KR20100082669A - Solar cell modul - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전소를 구성하는 각 솔라모듈들의 상태를 개별적으로 모니터링하여 솔라모듈의 불량 및 고장여부를 신속 판단하여 조치토록 함으로써 시설의 유지관리적인 측면에서의 효율을 향상시켜 전력생산성을 극대화하는 솔라모듈 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention is to monitor the status of each solar module constituting the solar power plant individually to quickly determine whether the solar module defective or failure to take action to improve the efficiency in terms of maintenance of the facility to maximize the power productivity Solar module monitoring system.
태양광 발전은 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 군으로 구획된 각 솔라 군내의 솔라모듈들은 직렬로 연결되어 DC전류를 생산하고, 인버터는 생산된 DC전류를 받아 AC로 전환함과 동시에 고압으로 승압시켜 송전하는 구성으로 되어 있다.As shown in FIG. 5, the solar modules in each solar group divided into a plurality of groups are connected in series to produce a DC current, and the inverter receives the generated DC current and converts it into AC and at a high voltage. It boosts and transmits power.
송전량은 계량되며 발전소 업주는 계량된 양만큼 전력거래소와의 매전전계약에 의해 수익을 얻게 된다. The amount of transmission is metered and the owner of the power plant is profitable by the contract with the power exchange.
발전량에 영향을 주는 요인으로는 크게 자연적 요인과 기술적 요인으로 나눌 수 있다. 자연적 요인은 태양으로부터 오는 한정된 광량에 대하여 어레이가 설치되는 지리적 요소 그리고 가장 중요한 기후적 요소로 구분된다. 이는 인력으로 더 확보할 수 없는 주어진 자원이다.Factors affecting the generation amount can be divided into natural and technical factors. Natural factors are divided into the geographic factor where the array is installed and the most important climatic factor for the limited amount of light from the sun. This is a given resource that cannot be secured by manpower.
기술적 요인은 솔라모듈의 성능 요소와 솔라모듈의 수광행태 요소, 솔라모듈간의 전기적 연결패턴 및 솔라모듈의 유지보수 요소 등으로 구분된다.The technical factors are divided into performance factors of solar modules, light receiving behavior elements of solar modules, electrical connection patterns between solar modules, and maintenance elements of solar modules.
여기서 솔라모듈의 성능 요소는 당해 분야의 기술발전 속도에 의해 결정되므로 이를 극복하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요되나, 나머지 요소들은 설치된 장치들의 관리를 통해 단기적으로도 극복할 수 있는 요소들이다.Since the performance factor of the solar module is determined by the speed of technological development in the art, it takes a lot of time and cost to overcome it, but the remaining elements are factors that can be overcome in the short term through the management of the installed devices.
솔라모듈의 수광행태와 관련하여 태양빛을 1축,2축으로 추적하여 능동적으로 수광함으로 효율을 높이는 방법으로 센서나 제어 프로그램적 기술이므로 이는 이미 실시되고 있는 기술이다.Regarding the light reception behavior of solar modules, this method is already implemented because it is a sensor or control program technology that increases efficiency by actively receiving sunlight by tracking sunlight on one axis and two axes.
솔라모듈간의 전기적 연결패턴은 인버터의 성능에 따라 솔라모듈간을 직렬 또는 병렬로 연결할 것인가가 결정되므로 지금까지는 설계 및 시공후에는 더이상 선택의 여지가 없다.Since the electrical connection pattern between solar modules determines whether the solar modules are connected in series or in parallel according to the performance of the inverter, there is no longer a choice after design and construction.
또한 솔라모듈의 관리는 지금까지는 성능저하 또는 고장에 관하여 최종 수집된 전력량을 측정하는 부분에서 알 수밖에 없다. 즉, 생산된 전기는 인버터가 매일 기록하게 되므로 관리자는 그 기록을 비교 검토하여 발전시스템의 이상 유무를 판단할 수밖에 없다. 또 발전시스템의 이상이 감지되더라도 문제의 원인을 찾아내는 데에는 관리자의 육안검사나 개별 성능 테스트와 같은 원시적 방법에 의해 의존할 수밖에 없으므로 많은 시간이 소요된다. 이는 곧 문제의 원인을 찾아내어 조치를 취하기 까지의 시간동안에는 많은 양의 전력손실을 감수해야 한다. 특히 이러한 문제점은 솔라모듈의 노후가 진행될 수록 증가된다. 즉, 각 솔라모듈들은 수명이나 구조적 취약성 등과 같은 태생적 특성을 지니고 있어 시간이 흐를 수록 그 특성들 이 고장이나 기능저하로 나타나며 결국 전체 발전효율에 부정적 영향을 끼치게 된다. 예를 들어 직렬 배선으로 연결된 솔라모듈 중 어느 한 솔라모듈의 성능저하 또는 고장이 발생되면 다른 솔라모듈의 기능이 정상적이라 하더라도 그에 관계없이 전체적 전력생산성에 매우 부정적 영향을 주게 된다.In addition, the management of solar modules has been known so far in terms of measuring the amount of power collected at last for performance degradation or failure. In other words, the produced electricity is recorded by the inverter every day, the manager has to compare and review the record to determine whether there is an abnormality of the power generation system. Even if an abnormality in the power generation system is detected, finding the cause of the problem is time-consuming because it can only be relied on by primitive methods such as visual inspection of the administrator or individual performance test. This will incur a large amount of power loss in the time it takes to find the cause of the problem and take action. In particular, this problem increases as the solar module ages. That is, each solar module has inherent characteristics such as lifespan or structural weakness, and as time passes, the characteristics of the solar modules appear to be malfunctioning or deteriorating, which in turn negatively affects the overall power generation efficiency. For example, if a solar module deteriorates or malfunctions in a solar module connected in series, the overall power productivity is negatively affected even if the function of the other solar module is normal.
또 솔라모듈을 제조하는 회사에서는 제품 불량률이 0.1% 정도라고 인정하고 있다. 어떻게 보면 0.1%정도는 무시해도 될 것이라 생각할 수도 있지만 대규모 발전소에서 그 불량율로인한 손해액은 년간으로 따져볼 때에도 상당한 금액이다.The company that manufactures solar modules admits that the product defect rate is around 0.1%. In some ways, 0.1% may be negligible, but the damage caused by the failure rate in a large power plant is considerable in years.
즉, 제품 불량이나 고장으로 인해 손실되는 전기는 시간이 갈 수록 누적될 것이며, 발전차액을 보장받는 15년 또는 20년동안 장기적으로 누적된다면 그 손해는 어마어마하게 늘어나게 되므로 이를 개선할 필요가 있다.In other words, the electricity lost due to product failure or failure will accumulate over time, and if it accumulates in the long term for 15 or 20 years when the power generation difference is guaranteed, the damage will increase enormously and needs to be improved.
본 발명은 각 솔라모듈의 상태를 개별적으로 관리하는 모니터링 시스템을 구축하여 전력생산성을 저하시키는 원인을 신속히 간파하고 나아가 예측하여 그에 따른 신속한 대처가 이루어지도록 함으로써 발전설비가 상시 최상의 발전 컨디션을 유지할 수 있도록 하여 전력생산성을 극대화하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to establish a monitoring system that individually manages the state of each solar module to quickly identify and predict the cause of lowering the power productivity, so that the power plant can maintain the best power condition at all times. The purpose is to maximize power productivity.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,
각 솔라모듈에서 발생된 전류 또는 전압을 센싱하는 센싱부와;Sensing unit for sensing the current or voltage generated in each solar module;
센싱부로부터의 데이터를 송수신 매개체를 통해 전송하는 송신부와;A transmitter for transmitting data from the sensor through a transmission / reception medium;
송신부로부터 전송된 데이터를 수신하는 수신부와;A receiving unit which receives the data transmitted from the transmitting unit;
수신된 각 소라모듈의 데이터를 수집하여 정리하는 데이터베이스부;A database unit for collecting and arranging data of each received solar module;
상기 데이터베이스부의 수집된 값을 디스플레이 해주는 디스플레이부; 로 구성하여 달성된다.A display unit displaying the collected values of the database unit; Is achieved by configuration.
또한 본 발명에서 구현하는 데이터 송수신 매개체는, 전력통신을 이용하여 달성된다.In addition, the data transmission and reception medium implemented in the present invention is achieved by using power communication.
또한 상기 데이터베이스부에는 수집된 각 솔라모듈의 데이터를 비교하여 문제가 있는 값을 찾아내는 비교부가 더 구비되며, 그 비교값에 의해 걸러진 문제의 값들을 디스플레이해주도록 하여 달성된다.In addition, the database unit is further provided with a comparison unit for comparing the data of each solar module collected to find a problem value, it is achieved by displaying the values of the problem filtered by the comparison value.
본 발명은 각 솔라모듈의 상태를 개별적으로 모니터링할 수 있으므로 전력생산성 저하 원인을 신속히 알 수 있고, 또 성능의 저하상태를 실시간으로 확인할 수 있으므로 그 수명을 예측할 수 있으며, 그에 따른 신속한 대처가 가능하여 발전설비가 상시 최상의 발전 컨디션을 유지할 수 있는 장점이 있다.The present invention can monitor the status of each solar module individually, so that it is possible to quickly determine the cause of the decrease in power productivity, and to check the degradation state of performance in real time, thereby predicting the lifespan thereof, and thus to cope with it quickly. The power plant has the advantage of maintaining the best power condition at all times.
또 솔라모듈의 모니터링을 통해 다양한 원인에 의해 눈에 보이지 않게 버려지는 전기에너지를 최대한 줄여 세이브하므로 결과적으로 발전차액을 보전받는 15년 20년동안 누적하여 계산한다면 엄청난 소득을 발전소 업주에게 돌려주게 됨은 물론이고 나아가 국가적으로도 큰 이익으로 남게되는 효과가 있다..In addition, the monitoring of solar modules minimizes and saves the electric energy that is invisible due to various causes, and as a result, if the cumulative calculation of the power generation gap is accumulated for 15 years and 20 years, the enormous income is returned to the owner of the power plant. And furthermore, it has the effect of remaining a great profit nationally.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발전소를 구성하는 솔라모듈 모니터링 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a solar module monitoring system constituting a power plant according to a first embodiment of the present invention.
상기 도면에 도시된 바와 같이 각 솔라모듈(10)에 있어서, 발전된 전기를 송전하는 송전라인에 전압 또는 전류를 측정하는 센싱부(11)를 구성한다.As shown in the figure, in each
상기 센싱부(11)는 외부전력을 이용할 수도 있지만 바람직하게는 해당 솔라모듈(10)에서 발전한 자체전력을 이용하는 것이 바람직하다.Although the
또한 상기 센싱부(11)에 의해 센싱된 데이터를 받아 이를 전송하는 송신부(12a)를 구성한다. 이와 대응하여 후술될 서버(18)로부터 송신된 신호를 전 달받는 수신부(12b)를 구성할 수도 있다. 이때 각 송,수신부(12b)에는 개별적으로 부여된 아이디를 부여 받는다In addition, the
상기 송신부(12a)는 일반적인 유선 통신라인(14) 또는 무선통신을 이용할 수도 있고, 도 2에서와 같이 전력선(24)을 통해 데이터를 송,신수신할 수도 있다. The
전력선(24)을 이용하여 데이터를 송,수신할 떼에는 데이터를 전력선(24)에 싣기위한 장치를 필요로 한다. 전력선(24)을 이용할 때에는 별도의 데이터 통신을 위한 별도의 통신 라인을 구축할 필요가 없기 때문에 시공비나 재료비를 절감할 수 있게 된다.In order to transmit and receive data using the
한편, 일반 유선 통신라인(14)이나 무선통신에 의해 전송된 데이터는 수신부(16a)를 통해 전달받게 된다. 특히 전력선(24)을 통해 전송된 데이터는 DC전류를 AC로 변환하여 송전하는 인버터를 거치기 이전에 수신부(16a)를 통해 전달받게 되며, 상기 수신부(16a)에서 전달받은 데이터는 서버(18)에 전달되어 각 아이디에 따라 서버(18)에서 데이터베이스화되어 수집 정리된다. 또 수신부(16a)와 대응하여 서버(18)에서 각 솔라모듈(10)로 데이터를 전송하는 송신부(16b)를 구성할 수도 있다.On the other hand, the data transmitted by the general
이와 같이 정리된 정보는 비교부를 통해 평균적인 값을 정하게되고, 그 평균값을 기준하여 각 데이터값을 비교하여 상태가 허용오차 이하의 값들을 분류한다.The information thus summarized determines an average value through a comparison unit, and compares each data value based on the average value to classify values having a tolerance or less.
이와 같이 분류된 값들은 디스플레이부(19)를 통해 관리자에게 디스플레이 된다.The classified values are displayed to the manager through the
각 솔라모듈(10)의 이상유무를 수집하는 센싱부(11)의 구동 시점은 특정 시 간 간격으로 선택하여 실시할 수도 있으며, 일조량이 양호하여 전체적으로 전력생산 컨디션이 좋을 때 이루어지도록 할 수도 있다.The driving time of the
솔라모듈(10)의 노후에 의해 진행되는 고장은 서서히 이루어지기 때문에 하루에 한 두번 정도의 센싱 또는 그 이상의 적절한 시간 간격을 설정하여 진행하도록 하면 족할 것이다.Since the failure progressed by the aging of the
데이터의 전송은 설정된 시간이나 전력생산 컨디션에 따라 능동적으로 보낼수도 있으나 서버(18)에서 데이터를 요구하는 명령을 받았을 때 수동적으로 데이터를 보내도록 할 수도 있다.The transmission of data may be actively sent according to a set time or power generation conditions, but may be manually sent when the
도 1은 본 발명에 따른 솔라모듈 모니터링 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a solar module monitoring system according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 전력통신을 이용한 솔라모듈 모니터링 시스템의 구성도.2 is a block diagram of a solar module monitoring system using power communication in accordance with the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10 - 솔라모듈 11 - 센싱부10-solar module 11-sensing unit
12 - 송수신부 14 - 유선 통신라인12-transceiver 14-wired communication line
16 - 수신부 18 - 서버16-Receiver 18-Server
19 - 디스플레이부 24 - 전력선19-display unit 24-power line
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2009
- 2009-01-09 KR KR1020090002064A patent/KR20100082669A/en not_active Application Discontinuation
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