KR20160003373A - 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 모듈 및 일사량계를 위도방향 및 경도방향으로 독립적으로 설치하여 발전량 및 일사량을 측정하기 위한 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템에 관한 것으로, 위도방향 및 경도방향으로 각각 독립적으로 설치되는 복수의 태양광 모듈들로 이루어진 태양광 모듈부; 복수의 태양광 모듈 각각에 연결되어, 해당 태양광 모듈에 의해 공급되는 DC 전원에 의해 충전되는 복수의 배터리들로 이루어진 배터리부; 복수의 배터리들 각각에 연결되어 있으며, 해당 배터리로부터 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환시켜 공급하는 복수의 인버터들로 이루어진 인버터부; 복수의 태양광 모듈들 각각에 입력단이 연결되어 있으며, 복수의 태양광 모듈들에 의해 형성되는 채널 상태를 감시하는 채널감시접속반; 및 채널감시접속반에 의해 수집되는 채널 상태 감시정보를 제공받아 모니터링 서버로 전송하는 데이터 기록장치를 포함한다. 이에 따라 위도 및 경도별 태양광 발전량의 차이를 확인할 수 있도록 하는 한편 최대발전효율을 예측할 수 있도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 모듈 및 일사량계를 위도방향 및 경도방향으로 독립적으로 설치하여 발전량 및 일사량을 측정하기 위한 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템에 관한 것이다.
최근 기후협약변화, 이상기온현상 등 세계적으로 환경에 대한 문제가 심각하게 대두되면서, 대체에너지 이용에 관한 기술개발과 상용화가 다양하게 이루어지고 있다. 대체에너지 중에서 태양에너지는 무공해, 환경 친화적, 에너지로 각광받고 있으며, 선진국을 중심으로 설치 용량이 급속하게 증가되고 있는 추세에 있다. 최근에는 대용량 발전사업의 경우 설치 면적이 넓어 환경과 토지 이용에 있어 새로운 문제가 대두되어 건물일체형 설비의 도입이 늘고 있다.
태양광 발전의 방식은 크게 고정식과 추적식으로 분류가 가능하며, 고정식은 태양광 발전설비를 연중 태양에너지를 가장 많이 흡수할 수 있는 고도각과 방위각에 맞추어 고정하는 것을 의미하며, 추적식은 태양의 고도각과 방위각을 지속적으로 추적하여 태양광 발전설비가 최고의 효율을 내도록 하는 것을 의미한다. 효율적인 측면에서는 추적식이 고정식보다 20~40% 이상의 발전 효율이 높으나, 설치비가 고정식 대비 상대적으로 많고 유지보수의 어려움 때문에 고정식이 주로 설치되고 있다. 또한 최근 늘어나고 있는 건물일체형 태양광 설비들은 지붕, 벽체 및 창을 대체하여 설치하기 때문에 추적식의 적용은 거의 불가능하다.
이와 같은 고정식 태양광 설비들은 1년 내내 고정되어 있기 때문에 최초 설치시 고도각과 방위각을 연중 최고의 효율을 낼 수 있는 각도로 설치하는 것이 무엇보다 중요하다. 또한, 태양광 설비 자체의 특성을 반영하여 발전량을 산출하는 것이 필요하다.
일반적으로 태양광 발전 프로그램은 태양의 일주변화를 예측하고, 일정한 [0005] 방위와 경사로 설치된 태양광 모듈을 중심으로 고도를 측정해 냄으로써 일사량과 발전량을 예측 할 수 있으며, 년간 일사량 및 발전량을 예측하고 각 결과값을 데이터로 출력함으로써 설치된 태양광 발전의 타당성을 검증할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 프로그램은 기능이 복잡하고, 건물 일체형으로 제작되는 태양광 모듈 자체의 사양(즉, 태양전지 셀을 고정하는 프레임이 생성하는 그림자에 의한 발전량 감소)을 고려하지 못하여 정확한 발전량을 예측할 수 없으며, 태양광 모듈의 설치 단계에서의 변수를 고려하여 발전량을 계산할 수 없으며, 태양광 모듈의 설치 후 국부적인 그림자 생성에 의한 발전량 저하 등의 원인을 고려할 수 없으므로 정확한 발전량을 계산할 수 없는 문제점이 있다.
이와 같은 요구를 충족시키기 위해 본 발명은 태양광 모듈 및 일사량계를 위도방향 및 경도방향으로 독립적으로 설치하여 발전량 및 일사량을 측정하기 위한 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 위도별 및 경도별 태양광 발전량의 차이 및 일사량의 차이를 각각 산출하여 위경도별 태양광 발전량의 차이 및 최대발전효율을 예측할 수 있도록 하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템은 위도방향 및 경도방향으로 각각 독립적으로 설치되는 복수의 태양광 모듈들로 이루어진 태양광 모듈부; 복수의 태양광 모듈 각각에 연결되어, 해당 태양광 모듈에 의해 공급되는 DC 전원에 의해 충전되는 복수의 배터리들로 이루어진 배터리부; 복수의 배터리들 각각에 연결되어 있으며, 해당 배터리로부터 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환시켜 공급하는 복수의 인버터들로 이루어진 인버터부; 복수의 태양광 모듈들 각각에 입력단이 연결되어 있으며, 복수의 태양광 모듈들에 의해 형성되는 채널 상태를 감시하는 채널감시접속반; 및 채널감시접속반에 의해 수집되는 채널 상태 감시정보를 제공받아 모니터링 서버로 전송하는 데이터 기록장치를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 위도방향 및 경도방향으로 각각 독립적으로 설치되는 복수의 일사량계들로 이루어진 일사량계부를 더 포함하며, 데이터 기록장치는 복수의 일사량계로부터 제공되는 일사량 측정정보를 수신받아 저장하는 한편 모니터링 서버로 전송할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 복수의 태양광모듈은 설치된 위도방향 및 경도방향에 따라 서로 다른 경사각도를 가지도록 설치될 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 모니터링 서버는 데이터 기록장치를 통해 위도별, 경도별 발전량 정보 및 일사량 정보를 제공받아 일별, 월별, 분기별, 년 누적량 정보를 생성시켜 저장하고, 외부 요청에 응하여 저장된 발전량 및 일사량 정보들을 제공할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 모니터링 서버는 데이터 기록장치를 통해 위도별 경도별 발전량 정보를 제공받아 위도 및 경도별 태양광 발전량의 차이를 분석하고, 분석 결과를 기반으로 하여 복수의 태양광모듈들을 대상으로 최대발전효율을 예측하고, 예측결과를 제공할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 복수의 태양광모듈은, 위도각과 경도각이 각각 0 내지 90˚ 각도 내에서 1 내지 45˚ 각도의 차이를 두고 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 복수의 태양광모듈은, 선택된 위도 상에서 다수 개의 경도로 배치될 수 있고, 다수 개의 위도 상에서 다수 개의 경도로 배치될 수 있다.
본 발명은 태양광 모듈을 위도방향 및 경도방향으로 독립적으로 설치하여 발전량을 측정함으로써, 위도 및 경도별 태양광 발전량의 차이를 확인할 수 있도록 하는 한편 최대발전효율을 예측할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 일사량계를 위도방향 및 경도방향으로 독립적으로 설치하여 일사량을 측정함으로써, 위도 및 경도별 일사량의 차이를 확인할 수 있도록 하고, 일사량에 따른 태양광 발전량을 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1을 좀 더 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 적용된 태양광발전장치를 이루는 태양광모듈에 대해서 위도별 경도별 설치각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1을 좀 더 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 적용된 태양광발전장치를 이루는 태양광모듈에 대해서 위도별 경도별 설치각도를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1을 좀 더 개념적으로 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 도 1에 적용된 태양광발전장치를 이루는 태양광모듈에 대해서 위도별 경도별 설치각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템은 태양광 모듈부(100), 배터리부(200), 인버터부(300), 채널감시접속반(400), 데이터 기록장치(500) 및 모니터링 서버(600)로 이루어진다.
태양광 모듈부(100)는 위도방향 및 경도방향으로 각각 독립적으로 설치되는 복수의 태양광 모듈들로 이루어진다. 태양광모듈부(100)를 이루는 복수의 태양광모듈은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 설치되는 위치에 따라 경사각이 결정되어 설치된다. 즉 중심부에 위치한 태양광모듈(210)은 35°의 경사각을 가지도록 설치되며, 이 태양광모듈(210)을 중심으로 경도방향인 동서방향으로 일정간격 이격된 상태로 배열되며, 경사각도는 태양광모듈(210)을 중심으로 동서방향으로 상호 대칭되도록 설정된다. 이에 반해서 위도방향인 상하방향으로 일정간격 이격된 상태로 배열되며, 경사각도는 태양광모듈(210)을 중심으로 상측방향에 위치할수록 경사각도가 크고, 하측방향에 위치할수록 경사각도가 작다.
이때 태양광모듈들을 회전시킬 수 있는 회전수단을 구비시켜 발전량이나 일조량에 따라서 태양광모듈의 경사각도를 조절할 수 있도록 구현할 수도 있다.
배터리부(200)는 복수의 태양광 모듈 각각에 연결되어, 해당 태양광 모듈에 의해 공급되는 DC 전원에 의해 충전되는 복수의 배터리들로 이루어진다.
인버터부(300)는 복수의 배터리들 각각에 연결되어 있으며, 해당 배터리로부터 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환시켜 공급하는 복수의 인버터들로 이루어져 있다.
채널감시접속반(400)은 복수의 태양광 모듈들 각각에 입력단이 연결되어 있으며, 복수의 태양광 모듈들에 의해 형성되는 채널 상태를 감시한다. 채널감시접속반(400)은 태양광 모듈과 배터리 사이에 발전 전력이 공급되고 있는지의 여부를 확인하고, 발전 전력량도 체크하여 확인하게 되며, 채널감시접속반(400)에서 데이터 기록장치(500)를 통해 모니터링 서버(600)로 전송되는 정보로는 태양광 정상동작 유무 정보 및 태양광모듈 식별정보, 태양광모듈 식별정보에 링크된 태양광모듈에 의한 발전량정보 등으로 이루어져 있다.
일사량계부(500)는 복수의 일사량계들은 위도방향 및 경도방향으로 각각 독립적으로 설치되어 있으며, 일사량을 측정하여 데이터 기록장치(600)로 전송한다. 데이터 기록장치(600)는 복수의 일사량계(500)로부터 제공되는 일사량 측정정보를 수신받아 저장하는 한편 모니터링 서버(700)로 전송한다.
데이터 기록장치(600)는 채널감시접속반(400)에 의해 수집되는 채널 상태 감시정보를 제공받아 모니터링 서버(700)로 전송한다.
모니터링 서버(700)는 데이터 기록장치(500)를 통해 위도별, 경도별 발전량 정보 및 일사량 정보를 제공받아 일별, 월별, 분기별, 년 누적량 정보를 생성시켜 저장하고, 외부 요청에 응하여 저장된 발전량 및 일사량 정보들을 제공한다.
모니터링 서버(600)는 데이터 기록장치(600)를 통해 위도별 경도별 발전량 정보를 제공받아 위도 및 경도별 태양광 발전량의 차이를 분석하고, 분석 결과를 기반으로 하여 복수의 태양광모듈들을 대상으로 최대발전효율을 예측하고, 예측결과를 제공한다.
즉 모니터링 서버(700)는 태양광 발전량 및 일사량 정보를 지속적으로 제공받아 분석할 필요가 있는 관리자가 있을 경우 관리자가 소유하고 있는 PC, 테블릿 PC 또는 스마트폰 번호 등과 관련된 정보들을 입력해놓을 경우 미리 정해진 시간이나 또는 돌발샹황이 발생한 경우 등록된 정보들을 이용하여 제공함으로써, 관리자가 원격지 등 다른 업무를 수행하고 있는 중에도 언제든지 확인하여 볼 수 있도록 한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 구성된 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저 복수의 태양광 모듈들과 일사량계들을 설계에 따라 경도 및 위도방향으로 결정된 위치에 설치한 후 태양광 모듈부(100)의 태양광 모듈들 각각에 배터리부(200)의 배터리들이 연결되도록 하며, 이 배터리부(200)의 배터리들 각각에 인버터부(300)의 인버터가 연결되도록 한다.
그리고 태양광 모듈부(100)에는 채널감시접속반(400)이 연결되어 태양과 모듈과 배터리가 정상적으로 연결되어 있는지의 여부를 체크한다.
채널감시접속반(400)은 태양모듈부(100)에 의해 이루어지는 발전정보를 확인하고 데이터 기록장치(600)로 전송한다. 이때 데이터 기록장치(600)는 일사량계들로부터 일사량 정보를 제공받아 수집하고, 이렇게 수집된 발전량 정보 및 일사량 정보는 모니터링 서버(700)로 전송시킨다.
그러면 모니터링 서버(700)는 데이터 기록장치(600)를 통해 위도별 경도별 발전량 정보를 제공받아 위도 및 경도별 태양광 발전량의 차이를 분석하고, 분석 결과를 기반으로 하여 복수의 태양광모듈들을 대상으로 최대발전효율을 예측하고, 예측결과를 제공한다.
특히, 본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 복수의 태양광모듈은, 위도각과 경도각이 각각 0 내지 90˚ 각도 내에서 1 내지 45˚ 각도의 차이를 두고 배치될 수 있다.
즉, 상기 복수의 태양광모듈은, 0 내지 90˚ 각도 내에서 위도각이 1 내지 45˚ 각도의 차이를 두고 배치됨으로 인해 각각의 위도에서 수집될 수 있는 발전량 정보 및 일사량 정보를 측정할 수 있게 된다.
마찬가지로, 상기 복수의 태양광모듈은, 0 내지 90˚ 각도 내에서 경도각이 1 내지 45˚ 각도의 차이를 두고 배치됨으로 인해 각각의 경도에서 수집될 수 있는 발전량 정보 및 일사량 정보를 측정할 수 있게 된다.
그리고, 상기 복수의 태양광모듈은, 선택된 위도 상에서 다수 개의 경도로 배치될 수 있고, 다수 개의 위도 상에서 다수 개의 경도로 배치될 수 있다.
즉, 상기 복수의 태양광모듈은, 사용자의 필요에 따라 다양한 위도로 배치된 복수의 태양광모듈 중에서 선택된 태양광모듈 상에서, 태양광모듈을 다수 개의 경도로 배치함으로 인해 원하는 위도상의 다양한 경도로 배치된 태양광모듈의 수집되는 발전량 정보 및 일사량 정보를 측정할 수 있게 되는 것이다.
더불어, 상기 복수의 태양광모듈은, 다양한 위도로 배치된 복수의 태양광모듈 각각에 다양한 경도로 태양광모듈을 배치하여 다양한 위도상의 다양한 경도로 배치된 태양광모듈의 수집되는 발전량 정보 및 일사량 정보를 측정할 수 있게 된다.
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 태양광 모듈부
200 : 배터리부
300 : 인버터부
400 : 채널감시접속반
500 : 일사량계부
600 : 데이터 기록장치
700 : 모니터링 서버
200 : 배터리부
300 : 인버터부
400 : 채널감시접속반
500 : 일사량계부
600 : 데이터 기록장치
700 : 모니터링 서버
Claims (7)
- 위도방향 및 경도방향으로 각각 독립적으로 설치되는 복수의 태양광 모듈들로 이루어진 태양광 모듈부;
상기 복수의 태양광 모듈 각각에 연결되어, 해당 태양광 모듈에 의해 공급되는 DC 전원에 의해 충전되는 복수의 배터리들로 이루어진 배터리부;
상기 복수의 배터리들 각각에 연결되어 있으며, 해당 배터리로부터 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환시켜 공급하는 복수의 인버터들로 이루어진 인버터부;
상기 복수의 태양광 모듈들 각각에 입력단이 연결되어 있으며, 상기 복수의 태양광 모듈들에 의해 형성되는 채널 상태를 감시하는 채널감시접속반; 및
상기 채널감시접속반에 의해 수집되는 채널 상태 감시정보를 제공받아 모니터링 서버로 전송하는 데이터 기록장치;
를 포함하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템.
- 제 1 항에 있어서,
위도방향 및 경도방향으로 각각 독립적으로 설치되는 복수의 일사량계들로 이루어진 일사량계부를 더 포함하며,
상기 데이터 기록장치는 상기 복수의 일사량계로부터 제공되는 일사량 측정정보를 수신받아 저장하는 한편 상기 모니터링 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 태양광모듈은 설치된 위도방향 및 경도방향에 따라 서로 다른 경사각도를 가지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 모니터링 서버는 상기 데이터 기록장치를 통해 위도별, 경도별 발전량 정보 및 일사량 정보를 제공받아 일별, 월별, 분기별, 년 누적량 정보를 생성시켜 저장하고, 외부 요청에 응하여 저장된 발전량 및 일사량 정보들을 제공하는 것을 특징으로 하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 모니터링 서버는 상기 데이터 기록장치를 통해 위도별 경도별 발전량 정보를 제공받아 위도 및 경도별 태양광 발전량의 차이를 분석하고, 분석 결과를 기반으로 하여 복수의 태양광모듈들을 대상으로 최대발전효율을 예측하고, 예측결과를 제공하는 것을 특징으로 하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 복수의 태양광모듈은,
위도각과 경도각이 각각 0 내지 90˚ 각도 내에서 1 내지 45˚ 각도의 차이를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템.
- 제 6항에 있어서,
상기 복수의 태양광모듈은,
선택된 위도 상에서 다수 개의 경도로 배치될 수 있고, 다수 개의 위도 상에서 다수 개의 경도로 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140081573A KR20160003373A (ko) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140081573A KR20160003373A (ko) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160003373A true KR20160003373A (ko) | 2016-01-11 |
Family
ID=55169532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140081573A KR20160003373A (ko) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | 위도 및 경도별 태양광 발전량 계측시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20160003373A (ko) |
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- 2014-07-01 KR KR1020140081573A patent/KR20160003373A/ko active Search and Examination
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