KR20180120362A

KR20180120362A - 중소 태양광 발전 사업자를 위한 ＩｏＴ 플랫폼 기반의 통합 ＥＭＳ 서비스 제공 방법

Info

Publication number: KR20180120362A
Application number: KR1020170054170A
Authority: KR
Inventors: 이동명; 김기종; 장동식
Original assignee: (주)로젠솔루션
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-11-06

Abstract

본 발명은 IoT 플랫폼 기반의 태양광 발전 장치들에 대한 통합 EMS 서비스 제공 시스템에 관한다.
본 발명은 특히 중소 태양광 발전 사업자를 위한 통합 EMS 시스템을 구현하기 위한 것으로서, 단위 태양광 발전 장치(SPG: 100)는 네트워크 아이디를 가지며, 게이트웨이를 통해서 복수의 통신 모듈과 유선 또는 무선으로 인터넷 통신하는 사물 인터넷 플랫폼을 구축하며, 원격에 위치하는 태양광 에너지 관리 시스템 서버와 실시간으로 데이터통신한다.
태양광 에너지 관리 시스템 서버(200)는, 단위 태양광 발전 장치(SPG)와 실시간으로 통신하며, 단위 태양광 발전 장치(SPG)의 네트워크 아이디에 대해 미리 지정된 그룹핑 변수를 이용해서 상기 단위 태양광 발전 장치를 그룹핑하며, 상기 SPG로부터 발전상태 정보를 수집하여 그룹핑 변수에 따라 빅데이터를 축적하며, 미리 저장되어 있는 그룹핑 변수의 기준정보와 그룹별 비교정보를 탐색하면서, 미리 결정되어 있는 규칙에 따라 모니터링 이벤트를 실행한다.

Description

중소 태양광 발전 사업자를 위한 ＩｏＴ 플랫폼 기반의 통합 ＥＭＳ 서비스 제공 방법{INTERGRATED EMS SERVICE PROVIDING METHOD FOR SMALL SOLAR POWER PRODUCERS BASED ON IoT PLATFORM}

본 발명은 태양광 발전 시스템에 관련한 관리 기술에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 중소 태양광 발전 사업자를 위한 실시간 관리 기술에 관한 것이다.

국내 태양광 시장은 2015년 설치 용량 1GW를 넘어 세계 7위권으로 발전했다. 그러나 2015년 기준 전체 태양광 발전소에 의해 생산된 전력 중 81.07%가 1MW 이하의 발전소에서 생산된 전력이다(한국에너지공단, 태양광 설비 용량별 에너지 사용량, 2016. 11. 26) 이는 대부분의 태양광 발전소가 중소규모의 영세 발전사업자임을 나타낸다.

태양광 발전은 발전 설비를 구축하는 데 큰 비용이 투자된다는 점을 감안하면, 투입된 자본은 15~25년까지 장기간에 걸쳐 회수돼야 한다. 그런데 그 기간 동안, 다양한 종류의 고장이 발생할 뿐만 아니라, 출력이 저하되는 문제며, 적절하게 댕으하지 않으면 발전량 자체가 감소해서 경제성이 떨어지는 문제가 생긴다. 사용자에게 고장에 대한 인지정보가 늦어짐에 따라 발전량이 18% 감소한다는 연구 결과도 있다(S. K. Firth, K. J. Lomas, and S. J. Rees, A simple model of PV system performance and its use in fault detection, Solar Energy, vol. 84, pp.624-635, 2010.)

그러나 일반적으로 중소 태양광 발전 사업자들은 별도의 체계적인 관리 시스템을 보유하지 않음으로써, 출력저하, 파손 등의 장애가 발생하면 사후에 대응조치를 강구하는 수준이며, 통상적인 상품 A/S 수준으로 대응하고 있고, 발전 관리 비용이 지속적으로 상승한다는 문제점이 있었다.

태양광 발전사업은 일종의 설비자산투자 사업이며, 지속경영 및 경쟁력 확보를 위해서는 운영, 유지관리, 발전량 예측 등의 에너지 자산관리 활동이 필요하다.

보통 태양광 발전소 1MW급 1기를 건설하는 데 소요되는 비용은 약 20억원으로 알려져 있다. 소요 자금의 80~90%를 외부 금융권에서 대출받아 15년 원리금 균등분할 상환의 조건으로 조달한다. 이를 위해서는 태양광 발전소에서 생산된 전력의 판매가격이 일정 수준 이상을 유지하고 있어야 하며, 전력의 생산량이 안정적임이 전제되어야 한다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0033377호는 태양광 발전 모니터링 장치를 제안했다. 일사량을 측정하는 일사량 센서와, 이 일사량 센서를 외부로부터 보호하기 위한 보호 커버와, 보호 커버에 설치되며 에너지가 가해지는 경우에 열을 발생시키는 열선과, 열선의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 그래서 이 모니터링 장치를 이용해서 태양과 발전 장치의 일사량을 보다 정확히 측정할 수 있도록 함과 동시에, 눈이나 얼음을 열선으로 녹일 수 있도록 했다. 그러나 이 특허는 단위 태양광 발전장치에 설치해서 사용할 수 있다는 장점이 있으나, 그 기능이 매우 제한적이어서 중소 태양광 발전 사업자의 통합적인 에너지 자신관리 활동을 보장해주지 못하는 한계가 있었다.

본 발명의 발명가는 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 기술을 완성하기 위하여 오랫동안 연구 노력한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 중소 태양광 발전사업자들을 위한 IoT 플랫폼 기반의 통합 EMS 서비스 제공 방법을 제안하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 클라우드 기반 및 빅테이터 기술을 이용해서 실시간 모니터링 시스템을 구축하고, 이를 통해 태양광 발전 시스템의 유지관리와 효율개선을 증진함에 있다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, IoT 플랫폼 기반의 태양광 발전 장치들에 대한 통합 EMS 서비스 제공 시스템으로서:

네트워크 아이디를 가지며, 단위 태양광 발전 장치에 설치된 복수의 통신 모듈과 유선 또는 무선으로 인터넷 통신하는 사물 인터넷 플랫폼을 구축하는 게이트웨이를 통해서 원격에 위치하는 태양광 에너지 관리 시스템 서버와 실시간으로 데이터통신을 하며, 태양광 발전 시스템을 구축하는, N(N은 1보다 큰 정수)개의 단위 태양광 발전 장치;

상기 단위 태양광 발전 장치와 실시간으로 통신하며, 상기 단위 태양광 발전 장치의 네트워크 아이디에 대해 미리 지정된 그룹핑 변수를 이용해서 상기 단위 태양광 발전 장치를 그룹핑하며, 상기 단위 태양광 발전 장치로부터 발전상태 정보를 수집하여 그룹핑 변수에 따라 빅데이터를 축적하며, 미리 저장되어 있는 그룹핑 변수의 기준정보와 그룹별 비교정보를 탐색하면서, 미리 결정되어 있는 규칙에 따라 모니터링 이벤트를 실행하는, 데이터베이스 및 소프트웨어 관리 모듈을 갖는 태양광 에너지 관리 시스템 서버; 및

상기 단위 태양광 발전 장치의 상기 네트워크 아이디에 매칭되어 있으며, 상기 게이트웨이와 연동하거나 또는 상기 태양광 에너지 관리 시스템 서버로부터 푸시 메시지를 수신하며, 태양광 발전 장치 모니터링 애플리케이션이 미리 설치되어 있는 모바일 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 IoT 플랫폼 기반의 통합 EMS 서비스 제공 시스템에 있어서, 상기 모니터링 이벤트는, 장애 탐지 이벤트, 효율 개선 이벤트, 발전환경분석 이벤트 및 그룹별 비교 이벤트 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 IoT 플랫폼 기반의 통합 EMS 서비스 제공 시스템에 있어서, 상기 태양광 에너지 관리 시스템 서버는 클라우드 서버를 더 포함하며, 상기 태양광 에너지 관리 시스템 서버는 클라우드 서버의 저장소에 빅데이터 및 모니터링 이벤트 관련 정보를 저장하고, 상기 모바일 디바이스는 식별 데이터를 이용해서 상기 클라우드 서버의 저장소에 액세스하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 IoT 플랫폼 기반의 통합 EMS 서비스 제공 시스템에 있어서, 상기 그룹핑 변수는 운전개시 시점, 발전용량, 지역정보, 제조사 모델 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것이 좋다.

위와 같은 본 발명에 따르면, 중소 태양광 발전사업자들을 위한 IoT 플랫폼 기반으로 통합 EMS 서비스를 경제적으로 편리하게 제공할 수 있다. 또한, 클라우드 기반 및 빅테이터 기술을 이용해서 실시간 모니터링 시스템을 구축할 수 있으므로 태양광 발전 시스템의 유지관리와 효율개선을 증진할 수 있다는 빼어난 효과가 있다.

또한, 여기에 언급되지는 않았지만 본 발명의 잠정적인 효과로서 당업자에게 용이하게 예측될 수 있는 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 본 발명의 네트워크 시스템 구성 예를 나타낸다.
도 2는 태양광 발전 장치(Solar Power Generator: SPG)의 구성 예를 간략히 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 SPG 그룹핑을 개념적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 각 구성요소의 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6읜 SPG의 출력 패턴에 관한 도면이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 IoT(Internet of Things) 플랫폼 기반의 통합 EMS(Energy Management System) 서비스 제공 시스템의 대략적인 구성을 나타낸다. 이 시스템 안에는 N(N은 1보다 큰 정수)개의 단위 태양광 발전 장치(Solar Power Generator: SPG)가 있다. 그리고 각 SPG(100)가 통신망을 통해서 태양광 에너지 관리 시스템 서버(200)와 연결되어 실시간으로 통신한다.

상기 SPG(100)는 게이트웨이를 통해서 원격에 위치하는 상기 시스템 서버(200)와 데이터 통신하는데, 사전에 SPG(100)에 네트워크 아이디가 발급되어 미리 등록된다.

상기 시스템 서버(200)는 하나 이상의 하드웨어/소프트웨어 장비를 포함하여 구성될 수 있다. 데이터의 송수신, 데이터의 연산과 처리, 데이터베이스 관리, 메시지의 생성 및 전송 등의 역할을 하는 하나 이상의 서버군으로 구성될 수 있으며, 다양한 형태의 저장소, 프로세서, 통신모듈을 포함한다.

시스템 서버(200)는 N개의 SPG(100)과 실시간으로 통신하면서 SPG(100)로부터 발전상태 정보를 수집한다. 또한, SPG(100)의 네트워크 아이디에 대해 미리 지정된 그룹핑 변수를 이용해서 SPG(100)를 그룹핑하며, 그룹핑 변수에 따라 SPG(100) 정보에 관한 빅데이터를 축적하여 데이터베이스에 저장한다.

시스템 서버(200)의 소프트웨어 관리 모듈인 EMS 매니저(210)는 미리 저장되어 있는 그룹핑 변수의 기준정보와 그룹별 비교정보를 탐색하면서, 미리 결정되어 있는 규칙에 따라 모니터링 이벤트를 실행한다.

시스템 서버(200)는 하나 이상의 데이터베이스(220, 230)를 구축하여 관리한다. 데이터베이스(220)는 본 발명의 시스템에 가입된 SPG(100)에 대한 정보를 저장한다. 예컨대 데이터베이스(220)에 기록되는 정보로는 소유자 정보, 설치된 지역, 발전개시시기, 발전기의 제조사 모델, 발전용량, 등록된 모바일 디바이스 등이며, 이들 정보가 네트워크 아이디어와 매칭되어 저장된다.

데이터베이스(230)는 시스템에 소속되어 있는 SPG(100)와의 네트워크 통신을 통해서 실시간으로 기록되는 빅데이터를 기록할 수 있다. 이런 정보로는 예컨대 SPG(100)로부터 수집되는 발전상태 정보가 포함될 것이다. 그리고 발전상태 정보는 해당 SPG(100)의 시간변수에 따른 누적된 발전상태 정보뿐만 아니라, 그룹핑 변수에 따라 분류되는 빅데이터, 그룹별 비교정보를 더 포함할 수 있다.

또한, 그룹핑 변수의 기준정보 등의 데이터는 시스템 서버(200)의 마련된 저장소에 별도로 저장된다.

상기 시스템 서버(200)는 클라우드 서버(250)를 더 포함할 수 있다. 클라우드 서버(250)는 클라우드 저장소와 이 저장소를 관리하는 서버를 포함한다. 시스템 서버(200)는 쿨리우드 서버(250)의 저장소에 빅데이터 및 모니터링 이벤트 정보를 저장한다.

본 발명의 시스템에는 사용자의 모바일 디바이스(109)가 포함된다. 모바일 디바이스(109)는 상기 SPG(100)의 네트워크 아이디에 매칭되어 시스텀 서버(200)에 미리 등록된다. 바람직하게는 태양광 발전 장치 모니터링 애플리케이션 소프트웨어가 미리 설치되는 것이 좋다. 이 애플리케이션을 실행함으로써 상기 모바일 디바이스(109)는 SPG(100)의 데이터베이스에 접속하고 SPG(100)가 제공하는 통합 EMS 서비스를 사용할 수 있다.

바람직한 일 실시예에서 상기 모바일 디바이스(109)는 SPG(100)의 게이트웨이와 연동할 수 있다. 그리하여 게이트웨이를 통해서 SPG(100)와 통신하고, SPG(100)의 각 구성요소의 상태정보를 수신하거나 제어명령을 전송할 수 있다. 또한, 시스템 서버(200)와 SPG(100) 사이의 통신에 접근할 수 있다.

또한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 있어서 상기 모바일 디바이스(109)는 상기 시스템 서버(200)로부터 푸시 메시지를 수신할 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 시스템은 외부 서버와 통신망을 통해 연동할 수 있다. 그런 외부 서버로는 과금을 실행하는 서버, 전략거래에 관련한 서버, 날씨 정보를 제공하는 서버, 유지보수 서비스를 제공하는 사업자의 서버 등이 있을 것이다.

도 2는 도 1에서 나타낸 본 발명의 단위 SPG(100)의 개략적인 내부 구성 예를 나타낸다. SPG(100)는 태양전지 어레이(120), 인버터(130), 제어부(140), 컨버터(150), 센서모듈(160), IoT 통신모듈(170), 에너지 저장부(180) 및 게이트웨이(110)를 포함한다.

태양전지 어레이(120)는 복수의 태양전지 모듈을 결합한 것이다. 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 태양에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 발생시킨다. 바람직하게는 태양전지 어레이(120)를 구성하는 각 태양전지 모듈마다 식별코드가 부여되며, 제어부(140)와 센서모듈(160)에 의해서 식별코드별로 관리될 수 있다.

인버터(130)는 태양전지 어레이(120)가 공급한 직류 전력을 교류전력으로 인버팅한다.

컨버터(150)는 교류전력의 전압의 크기를 미리 정한 값으로 컨버팅하여 전력을 계통(미도시) 또는 부하(미도시)로 공급한다.

센서모듈(160)는 하나 이상의 센서 디바이스를 포함하며, 예컨대 일사량 센서, 온도 센서, 전압센서 등을 포함할 수 있다.

에너지 저장부(180)는 태양전지 어레이(120)로부터 전기에너지를 공급받아 배터리를 충전하여 저장한다. 계통 또는 부하의 전력 수급상황에 따라 충전된 전기 에너지를 방전한다.

제어부(140)의 SPG(100)의 각 구성요소의 동작을 제어한다.

또한, IoT 통신모듈(170)은 전술한 각 구성에 선택적으로 설치되어 게이트웨이(110)와 유선 또는 무선 통신 수단이다.

상기 게이트웨이(110)는 SPG가 네트워크 통신망, 즉 인터넷에 접속하는 통신 네트워크 인터페이스이다. 데이터 소스로부터 데이터를 수집하고, 이를 처리하여 저장하며, 데이터 분석과 시각화 작업을 처리한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 시스템을 통해 그룹핑 변수에 의해 데이터를 관리하는 방법을 개념적으로 나타낸다.

도 3의 I는 제1 그룹핑 변수에 의해서 네트워크에 존재하는 다수의 SPG(101)가 그룹핑된 상태를 나타낸다. 도 2에서는 4개의 제1 그룹핑 변수 그룹(X)으로 도시되어 있다. 그런데 본 발명에서 그룹핑 변수는 복수로 설정될 수 있기 때문에 제1 그룹핑 변수 그룹(X)와는 무관하게, SPG(101)는 다른 그룹으로 분류될 수도 있다. 예컨대 도 3의 II는 제2 그룹핑 변수 그룹의 일 예를 개념적으로 나타내었다. 이런 방식으로 그룹별 데이터 관리를 하면, 효과적으로 빅데이터 처리를 할 수 있으며, 더욱 실효적으로 SPG(101)를 모니터링하고 관리할 수 있게 된다.

예를 들어 어떤 특정 SPG(101)에 대해서, 실시간으로 수집되는 정보에 기초해서 그룹 I로 관리함으로써 그룹 I의 다른 SPG의 수집된 데이터와의 관계를 통해 유의미한 데이터를 얻고, 동시에 그룹 II, III의 다른 SPG의 수집된 데이터와의 관계를 통해서 또다시 유의미한 데이터를 얻을 수 있다.

위와 같은 그룹핑 변수로는 예컨대 운전개시 시점일 수 있다. 각 SPG의 발전설비가 운전을 개시한 시점, 예컨대 연/월 기준으로 SPG(101)을 그룹핑하는 것이다. 태양광 발전소는 발전효율의 효과적인 관리를 위해서 발전 설비를 주기적으로 점검/관리/교체해야 하기 때문에, 언제부터 발전을 시작했는지는 중요한 변수가 될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 그룹핑 변수는 지역정보일 수 있다. 지역마다 날씨가 다르고 그에 따라 일사량이 다르기 때문에 지역별로 SPG를 그룹핑하는 것이다. 설정된 지역에 대한 날씨 정보는 시스템 서버와 외부의 기상정보 시스템과 통신하여 실시간으로 날씨 데이터를 수집하고 저장할 수 있다. 예컨대 동일한 지역 그룹에 속해 있는 SPG(101) 중 특정 SPG에서만 발전효율이 나쁘다면, 그것은 일사량 자체의 문제라기보다는(같은 그룹의 SPG(101)의 경우, 일사량에 기인한 발전효율 문제가 발생하지 않았으므로) 해당 SPG에 설치된 센서가 제대로 작동하지 않았거나, 파손 혹은 교체의 필요성이 있다는 유의미한 정보를 생성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 그룹핑 변수는 발전용량일 수 있다. 발전용량에 따라 점검/관리/교체의 시점이 달라지기 때문이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 그룹핑 변수는 제조사 모델일 있다. 제조사 모델에 따라 점검/관리/교체의 시점이 달라지기 때문이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 각 구성요소 간의 관계를 나타내며, 이것이 본 발명의 IoT 플랫폼 기반의 통합 EMS 서비스 제공 시스템의 상호 관계를 개략적으로 나타낼 것이다.

시스템 서버(205)는 미리 등록되어 실시간으로 네트워킹하며 또한 그룹핑 변수에 의해 그룹핑되는 다수의 SPG(105)와 통신한다. SPG(105)는 시스템 서버(205)로 발전상태 정보(S)를 실시간으로 전송한다. 이 발전상태 정보(S)에는 센싱 모듈에 의해서 감지되고 측정된 전력값에 관한 데이터, 출력 패턴 데이터, 태양전지 어레이의 상태에 관한 데이터, 운전에 관한 로그 데이터 등이 포함될 수 있다. 또한, 태양전지 어레이를 구성하는 태양전지 모듈의 식별코드별 상태정보를 포함할 수도 있다.

시스템 서버(205)는 N개의 SPG(105)로부터 실시간으로 수집되는 빅데이터를 데이터베이스(225)에 저장한다. 편의상 데이터베이스는 하나만으로 도시되어 있으나, 복수일 수 있음을 첨언한다. 이때 빅데이터는 미리 지정된 그룹핑 변수를 이용해서 분류되어 저장된다.

전술한 것처럼, 그룹핑 변수는 발전용량, 지역정보, 제조사 모델, 운전개시 시점 등이 포함될 수 있다. 그리고 각 그룹핑 변수에 대해서는 그룹핑 변수 기준정보(P)가 미리 저장되어 있다. 예를 들어, 발전용량, 기상상태, 제조사별 운전기간에 따른 정상적인 출력 데이터, 발전효율 데이터 등이 그룹핑 변수 기준정보(P)로 저장될 수 있다. 또한 그룹핑 변수 기준정보(P)에는 이상여부 판단의 기준이 되는 제 1 임계값이 포함될 수 있다. 그리하여 SPG(105)로부터 수신되는 데이터와 그룹핑 변수 기준정보(P)의 데이터가 제 1 임계값을 넘어서면 해당 SPG(105)는 문제가 있는 것으로 설정할 수 있다.

또한 그룹별 비교정보(Q)를 사용해서 단위 SPG(105)에 대해서 효과적으로 진단하고 관리할 수 있다. 예컨대 동일 그룹에서의 평균적인 발전효율, 평균적인 출력 패턴을 비교정보(Q)로 추출할 수 있다. 또한, 이들 그룹별 평균값과의 허용 가능한 차이값을 제 2 임계값(들)로 설정할 수 있다. 제 2 임계값(들)을 이용해서 각 단위 SPG(105)의 이상여부를 판정할 때 상기 비교정보(Q)를 활용할 수 있도록 한다.

시스템 서버(205)는 상기 그룹별로 분류된 빅데이터를 활용해서 각 단위 SPG(105)에 대한 모니터링 정보를 생성할 수 있다. 시스템 서버(205)는 해당 SPG(105)에서 입수되는 발전상태 정보(S)의 그룹핑 변수에 의해 분류된 데이터와 상기 그룹핑 변수 기준정보(P)의 항목 데이터를 매칭해서 비교한다. 비교결과, 차이값이 상기 제 1 임계값을 넘어서면 해당 SPG(105)의 상태가 문제가 있음을 알리는 진단 리퀘스트를 모니터링 이벤트로 생성할 수 있다.

다음으로 시스템 서버(205)는 해당 SPG(105)의 그룹핑 변수가 일치하는 다른 SPG(105)들, 즉 같은 그룹에 속하는 SPG과 비교하는 연산 프로세스를 실행할 수 있다. 그룹별 비교정보(Q)에 관한 데이터를 추출해서, 해당 SPG(105)와 비교정보(Q)와의 차이가 제 2 임계값보다 크거나 크지 않은 경우를 판단한다. 전자라면 해당 SPG(105)의 상태가 문제가 있음을 알리는 진단 리퀘스트를 모니터링 이벤트로 생성할 수 있다. 후자라면 정상임을 나타내는 모니터링 이벤트를 생성한다.

그런 다음에 시스템 서버(205)는 네트워크 아이디를 이용해서(혹은 미리 등록한 사용자 계정과 같은 대용 식별자를 이용해서), 모니터링 이벤트를 실행한다. 바람직하게는 시스템 서버(205)는 정상 또는 이상 여부를 알리는 푸시 메시지를 미리 등록한 사용자의 모바일 디바이스(109)로 푸시할 수 있다. 바람직한 어느 실시예에서 사용자 모바일 디바이스(109)는 미리 설치된 애플리케이션을 실행하여 사용자 계정을 통해서 시스템 서버(109)가 제공한 정보에 접근할 수 있다.

상기 모니터링 이벤트는, SPG(105)에 대한 통합관제, 장애경보, 자산관리 등을 포함할 수 있다. 보다 정확히 말하면, 장애 탐지 이벤트를 포함함다. SPG에 대한 유지관리 서비스로서, 예컨대 태양전지 모듈에 장애가 탐지되었음을 판단하고, 이를 통지하는 서비스에 관한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 모니터링 이벤트는 효율 개선 이벤트를 포함한다. 예컨대 SPG의 모듈 교체, 표면 오염 제거, 교체주기를 탐지하고 통지하는 서비스에 관한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 모니터링 이벤트는 발전환경분석 이벤트를 포함한다. 예컨대 발전량, 설비상태, 설비효율적합성을 포함한 발전환경분석 정보를 생성하고 통지하는 서비스에 관한다. 또한, 상기 모니터링 이벤트는 그룹별 비교 이벤트를 포함한다.

도 5는 단위 SPG에서 입수된 다양한 출력 패턴의 예를 나타낸다. 그룹핑 변수가 지역일 때, 동일한 그룹에 속한 SPG들은 비슷한 출력 패턴을 보일 것이다. 도 5(a)는 맑은 날 정상적인 출력 패턴이다. 도 5(b)는 구름의 양이 적은 흐린 날의 출력 패턴이다. 도 5(c)는 구름이 많은 흐린 날의 출력 패턴이다. 도 5(d)는 비오는 날의 출력 패턴이다. 도 5(e) 내지 도 5(g)는 맑고 흐림이 불규칙한 날씨의 출력 패턴이다. 만약 어떤 지역 그룹에 속한 SPG의 평균적인 출력 패턴이 도 5(a)의 출력 패턴을 보였는데, 같은 지역 그룹의 특정 SPG에서만 (c)와 같은 출력 패턴을 보였다면 그 SPG만 이상 동작하고 있음을 효율적으로 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 형태의 출력 패턴의 예를 나타낸다. 도 6(a)은 Day 1의 출력 패턴, 도 6(b)는 Day 2의 출력 패턴, 도 6(c)는 Day 3의 출력 패턴이다.

SPG1과 SPG3는 Day 1에서 맑은 날씨에 나타나는 이상적인 그래프를 보여줬다. 그러나 SPG2는 불안정한 곡선을 나타냈다. 이는 모듈의 기기적 결함에 의해 전류값이 불안정함을 나타낸다. 이렇게 분석할 수 있는 기준정보는 시스템 서버의 데이터베이스에 미리 저장된다.

Day 2의 그래프에서, 인버터 고장 및 네트워크 단절 등의 고정으로 말미암아 SPG1의 전류 값이 일정 시간 이후에 발생하지 않았다. 시스템 서버는 이를 탐지하여 사용자의 모바일 디바이스로 긴급하게 통지한다.

Day 3의 그래프에서는 SPG2와 SPG3와 달리, SPG1에서 전류값이 거의 발생하지 않고 있음을 알 수 있다. SPG2와 SPG3가 동일한 지역 그룹에 속했다고 가정한다면, 날씨의 영향이 아니다. 전기적, 기계적 셀의 파손, 새의 배설물이나 기타 오염물질로 인한 영향을 받았거나, 경년 열화에 의한 셀 및 리본의 노화, 기타 주변 환경에 의한 부식으로 추정할 수 있다.

이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims

네트워크 아이디를 가지며, 단위 태양광 발전 장치에 설치된 복수의 통신 모듈과 유선 또는 무선으로 인터넷 통신하는 사물 인터넷 플랫폼을 구축하는 게이트웨이를 통해서 원격에 위치하는 태양광 에너지 관리 시스템 서버와 실시간으로 데이터통신을 하며, 태양광 발전 시스템을 구축하는, N(N은 1보다 큰 정수)개의 단위 태양광 발전 장치;
상기 단위 태양광 발전 장치와 실시간으로 통신하며, 상기 단위 태양광 발전 장치의 네트워크 아이디에 대해 미리 지정된 그룹핑 변수를 이용해서 상기 단위 태양광 발전 장치를 그룹핑하며, 상기 단위 태양광 발전 장치로부터 발전상태 정보를 수집하여 그룹핑 변수에 따라 빅데이터를 축적하며, 미리 저장되어 있는 그룹핑 변수의 기준정보와 그룹별 비교정보를 탐색하면서, 미리 결정되어 있는 규칙에 따라 모니터링 이벤트를 실행하는, 데이터베이스 및 소프트웨어 관리 모듈을 갖는 태양광 에너지 관리 시스템 서버; 및
상기 단위 태양광 발전 장치의 상기 네트워크 아이디에 매칭되어 있으며, 상기 게이트웨이와 연동하거나 또는 상기 태양광 에너지 관리 시스템 서버로부터 푸시 메시지를 수신하며, 태양광 발전 장치 모니터링 애플리케이션이 미리 설치되어 있는 모바일 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, IoT 플랫폼 기반의 태양광 발전 장치들에 대한 통합 EMS 서비스 제공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 모니터링 이벤트는, 장애 탐지 이벤트, 효율 개선 이벤트, 발전환경분석 이벤트 및 그룹별 비교 이벤트 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인, IoT 플랫폼 기반의 태양광 발전 장치들에 대한 통합 EMS 서비스 제공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 태양광 에너지 관리 시스템 서버는 클라우드 서버를 더 포함하며, 상기 태양광 에너지 관리 시스템 서버는 클라우드 서버의 저장소에 빅데이터 및 모니터링 이벤트 관련 정보를 저장하고, 상기 모바일 디바이스는 식별 데이터를 이용해서 상기 클라우드 서버의 저장소에 액세스하는 것을 포함하는, IoT 플랫폼 기반의 태양광 발전 장치들에 대한 통합 EMS 서비스 제공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 그룹핑 변수는 운전개시 시점, 발전용량, 지역정보, 제조사 모델 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것인, IoT 플랫폼 기반의 태양광 발전 장치들에 대한 통합 EMS 서비스 제공 시스템.