KR20050094532A - The multi-sensor measuring both solar intensity and temperature - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광발전이나 온실 관리 등에 필요한 기상자료인 온도 및 일사량을 하나의 센서로 측정할 수 있도록 만든 복합 센서이다. 기존의 일사량 센서 및 온도센서는 1개씩 개별적으로 만들어져 있고 고가의 표시장치 및 데이터 변환장치를 필요로 한다. 따라서 일사량 및 온도 데이터 값을 일반 사용자가 쉽게 사용하기 어렵고 비용도 고가였다. 특히 일사량 센서는 태양광의 적외선 영역에서부터 자외선 영역까지 넓은 영역의 데이터를 수집하기 위해서 수백만원 이상의 고가의 광센서를 사용하였으나 본 발명에서는 태양광 발전이나 온실 등에서 중요하게 사용하는영역인 가시광선 영역에서 데이터를 취득할 수 있도록 함으로서 저가화하면서도 데이터의 신뢰성을 유지할수 있도록 하였다.The present invention is a composite sensor made to measure the temperature and insolation, which are meteorological data necessary for photovoltaic power generation or greenhouse management, with one sensor. Conventional solar radiation sensors and temperature sensors are made individually and require expensive display and data converters. As a result, the solar radiation and temperature data values were not easily available to the end user and were expensive. In particular, the solar radiation sensor used an expensive optical sensor of several million won or more to collect data in a wide range from the infrared region to the ultraviolet region of the solar light, but in the present invention, the data in the visible ray region, which is an important area used in photovoltaic power generation or greenhouse, etc. By lowering the cost of data, it is possible to reduce the cost and maintain the reliability of the data.
본 발명에서는 일사량 획득을 위해 태양전지 셀을 사용하여 발전량으로부터 태양광 일사량을 계측할 수 있도록 구성하였다. 태양전지 셀의 발전특성상 일사량을 정확하게 계측하기 위해서는 변환장치가 필요하므로 본 발명에서는 태양전지 셀의 출력으로부터 일사량 데이터를 취득할 수 있도록 관련 변환장치를 일체화하였다.In the present invention was configured to measure the solar radiation from the amount of power generation using a solar cell to obtain the solar radiation. In order to accurately measure the amount of solar radiation due to the power generation characteristics of the solar cell, a conversion device is required in the present invention, and the related converter is integrated so that solar radiation data can be obtained from the output of the solar cell.
태양광 발전은 태양전지 모듈로부터 직류 전류를 발생시켜 전기를 얻는 무공해의 대체에너지원으로 세계적인 환경문제에 대한 관심증가와 화석연료의 대체를 위한 필요 때문에 세계적으로 수요가 급격히 증가하고 있는 분야이다. 국내에서도 80년 이후 연구가 활발히 진행되면서 태양광 발전에 대한 수요가 증가하고 있다. 태양광 발전은 일반적으로 태양전지 모듈면이 남쪽을 향하도록 하고 설치 경사각은 약 30도 정도로 설치하게 된다. 그리고 태양광 발전은 시스템의 운용 및 유지관리를 위해 경사면(30도)과 수평면(0도) 일사량계를 필요로 하며, 태양전지 모듈면의 온도 및 외기 온도에 대한 데이터가 요구된다. 기존의 제품을 사용할 경우 온도계 2개, 일사량계 2개를 사용하고 각각에 변환기 및 표시장치를 부착하여 사용한다. 따라서 시스템이 복잡하고 비용이 많이 소요된다.Photovoltaic power generation is a pollution-free alternative energy source that generates electricity by generating a direct current from a solar cell module, and demand in the world is rapidly increasing due to growing interest in global environmental problems and the need for replacement of fossil fuels. In Korea, as research has been actively conducted since 80 years, demand for photovoltaic power generation is increasing. Photovoltaic power generation is generally installed so that the solar cell module faces south and the installation inclination angle is about 30 degrees. In addition, solar power generation requires an inclined plane (30 degrees) and a horizontal plane (0 degrees) solar radiation meter for the operation and maintenance of the system, and data on the temperature and the outside temperature of the solar cell module surface are required. In case of using existing products, 2 thermometers and 2 solar radiation meters are used, and a converter and a display device are attached to each. As a result, the system is complex and expensive.
본 발명은 2개의 온도 및 2개의 일사량을 동시에 취득할 수 있고 변환장치, 표시장치, 데이터 전송장치를 하나의 패키지에 내장하여 시스템을 획기적으로 간략화 할 수 있을 뿐만 아니라 비용절감도 가능하다. 또한 본 발명은 두 가지의 다른 종류의 센서를 하나로 패키지화함으로서 비전문 사용자도 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있고, PC나 관련 장비와 연계하여 사용하기도 용이하다.The present invention can simultaneously acquire two temperatures and two solar radiation amounts, and by incorporating a converter, a display device, and a data transmission device into one package, the system can be dramatically simplified as well as cost can be reduced. In addition, the present invention has the advantage that can be easily used by non-professional users by packaging two different types of sensors into one, it is also easy to use in conjunction with a PC or related equipment.
Description
본 발명에서는 일사량을 측정하기 위하여 PV모듈을 사용하는데 PV모듈은 일사량을 받아 발전하는 광전변환 소자로 태양광 발전에 주로 적용되고 있다. PV모듈은 일사량이 일정한 경우에도 출력전압의 크기에 따라 발전 전류량이 변하기 때문에 변환을 위해 병렬저항을 부착하여 발전전압을 센싱하여 일사량을 계측할 수 있다. 일사량에 따라 전압과 전류가 동시에 변하므로 일사량과 출력 전압의 데이터를 테이블로 만들어 실제 출력 전압으로부터 데이터를 구할 수 있도록 구성하였다. 그리고 출력 전압이 전송과정에서 전압강하가 발생하는 것을 예방하기 위해 데이터 변환 장치를 센서 출력 뒷단에 추가하여 장거리 전송시에도 정확한 데이터 전송이 가능하게 구성하였다.In the present invention, a PV module is used to measure the amount of solar radiation, which is mainly applied to photovoltaic power generation as a photoelectric conversion element that generates solar radiation. Since PV module changes the amount of generated current according to the output voltage even when the amount of insolation is constant, it is possible to measure the amount of insolation by attaching parallel resistors to sense the generation voltage for conversion. Since the voltage and current change at the same time according to the amount of insolation, the data of insolation amount and output voltage are made in a table so that data can be obtained from the actual output voltage. In order to prevent the output voltage from dropping during the transmission process, a data converter is added to the rear of the sensor output to enable accurate data transmission even during long distance transmission.
또한 태양광 발전에서는 경사면과 수평면의 일사량과 함께 태양광 모듈면의 온도와 외기온도를 함께 필요로 한다. 따라서 본 발명에서는 일사량 2개, 온도 2개를 동시에 센싱할 수 있도록 센서를 구성하였다. 또한 사용자가 데이터를 사용하기 위해서는 변환장치, 표시장치, 전송장치가 별도로 필요하기 때문에 시스템이 복잡해지는데 비해 본 발명에서는 전체 시스템이 하나의 패키지로 구성되어 시스템이 간단해지고 저가형으로 구성할 수 있고 비전문가도 쉽게 사용할 수 있도록 만들어졌다. In addition, solar power generation requires the solar module surface temperature and the outside air temperature together with the solar radiation on the inclined surface and the horizontal surface. Therefore, in the present invention, a sensor is configured to sense two solar radiation and two temperature at the same time. In addition, the system is complicated because a user needs a separate converter, a display, and a transmitter to use data. However, in the present invention, the entire system is composed of a single package, which makes the system simple and low-cost. Made for easy use.
또한 본 발명에서는 소형 PV 모듈을 이용하여 태양광 발전 및 온실 등에 사용되는 일사량 및 온도 센서를 저가화하고 사용하기 편리하도록 하나의 패키지로 구성하였다. 따라서 기존의 복잡한 시스템을 단순하고 사용이 편리하게 구성할 수 있다. 또한 소형 PV모듈의 출력으로부터 일사량을 센싱하여 장거리 전송에 적합하도록 모듈과 변환장치를 일체형으로 구성하여 성능을 개선하였고 일사량 데이터를 테이블화하여 비선형성을 보정할 수 있도록 시스템을 구성하였다. In addition, in the present invention, the solar radiation and temperature sensors used for photovoltaic power generation and greenhouses using a small PV module are configured in one package to lower the cost and to be convenient. Therefore, existing complex systems can be configured simply and conveniently. In addition, the system improves performance by sensing the amount of insolation from the output of small PV modules and integrates the module and the converter in a way suitable for long-distance transmission.
본 발명은 태양광 발전이나 온실 등에 적용할 수 있는 일사량 및 온도 복합센서에 관한 것보다 자세하게는 소형 태양전지 모듈을 이용한 일사량센서와 주변 온도 및 측정 대상표면의 온도를 함께 측정할 수 있도록 만들어진 복합센서이다. 기존의 센서들은 온도 혹은 일사량만을 하나씩 측정할 수 있도록 되어 있고 사용자가 사용을 위해서는 변환장치 및 표시장치, 데이터 전송장치가 별도로 있어야 한다. 따라서 사용이 복잡하고 고가이다. 그리고 태양광 발전에서는 경사면 일사량과 수평면 일사량, 주변온도 및 모듈면의 온도 등의 데이터가 있어야 한다. 본 발명에서는 다수의 일사량과 온도를 하나의 복합센서를 이용하여 데이터를 취득할 수 있고 변환장치, 표시장치, 데이터 전송장치가 패키지화되어 사용자가 쉽게 적용할 수 있도록 되어 있다. The present invention more specifically relates to the solar radiation and temperature composite sensor that can be applied to photovoltaic power generation or greenhouse, and more specifically, the solar radiation sensor using a small solar cell module and a combined sensor made to measure the ambient temperature and the temperature of the measurement surface to be. Conventional sensors can only measure temperature or solar radiation one by one, and users need separate converters, displays, and data transmitters for use. Therefore, the use is complicated and expensive. And in photovoltaic power generation, there should be data such as inclined solar radiation, horizontal solar radiation, ambient temperature and module surface temperature. In the present invention, a plurality of solar radiation and temperature can be obtained by using a single complex sensor, and a converter, a display device, and a data transmission device are packaged so that a user can easily apply the data.
본 발명은 종래에 사용된 복잡하고 고가인 일사량센서와 온도센서를 서로 조합하여 하나로 패키지화함으로서 사용자가 쉽게 사용할 수 있고 저가화한 것이다. 또한 태양전지 모듈을 이용하여 일사량을 측정할 수 있는 센서를 제작하여 가격을 저가화하고 실제 태양광 발전에 보다 효과적으로 적용할 수 있도록 하였다. 태양전지 모듈은 발전 특성이 비선형적이고 전압에 따라 출력전류가 변화하는 특성이 있어 개방상태에서는 일사량을 정확하게 측정할 수 없다. 따라서 본 발명에서는 태양전지 모듈의 발전 특성을 고려하여 온도보상이 가능한 변환 회로를 구성하여 일사량계에 내장함으로서 저가의 정확한 센서를 구현하는데 본 발명의 목적이 있다. The present invention is easy to use and low cost by the user by packaging a complex and expensive solar radiation sensor and a temperature sensor used in the prior art in one package. In addition, by manufacturing a sensor that can measure the amount of solar radiation using a solar cell module to lower the price and to be applied more effectively to the actual solar power generation. The solar cell module has nonlinear power generation characteristics and output current changes with voltage, so the solar radiation module cannot accurately measure the amount of solar radiation. Therefore, in the present invention, it is an object of the present invention to implement a low-cost accurate sensor by constructing a conversion circuit capable of temperature compensation in consideration of the power generation characteristics of the solar cell module built into the solar radiation meter.
도 1은 일사량센서 2개와 온도센서 2개로 구성된 복합센서의 블록도이다. 일반적으로 센서부, 데이터변환부, 표시부, 전송부가 각각 필요한데 비하여 본 발명에서는 데이터 변환부, 표시부, 전송부가 하나의 패키지로 구성되어 사용이 편리하다.1 is a block diagram of a composite sensor consisting of two solar radiation sensors and two temperature sensors. In general, the sensor, the data conversion unit, the display unit, and the transmission unit are each required, whereas in the present invention, the data conversion unit, the display unit, and the transmission unit are configured in one package, and are convenient to use.
도 2는 도 1의 점선 원안의 일사량계를 소형 PV모듈 적용하여 보다 저가형으로 일사량을 수집하고 내부에 변환장치를 내장하여 장거리 전송시에도 데이터의 신뢰성이 증대되도록 구성한 일사량 센서의 구성도를 나타내었다.Figure 2 shows the configuration of the solar radiation sensor configured to increase the reliability of data even at long distance transmission by incorporating a small PV module in the dotted line circle of Figure 1 by applying a small PV module and collecting the solar radiation at a lower cost. .
본 발명은 2개의 온도 및 2개의 일사량을 동시에 취득할 수 있고 변환장치, 표시장치, 데이터 전송장치를 하나의 패키지에 내장하여 시스템을 획기적으로 간략화 할 수 있을 뿐만 아니라 비용절감도 가능하다. 또한 본 발명은 두 가지의 다른 종류의 센서를 하나로 패키지화함으로서 비전문 사용자도 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있고, PC나 관련 장비와 연계하여 사용하기에도 용이하다. The present invention can simultaneously acquire two temperatures and two solar radiation amounts, and by incorporating a converter, a display device, and a data transmission device into one package, the system can be dramatically simplified as well as cost can be reduced. In addition, the present invention has the advantage that can be easily used by non-professional users by packaging two different types of sensors into one, it is also easy to use in conjunction with a PC or related equipment.
도1은 복합센서 구조 블럭도.1 is a block diagram of a composite sensor structure.
도2는 일사량 센서의 내부 구성도. 2 is an internal configuration diagram of the solar radiation sensor.
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| KR1020040019687A KR20050094532A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | The multi-sensor measuring both solar intensity and temperature |
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|---|---|
| KR (1) | KR20050094532A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101055290B1 (en) * | 2009-03-30 | 2011-08-09 | 경희대학교 산학협력단 | Estimation method of total solar radiation on arbitrary slope |
| KR101249471B1 (en) * | 2011-04-15 | 2013-04-01 | (유)이오전기 | detect method of solar radiation and wind speed information for Wind turbine and solar power system. |
| US10134315B2 (en) | 2015-04-01 | 2018-11-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Heating package test apparatus and method of operating the same |
| KR102074707B1 (en) | 2018-10-20 | 2020-02-14 | 주식회사 지농 | Irradiation measuring sensor using Solar Cell |
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2004
- 2004-03-23 KR KR1020040019687A patent/KR20050094532A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101055290B1 (en) * | 2009-03-30 | 2011-08-09 | 경희대학교 산학협력단 | Estimation method of total solar radiation on arbitrary slope |
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