. Therefore, since it is a wireless Internet network, communication is possible without installing a separate wired Internet. The
통신 중계 장치(600)은 기상관측반(150)과 모니터링 장치(500)에 제1 통신부(650)을 통해 연결될 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 모니터링 장치(500)의 요구에 의해 기상관측반(150)으로부터 기상 데이터를 수신하여 모니터링 장치(500)에 송신할 수 있다. 모니터링 장치(500)는 제2 시간에서 각 장치(200, 300, 150)으로부터 수집한 감시 데이터를 통신 중계 장치(600)에 송신할 수 있다. 감시 데이터는 발전에 관련된 데이터 및 기상 데이터일 수 있으며, 또한 해당 장치의 장애 데이터일 수 있다. 제2 시간은 무선 통신 주기일 수 있으며, IOT 통신망(700)의 제1 서버(710, 예를들면 ThingPlug서버)로 무선 데이터를 송신할 수 있는 주기가 될 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 모니터링 장치(500)로부터 수신된 데이터를 분석하여 장치 종류(접속반, 인버터, 기상 관측반)를 판단할 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 판단 결과에 기반하여 감시 데이터를 해당 장치의 프로토콜 변환 및 암호화 알고리즘을 이용하여 무선 데이터로 변환할 수 있으며, 변환된 무선 데이터를 IOT 통신망(700)으로 무선 전송할 수 있다. The
IOT 통신망(700)으로 전송되는 무선 데이터는 제1 서버(710, 예를들면 ThingPlug 서버)에서 태양광 발전 시스템의 사업자 서버인 제2 서버(720)로 전달될 수 있다. 제2 서버(720)는 수신된 감시 데이터를 모바일 어플과 연동시켜 담당자의 전자장치(730)에 전송할 수 있으며, 담당자는 전자장치(730)에 설치된 어플리케이션에서 확인이 가능하다. 감시 데이터는 장애 정보를 포함할 수 있으며, 장애가 발생했을 경우에는 제2 서버(720)는 PUSH 알람을 전송하도록 하여, 담당자가 해당 어플리케이션을 실행하고 있지 않은 상태에서도 확인할 수 있도록 할 수 있다. Wireless data transmitted through the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서 감시 데이터를 무선 전송하는 동작을 도시하는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of wirelessly transmitting monitoring data in a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 접속반(200), 인버터(300), 기상 관측반(150)들은 제조사 별로 다른 감시 데이터들을 생성할 수 있으며, 자체 프로토콜을 사용하여 프로토콜이 동일하지 않을 수 있다. 통신 중계 장치(600)는 각 기종별, 종류별 프로토콜을 등록하여 어떤 장치들도 호환이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서, 접속반(200)에서 수집하는 감시 데이터는 스트링 별 DC 전류 및 전압, 연기 감시, 화재 감시 및 접속반 내부 온도 등이 될 수 있으며, 인버터(300)에서 수집하는 감시 데이터는 입력측의 전원 정보(DC 전압, DC 전류, 전력), 출력측의 전원 정보(AC 전압, AC 전류, 전력, 주파수), 누적 발전량, 인버터의 장애 정보 등이 될 수 있으며, 기상 관측반(150)의 감시 데이터는 모듈 온도, 외기 온도, 수평 일사량 및 경사 일사량 등이 될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the
모니터링 장치(500)는 매 제1 시간에서 감시 데이터를 수신한다. 모니터링 장치(500)는 511 단계에서 접속반(200)에 수집된 감시 데이터의 전송 요청 데이터를 전송하고, 513에서 접속반(200)에서 전송하는 접속반 감시 데이터를 수신할 수 있다. 접속반 감시 데이터는 접속반(200)의 전원 데이터 발생기(270)에서 변환되는 채널(스트링) 별 전원 데이터(DC 전류 및 전압)이 될 수 있다. 또한 접속반(200)는 장애 정보를 감시 데이터로 출력할 수 있다. 장애 정보는 화재 감지 설정 온도를 초과하는 내부 온도 등이 될 수 있다. 이후 521 단계에서 인버터(300)에 수집된 감시 데이터의 전송 요청 데이터를 전송하고, 523 단계에서 인버터(300)에서 전송하는 인버터 감시 데이터를 수신할 수 있다. 인버터 감시 데이터는 입력 DC 전원 정보 및 출력 AC 전원 정보, AC 전원의 주파수, 누적 발전량 등을 포함할 수 있다. 또한 인버터(300)는 내부의 센서등을 통해 인버터의 이상 상태를 감지할 수 있으며, 이상 상태를 감지하면 해당하는 장애 정보를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다. The
모니터링 장치(500)는 기상 관측반(150)과 통신 중계 장치(500)를 통해 연결될 수 있다. 매 제1 시간 주기로 니터링 장치(500)는 531 단계에서 통신 중계 장치(600)에 기상 요청 데이터를 전송하면, 통신 중계 장치(600)는 533 단계에서 기상 관측반(150)에 기상 요청 데이터를 송신할 수 있다. 기상 요청 데이터를 수신하는 기산 관측반(150)이 기상 감시 데이터를 송신하면, 통신 중계 장치(600)는 535 단계에서 이를 수신하고, 537 단계에서 수신된 기상 감시 데이터를 모니터링 장치(500)에 송신할 수 있다. 기상 감시 데이터는 모듈 온도, 외기 온도, 수평 일사량, 경사 일사량 감지 데이터를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시에에서 기상 관측반(150) 통신 중계 장치(600)에 연결되는 구성으로 설명되고 있지만, 기상 관측반(150)는 모니터링 장치(500)에 직접 연결될 수도 있다. The
모니터링 장치(500)는 태양광 발전 시스템의 동작을 감시하는 기능을 수행할 수 있다. 모니터링 장치(600)는 복수의 RS-485 통신부들을 포함할 수 있으며, 각 RS-485통신부는 접속반(200), 인버터(300), 통신 중계 장치(600)에 연결되어 감시 데이터를 통신할 수 있다. 또한 모니터링 장치(600)는 RS-485 통신부를 통해 기상 관측반(150)에 연결될 수도 있다. 본 발명의 실시에에서 모니터링 장치(500)는 매 제1 시간 주기로 접속반(200), 인버터(300) 및 기상 관측반(150)에서 감시 데이터를 수집하는 것으로 예를들어 설명하였다. 그러나 모니터링 장치(500)는 접속반(200), 인버터(300) 및 기상 관측반(150)의 감시 데이터를 서로 다른 시간 주기로 수집할 수도 있다. 또한 접속반(200) 및 인버터(300)는 장애 감지시 모니터링 장치(500)에서 감시 데이터를 요청하는 시점에서 감시 데이터와 함께 장애 정보를 전송할 수 있으며, 또는 장애 정보만을 전송할 수도 있다. 또한 접속반(200) 및 인버터(300)는 장애 감지시 인터럽트 방식으로 모니터링 장치(500)에 즉시 보고할 수도 있다. The
태양광 발전 시스템의 운영자/관리자는 모니터링 장치(500)에 연결된 컴퓨터(510)을 통해 제1 시간 주기로 수집되는 각 장치들의 감시 데이터를 확인할 수 있다. 그러나 태양광 발전 시스템의 운영자/관리자는 항상 컴퓨터 주변에 위치하고 있을 수 없다. 따라서 태양광 발전 시스템의 사업자/운영자/관리자가 원격 이격된 위치에서 태양광 발전 시스템의 동작 상태 및 장애 상태를 감시할 필요가 있다. 일반적으로 모니터링 장치(500)는 태양광 발전 어레이(100)와 이격되는 장소(예를들면 지하실 또는 실내 등과 같은 무선 통신 음영 지역)에 설치될 수 있다. 따라서 무선 통신이 곤란한 상황일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 태양광 발전 어레이(100)이 설치되는 장소와 같이 무선 통신 환경이 양호한 위치에 통신 중계 장치(600)를 설치하고, 모니터링 장치(500)의 감시 데이터를 수신하여 사물 인터넷 망을 통해 무선 전송할 수 있다. The operator/manager of the photovoltaic power generation system can check the monitoring data of each device collected at the first time period through the
매 제2 시간에서 모니터링 장치(500)는 통신 중계 장치(600)에 감시 데이터를 송신할 수 있다. 저전력 장거리 통신 방식을 사용하는 경우, 통신 중계 장치(600)은 데이터를 연속적으로 전송할 수 없으며, 한번에 많은 용량을 가지는 데이터를 전송할 수 없다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 통신 중계 장치(600)는 설정 주기(제2 시간 주기)에서 설정된 용량의 감시 데이터를 무선 데이터로 변환하여 전송할 수 있다. 예를들면, 통신 중계 장치(600)는 매 1분 주기로 한 장치의 감시 데이터를 무선 데이터로 변환하여 저전력 장거리 통신망에 무선 전송할 수 있다. 모니터링 장치(500)는 감시데이타 전송 시간(제2 시간)이 되면, 551 단계에서 전송할 장치(예를들면, 접속반(200), 인버터(300) 또는 기상 관측반(150))의 감시 데이터를 통신 중계 장치(600)로 전송할 수 있다. 이를 수신하는 통신 중계 장치(600)는 553 단계에서 수신된 감시 데이터의 장치 종류를 확인하고, 해당 장치용 프로토콜 변환 및 암호화한 후, 무선 데이터로 변환하여 IOT 통신망(700)에 전송할 수 있다. At every second time, the
태양광 발전 시스템은 제2 시간이 되면, 접속반(200)의 감시 데이터, 인버터(300)의 감시 데이터 또는 기상 관측반(150)의 감시 데이터들 중에서 한 장치의 감시 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 3개 장치의 감시 데이터를 모두 전송하는데 3분의 시간을 필요로 할 수 있다. 이때 감시 데이터의 중요도에 따라 감시 데이터 전송을 반복 전송할 수 있다. 예를들면, 태양광 어레이(100)에서 생성되는 전원의 확인이 더 중요한 경우, 태양광 발전 시스템은 접속반(200)의 감시 데이터 통신 빈도를 더 높일 수 있다. 예를들면, 태양광 발전 시스템은 접속반, 인버터, 접속반, 기상 관측반의 순서로 감시 데이터를 전송할 수도 있다.When the second time comes, the photovoltaic power generation system may transmit monitoring data of one device among the monitoring data of the
또한 태양광 발전 시스템은 장치 장애 발생시 장애 정보를 우선하여 전송할 수 있다. 예를들면, 접속반(200)의 내부 화재가 감지되면, 접속반(200)은 모니터링 장치(500)에 화재 감지를 포함하는 감시 데이터를 전송할 수 있다. 그러면 모니터링 장치(500)은 제2 시간에서 현재 전송할 다른 장치의 감시데이터를 전송하지 않고 장애 정보를 포함하는 장치의 감시 데이터를 우선하여 전송할 수 있다. In addition, the photovoltaic power generation system may preferentially transmit failure information when a device failure occurs. For example, when an internal fire of the connecting
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서 통신 중계 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation of a communication relay device in a photovoltaic power generation system according to various embodiments of the present invention.
도 6을 참조하면, 통신 중계 장치(600)는 611 단계에서 모니터링 장치(500)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 모니터링 장치(500)로부터 수신되는 데이터는 기상 요청 데이터 및 감시 데이터일 수 있다. 611 단계에서 모니터링 장치(500)으로부터 데이터가 수신되면, 통신 중계 장치(600)는 613 단계에서 데이터의 종류를 확인한다. 이때 수신된 데이터가 기상 요청 데이터이면, 통신 중계 장치(600)는 613단계에서 이를 인지하고, 615 단계에서 기상 요청 데이터를 기상 관측반(150)에 송신한다. 기상 관측반이 기상 데이터를 수집하여 전송하면, 통신 중계 장치(600)는 617 단계에서 이를 수신하고, 619 단계에서 수신된 기상 데이터를 모니터링 장치(500)에 송신한다. 모니터링 장치(500)는 제1 시간 간격으로 기상 요청 데이터를 송신할 수 있으며, 통신 중계 장치(600)는 기상 요청 데이터에 기반하여 기상 데이터를 모니터링 장치(500)에 전송할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the
모니터링 장치(500)로부터 수신된 데이터가 무선 통신을 위한 감시 데이터이면, 통신 중계 장치(600)는 631 단계에서 이를 인지하고, 633 단계에서 감시 데이터의 장비를 확인한다. 수신되는 감시 데이터가 접속반(200)의 감시 데이터이면, 통신 중계 장치(600)는 633 단계에서 이를 인지하고 635단계에서 접속반용 프로토콜 변환 및 암호화 동작을 수행하여 접속반 감시 데이터를 무선 데이터로 변환하고, 변환된 접속반 무선 데이터를 641 단계에서 IOT 통신망(700)에 전송할 수 있다. If the data received from the
수신되는 감시 데이터가 인버터(300)의 감시 데이터이면, 통신 중계 장치(600)는 633 단계에서 이를 인지하고 637계에서 인버터용 프로토콜 변환 및 암호화 동작을 수행하여 인버터 감시 데이터를 무선 데이터로 변환하고, 변환된 인버터 무선 데이터를 641 단계에서 IOT 통신망(700)에 전송할 수 있다. If the received monitoring data is monitoring data of the
수신되는 감시 데이터가 기상 관측반(150)의 감시 데이터이면, 통신 중계 장치(600)는 633 단계에서 이를 인지하고 635단계에서 기상 관측반용 프로토콜 변환 및 암호화 동작을 수행하여 기상 감시 데이터를 무선 데이터로 변환하고, 변환된 기상 관측반의 무선 데이터를 641 단계에서 IOT 통신망(700)에 전송할 수 있다. If the received monitoring data is monitoring data of the
예를들면, 모니터링 장치(500)에서 감시 데이터를 수집하는 주기인 제1 시간은 10초 일 수 있으며, 통신 중계 장치(600)의 무선 통신 데이터 전송 주기인 제2 시간은 1분일 수 있다. 모니터링 장치(600)는 10초 간격으로 접속반(200), 인버터(300) 및/또는 기상 관측반(150)의 감시 데이터들을 수집할 수 있으며, 수집된 감시 데이터를 컴퓨터(510)에 저장 및 표시할 수 있다. 그리고 제2 시간이 되면, 장애 정보가 포함된 감시 데이터가 있는가 분석하며, 장애 정보를 포함하는 감시 데이터가 있으면 해당하는 감시 데이터를 우선하여 통신 중계 장치(600)에 출력할 수 있다. 또한 장애 정보가 포함된 감시 데이터가 없으면 설정된 전송 순서에 따라 감시 데이터를 통신 중계 장치(600)에 출력할 수 있다.For example, the first time, which is a period for collecting monitoring data by the
모니터링 장치(500)는 매 제2 시간에서 수집한 감시 데이터를 출력하고, 통신 중계 장치(600)는 이를 해당하는 장치의 무선 통신 데이터로 변환하여 IOT 통신망(700)에 전송할 수 있다. 이때 통신 중계 장치(600)는 무선 데이터가 IOT 통신망(700)에 정상적으로 전송되지 않은 경우, 다음 제2 시간에서 전송되지 않은 감시 데이터를 재전송할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 데이터를 재전송하는 경우, 통신 중계 장치(600)는 무선 통신 데이터의 재전송을 모니터링 장치(500)에 통보할 수 있다. 재전송을 통보받은 모니터링 장치(500)는 다음 제2 시간에서 감시 데이터를 출력하지 않을 수 있다. 또한 재전송을 통보받은 모니터링 장치(500)는 수집된 감시 데이터에 장치의 장애 정보가 포함된 경우, 다음 제2 시간에서 장애가 감지된 장치의 감시 데이터를 전송할 수 있다. 그러면 통신 중계 장치(600)는 재전송 동작을 중단하고 수신된 감시 데이터를 무선 통신 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. The
한 실시예에 따르면, 무선 통신 데이터를 재전송하는 경우, 통신 중계 장치(600)는 이를 모니터링 장치(600)에 통보하지 않을 수 있다. 이런 경우, 통신 중계 장치(600)는 다음 제2 시간에서 수신되는 감시 데이터를 분석하고, 수신되는 감시 데이터가 해당 장치의 장애 정보를 포함하지 않고 있으면, 수신된 감시 데이터를 무선 통신 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 또한 수신 감시 데이터에 장애 정보가 포함되어 있지 않으면, 전송 실패한 감시데이터 및 수신된 감시 데이터 중에서 중요도가 높은 장치의 감시 데이터를 무선 데이터로 변환하여 IOT 통신망(700)에 전송할 수 있다. According to one embodiment, when wireless communication data is retransmitted, the
이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.Although the above description has been described in relation to the preferred embodiments described above, those skilled in the art will readily recognize that various other modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the present invention, It is self-evident that all such changes and modifications fall within the scope of the appended claims.
Claims (11)
복수의 태양광 발전 채널들을 포함하며, 상기 복수의 태양광 발전 채널들을 이용하여 수신되는 태양광 에너지를 직류 전원으로 변환하는 태양광 발전 어레이;
상기 태양광 발전 어레이가 위치된 지역의 기상을 감지하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 기상 관측반;
상기 복수의 태양광 발전 채널들에서 출력되는 각 스트링 직류 전원들을 합성하는 접속반;
상기 접속반에서 출력되는 합성된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터;
상기 접속반 및 상기 인버터에 유선 연결되며, 제1 시간 주기에 기반하여 상기 기상 관측반, 상기 접속반 및 상기 인버터에 데이터 전송을 주기적(periodically)으로 요구하고, 상기 기상 관측반, 상기 접속반 및 상기 인버터에서 전송되는 데이터를 수신하여 저장하는 모니터링 장치; 및
상기 기상 관측반 및 상기 모니터링 장치와 유선으로 연결되며, 상기 제1 시간 주기에 기반하여 상기 모니터링 장치에서 출력되는 상기 기상 관측반의 데이터 전송 요구 신호가 수신되면, 상기 기상 관측반으로부터 상기 기상 관측반에서 감지되는 기상 데이터를 수신하여 상기 모니터링 장치에 전송하고, 제2 시간 주기에 기반하여, 주기적으로 상기 모니터링 장치에 상기 기상 관측반, 상기 접속반 및 상기 인버터의 수집된 데이터 전송을 요구하고, 상기 모니터링 장치에서 전송되는 데이터를 IOT(internet of things) 무선 데이터로 변환하여 IOT 통신망에 무선 전송하는 통신 중계 장치를 포함하며,
상기 제2 시간 주기는 상기 제1 시간 주기 보다 긴 주기를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 원격 감시 장치.
In the remote monitoring device of the photovoltaic power generation system,
a photovoltaic power generation array including a plurality of photovoltaic power generation channels and converting solar energy received using the plurality of photovoltaic power generation channels into DC power;
a weather observation board including at least one sensor for detecting the weather in the area where the photovoltaic array is located;
a connecting board for synthesizing each string DC power output from the plurality of photovoltaic power generation channels;
an inverter converting the synthesized DC power output from the connection board into AC power and outputting the converted AC power;
It is connected to the access panel and the inverter by wire, and periodically requests data transmission from the weather observation panel, the connection panel, and the inverter based on a first time period, and a monitoring device for receiving and storing data transmitted from the inverter; and
When a data transmission request signal of the weather observation team is connected to the weather observation team and the monitoring device by wire and output from the monitoring device based on the first time period, the weather observation team receives a data transmission request signal. The detected meteorological data is received and transmitted to the monitoring device, and based on a second time period, the monitoring device is periodically requested to transmit the collected data of the weather observation board, the connection board, and the inverter, and the monitoring device It includes a communication relay device that converts data transmitted from the device into Internet of Things (IOT) wireless data and wirelessly transmits it to an IOT communication network,
The remote monitoring device for a photovoltaic power generation system, characterized in that the second time period has a longer period than the first time period.
상기 접속반은
상기 복수의 태양광 발전 채널들에서 생성되는 직류전원을 합성하는 부스바;
상기 부스바와 상기 인버터의 입력단에 연결되는 전원스위치;
상기 부스바에서 직류전원 합성 시 발생될 수 있는 불꽃의 열복사 파장을 감지하는 불꽃감지 센서; 및
상기 불꽃감지 센서에서 불꽃이 감지되면 화재로 인식하고, 상기 전원스위치를 제어하여 상기 인버터에서 공급되는 합성된 직류 전원의 경로를 차단하는 제어모듈로 구성되며;
상기 제어모듈은 모니터링 장치에서 데이터 전송 요구시 태양광 발전 채널들에서 생성된 전원 데이터 또는 화재 감지 데이터를 이용하여, 접속반 데이터를 상기 모니터링 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 원격 감시 장치.
According to claim 1,
The connecting board
a bus bar synthesizing DC power generated from the plurality of photovoltaic power generation channels;
a power switch connected to the bus bar and the input terminal of the inverter;
A flame detection sensor for detecting a thermal radiation wavelength of a flame that may be generated when DC power is synthesized in the busbar; and
It is composed of a control module that recognizes a fire when a flame is detected by the flame detection sensor and cuts off a path of synthesized DC power supplied from the inverter by controlling the power switch;
The control module transmits connection panel data to the monitoring device using power data or fire detection data generated from photovoltaic power generation channels when the monitoring device requests data transmission. Device.
상기 접속반은 내부의 영상을 촬영하는 카메라를 더 구비하며,
상기 제어모듈은
상기 접속반 내의 화재가 감지되면 상기 카메라를 구동하여 상기 접속반 내의 화재 영상 데이터를 획득하고, 상기 제1 시간 주기에 기반하여 획득된 상기 화재 영상 데이터를 상기 모니터링 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 원격 감시 장치.
According to claim 3,
The connection panel further includes a camera for taking an image of the inside,
The control module
When a fire in the connection panel is detected, the camera is driven to obtain fire image data in the connection panel, and the fire image data obtained based on the first time period is transmitted to the monitoring device. Remote monitoring device for photovoltaic system.
상기 통신 중계 장치는
상기 모니터링 장치와 유선 연결되는 유선 통신 모듈 및 상기 기상 관측반과 유선 연결되는 유선 통신 모듈을 포함하는 제1 통신부;
상기 IOT 통신망과 무선 링크를 형성하는 무선 통신 모듈을 포함하는 제2 통신부; 및
프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 제1 시간 주기에 기반하여 상기 모니터링 장치에서 출력되는 상기 기상 관측반의 데이터 전송 요구 신호가 수신되면, 상기 기상 관측반에 데이터 전송을 요구하고 상기 기상 관측반에서 전송되는 데이터를 상기 모니터링 장치에 전송하며,
상기 제2 시간 주기에 기반하여 상기 모니터링 장치에 수집된 데이터 전송을 요구하고, 수신되는 상기 모니터링 장치의 전송 데이터를 분석하며,
상기 수신된 데이터가, 상기 기상 관측반의 데이터인 경우, 상기 수신된 데이터를 기상 관측반용 IOT 무선 데이터로 변환하고,
상기 수신된 데이터가 상기 접속반의 데이터인 경우, 상기 수신된 데이터를 접속반용 IOT 무선 데이터로 변환하고,
상기 수신된 데이터가 상기 인버터의 데이터인 경우, 상기 수신된 데이터를 인버터용 IOT 무선 데이터로 변환하며,
변환된 IOT 무선 데이터를 상기 제2 통신부를 통해 상기 IOT 통신망에 무선 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 원격 감시 장치.
According to claim 1,
The communication relay device
a first communication unit including a wired communication module wiredly connected to the monitoring device and a wired communication module wiredly connected to the weather observation panel;
a second communication unit including a wireless communication module forming a wireless link with the IOT communication network; and
contains a processor;
the processor,
When the data transmission request signal of the weather observation team outputted from the monitoring device based on the first time period is received, data transmission is requested to the weather observation team and the data transmitted from the weather observation team is transmitted to the monitoring device. and
Based on the second time period, the monitoring device is requested to transmit the collected data, and the received transmission data of the monitoring device is analyzed;
When the received data is data of the weather observation team, converting the received data into IOT wireless data for the weather observation team;
When the received data is data of the connection board, converting the received data into IOT wireless data for the connection board;
When the received data is data of the inverter, converting the received data into IOT wireless data for the inverter;
Remote monitoring device for a photovoltaic power generation system, characterized in that for wirelessly transmitting the converted IOT wireless data to the IOT communication network through the second communication unit.
상기 복수의 태양광 발전 채널들에서 출력되는 직류 전원들을 합성하는 접속반;
합성된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터;
상기 접속반 및 상기 인버터에 유선 연결되는 모니터링 장치; 및
상기 모니터링 장치와 유선으로 연결되며, IOT(internet of things) 통신망과 무선 통신하는 통신 중계 장치를 포함하는 태양광 발전 시스템의 원격 감시 방법에 있어서,
제1 시간 주기에 기반하여, 주기적으로, 상기 모니터링 장치가, 상기 접속반 및 상기 인버터로부터, 접속반 데이터 및 인버터 데이터를 수신하여 저장하는 모니터링 장치의 데이터 수집 과정; 및
제2 시간 주기에 기반하여, 주기적으로, 상기 통신 중계 장치가 상기 모니터링 장치에 수집된 데이터를 수신하여 IOT 무선 데이터로 변환하고, 변환된 IOT 무선 데이터를 상기 IOT 통신망에 전송하는 통신 중계 장치의 IOT 무선 데이터 전송 과정을 포함하며,
상기 모니터링 장치의 데이터 수집 과정은,
상기 접속반에 데이터의 전송을 요구하고, 상기 접속반에서 전송되는 상기 접속반 데이터를 수신하여 저장하는 과정; 및
상기 인버터에 데이터의 전송을 요구하고 상기 인버터에서 전송되는 상기 인버터 데이터를 수신하여 저장하는 과정을 포함하며,
상기 통신 중계 장치의 IOT 무선 데이터 전송 과정은,
상기 통신 중계 장치가 상기 모니터링 장치에 수집된 데이터 전송을 요구하는 과정;
상기 모니터링 장치에서 전송되는 상기 접속반 데이터 및 상기 인버터 데이터를 수신하는 과정;
수신된 상기 접속반 데이터 및 상기 인버터 데이터를 IOT 무선 데이터로 변환하는 과정; 및
상기 변환된 IOT 무선 데이터를 상기 IOT 통신망에 전송하는 과정을 포함하며,
상기 제2 시간 주기는 상기 제1 시간 주기보다 긴 주기를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 원격 감시 방법.
a photovoltaic array having a plurality of photovoltaic power generation channels and converting solar energy received using the plurality of photovoltaic power generation channels into DC power;
a connecting board for synthesizing DC power output from the plurality of photovoltaic power generation channels;
an inverter that converts the synthesized DC power into AC power and outputs it;
a monitoring device connected to the connecting panel and the inverter by wire; and
In the remote monitoring method of a solar power generation system including a communication relay device connected to the monitoring device by wire and wirelessly communicating with an internet of things (IOT) communication network,
a data collection process of a monitoring device in which the monitoring device periodically receives and stores connection board data and inverter data from the connection board and the inverter based on a first time period; and
Based on the second time period, the communication relay device periodically receives the data collected by the monitoring device, converts it into IOT wireless data, and transmits the converted IOT wireless data to the IOT communication network. Including the process of wireless data transmission,
The data collection process of the monitoring device,
requesting transmission of data to the connection board, receiving and storing the connection board data transmitted from the connection board; and
Requesting transmission of data from the inverter and receiving and storing the inverter data transmitted from the inverter,
The IOT wireless data transmission process of the communication relay device,
requesting, by the communication relay device, to transmit the collected data to the monitoring device;
receiving the connection panel data and the inverter data transmitted from the monitoring device;
converting the received connection panel data and the inverter data into IOT wireless data; and
Transmitting the converted IOT wireless data to the IOT communication network,
The remote monitoring method of the photovoltaic system, characterized in that the second time period has a longer period than the first time period.
상기 태양광 발전 시스템은 상기 통신 중계 장치와 유선 연결되며, 상기 태양광 발전 어레이가 위치된 지역의 기상을 감지하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 기상 관측반을 더 구비하며,
상기 모니터링 장치의 데이터 수집 과정은,
상기 제1 시간 주기에 기반하여 상기 통신 중계 장치에 기상 관측반 데이터의 전송을 요구하는 과정;
상기 통신 중계 장치에서 전송되는 기상 관측반 데이터를 수신하여 저장하는 과정을 더 포함하며,
상기 통신 중계 장치의 IOT 무선 데이터 전송 과정은
상기 제2 시간 주기에 기반하여 상기 모니터링 장치에서 전송되는 상기 기상 관측반 데이터를 수신하는 과정;
수신된 상기 기상 관측반 데이터를 IOT 무선 데이터로 변환하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 원격 감시 방법.
According to claim 7,
The photovoltaic power generation system further includes a weather observation panel connected to the communication relay by wire and including at least one sensor for detecting the weather in a region where the photovoltaic array is located,
The data collection process of the monitoring device,
requesting transmission of weather observation team data from the communication relay device based on the first time period;
Further comprising receiving and storing weather observation deck data transmitted from the communication relay device,
IOT wireless data transmission process of the communication relay device
receiving the weather observation deck data transmitted from the monitoring device based on the second time period;
The remote monitoring method of the photovoltaic system further comprising the step of converting the received weather station data into IOT wireless data.
상기 태양광 발전 어레이가 위치된 지역의 기상을 감지하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 기상 관측반;
상기 복수의 태양광 발전 채널들에서 출력되는 직류 전원들을 합성하는 접속반; 합성된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터;
상기 접속반 및 상기 인버터에 유선 연결되며, 제1 시간 주기에 기반하여, 주기적으로, 상기 기상 관측반, 상기 접속반 및 상기 인버터에 데이터의 전송을 요구하고, 상기 기상 관측반, 상기 접속반 및 상기 인버터에서 전송되는 데이터를 수신하여 저장하는 모니터링 장치; 및
상기 기상 관측반 및 상기 모니터링 장치와 유선 연결되는 통신 중계 장치를 포함하는 태양광 발전 시스템에서 상기 통신 중계 장치의 원격 감시 방법에 있어서,
상기 제1 시간 주기에 기반하여, 주기적으로, 상기 모니터링 장치의 기상 관측반 데이터 전송 요구 신호가 수신되면, 상기 기상 관측반에 데이터의 전송을 요구하고, 상기 기상 관측반에서 전송되는 상기 기상 관측반 데이터를 상기 모니터링 장치에 전송하는 과정; 및
제2 시간 주기에 기반하여, 주기적으로, 상기 모니터링 장치에 수집된 데이터의 전송을 요구하고, 상기 모니터링 장치에서 전송되는 데이터를 IOT 무선 데이터로 변환하여 IOT 통신망에 전송하는 IOT 무선 데이터 전송 과정으로 이루어지며,
상기 IOT 무선 데이터 전송 과정은,
수신되는 데이터의 장치를 분석하는 과정;
상기 분석하는 과정에서, 상기 수신되는 데이터가 상기 접속반에서 전송된 데이터인 경우, 상기 수신되는 데이터를 접속반용 IOT 무선 데이터로 변환하는 과정;
상기 분석하는 과정에서, 상기 수신되는 데이터가 상기 인버터에서 전송된 데이터인 경우, 상기 수신되는 데이터를 인버터용 IOT 무선 데이터로 변환하는 과정;
상기 분석하는 과정에서, 상기 수신되는 데이터가 기상 관측반에서 전송된 데이터인 경우, 상기 수신되는 데이터를 기상 관측반용 IOT 무선 데이터로 변환하는 과정; 및
상기 변환된 IOT 무선 데이터를 IOT 통신망에 전송하는 과정으로 이루어지며,
상기 제2 시간 주기는 상기 제1 시간 주기보다 긴 주기를 가지는 것을 특징으로 하는 원격 감시 방법.
a photovoltaic array having a plurality of photovoltaic power generation channels and converting solar energy received using the plurality of photovoltaic power generation channels into DC power;
a weather observation board including at least one sensor for detecting the weather in the area where the photovoltaic array is located;
a connecting board for synthesizing DC power output from the plurality of photovoltaic power generation channels; an inverter that converts the synthesized DC power into AC power and outputs it;
It is connected to the access panel and the inverter by wire, and periodically requests transmission of data from the weather observation panel, the connection panel, and the inverter based on a first time period, and the weather observation panel, the connection panel and a monitoring device for receiving and storing data transmitted from the inverter; and
In the remote monitoring method of the communication relay device in a photovoltaic power generation system including a communication relay device connected to the weather observation board and the monitoring device by wire,
Based on the first time period, when a signal requesting transmission of data from the weather observation squad is received, the monitoring device requests transmission of data from the weather observation squad, and the weather observation squad transmits data from the weather observation squad. transmitting data to the monitoring device; and
An IOT wireless data transmission process of periodically requesting the monitoring device to transmit the collected data based on a second time period, converting the data transmitted from the monitoring device into IOT wireless data, and transmitting the data to the IOT communication network. lose,
The IOT wireless data transmission process,
The process of analyzing the device of the received data;
converting the received data into IOT wireless data for an access panel when the received data is data transmitted from the access panel during the analyzing process;
converting the received data into IOT wireless data for an inverter when the received data is data transmitted from the inverter in the analyzing process;
converting the received data into IOT wireless data for a weather observation van, when the received data is data transmitted from a weather observation van, during the analysis; and
It consists of a process of transmitting the converted IOT wireless data to an IOT communication network,
The remote monitoring method, characterized in that the second time period has a longer period than the first time period.
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