KR102633733B1 - 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법 - Google Patents
환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 태양광 발전설비의 효율적인 유지보수를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 태양광 발전설비에 이상이 발견되면 사후적으로 유지보수를 행하는 것에 불과하여 적절한 시기에 유지보수가 이루어지지 못하는 문제가 있고, 또한, 외부환경의 영향에 대한 고려 없이 단순히 발전량을 측정하여 상태를 판단함으로 인해 정확한 판단 및 적절한 유지보수가 이루어지지 못하는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비들의 문제점을 해결하기 위해, 환경센서를 이용하여 측정된 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 일사량에 따른 발전량 변동을 보다 정확하게 모니터링하고 이상발생이나 유지보수 필요시 즉시 알리도록 구성됨으로써, 단순히 발전량만을 측정하는 경우에 비해 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 오류나 고장 등의 이상발생시에도 이를 즉각적으로 파악하여 대처하는 것에 의해 전체적인 비용을 절감하고 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 태양광 발전설비의 고장이나 오류 등의 이상발생을 즉각적으로 감지하고 대처할 수 있도록 하기 위한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 일반적으로, 태양광 발전설비의 발전효율을 높이기 위하여는 해당 설비의 상태 및 동작을 파악하여 적절한 시기에 유지보수를 행하는 것이 요구되나, 종래, 이와 같이 태양광 발전설비의 동작이나 상태를 정확히 파악하고 유지보수의 필요 여부를 판단하여 자동으로 알림을 보내는 장치나 방법이 제시되지 못함으로 인해 이상이 발견되면 해당 위치로 수리인력이 방문하여 사후적으로 유지보수를 행하는 데 그치는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 태양광 발전설비의 동작 및 상태를 정확히 파악하여 유지보수의 필요 여부를 자동으로 판단하고 알려주도록 구성됨으로써, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리가 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하여 태양광 발전시설의 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같이 이상이 발견되면 사후적으로 유지보수를 행하는 것에 불과하여 적절한 시기에 유지보수가 이루어지지 못하는 데 더하여, 일반적으로, 태양광발전 시설은 실외에 설치되는 특성상 외부 환경의 영향을 많이 받게 되나, 이러한 환경의 영향에 대한 고려 없이 단순히 발전량을 측정하여 태양광 발전시설의 상태를 판단함으로 인해 정확한 판단 및 적절한 유지보수가 이루어지지 못하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 환경센서를 이용하여, 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 발전량을 보다 정확하게 측정하고, 일사량에 따른 발전량의 변동을 모니터링하여 이상발생 및 유지보수 필요시 즉각적으로 알리도록 구성됨으로써, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리가 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하여 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 상기한 바와 같이 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 판단하고 이상발생시 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 하기 위해, 환경센서를 이용하여 측정된 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 일사량에 따른 발전량의 변동을 정확하게 모니터링하고, 미리 정해진 기준에 근거하여 발전량에 기준치 이상의 변동이 감지되면 이상이 발생한 것으로 판단하고 경고메시지나 경보를 발생하는 동시에, 미리 설정된 연락처에 해당 사실에 대한 알림 및 유지보수를 요청하는 메시지를 전송하여 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 구성됨으로써, 단순히 발전량만을 측정하는 경우에 비해 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 오류나 고장 등의 이상발생시에도 이를 즉각적으로 파악하여 대처할 수 있으므로, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 날로 심각해져가는 환경오염 및 기후변화 문제로 인해 친환경 대체에너지에 대한 수요가 급증하고 있으며, 이를 위해, 태양광을 이용하여 공해물질의 배출 없이 전력생산이 가능한 태양광발전 시스템의 설치가 증가하고 있다.
또한, 이러한 태양광발전 시스템은, 일반적으로, 복수의 태양광모듈을 실외에 설치하고 광전효과(photoelectric effect)를 이용하여 태양광의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것에 의해 전력을 생산하도록 구성된다.
아울러, 태양광발전 시스템은 각각의 설비들이 실외에 설치되는 특성상 환경의 영향을 많이 받게 되므로, 태양광발전 시스템의 발전효율을 높이고 안정적인 동작을 유지하기 위하여는 설비 자체의 내구성에 더하여 적절한 시기에 유지보수가 이루어져야 한다.
여기서, 상기한 바와 같이 태양광 발전설비의 발전효율을 향상시키기 위한 유지보수 장치 및 방법에 대한에 대한 종래기술의 예로는, 먼저, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-2094968호에 제시된 바와 같은 "유지보수장치가 구비된 영농형 태양광 발전설비"가 있다.
더 상세하게는, 상기한 한국 등록특허공보 제10-2094968호는, 각각이 경작지에 매설되어 세워진 한 쌍의 제 1 프레임과, 한 쌍의 제 1 프레임 상단을 연결하는 제 2 프레임으로 구성된 다수의 구조물; 제 2 프레임의 상단에 배열되어 결합된 다수의 태양광 패널; 작업자가 탑승하는 바스켓이 구비되고 적어도 하나의 구조물 하부에 결합되어 경작지로부터 수직방향으로 이격된 유지보수장치; 및 유지보수장치의 이동, 회전 및 높이조절을 제어하는 제어장치를 포함하여, 다수의 구조물 각각의 하부에 작업자가 탑승할 수 있는 바스켓이 구비된 유지보수장치를 결합시키고 유지보수장치의 이동, 회전 및 높이를 제어하여 바스켓의 위치를 조절함으로써, 작업자가 다수의 태양광 패널에 대한 유지보수 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 그것에 의해, 유지보수 작업시 하부의 경작지에 있는 작물에 영향을 끼치지 않으면서 적기에 태양광 패널에 대한 점검 및 수리를 수행하여 발전설비의 운영효율을 높일 수 있도록 구성되는 유지보수장치가 구비된 영농형 태양광 발전설비에 관한 것이다.
또한, 상기한 바와 같이 태양광 발전설비의 발전효율을 향상시키기 위한 유지보수 장치 및 방법에 대한 종래기술의 다른 예로는, 예를 들면, 한국 공개특허공보 제10-2014-0109532호에 제시된 바와 같은 "태양광 발전 시스템의 유지보수 장치"가 있다.
더 상세하게는, 상기한 한국 공개특허공보 제10-2014-0109532호는, 다수의 태양전지 모듈이 일정한 간격으로 배치되어 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 태양전지 모듈 어레이와, 태양전지 모듈 어레이로부터 생산되는 전기 에너지를 실시간으로 비교 분석하여 일정 발전량 이하이면 관리자에게 통지하는 태양광 발전 관리부와, 태양광 발전 관리부로부터 지시를 받아 태양전지 모듈 어레이를 세정 및 건조하는 태양광 세정부와, 세정 및 건조가 완료된 태양전지 모듈 어레이에 습기 제거용 발수 코팅제를 살포하는 코팅제 살포부를 포함하여, 태양전지 모듈 어레이의 세척 및 건조 후에 모듈 상부에 습기 제거용 발수 코팅제를 분사하여 매일 아침 이슬이나 습기에 의한 발전효율 저하를 미연에 방지함으로써 발전효율을 향상시킬 수 있도록 구성되는 태양광 발전 시스템의 유지보수 장치에 관한 것이다.
상기한 바와 같이, 종래, 태양광 발전설비의 발전효율을 향상시키기 위하여 다양한 유지보수 장치 및 방법들이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들은 다음과 같은 한계가 있는 것이었다.
즉, 상기한 바와 같이 태양광 발전설비의 발전효율을 향상시키고 안정적인 동작을 유지하기 위하여는 해당 설비의 상태 및 동작을 파악하여 적절한 시기에 유지보수를 행하는 것이 요구되나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들에는 고장이나 이상이 발견되면 사후적으로 유지보수를 행하는 것에 그치는 한계가 있었다.
아울러, 상기한 바와 같이 태양광발전 시설은 실외에 설치되는 특성상 외부 환경의 영향을 많이 받게 되나, 이러한 환경의 영향에 대한 고려 없이 단순히 발전량을 측정하여 태양광 발전시설의 상태를 판단하도록 구성됨으로 인해 정확한 판단 및 적절한 유지보수가 이루어지지 못하게 되는 한계도 있는 것이었다.
따라서 상기한 바와 같이 태양광 발전설비의 동작이나 상태를 정확히 파악하고 유지보수의 필요 여부를 판단하여 적절한 시기에 유지보수가 이루어질 있도록 하기 위한 장치나 방법이 제시된 바 없었던 종래기술의 한계를 해결하기 위하여는, 환경정보를 반영하여 태양광 발전설비의 동작 및 상태를 정확히 파악하고 유지보수의 필요 여부를 알려줄 수 있도록 구성되는 새로운 구성의 태양광 발전설비를 위한 이상진단 장치 및 방법을 제시하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 태양광 발전설비의 동작이나 상태를 정확히 파악하고 유지보수의 필요 여부를 판단하여 자동으로 알림을 보내는 장치나 방법이 제시되지 못함으로 인해 이상이 발견되면 해당 위치로 수리인력이 방문하여 사후적으로 유지보수를 행하는 데 그치는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 태양광 발전설비의 동작 및 상태를 정확히 파악하여 유지보수의 필요 여부를 자동으로 판단하고 알려주도록 구성됨으로써, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리가 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하여 태양광 발전시설의 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법을 제시하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 이상이 발견되면 사후적으로 유지보수를 행하는 것에 불과하여 적절한 시기에 유지보수가 이루어지지 못하는 데 더하여, 환경의 영향에 대한 고려 없이 단순히 발전량을 측정하여 태양광 발전시설의 상태를 판단함으로 인해 정확한 판단 및 적절한 유지보수가 이루어지지 못하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 환경센서를 이용하여, 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 발전량을 보다 정확하게 측정하고, 일사량에 따른 발전량의 변동을 모니터링하여 이상발생 및 유지보수 필요시 즉각적으로 알리도록 구성됨으로써, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리가 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하여 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법을 제시하고자 하는 것이다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 바와 같이 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 판단하고 이상발생시 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 하기 위해, 환경센서를 이용하여 측정된 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 일사량에 따른 발전량의 변동을 정확하게 모니터링하고, 미리 정해진 기준에 근거하여 발전량에 기준치 이상의 변동이 감지되면 이상이 발생한 것으로 판단하고 경고메시지나 경보를 발생하는 동시에, 미리 설정된 연락처에 해당 사실에 대한 알림 및 유지보수를 요청하는 메시지를 전송하여 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 구성됨으로써, 단순히 발전량만을 측정하는 경우에 비해 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 오류나 고장 등의 이상발생시에도 이를 즉각적으로 파악하여 대처할 수 있으므로, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법을 제시하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템에 있어서, 태양광 발전설비의 상태와 동작에 대한 운전정보 및 상기 태양광 발전설비가 설치된 주변환경에 대한 환경정보를 각각 측정하고 수집하는 처리가 수행되는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터에 근거하여, 미리 정해진 기준에 따라 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 측정된 일사량과 상기 운전정보 및 상기 환경정보를 반영하여 산출된 발전량을 각각 비교하여 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되는 이상진단 처리부; 상기 이상진단 처리부의 판단 결과 상기 태양광 발전설비에 오류나 이상이 발생한 것으로 판단되면 경고나 알람(alarm)을 발생하고 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하여 유지보수를 요청하는 처리가 수행되는 이상발생 알림부; 및 상기 이상진단 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 데이터 수집부는, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 일사량 및 온도를 측정하기 위한 다수의 측정센서를 포함하여 이루어지는 환경센서; 및 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 발전량을 측정하기 위한 전류센서 및 전압센서나 전력센서를 포함하는 이루어지는 센서부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 수집부는, 상기 제어부의 제어신호에 따라, 또는, 미리 정해진 설정에 따라 일정 시간 간격으로 상기 센서부의 각각의 센서를 통해 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대한 일사량과 각각의 태양광모듈의 온도 및 각각의 태양광모듈로부터 발생되는 발전량을 각각 측정하여 상기 이상진단 처리부로 전송하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 이상진단 처리부는, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 일사량에 따른 정상동작시의 발전량의 범위를 미리 저장하여 두고, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터에 근거하여, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 측정된 발전량에 각각의 태양광모듈의 온도에 따른 가중치를 반영하여 보정된 발전량을 산출한 후, 미리 정해진 기준에 따라 각각의 태양광모듈에 대한 일사량과 보정된 발전량의 변화 및 변동 추이를 분석하여 오류나 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 이상진단 처리부는, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터에 근거하여, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 각각 측정된 일사량과 발전량을 시계열에 따라 정렬하고 미리 정해진 기준에 근거하여 각각의 구간별로 나누는 처리가 수행되는 분류단계; 상기 분류단계에서 각 구간별로 분류된 발전량에 대하여 각각의 태양광모듈의 온도에 따른 가중치를 적용하여 발전량을 보정하는 처리가 수행되는 보정단계; 및 상기 보정단계에서 보정된 발전량에 근거하여, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 실시간으로 측정된 일사량에 따른 보정된 발전량이 미리 정해진 기준값 또는 기준범위 내인지를 판단하여 각각의 태양광모듈에 대한 정상 또는 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되는 분석단계를 포함하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 분류단계는, 시간에 따른 일사량과 발전량의 변화를, 일사량이 0% ~ 25% 까지 증가하는 제 1 구간, 25% ~ 75% 까지 증가하는 제 2 구간, 75% 이상의 값이 유지되는 제 3 구간, 일사량이 최대(100%)가 되는 제 4 구간, 75% ~ 25% 까지 감소하는 제 5 구간 및 25% ~ 0% 까지 감소하는 제 6 구간의 총 6가지 패턴으로 분류하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보정단계는, 상기 분류단계에서 분류된 각각의 구간에 대하여, 각각의 태양광모듈의 현재 온도가 미리 정해진 기준온도보다 높으면 양(positive)의 가중치를 적용하고, 상기 기준온도보다 낮으면 음(negative)의 가중치를 적용하여 상기 발전량을 보정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 이상발생 알림부는, 그림자 효과로 인한 오동작이나 특정 태양광모듈에서 정상상태임에도 일시적으로 기준을 만족하지 못하여 이상발생으로 판정되는 경우를 방지하기 위해, 상기 이상진단 처리부에 의해 이상발생으로 판단되는 경우 미리 정해진 일정 시간 동안 이상상태의 지속 여부를 모니터링하고, 미리 정해진 시간이 경과 후에도 이상상태가 지속되면 경고를 발생하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이상발생 알림부는, 상기 이상진단 처리부에 의해 이상발생 판정 후 미리 정해진 제 1 기준시간 동안 이상상태가 지속되면 이상상태 발생에 대한 알림을 표시하고, 이상상태가 미리 정해진 제 2 기준시간 동안 지속되면 경고를 발생하고 담당자나 관리자를 포함하는 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하며, 이상상태가 미리 정해진 제 3 기준시간 이상 지속될 경우는 경고발생 및 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하는 동시에, A/S 담당부서나 관계기관에 연락하여 즉각 현장출동을 요청하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 이상진단 시스템은, 상기 이상진단 시스템의 현재 동작과 상태 및 처리결과를 포함하는 각종 정보를 표시하기 위한 모니터나 디스플레이를 포함하는 표시수단; 및 외부 기기와 유선 또는 무선통신 중 적어도 하나의 방식으로 통신을 주고받기 위한 통신수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이상진단 시스템은, 상기 이상진단 시스템을 각각의 설비별 또는 지역별로 다수개 설치하고, 각각의 상기 이상진단 시스템을 통해 구축된 모니터링 데이터를 중앙의 서버로 전송하도록 구성됨으로써, 광범위한 지역에 대하여도 모니터링 작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따르면, 태양광 발전설비 모니터링 시스템에 있어서, 각각의 시설이나 지역별로 설치되어 있는 복수의 태양광발전 진단시스템; 각각의 상기 태양광발전 진단시스템으로부터 모니터링 정보를 각각 수신하여 태양광 발전설비의 운영에 대한 빅데이터를 구축하고, 사용자의 요청에 따라 해당하는 각종 정보를 맞춤형으로 제공하는 처리가 수행되도록 구성되는 관제서버; 및 사용자가 원하는 정보를 상기 태양광발전 진단시스템이나 상기 관제서버에 요청하고 전달받기 위한 사용자 단말기를 포함하여 구성되고, 상기 태양광발전 진단시스템은, 상기에 기재된 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비 모니터링 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 사용자 단말기는, PC를 포함하는 정보처리장치를 이용하여 구성되거나, 또는, 스마트폰이나 태블릿 PC, 또는, 노트북을 포함하는 개인이 휴대 가능한 정보통신 단말기에 전용의 어플리케이션을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 태양광 발전설비의 이상진단 방법에 있어서, 상기에 기재된 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템을 이용하여 태양광 발전설비의 이상진단을 위한 진단시스템을 구현하는 처리가 수행되는 시스템 구축단계; 및 상기 진단시스템을 이용하여 태양광 발전설비에 대한 모니터링을 수행하고 이상발생을 판단하는 처리가 수행되는 모니터링단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 이상진단 방법이 제공된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 환경센서를 이용하여 측정된 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 일사량에 따른 발전량의 변동을 정확하게 모니터링하고, 미리 정해진 기준에 근거하여 발전량에 기준치 이상의 변동이 감지되면 이상이 발생한 것으로 판단하고 경고메시지나 경보를 발생하는 동시에 미리 설정된 연락처에 해당 사실에 대한 알림 및 유지보수를 요청하는 메시지를 전송하여 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법이 제공됨으로써, 단순히 발전량만을 측정하는 경우에 비해 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 오류나 고장 등의 이상발생시에도 이를 즉각적으로 파악하여 대처할 수 있으므로, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리비용을 절감하고, 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 발전량을 보다 정확하게 측정하고 일사량에 따른 발전량의 변동을 모니터링하여 이상발생 및 유지보수 필요시 즉각적으로 알리는 것에 의해 태양광 발전시설에 대한 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하며 발전효율을 향상시킬 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법이 제공됨으로써, 환경의 영향에 대한 고려 없이 단순히 발전량을 측정하여 태양광 발전시설의 상태를 판단함으로 인해 정확한 판단 및 적절한 유지보수가 이루어지지 못하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 태양광 발전설비의 동작 및 상태를 정확히 파악하여 유지보수의 필요 여부를 자동으로 판단하고 알리는 것에 의해 태양광 발전시설에 대한 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하며, 발전효율을 향상시킬 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법이 제공됨으로써, 태양광 발전설비의 동작이나 상태를 정확히 파악하고 유지보수의 필요 여부를 판단하여 자동으로 알림을 보내는 장치나 방법이 제시되지 못함으로 인해 이상이 발견되면 해당 위치로 수리인력이 방문하여 사후적으로 유지보수를 행하는 데 그치는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템의 이상진단 처리부에서 수행되는 처리과정의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템을 이용한 태양광 발전설비 모니터링 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템의 이상진단 처리부에서 수행되는 처리과정의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템을 이용한 태양광 발전설비 모니터링 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 태양광 발전설비의 동작이나 상태를 정확히 파악하고 유지보수의 필요 여부를 판단하여 자동으로 알림을 보내는 장치나 방법이 제시되지 못함으로 인해 이상이 발견되면 해당 위치로 수리인력이 방문하여 사후적으로 유지보수를 행하는 데 그치는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 태양광 발전설비의 동작 및 상태를 정확히 파악하여 유지보수의 필요 여부를 자동으로 판단하고 알려주도록 구성됨으로써, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리가 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하여 태양광 발전시설의 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 이상이 발견되면 사후적으로 유지보수를 행하는 것에 불과하여 적절한 시기에 유지보수가 이루어지지 못하는 데 더하여, 환경의 영향에 대한 고려 없이 단순히 발전량을 측정하여 태양광 발전시설의 상태를 판단함으로 인해 정확한 판단 및 적절한 유지보수가 이루어지지 못하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 환경센서를 이용하여, 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 발전량을 보다 정확하게 측정하고, 일사량에 따른 발전량의 변동을 모니터링하여 이상발생 및 유지보수 필요시 즉각적으로 알리도록 구성됨으로써, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리가 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하여 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 판단하고 이상발생시 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 하기 위해, 환경센서를 이용하여 측정된 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 일사량에 따른 발전량의 변동을 정확하게 모니터링하고, 미리 정해진 기준에 근거하여 발전량에 기준치 이상의 변동이 감지되면 이상이 발생한 것으로 판단하고 경고메시지나 경보를 발생하는 동시에, 미리 설정된 연락처에 해당 사실에 대한 알림 및 유지보수를 요청하는 메시지를 전송하여 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 구성됨으로써, 단순히 발전량만을 측정하는 경우에 비해 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 오류나 고장 등의 이상발생시에도 이를 즉각적으로 파악하여 대처할 수 있으므로, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리비용을 절감하고 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
더 상세하게는, 먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템(10)은, 크게 나누어, 센서를 통해 태양광 발전설비가 설치된 주변 환경에 대한 정보와 태양광 발전설비의 발전량을 각각 측정하고 수집하는 처리가 수행되는 데이터 수집부(11)와, 데이터 수집부(11)에 의해 수집된 데이터에 근거하여, 환경센서를 통해 측정된 일사량과 각각의 태양광모듈로부터 측정된 발전량을 비교하여 미리 정해진 기준에 따라 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되는 이상진단 처리부(12)와, 이상진단 처리부(12)의 판단 결과 오류나 이상이 발생한 것으로 판단되면 경고나 알람(alarm)을 발생하고 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하여 유지보수를 요청하는 처리가 수행되는 이상발생 알림부(13) 및 상기한 각 부(11 ~ 13) 및 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 제어부(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기한 데이터 수집부(11)는, 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대한 일사량과 각각의 모듈의 온도를 포함하는 환경정보 및 각각의 태양광모듈로부터 발생되는 발전량을 측정하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기한 데이터 수집부(11)는, 일사량 및 온도 측정을 위한 각각의 측정센서를 포함하여 이루어지는 환경센서와, 발전량의 측정을 위한 전류센서 및 전압센서나 전력센서 등의 각종 측정센서를 포함하여 이루어지는 센서부를 더 포함하여, 미리 정해진 시간 간격으로 각각의 센서를 통해 측정이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한, 상기한 이상진단 처리부(12)는, 데이터 수집부(11)에 의해 수집된 데이터에 근거하여, 환경센서를 통해 측정된 일사량과 각각의 태양광모듈로부터 측정된 발전량을 시계열에 따라 연관지어 정렬하고, 미리 정해진 기준에 근거하여 각각의 구간별로 나누어 각 구간별로 일사량과 발전량의 변화 및 변동 추이를 분석하여 오류나 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
더 상세하게는, 일반적으로, 태양광 발전시설에 있어서 일사량과 발전량은 비례하므로, 이러한 관계에 근거하여 일사량의 변화에 따른 발전량의 변화를 분석하여 이상여부를 판단할 수 있다.
즉, 예를 들면, 하루 동안의 일사량의 변화를 상정하면, 일출 전에 0에서 일출 후에 점점 증가하여 정오 무렵에 최대가 되고 일정 시간 유지되었다가 이후 일몰때까지 점점 감소하여 일몰 후에는 다시 0이 되는 일종의 포물선의 형태를 나타내게 되며, 이에 따라 발전량도 유사한 패턴을 나타내게 된다.
따라서 각각의 일사량에 대하여 정상동작시의 발전량의 범위를 미리 조사하여 저장하여 두고, 실시간으로 측정된 현재의 일사량에 대한 현재의 발전량이 미리 정해진 기준값 또는 기준범위 내인지를 판단하여 각각의 태양광모듈에 대한 정상 또는 이상발생 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 태양광모듈의 발전량은 일사량뿐만 아니라 온도와 같은 주변 환경에 의해서도 영향을 받으므로, 보다 정확한 판단을 위하여는 온도와 같은 환경정보를 반영하여 이상발생 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
즉, 일반적으로, 태양광모듈은 온도가 상승하면 발전효율이 떨어지고 온도가 낮으면 발전효율이 증가하는 경향이 있으며, 따라서 단순히 일사량에 따른 발전량에만 근거하여 이상발생 여부를 판단하는 경우는 이와 같이 온도에 따른 발전량의 변화로 인해 정상 및 이상발생의 판단결과가 실제와 달라질 수 있다.
이에, 본 발명에서는, 후술하는 바와 같이, 각각의 태양광모듈의 온도에 따른 가중치를 반영하여 일사량에 따른 발전량을 보정함으로써, 환경정보에 근거하여 보다 정확하게 이상발생 여부의 판단이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.
더 상세하게는, 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템(10)의 이상진단 처리부(12)에서 수행되는 처리과정의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기한 이상진단 처리부(12)는, 먼저, 환경센서를 통해 측정된 일사량과 각각의 태양광모듈로부터 측정된 발전량을 시계열에 따라 정렬하고 미리 정해진 기준에 근거하여 각각의 구간별로 나누는 처리가 수행되는 분류단계(S21)와, 분류단계(S21)에서 각 구간별로 분류된 발전량에 대하여 각각의 태양광모듈의 온도에 따른 가중치를 적용하여 발전량을 보정하는 처리가 수행되는 보정단계(S22)와, 보정단계(S22)에서 보정된 발전량에 근거하여, 각각의 태양광모듈에 대한 일사량과 보정된 발전량의 변화 및 변동 추이를 분석하여 오류나 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되는 분석단계(S23)를 포함하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기한 분류단계(S21)는, 시간에 따른 일사량과 발전량의 변화를, 일사량이 0% ~ 25% 까지 증가하는 제 1 구간, 25% ~ 75% 까지 증가하는 제 2 구간, 75% 이상의 값이 유지되는 제 3 구간, 일사량이 최대(100%)가 되는 제 4 구간, 75% ~ 25% 까지 감소하는 제 5 구간 및 25% ~ 0% 까지 감소하는 제 6 구간의 총 6가지 패턴으로 분류하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기한 보정단계(S22)는, 각각의 구간에 대하여 태양광모듈의 온도에 따른 가중치를 적용하여 발전량을 보정하는 처리가 수행되며, 이를 위해, 예를 들면, 25℃를 기준으로 하여, 태양광모듈의 현재 온도가 25℃보다 높으면 양(positive)의 가중치를 적용하고, 25℃보다 낮으면 음(negative)의 가중치를 적용하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
아울러, 상기한 분석단계(S23)는, 상기한 바와 같이 하여 보정된 발전량의 변동 추이를 분석하여, 특정 시점에서 일사량에 대한 발전량의 값이 미리 정해진 기준값이나 기준범위를 벗어나는 경우 해당 태양광모듈에서 고장이나 오류 등의 이상이 발생한 것으로 판단하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
여기서, 예를 들면, 특정 태양광모듈에만 일시적으로 그늘이 지는 경우 등과 같이, 이른바 그림자 효과로 인해 정상상태임에도 일시적으로 기준을 만족하지 못하여 이상발생으로 판정되는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 경우가 반복되면 전체적인 시스템의 신뢰도에 악역향을 줄 수 있다.
이에, 본 발명에서는, 상기한 바와 같은 그림자 효과로 인한 오동작을 방지하기 위해, 이상발생으로 판단되는 경우 미리 정해진 일정 시간 동안 이상상태의 지속 여부를 모니터링하고, 정해진 시간이 경과 후에도 이상상태가 지속되면 경고를 발생하도록 구성될 수 있다.
더 상세하게는, 상기한 이상발생 알림부(13)는, 예를 들면, 이상진단 처리부(12)에 의해 이상발생 판정 후 10분 동안 이상상태가 지속되면 이상상태 발생에 대한 알림을 표시하고, 이상상태가 30분간 지속되면 경고를 발생하고 담당자나 관리자 등과 같이 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하며, 2시간 이상 지속될 경우는 경고발생 및 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하는 동시에 A/S 담당부서나 관계기관 등에 연락하여 즉각 현장출동을 요청하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기한 이상진단 시스템(10)은, 도시되지는 않았으나, 시스템의 현재 동작과 상태 및 처리결과 등의 각종 정보를 표시하기 위한 모니터 등의 표시수단 및 외부 기기와 유선 또는 무선통신 중 적어도 하나의 방식으로 통신을 주고받기 위한 통신수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.
더욱이, 상기한 바와 같은 일련의 처리과정을 컴퓨터 등의 정보처리장치를 통해 실행시키도록 구성되는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 방법을 용이하게 구현할 수 있다.
이때, 예를 들면, 딥러닝(Deep Learning)이나 머신러닝(Machine Learning) 등과 같은 인공지능 학습 알고리즘, 또는, 인공신경망(Artificial Neural Network) 등과 같은 네트워크 모델을 이용하여 상기한 바와 같은 일련의 처리과정을 자동화된 인공지능 시스템으로 구현할 수 있으며, 이러한 구성 이외에도, 예를 들면, 디지털 트윈(Digital Twin) 기술 및 클라우드 컴퓨팅 기술을 이용하여 상기한 바와 같은 일련의 처리과정이 온라인 기반으로 수행되도록 구성될 수도 있는 등, 즉, 본 발명은, 본 발명의 취지 및 본질을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 필요에 따라 다양하게 수정 및 변경하여 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템(10) 및 방법을 용이하게 구현할 수 있으며, 더욱이, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템(10)을 각각의 설비별 또는 지역별로 다수개 설치하고, 각각의 이상진단 시스템(10)을 통해 구축된 모니터링 데이터를 중앙의 관제서버로 전송함으로써, 전국 단위의 광범위한 지역에 대한 모니터링 작업이 용이하게 수행될 수 있다.
즉, 도 3을 참조하면, 도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템(10)을 이용한 태양광 발전설비 모니터링 시스템(30)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전설비 모니터링 시스템(30)은, 각 시설이나 지역별로 설치되어 있는 복수의 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템(10)과, 각 시설 또는 지역별로 설치되어 있는 각각의 이상진단 시스템(10)으로부터 모니터링 정보를 각각 수신하여 태양광 발전설비의 운영에 대한 빅데이터를 구축하고, 사용자의 요청에 따라 해당하는 각종 정보를 맞춤형으로 제공하는 처리가 수행되도록 구성되는 관제서버(31)를 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전설비 모니터링 시스템(30)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기한 바와 같은 모니터링 정보를 사용자가 요청하고 전달받기 위한 사용자 단말기(32)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기한 사용자 단말기(32)는, 예를 들면, PC와 같은 단말장치를 이용하여 구성될 수 있고, 바람직하게는, 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 노트북 등과 같이, 개인이 휴대 가능한 정보통신 단말기에 전용의 어플리케이션을 설치하여 구성될 수도 있으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 본 발명은 본 발명의 취지 및 본질을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 필요에 따라 다양하게 수정 및 변경하여 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다.
상기한 바와 같은 구성으로부터, 본 발명에 따르면, 각각의 지역별로 복수의 이상진단 시스템(10)을 설치하여 두고, 각각의 이상진단 시스템(10)들이 서로 통신하여 각종 데이터를 주고받도록 하는 동시에, 관제서버(31)의 요청에 따라, 또는, 미리 정해진 설정에 따라 주기적으로 모니터링 데이터를 관제서버(31)로 각각 전송하도록 구성됨으로써, 예를 들면, 전국 단위의 광범위한 지역에 대하여도 대규모의 모나터링 시스템(30)을 용이하게 구축할 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 본 발명에 따르면, 환경센서를 이용하여 측정된 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 일사량에 따른 발전량의 변동을 정확하게 모니터링하고, 미리 정해진 기준에 근거하여 발전량에 기준치 이상의 변동이 감지되면 이상이 발생한 것으로 판단하고 경고메시지나 경보를 발생하는 동시에 미리 설정된 연락처에 해당 사실에 대한 알림 및 유지보수를 요청하는 메시지를 전송하여 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법이 제공됨으로써, 단순히 발전량만을 측정하는 경우에 비해 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 상태 및 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 오류나 고장 등의 이상발생시에도 이를 즉각적으로 파악하여 대처할 수 있으므로, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 및 관리비용을 절감하고, 수명을 연장하는 동시에, 태양광 발전시설의 발전효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 일사량과 온도 등의 환경정보를 반영하여 태양광 발전시설의 발전량을 보다 정확하게 측정하고, 일사량에 따른 발전량의 변동을 모니터링하여 이상발생 및 유지보수 필요시 즉각적으로 알리는 것에 의해, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하며, 발전효율을 향상시킬 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법이 제공됨으로써, 환경의 영향에 대한 고려 없이 단순히 발전량을 측정하여 태양광 발전시설의 상태를 판단함으로 인해 정확한 판단 및 적절한 유지보수가 이루어지지 못하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 태양광 발전설비의 동작 및 상태를 정확히 파악하여 유지보수의 필요 여부를 자동으로 판단하고 알리는 것에 의해, 태양광 발전시설에 대한 유지보수 비용을 절감하고 수명을 연장하며, 발전효율을 향상시킬 수 있도록 구성되는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법이 제공됨으로써, 태양광 발전설비의 동작이나 상태를 정확히 파악하고 유지보수의 필요 여부를 판단하여 자동으로 알림을 보내는 장치나 방법이 제시되지 못함으로 인해 이상이 발견되면 해당 위치로 수리인력이 방문하여 사후적으로 유지보수를 행하는 데 그치는 한계가 있었던 종래기술의 태양광 발전설비 및 유지보수 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
10. 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템
11. 데이터 수집부 12. 이상진단 처리부
13. 이상발생 알림부 14. 제어부
30. 태양광 발전설비 모니터링 시스템
31. 관제서버 32. 사용자 단말기
11. 데이터 수집부 12. 이상진단 처리부
13. 이상발생 알림부 14. 제어부
30. 태양광 발전설비 모니터링 시스템
31. 관제서버 32. 사용자 단말기
Claims (14)
- 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템에 있어서,
태양광 발전설비의 상태와 동작에 대한 운전정보 및 상기 태양광 발전설비가 설치된 주변환경에 대한 환경정보를 각각 측정하고 수집하는 처리가 수행되는 데이터 수집부;
상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 일사량에 따른 정상동작시의 발전량의 범위를 미리 저장하여 두고, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터에 근거하여, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 측정된 발전량에 각각의 태양광모듈의 온도에 따른 가중치를 반영하여 보정된 발전량을 산출한 후, 미리 정해진 기준에 따라 각각의 태양광모듈에 대한 일사량과 보정된 발전량의 변화 및 변동 추이를 분석하여 오류나 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되는 이상진단 처리부;
상기 이상진단 처리부의 판단 결과 상기 태양광 발전설비에 오류나 이상이 발생한 것으로 판단되면 경고나 알람(alarm)을 발생하고 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하여 유지보수를 요청하는 처리가 수행되는 이상발생 알림부; 및
상기 이상진단 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되고,
상기 이상진단 처리부는,
상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터에 근거하여, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 각각 측정된 일사량과 발전량을 시계열에 따라 정렬하고 미리 정해진 기준에 근거하여 각각의 구간별로 나누는 처리가 수행되는 분류단계;
상기 분류단계에서 각 구간별로 분류된 발전량에 대하여 각각의 태양광모듈의 온도에 따른 가중치를 적용하여 발전량을 보정하는 처리가 수행되는 보정단계; 및
상기 보정단계에서 보정된 발전량에 근거하여, 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 실시간으로 측정된 일사량에 따른 보정된 발전량이 미리 정해진 기준값 또는 기준범위 내인지를 판단하여 각각의 태양광모듈에 대한 정상 또는 이상발생 여부를 판단하는 처리가 수행되는 분석단계를 포함하는 처리가 수행되도록 구성되며,
상기 분류단계는,
시간에 따른 일사량과 발전량의 변화를, 일사량이 0% ~ 25% 까지 증가하는 제 1 구간, 25% ~ 75% 까지 증가하는 제 2 구간, 75% 이상의 값이 유지되는 제 3 구간, 일사량이 최대(100%)가 되는 제 4 구간, 75% ~ 25% 까지 감소하는 제 5 구간 및 25% ~ 0% 까지 감소하는 제 6 구간의 총 6가지 패턴으로 분류하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 데이터 수집부는,
상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 일사량 및 온도를 측정하기 위한 다수의 측정센서를 포함하여 이루어지는 환경센서; 및
상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대하여 발전량을 측정하기 위한 전류센서 및 전압센서나 전력센서를 포함하는 이루어지는 센서부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 데이터 수집부는,
상기 제어부의 제어신호에 따라, 또는, 미리 정해진 설정에 따라 일정 시간 간격으로 상기 센서부의 각각의 센서를 통해 상기 태양광 발전설비의 각각의 태양광모듈에 대한 일사량과 각각의 태양광모듈의 온도 및 각각의 태양광모듈로부터 발생되는 발전량을 각각 측정하여 상기 이상진단 처리부로 전송하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 보정단계는,
상기 분류단계에서 분류된 각각의 구간에 대하여, 각각의 태양광모듈의 현재 온도가 미리 정해진 기준온도보다 높으면 양(positive)의 가중치를 적용하고, 상기 기준온도보다 낮으면 음(negative)의 가중치를 적용하여 상기 발전량을 보정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 이상발생 알림부는,
그림자 효과로 인한 오동작이나 특정 태양광모듈에서 정상상태임에도 일시적으로 기준을 만족하지 못하여 이상발생으로 판정되는 경우를 방지하기 위해, 상기 이상진단 처리부에 의해 이상발생으로 판단되는 경우 미리 정해진 일정 시간 동안 이상상태의 지속 여부를 모니터링하고, 미리 정해진 시간이 경과 후에도 이상상태가 지속되면 경고를 발생하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 제 8항에 있어서,
상기 이상발생 알림부는,
상기 이상진단 처리부에 의해 이상발생 판정 후 미리 정해진 제 1 기준시간 동안 이상상태가 지속되면 이상상태 발생에 대한 알림을 표시하고,
이상상태가 미리 정해진 제 2 기준시간 동안 지속되면 경고를 발생하고 담당자나 관리자를 포함하는 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하며,
이상상태가 미리 정해진 제 3 기준시간 이상 지속될 경우는 경고발생 및 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하는 동시에, A/S 담당부서나 관계기관에 연락하여 즉각 현장출동을 요청하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 이상진단 시스템은,
상기 이상진단 시스템의 현재 동작과 상태 및 처리결과를 포함하는 각종 정보를 표시하기 위한 모니터나 디스플레이를 포함하는 표시수단; 및
외부 기기와 유선 또는 무선통신 중 적어도 하나의 방식으로 통신을 주고받기 위한 통신수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 이상진단 시스템은,
상기 이상진단 시스템을 각각의 설비별 또는 지역별로 다수개 설치하고, 각각의 상기 이상진단 시스템을 통해 구축된 모니터링 데이터를 중앙의 서버로 전송하도록 구성됨으로써,
광범위한 지역에 대하여도 모니터링 작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템.
- 태양광 발전설비 모니터링 시스템에 있어서,
각각의 시설이나 지역별로 설치되어 있는 복수의 태양광발전 진단시스템;
각각의 상기 태양광발전 진단시스템으로부터 모니터링 정보를 각각 수신하여 태양광 발전설비의 운영에 대한 빅데이터를 구축하고, 사용자의 요청에 따라 해당하는 각종 정보를 맞춤형으로 제공하는 처리가 수행되도록 구성되는 관제서버; 및
사용자가 원하는 정보를 상기 태양광발전 진단시스템이나 상기 관제서버에 요청하고 전달받기 위한 사용자 단말기를 포함하여 구성되고,
상기 태양광발전 진단시스템은,
청구항 1항 내지 청구항 3항, 청구항 7항 내지 청구항 11항 중 어느 한 항에 기재된 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비 모니터링 시스템.
- 제 12항에 있어서,
상기 사용자 단말기는,
PC를 포함하는 정보처리장치를 이용하여 구성되거나,
또는, 스마트폰이나 태블릿 PC, 또는, 노트북을 포함하는 개인이 휴대 가능한 정보통신 단말기에 전용의 어플리케이션을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비 모니터링 시스템.
- 태양광 발전설비의 이상진단 방법에 있어서,
청구항 1항 내지 청구항 3항, 청구항 7항 내지 청구항 11항 중 어느 한 항에 기재된 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템을 이용하여 태양광 발전설비의 이상진단을 위한 진단시스템을 구현하는 처리가 수행되는 시스템 구축단계; 및
상기 진단시스템을 이용하여 태양광 발전설비에 대한 모니터링을 수행하고 이상발생을 판단하는 처리가 수행되는 모니터링단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 이상진단 방법.
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| KR1020210128163A KR102633733B1 (ko) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020210128163A KR102633733B1 (ko) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 환경센서를 이용한 태양광 발전설비의 이상진단 시스템 및 방법 |
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