KR20110007292A - Monitoring system of solar cell module using sensor network for photovoltaic power genaration and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A monitoring system of a solar cell module using sensor network for photovoltaic power generation and a method thereof are provided to prevent deterioration of performance and easily detect a defective solar cell module. CONSTITUTION: A plurality of solar cell modules(10a-10n) changes solar energy into electric energy and includes ID. Termination unit(20a-20n) are included in the solar cell module and collects the state value of the solar cell module. The ID and state value are transmitted through the wireless path of a sensor network. A monitoring server(40) compares the state of each ID transmitted from the termination device with a predetermined stored value and outputs a comparison result on a display. The monitoring sever(40) determines performance deterioration and fail.

Description

센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템 및 그 방법 {Monitoring System of Solar Cell Module Using Sensor Network for Photovoltaic Power Genaration and Method thereof}Monitoring System of Solar Cell Module Using Sensor Network for Photovoltaic Power Genaration and Method

본 발명은 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈의 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지모듈에 센서를 구비한 종단기기를 각각 부착시켜 센싱 데이터를 무선 센서네트워크를 통해 중앙감시소에 전송하고, 중앙감시소에서 이 센싱 데이터에 의한 발전량과 기저장된 발전량을 비교 분석하여 성능저하 또는 고장 태양전지모듈을 쉽게 찾을 수 있도록 하는 모니터링시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring system and method for monitoring a solar cell module for photovoltaic generation using a sensor network, and more particularly, to attach a terminal device having a sensor to a solar cell module, thereby sensing data through a wireless sensor network. The present invention relates to a monitoring system and a method for transmitting the data to the central monitoring station, and comparing the generated amount of power generated by the sensing data with the central monitoring station so as to easily find a degraded or failed solar cell module.

화석 연료의 고갈과 환경 보호라는 과제 달성을 위해 신 재생에너지에 대한 관심이 증가하고 있고 특히, 신 재생에너지 중 무공해이면서 무한정의 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 태양광 발전시스템은 발전부와 제어부가 반도체 소자와 전자 부품으로 구성되어 있기 때문에 기계적인 진동과 소음이 없을 뿐만 아니라, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있어 이미 신 재생에너지의 큰 축으로 자리 잡고 있다.In order to achieve the challenge of depleting fossil fuels and protecting the environment, interest in renewable energy is increasing. In particular, the photovoltaic power generation system which converts unlimited solar energy directly into electrical energy without pollution among new renewable energy, Since the control unit is composed of semiconductor elements and electronic components, there is no mechanical vibration and noise, and the cost of operation and maintenance can be minimized.

상기 태양광 발전시스템은 태양에너지를 전기에너지로 바꾸고 이를 사용하고자 하는 부하에 공급함으로써 이루어지고, 태양전지에서 발생하는 직류전력을 인버터를 통하여 상용 전원선에 실시간으로 공급하는 계통연계형 태양광 발전시스템과, 전력이 발생하지 않는 야간에도 사용할 수 있도록 태양전지에서 발생하는 직류전력을 충전기를 통해서 축전지에 저장하였다가 직류 혹은 교류의 형태로 개별 부하에 공급하는 독립형 태양광 발전시스템으로 구분된다.The photovoltaic power generation system is made by converting solar energy into electrical energy and supplying it to a load to be used. And, it is divided into a stand-alone photovoltaic power generation system that stores the direct current power generated by the solar cell in the storage battery through the charger and supplies it to the individual load in the form of direct current or alternating current so that it can be used even at night when no power is generated.

그런데 태양전지는 태양광을 이용해 전기를 일으키는 최소 단위로서, 태양전지로는 적절한 전압과 전류를 얻을 수 없다.However, solar cells are the smallest unit that generates electricity using sunlight, and solar cells cannot obtain proper voltage and current.

따라서 적절한 전압과 전류를 얻어 태양광 발전시스템에 이용하기 위해서는 다수의 태양전지를 직병렬로 연결한 후, 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 충진재, 유리 등과 함께 압축하여 모듈 형태로 태양전지모듈을 제작하여 단독으로 이용하거나, 대전력 발전을 위해서 다수의 태양전지모듈을 직렬이나 병렬 연결한 태양전지 어레이를 이용한다.Therefore, in order to obtain proper voltage and current and use it in photovoltaic power generation system, many solar cells are connected in parallel and then compressed together with filler and glass to protect from the external environment. Or use a solar cell array in which a plurality of solar cell modules are connected in series or parallel for large power generation.

상기 태양전지 어레이를 구성하는 태양전지모듈은 자체의 오염이나 열화, 배선 불량에 의해 고장이 발생하게 되는데 대단위 단지에서 고장난 태양전지모듈 하나를 찾기도 힘들거니와, 상기 고장난 태양전지모듈을 찾아 보수나 교체를 위해 다수의 태양전지모듈로 이루어진 태양전지 어레이의 가동을 중지시켜야 하는 부담이 있었다.The solar cell module constituting the solar cell array is broken due to its own pollution, deterioration, or poor wiring, and it is difficult to find one of the failed solar cell modules in a large-scale complex, and to find and repair the failed solar cell module. There was a burden to stop the operation of the solar cell array consisting of a plurality of solar cell modules.

또한, 태양전지 어레이를 구성하는 다수의 태양전지모듈 중 1개가 고장 날 경우 그 원인을 실시간으로 찾기가 어려우며, 태양전지 어레이 전체를 점검해야 하 는 비효율성은 사후처리 비용의 상승과 발전량 감소를 초래해 수익성 악화를 불러왔다.In addition, it is difficult to find the cause in real time when one of the plurality of solar cell modules constituting the solar cell array fails, and the inefficiency of checking the entire solar cell array increases the post-treatment cost and reduces the generation amount. This year, profitability worsened.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양전지모듈에 센서를 구비한 종단기기를 각각 부착시켜 센싱 데이터를 무선 센서네트워크를 통해 중앙감시소에 전송하고 중앙감시소에서 이 센싱 데이터에 의한 발전량과 기저장된 발전량을 비교 분석하여, 성능저하 또는 고장 태양전지모듈을 쉽게 찾을 수 있고 태양광 발전시스템의 운전성능 상태를 감시할 수 있으며, 이에 따라 유선선로모니터링방식에 비례하여 설치시공 비용이 절감되고, 태양광발전 시스템을 시설후 유지관리에 대한 사후처리 비용을 줄일 수 있으며, 발전량 감소를 미리 방지할 수 있는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈의 모니터링시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, attaching each end device having a sensor to the solar cell module to transmit the sensing data to the central monitoring station via the wireless sensor network, the amount of power generated by the sensing data in the central monitoring station By comparing and analyzing the amount of stored power generation, it is easy to find the performance degradation or faulty solar cell module and monitor the operation performance status of the photovoltaic power generation system.Therefore, the installation cost is reduced in proportion to the wireline monitoring method. In addition, the present invention relates to a monitoring system and method of a solar cell module for photovoltaic power generation using a sensor network that can reduce post-processing costs for post-installation maintenance of a photovoltaic power generation system and prevent power generation reduction.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈의 모니터링시스템은, 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하고 각각 고유의 ID가 부여된 다수의 태양전지모듈과, 상기 태양전지모듈마다 구비되어 태양전지모듈의 상태를 나타내는 센싱값을 수집하고 처리하여 ID와 함께 센서네트워크의 무선 경로를 통해 전송하는 종단기기와, 상기 종단기기에서 전송한 ID별 센싱값을 기저장된 저장값과 비교하여 비교결과를 디스플레이 화면에 출력하고, 태양전지모듈의 성능저하나 고장 유무를 판단하는 모니터링 서버를 포함하여 구성된다.Monitoring system of a solar cell module for photovoltaic power generation using the sensor network according to the present invention for achieving the above object, and converts the solar energy into electrical energy and outputs a plurality of solar cell modules each having a unique ID and The terminal device is provided for each solar cell module and collects and processes a sensing value indicating a state of the solar cell module and transmits the sensing value along with an ID to transmit the sensing value through a wireless path of the sensor network, and the sensing value for each ID transmitted from the terminal device. Comparing the stored value and outputs the comparison result on the display screen, and comprises a monitoring server for determining the performance or failure of the solar cell module.

또한, 본 발명에 따른 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈의 모니터링방법은 태양전지모듈을 제조한 제조사에서 출하시 규정하는 일사량과 온도에서 전압, 전류의 규격값을 모니터링 서버에 저장하는 단계와, 종단기기에서 상기 태양전지모듈의 최초 설치후 전압, 전류의 설치측정기준값을 일정기간 동안 소정시간 단위로 측정하여 태양전지모듈 고유의 ID와 함께 센서네트워크를 통해 상기 모니터링 서버에 전송하는 단계와, 상기 모니터링 서버에서 ID별로 전압, 전류의 설치측정기준값을 일사량 및 온도와 함께 저장하는 단계와, 상기 종단기기에서 태양전지모듈의 전압, 전류의 센싱값을 측정하여 태양전지모듈 고유의 ID와 함께 센서네트워크를 통해 상기 모니터링 서버에 전송하는 단계와, 상기 모니터링 서버에서 종단기기에서 전송한 센싱값을 기저장된 규격값 및 설치측정기준값과 비교하여 비교결과를 디스플레이 화면에 출력하고, 태양전지 모듈의 성능저하나 고장 유무를 판단하는 단계 및 상기 모니터링 서버에서 전압과 전류의 센싱값을 합산하여 전체 발전량을 연산하고, 이를 규격값의 합산에 따른 발전량과 설치측정기준값 합산에 따른 발전량과 비교하여 이 결과를 디스플레이 화면에 출력하는 단계를 포함하여 구성된다.In addition, the monitoring method of the solar cell module for photovoltaic power generation using the sensor network according to the present invention comprises the steps of storing the standard value of the voltage, current at the solar radiation module and temperature prescribed at the time of shipment from the manufacturer of the solar cell module to the monitoring server And, after the initial installation of the solar cell module in the terminal device measures the measurement reference value of the voltage, current for a predetermined time unit for a predetermined period of time and transmits to the monitoring server through the sensor network with the unique ID of the solar cell module; And storing the installed measurement reference values of voltage and current for each ID in the monitoring server together with the solar radiation amount and temperature, and measuring the sensing values of the voltage and current of the solar cell module in the terminal device together with the unique ID of the solar cell module. Transmitting to the monitoring server through a sensor network; Comparing the sent sensing value with the pre-stored standard value and the installed measurement standard value, and outputs the comparison result on the display screen, determining the performance or failure of the solar cell module and adding the sensing value of the voltage and current in the monitoring server And calculating the total power generation, comparing the power generation amount according to the sum of the standard values with the power generation amount based on the sum of the installation measurement reference values, and outputting the result to the display screen.

상술한 과제 해결 수단에 의하면, 태양전지모듈의 측정 발전량과 저장 발전량을 비교 분석하여 성능저하나 고장 태양전지모듈을 쉽게 찾을 수 있고 태양광 발전시스템의 운전성능 상태를 감시할 수 있으며, 이에 따라 사후처리 비용을 줄이고 발전량 감소를 미연에 방지할 수 있다.According to the problem solving means described above, by comparing and analyzing the measured power generation amount and the stored power generation amount of the solar cell module, it is possible to easily find a low-performance or faulty solar cell module and monitor the operating performance state of the solar power generation system. It can reduce the processing cost and prevent the reduction of power generation.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지모듈 모니터링시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a solar cell module monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 다수의 태양전지모듈(10a,…,10n)과, 상기 태양전지모듈에 각각 구비된 종단기기(20a,…,20n)와, 센서네트워크(30)와, 중앙의 모니터링 서버(40) 및 또 다른 종단기기(20z)를 포함하여 구성된다.As shown, a plurality of solar cell modules 10a, ..., 10n, end devices 20a, ..., 20n respectively provided in the solar cell module, a sensor network 30, and a central monitoring server 40 ) And another end device 20z.

상기 태양전지모듈(10a,…,10n)은 태양으로부터 입사되는 광에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 것으로, 각각 고유의 ID가 부여된다.The solar cell modules 10a,..., And 10n convert the light energy incident from the sun into electrical energy and output the electrical energy, and each has a unique ID.

상기 종단기기(End Device)(20a,…,20n)는 상기 태양전지모듈(10a,…,10n)의 하면에 부착되고 (+)와 (-) 출력에 연결되어 이를 전원으로 사용해서, 내부에 구비된 센서에 의해 상기 태양전지모듈(10a,…,10n)의 상태를 나타내는 센싱값(예를 들어 전류와 전압)을 측정하고, 이를 태양전지모듈의 ID와 함께 센서네트워크(30)의 무선 경로를 통해 중앙의 모니터링 서버(40)에 전송한다.The end devices 20a, ..., 20n are attached to the lower surface of the solar cell modules 10a, ..., 10n and connected to the (+) and (-) outputs and used as a power source. The sensing sensor measures a sensing value (for example, current and voltage) indicating the state of the solar cell modules 10a, ..., 10n, and the wireless path of the sensor network 30 together with the ID of the solar cell module. Through the transmission to the central monitoring server 40.

상기 센서네트워크(30)는 종단기기(20a,…,20n)에 네트워크 개념을 추가해 사물의 존재 및 위치까지 감지하면서 네트워크에 연동, 실시간으로 관리하고 제어하는 개념으로서, 궁극적으로 센서네트워크 기술은 종단기기(20a,…,20n)를 통해 측정한 센싱값을 무선네트워크(30)의 무선 경로를 통해 원하는 목적지(즉, 모니터링 서버(40)의 송수신기(41))까지 전달해 준다.The sensor network 30 is a concept of adding a network concept to the terminal devices 20a, ..., 20n, and managing and controlling the network in real time while detecting the existence and location of things. Ultimately, the sensor network technology is an end device. The sensing value measured through 20a, ..., 20n is transmitted to a desired destination (that is, the transceiver 41 of the monitoring server 40) through the wireless path of the wireless network 30.

상기 태양전지모듈(10a,…,10n)의 수가 아주 많은 경우에는 중간에 미도시된 중계기를 설치하여 이 중계기를 통해 센싱값을 모니터링 서버(40)의 송수신기(41)에 전달한다.When the number of solar cell modules 10a, ..., 10n is very large, a repeater not shown in the middle is installed to transmit the sensing value to the transceiver 41 of the monitoring server 40 through the repeater.

상기 모니터링 서버(40)는 송수신기(41), 중앙처리장치(42), 메모리(43), 디스플레이(44), 입력부(45) 등으로 이루어지고, 상기 중앙처리장치(42)는 태양으로부터 일사된 광량을 측정하는 일사량계(51)와 온도를 측정하는 온도센서(52)의 디지털 입력신호를 수신하는 또 다른 종단기기(20z)로부터 송수신기(41)를 통해 일사량과 온도를 입력받는다.The monitoring server 40 includes a transceiver 41, a central processing unit 42, a memory 43, a display 44, an input unit 45, and the like, and the central processing unit 42 is insolated from the sun. The solar radiation and temperature are inputted through the transceiver 41 from another terminal device 20z that receives the digital input signal of the solar radiation meter 51 for measuring the quantity of light and the temperature sensor 52 for measuring the temperature.

메모리(42)에는 태양전지모듈(10a,…,10n)을 제조한 제조사에서 출하시 규정하는 제품규격(일사량(에어매스 1.5, 일사량 1kw/m2)과 온도(25℃)에서 전압, 전류 등: 이하 '규격값')과, 태양전지모듈(10a,…,10n)을 최초 설치후 일정기간 동안 소정시간 단위로 측정한 값(전압, 전류 등: 이하 '설치측정기준값')이 저장된다.The memory 42 includes a product specification (insolation amount (air mass 1.5, insolation amount 1kw / m 2 ) and temperature (25 ° C), voltage, current, etc., which are specified at the time of shipment from the manufacturer who manufactures the solar cell modules 10a, ..., 10n. : "Standard value") and the value measured by the unit of predetermined time for a predetermined period of time after the initial installation of the solar cell modules (10a, ..., 10n) (voltage, current, etc .: "installation measurement reference value") is stored.

상기 설치측정기준값은 설치후 하루 중 태양광 발전이 이루어지는 일정기간 동안을 소정시간 단위로 나누어 여러 번 측정한다.The installation measurement reference value is measured several times by dividing the predetermined period of time during which the photovoltaic power generation is performed during the day after installation.

상기 중앙처리장치(42)는 송수신기(41)를 통해 수신한 각 ID별 센싱값을 규격값 및 ID별 설치측정기준값과 비교하여 성능저하나 고장 유무를 판단하고, 각 센싱값을 통합해서 전체 발전량을 얻고 이를 규격값의 합산 및 설치측정기준값의 합산에 따른 발전량과 비교하여 전체 발전량을 감시한다.The central processing unit 42 compares the sensing value for each ID received through the transceiver 41 with the standard value and the installed measurement reference value for each ID to determine whether there is a decrease in performance or failure, and integrates each sensing value to generate a total amount of power generation. The total power generation is monitored by comparing the power generation with the sum of the standard values and the sum of the installation measurement values.

그리고 그 결과를 디스플레이(44) 화면에 출력하고, 태양전지모듈(10a, …,10n)의 성능저하나 고장이라고 판단한 경우에는 디스플레이(44) 화면에 적색경고 메시지 등을 출력하여 관리자에게 이를 알린다.The result is output to the screen of the display 44, and when it is determined that the performance or failure of the solar cell modules 10a, ..., 10n is determined, a red warning message or the like is displayed on the screen of the display 44 to inform the administrator.

도 2는 도 1에 나타낸 종단기기의 블록도로서, 종단기기(20a,…,20n)의 하나를 나타낸다.FIG. 2 is a block diagram of the terminal device shown in FIG. 1 and shows one of the terminal devices 20a, ..., 20n.

상기 종단기기(20)는 마이컴(21)과, 테이터 수집 및 처리부(22)와, 태양전지모듈(10)의 상태를 센싱하는 센서인 변압기(Power Transformer)(23) 및 변류기(Current Transformer)(24)와, 송수신기(25) 및 디지털 입력부(26)를 포함하여 구성된다.The terminal device 20 includes a microcomputer 21, a data collection and processing unit 22, and a power transformer 23 and a current transformer, which are sensors for sensing a state of the solar cell module 10. And a transceiver 25 and a digital input unit 26.

상기 종단기기(20)는 태양전지모듈(10)의 하면에 부착되어 (+)와 (-) 출력을 전원으로 사용하여 마이컴(21)과 송수신기(22)를 구동한다.The terminal device 20 is attached to the bottom surface of the solar cell module 10 to drive the microcomputer 21 and the transceiver 22 by using the (+) and (-) output as a power source.

이때 상기 종단기기(20)는 IEEE 무선표준 중 전력소모가 가장 적은 지그비(ZigBee) 통신을 지원하여 태양전지모듈(10)의 발전량에 영향을 미치지 않도록 한다.In this case, the terminal device 20 supports ZigBee communication with the least power consumption of the IEEE wireless standard so as not to affect the amount of generation of the solar cell module 10.

변압기(23)는 전압을 측정하기 위한 것으로 태양전지모듈(10)의 (+), (-) 출력에 연결되어 데이터 수집 및 처리부(22)에 알맞은 입력범위로 변압시키고, 변류기(24)는 전류를 측정하기 위한 것으로 태양전지모듈(10)의 출력의 하나를(도면에서는 (+) 출력) 변류기(24) 내로 통과시켜 데이터 수집 및 처리부(22)에 알맞은 입력범위로 변류시킨다.Transformer 23 is to measure the voltage is connected to the (+), (-) output of the solar cell module 10 to transform the input range suitable for the data collection and processing unit 22, the current transformer 24 is a current In order to measure the voltage, one of the outputs of the solar cell module 10 ((+) output in the drawing) is passed through the current transformer 24 to be converted into an input range suitable for the data collection and processing unit 22.

데이터 수집 및 처리부(22)는 변압기(23)와 변류기(24)로부터의 전압신호를 수집하여 처리하고, 이 처리된 신호를 디지털화하며, 다시 디지털 신호를 처리하여 마이컴(21)에 출력한다.The data collection and processing unit 22 collects and processes the voltage signals from the transformer 23 and the current transformer 24, digitizes the processed signals, and processes the digital signals and outputs them to the microcomputer 21.

상기 마이컴(21)은 내장형 운영체제가 탑재되어 종단기기(20)의 각 구성요소를 제어하며 특히, 전압과 전류를 태양전지모듈(10)마다 고유하게 부여된 ID와 함께 송수신기(25)를 이용해 센서네트워크(30)의 무선 경로를 통해 전송한다.The microcomputer 21 is equipped with a built-in operating system to control each component of the terminal device 20, in particular, the sensor using the transceiver 25 with an ID uniquely assigned to the solar cell module 10, the sensor Transmit via a wireless path of network 30.

상기 송수신기(25)는 마이컴(21)의 정보를 지그비 기반하에 무선통신이 가능케하는 안테나를 통해 전파를 출력하는 지그비 통신 모듈로 이루어지고, 모니터링 서버(40)의 송수신기(41)도 지그비 통신 모듈로 이루어진다.The transceiver 25 is composed of a Zigbee communication module for outputting a radio wave through an antenna that enables wireless communication based on the information of the microcomputer 21, the transceiver 41 of the monitoring server 40 is also a Zigbee communication module Is done.

상기 디지털 입력부(26)는 일사량계 및 온도계의 디지털 센서를 연결하여 신호를 입력하기 위한 구성요소이다.The digital input unit 26 is a component for inputting a signal by connecting a digital sensor of a solar radiation meter and a thermometer.

도 3은 도 1에 나타낸 센서네트워크의 일 예를 나타내는 지그비 네트워크의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a Zigbee network showing an example of the sensor network shown in FIG. 1.

지그비(ZigBee)는 저전력 무선 근거리 표준 통신 기술로서, 가격이 저렴하고, 전력소모가 매우 적다.ZigBee is a low-power wireless short-range standard communications technology that is inexpensive and consumes very little power.

특히 본 발명에서와 같이 데이터 크기(센싱값이 전압과 전류로만 이루어지므로 데이터 크기가 매우 작다)와 프로그램이 작으며, 근거리 통신인 경우에 적합하다.In particular, as in the present invention, the data size (the data size is very small since the sensing value is composed only of voltage and current) and the program are small, and are suitable for short-range communication.

일반적인 배터리로도 1년 이상을 사용할 수 있고, 전송속도는 2.4GHz 대역에서 최대 250 Kbps, 칩의 가격은 $1 정도이다.A typical battery can be used for more than a year, and the transmission speed is up to 250 Kbps in the 2.4GHz band and the chip is about $ 1.

지그비 네트워크에 최대 65,536개의 노드를 붙일 수 있고, 스타(Star), 클러스터 트리(Cluster Tree) 및 메시(Mesh) 네트워크 망까지도 지원이 된다.Up to 65,536 nodes can be attached to a Zigbee network, and star, cluster tree and mesh network networks are supported.

도 3에 도시된 바와 같이 지그비 네트워크는 코디네이터(31), 라우터(32) 및 종단기기(33)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the Zigbee network is composed of a coordinator 31, a router 32, and an end device 33.

단 하나의 코디네이터(31)는 도 1에 나타낸 모니터링 서버(40)의 송수신기(41)에 해당하는 구성으로 지그비 네트워크를 생성하고 지그비 네트워크에 대한 정보를 보관하며 네트워크 트리의 루트 역할을 한다.The single coordinator 31 generates a Zigbee network in a configuration corresponding to the transceiver 41 of the monitoring server 40 shown in FIG. 1, stores information on the Zigbee network, and serves as a root of the network tree.

라우터(32)는 중계기에 해당하는 구성으로 상기 코디네이터(31)에 의해 생성된 지그비 네트워크에 참여하고 지그비 네트워크를 확대하며 다른 기기에서의 데이터를 전송하는 역할을 한다.The router 32 participates in the Zigbee network generated by the coordinator 31 in a configuration corresponding to the repeater, expands the Zigbee network, and transmits data from other devices.

상기 종단기기(33)는 도 1에 나타낸 종단기기(20a,…,20n)에 해당하는 구성으로, 지그비 네트워크에 참여하고 지그비 네트워크에서 코디네이터(31)와 라우터(32)와만 데이터 전송이 가능하다.The terminal device 33 has a configuration corresponding to the terminal devices 20a, ..., and 20n shown in FIG. 1, and participates in the Zigbee network and can transmit data only with the coordinator 31 and the router 32 in the Zigbee network.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지모듈 모니터링방법의 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for monitoring a solar cell module according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 모니터링 서버(40)에 구비된 입력부(45)를 이용해 태양전지모듈(10a,…,10n)을 제조한 제조사에서 제품 출하시 규정한 규격값(규정 일사량과 온도에서의 전압과 전류)을 입력하여 메모리(43)에 저장한다(S402).As shown in the figure, the standard value specified at the time of shipment of the product by the manufacturer who manufactured the solar cell modules 10a, ..., 10n using the input unit 45 provided in the monitoring server 40 (voltage and current at the prescribed solar radiation and temperature). ) Is stored in the memory 43 (S402).

태양전지모듈(10a,…,10n)을 설치하여 태양광을 이용해 발전하고, 상술한 센서네트워크(30)를 이용한 태양전지모듈 모니터링시스템을 구축한 후, 종단기기(20a,…,20n)에서 일정기간 동안 소정시간 단위로 전압과 전류의 설치측정기준값을 측정하고 이를 ID와 함께 센서네트워크(30)를 통해 중앙의 모니터링 서버(40)에 전송한다(S404).After the solar cell modules 10a, ..., 10n are installed to generate power using solar light, and the solar cell module monitoring system using the above-described sensor network 30 is constructed, the terminal devices 20a, ..., 20n are fixed. During the period, the measured measurement reference values of voltage and current are measured in units of predetermined time and transmitted to the central monitoring server 40 through the sensor network 30 together with the ID (S404).

중앙의 모니터링 서버(40)는 현재의 일사량과 온도 및 설치측정기준값을 ID별로 메모리(43)에 저장한다(S406).The central monitoring server 40 stores the current solar radiation amount, temperature and installation measurement reference value in the memory 43 for each ID (S406).

이후 태양광 발전을 하는 경우 종단기기(20a,…,20n)는 각 태양전지모듈(10a,…,10n)의 출력 전압과 전류의 센싱값을 측정하고 수집하여(S408), 이를 ID와 함께 센서네트워크(30)를 통해 중앙의 모니터링 서버(40)에 전송한다(S410).After the solar power generation, the terminal device (20a, ..., 20n) measures and collects the sensing value of the output voltage and current of each of the solar cell modules (10a, ..., 10n) (S408), the sensor along with the ID It transmits to the central monitoring server 40 through the network 30 (S410).

일사량계(51)와 온도센서(52)는 일사량과 온도를 측정하여 모니터링 서버(40)에 입력하고(S411), 모니터링 서버(40)는 일사량과 온도에 따른 ID별 센싱값 즉, 전압과 전류를 규격값 및 ID별 설치측정기준값과 비교하며(S412), 이 결과를 디스플레이 화면에 출력한다(S414).The solar radiation meter 51 and the temperature sensor 52 measure the amount of solar radiation and temperature and input it to the monitoring server 40 (S411), and the monitoring server 40 senses ID values, that is, voltage and current, according to the amount of solar radiation and temperature. Is compared with the installation measurement reference value for each standard value and ID (S412), and outputs the result on the display screen (S414).

이를 통해 센싱값이 규격값 및 설치측정기준값보다 소정% 이상 벗어난 경우 해당 ID를 갖는 태양전지모듈(10a,…,10n)이 성능저하나 고장난 것으로 판단한다.Through this, when the sensing value deviates by a predetermined percentage or more from the standard value and the installation measurement reference value, it is determined that the solar cell modules 10a,.

이때 센싱값, 비교결과, 성능저하나 고장 태양전지모듈(10a,…,10n)에 대한 정보 등은 메모리(43)에 저장되며, 관리자는 성능저하나 고장 태양전지모듈(10a,…,10n)의 정도에 따라 보수 및 교체 등을 하게 된다. At this time, the sensing value, the comparison result, information about the performance deterioration or the faulty solar cell modules 10a, ..., 10n, etc. are stored in the memory 43, and the manager performs the performance deterioration or the faulty solar cell modules 10a, ..., 10n. Depending on the degree of repair and replacement will be.

그리고 각 ID별 전압과 전류의 센싱값을 합산하여 전체 발전량을 연산하고 이를 규격값의 합산에 따른 발전량 및 설치측정기준값 합산에 따른 발전량과 비교하여(S416), 이 결과를 디스플레이 화면에 출력하며(S418) 이를 통해 전체 발전량과 태양광 발전시스템의 운전성능 상태를 감시하고 유지 보수한다.The total power generation value is calculated by summing the sensing values of voltage and current for each ID and comparing the power generation amount according to the sum of the standard values and the installed measurement reference value (S416), and outputs the result on the display screen (S416). S418) This monitors and maintains the total power generation and the operating performance of the photovoltaic power generation system.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈 모니터링시스템의 블록 도이다.5 is a block diagram of a solar cell module monitoring system according to another embodiment of the present invention.

도 1의 일실시예에서는 각 태양전지모듈(10a,…,10n)마다 종단기기(20a,…,20n)를 구비하나, 도 5의 실시예에서는 다수의 태양전지모듈(10a,…,10n)로 이루어진 태양전지 어레이(60aa,…,60nn)별로 종단기기(20aa,…,20nn)를 구비한다.In the exemplary embodiment of FIG. 1, each of the solar cell modules 10a,..., And 10n includes end devices 20a,..., And 20n. In the embodiment of FIG. 5, a plurality of solar cell modules 10a,. Each end of the solar cell array (60aa, ..., 60nn) comprises a terminal device (20aa, ..., 20nn).

이에 따라 태양전지 어레이(60aa,…,60nn)의 성능저하나 고장 또는 전체 발전량과 태양광 발전시스템의 운전성능 상태를 쉽게 감시할 수 있으나, 어느 태양전지모듈(10a,…,10n)에서 성능저하나 고장이 발생하였는지 판단하는 것은 어렵다.As a result, it is possible to easily monitor the performance of the solar cell arrays (60aa, ..., 60nn) or failure or total power generation and the operating performance of the photovoltaic system, but the performance of any of the solar cell modules (10a, ..., 10n) However, it is difficult to determine whether a failure has occurred.

일반적으로 일사량계(51)와 온도센서(52)를 중앙의 모니터링 서버(40)에 구비하나, 태양전지모듈(10a,…,10n)이 대단지에 설치되는 경우 지역별로 일사량과 온도가 다를 수 있는 바, 이때에는 종단기기(20a,…,20n)에 일사량계(51)와 온도센서(52)를 구비할 수도 있다.In general, the solar radiation meter 51 and the temperature sensor 52 is provided in the central monitoring server 40, but when the solar cell modules 10a, ..., 10n are installed in a large complex, the solar radiation and temperature may be different for each region. At this time, the solar radiation meter 51 and the temperature sensor 52 may be provided in the terminal devices 20a,..., 20n.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해해서는 안 되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the present invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지모듈 모니터링시스템의 블록도,1 is a block diagram of a solar cell module monitoring system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 나타낸 종단기기의 블록도,2 is a block diagram of the terminal device shown in FIG. 1;

도 3은 도 1에 나타낸 센서네트워크의 일 예를 나타내는 지그비 네트워크의 구성도,3 is a configuration diagram of a Zigbee network showing an example of a sensor network shown in FIG. 1;

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지모듈 모니터링방법의 순서도,4 is a flowchart of a method for monitoring a solar cell module according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈 모니터링시스템의 블록도.Figure 5 is a block diagram of a solar cell module monitoring system according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 태양전지모듈 20: 종단기기10: solar cell module 20: terminal equipment

23: 변압기 24: 변류기23: transformer 24: current transformer

30: 센서네트워크 40: 모니터링 서버30: sensor network 40: monitoring server

42: 중앙처리장치 51: 일사량계42: central processing unit 51: solar radiation meter

52: 온도센서52: temperature sensor

Claims (8)

태양에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하고 각각 고유의 ID가 부여된 다수의 태양전지모듈;A plurality of solar cell modules each of which converts and outputs solar energy into electrical energy and is given a unique ID; 상기 태양전지모듈마다 구비되어 태양전지모듈의 상태를 나타내는 센싱값을 수집하고 처리하여 ID와 함께 센서네트워크의 무선 경로를 통해 전송하는 종단기기; 및An end device provided for each solar cell module to collect and process a sensing value indicating a state of the solar cell module and transmit the sensing value along with an ID through a wireless path of a sensor network; And 상기 종단기기에서 전송한 ID별 센싱값을 기저장된 저장값과 비교하여 비교결과를 디스플레이 화면에 출력하고, 태양전지모듈의 성능저하나 고장 유무를 판단하는 모니터링 서버;를 포함하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템.A monitoring server that compares the sensing value for each ID transmitted from the terminal device with a previously stored storage value and outputs a comparison result on a display screen, and determines a performance degradation of the solar cell module or a failure; Solar cell module monitoring system for photovoltaic power generation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 종단기기는 태양전지모듈의 하면에 부착되고 출력부분에 연결되어 전압과 전류를 센싱값으로 수집하고, 태양전지모듈의 (+), (-) 출력을 전원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템.The terminal device is attached to the bottom surface of the solar cell module and is connected to the output part to collect the voltage and current as a sensing value, the sensor network, characterized in that using the (+), (-) output of the solar cell module as a power source Solar cell module monitoring system using photovoltaic power generation. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 센서네트워크는 지그비 네트워크이고, 종단기기는 지그비 네트워크를 지원하는 지그비 통신 모듈을 송수신기로 사용하는 것을 특징으로 하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템. The sensor network is a Zigbee network, the end device is a solar cell module monitoring system for solar power generation using a sensor network, characterized in that using the Zigbee communication module supporting the Zigbee network as a transceiver. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 모니터링 서버의 기저장값은 태양전지모듈을 제조한 제조사에서 출하시 규정하는 전압, 전류의 규격값과, 태양전지모듈 설치후 일정기간 동안 소정시간 단위로 측정한 ID별 전압, 전류의 설치측정기준값인 것을 특징으로 하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템.The pre-stored value of the monitoring server is a standard value of voltage and current prescribed at the time of shipment from the manufacturer who manufactured the solar cell module, and an installation measurement of voltage and current for each ID measured in predetermined time units for a predetermined period after the solar cell module is installed. Solar cell module monitoring system for photovoltaic generation using a sensor network, characterized in that the reference value. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 센싱값, 규격값, 설치측정기준값에는 일사량과 온도가 각각 포함되는 것을 특징으로 하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템. The sensing value, the standard value, the installation measurement reference value, the solar cell module monitoring system for photovoltaic power generation using a sensor network, characterized in that the solar radiation amount and the temperature is included. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 모니터링 서버는 각 ID별 전압과 전류의 센싱값을 합산하여 전체 발전량을 연산하고, 이를 규격값의 합산에 따른 발전량 및 설치측정기준값 합산에 따른 발전량과 비교하여 이 결과를 디스플레이 화면에 출력하는 것을 특징으로 하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템.The monitoring server calculates the total power generation by adding the sensing values of voltage and current for each ID, and compares the power generation according to the sum of the standard values and the generation power according to the sum of the installed measurement reference values and outputs the result on the display screen. Photovoltaic module monitoring system for photovoltaic generation using sensor network. 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈 다수가 직병렬 로 연결되는 다수의 태양전지 어레이;A plurality of solar cell arrays in which a plurality of solar cell modules for converting and outputting solar energy into electrical energy are connected in parallel; 상기 태양전지 어레이에 각각 구비되어 태양전지 어레이의 성능상태를 나타내는 센싱값을 수집하고 처리하여 ID와 함께 센서네트워크의 무선 경로를 통해 전송하는 종단기기; 및An end device provided in each of the solar cell arrays to collect and process a sensing value indicating a performance state of the solar cell array and transmit the sensing value along with an ID through a wireless path of a sensor network; And 상기 종단기기에서 전송한 센싱값을 기저장된 저장값과 비교하여 비교결과를 디스플레이 화면에 출력하고, 태양전지 어레이의 성능저하나 고장 유무를 판단하는 중앙의 모니터링 서버; 를 포함하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템.A central monitoring server for comparing the sensed value transmitted from the terminal device with a previously stored storage value and outputting a comparison result on a display screen, and determining whether the performance of the solar cell array is low or whether there is a failure; Photovoltaic solar cell module monitoring system using a sensor network comprising a. 태양전지모듈을 제조한 제조사에서 출하시 규정하는 일사량과 온도에서 전압, 전류의 규격값을 모니터링 서버에 저장하는 단계;Storing voltage and current specification values in a monitoring server at a solar radiation module and a temperature defined by a manufacturer who manufactures a solar cell module; 종단기기에서 상기 태양전지모듈의 설치후 전압, 전류의 설치측정기준값을 일정기간 동안 소정시간 단위로 측정하여 태양전지모듈 고유의 ID와 함께 센서네트워크를 통해 상기 모니터링 서버에 전송하는 단계;Measuring, by a terminal device, an installation measurement reference value of voltage and current after installation of the solar cell module for a predetermined period of time for a predetermined period, and transmitting the measured measurement value to the monitoring server through a sensor network with a unique ID of the solar cell module; 상기 모니터링 서버에서 ID별로 전압, 전류의 설치측정기준값을 일사량 및 온도와 함께 저장하는 단계;Storing, by the monitoring server, an installation measurement reference value of voltage and current for each ID together with the solar radiation amount and the temperature; 상기 종단기기에서 상기 태양전지모듈의 전압, 전류의 센싱값을 측정하여 태양전지모듈 고유의 ID와 함께 센서네트워크를 통해 상기 모니터링 서버에 전송하는 단계;Measuring a sensing value of the voltage and current of the solar cell module in the terminal device and transmitting the measured value of the solar cell module to the monitoring server through a sensor network with a unique ID of the solar cell module; 상기 모니터링 서버에서 종단기기에서 전송한 센싱값을 기저장된 규격값 및 설치측정기준값과 비교하여 비교결과를 디스플레이 화면에 출력하고, 태양전지 모듈의 성능저하나 고장 유무를 판단하는 단계;Comparing the sensing value transmitted from the terminal device with the previously stored standard value and installation measurement reference value by the monitoring server and outputting a comparison result on a display screen, and determining whether the solar cell module is degraded or whether there is a failure; 상기 모니터링 서버에서 전압과 전류의 센싱값을 합산하여 전체 발전량을 연산하고, 이를 규격값의 합산에 따른 발전량 및 설치측정기준값 합산에 따른 발전량과 비교하여 이 결과를 디스플레이 화면에 출력하는 단계를 포함하는 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링방법.And calculating the total power generation amount by adding the sensing values of the voltage and the current in the monitoring server, and comparing the power generation amount according to the sum of the standard values and the generation amount according to the sum of the installation measurement reference values and outputting the result to the display screen. Monitoring method of solar cell module for solar power generation using sensor network.
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