KR20210099764A - 비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법 - Google Patents

비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210099764A
KR20210099764A KR1020200013521A KR20200013521A KR20210099764A KR 20210099764 A KR20210099764 A KR 20210099764A KR 1020200013521 A KR1020200013521 A KR 1020200013521A KR 20200013521 A KR20200013521 A KR 20200013521A KR 20210099764 A KR20210099764 A KR 20210099764A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aerial vehicle
solar cell
image data
unmanned aerial
cell module
Prior art date
Application number
KR1020200013521A
Other languages
English (en)
Inventor
임채환
임호성
Original Assignee
주식회사 쏠라크리닉
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 쏠라크리닉 filed Critical 주식회사 쏠라크리닉
Priority to KR1020200013521A priority Critical patent/KR20210099764A/ko
Publication of KR20210099764A publication Critical patent/KR20210099764A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/08—Arrangements of cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/21—Server components or server architectures
    • H04N21/222—Secondary servers, e.g. proxy server, cable television Head-end
    • H04N21/2223—Secondary servers, e.g. proxy server, cable television Head-end being a public access point, e.g. for downloading to or uploading from clients
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/27—Server based end-user applications
    • H04N21/274—Storing end-user multimedia data in response to end-user request, e.g. network recorder
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/661—Transmitting camera control signals through networks, e.g. control via the Internet
    • H04N5/23206—
    • B64C2201/127—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광발전설비의 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템은, 태양발전설비의 상공을 비행하며 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 획득하기 위한 무인 항공기와, 태양광발전설비의 설치 지역에 따른 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 저장하고 있는 클라우드 서버를 포함한다. 또한, 무인 항공기는 비행정보를 저장하기 위한 비행정보 저장부와, 무인 항공기의 현재 위치를 감지하기 위한 비행상태 탐지부와, 무인 항공기의 현재 위치 및 비행경로에 관한 정보를 송수신하기 위한 데이터 송수신부와, 태양전지 모듈을 촬영하여 영상 데이터를 획득하기 위한 카메라와, 카메라에 촬영 신호를 제공하는 카메라 제어부를 구비한다. 여기에서, 무인 항공기의 데이터 송수신부는 비행상태 탐지부에서 감지한 무인 항공기의 현재 위치에 관한 데이터를 클라우드 서버로 전송하고, 클라우드 서버는 무인 항공기의 현재 위치에 설치된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 데이터 송수신부로 전송한다.

Description

비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법{PV PLANT MAINTENANCE METHOD USING BIG DATA}
본 발명은 태양광발전설비의 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인 항공기를 통해 영상 데이터를 수집하는데 있어서 필요한 비행정보, 촬영정보 등을 태양광발전설비의 설치 지역에 따라 자동으로 설정하는 시스템에 관한 것이다.
천연자원의 고갈과 화력 및 원자력 발전에 대한 환경 및 안전성 등의 문제가 제기되면서, 세계적으로 신/재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 국제적으로 이산화탄소의 배출권이 하나의 상품으로 되어 각 나라는 이산화탄소 배출권을 확보하기 위한 각종의 대책 마련을 위해 노력하고 있다. 우리나라 또한 이산화탄소 배출에대한 규제정책 및 신/재생 에너지 시설에 대한 장려정책이 제도화되어 실시되고 있다.오늘날 이러한 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 노력으로 청정에너지인 태양광이나 풍력에 대한 연구가 활 발히 진행 중이다. 특히, 태양광발전은 무한하고 청정에너지라는 관점에서 상당히 각광을 받으면서 주거용 발전이나 가로등 또는 원거리에 떨어져 있는 무인등대나 시계탑 등 매우 다양한 분야에서 활용되고 있다.
이에 태양광을 이용한 발전장치는 최근 주요한 발전장치로 권장되면서 많은 시설이 개발되고, 현장에 설치 운용되고 있다. 이러한 태양광을 이용한 발전장치에서는 복수의 태양전지(Solar Cell)가 모듈(패널)을 이루고, 복수의 태양전지 모듈이 태양전지 서브 어레이를 이루며, 복수의 태양전지 서브 어레이가 태양전지 어레이를 이룬다. 그런데 태양전지 모듈은 시간의 경과에 따라서 여러 가지 요인에 의해 열화(Aging)하는 경향이 있으며, 이러한 열화모듈은 태양전지 어레이 상 전기적인 저항으로 작용하여 전체적인 출력을 떨어뜨리는 요소로 작용한다. 이러한 현상은 태양전지 어레이 상에 그림자가 지거나 외부물질이 덮여 태양광이 차폐되는 현상과 함께 대표적인 태양광발전설비의 출력 저하 요인으로 꼽힌다. 따라서, 열화모듈을 판별하여 교정하는 일은 태양광발전설비의 운영관리에 있어서 매우 중요하다. 하지만, 태양전지 어레이의 열화모듈을 검출하여 교정하는 것은 대단히 곤란하고 어려운 일이었다. 종래에는 관리자가 직접 태양전지 모듈의 전기 특성 등을 측정하는 방식으로 태양전지 모듈의 열화 여부를 검사해야 했으나, 외부 요인에 의해 직접 측정하는 데에 한계가 있으며, 소요되는 노력과 비용이 상당하다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 적외선 카메라를 사용하여 태양전지 어레이를 촬영함으로써 통상 정상적인 모듈보다 온도가 높게 나타나는 열화모듈을 검출하는 방법이 제안되었다. 하지만, 적외선 카메라를 이용한 열화모듈검출에 있어서도, 관리자가 직접 카메라를 들고 태양전지 어레이를 촬영하거나, 태양전지 어레이 곳곳에 적외선카메라를 고정 설치하여 촬영해야 하기 때문에, 여전히 소요되는 시간과 비용에 있어서 매우 불리하다는 단점을 갖고 있다.
본 발명은 상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광발전설비의 열화모듈을 검출하기 위해 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하는 과정에서 소요되는 시간과 비용을 현저하게 저감시키는 것을 그 목적으로한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 지역에 설치된 여러 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 효율적으로 수집하기 위한 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템은,태양광발전설비의 상공을 비행하며 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 획득하기 위한 무인 항공기와, 태양광발전설비의 설치 지역에 따른 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 저장하고 있는 클라우드 서버를포함한다. 또한, 무인 항공기는 비행정보를 저장하기 위한 비행정보 저장부와, 무인 항공기의 현재 위치를 감지하기 위한 비행상태 탐지부와, 무인 항공기의 현재 위치 및 비행경로에 관한 정보를 송수신하기 위한 데이터송수신부와, 태양전지 모듈을 촬영하여 영상 데이터를 획득하기 위한 카메라와, 카메라에 촬영 신호를 제공하는 카메라 제어부를 구비한다. 여기에서, 무인 항공기의 데이터 송수신부는 비행상태 탐지부에서 감지한 무인 항
공기의 현재 위치에 관한 데이터를 클라우드 서버로 전송하고, 클라우드 서버는 무인 항공기의 현재 위치에 설치된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 데이터 송수신부로 전송한다.클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 비행정보 저장부로 전송될 수 있고, 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터에 기초하여 상기 무인 항공기의 비행정보가 생성될 수 있다.클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 카메라 제어부로 전송될 수 있고, 카메라 제어부는 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터에 기초하여 촬영 신호를 생성할 수 있다. 무인 항공기는 카메라에서 획득한 영상 데이터를 저장하기 위한 영상 데이터 저장부를 더 구비할 수 있으며, 영상 데이터는 데이터 송수신부를 통해 클라우드 서버로 전송될 수 있다.비행상태 탐지부는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 값을 통해 무인 항공기의 현재 위치를 감지할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템은, 태양광발전설비의 상공을 비행하며 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 획득하기 위한 무인 항공기와, 무인 항공기의 이착륙을 위한 스테이션과, 태양광발전설비의 설치 지역에 따른 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 저장하고 있는 클라우드 서버를 포함한다. 또한, 무인 항공기는 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 따른 비행정보를 저장하기 위한 비행정보 저장부와, 무인 항공기의 현재 위치를 감지하기 위한 비행상태 탐지부와, 태양전지 모듈을 촬영하여 영상 데이터를 획득하기 위한 카메라와, 카메라에 촬영 신호를 제공하는 카메라 제어부를 구비한다. 여기에서, 무인 항공기는 스테이션에 착륙할 때 상기 비행상태 탐지부에서 감지한 무인 항공기의 현재 위치에 관한 데이터를 상기 스테이션으로 전송하고, 스테이션은 무인 항공기의 현재 위치에 관한 데이터를 클라우드 서버로 전송하며, 클라우드 서버는 무인 항공기의 현재 위치에 설치된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 스테이션으로 전송한다. 클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 스테이션을 거쳐 비행정보 저장부로 전송될 수 있고, 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터에 기초하여 무인 항공기의 비행정보가 생성될 수 있다. 클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 스테이션을 거쳐 카메라 제어부로 전송될 수 있고, 카메라 제어부는 태양전지 모듈의 위치 및 배치의 데이터에 기초하여 촬영 신호를 생성할 수 있다. 무인 항공기는 카메라에서 획득한 영상 데이터를 저장하기 위한 영상 데이터 저장부를 더 구비할 수 있으며, 영상 데이터는 스테이션을 거쳐 클라우드 서버로 전송될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 인력을 요하지 않고 간단한 방식으로 수집할 수 있어, 시간 및 비용을 현저하게 저감시킬 수 있으며, 열화 모듈을 신속하게 검출하여 조기 조치를 취할 수 있게 된다.
또한, 하나의 무인 항공기를 통해 서로 다른 지역에 설치된 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 수집할 수 있게 되어, 비용을 저감하면서 태양광발전설비의 유지 관리를 효율적으로 할 수 있게 된다.
도 1은 태양광발전설비에서 무인 항공기가 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 얻기 위해 비행하는 모습을 나타낸 개념도이다.
도 2는 무인 항공기의 기능별 구성요소를 도식화한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터 수집을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 무인 항공기의 위치가 변경될 때 무인 항공기와 클라우드 서버 사이의 데이터전송 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터 수집을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자기 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변 경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
도 1은 태양광발전설비에서 무인 항공기(Unmanned Air Vehicle; UAV)가 태양전지 [0024] 모듈에 관한 영상 데이터를 얻기 위해 비행하는 모습을 나타낸 개념도이다.도 1을 참조하면, 무인 항공기(100)는 스테이션(200; Station)을 이륙하여 태양전지 모듈들이 종 방향 및 횡 방향으로 배치된 태양전지 어레이 상을 설정된 경로를 따라 비행하면서 개별적인 태양전지 모듈의 영상 데이터를 취득한다. 본 발명의 무인 항공기(100)는 태양전지 어레이 상을 비행하면서 열화모듈을 검출하기 위해 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 취득하기 위한 구조를 갖는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기의 기능별 구성요소를 도식화한 도면으로서, 이하에서는 이하에 서는 도 2를 참조하여 무인 항공기(100)의 구체적인 세부 구성을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기(100)는 구동부(110), 구동 제어부(120), 카메라(130), 영상 데이터 저장부(140), 데이터 송수신부(150), 비행제어신호 생성부(160), 비행정보 저장부(170), 비행상태 탐지부(180) 및 카메라 제어부(190)를 구비한다. 본 발명은 비행체 및 각 구성요소의 형상이나 이들의 배치에 특징이 있는 것이 아니므로 이에 대한 설명은 생략한다.
구동부(110)는 비행에 필요한 양력 및 추력을 얻기 위한 로터, 이를 구동하기 위한 전기 모터, 동력원인 배터리등을 구비하고, 구동 제어부(120)는 무인 항공기(100)의 비행 경로, 고도, 자세 및 속도를 유지 내지 변경할 수 있도록 구동부(110)를 제어한다. 비행정보 저장부(170)는 무인 항공기(100)의 사전 설정된 비행 경로, 고도,자세 및 속도에 관한 정보를 저장하며, 비행상태 탐지부(180)는 무인 항공기(100)의 현재 위치, 자세 및 속도를 감지하여 관련 데이터를 생성한다. 구체적으로, 비행상태 탐지부(180)는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 값을 통해 무인 항공기(100)의 현재 위치를 감지할 수 있고, 이를 이용하여 비행 속도를 산출할 수 있다. 또는, 별개의 속도계를 통해 비행 속도를 계측할 수도 있다. 무인 항공기(100)의 비행 자세는 자이로스코프 또는 이와 동
일한 기능을 수행하는 다른 수단에 의해 탐지될 수 있다. 비행제어신호 생성부(160)는 비행정보 저장부(170)와 비행상태 탐지부(180)로부터 데이터를 전달받아 이들을 비교하여, 현재 설정된 비행정보와 실제의 비행정보 사이에 차이가 있는 경우 비행 자세, 속도 등을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고 이를 구동 출력부(120)로 출력한다.
카메라(130)는 무인 항공기(100)의 비행체에 착탈 가능하게 또는 고정적으로 장착된다. 카메라(130)는 카메라제어부(190)에 의해 제어되며, 카메라 제어부(190)에 의해 촬영 신호를 받으면 촬영을 실시하게 된다. 카메라 제어부(190)는 비행상태 탐지부(180)로부터 현재 위치에 대한 정보를 수신하고, 태양전지 모듈의 촬영을 실시해야 하는 특정 위치에 도달할 때 촬영 신호를 생성하여 카메라(130)로 하여금 태양전지 모듈을 촬영하고 영상 데이터를 획득하게 한다. 이때, 카메라(130)의 렌즈는 그 방향을 변경할 수 있도록 설치되어, 최적화된 태양전지모듈의 영상 데이터를 얻기 위해 필요한 경우 렌즈의 방향을 변경시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 카메라(130)로 열화상(thermal image) 데이터를 얻기 위한 적외선 카메라가 사용된다. 적외선 카메라는 물체가 발산하는 적외선을 영상으로 나타내 주는 장비로서, 눈에 보이지 않는 적외선을검출하여 에너지량과 온도의 상관관계로부터 열화상을 획득한다. 물체로부터 방사된 복사에너지를 검출하기 위해서는 적외선 검출소자(IR Detector)가 사용된다. 구체적으로, 적외선 검출소자는 적외선 렌즈를 통해 입력된적외선 에너지를 광자로서 흡수하고, 흡수된 적외선 광자들은 검출기 내에 전자를 여기시켜 전류를 발생시키는데, 여기된 광자의 수에 따라 검출기 내의 전기저항도 비례적으로 변하기 때문에 이 저항변화를 검출하여 디지털 레벨 값으로 저장한다. 디지털 레벨 값은 온도 보정 함수를 이용하여 온도로 변환이 되고, 변환된 온도 값은 밝기 값에 맞는 열화상으로 생성된다.
이와 같이, 적외선 카메라(130)를 이용하여 태양전지 모듈의 열화상 데이터를 얻음으로써, 데이터의 처리 및 분석을 통해 육안으로 식별하기 어려운 열화모듈도 검출할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에서는 적외선 카메라를 사용하여 열화상 데이터를 얻는 것을 예시하고 있지만, 본 발명은이에 한정되는 것이 아니고, 카메라로서 적외선 이외의 다른 파장 영역을 사용하는 카메라, 즉 가시광선카메라, 자외선 카메라도 사용할 수 있다. 예를 들어, 가시광선 카메라를 이용하여 태양전지 모듈이 열화할 때 발생할 수 있는 황변이나 백화현상에서의 색상 변화를 검출하거나, 자외선 카메라를 이용하여 태양전지 모듈의 열화에 따른 방전 시 발생하는 자외선을 검출하는 방식으로 열화모듈을 판별할 수도 있다.
또한, 적외선 카메라, 가시광선 카메라, 자외선 카메라 등 서로 다른 파장 [0033] 영역의 광을 이용하는 카메라 두 개이상을 함께 사용할 수도 있다. 예를 들어, 적외선 카메라와 가시광선 카메라를 함께 사용하는 경우, 각각에서취득한 영상을 함께 이용할 수 있으며, 또한 적외선 카메라를 통해 취득한 열화상이 정확히 태양전지 모듈의 어느 부분에 대응하는 것인지 정확히 파악할 수도 있게 된다.
카메라(130)를 통해 태양전지 모듈을 촬영하여 얻은 영상 데이터는 영상 데이터 저장부(140)에 저장된다. 바람직하게는, 카메라(130)를 통해 얻은 영상 데이터는 촬영이 실시된 위치 정보와 연동하여 영상 데이터 저장부(140)에 저장된다. 이를 위하여, 영상데이터 저장부(140)는 카메라 제어부(109)로부터 영상 데이터를 받을 때위치 정보를 함께 수신하거나, 또는 위치 정보를 비행상태 탐지부(180)로부터 직접 수신할 수 있다. 이러한 방식으로 영상 데이터를 저장하면, 향후 영상 분석 시 특정 영상 데이터가 어느 위치에서 촬영된 것인지를 쉽게확인할 수 있고, 따라서 열화모듈이 감지될 때 그 위치를 손쉽게 확인할 수 있게 된다.
데이터 송수신부(150)는 영상 데이터 저장부(140)로부터 영상 데이터를 전달받아 이를 분석 및 처리하기 위한장치로 전송한다. 또한, 데이터 송수신부(150)는 비행상태 탐지부(180)에서 감지된 무인 항공기(100)의 현재위치에 관한 데이터를 외부 장치로 전송하거나 비행 및 촬영에 관한 데이터를 전달받는 통로의 역할을 하는 것으로서, 이에 대하여는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
한편, 태양광발전설비는 일조량이나 주변 환경 등이 유리한 지역에 설치되며, 이러한 환경에 따라 여러 위치에 산재되어 설치될 수 있다. 이러한 여러 태양광발전설비를 효율적으로 유지, 관리하기 위하여는 하나의 무인 항공기로 여러 위치에 설치된 복수의 태양광발전설비의 모듈 영상 데이터를 수집하고 열화모듈을 검출하여 유지,관리하는 것이 바람직하다. 하지만, 태양광발전설비의 설치 위치에 따라 설치 규모, 즉 태양전지 모듈의 수나발전량이 상이하고, 또한 태양전지 모듈의 배치 역시 상이하게 되어, 다른 위치에 설치된 태양광발전설비의 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위해 무인 항공기를 이동시킬 때마다 무인 항공기의 비행경로나 촬영위치 등
을 새로이 설정해야 하는 문제가 생기게 된다.
본 발명은 이와 같은 문제를 고려하여 무인 항공기의 영상 데이터 수집 대상이 변경되는 경우에도 무인 항공기의 비행경로나 촬영위치 등을 자동으로 설정함으로써 태양광발전설비 유지, 관리의 효율성을 높이는데 그 특징이 있다. 이하에서는, 이를 위한 영상 데이터 수집 시스템의 실시예들을 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터 수집을 위한 시스템을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 무인 항공기(100)는 GPS 위성으로부터 현재 위치에 대한 정보를 수신하고 또한 데이터 송수신부(150)를 통해 클라우드 서버(300)와 비행 및 촬영에 관한 데이터를 교환할 수 있다. 무인 항공기(100)의 데이터 송수신부(150)는 LTE(long term evolution), 4G, 3G와 같은 무선 통신을 이용하여 클라우드 서버(300)와 데이터를 주고받을 수 있다.
클라우드 서버(300)는 태양광발전설비의 설치 위치에 따른 태양전지 모듈의 세부 위치 및 배치에 관한 데이터를저장하고 있다. 예를 들어, 태양광발전설비의 설치 위치를 기준으로 하여 지역을 구획하고, 구획된 각 지역마다 설치된 태양전지 모듈의 정확한 세부 위치, 배치, 모듈 수 등에 관한 데이터를 대응시켜 저장하고 있다. 만일 태양광발전설비가 새로이 설치되거나 폐쇄되는 경우에는 이러한 데이터를 갱신하게 된다.
클라우드 서버(300)가 무인 항공기(100)로부터 현재 위치에 관한 정보를 받으면 그에 대응하는 태양전지 모듈의위치, 배치 등에 관한 데이터를 무인 항공기(100)로 전송한다. 예를 들어, 클라우드 서버(300)는 무인 항공기(100)가 현재 어디에 위치하는지에 따라 그 위치에 해당하는 태양광발전설비 설치된 지역을 특정하고, 그에 대응하는 태양전지 모듈에 관한 데이터를 선택하여 무인 항공기(100)의 데이터 송수신부(150)로 전송한다. 이에따라, 무인 항공기(100)의 위치가 변경되는 경우에도 영상 데이터를 수집해야 하는 대상이 되는 태양광발전설비의 태양전지 모듈이 어느 것인지가 자동으로 설정 내지 갱신될 수 있다.
클라우드 서버(300)로부터 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치, 배치 등에 관한 데이터는 데이터 송수신부(150)를 거쳐 비행정보 저장부(170)로 전송되고, 비행정보 저장부(170)에서는 무인 항공기의 현재 위치에따른 비행경로 등의 비행정보를 생성하여 이를 자동으로 설정한다. 만약, 비행정보 저장부(170)에 무인 항공기(100)의 비행경로 등의 비행정보가 이미 설정되어 있는 경우에는, 새로이 생성된 비행정보와 비교하여 상이한때에 이를 자동으로 갱신한다.
또한, 클라우드 서버(300)에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치, 배치 등에 관한 데이터는 데이 터 송수신부(150)를 거쳐 카메라 제어부(190)로도 전송된다. 카메라 제어부(190)는 태양전지 모듈의 위치, 배치 등에 관한 데이터에 따라 카메라 촬영이 이루어지는 위치를 특정하게 되고, 현재 위치에 대한 정보와 연동하여 촬영 신호를 생성한다. 만약, 카메라 제어부(190)에 카메라 촬영 위치에 관한 정보가 미리 설정되어 있는경우에는, 새로운 촬영 위치 정보와 비교하여 상이한 때에 이를 자동으로 갱신한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 무인 항공기의 위치가 변경될 때 무인 항공기와 [0044] 클라우드 서버 사이의 데이터전송 과정을 나타내는 도면으로서, 구체적으로는 클라우드 서버에서 태양광발전설비의 설치 위치에 따라 A 지역과 B 지역이 구획되어 있는 경우, 무인 항공기가 A 지역에서 B 지역으로 이동할 때의 데이터 전송 과정을 나타낸다.
무인 항공기가 A 지역에 위치하고 있을 때, 무인 항공기로부터 현재 위치를 전송받은 클라우드 서버는 무인 항공기가 속해 있는 지역, 즉 A 지역을 특정하고 A 지역에 설치된 태양전지 모듈에 관한 데이터, 즉 모듈의 위치, 배치, 모듈 수 등의 데이터를 무인 항공기로 전송한다.
무인 항공기의 현재 위치는 GPS 위성으로부터 실시간으로 감지되고, 이는 클라우드 서버로 지속적으로 전송된다. 따라서, 무인 항공기가 B 지역으로 이동한 경우에는 클라우드 서버는 B 지역을 특정하여 B 지역에 설치된 태양전지 모듈에 관한 데이터를 무인 항공기로 전송한다. 이에 따라, 무인 항공기는 변경된 새로운 태양전지 모듈에 관한 데이터를 받게 되고, 이를 비행정보 저장부 및 카메라 제어부에 전달하여 새로운 비행 경로등 비행 정보 및 촬영위치 정보를 생성하고 기존의 정보를 갱신하게 된다.
이처럼 본 실시예에 따르면 무인 항공기의 현재 위치에 따라 무인 항공기의 비행정보 및 촬영위치 정보 등과 같이 영상 데이터 수집에 필요한 데이터를 자동으로 설정할 수 있어, 하나의 무인 항공기로 여러 태양광발전설비의 모듈 영상 데이터를 용이하게 수집할 수 있게 되어 태양광발전설비의 효율적인 유지, 관리가 가능하게 된다.
본 실시예에서는 무인 항공기(100)의 데이터 송수신부(150)와 클라우드 서버(300)가 실시간으로 통신하는 경우를 예시하고 있으나, 관리자에 의해 지령을 받은 경우에만, 또는 사전 결정된 시간 간격으로 현재 위치에 관한정보를 전송하고 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 데이터를 전송받도록 설정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터 수집을 위한 시스템을 나타내는 도면으로서, 이하에서는 본 발명의 제1 실시예와 다른 부분을 중심으로 본 실시예를 설명한다.
태양광발전설비는 무선 통신망이 설치되어 있지 않은 황무지 지역에 설치되는 경우가 있고, 따라서 무인 항공기(100) 역시 무선 통신망이 갖춰지지 않아 무선 통신이 불가능한 지역을 비행하는 경우가 있을 수 있다. 이에 비하여 무인 항공기(100)가 이착륙하는 스테이션(200)은 태양광발전설비와 무관하게 LTE(long term evolution),5G, 4G와 같은 무선 통신이 가능한 지역에 임의로 설치될 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 실시예에서는 무인 항공기(100)가 직접 클라우드 서버(300)와 통신하는 것이 아니라 스테이션(200)을 경유하여 클라우드 서버(300)와 통신이 이루어지도록 하도록 한다.본 실시예에서는 무인 항공기(100)가 스테이션(200)에 착륙할 때 직접적인 물리적 연결을 통해 또는 이에 인접하여 있을 때 무선 통신을 통해 데이터 송수신부(150)로부터 스테이션(200)으로 현재 위치에 관한 정보를 전송하게 된다. 이때, 카메라가 촬영한 영상 데이터 역시 동일한 방식으로 스테이션(200)으로 전송될 수 있다.스테이션(200)은 무선 통신을 통해 클라우드 서버(300)로 무인 항공기(100)로부터 받은 정보를 전송하게 되며,클라우드 서버(300)는 제1 실시 예에서와 동일한 방식으로 무인 항공기(100)의 현재 위치에 대응하는 태양전지 모듈의 위치, 배치 등에 관한 데이터를 스테이션(200)으로 전송한다.스테이션(200)은 클라우드 서버(300)로부터 받은 데이터를 직접적인 연결 또는 무선 통신을 통해 무인 항공기(100)의 데이터 송수신부(150)로 전송하게 되며, 무인 항공기(100)는 이를 이용하여 비행경로 및 촬영위치에 관한 정보를 새로이 설정하거나 갱신하게 된다.
본 실시예에 따른 스테이션(200)은 태양광발전설비에 인접한 위치에 고정적으로 설치될 수도 있고, 차량을 통해 이동식으로 운영될 수도 있다. 스테이션(200)과 클라우드 서버(300) 사이의 통신은 실시간으로 이루어질 수도 있고, 관리자에 의해 지령을 받은 경우에만 또는 사전 결정된 시간 간격으로 현재 위치에 관한 정보를 전송하고 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 데이터를 전송받도록 설정할 수도 있다.
이처럼 본 실시예에 따르면 무인 항공기의 현재 위치에 따라 무인 항공기의 비행경로 및 촬영위치 등과 같이 영상 데이터 수집에 필요한 데이터를 자동으로 설정할 수 있어, 하나의 무인 항공기로 여러 태양광발전설비의 모듈 영상 데이터를 용이하게 수집할 수 있게 되어 태양광발전설비의 효율적인 유지, 관리가 가능하게 된다. 또 한, 스테이션을 경유하여 무인 항공기와 클라우드 서버 사이의 통신을 수행함으로써 안정적인 통신을 수행할 수 있게 된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
100: 무인 항공기
110: 구동부
120: 구동 제어부
130: 카메라
140: 영상 데이터 저장부
150: 데이터 송수신부
160: 비행제어신호 생성부
170: 비행정보 저장부
180: 비행상태 탐지부
190: 카메라 제어부
200: 스테이션
300: 클라우드 서버

Claims (10)

  1. 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 태양광발전설비의 상공을 비행하며 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 획득하기 위한 무인 항공기와, 태양광발전설비의 설치 지역에 따른 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 저장하고 있는 클라우드 서버를 포함하고, 상기 무인 항공기는 비행정보를 저장하기 위한 비행정보 저장부와, 무인 항공기의 현재 위치를 감지하기 위한 비행상태 탐지부와, 무인 항공기의 현재 위치 및 비행경로에 관한 정보를 송수신하기 위한 데이터 송수신부와, 태양전지 모듈을 촬영하여 영상 데이터를 획득하기 위한 카메라와, 상기 카메라에 촬영 신호를 제공하는 카메라 제어부를 구비하며, 상기 무인 항공기의 데이터 송수신부는 상기 비행상태 탐지부에서 감지한 무인 항공기의 현재 위치에 관한 데이터를 상기 클라우드 서버로 전송하고, 상기 클라우드 서버는 상기 무인 항공기의 현재 위치에 대응하는 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 상기 데이터 송수신부로 전송하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 상기 비행정보 저장부로 전송되고, 상기 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터에 기초하여 상기 무인 항공기의 비행정보가 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 상기 카메라제어부로 전송되고, 상기 카메라 제어부는 상기 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터에 기초하여 촬영신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  4. 제1항에 있어서,상기 무인 항공기는 상기 카메라에서 획득한 영상 데이터를 저장하기 위한 영상 데이터 저장부를 더 구비하며,상기 영상 데이터는 상기 데이터 송수신부를 통해 상기 클라우드 서버로 전송되는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 비행상태 탐지부는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 값을 통해 상기 무인 항공기의 현재 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  6. 태양광발전설비의 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 태양광발전설비의 상공을 비행하며 태양전지 모듈에 관한 영상 데이터를 획득하기 위한 무인 항공기와, 상기 무인 항공기의 이착륙을 위한 스테이션과, 태양광발전설비의 설치 지역에 따른 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 저장하고 있는 클라우드 서버를 포함하고, 상기 무인 항공기는 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 따른 비행정보를 저장하기 위한 비행정보 저장부와, 무인항공기의 현재 위치를 감지하기 위한 비행상태 탐지부와, 태양전지 모듈을 촬영하여 영상 데이터를 획득하기 위한 카메라와, 상기 카메라에 촬영 신호를 제공하는 카메라 제어부를 구비하며, 상기 비행상태 탐지부에서 감지한 무인 항공기의 현재 위치에 관한 데이터를 상기 스테이션으로 전송하고, 상기 스테이션은 무인 항공기의 현재 위치에 관한 데이터를 상기 클라우드 서버로 전송하며,
    상기 클라우드 서버는 상기 무인 항공기의 현재 위치에 설치된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터를 상기 스테이션으로 전송하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 상기 스테이션을 거쳐 상기 비행정보 저장부로 전송되고, 상기 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터에 기초하여 상기 무인 항공기의 비행정보가 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  8. 제6항에 있어서,상기 클라우드 서버에서 전송된 태양광발전설비의 태양전지 모듈의 위치 및 배치에 관한 데이터는 상기 스테이션을 거쳐 상기 카메라 제어부로 전송되고, 상기 카메라 제어부는 상기 태양전지 모듈의 위치 및 배치의 데이터에 기초하여 촬영 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 무인 항공기는 상기 카메라에서 획득한 영상 데이터를 저장하기 위한 영상 데이터 저장부를 더 구비하며,상기 영상 데이터는 상기 스테이션을 거쳐 상기 클라우드 서버로 전송되는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,상기 비행상태 탐지부는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 값을 통해 무인 항공기의 현재 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는, 영상 데이터 수집 시스템.

KR1020200013521A 2020-02-05 2020-02-05 비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법 KR20210099764A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200013521A KR20210099764A (ko) 2020-02-05 2020-02-05 비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200013521A KR20210099764A (ko) 2020-02-05 2020-02-05 비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210099764A true KR20210099764A (ko) 2021-08-13

Family

ID=77313610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200013521A KR20210099764A (ko) 2020-02-05 2020-02-05 비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210099764A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117424559A (zh) * 2023-10-20 2024-01-19 重庆千信新能源有限公司 利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117424559A (zh) * 2023-10-20 2024-01-19 重庆千信新能源有限公司 利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101548272B1 (ko) 태양광발전설비의 모듈에 관한 영상 데이터를 수집하기 위한 시스템
KR101541032B1 (ko) 무인항공기를 이용한 태양광발전설비의 모듈 표면 온도에 관한 데이터 수집 및 분석 시스템
CN111966129B (zh) 一种光伏巡检无人机及其仿地飞行方法
JP2017215239A (ja) 太陽電池検査システム
CN104571140A (zh) 一种光伏组件巡检拍照控制系统
CN110171565B (zh) 一种用于光伏电站故障检测的无人机及其检测方法
JP2017532579A (ja) 空の観察領域内の雲を特定及び監視するための検出装置及び方法
KR102250247B1 (ko) 무인비행체를 이용한 태양광 패널 관리장치 및 시스템
KR20200048615A (ko) 머신러닝기반 실시간 태양광발전소 검사 드론
KR101943342B1 (ko) 무인 비행체를 이용한 태양광 패널 관리 시스템 및 방법
KR101541285B1 (ko) 무인 항공기를 이용한 태양광 발전 설비의 태양전지 모듈 표면 영상 데이터 수집 시스템
KR101985019B1 (ko) 드론과 ｇｉｓ를 사용한 이상 발열 태양광 모듈 검출 방법
EP3767825B1 (en) Inspection system for concentrating photovoltaic apparatus and inspection method for light receiving part
KR20160149232A (ko) 태양광 발전 패널의 고장 검출 탐사 시스템
De Oliveira et al. Aerial infrared thermography of a utility-scale PV plant after a meteorological tsunami in Brazil
KR102454726B1 (ko) 무인 비행체를 이용한 태양광 발전소 진단 방법 및 시스템
CN103712685B (zh) 光伏阵列辐照度测量辨识方法
KR102377859B1 (ko) 태양광 패널 관리 시스템.
Doll et al. High-throughput, outdoor characterization of photovoltaic modules by moving electroluminescence measurements
KR20210099764A (ko) 비정형데이터를 활용한 태양광발전설비 유지관리 방법
KR20210100239A (ko) 비행체를 활용한 태양광발전 유지관리 방법
KR102091493B1 (ko) 태양광발전소의 원격관리시스템
CN208149619U (zh) 一种无人机成像系统
KR102347616B1 (ko) 열화상 이미지 차감 분석 기반 태양광 발전소 고장 판독 시스템
CN112326039B (zh) 一种光伏电站巡检辅助系统

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application