KR20210067336A

KR20210067336A - 태양광 발전량 급변 예측 시스템

Info

Publication number: KR20210067336A
Application number: KR1020190156842A
Authority: KR
Inventors: 김재휘
Original assignee: (주)그린이엔티
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-08

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전량 급변 예측 시스템은, 태양광 발전소를 중심으로 선정된 반경 이내 각각의 위치마다 설치되고, 태양광 발전량을 측정하여 시간에 따른 발전량 변동데이터를 생성하는 다수의 태양광 발전 단말기; 및 상기 다수의 태양광 발전예측 단말기로부터 상기 발전량 변동데이터를 각각 수신하고, 상기 다수의 전력량 변동데이터를 분석하여 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될지 여부를 예측하며, 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될 것으로 판단되는 경우, 태양광 발전량 급변 예측정보를 생성하여 상기 태양광 발전소로 제공하는 태양광 발전예측기를 포함한다.

Description

태양광 발전량 급변 예측 시스템{SYSTEM FOR PREDICTING SUDDEN CHANGE OF PHOTOVOLTAIC POWER AMOUNT}

본 발명은 태양광 발전량 급변 예측 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 태양광 발전소에 작은 규모의 태양광 발전기를 다수 설치하고, 상기 태양광 발전기가 측정하는 태양광 발전량의 변화 분석을 통해 상기 태양광 발전소의 발전량 급변 예측정보를 생성하여 태양광 발전소에 제공하는 태양광 발전량 급변 예측 시스템에 관한 것이다.

최근 국제사회는 세계 인구의 지속적인 증가와 유가 불안, 한정된 자원으로 에너지 고갈의 문제에 직면해 있어 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 신재생 에너지는 기존의 화석 연료를 재활용하거나 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 일컫는다. 신재생에너지에는 태양광에너지, 태양열에너지, 풍력에너지, 지열에너지, 수력에너지, 수열에너지, 해양에너지, 연료전지에너지, 수소에너지, 폐기물에너지, 바이오에너지, 석탄가스화/액화에너지 등이 있다. 신재생 에너지는 화석 연료와 달리 재생이 가능하기 때문에 고갈되지 않고, 오염 물질이나 이산화탄소 배출이 적어 환경 친화적이며, 화석 연료에 비해 비교적 지구 상에 고르게 분포하여 보편적으로 널리 활용할 수 있다는 장점이 있다. 반면에 신재생에너지는 발전소를 건설할 때 자연환경의 영향을 많이 받을 수밖에 없으며, 개발 초기에 투자 비용이 많이 들고 경제성이 낮은 편이라는 단점도 있다.

이러한 신재생에너지 중에서 특히 태양광의 모듈 가격이 하락하고 태양광 에너지 기술의 발전으로 효율이 높아져 경제성이 확보되었기 때문에 신재생에너지 중 태양광 발전이 주목받고 있다. 태양광 발전 시스템은 태양광 발전 모듈 및 태양광 발전 모듈에서 발전되는 직류 전류를 변환하는 인버터를 필수 구성요소로 하고 일반적으로 하나의 인버터는 다수의 태양광 발전 모듈을 제어한다. 중대형 태양광 발전소의 경우 많은 양의 태양광 조사를 위해 비교적 넓은 면적을 필요로 하기 때문에 일반적인 주거 지역이나 관리자의 근무 지역으로부터 멀리 떨어진 원격지에 위치하는 경우가 많다.

태양광 발전 시스템의 발전량은 날씨와 시각 등 환경적 요인에 많은 영향을 받으므로 이러한 환경적 요인을 계속적으로 감지할 필요가 있다. 태양광 발전량의 변화는 조사되는 태양광량에 따라 변화하게 되므로 구름 등의 날씨 외부 요인에 좌우된다. 분 단위 이하의 순간적인 태양광 발전량의 차이는 외부 요인에 따라 수백배 이상 차이가 나는 경우도 빈번하게 발생된다. 이러한 순간 태양광 발전량의 급변은 태양전지나 인터버, ESS 등의 관련 장비의 수명을 저하시키고, 극단적인 경우 화재의 원인이 되기도 한다.

따라서, 태양광 발전량의 급변을 빠른 시간 내에 미리 측정하고 예측하고 그에 대응하여 태양광 발전설비 동작을 미리 그에 알맞게 제어할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

KR 10-2017-0122150 A, 2017년 11월 03일

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 태양광 발전소에 작은 규모의 태양광 발전기를 다수 설치하고, 상기 태양광 발전기가 측정하는 태양광 발전량의 변화 분석을 통해 상기 태양광 발전소의 발전량 급변 예측정보를 생성하여 태양광 발전소에 제공하는 태양광 발전량 급변 예측 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전량 급변 예측 시스템은, 태양광 발전소를 중심으로 선정된 반경 이내 각각의 위치마다 설치되고, 태양광 발전량을 측정하여 시간에 따른 발전량 변동데이터를 생성하는 다수의 태양광 발전 단말기; 및 상기 다수의 태양광 발전예측 단말기로부터 상기 발전량 변동데이터를 각각 수신하고, 상기 다수의 전력량 변동데이터를 분석하여 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될지 여부를 예측하며, 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될 것으로 판단되는 경우, 태양광 발전량 급변 예측정보를 생성하여 상기 태양광 발전소로 제공하는 태양광 발전예측기를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전량 급변 예측 시스템에 있어서, 상기 다수의 태양광 발전 단말기는 10개 이상으로, 상기 태양광 발전소를 중심으로 상기 반경 이내 10개 이상의 각 위치마다 각각 설치되고, 하나의 태양광 발전 단말기는 50W급 이하의 소규모 태양광 발전기이며, 유무선 통신망을 통해 상기 태양광 발전예측 서버와 통신 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전량 급변 예측 시스템에 있어서, 상기 태양광 발전예측기는 상기 다수의 전력량 변동데이터를 분석한 결과, 시간에 따른 태양광 발전량이 제1 시점부터 상기 제1 시점 이전의 발전량보다 일정 시간동안 선정된 임계범위 이상 차이가 나는 것으로 분석되고, 상기와 같이 분석되는 발전량 변동데이터를 전송한 태양광 발전 단말기의 수가 선정된 임계치 이상인 경우, 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될 것으로 판단하여 상기 태양광 발전량 급변 예측 정보를 생성하여 상기 태양광 발전소로 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 태양광 발전량 급변 예측 시스템에 따르면, 태양광 발전량의 급변을 빠른 시간 내에 미리 측정하고 예측하고 그에 대응하여 태양광 발전설비 동작을 미리 그에 알맞게 제어할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전량 급변 예측 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전량 급변 예측 시스템은 다수의 태양광 발전 단말기(111 내지 120)와 태양광 발전예측기(130)를 구성으로 포함한다. 태양광 발전 단말기의 수는 10개 이상으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서는 태양광 발전소(100)의 선정된 반경 범위 내에 제1 태양광 발전 단말기(111) 내지 제10 태양광 발전기(120)가 총 10대 설치된 경우를 예로 들어 설명한다.

제1 태양광 발전 단말기(111) 내지 제10 태양광 발전기(120)는 태양광 발전소(100)를 중심으로 선정된 반경 이내 각각의 위치마다 설치된다. 즉 제1 태양광 발전 단말기(111) 내지 제10 태양광 발전기(120)는 태양광 발전소(100)에 근접하여 둘러싸는 형태로 설치될 수 있다.

제1 태양광 발전 단말기(111) 내지 제10 태양광 발전기(120)는 태양광 발전량을 측정하여 시간에 따른 발전량 변동데이터를 각각 생성한다. 상기 발전량 변동데이터는 시간을 x축으로 하는 일종의 그래프 형식의 정보로 구현될 수도 있고, 일정 주기마다 해당 시간만큼의 누적 발전량이 주기마다 생성되는 구간 누적 발전량의 정보로 구현될 수도 있다. 제1 태양광 발전 단말기(111) 내지 제10 태양광 발전기(120)는 발전 단말기는 50W급 이하의 소규모 태양광 발전기이며, 유무선 통신망을 통해 태양광 발전예측기와 통신 연결될 수 있다.

태양광 발전예측기(130)는 제1 태양광 발전 단말기(111) 내지 제10 태양광 발전기(120)로부터 각각의 발전량 변동데이터인 제1 발전량 변동데이터 내지 제10 발전량 변동데이터를 각각 수신한다. 태양광 발전예측기(130)는 제1 발전량 변동데이터 내지 제10 발전량 변동데이터를 분석하여 태양광 발전소(100)의 태양광 발전량이 급변될지 여부를 예측한다.

태양광 발전예측기(130)는 제1 발전량 변동데이터 내지 제10 발전량 변동데이터를 분석하여 시간에 따른 태양광 발전량이 제1 시점부터 상기 제1 시점 이전의 발전량보다 일정 시간동안 선정된 임계범위 이상 차이가 나는지를 판단한다. 예를 들어 이전부터 오전 11시 00분까지는 태양광 발전량이 100으로 일정하다가 오전 11시 00분부터 오전 11시 00분 10초까지 태양광 발전량이 50으로 떨어지는 경우, 태양광 발전예측기(130)는 태양광 발전량이 급변될 것으로 예측할 수 있다.

더불어 이와 같이 태양광 발전량이 급변될 것으로 분석되는 발전량 변동데이터를 전송한 태양광 발전 단말기의 수가 선정된 임계치 이상인 경우, 태양광 발전예측기(130)는 태양광 발전소(100)의 태양광 발전량이 급변될 것으로 판단한다. 예를 들어, 이전까지는 태양광 발전량 100을 유지하다가 오전 11시 00분부터 오전 11시 00분 10초까지 태양광 발전량이 50으로 떨어지는 전력량 변동데이터를 전송한 태양광 발전 단말기의 수가 5개 이상인 경우, 태양광 발전예측기(130)는 태양광 발전소(100)의 태양광 발전량이 급변될 것으로 판단할 수 있다.

이러한 경우 태양광 발전예측기(130)는 이에 대한 태양광 발전량 급변 예측정보를 생성하여 태양광 발전소(100)로 제공한다. 태양광 발전예측기(130)는 태양광 발전소(100)의 관리 서버나 관리자 단말기로 상기 태양광 발전량 급변 예측정보를 제공할 수 있다. 태양광 발전예측기(130)는 태양광 발전소(100)의 인버터나 ESS 장비로 상기 태양광 발전량 급변 예측정보를 제공할 수도 있고, 그에 따라 인버터나 ESS 장비의 동작을 직접 제어하도록 구현될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 태양광 발전소
111 내지 120: 태양광 발전 단말기
130: 태양광 발전예측기

Claims

태양광 발전소를 중심으로 선정된 반경 이내 각각의 위치마다 설치되고, 태양광 발전량을 측정하여 시간에 따른 발전량 변동데이터를 생성하는 다수의 태양광 발전 단말기; 및
상기 다수의 태양광 발전예측 단말기로부터 상기 발전량 변동데이터를 각각 수신하고, 상기 다수의 전력량 변동데이터를 분석하여 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될지 여부를 예측하며, 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될 것으로 판단되는 경우, 태양광 발전량 급변 예측정보를 생성하여 상기 태양광 발전소로 제공하는 태양광 발전예측기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전량 급변 예측 시스템.
제1항에 있어서,
상기 다수의 태양광 발전 단말기는 10개 이상으로, 상기 태양광 발전소를 중심으로 상기 반경 이내 10개 이상의 각 위치마다 각각 설치되고, 하나의 태양광 발전 단말기는 50W급 이하의 소규모 태양광 발전기이며, 유무선 통신망을 통해 상기 태양광 발전예측 서버와 통신 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전량 급변 예측 시스템.
제1항에 있어서,
상기 태양광 발전예측기는 상기 다수의 전력량 변동데이터를 분석한 결과, 시간에 따른 태양광 발전량이 제1 시점부터 상기 제1 시점 이전의 발전량보다 일정 시간동안 선정된 임계범위 이상 차이가 나는 것으로 분석되고, 상기와 같이 분석되는 발전량 변동데이터를 전송한 태양광 발전 단말기의 수가 선정된 임계치 이상인 경우, 상기 태양광 발전소의 태양광 발전량이 급변될 것으로 판단하여 상기 태양광 발전량 급변 예측 정보를 생성하여 상기 태양광 발전소로 제공하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전량 급변 예측 시스템.