KR102584762B1 - 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 모듈의 노후화 진단 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 휴대 가능한 태양광 모듈 노후화 진단 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 검사 대상 태양광 모듈의 발전량 데이터를 수집하는 발전량 데이터 수집부; 미리 설정된 기준 발전량과 수집된 발전량을 기반으로 검사 대상 태양광 모듈의 노화지수를 산출하는 노화지수 산출부; 검사 대상 태양광 모듈 주변의 환경 데이터를 수집하는 환경 데이터 수집부; 수집된 환경 데이터를 기반으로 환경지수를 산출하는 환경지수 산출부; 및 노화지수 및 환경지수를 기반으로 검사 대상 태양광 패널의 유지보수 필요도를 산출하는 유지보수 필요도 산출부를 포함하는, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치가 제공된다.

Description

휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치 및 그 동작 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTION OF SOLAR MODULE}
본 발명은 태양광 모듈의 노후화 진단 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 휴대 가능한 태양광 모듈 노후화 진단 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
태양광을 이용하여 전기를 발생시키는 태양광 발전에 있어서, 태양광 모듈에 의해 발전되는 전력량은 단순히 태양광 모듈의 노화뿐만 아니라, 온도, 일사량, 먼지 등의 환경적인 요인에도 크게 영향을 받는다. 따라서, 태양광 모듈의 노후화를 진단하기 위해 단순히 태양광 모듈에 의해 생산되는 전력량만을 모니터링함으로써 태양광 모듈의 노후화를 판단하는 경우, 실질적으로는 노후화되지 않았으나 환경적인 요인에 의해 생산 전력량이 낮은 태양광 모듈이 노후화된 것으로 취급되어 이를 교체하는 자원 낭비를 발생할 수 있다. 또한, 태양광 모듈의 노후화를 측정하기 위해 태양광 모듈에 추가적으로 발전 전력량을 측정하는 장치를 개별적으로 설치하는 것은 비용이 많이 발생하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 태양광 모듈의 위치한 지역의 환경적인 요인을 고려하여 태양광 모듈의 노후화 정도 또는 유지보수가 필요한 정도를 산출하는 휴대 가능한 진단 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 검사 대상 태양광 모듈의 발전량 데이터를 수집하는 발전량 데이터 수집부; 미리 설정된 기준 발전량과 수집된 발전량을 기반으로 검사 대상 태양광 모듈의 노화지수를 산출하는 노화지수 산출부; 검사 대상 태양광 모듈 주변의 환경 데이터를 수집하는 환경 데이터 수집부; 수집된 환경 데이터를 기반으로 환경지수를 산출하는 환경지수 산출부; 및 노화지수 및 환경지수를 기반으로 검사 대상 태양광 패널의 유지보수 필요도를 산출하는 유지보수 필요도 산출부를 포함하는, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 미리 설정된 기준 발전량은, 검사 대상 태양광 모듈의 최초 설치시 발전량 또는 검사 대상 태양광 모듈의 주변에 배치된 다른 검사 대상 태양광 모듈의 발전량일 수 있다.
일 실시예에서, 환경 데이터는 온도 및 일사량 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 노화지수 산출부는 수집된 발전량을 미리 설정된 기준 발전량으로 나눈 값을 노화지수로 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 환경 데이터 수집부는 온도가 미리 설정된 기준 온도 범위를 벗어나거나 일사량 미리 설정된 기준 일사량 보다 낮으면, 환경지수를 작게 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 유지보수 필요도 산출부는 노화지수 및 환경지수에 대해 곱셈 연산을 수행하여 유지보수 필요도를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 발전량 데이터 수집부는 검사 대상 태양광 패널의 전류를 측정하는 전류 측정 모듈; 검사 대상 태양광 패널의 전압을 측정하는 전압 측정 모듈; 및 측정된 전류 및 전압을 기반으로 검사 대상 태양광 패널의 발전량을 산출하는 발전량 산출 모듈를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 환경 데이터 수집부는, 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈; 및 GPS 모듈에 의해 생성된 위치 정보를 포함하는 환경 데이터 요청을 외부 장치로 전송하고, 외부 장치로부터 환경 데이터를 수신하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 환경 데이터 수집부는, 온도를 측정하는 온도 측정 모듈 및 일사량을 측정하는 일사량 측정 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치에 의해 수행되는 방법으로서, 검사 대상 태양광 모듈의 발전량 데이터를 수집하는 단계; 미리 설정된 기준 발전량과 수집된 발전량을 기반으로 검사 대상 태양광 모듈의 노화지수를 산출하는 단계; 검사 대상 태양광 모듈 주변의 환경 데이터를 수집하는 단계; 수집된 환경 데이터를 기반으로 환경지수를 산출하는 단계; 및 노화지수 및 환경지수를 기반으로 검사 대상 태양광 패널의 유지보수 필요도를 산출하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따르면 휴대용 태양광 모듈 진단 장치를 이용하여, 태양광 모듈의 유지보수 필요도를 효과적으로 산출하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전량 데이터 수집부의 블록도.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 데이터 수집부의 블록도.
도 4는 태양광 모듈 노후화 진단 방법의 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 태양관 모듈 노후화 진단 장치의 블록도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 발전량 데이터 수집부(1100), 노화지수 산출부(1200), 환경 데이터 수집부(1300), 환경지수 수집부 및 유지보수 필요도 산출부(1500)를 포함할 수 있다.
발전량 데이터 수집부(1100)는 태양광을 기반으로 전기 에너지를 생성하는 태양광 모듈이 생산하는 전력 즉, 발전량 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 발전량 데이터 수집부(1100)는 태양광 모듈에 의해 생산되는 전류 및 전압을 측정하고, 측정된 전류 및 전압을 기반으로 전력량을 산출할 수 있으며, 이를 위해 도 2를 참조하면, 전류를 측정하는 전류 측정 모듈(2100), 전압을 측정하는 전압 측정 모듈(2200), 전류 및 전압에 대한 연산을 수행하여 전력을 산출하는 발전량 산출 모듈(2300)을 포함할 수 있다.
노화지수 산출부(1200)는 미리 설정된 기준 발전량 및 수집된 태양광 모듈의 발전량 데이터를 기반으로 노화지수를 산출할 수 있다. 여기서, 미리 결정된 기준 발전량은 태양광 모듈의 제조 스펙에 따른 발전량, 태양광 모듈의 최초 설치시 발전량, 주변 다른 태양광 모듈의 발전량일 수 있다.
일 실시예에서, 노화지수 산출부(1200)는 수집된 태양광 모듈의 발전량 데이터를 미리 설정된 기준 발전량으로 나눈 값을 노화지수로 산출할 수 있다. 구체적 예로, 노화지수(%) = (수집된 발전량)/(기준 발전량) X 100
환경 데이터 수집부(1300)는 태양광 모듈 주변의 온도, 습도, 일사량, 일조량, 태양 고도, 미세먼지 농도 등의 환경 데이터를 수집할 수 있다. 즉, 환경 데이터 수집부는 태양광 모듈에 의해 생산되는 전력량에 영향을 미치는 환경적인 요인들을 수집할 수 있다.
일 실시예에서, 환경 데이터 수집부(1300)는 기상청 서버 등의 외부 장치로부터 환경 데이터를 수집할 수 있다. 구체적 예로, 환경 데이터 수집부(1300)는 GPS 정보를 포함하는 환경 데이터를 외부 장치에 전송하고, 외부 장치로부터 환경 데이터를 수신할 수 있으며, 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈(3300), 외부 장치와 유무선 데이터 통신을 수행하는 통신 모듈(3400)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 환경 데이터 수집부(1300)는 센서 등을 이용하여 환경 데이터를 수집할 수 있다. 구체적으로, 환경 데이터 수집부(1300)는 환경 데이터 수집부(1300)에 포함된 각종 센서를 이용하여, 태양광 모듈 주변의 온도, 습도, 일사량, 일조량, 태양 고도 등의 환경 데이터를 측정할 수 있으며 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 온도 측정 센서(3100), 일사량 측정 센서(3300)를 포함할 수 있다.
환경지수 산출부(1400)는 수집된 환경 데이터가 태양광 발전의 효율을 떨어뜨리는 경우에는 환경지수를 낮게 산출할 수 있다. 구체적 예로, 환경지수 산출부(1400)는 온도가 미리 설정된 온도 범위(예, 섭씨 20~30도)를 벗어나면 환경지수를 낮게 산출할 수 있다. 또한, 환경지수 산출부(1400)는 일사량이 미리 설정된 일사량 보다 작으면 환경 데이터를 낮게 산출할 수 있다. 즉, 환경지수 산출부(1400)는 0~1 사이의 값을 환경지수로 산출할 수 있으며, 태양광 발전 효율을 떨어뜨리는 환경에서는 1 보다 작아지도록 환경지수를 산출하는 것이다.
유지보수 필요도 산출부(1500)는 노화지수 및 환경지수를 기반으로 태양광 모듈이 유지 보수가 필요한지 여부를 나타내는 유지보수 필요도를 산출할 수 있다. 구체적으로, 유지보수 필요도 산출부(1500)는 산출된 노화지수와 환경지수를 곱셈 연산을 수행한 결과를 유지보수 필요도로 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 유지보수 필요도 산출부(1500)는 유지보수 필요도가 미리 설정된 기준 이하이면, 교체 등의 유지보수가 필요하다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 유지보수 필요도 산출부(1500)는 산출된 유지보수 필요도를 표시부(미도시)에 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 노후화 진단 방법의 흐름도이다.
이하, 도 1에 도시된 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)에 의해 도 4의 방법이 수행되는 것을 예시로 설명하는바, 도 1에 대한 설명이 도 3에 확장됨은 자명하다.
단계 S4100에서, 검사 대상 태양광 모듈의 발전량 데이터가 수집된다. 구체적으로, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 검사 대상 태양광 모듈이 생산하는 전력량 즉, 발전량 데이터를 수집할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 검사 대상 태양광 모듈의 전류 및 전압을 측정함으로써, 발전량 데이터를 수집할 수 있다.
단계 S4200에서, 검사 대상 태양광 모듈의 노화지수가 산출된다. 구체적으로, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 수집된 발전량 데이터 및 미리 설정된 기준 발전량을 기반으로 검사 대상 태양광 모듈의 노화지수를 산출할 수 있다.
단계 S4300에서, 환경 데이터가 수집된다. 구체적으로, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 검사 대상 태양광 모듈 주변의 온도, 일사량 등의 환경 데이터를 수집할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 기상청 서버 등의 외부 장치로부터 환경 데이터를 수신함으로써, 환경 데이터를 수집할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 온도, 일사량 등을 측정함으로써 환경 데이터를 수집할 수 있다.
단계 S4400에서, 환경지수가 산출된다. 구체적으로, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 수집된 환경 데이터가 태양광 발전 효율을 떨어뜨리는 조건에 해당하면, 환경지수를 낮게 산출할 수 있다.
단계 S4500에서, 유지보수 필요도가 산출된다. 구체적으로, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 산출된 노화지수 및 산출된 환경지수를 기반으로 검사 대상 태양광 모듈의 유지보수 필요도를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 노화지수와 환경지수를 곱셈연산을 수행함으로써, 유지보수 필요도를 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치의 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 프로세서(510), 메모리(520), 저장부(530), 사용자 인터페이스 입력부(540) 및 사용자 인터페이스 출력부(550) 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스(560)를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치(1000)는 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(570)를 또한 포함할 수 있다. 프로세서(510)는 메모리(520) 및/또는 저장소(530)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리(520) 및 저장부(730)는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(524) 및 RAM(525)을 포함할 수 있다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치
1100 : 발전량 데이터 수집부
1200 : 노화지수 산출부
1300: 환경 데이터 수집부
1400: 환경지수 산출부
1500: 유지보수 필요도 산출부

Claims (12)

  1. 검사 대상 태양광 모듈의 발전량 데이터를 수집하는 발전량 데이터 수집부;
    상기 검사 대상 태양광 모듈의 최초 설치시 발전량 또는 상기 검사 대상 태양광 모듈의 주변에 배치된 다른 검사 대상 태양광 모듈의 발전량으로 이루어진 미리 설정된 기준 발전량과 수집된 발전량을 기반으로 상기 검사 대상 태양광 모듈의 노화지수를 산출하되,
    노화지수(%) = (수집된 발전량)/(기준 발전량) X 100 으로 상기 노화지수를 산출하는 노화지수 산출부;
    상기 검사 대상 태양광 모듈 주변의 온도, 일사량, 일조량, 태양 고도, 미세먼지 농도를 포함한 환경 데이터를 수집하는 환경 데이터 수집부;
    수집된 환경 데이터를 기반으로 환경지수를 산출하되,
    상기 온도가 미리 설정된 기준 온도 범위를 벗어나거나 상기 일사량이 미리 설정된 기준 일사량 보다 낮아 태양광 발전 효율이 떨어지는 조건으로 판단되면, 0~1 사이의 값을 환경 지수로 산출하는 환경지수 산출부; 및
    상기 노화지수와 환경지수를 곱셈 연산한 수행 결과를 기반으로 상기 검사 대상 태양광 패널의 유지보수 필요도를 산출하고, 산출된 유지보수 필요도가 미리 설정된 기준 이하이면, 교체 및 유지보수로 판단하는 유지보수 필요도 산출부;를 포함하는, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발전량 데이터 수집부는,
    상기 검사 대상 태양광 패널의 전류를 측정하는 전류 측정 모듈;
    상기 검사 대상 태양광 패널의 전압을 측정하는 전압 측정 모듈; 및
    측정된 전류 및 전압을 기반으로 상기 검사 대상 태양광 패널의 발전량을 산출하는 발전량 산출 모듈를 포함하는, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 환경 데이터 수집부는,
    위치 정보를 생성하는 GPS 모듈; 및
    상기 GPS 모듈에 의해 생성된 위치 정보를 포함하는 환경 데이터 요청을 외부 장치로 전송하고, 상기 외부 장치로부터 환경 데이터를 수신하는 통신모듈을 포함하는, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 환경 데이터 수집부는,
    온도를 측정하는 온도 측정 모듈 및 일사량을 측정하는 일사량 측정 센서를 포함하는, 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치.
  7. 휴대용 태양광 모듈 노후화 진단 장치에 의해 수행되는 방법으로서,
    발전량 데이터 수집부가 검사 대상 태양광 모듈의 발전량 데이터를 수집하는 단계;
    노화지수 산출부가 상기 검사 대상 태양광 모듈의 최초 설치시 발전량 또는 상기 검사 대상 태양광 모듈의 주변에 배치된 다른 검사 대상 태양광 모듈의 발전량으로 이루어진 미리 설정된 기준 발전량과 수집된 발전량을 기반으로 상기 검사 대상 태양광 모듈의 노화지수를 산출하되,
    노화지수(%) = (수집된 발전량)/(기준 발전량) X 100 으로 상기 노화지수를 산출하는 단계;
    환경 데이터 수집부가 상기 검사 대상 태양광 모듈 주변의 온도, 일사량, 일조량, 태양 고도, 미세먼지 농도를 포함한 환경 데이터를 수집하는 단계;
    환경지수 산출부가 수집된 환경 데이터를 기반으로 환경지수를 산출하되,
    상기 온도가 미리 설정된 기준 온도 범위를 벗어나거나 상기 일사량이 미리 설정된 기준 일사량 보다 낮아 태양광 발전 효율이 떨어지는 조건으로 판단되면, 0~1 사이의 값을 환경 지수로 산출하는 단계; 및
    유지보수 필요도 산출부가 상기 노화지수와 환경지수를 곱셈 연산한 수행 결과를 기반으로 상기 검사 대상 태양광 패널의 유지보수 필요도를 산출하고, 산출된 유지보수 필요도가 미리 설정된 기준 이하이면, 교체 및 유지보수로 판단하는 단계;를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미리 설정된 기준 발전량은, 상기 검사 대상 태양광 모듈의 최초 설치시 발전량 또는 상기 검사 대상 태양광 모듈의 주변에 배치된 다른 검사 대상 태양광 모듈의 발전량이고,
    상기 환경 데이터는 온도 및 일사량 중 적어도 하나인, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발전량 데이터를 수집하는 단계는,
    상기 수집된 발전량을 상기 미리 설정된 기준 발전량으로 나눈 값을 상기 노화지수로 산출하고,
    상기 환경 데이터를 수집하는 단계는,
    상기 온도가 미리 설정된 기준 온도 범위를 벗어나거나 상기 일사량이 미리 설정된 기준 일사량 보다 낮으면, 상기 환경지수를 작게 산출하며,
    상기 유지보수 필요도를 산출하는 단계는,
    상기 노화지수 및 상기 환경지수에 대해 곱셈 연산을 수행하여 상기 유지보수 필요도를 산출하는, 방법.
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