KR20200077314A - 무선통신을 이용한 태양광 발전소 이상 감지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전소 모니터링 시스템에 관한 것으로, 다수의 태양광 발전소 시스템(100)과 상기 다수의 태양광 발전소 시스템(100)의 정상 동작 여부를 모니터링하는 서버(200)를 포함하는 태양광 발전소 모니터링 시스템에 있어서, 상기 태양광 발전소 시스템(100)의 정보는 인터넷망(300)과 사설통신망으로 이원화되어 상기 서버(200)에 제공되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전소 모니터링 시스템{Monitoring system for solar power plant}
본 발명은 태양광 발전소 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 EMS(Energey Management System)의 통신을 이중화하여 안정성을 향상시킬 수 있는 태양광 발전소 모니터링 시스템에 관한 것이다.
최근 국내 태양광 시장은 1GW를 넘어 세계 7위 권의 설치 용량을 가지게 되었다. 그러나 중소 태양광 발전 사업자들은 별도의 체계적인 관리시스템을 보유하지 않고 있으며, 출력저하나 파손 등의 장애가 발생하면 대응조치를 강구하는 수준이며, 설치 업체에 요청하여 A/S 수준으로 대응하고 있다.
따라서 태양광 발전소를 설치한 후, 발전 관리비용이 증가되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 감안하여 공개특허 208-0120362호(2018년 11월 6일 공개, 중소 태양광 발전 사업자를 위한 IoT 플랫폼 기반의 통합 EMS 서비스 제공방법)에는 태양광 발전소(단위 태양광 발전장치)와 실시간 통신하며, 발전 상태 정보를 수집하고, 모니터링하는 태양광 에너지 관리시스템 서버를 포함하는 서비스 제공 시스템을 제안하고 있다.
그러나 종래의 시스템은 인버터의 전력 데이터만을 추출하여 전송하는 방식으로, 인버터의 이상 등에 의해 잘못된 정보를 전송하고, 이를 통해 관리의 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 종래 태양광 발전소의 EMS는 태양광 발전소의 인버터마다 통신 프로토콜에 차이가 있기 때문에 EMS 서비스 업체에서는 태양광 발전소에서 시스템을 셋업해야 하기 때문에 불편한 문제점이 있었다.
아울러 종래에는 날씨 등의 정보를 별도의 외부 서버와 연동하여 얻기 때문에 현장의 정보와는 차이가 있을 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 인터넷 접속을 기반으로 통신하기 때문에 통신사의 기술적 오류 등에 의해 데이터 전송이 불가능하거나 전송이 지연될 수 있는 문제점을 예측할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인버터 등의 하드웨어 이상까지 검출할 수 있는 태양광 발전소 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
아울러 본 발명은 태양광 발전소 시스템의 부팅시 자동으로 셋업할 수 있는 태양광 발전소 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
본 발명은 전력 생산 정보 이외에 보안 정보, 날씨 정보 등을 실시간으로 제공함으로써, 보다 정확하고 다양한 서비스를 제공할 수 있는 태양광 발전소 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
본 발명은 인터넷 망을 이용한 통신 이외에 별도의 사설 통신망을 구축하여 데이터 전송을 이원화함으로써, 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있으며, 발전소측에서도 데이터를 저장하는 기능을 두어 데이터의 복구가 용이하도록 하는 태양광 발전소 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 다수의 태양광 발전소 시스템(100)과 상기 다수의 태양광 발전소 시스템(100)의 정상 동작 여부를 모니터링하는 서버(200)를 포함하는 태양광 발전소 모니터링 시스템에 있어서, 상기 태양광 발전소 시스템(100)의 정보는 인터넷망(300)과 사설통신망으로 이원화되어 상기 서버(200)에 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양광 발전소 시스템(100)은, 인버터(123)의 생산 전력 정보와 함께 전력저장부(124)에 저장되는 전력을 검출하는 검출부(125)의 전력 정보를 수신하여, 인버터(123)의 고장여부를 확인하며, 인터넷망(300)을 통해 상기 서버(200)에 송신하는 모니터링 단말(110)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양광 발전소 시스템(100)은, 인버터(123)의 생산 전력 정보와 검출부(125)의 전력 정보를 수신하여 송신가능한 데이터로 변환 후 LoRa망인 사설통신망을 통해 상기 서버(200)로 송신하는 사설망통신부(130)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 사설망통신부(130)는, LoRa 통신가능한 데이터로 변환하는 컨버터(131)와, 상기 컨버터(131)에서 변환된 데이터를 저장하는 저장부(132)와, 상기 컨버터(131)에서 변환된 데이터를 송신하는 통신모듈(133)과, 정전 발생시 상기 컨버터(131), 저장부(132) 및 통신모듈(133)에 전원을 공급하는 배터리(134)를 포함할 수 있다.
본 발명은 인버터 이외에 전류와 전압을 검출하는 검출부를 더 포함하고, 검출부의 검출결과와 인버터의 전력 데이터를 비교하여, 인버터의 이상 여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 휴대용 메모리에 각종 인버터의 사양에 따른 셋팅 값을 저장하는 셋업 프로그램을 저장하여, 시스템의 부팅시 자동으로 셋업할 수 있어, 사용의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 전력 생산 정보 이외에 CCTV의 보안 정보, 조도 센서 등을 이용하여 획득한 날씨 정보 등을 실시간으로 제공함으로써, 보다 정확하고 다양한 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 사설 LoRa 통신망을 이용하여 인터넷 망과 함께 이원화하여 데이터를 전송함으로써, 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있으며, 발전소측에서도 데이터를 저장하는 블랙박스 기능을 두어 데이터의 복구가 용이하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전소 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 적용되는 태양광 발전소 시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전소 모니터링 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전소 모니터링 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1에서 태양광 발전소 시스템(100)의 블록 구성도이다.
도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전소 모니터링 시스템은, 전력 생산정보, 환경정보 및 보안정보를 저장함과 아울러 이원화된 통신망을 통해 전송하는 복수의 태양광 발전소 시스템(100)과, 인터넷망(300) 및 사설망을 통해 태양광 발전소 시스템(100)의 데이터를 수신하고 모니터링하는 서버(200)를 포함한다.
상기 서버(200)는 인터넷망(300)을 통해 각 태양광 발전소 시스템(100)의 데이터를 수신하여 모니터링하는 모니터링 서버(210)와, 사설망을 통해 상기 태양광 발전소 시스템(100)의 데이터를 수신하고 모니터링하는 사설망 모니터링 서버(220)를 포함한다.
상기 태양광 발전소 시스템(100)은, 태양광을 이용하여 전력을 생성하고 저장하는 태양광 설비부(120)와, 태양광 발전 시스템(100)의 주요 설비를 감시하는 CCTV(140)와, 조도, 온도, 강우, 적설 등 다양한 환경 정보를 검출하는 환경센서(150)와, 상기 태양광 설비부(120)로부터 생산된 전력 정보를 수신하고, 상기 CCTV(140)의 보안정보 및 환경센서(150)의 환경정보를 수신하고 인터넷망(300)을 통해 상기 서버(200)와 통신하는 모니터링 단말(110)과, 상기 태양광 설비부(120)로부터 생산된 전력 정보를 수신하고, 상기 CCTV(140)의 보안정보 및 환경센서(150)의 환경정보를 수신하고 LoRa 사설망을 통해 상기 서버(200)와 통신하는 사설망통신부(130)를 포함한다.
상기 사설망통신부(130)는 상기 태양광 설비부(120)로부터 생산된 전력 정보와, 상기 CCTV(140)의 보안정보 및 환경센서(150)의 환경정보를 LoRa 통신 가능한 데이터로 변환하는 컨버터(131)와, 변환된 데이터를 저장하는 저장부(132)와, 변환된 데이터를 LoRa 통신망을 통해 상기 사설망 모니터링 서버(220)로 송신하는 통신모듈(133)을 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전소 모니터링 시스템의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명은 각 태양광 발전소 시스템(100)들과 서버(200)간의 데이터 통신이 인터넷망(300)을 이용한 통신과 사설통신망인 LoRa망을 이용하는 이원화된 통신망을 구축하여 신뢰성을 높인다.
상기 LoRa 통신망의 경우 태양광 발전소 시스템(100)과 서버(200) 사이의 거리 및 통신환경에 따라 중계기(도면 미도시)를 포함할 수 있다.
통상 태양광 발전소 시스템(100)은 태양광 설비부(120)와 이를 모니터링 및 셋업하는 모니터링 단말(110)을 포함하고 있으며, 모니터링 단말(110)은 상기 태양광 설비부(120)의 생산 전력 정보와 CCTV(140)의 보안 정보, 환경센서(150)의 환경 정보를 수신하고, 인터넷망(300)을 통해 서버(200)로 전송하는 역할을 한다.
특히, 태양광 설비부(120)의 인버터(123)의 전력 정보를 수신해야 하며, 이때 인버터(123)의 제조사 및 모델에 따라 통신 프로토콜이 다르기 때문에 모니터링 단말(110)과 의미있는 데이터 통신을 하기 위해서는 시스템 셋업을 해야 한다.
본 발명에서는 상기 모니터링 단말(110)에서 인식가능한 SD메모리 카드 등의 메모리에 다양한 제조사별, 모델별 인버터(123)의 셋업 정보를 제공하고, 태양광 발전소 시스템(100)의 재부팅시 모니터링 단말(110)에서 자동으로 셋업할 수 있도록 한다.
상기 태양광 설비부(120)는 태양광 패널(121)을 이용하여 전력을 생산하고 저장하는 설비들이 포함되며, 구체적으로 태양광 패널(121), 접속반(122)과, 인버터(123) 및 전력저장부(124)를 포함한다.
상기 인버터(123)는 태양광 패널(121)의 직류전력을 교류전력으로 변환하는 역할을 하는 것으로, 앞서 설명한 바와 같이 생산된 전력 정보를 모니터링 단말(110) 송신한다. 이때 인버터(123)의 하드웨어 또는 소프트웨어에 이상이 발생한 경우 정확한 전력 정보를 제공할 수 없게 된다.
본 발명은 인버터(123)를 통해 모니터링 단말(110)에 제공되는 생산 전력 정보 이외에 전력저장부(124)에 저장되는 전압과 전류인 전력 정보를 검출하는 검출부(125)를 더 포함한다.
상기 모니터링 단말(110)은 검출부(125)에서 검출된 전력 정보와 상기 인버터(123)의 전력 정보를 함께 수신하고, 그 차이가 설정된 값 이상이면 상기 인버터(123)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 모니터링 단말(110)은 인버터(123)의 전력 정보와 검출부(125)의 전력 정보를 모두 상기 서버(200)의 모니터링 서버(210)로 전송한다.
또한, 상기 인버터(123)의 생산 전력 정보와 검출부(125)의 전력 정보는 모두 사설망통신부(130)로 제공된다.
상기 사설망통신부(130)의 컨버터(131)는 LoRa 통신이 가능한 데이터로 상기 인버터(123)의 생산 전력 정보와 검출부(125)의 검출 전력 정보를 변환하고, 이를 저장부(132)에 저장한 후, 통신모듈(133)을 통해 상기 서버(200)의 사설망 모니터링 서버(220)로 전송한다.
즉, 사설망통신부(130)는 모니터링 단말(110)과 같이 자체적으로 모니터링할 수단을 가지고 있지 않으나, 통신 데이터를 저장부(132)에 저장하기 때문에 무선 통신망을 사용할 때 데이터의 소실이 발생하더라도, 복원할 수 있게 된다.
상기 사설망통신부(130)는 방진 및 방수가 가능한 구조이며, 배터리(134)를 포함하여 정전시에도 동작할 수 있도록 함으로써, 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 사설망통신부(130)는 상기 인버터(123) 및 검출부(125)의 정보 이외에 CCTV(140)의 보안정보, 환경센서(150)의 환경정보를 LoRa 통신이 가능한 데이터로 변환하여, 서버(200)의 사설망 모니터링 서버(220)로 제공할 수 있다.
이때 LoRa 통신이 소규모 데이터의 전송에 적합하기 때문에 보안정보 또는 환경정보 중 하나를 선택하여 전송할 수도 있다.
상기 환경정보는 상기 태양광 패널(121)의 설치 위치 및 방향에 부합하는 조도센서일 수 있으며, 서버(200)에서는 검출된 조도를 직접 이용하여 현재 발전 전력의 적절성을 판단할 수 있다. 조도에 비하여 발전 전력이 낮은 경우 태양광 패널(121), 인버터(123) 등의 태양광설비부(120)에 이상이 있는 것으로 판단하고, 태양광 발전소 시스템(100) 관리자의 등록된 스마트폰 등으로 이상이 발생함을 알려 점검할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100:태양광 발전소 시스템 110:모니터링 단말
120:태양광설비부 121:태양광 패널
122:접속반 123:인버터
124:전력저장부 125:검출부
130:사설망통신부 131:컨버터
132:저장부 133:통신모듈
134:배터리 140:CCTV
150:환경센서

Claims (4)

  1. 다수의 태양광 발전소 시스템(100)과 상기 다수의 태양광 발전소 시스템(100)의 정상 동작 여부를 모니터링하는 서버(200)를 포함하는 태양광 발전소 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 태양광 발전소 시스템(100)의 정보는 인터넷망(300)과 사설통신망으로 이원화되어 상기 서버(200)에 제공되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 발전소 시스템(100)은,
    인버터(123)의 생산 전력 정보와 함께 전력저장부(124)에 저장되는 전력을 검출하는 검출부(125)의 전력 정보를 수신하여, 인버터(123)의 고장여부를 확인하며, 인터넷망(300)을 통해 상기 서버(200)에 송신하는 모니터링 단말(110)을 포함하는 태양광 발전소 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 태양광 발전소 시스템(100)은,
    인버터(123)의 생산 전력 정보와 검출부(125)의 전력 정보를 수신하여 송신가능한 데이터로 변환 후 LoRa망인 사설통신망을 통해 상기 서버(200)로 송신하는 사설망통신부(130)를 더 포함하는 태양광 발전소 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사설망통신부(130)는,
    LoRa 통신가능한 데이터로 변환하는 컨버터(131)와, 상기 컨버터(131)에서 변환된 데이터를 저장하는 저장부(132)와, 상기 컨버터(131)에서 변환된 데이터를 송신하는 통신모듈(133)과, 정전 발생시 상기 컨버터(131), 저장부(132) 및 통신모듈(133)에 전원을 공급하는 배터리(134)를 포함하는 태양광 발전소 모니터링 시스템.
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