KR20110045462A - 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템 - Google Patents

모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 태양광 발전시설의 발전량, 화재발생여부, 환경상태 및 침입여부를 검출하는 통합센서부와; 상기 통합센서부의 검출을 원격으로 수행하기 위한 원격단말유닛과; 이동통신망을 통해 클라이언트 모바일의 원격제어신호를 수신하여 상기 원격단말유닛을 통해 얻은 상기 통합센서부의 검출정보를 이동통신망으로 송신하는 무선통신부와; 상기 원격단말유닛과 이동통신망을 통해 연결되어 상기 통합센서부의 검출정보를 저장하고, 클라이언트 PC의 요청에 따라 상기 저장된 정보를 네트워크망을 통해 전송하는 원격통합감시DB서버;를 포함하여 이루어진다.
이와 같은 본 발명은, 모바일 등을 통해 간편하게 실시간으로 태양광 발전시설의 발전량, 화재여부, 환경상태 및 침입여부를 확인할 수 있고, 특히 태양광 발전시설의 전압변환장치 또는 상용전원을 이용하는 네트워크망에 전원공급이 중단되더라도 발전시설을 원격감시할 수 있는 이점이 있다.
태양발전, 태양전지, 원격감시

Description

모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템{ Remote Monitoring System Thereof Using Mobile Of Solar Photovoltatic Power Generation Plant}
본 발명은 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 상용전원을 사용하는 네트워크망을 경유하지 않고 모바일 등으로 태양광 발전시설의 발전량, 화재여부, 일사량, 온·습도 및 침입여부를 전송받아 확인할 수 있는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템에 관한 것이다.
태양광 발전은 발전기의 도움없이 태양전지를 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식으로서, 크게 태양전지, 축전지 및 전력변환장치-인버터로 구성된다.
태양광 발전의 원리는 태양빛이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양전지에 쪼여지면 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 정공(hole)과 전자(electron)가 발생하고, 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 되는 것이다.
이러한 태양광발전은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이한 이점을 가지고 있다.
한편, 근래에 기후변화협약에 따른 온실가스 감축목표에 관한 의정서인 교토의정서에 따라 온실가스 감축 의무부담으로 친환경 대체에너지 확보가 시급한 실정임에 따라 정부는 태양전지 개발 및 보급사업을 진행중에 있다.
특히 정부는 2009. 01. 06일에 재정사업을 근간으로 한 녹색뉴딜사업을 발표하였고, 그 이후 2009. 01. 13일에 태양발전이 포함된 신재생에너지, 탄소저감에너지, 고도물처리 등의 미래 한국을 이끌 17개 신성장동력을 확정 발표한 바 있다.
현재, 태양광 발전시스템 기술은 많은 개발 및 보급되고 있으나, 태양광 발전시스템의 보급확대에 따라 발생되는 유지 및 보수 기술이 많이 제안되어 있지 않아 유지 및 보수기술의 확보가 시급한 실정이다.
특히 무인으로 운영되는 태양광발전시설들의 경우에는 발전시설의 고장발생시 실시간으로 관리자에게 통보되는 원격감시 기술이 보급되지 않아 매우 큰 손실이 발생되고 있는 문제점이 있었다. 즉 이와 같은 태양광발전 설비를 고장, 화재, 침입, 유선네트워크 차단, 정전시 에도 즉시 이상통보를 받을 수 있다면 태양광발전시설의 경제적 손실을 크게 줄일 수 있을 것이며, 이에 따라 모바일을 활용한 원격통합감시시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 모바일 등을 통해 간편하게 실시간으로 태양광 발전시설의 발전량, 화재여부, 일사량, 온·습도 및 침입여부를 확인할 수 있고, 특히 태양광 발전시설의 전압변환장치 또는 상용전원을 이용하는 네트워크망에 전원공급이 중단되더라도 발전시설을 원격감시할 수 있는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
태양광 발전시설의 발전량, 화재발생여부, 환경상태 및 침입여부를 검출하는 통합센서부와;
상기 통합센서부의 검출을 원격으로 수행하기 위한 원격단말유닛과;
이동통신망을 통해 클라이언트 모바일의 원격제어신호를 수신하여 상기 원격단말유닛을 통해 얻은 상기 통합센서부의 검출정보를 이동통신망으로 송신하는 무선통신부와;
상기 원격단말유닛과 이동통신망을 통해 연결되어 상기 통합센서부의 검출정보를 저장하고, 클라이언트 PC의 요청에 따라 상기 저장된 정보를 네트워크망을 통해 전송하는 원격통합감시DB서버;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바 일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템을 제공한다.
상기 통합센서부는 태양광 발전시설의 발전량을 검출하는 발전량 검출부와, 화재발생여부를 검출하는 화재센서와, 온·습도, 일사량, 강수량, 풍향, 풍속을 검출하는 환경센서와, 침입여부를 검출하는 침입센서를 포함하여 이루어지는 것이 좋다. 특히, 상기 통합센서부에는 태양광 발전시설을 촬영하는 카메라부가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 원격단말유닛에는 상기 발전량 검출부의 검출정보를 기초로 태양광 발전시설의 고장여부를 판단하는 시설고장판단부가 구비되는 것이 좋다.
그리고 상기 시설고장판단부에 의해 태양광 발전시설이 고장난 것으로 판단되거나, 상기 화재센서로부터 화재발생신호가 검출되거나 또는 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출된 경우 상기 무선통신부로 해당 이벤트정보를 전송하는 이벤트송신부가 상기 원격단말유닛에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이벤트송신부는 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출된 경우 상기 카메라부로부터 촬영된 이미지정보를 침입신호와 함께 상기 무선통신부로 전송하는 것이 좋다.
상기 화재센서로부터 화재발생신호가 검출되는 경우 119 상황실로 자동화재 신고를 실행하고, 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출되는 경우 112 상황실로 자동침입신고를 실행하는 자동신고장치부가 구비되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 무선통신부에는 상기 원격단말유닛과 연결되는 통신포트와, 상기 통신포트로 원격제어신호 및 검출정보를 송수신하는 무선모듈과, 상기 무선모듈에 전원을 공급하고 외부전원에 의해 축전되는 축전부와, 상기 무선모듈을 통해 송수신되는 정보가 저장되는 메모리부가 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 태양광발전시설의 원격통합감시시스템은 모바일 등을 통해 간편하게 실시간으로 태양광 발전시설의 발전량, 일사량, 온·습도 및 침입여부를 확인할 수 있고, 특히 태양광 발전시설의 전압변환장치 또는 상용전원을 이용하는 네트워크망에 전원공급이 중단되더라도 발전시설을 원격감시할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 태양광발전시설의 원격통합감시시스템을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전시설(110)의 원격통합감시시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 태양광 발전시설(110)의 원격통합감시시스템은 도 1과 같이 크게 태양광 발전시설(110)의 발전량 등을 검출하는 통합센서부(120), 원격단말유닛(130), 무선통신부(160) 및 원격통합감시DB서버(200)를 포함하여 이루어진다.
도 2는 통합센서부(120)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
상기 통합센서부(120)는 태양광 발전시설(110)의 발전량, 화재발생여부, 환경상태 및 침입여부를 검출하기 위한 것이다. 상기 통합센서부(120)는 도 2와 같이 태양광 발전시설(110)의 발전량을 검출하는 발전량 검출부(121), 화재발생여부를 검출하는 화재센서(122), 환경상태를 검출하는 환경센서(123) 및 외부인의 침입여부를 검출하는 침입센서(124)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 통합센서부(120)는 클라이언트 PC(310) 또는 클라이언트 모바일(330) 등으로 태양광 발전시설(110)의 상태 및 침입상태를 영상으로 확인하기 위하여 하나 이상의 카메라부(125)가 포함되는 것이 좋다.
상기 발전량 검출부는 태양광 발전시설(110)에 구비된 전력변환장치에 전기적 연결되어 상기 태양광 발전시설(110)의 발전량을 검출한다.
상기 환경센서(123)는 온·습도, 일사량, 강수량, 풍향 및 풍속을 포함한 환경상태를 검출한다.
도 3은 원격단말유닛(130)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
그리고 상기 원격단말유닛(130)(RTU; Remote Terminal Unit)은 상기 통합센 서부(120)의 검출을 클라이언트 모바일(330)로 원격 수행하기 위한 것으로서, 클라이언트 모바일(330)의 원격 제어신호를 수신하여 상기 통합센서부(120)로부터 검출정보를 얻어 이동통신망을 통하여 클라이언트 모바일(330)로 전송한다.
상기 원격단말유닛(130)에는 도 3과 같이 상기 통합센서부(120)의 발전량 검출부(121) 및 일사량 검출부(122)의 검출정보를 근거로 태양광 발전시설(110)의 고장여부를 판단하는 시설고장판단부(132)와, 태양광 발전시설(110)의 고장 및 침입신호가 검출된 경우 상기 무선통신부(160)로 이벤트정보를 전송하는 이벤트송신부(134)가 포함되는 것이 좋다.
상기 시설고장판단부(132)는 상기 발전량검출부(121)의 발전량검출정보에 의해 태양광발전시설(110)의 고정여부를 판단하거나, 상기 환경센서(123)에 의해 검출된 일사량 정도에 따라 평균 발전되는 발전량을 기준으로 설정하고, 검출된 일사량에 발전량이 미치지 못하는 경우 태양광 발전시설(110)의 고장으로 판단할 수 있다.
그리고 상기 이벤트송신부(134)는 시설고장, 화재발생, 침입 등의 이벤트를 상기 무선통신부(160)로 전송하여 관리자가 실시간으로 시설고장, 화재발생, 침입 등의 이벤트를 인지할 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 상기 이벤트송신부(134)는 상기 시설고장판단부에 의해 태양광 발전시설이 고장난 것으로 판단되거나, 상기 화재센서로부터 화재발생신호가 검출되거나 또는 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출된 경우 상기 무선통신부로 해당 이벤트정보를 전송한다.
상기 이벤트송신부(134)를 통해 무선통신부(160)로 전송된 이벤트정보는 이 동통신망을 통해 클라이언트 모바일(330) 및 상기 원격통합감시DB서버(200)로 전송되고, 이에 따라 관리자가 간편하게 클라이언트 모바일(330)을 통해 이벤트 여부를 확인할 수 있다.
상기 원격통합감시DB서버(200)는 상기 원격단말유닛(130)과 이동통신망을 통해 연결되어 상기 통합센서부(120)의 검출정보를 저장하고, 클라이언트 PC(310)의 요청에 따라 상기 저장된 정보를 네트워크망을 통해 전송한다. 상기 원격통합감시DB서버(200)에는 상기 통합센서부(120)으로부터 검출된 발전량, 화재발생여부, 일사량, 온도, 습도, 강수량, 퐁속, 풍향, 침입여부 등의 검출정보가 저장된다. 따라서, 관리자가 클라이언트 PC(310)를 이용하여 네트워크망을 통해 상기 원격통합감시DB서버에 저장된 발전량, 화재발생여부, 환경상태, 침입여부 등을 대한 정보를 손쉽게 확인할 수 있다. 또한 관리자는 클라이언트 PC(310)를 이용하여 상기 카메라부(125)를 통해 태양광 발전시설(110)의 상태를 영상으로 실시간 확인할 수 있음은 물론이다.
도 4는 무선통신부(160)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
그리고 상기 무선통신부(160)는 관리자의 모바일(330)과 이동통신망을 통해 연결하여 상기 통합센서부(120)를 원격제어하기 위한 것으로서, 상기 원격단말유닛(130)과 연결된다.
상기 무선통신부(160)가 상기 원격단말유닛(130)과 직접 연결됨에 따라 태양 광 발전시설(110)의 전력변환장치가 고장난 경우에도 상기 통합센서부(120)를 원격제어할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 태양광 발전시설(110)의 전력변환장치에 고장이 발생한 경우 상기 원격단말유닛(130)이 이를 검출하여 상기 무선통신부(160)를 통해 관리자의 모바일(330)으로 SMS, MMS 등의 메세지를 전송하여 관리자가 상기 태양광 발전시설(110)의 전력변환장치의 고장을 인지하여 신속하고 수리 및 교체할 수 있도록 하는 것이 좋다.
상기 무선통신부(160)는 도 4와 같이 통신포트(161), 무선모듈(162), 외부전원(167), 축전부(163) 및 메모리부(164)를 포함하여 이루어지는 것이 좋다.
상기 통신포트(161)는 상기 원격단말유닛(130)과 연결하기 위한 것으로서, 상기 원격단말유닛(130)과의 호환성을 위하여 RS485, RS422 및 RS232가 모두 구성되는 것이 좋다.
그리고 상기 무선모듈(162)은 상기 통신포트(161)로 원격제어신호 및 검출정보를 송수신하기 위한 것으로서, CDMA 모듈 등의 이동통신망을 통해 무선통신할 수 있는 무선모듈(162)이면 족하다. 상기 무선모듈(162)은 상기 외부전원(167)에 의해 전원이 공급되어 구동된다.
상기 축전부(163)는 상기 외부전원(167)에 의해 축전되고, 상기 외부전원(167)에 전원 공급이 중단된 경우 상기 무선모듈(162)에 전원을 공급한다. 따라서 정전 등에 의해 상기 무선통신부(160)에 전원공급이 중단되더라도 상기 축전부(163)에 의해 상기 무선통신부(160)를 구동시킬 수 있다.
상기 메모리부(164)는 상기 무선모듈(162)을 통해 송수신되는 정보가 저장된다. 한편, 상기 메모리부(164)에 저장된 정보를 용이하게 확인하기 위하여 상기 무선통신부(160)에 LCD 등의 디스플레이부(165) 및 조작부(166)가 구비되는 것이 좋다.
그리고 상기 화재센서로부터 화재발생신호가 검출되는 경우 119 상황실로 자동화재 신고를 실행하고, 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출되는 경우 112 상황실로 자동침입신고를 실행하는 자동신고장치부(140)가 구비되는 것이 좋다. 상기 자동신고장치부(140)는 상기 원격단말유닛(130)과 연결된다. 상기 통합센서부(120)으로부터 화재발생 및 침입발생 신호가 검출된 경우 상기 자동신고장치부(140)는 119 상황실로 자동화재신고 및 112 상황실로 자동침입신고를 실행한다.
도 1은 본 발명의 태양광발전시설의 원격통합감시시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 통합센서부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 원격단말유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 무선통신부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

Claims (8)

  1. 태양광 발전시설의 발전량, 화재발생여부, 환경상태 및 침입여부를 검출하는 통합센서부와;
    상기 통합센서부의 검출을 원격으로 수행하기 위한 원격단말유닛과;
    이동통신망을 통해 클라이언트 모바일의 원격제어신호를 수신하여 상기 원격단말유닛을 통해 얻은 상기 통합센서부의 검출정보를 이동통신망으로 송신하는 무선통신부와;
    상기 원격단말유닛과 이동통신망을 통해 연결되어 상기 통합센서부의 검출정보를 저장하고, 클라이언트 PC의 요청에 따라 상기 저장된 정보를 네트워크망을 통해 전송하는 원격통합감시DB서버;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합센서부는 태양광 발전시설의 발전량을 검출하는 발전량 검출부와, 화재발생여부를 검출하는 화재센서와, 온·습도, 일사량, 강수량, 풍향, 풍속을 검출하는 환경센서와, 침입여부를 검출하는 침입센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통합센서부에는 태양광 발전시설을 촬영하는 카메라부가 포함되는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원격단말유닛에는 상기 발전량 검출부의 검출정보를 기초로 태양광 발전시설의 고장여부를 판단하는 시설고장판단부가 구비되는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시설고장판단부에 의해 태양광 발전시설이 고장난 것으로 판단되거나, 상기 화재센서로부터 화재발생신호가 검출되거나 또는 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출된 경우 상기 무선통신부로 해당 이벤트정보를 전송하는 이벤트송신부가 상기 원격단말유닛에 구비되는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이벤트송신부는 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출된 경우 상기 카메라부로부터 촬영된 이미지정보를 침입신호와 함께 상기 무선통신부로 전송하는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 화재센서로부터 화재발생신호가 검출되는 경우 119 상황실로 자동화재 신고를 실행하고, 상기 침입센서로부터 침입신호가 검출되는 경우 112 상황실로 자동침입신고를 실행하는 자동신고장치부가 구비되는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 무선통신부에는 상기 원격단말유닛과 연결되는 통신포트와, 상기 통신포트로 원격제어신호 및 검출정보를 송수신하는 무선모듈과, 상기 무선모듈에 전원을 공급하고 외부전원에 의해 축전되는 축전부와, 상기 무선모듈을 통해 송수신되는 정보가 저장되는 메모리부가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 태양광 발전시설의 원격통합감시시스템.
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