KR20200064465A - Photovoltaic panel failure detection system and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양방향 인버터를 이용해 가동중인 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 패널(PV 패널)의 고장 여부 판단하고, 정확한 위치를 검출해 시스템의 정비를 용이하게 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for determining whether a photovoltaic panel (PV panel) included in a photovoltaic system in operation using a bi-directional inverter has failed and detecting an accurate location to facilitate maintenance of the system.
태양광발전은 태양광 패널과 구조물, 전력변환장치로 구성되어 있다. 태양빛이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양전지에 쪼여지면 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 정공(hole)과 전자(electron)가 발생한다. 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 되는 것이다.Solar power generation consists of solar panels, structures, and power converters. When sunlight is split into a solar cell in which a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are bonded, holes and electrons are generated in the solar cell by the energy of the sunlight. At this time, holes are gathered toward the P-type semiconductor and electrons are gathered toward the N-type semiconductor, and when a potential difference occurs, current flows.
태양광발전의 장점은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하다는 것이다. 반면에 전력생산량이 일조량에 의존하고, 설치 장소가 한정적이며, 초기 투자비와 발전단가가 높은 단점이 있다. The advantages of photovoltaic power generation are that there is no pollution, power can be generated only as needed at the required location, and maintenance is easy. On the other hand, the amount of electricity production depends on the amount of sunshine, the installation location is limited, and the initial investment cost and the power generation cost are high.
최근 친환경 에너지를 이용한 발전에 대한 관심이 높아지면서 자연스레 태양광 발전에 대한 관심도 높아지고 있다. 태양광 발전 시스템은 적정 전압을 형성할 수 있도록 복수의 태양광 패널을 직렬 연결한 어레이들을 복수로 병렬 연결하여 구성된다. 이러한 연결 방법은 전압을 안정적으로 높일 수 있지만, 어레이에 포함된 태양광 패널 중 하나가 고장나면 그 뒤로 연결된 패널들의 에너지를 이용할 수 없게 된다는 단점이 있다. 이러한 고장을 검출하기 위해서는 해당 어레이의 발전을 중단하고 전류를 흘려줬을 때 측정되는 EL을 통해 검출하기 때문에 검출시 발전이 중단된다는 단점이 따르며, 이러한 검출에는 사람이 투입되어 직접 어레이를 연결 및 분리하고 측정하는 과정을 필요로 하기 때문에 인력의 소모 및 시간이 오래걸린다는 단점이 있다.Recently, as interest in power generation using eco-friendly energy has increased, so has interest in solar power generation naturally. The photovoltaic power generation system is configured by connecting a plurality of arrays in series with a plurality of photovoltaic panels in parallel so as to form an appropriate voltage. Such a connection method can stably increase the voltage, but has a disadvantage that when one of the solar panels included in the array fails, the energy of the panels connected thereafter cannot be used. In order to detect such a failure, the generation of the corresponding array is stopped and the generation is stopped at the time of detection because it is detected through EL, which is measured when an electric current is passed, and in this detection, a person is input to directly connect and disconnect the array. There is a disadvantage that it takes a long time and consumes manpower because it requires a measurement process.
따라서 본 발명은 상기의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 태양광 발전 시스템의 고장 검출에서 발생할 수 있는 손실을 최소화 하면서 고장난 태양광 패널을 검출할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a system and method for detecting a failed solar panel while minimizing losses that may occur in failure detection of a solar power system to overcome the above problems and limitations.
상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템은 계통에서 태양광 발전 시스템의 PV(photovoltaic) 패널에 전류를 인가하는 흐름 제어부; 전류가 인가된 상기 PV(photovoltaic) 패널의 EL 영상을 관측하는 관측부; 및 상기 EL 영상을 통해 상기 PV(photovoltaic) 패널의 고장 여부를 진단하는 검출부;를 포함할 수 있다.Solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a flow control unit for applying a current to the photovoltaic (PV) panel of the solar power system in the system; An observation unit that observes an EL image of the photovoltaic (PV) panel to which a current is applied; And a detector configured to diagnose whether the photovoltaic (PV) panel has failed through the EL image.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 검출부는, 고장 발생 PV(photovoltaic) 패널의 위치 정보를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the detection unit may provide location information of a fault-occurring photovoltaic (PV) panel.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 검출부는, 상기 관측부에서 획득한 상기 PV 패널의 영상을 영상정합 처리해 PV 패널 전체의 영상에 고장 패널의 위치가 표시될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the detection unit may perform image registration processing on the image of the PV panel obtained from the observation unit, so that the location of the failure panel may be displayed on the entire image of the PV panel.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부는, 카메라의 관측 위치를 상하좌우로 변경해 상기 PV 패널 전체 영역을 관측할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the observation unit may change the observation position of the camera up, down, left, and right to observe the entire area of the PV panel.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부는, 상기 PV 패널의 상공을 비행하며 전류가 인가된 PV 패널의 EL 영상을 획득하는 드론;을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the observation unit may include a drone that flies over the PV panel and acquires an EL image of the PV panel to which current is applied.
상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 방법은 태양광 발전 시스템의 PV(photovoltaic) 패널에 전류를 인가하는 단계; 전류가 인가된 상기 PV(photovoltaic) 패널의 EL 영상을 관측하는 단계; 및 상기 EL 영상을 통해 상기 PV(photovoltaic) 패널의 고장 여부를 진단하는 단계; 를 포함할 수 있다.A method for detecting a failure of a solar panel according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes applying a current to a photovoltaic (PV) panel of a solar power system; Observing an EL image of the photovoltaic (PV) panel to which a current is applied; And diagnosing the failure of the photovoltaic (PV) panel through the EL image. It may include.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고장 발생 PV(photovoltaic) 패널의 위치 정보를 제공하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, providing location information of a fault-generated photovoltaic (PV) panel; It may further include.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 정보 제공 단계는, 상기 관측 단계에서 획득한 상기 PV 패널의 영상을 영상정합 처리해 PV 패널 전체의 영상에 고장 패널의 위치를 표시할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the information providing step, the image of the PV panel obtained in the observation step is image-matched to display the location of the fault panel on the entire image of the PV panel.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측 단계는, 카메라의 관측 위치를 상하좌우로 변경해 상기 PV 패널 전체 영역을 관측할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the observation step, the entire position of the PV panel may be observed by changing the observation position of the camera up, down, left, and right.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측 단계는, 드론으로 상기 PV 패널의 상공을 비행하며 전류가 인가된 PV 패널의 EL 영상을 획득할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the observation step may acquire an EL image of a PV panel to which current is applied while flying over the PV panel with a drone.
본 발명은 태양광 발전 시스템을 별도의 인력 투입 없이 태양광 발전 시스템의 고장 패널을 검출할 수 있다는 장점을 가진다.The present invention has the advantage that it is possible to detect a failure panel of the solar power system without additional manpower input to the solar power system.
또한, 본 발명은 태양광 발전 시스템의 발전량 손실을 최소화 하면서 고장난 태양광 패널을 검출할 수 있다.In addition, the present invention can detect a failed solar panel while minimizing power generation loss of the solar power system.
또한, 본 발명은 고장난 태양광 패널의 정확한 위치 정보를 표시 및 제시할 수 있다.In addition, the present invention can display and present accurate location information of a failed solar panel.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.Meanwhile, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within a range obvious to those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템에 포함되는 태양광 발전 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템의 일 예시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템의 일 예시이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 방법의 흐름도이다.1 illustrates a solar power generation system included in a solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention.
2 is an example of a solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention.
3 is an example of a solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of detecting a solar panel failure according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '태양광 패널 고장 검출 시스템 및 방법'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.Hereinafter, a'solar panel failure detection system and method' according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The described embodiments are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited thereby. In addition, matters expressed in the accompanying drawings may be different from those actually implemented in schematic drawings to easily describe embodiments of the present invention.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. On the other hand, each component represented below is only an example for implementing the present invention. Accordingly, other components may be used in other implementations of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention.
또한, 각 구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다. In addition, each component may be implemented solely in the configuration of hardware or software, but may also be implemented in a combination of various hardware and software components that perform the same function. Also, two or more components may be implemented together by one hardware or software.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. In addition, the expression'includes' certain components, as an expression of'open', simply refers to the existence of the components, and should not be understood as excluding additional components.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템에 포함되는 태양광 발전 시스템을 도시한 것이다.1 shows a solar power system included in a solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템에 포함되는 태양광 발전 시스템은 흐름 제어부(110) 및 태양광 발전 시스템(120)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a solar power generation system included in a solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention may include a
상기 흐름 제어부(110)는 계통과 상기 태양광 발전 시스템(120) 간의 전류 흐름을 제어할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 양방향 인버터를 포함할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 계통과 상기 태양광 발전 시스템(120) 간의 에너지 교환을 제어할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 태양광 발전 시스템(120)에서 생산한 전기를 계통에 공급할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 태양광 발전 시스템(120)에서 생산한 전기를 3상 변환, 주파수 조절 및 페이즈 싱크를 제어하여 상기 계통에 공급할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 계통으로부터 상기 태양광 발전 시스템(120)에 전류가 주입되도록 할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 계통의 3상 전류를 상기 태양광 발전 시스템(120)에 직류 전류로 변환해 공급할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 계통의 요구 전력량을 감지할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 계통의 요구 전력량을 감지해 상기 태양광 발전 시스템(120)의 고장 검출이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 계통의 요구 전략량을 감지해 상기 태양광 발전 시스템(120)에서 상기 계통으로의 전력 공급이 필요 없는 경우 상기 태양광 발전 시스템(120)의 PV 패널 고장 검출을 실시하게 할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 태양광 발전 시스템(120)의 PV(photovoltaic) 패널 고장 검출을 위해 상기 계통으로부터 상기 PV 패널에 직류 전류가 흐르도록 할 수 있다. 상기 직류 전류는 상기 PV 패널에 EL을 관측하기에 충분한 크기의 전류일 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 PV 어레이의 DC 링크의 전압을 감지해 고장 검출 수행 여부를 결정할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 DC 링크의 전압이 380V 이상일 때에는 태양광 발전을 수행하도록 하고, 상기 DC 링크의 전압이 200V 이하인 경우 상기 PV 어레이로 전류를 인가해 고장 검출을 수행하도록 할 수 있다. The
상기 태양광 발전 시스템(120)은 PV 패널을 포함할 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 복수의 상기 PV 패널이 직렬 연결된 어레이(array) 형태로 포함될 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 상기 PV 패널 어레이를 복수로 포함할 수 있다.The
상기 PV 패널은 태양광을 이용해 전기 에너지를 생산할 수 있다. 상기 PV 패널을 상기 전기 에너지를 직류로 생산할 수 있다. 상기 PV 패널은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치다. 상기 PV 패널은 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생할 수 있다. 상기 PV 패널은 N형 반도체, P형 반도체 각각 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류전류를 취할 수 있다. 상기 PV 패널은 재료로서 실리콘뿐만이 아니라 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이 재료들 사이의 복합체를 포함할 수 있다.The PV panel can produce electrical energy using sunlight. The PV panel may produce the electrical energy as direct current. The PV panel is a device capable of converting solar energy into electrical energy. In the PV panel, electrons and holes are generated when light of energy greater than the forbidden width is irradiated to a semiconductor junction region having a PN junction surface, so that the internal electric field formed in the junction region moves to N-type semiconductor and holes to P-type semiconductor. Causing electromotive force to occur. In the PV panel, an electrode attached to each of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor becomes a negative electrode and a positive electrode, so that a direct current can be taken. The PV panel may include not only silicon, but also gallium arsenide, cadmium tellurium, cadmium sulfide, indium phosphorus, or a composite between these materials.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템의 일 예시이다.2 is an example of a solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템은 복수의 PV 어레이(121, 122, 123) 및 관측부(130)를 포함할 수 있다.2, the solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention may include a plurality of PV array (121, 122, 123) and the
상기 태양광 발전 시스템(120)은 PV 패널을 포함할 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 복수의 상기 PV 패널이 직렬 연결된 어레이(array) 형태로 포함될 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 상기 PV 패널 어레이를 복수로 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 태양광 발전 시스템(120)은 PV 어레이 1(121), PV 어레이 2(122), PV 어레이 3(123)를 포함할 수 있다. 상기 PV 어레이의 수는 일 예시일 뿐 이에 한정되지 않고 필요에 따라 상기 PV 어레이의 수는 달라질 수 있다. 각각의 PV 어레이(121, 122, 123)는 PV 패널들이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있을 수 있다. 상기 각각의 PV 어레이(121, 122, 123)는 전기를 생산하여 제공할 때는 상기 PV 패널들이 직렬 연결되어 있을 수 있고, 상기 흐름 제어부(110)를 통해 고장 검출을 위한 전류가 인가될 때에는 각각 PV 패널들이 병렬 연결될 수 있다. The
상기 PV 패널은 태양광을 이용해 전기 에너지를 생산할 수 있다. 상기 PV 패널을 상기 전기 에너지를 직류로 생산할 수 있다. 상기 PV 패널은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치다. 상기 PV 패널은 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생할 수 있다. 상기 PV 패널은 N형 반도체, P형 반도체 각각 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류전류를 취할 수 있다. 상기 PV 패널은 재료로서 실리콘뿐만이 아니라 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이 재료들 사이의 복합체를 포함할 수 있다. The PV panel can produce electrical energy using sunlight. The PV panel may produce the electrical energy as direct current. The PV panel is a device capable of converting solar energy into electrical energy. In the PV panel, electrons and holes are generated when light of energy greater than the forbidden width is irradiated to a semiconductor junction region having a PN junction surface, so that the internal electric field formed in the junction region moves to N-type semiconductor and holes to P-type semiconductor. Causing electromotive force to occur. In the PV panel, an electrode attached to each of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor becomes a negative electrode and a positive electrode, so that a direct current can be taken. The PV panel may include not only silicon, but also gallium arsenide, cadmium tellurium, cadmium sulfide, indium phosphorus, or a composite between these materials.
상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)를 촬영한 영상을 획득 및 제공할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 영상을 통해 상기 PV 어레이(121, 122, 123)의 EL(electronic luminance)을 관측할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 전체 영역을 영상을 획득할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 전체 영상을 획득하기 위해, 상하좌우로 회전 또는 이동할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 PV 어레이가 태양광 발전을 수행하는 동안은 음영이 발생하지 않도록 낮은 위치에 있다가 고장 검출시 영상 획득을 위한 높은 위치로 이동할 수 있다.The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부(130)는 특정 위치에 고정되어 회전하여 촬영 위치를 달리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 상부에 설치된 레일을 따라 이동하며 촬영 위치를 달리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부(130)는 상기 PV 패널의 상공을 비행하며 전류가 인가된 PV 패널의 EL 영상을 획득하는 드론을 포함할 수 있다. 상기 드론을 이용해 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 상공에서 영상이 필요한 위치로 이동해 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 영상을 촬영할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템의 일 예시이다.3 is an example of a solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템은 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 영상을 상기 관측부(130)가 촬영하면, 상기 영상을 이용해 고장 PV 패널을 검출하고, 상기 고장 PV 패널의 위치 정보를 제공하는 검출부(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, in the solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention, when the
상기 검출부(140)는 상기 영상에서 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)에 포함되는 복수의 PV 패널 중 고장이 발생한 고장 PV 패널을 검출할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 PV 패널의 EL을 이용해 고장 PV 패널을 검출할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 PV 패널의 EL이 정상 범위를 벗어난 경우 고장 PV 패널로 판단해 검출할 수 있다. The
상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치 정보를 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치를 전체 PV 패널에서 상기 고장 PV 패널의 위치를 좌표의 형태로 표시할 수 있다. 즉 상기 전체 PV 패널에서 특정 위치를 원점으로 하고, 원점으로부터 상하좌우로 몇 번째 패널인지를 좌표값으로 표시할 수 있다. 상기 원점은 기 지정된 위치일 수 있다. 상기 원점은 사용자의 설정에 따라 변경될 수 있다. The
상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치를 영상으로 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 흐름제어부(110)를 통해 전류가 적어도 하나 이상의 PV 어레이(121, 122, 123)에 인가되면 상기 적어도 하나 이상의 PV 어레이(121, 122, 123)의 EL을 분석해 고장 PV 패널을 검출할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치를 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 EL 을 촬영한 영상을 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 전체 PV 어레이의 EL을 촬영한 영상을 제공할 수 있다. 상기 영상에서 전체 PV 패널의 EL을 비교해 고장 PV 패널의 위치를 파악할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 관측부(130)가 회전 또는 이동하여 촬영한 일부 PV 패널의 영상들을 영상 정합하여 전체 PV 패널의 영상을 생성할 수 있다. 상기 검출부(140)는 영상 정합하여 만든 전체 PV 패널의 EL 관측 영상을 제공할 수 있다. 상기 전체 PV 패널의 EL 관측 영상으로 고장 PV 패널 및 상기 고장 PV 패널의 위치를 알 수 있다. 상기 검출부(140)는 전체 PV 패널의 영상에 상기 고장 PV 패널의 위치를 표시하여 제공할 수 있다.The
상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치가 표시된 영상과 상기 고장 PV 패널의 위치를 표시하는 좌표를 동시에 제공할 수 있다. The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of a method of detecting a solar panel failure according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 방법은 태양광 발전 시스템의 PV(photovoltaic) 패널에 전류를 인가하는 단계(S410)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a method for detecting a failure of a solar panel according to an embodiment of the present invention may include applying a current to a photovoltaic (PV) panel of a solar power system (S410 ).
S410 단계에서, 상기 흐름 제어부(110)는 계통과 상기 태양광 발전 시스템(120) 간의 전류 흐름을 제어할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 계통과 상기 태양광 발전 시스템(120) 간의 에너지 교환을 제어할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 태양광 발전 시스템(120)에서 생산한 전기를 계통에 공급할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 태양광 발전 시스템(120)에서 생산한 전기를 3상 변환, 주파수 조절 및 페이즈 싱크를 제어하여 상기 계통에 공급할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 계통으로부터 상기 태양광 발전 시스템(120)에 전류가 주입되도록 할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 계통의 3상 전류를 상기 태양광 발전 시스템(120)에 직류 전류로 변환해 공급할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 계통의 요구 전력량을 감지할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 계통의 요구 전력량을 감지해 상기 태양광 발전 시스템(120)의 고장 검출이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 계통의 요구 전략량을 감지해 상기 태양광 발전 시스템(120)에서 상기 계통으로의 전력 공급이 필요 없는 경우 상기 태양광 발전 시스템(120)의 PV 패널 고장 검출을 실시하게 할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 태양광 발전 시스템(120)의 PV(photovoltaic) 패널 고장 검출을 위해 상기 계통으로부터 상기 PV 패널에 직류 전류가 흐르도록 할 수 있다. 상기 직류 전류는 상기 PV 패널에 EL을 관측하기에 충분한 크기의 전류일 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 PV 어레이의 DC 링크의 전압을 감지해 고장 검출 수행 여부를 결정할 수 있다. 상기 흐름 제어부(110)는 상기 DC 링크의 전압이 380V 이상일 때에는 태양광 발전을 수행하도록 하고, 상기 DC 링크의 전압이 200V 이하인 경우 상기 PV 어레이로 전류를 인가해 고장 검출을 수행하도록 할 수 있다.In step S410, the
S410 단계에서, 상기 태양광 발전 시스템(120)은 PV 패널을 포함할 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 복수의 상기 PV 패널이 직렬 연결된 어레이(array) 형태로 포함될 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 상기 PV 패널 어레이를 복수로 포함할 수 있다.In step S410, the
S410 단계에서, 상기 PV 패널은 태양광을 이용해 전기 에너지를 생산할 수 있다. 상기 PV 패널을 상기 전기 에너지를 직류로 생산할 수 있다. 상기 PV 패널은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치다. 상기 PV 패널은 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생할 수 있다. 상기 PV 패널은 N형 반도체, P형 반도체 각각 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류전류를 취할 수 있다. 상기 PV 패널은 재료로서 실리콘뿐만이 아니라 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이 재료들 사이의 복합체를 포함할 수 있다.In step S410, the PV panel may produce electrical energy using sunlight. The PV panel may produce the electrical energy as direct current. The PV panel is a device capable of converting solar energy into electrical energy. In the PV panel, electrons and holes are generated when light of energy greater than the forbidden width is irradiated to a semiconductor junction region having a PN junction surface, so that the internal electric field formed in the junction region moves to N-type semiconductor and holes to P-type semiconductor. Causing electromotive force to occur. In the PV panel, an electrode attached to each of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor becomes a negative electrode and a positive electrode, so that a direct current can be taken. The PV panel may include not only silicon, but also gallium arsenide, cadmium tellurium, cadmium sulfide, indium phosphorus, or a composite between these materials.
S410 단계에서, 상기 태양광 발전 시스템(120)은 PV 패널을 포함할 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 복수의 상기 PV 패널이 직렬 연결된 어레이(array) 형태로 포함될 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템(120)은 상기 PV 패널 어레이를 복수로 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 태양광 발전 시스템(120)은 PV 어레이 1(121), PV 어레이 2(122), PV 어레이 3(123)를 포함할 수 있다. 상기 PV 어레이의 수는 일 예시일 뿐 이에 한정되지 않고 필요에 따라 상기 PV 어레이의 수는 달라질 수 있다. 각각의 PV 어레이(121, 122, 123)는 PV 패널들이 직렬 연결되어 있을 수 있다. 상기 각각의 PV 어레이(121, 122, 123)는 전기를 생산하여 제공할 때는 상기 PV 패널들이 직렬 연결되어 있을 수 있고, 상기 흐름 제어부(110)를 통해 고장 검출을 위한 전류가 인가될 때에는 각각 PV 패널들이 병렬 연결될 수 있다.In step S410, the
S410 단계에서, 상기 PV 패널은 태양광을 이용해 전기 에너지를 생산할 수 있다. 상기 PV 패널을 상기 전기 에너지를 직류로 생산할 수 있다. 상기 PV 패널은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치다. 상기 PV 패널은 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생할 수 있다. 상기 PV 패널은 N형 반도체, P형 반도체 각각 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류전류를 취할 수 있다. 상기 PV 패널은 재료로서 실리콘뿐만이 아니라 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이 재료들 사이의 복합체를 포함할 수 있다.In step S410, the PV panel may produce electrical energy using sunlight. The PV panel may produce the electrical energy as direct current. The PV panel is a device capable of converting solar energy into electrical energy. In the PV panel, electrons and holes are generated when light of energy greater than the forbidden width is irradiated to a semiconductor junction region having a PN junction surface, so that the internal electric field formed in the junction region moves to N-type semiconductor and holes to P-type semiconductor. Causing electromotive force to occur. In the PV panel, an electrode attached to each of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor becomes a negative electrode and a positive electrode, so that a direct current can be taken. The PV panel may include not only silicon, but also gallium arsenide, cadmium tellurium, cadmium sulfide, indium phosphorus, or a composite between these materials.
S410 단계에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 방법은 전류가 인가된 상기 PV(photovoltaic) 패널의 EL 영상을 관측하는 단계(S420)를 포함할 수 있다.In step S410, the method of detecting a solar panel failure according to an embodiment of the present invention may include the step of observing an EL image of the photovoltaic (PV) panel to which a current is applied (S420).
S420 단계에서, 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)를 촬영한 영상을 획득 및 제공할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 영상을 통해 상기 PV 어레이(121, 122, 123)의 EL(electronic luminance)을 관측할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 전체 영역을 영상을 획득할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 전체 영상을 획득하기 위해, 상하좌우로 회전 또는 이동할 수 있다. 상기 관측부(130)는 상기 PV 어레이가 태양광 발전을 수행하는 동안은 음영이 발생하지 않도록 낮은 위치에 있다가 고장 검출시 영상 획득을 위한 높은 위치로 이동할 수 있다.In step S420, the
S420 단계에서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부(130)는 특정 위치에 고정되어 회전하여 촬영 위치를 달리할 수 있다.In step S420, according to an embodiment of the present invention, the
S420 단계에서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부(130)는 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 상부에 설치된 레일을 따라 이동하며 촬영 위치를 달리할 수 있다.In step S420, according to an embodiment of the present invention, the
S420 단계에서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관측부(130)는 상기 PV 패널의 상공을 비행하며 전류가 인가된 PV 패널의 EL 영상을 획득하는 드론을 포함할 수 있다. 상기 드론을 이용해 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 상공에서 영상이 필요한 위치로 이동해 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 영상을 촬영할 수 있다.In step S420, according to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 상기 EL 영상을 통해 상기 PV(photovoltaic) 패널의 고장 여부를 진단하는 단계(S430)를 포함할 수 있다.A solar panel failure detection according to an embodiment of the present invention may include a step (S430) of diagnosing the failure of the photovoltaic (PV) panel through the EL image.
S430 단계에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 시스템은 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)의 영상을 상기 관측부(130)가 촬영하면, 상기 영상을 이용해 고장 PV 패널을 검출하고, 상기 고장 PV 패널의 위치 정보를 제공하는 검출부(140)를 포함할 수 있다. In step S430, in the solar panel failure detection system according to an embodiment of the present invention, when the
S430 단계에서, 상기 검출부(140)는 상기 영상에서 상기 복수의 PV 어레이(121, 122, 123)에 포함되는 복수의 PV 패널 중 고장이 발생한 고장 PV 패널을 검출할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 PV 패널의 EL을 이용해 고장 PV 패널을 검출할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 PV 패널의 EL이 정상 범위를 벗어난 경우 고장 PV 패널로 판단해 검출할 수 있다. In step S430, the
본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널 고장 검출 고장 발생 PV(photovoltaic) 패널의 위치 정보를 제공하는 단계(S440)를 포함할 수 있다.Detection of a solar panel failure according to an embodiment of the present invention may include a step (S440) of providing location information of a failure-generated PV (photovoltaic) panel.
S440 단계에서, 상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치 정보를 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치를 전체 PV 패널에서 상기 고장 PV 패널의 위치를 좌표의 형태로 표시할 수 있다. 즉 상기 전체 PV 패널에서 특정 위치를 원점으로 하고, 원점으로부터 상하좌우로 몇 번째 패널인지를 좌표값으로 표시할 수 있다. 상기 원점은 기 지정된 위치일 수 있다. 상기 원점은 사용자의 설정에 따라 변경될 수 있다. In step S440, the
S440 단계에서,상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치를 영상으로 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 흐름제어부(110)를 통해 전류가 적어도 하나 이상의 PV 어레이(121, 122, 123)에 인가되면 상기 적어도 하나 이상의 PV 어레이(121, 122, 123)의 EL을 분석해 고장 PV 패널을 검출할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치를 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 EL 을 촬영한 영상을 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 전체 PV 어레이의 EL을 촬영한 영상을 제공할 수 있다. 상기 영상에서 전체 PV 패널의 EL을 비교해 고장 PV 패널의 위치를 파악할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 관측부(130)가 회전 또는 이동하여 촬영한 일부 PV 패널의 영상들을 영상 정합하여 전체 PV 패널의 영상을 생성할 수 있다. 상기 검출부(140)는 영상 정합하여 만든 전체 PV 패널의 EL 관측 영상을 제공할 수 있다. 상기 전체 PV 패널의 EL 관측 영상으로 고장 PV 패널 및 상기 고장 PV 패널의 위치를 알 수 있다. 상기 검출부(140)는 전체 PV 패널의 영상에 상기 고장 PV 패널의 위치를 표시하여 제공할 수 있다. 상기 검출부(140)는 상기 고장 PV 패널의 위치가 표시된 영상과 상기 고장 PV 패널의 위치를 표시하는 좌표를 동시에 제공할 수 있다.In step S440, the
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통 상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been focused on the preferred embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in terms of explanation, not limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent range should be interpreted as being included in the present invention.
110: 흐름 제어부
120: 태양광 발전 시스템
130: 관측부
140: 검출부110: flow control
120: solar power system
130: observation unit
140: detection unit
Claims (10)
전류가 인가된 상기 PV(photovoltaic) 패널의 EL 영상을 관측하는 관측부; 및
상기 EL 영상을 통해 상기 PV(photovoltaic) 패널의 고장 여부를 진단하는 검출부;를 포함하는 태양광 패널 고장 검출 시스템.
A flow control unit that applies current to the photovoltaic (PV) panel of the solar power system in the system;
An observation unit that observes an EL image of the photovoltaic (PV) panel to which a current is applied; And
And a detection unit configured to diagnose whether the photovoltaic (PV) panel has failed through the EL image.
상기 검출부는,
고장 발생 PV(photovoltaic) 패널의 위치 정보를 제공하는 태양광 패널 고장 검출 시스템.
According to claim 1,
The detection unit,
A photovoltaic panel failure detection system that provides location information of a failed photovoltaic (PV) panel.
상기 검출부는,
상기 관측부에서 획득한 상기 PV 패널의 영상을 영상정합 처리해 PV 패널 전체의 영상에 고장 패널의 위치가 표시되는 태양광 패널 고장 검출 시스템.
According to claim 2,
The detection unit,
A photovoltaic panel failure detection system in which an image of the PV panel obtained by the observation unit is image-matched to display the location of the failure panel on the entire image of the PV panel.
상기 관측부는,
카메라의 관측 위치를 상하좌우로 변경해 상기 PV 패널 전체 영역을 관측하는 태양광 패널 고장 검출 시스템.
According to claim 1,
The observation unit,
Solar panel failure detection system that observes the entire area of the PV panel by changing the observation position of the camera up, down, left, and right.
상기 관측부는,
상기 PV 패널의 상공을 비행하며 전류가 인가된 PV 패널의 EL 영상을 획득하는 드론;을 포함하는 태양광 패널 고장 검출 시스템.
According to claim 1,
The observation unit,
A solar panel failure detection system that includes; a drone flying over the PV panel and acquiring an EL image of a PV panel to which current is applied.
전류가 인가된 상기 PV(photovoltaic) 패널의 EL 영상을 관측하는 단계; 및
상기 EL 영상을 통해 상기 PV(photovoltaic) 패널의 고장 여부를 진단하는 단계;
를 포함하는 태양광 패널 고장 검출 방법.
Applying a current to a photovoltaic (PV) panel of a solar power system;
Observing an EL image of the photovoltaic (PV) panel to which a current is applied; And
Diagnosing the failure of the photovoltaic (PV) panel through the EL image;
Solar panel failure detection method comprising a.
고장 발생 PV(photovoltaic) 패널의 위치 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는 태양광 패널 고장 검출 방법.
The method of claim 6,
Providing location information of a malfunctioning photovoltaic (PV) panel; Solar panel failure detection method comprising a.
상기 정보 제공 단계는,
상기 관측 단계에서 획득한 상기 PV 패널의 영상을 영상정합 처리해 PV 패널 전체의 영상에 고장 패널의 위치를 표시하는 태양광 패널 고장 검출 방법.
The method of claim 7,
The information providing step,
A method of detecting a solar panel failure by displaying a location of a failure panel on an image of the entire PV panel by performing image registration processing on the image of the PV panel obtained in the observation step.
상기 관측 단계는,
카메라의 관측 위치를 상하좌우로 변경해 상기 PV 패널 전체 영역을 관측하는 태양광 패널 고장 검출 방법.
The method of claim 6,
The observation step,
A solar panel failure detection method that observes the entire area of the PV panel by changing the observation position of the camera up, down, left, and right.
상기 관측 단계는,
드론으로 상기 PV 패널의 상공을 비행하며 전류가 인가된 PV 패널의 EL 영상을 획득하는 태양광 패널 고장 검출 방법.
The method of claim 6,
The observation step,
A method of detecting a solar panel failure by flying over the PV panel with a drone and obtaining an EL image of a PV panel to which current is applied.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |