KR102578001B1 - 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102578001B1
KR102578001B1 KR1020180022775A KR20180022775A KR102578001B1 KR 102578001 B1 KR102578001 B1 KR 102578001B1 KR 1020180022775 A KR1020180022775 A KR 1020180022775A KR 20180022775 A KR20180022775 A KR 20180022775A KR 102578001 B1 KR102578001 B1 KR 102578001B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power generation
solar cell
cell array
solar
information
Prior art date
Application number
KR1020180022775A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190102419A (ko
Inventor
고석갑
이현용
김낙우
이병탁
이동수
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020180022775A priority Critical patent/KR102578001B1/ko
Publication of KR20190102419A publication Critical patent/KR20190102419A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102578001B1 publication Critical patent/KR102578001B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광 발전 모니터링 기술에 관한 것으로, 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들의 위치 정보 및 전기적 구성 정보를 저장하고 있는 메모리; 무인 비행체와 통신하여 상기 무인 비행체의 위치 정보를 수신하는 통신 모듈; 외부 환경 정보 센서에 의해 측정된 정보, 상기 메모리에 저장된 정보 및 상기 무인 비행체의 위치 정보를 근거로 하여 검사 대상의 태양 전지 어레이에 대한 발전량을 예측하는 발전량 예측 모듈; 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 측정하는 발전량 측정 센서; 및 측정된 태양 전지 어레이별 발전량과 예측된 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 비교하여, 검사 대상의 태양 전지 어레이의 고장을 판단하는 고장 판단 모듈을 포함하는 태양광 발전 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법{Solar power monitoring system and method}
본 발명은 태양광 발전 모니터링 기술에 관한 것으로, 상세하게는 무인비행체를 이용한 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
태양광 발전 시스템은 넓은 지역에 걸쳐 설치된 많은 태양전지 모듈로 구성되어 있다. 대규모로 설치된 태양전지 장치(패널, 모듈, 어레이 등)를 유지 및 보수하기 위해서는 많은 시간과 인력이 필요하다.
기존의 태양광 발전 모니터링 방법으로, 고장 발생 시 구역을 나눠 직접 사람이 점검하는 방법이 있다. 이러한 태양광 발전 모니터링 방법은 많은 시간이 걸리고, 위험하며, 발전 시스템 전체 또는 일부를 중단해야 하는 문제가 있다.
기존의 태양광 발전 모니터링 방법으로, 태양전지 패널, 태양전지 모듈 혹은 태양전지 셀 단위로 센서를 설치하여 모니터링 하는 방법이 있다.
이러한 센서를 이용한 모니터링 방법은 실시간으로 태양전지들을 모니터링 할 수 있는 장점이 있으나, 센서 설치에 많은 비용이 소요되고, 센서 자체도 유지 및 보수를 해야 하는 문제가 있다.
태양광 발전 모니터링에 대한 또 다른 방법으로는, 무인비행체에 설치된 적외선 카메라를 이용하는 방법이 있다.
태양전지에 이상이 발생하는 경우, 태양전지에 이상 발열이 생기거나, 또는 상대적으로 열이 나타나지 않을 수 있는데, 이러한 발열 상황을 적외선 카메라를 이용하여 관찰하면, 이상 있는 태양전지를 찾을 수 있다.
이러한 적외선 카메라를 이용한 모니터링 방법은 적외선 카메라가 고가인 점, 태양전지의 후면에 생기는 이상에 대해서는 검출이 어렵다는 문제점 등이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 무인비행체를 이용하여 태양전지에 그림자를 형성하거나 광을 조사하여 변화되는 생산전력을 바탕으로 태양광 발전 상태를 모니터링 할 수 있는 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템은, 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들의 위치 정보 및 전기적 구성 정보를 저장하고 있는 메모리; 무인 비행체와 통신하여 상기 무인 비행체의 위치 정보를 수신하는 통신 모듈; 외부 환경 정보 센서에 의해 측정된 정보, 상기 메모리에 저장된 정보 및 상기 무인 비행체의 위치 정보를 근거로 하여 검사 대상의 태양 전지 어레이에 대한 발전량을 예측하는 발전량 예측 모듈; 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 측정하는 발전량 측정 센서; 및 측정된 태양 전지 어레이별 발전량과 예측된 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 비교하여, 검사 대상의 태양 전지 어레이의 고장을 판단하는 고장 판단 모듈을 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 무인 비행체를 이용하여 태양 전지 패널에 적용되는 광량을 조절하면서, 조절에 따라 생산되는 발전량과 예측 발전량의 비교를 통해 태양 전지 장치의 정상 동작 여부를 모니터링 할 수 있다.
따라서, 고가의 영상 장치 및 적외선 카메라가 없이도 무인 비행체를 이용하여 태양광 패널의 이상여부를 모니터링 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 태양광 발전 모니터링 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템에 있어서 그림자 발생막을 이용하여 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시키는 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템에 있어서 조명 장치를 이용하여 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시키는 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 6 및 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템이 검사 대상의 태양 전지 어레이의 고장 여부를 판단하는 방법을 설명하기 도면들이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “바로 ~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 본 발명에서 제안하는 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 태양 전지 장치(20)에 적용되는 광량을 무인 비행체(30)를 이용하여 조절하면서, 조절에 따라 생산되는 발전량과 예측 발전량의 비교를 통해 태양 전지 장치(20)의 정상 동작 여부를 모니터링 할 수 있도록 구현된다.
이를 위해, 상기 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 적어도 하나 이상의 센서로 구성되는 센서 모듈(11), 외부 장치와의 통신을 위한 적어도 하나 이상의 통신 모듈(12), 기능 수행에 필요한 알고리즘(혹은 프로그램) 및 동작 수행 결과를 저장하는 적어도 하나 이상의 저장소(13) 및 저장소(14), 사용자와의 인터페이싱을 위한 사용자 인터페이스(15), 기능 수행을 하는 적어도 하나 이상의 프로세서(16) 등으로 구성될 수 있다.
상기 저장소(14)는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 저장소(14)는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.
상기 프로세서(16)는 중앙처리 장치(central processing unit (CPU))이거나, 혹은 메모리(13)에 저장된 알고리즘(혹은 프로그램)을 처리하는 반도체 장치일 수 있다.
상기 태양 전지 장치(20)는 태양광을 이용하여 생성되는 전기를 인버터 혹은 PCS(Power Converter/Control System)로 공급할 수 있다.
그리고, 상기 태양 전지 장치(20)는 다수의 태양 전지 어레이들로 구성되며, 각 태양 전지 어레이는 태양 전지 패널들로 이루어지며, 각 태양 전지 패널들은 다수의 태양 전지 셀들로 이루어지는 태양 전지 모듈들로 구성된다.
상기 무인 비행체(30)는 기 설정된 경로 혹은 태양광 발전 모니터링 시스템(10)의 제어 명령에 따라 이동하여 비행한다.
상기 무인 비행체(30)는 그림자 발생막(31) 및 조명 장치(32) 중 적어도 하나를 장착하고 있으며, 위치 정보 획득 모듈(ex, GPS 신호 수신 모듈 등)을 포함한다.
상기 무인 비행체(30)에 장착되는 그림자 발생막(31) 혹은 조명 장치(32)는 태양 전지 장치(20)의 발전량을 변화시키기 위해 구비된다.
상기 그림자 발생막(31)은 태양 전지 장치(20)의 발전량을 감소시키기 위해 구비되고, 조명 장치(32)는 태양 전지 장치(20)의 발전량을 증가시키기 위해 구비된다.
상기 무인 비행체(30)에 장착된 그림자 발생막의 크기는 조절될 수 있으며, 무인 비행기(30)에 장착된 조명 장치로부터 방사되는 빛의 밝기는 조절될 수 있다.
그리고, 상기 무인 비행체(30)는 위치 정보 획들 모듈에 의해 획득되는 위치 정보를 태양광 발전 모니터링 시스템(10)으로 제공한다.
또한, 상기 무인 비행체(30)는 시간별 비행 기록을 저장할 수 있으며, 비행 기록은 고도 및 위치를 포함한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 태양광 발전 모니터링 시스템(200)은 도 1의 태양광 발전 모니터링 시스템(10)에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템(200)은 외부 환경 정보 센서(210), 발전량 측정 센서(220), 메모리(230), 통신 모듈(240), 발전량 예측 모듈(250), 고장 판단 모듈(260), 비행 제어 모듈(270) 및 저장소(280)로 구성될 수 있으나, 태양광 발전 모니터링 시스템(200)의 구성이 본 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
상기 외부 환경 정보 센서(210)는 태양 전지 장치(20)의 온도를 측정하는 온도 센서, 태양 전지 장치(20)에 가해지는 광의 밝기를 측정하는 조도 센서 등으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 온도 센서는 태양 전지 패널별 혹은 태양 전지 어레이별 온도를 측정할 수 있고, 조도 센서는 태양 전지 패널별 혹은 태양 전지 어레이별 광의 밝기를 측정할 수 있다.
상기 외부 환경 정보 센서(210)는 측정된 외부 환경 정보(태양 전지 장치의 온도, 태양 전지 장치에 가해지는 광의 밝기 등)를 발전량 예측 모듈(250)로 제공한다.
상기 발전량 측정 센서(220)는 태양 전지 장치(20)의 발전량을 측정하여 고장 판단 모듈(260)로 제공한다.
이때, 상기 발전량 측정 센서(220)는 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 측정할 수 있으며, 전압, 전류 및 전력 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다.
또한, 상기 발전량 측정 센서(220)는 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 시간별로 저장소(280)에 저장할 수 있다.
상기 메모리(230)는 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들의 위치 정보 및 전기적 구성 정보(태양 전지 패널들의 전기적 연결 관계, ex) 병렬, 직렬)를 저장하고 있다.
상기 통신 모듈(240)은 무인 비행체(30)와의 통신을 통해 무인 비행체(30)의 위치 정보를 수신하여 발전량 예측 모듈(250)로 제공한다.
상기 발전량 예측 모듈(250)은 외부 환경 정보 센서(210)로부터의 외부 환경 정보, 메모리(230)에 저장된 태양 전지 패널들에 대한 위치 정보 및 전기적 구성 정보, 통신 모듈(240)로부터의 무인 비행체(30)에 대한 위치 정보를 근거로 하여 검사 대상의 태양 전지 어레이에 대한 발전량을 예측한다.
이때, 상기 발전량 예측 모듈(250)은 무인 비행체(30)에 대한 위치 정보를 바탕으로 그림자 발생막의 그림자에 의해 가려지는 태양 전지 패널에 대한 정보를 알 수 있도록 구성되어 있다.
예를 들어, 상기 발전량 예측 모듈(250)은 무인 비행체 위치별 발전량 변화 대상 태양 전지 패널 정보를 매트릭스 형태로 저장하고 있을 수 있다.
혹은, 상기 발전량 예측 모듈(250)은 메모리(230)에 매트릭스 형태로 저장된 무인 비행체 위치별 발전량 변화 대상 태양 전지 패널 정보를 이용하여, 무인 비행체(30)에 대한 위치 정보를 바탕으로 그림자 발생막의 그림자에 의해 가려지는 태양 전지 패널에 대한 정보를 알 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 발전량 예측 모듈(250)은 예측된 태양 전지 어레이의 발전량을 고장 판단 모듈(260)로 제공한다.
상기 고장 판단 모듈(260)은 발전량 측정 센서(220)에 의해 측정된 태양 전지 어레이별 발전량과 발전량 예측 모듈(250)에 의해 예측된 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 비교하여, 검사 대상의 태양 전지 어레이의 고장을 판단한다.
예를 들어, 상기 고장 판단 모듈(260)은 발전량 측정 센서(220)에 의해 측정된 태양 전지 어레이별 발전량과 발전량 예측 모듈(250)에 의해 예측된 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량의 차가 기 설정된 임계값 이상인 경우에 검사 대상의 태양 전지 어레이가 고장 난 것으로 판단할 수 있으나, 고장 판단 모듈(260)의 고장 판단 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 고장 판단 모듈(260)은 고장 판단 결과를 저장소(280)에 저장할 수 있다.
또한, 상기 고장 판단 모듈(260)은 고장 판단 결과 재차 고장 판단이 이루어져야 할 상황인 경우(ex, 발전량 측정 센서(220)에 의해 측정된 태양 전지 어레이별 발전량과 발전량 예측 모듈(250)에 의해 예측된 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량의 차가 재 판단 설정 값에 해당하는 경우 등), 무인 비행체(30)를 제어하기 위한 명령(제어 명령)을 비행 제어 모듈(270)로 송출할 수 있다.
예를 들어, 상기 고장 판단 모듈(260)은 비행 제어 모듈(270)로 무인 비행체(30)의 재 비행 명령을 송출하거나, 무인 비행체(30)의 고도 조절 명령을 송출할 수 있다.
다른 예로, 상기 고장 판단 모듈(260)은 비행 제어 모듈(270)로 무인 비행체(30)에 장착된 그림자 발생막(30)의 크기 조절 명령 혹은 무인 비행체(30)에 장착된 조명 장치(32)의 조명 밝기 제어 명령을 송출할 수 있다.
상기 비행 제어 모듈(270)은 무인 비행체(30)에 대한 비행 제어를 수행하는 것으로서, 기 설정된 경로를 따라 무인 비행체(30)가 비행하도록 하거나, 고장 판단 모듈(260)로부터의 제어 명령에 따라 무인 비행체(30)가 비행하도록 한다.
특히, 상기 비행 제어 모듈(270)은 무인 비행체(30)를 기 설정된 지점에 위치시켜, 무인 비행체(30)의 그림자 발생막(31) 혹은 조명 장치(32)에 의해 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시킨다.
또한, 상기 비행 제어 모듈(270)은 고장 판단 모듈(260)로부터의 제어 명령에 따라 무인 비행체(30)에 장착된 그림자 발생막(31)의 크기를 조절하거나, 무인 비행체(30)에 장착된 조명 장치(32)의 조명 밝기를 조절할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 구성 및 구성별 기능에 대해서 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 태양광 발전 모니터링 동작에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템의 태양광 발전 모니터링 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3에 도시된 단계별 동작은 이상에서 살펴본 태양광 발전 모니터링 시스템(도 1의 10, 도 2의 200)에 의해 수행될 수 있는 것으로, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시키기 위하여 무인 비행체(30)를 기 설정된 지점에 위치시킨다(S300).
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템에 있어서 그림자 발생막을 이용하여 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시키는 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 4에서와 같이, 그림자 발생막을 이용하여 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시키는 경우, 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량은 감소하기 때문에, 발전량 변화 대상 태양 전지 패널이 포함된 태양 전지 어레이의 발전량은 감소한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템에 있어서 조명 장치를 이용하여 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시키는 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 5에서와 같이, 조명 장치를 이용하여 전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량을 변화시키는 경우, 발전량 변화 대상 태양 전지 패널의 발전량은 증가하기 때문에, 발전량 변화 대상 태양 전지 패널이 포함된 태양 전지 어레이의 발전량은 증가한다.
상기 단계 S300 이후, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 측정한다(S310).
그리고, 상기 단계 S300 이후, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 외부 환경 정보 센서(210)에 의해 획득되는 외부 환경 정보(ex, 태양 전지 장치의 온도, 태양 전지 장치에 가해지는 광의 밝기 등), 메모리(230)에 저장된 태양 전지 패널들에 대한 위치 정보 및 전기적 구성 정보 및 통신 모듈(240)에 의해 획득되는 무인 비행체(30)에 대한 위치 정보를 근거로 하여 검사 대상의 태양 전지 어레이에 대한 발전량을 예측한다(S320).
상기 단계 S310 및 단계 S320은 독립적으로 이루어지기 때문에, 시스템 설계 환경에 따라, 단계 S310가 수행된 후 단계 S320가 수행되거나, 단계 S320가 수행된 후 단계 S310가 수행되거나, 단계 S310 및 단계 S320가 병렬적으로 수행될 수 있다.
다만, 설명을 위해, 본 실시 예에서는 검사 대상의 태양 전지 어레이의 발전량을 측정하는 것(S310)이 검사 대상의 태양 전지 어레이에 대한 발전량을 예측하는 것(S310)보다 우선적으로 이루어지는 것으로 설명한다.
상기 단계 S320 이후, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 측정된 발전량과 예측된 발전량을 비교하여, 검사 대상의 태양 전지 어레이의 고장을 판단하고(S330), 고장 판단 결과를 저장소(도 1의 14, 도 2의 280)에 저장한다.
상기 단계 S330에서, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 측정된 발전량과 예측된 발전량의 차가 임계 값 이상인 경우에 검사 대상의 태양 전지 어레이가 고장 난 것으로 판단한다.
상기 단계 S330에서, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 고장 판단 결과 재차 고장 판단이 이루어져야 할 상황인지를 판단하여(S340), 재차 고장 판단이 이루어져야 할 상황인 것으로 판단하면(S340-예), 무인 비행체(30)를 제어하기 위한 명령(제어 명령)을 무인 비행체(30)로 송출한다(S350).
상기 단계 S350에서, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 무인 비행체(30)로 무인 비행체(30)의 재 비행 명령을 송출하거나, 무인 비행체(30)의 고도 조절 명령을 송출할 수 있다.
상기 단계 S350에서, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 무인 비행체(30)로 그림자 발생막(31)의 크기 조절 명령 혹은 조명 장치(32)의 조명 밝기 제어 명령을 송출할 수 있다.
그리고, 상기 단계 S350 이후, 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 단계 S310을 수행한다.
반면, 상기 단계 S340에서의 판단 결과, 재차 고장 판단이 이루어져야 할 상황이 아닌 것으로 판단하면(S340-아니오), 태양광 발전 모니터링 시스템(10)은 태양광 발전 모니터링 동작을 종료한다.
도 6 및 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템이 검사 대상의 태양 전지 어레이의 고장 여부를 판단하는 방법을 설명하기 도면들이다.
도 6 및 7에서 검사 대상의 태양 전지 어레이가 6개의 태양 전지 패널로 구성되고, 모든 태양 전지 패널에 태양광 광량이 100W/m2가 들어오는 것으로 가정하고, 각 태양 전지 패널의 개방 전압은 43V이고, 각 태양 전지 패널의 최대전류는 3.4A인 것으로 가정한다.
그리고, 태양 전지 패널의 내부저항이 모두 동일하다고 가정하면, 태양 전지 어레이의 출력 전압(V)은 각 직렬 태양 전지 패널의 전압(V1, V2, V3, V4, V5, V6)의 합들의 평균이 된다.
즉, 태양 전지 어레이의 출력 전압(V)은 {(V1+V2+V3)+(V4+V5+V6)}/2가 되고, 전압을 대입하면, {(43V+43V+43V)+(43V+43V+43V)}/2=129V가 된다.
그리고, 직렬로 연결된 태양 전지 패널에서의 출력전류는 동일하고, 병렬로 연결된 태양 전지 패널에서의 출력전류는 합이 되기 때문에, 태양 전지 어레이의 최대 출력전류(I)는 3.4A+3.4A=6.8A가 된다.
이 상태에서, 도 7에서와 같이 패널2(P2)을 그림자로 가려 광량을 500mW/m2로 낮춘 것으로 가정하면, 패널2(P2)의 개방 전압은 41V이고, 최대 전류는 1.7A가 된다.
이때, 태양 전지 어레이의 출력 전압(V)은 {(43V+41V+43V)+(43V+43V+43V)}/2=128V가 되고, 태양 전지 어레이의 최대 출력전류(I)는 1.7A+3.4A=5.1가 된다.
따라서, 패널2(P2)가 정상인 경우, 태양 전지 어레이의 측정된 출력 전압(V)은 128V이고, 태양 전지 어레이의 측정된 최대 출력전류(I)는 5.1A이어야 한다.
이를 바탕으로, 만약 실제 측정된 출력 전압(V)이 128V이고, 실제 측정된 최대 출력전류(I)는 5.1A이면, 패널2(P2)는 정상적인 태양 전지 패널인 것으로 판단될 것이다.
반면 실제 측정된 출력 전압(V)이 128V가 아니고, 실제 측정된 최대 출력전류(I)는 5.1A가 아니면, 패널2(P2)는 고장 난 태양 전지 패널인 것으로 판단될 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 기능 혹은 모든 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 200 : 태양광 발전 모니터링 시스템
11 : 센서 모듈 12 : 통신 모듈
13 : 메모리 14 : 저장소
15 : 사용자 인터페이스 16 : 프로세서
20 : 태양 전지 장치 30 : 무인 비행체
210 : 외부 환경 정보 센서 220 : 발전량 측정 센서
230 : 메모리 240 : 통신 모듈
250 : 발전량 예측 모듈 260 : 고장 판단 모듈
270 : 비행 제어 모듈 280 : 저장소

Claims (12)

  1. 검사하고자 하는 태양 전지 어레이의 발전량을 변화시키기 위해 무인 비행체를 상기 태양 전지 어레이의 위치로 이동하도록 제어하는 비행 제어 모듈;
    상기 무인 비행체에 의해 변화된 상기 태양 전지 어레이의 발전량을을 측정하는 발전량 측정 센서;
    외부 환경 정보 센서에 의해 측정된 정보, 메모리에 저장된 상기 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들의 위치 정보, 상기 태양 전지 패널들의 전기적 연결 관계를 나타내는 전기적 구성 정보 및 통신 모듈로부터의 상기 무인 비행체에 대한 위치 정보를 이용하여 상기 태양 전지 어레이의 발전량을 예측하는 발전량 예측 모듈; 및
    상기 발전량 측정 센서에 의해 측정된 발전량과 상기 발전량 예측 모듈에 의해 예측된 발전량을 비교하여, 상기 태양 전지 어레이의 고장을 판단하는 고장 판단 모듈을 포함하고,
    상기 무인 비행체는,
    상기 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들 중에서 기 설정된 지점에 위치한 태양 전지 패널을 상기 무인 비행체에 장착되어 크기가 조절되는 그림자 발생막에 의해 발생하는 그림자를 이용하여 상기 발전량을 변화시키고,
    상기 무인 비행체의 위치 및 고도 변경과 상기 그림자 발생막의 크기를 조절을 통해 어떤 태양 전지 패널에 문제가 있는 지를 모니터링하는 것인 태양광 발전 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 무인 비행체는,
    상기 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들 중에서 기 설정된 지점에 위치한 태양 전지 패널을 상기 무인 비행체에 장착된 조명 장치에 의해 발생하는 조명을 이용하여 상기 발전량을 변화시키는 것인 태양광 발전 모니터링 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 외부 환경 정보 센서에 의해 측정된 정보는,
    상기 태양 전지 어레이의 온도 및 상기 태양 전지 어레이에 가해지는 광의 밝기와 관련된 정보를 포함하는 것인 태양광 발전 모니터링 시스템.
  5. 삭제
  6. 무인 비행체가 검사하고자 하는 태양 전지 어레이의 위치로 이동하는 단계;
    상기 태양 전지 어레이의 위치로 이동한 상기 무인 비행체가 상기 태양 전지 어레이의 발전량을 변화시키는 단계;
    발전량 측정 센서가, 상기 무인 비행체에 의해 변화된 상기 태양 전지 어레이의 발전량을 측정하는 단계;
    외부 환경 정보 센서에 의해 측정된 정보, 메모리에 저장된 상기 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들의 위치 정보, 상기 태양 전지 패널들의 전기적 연결 관계를 나타내는 전기적 구성 정보 및 통신 모듈로부터의 상기 무인 비행체에 대한 위치 정보를 근거로 하여 상기 태양 전지 어레이의 발전량을 예측하는 단계; 및
    상기 측정된 발전량과 상기 예측된 발전량을 비교하여, 상기 검사 대상의 태양 전지 어레이의 고장을 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 무인 비행체는,
    상기 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들 중에서 기 설정된 지점에 위치한 태양 전지 패널을 상기 무인 비행체에 장착되어 크기가 조절되는 그림자 발생막에 의해 발생하는 그림자를 이용하여 상기 발전량을 변화시키고,
    상기 무인 비행체의 위치 및 고도 변경과 상기 그림자 발생막의 크기를 조절을 통해 어떤 태양 전지 패널에 문제가 있는 지를 모니터링하는 것인 태양광 발전 모니터링 시스템의 동작 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에서,
    상기 무인 비행체가 상기 태양 전지 어레이의 발전량을 변화시키는 단계는,
    상기 무인 비행체가 상기 태양 전지 어레이를 구성하는 태양 전지 패널들 중에서 기 설정된 지점에 위치한 태양 전지 패널을 상기 무인 비행체에 장착된 조명 장치에 의해 발생하는 조명을 이용하여 상기 발전량을 변화시키는 단계인 것인 태양광 발전 모니터링 시스템의 동작 방법.
  9. 제6항에서,
    상기 고장을 판단하는 단계는,
    상기 측정된 발전량과 상기 예측된 발전량의 차가 임계 값 이상인 경우에 상기 태양 전지 어레이가 고장 난 것으로 판단하는 단계인 것인 태양광 발전 모니터링 시스템의 동작 방법.
  10. 제6항에서,
    상기 외부 환경 정보 센서에 의해 측정된 정보는,
    상기 태양 전지 어레이의 온도 및 상기 태양 전지 어레이에 가해지는 광의 밝기와 관련된 정보를 포함하는 것인 태양광 발전 모니터링 시스템의 동작 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020180022775A 2018-02-26 2018-02-26 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법 KR102578001B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180022775A KR102578001B1 (ko) 2018-02-26 2018-02-26 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180022775A KR102578001B1 (ko) 2018-02-26 2018-02-26 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190102419A KR20190102419A (ko) 2019-09-04
KR102578001B1 true KR102578001B1 (ko) 2023-09-14

Family

ID=67950694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180022775A KR102578001B1 (ko) 2018-02-26 2018-02-26 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102578001B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102317844B1 (ko) * 2020-05-28 2021-10-26 조남석 무인항공기

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150229269A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 James Rand Method and equipment for testing photovoltaic arrays
JP2016220491A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 富士電機株式会社 太陽電池モジュール診断システム及び太陽電池モジュール診断方法
KR101825540B1 (ko) * 2017-09-18 2018-02-05 한국항공대학교 산학협력단 햇빛 또는 비 가림 용 드론

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160024269A (ko) * 2014-08-25 2016-03-04 주식회사 케이엠더블유 무인항공기를 이용한 엘이디 조명장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150229269A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 James Rand Method and equipment for testing photovoltaic arrays
JP2016220491A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 富士電機株式会社 太陽電池モジュール診断システム及び太陽電池モジュール診断方法
KR101825540B1 (ko) * 2017-09-18 2018-02-05 한국항공대학교 산학협력단 햇빛 또는 비 가림 용 드론

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190102419A (ko) 2019-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102065351B1 (ko) 태양광 발전 관리 시스템
Dhimish et al. Output-power enhancement for hot spotted polycrystalline photovoltaic solar cells
KR101369435B1 (ko) 태양 전지의 특성 평가 장치
US9506971B2 (en) Failure diagnosis method for photovoltaic power generation system
KR101742598B1 (ko) 열화상 카메라를 이용한 태양광 발전설비의 원격 감시 장치
JP6535738B2 (ja) 太陽光発電検査システムおよび太陽光発電検査方法
KR20200059704A (ko) 고장 예측 알고리즘을 이용한 태양광 발전 관리 시스템
US20170211839A1 (en) Back-up power source apparatus in indoor unit, controlling method thereof and multi-split air conditioning system
KR102054163B1 (ko) 태양광 발전량 예측 시스템 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치
KR102578001B1 (ko) 태양광 발전 모니터링 시스템 및 방법
Buerhop et al. aIR-PV-check: A quality inspection of PV-power plants without operation interruption
JP2016178769A (ja) 点検対象特定システム及び点検対象特定方法
JP2015080399A (ja) 太陽電池モジュールの劣化判別方法
Taubitz et al. Potential induced degradation: Model calculations and correlation between laboratory tests and outdoor occurrence
KR20200059706A (ko) 기상정보를 이용한 태양광 발전 관리 시스템
CN111010087B (zh) 一种光伏组串中失配组件的定位方法、装置及光伏系统
JP2018082602A (ja) 太陽電池モジュール劣化診断システム
US10910994B2 (en) Method for detecting faults in a photovoltaic module
ES2961249T3 (es) Método de escaneo de curva de parámetros para string fotovoltaico, convertidor y sistema fotovoltaico de generación de potencia
US11183970B2 (en) Device for testing a satellite solar array
JP2019140886A (ja) 太陽電池モジュール劣化診断システム
US20130076382A1 (en) Apparatus and Method for Measurement of Radiation Intensity for Testing Reliability of Solar Cell, and Method for Testing Reliability of Solar Cell
JP6621000B2 (ja) 太陽電池モジュールの劣化判別方法及び劣化判別装置
KR20200087548A (ko) 드론을 이용한 태양광 발전 패널 검사 시스템
Fregosi et al. Guidance on PV module replacement

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right