KR20220014024A - Photometer and Radiometer using Embedded sensor module having Solar Cell and Thermocouple - Google Patents

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Abstract

Provided is a photometer and radiometer system using an embedded sensor module, comprising: an embedded sensor module having a solar cell configured to receive sunlight to generate electric energy; a first measurement unit configured to measure the electric energy generated by the solar cell of the embedded sensor module; a light intensity conversion unit configured to convert a measurement of the electric energy from the first measuring unit into a light intensity value; and a total radiation calculation unit configured to receive the light intensity value to calculate a total radiation value. The embedded sensor module further includes a thermocouple configured to receive wavelength energy emitted from various light sources. The photometer and radiometer system further comprises: a second measurement unit configured to measure electrical energy from the thermocouple of the embedded sensor module; a temperature conversion unit configured to convert a measurement of the electric energy from the second measurement unit into a temperature value; and a radiation conversion unit configured to convert the temperature value from the temperature conversion unit into a radiation value. The total radiation calculation unit may receive the light intensity value and radiation value to calculate a total radiation value.

Description

태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템{Photometer and Radiometer using Embedded sensor module having Solar Cell and Thermocouple}Photometer and Radiometer using Embedded sensor module having Solar Cell and Thermocouple}

본 발명은 태양 에너지를 활용하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양 에너지의 광도 및/또는 복사 에너지를 측정하여 태양 에너지 이용하는 장비 또는 태양 에너지를 활용하는 시스템을 효율적으로 제어할 수 있게 하는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a technology that utilizes solar energy, and more particularly, a solar cell capable of efficiently controlling an equipment using solar energy or a system using solar energy by measuring the luminous intensity and/or radiant energy of solar energy And it relates to a photometer and radiometer system using an embedded sensor module having a thermocouple.

지구상에서 이용할 수 있는 석유 화학 연료의 고갈이 임박함에 따라, 태양열 발전, 풍력 발전, 수력 발전 등과 같은 다른 형태의 에너지원이 석유 화학 연료를 대체하기 위해 사람들에 의해 적극적으로 활용되고 있다.With the impending depletion of available petrochemical fuels on Earth, other forms of energy sources such as solar power, wind power, hydro power, etc. are being actively utilized by people to replace petrochemical fuels.

특히 태양 에너지를 이용하여 발전하는 기술은 초기 투자비용이 저렴하면서도 일조량만 충족되면 안정적이고 지속적으로 발전할 수 있으므로, 태양 에너지를 위한 발전 장비와 기술은 폭넓게 상용화되고 있다. In particular, technology for generating power using solar energy has a low initial investment cost and can be stably and continuously developed as long as the amount of sunlight is satisfied, so power generation equipment and technologies for solar energy are widely commercialized.

또한 태양 에너지는 발전뿐만 아니라 태양 에너지 자체를 직접적으로 활용하는 산업도 있으며, 대표적으로는 농업 분야가 있다. In addition, as for solar energy, there are industries that directly utilize solar energy as well as power generation, and a representative example is agriculture.

이와 같이 태양 에너지 발전 시스템이나 활용 시스템의 효율적인 관리나 구동을 위해 태양 에너지로부터의 광도 및 복사 에너지의 측정이 요구되었다. As such, for efficient management or operation of a solar energy generation system or a utilization system, measurement of luminous intensity and radiant energy from solar energy is required.

대한민국 특허 공개번호 제10-2015-0012196호Korean Patent Publication No. 10-2015-0012196 대한민국 실용실안 공개번호 제20-2009-0005568호Korea Utility Model Publication No. 20-2009-0005568 대한민국 특허 등록번호 제10-1290126호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1290126

본 발명은 태양 에너지 발전 시스템이나 활용 시스템의 효율적인 관리나 구동을 위해 태양 에너지로부터의 광도 및/또는 복사 에너지를 측정하는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention provides a photometer and radiometer system using an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple for measuring the luminous intensity and/or radiant energy from solar energy for efficient management or operation of a solar energy generation system or utilization system. for that purpose

이를 위해, 본 발명은 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생성하는 태양전지를 가지는 임베디드 센서모듈; 상기 임베디드 센서모듈의 태양전지가 생성한 전기에너지를 측정하는 제1측정부; 상기 제1측정부로부터의 전기에너지 측정값을 광도값으로 환산하는 광도환산부; 및 상기 광도값을 제공받아 총복사값을 산출하는 총복사 산출부;를 포함하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템을 제공할 수 있다.To this end, the present invention provides an embedded sensor module having a solar cell for generating electric energy by receiving sunlight; a first measurement unit for measuring the electric energy generated by the solar cell of the embedded sensor module; a light intensity conversion unit converting the electric energy measured value from the first measuring unit into a light intensity value; and a total radiation calculation unit configured to receive the light intensity value and calculate a total radiation value.

게다가, 상기 임베디드 센서모듈은 다양한 광원으로부터 나오는 파장에너지를 입력받는 써모커플을 더 구비하고, 상기 임베디드 센서모듈의 써모커플로부터의 전기에너지를 측정하는 제2측정부; 상기 제2측정부로부터의 전기에너지 측정값을 온도값으로 환산하는 온도환산부; 상기 온도환산부로부터의 온도값을 복사값으로 환산하는 복사환산부;를 포함하고, 상기 총복사 산출부는 상기 광도값과 상기 복사값을 제공받아 총복사값을 산출할 수 있다. In addition, the embedded sensor module further includes a thermocouple for receiving wavelength energy emitted from various light sources, and a second measurement unit for measuring electrical energy from the thermocouple of the embedded sensor module; a temperature conversion unit converting the electrical energy measurement value from the second measurement unit into a temperature value; and a radiation conversion unit that converts the temperature value from the temperature conversion unit into a radiation value, wherein the total radiation calculation unit receives the luminance value and the radiation value to calculate a total radiation value.

또한, 상기 임베디드 센서모듈은, 태양전지와, 상기 태양전지의 하면에 위치하는 써모커플로 구성되며, 상기 제1측정부는 상기 태양전지의 양극에 연결되어 상기 태양전기가 생성한 전기에너지를 측정하고, 상기 제2측정부는 상기 써모커플을 구성하는 금속들에 연결되어 상기 써모커플이 생성한 전기에너지를 측정함을 특징으로 한다.In addition, the embedded sensor module is composed of a solar cell and a thermocouple located on the lower surface of the solar cell, and the first measuring unit is connected to the anode of the solar cell to measure the electrical energy generated by the solar electricity, , The second measurement unit is connected to the metals constituting the thermocouple, characterized in that the measurement of the electrical energy generated by the thermocouple.

또한, 상기 임베디드 센서모듈은, 제1태양전지와, 상기 제1태양전지의 하면에 위치하는 제1써모커플과, 상기 제1써모커플의 하면에 위치하는 단열패드와, 상기 단열패드의 하면에 위치하는 제2써모커플과, 상기 제2써모커플의 하면에 위치하는 제2태양전지로 구성되며, 상기 제1측정부는 상기 제1 및 제2태양전지에 연결되어 상기 제1 및 제2태양전기가 생성한 전기에너지를 측정하고, 상기 제2측정부는 상기 제1 및 제2써모커플에 연결되어 상기 제1 및 제2써모커플이 생성한 전기에너지를 측정함을 특징으로 한다.In addition, the embedded sensor module includes a first solar cell, a first thermocouple positioned on a lower surface of the first solar cell, an insulating pad positioned on a lower surface of the first thermocouple, and a lower surface of the insulating pad. and a second thermocouple positioned on the second thermocouple, and a second solar cell positioned on a lower surface of the second thermocouple, wherein the first measurement unit is connected to the first and second solar cells and the first and second solar cells Measures the electrical energy generated by the second measurement unit is connected to the first and second thermocouples characterized in that for measuring the electrical energy generated by the first and second thermocouples.

또한, 상기 온도환산부가 출력하는 온도값에 대응되는 온도계수를 생성하여 상기 광도환산부로 제공하는 태양전지 효율보정부;를 더 구비하며, 상기 광도환산부는 상기 온도계수에 따라 환산된 광도값을 보정함을 특징으로 한다.In addition, the solar cell efficiency correction unit for generating a temperature coefficient corresponding to the temperature value output by the temperature conversion unit and providing it to the light intensity conversion unit; further comprising, wherein the light intensity conversion unit corrects the converted luminance value according to the temperature coefficient It is characterized by

또한, 상기 광도환산부는 상기 온도계수에 따라 수학식 1에 따라 태양전지 효율을 변경하고, 상기 태양전지 효율을 환산된 광도값에 곱하여 보정함을 특징으로 한다.In addition, the luminous intensity conversion unit changes the solar cell efficiency according to Equation 1 according to the temperature coefficient, and multiplies the solar cell efficiency by the converted luminous intensity value to correct it.

[수학식1][Equation 1]

태양전지 효율(η, %) = [출력된 전기에너지(W/m2)] / [1m2에 입사한 빛에너지(W/m2)] x 100.Solar cell efficiency (η, %) = [Output electrical energy (W/m 2 )] / [Light energy incident on 1 m 2 (W/m 2 )] x 100.

출력된 전기에너지(W/m2)= [온도계수 고려 ISC] x [온도계수 고려 VOC]Output electrical energy (W/m 2 )= [Considering temperature coefficient I SC ] x [Considering temperature coefficient V OC ]

온도계수 고려 ISC 계산 = {1 + (α / 100) ⅹ (Tmod - 25)} ⅹ ISC Calculate the temperature coefficient I SC = {1 + (α / 100) ⅹ (T mod - 25)} ⅹ I SC

온도계수 고려 VOC 계산 = {1 + (β / 100) ⅹ (Tmod - 25)} ⅹ VOC Calculate the temperature coefficient V OC = {1 + (β / 100) ⅹ (T mod - 25)} ⅹ V OC

상기 수학식 2에서 태양전지 1m2에 입사한 빛에너지(W/m2)는 미리 정해지며, 단락전류(ISC,A)와 개방전압(VOC ,V)은 제1측정부로부터 제공되며, 온도계수(Tmod)는 태양전지 효율보정부로부터 제공되며, α는 단락전류(ISC,A)의 온도 계수(α, %/K), β는 개방전압(VOC,V)의 온도 계수(β, %/K), γ는 출력(PMPP ,W)의 온도 계수(γ, %/K)는 미리 정해짐. In Equation 2, the light energy (W/m 2 ) incident on 1m 2 of the solar cell is predetermined, and the short-circuit current (I SC, A) and the open-circuit voltage (V OC , V) are provided from the first measurement unit, , the temperature coefficient (T mod ) is provided by the solar cell efficiency correction unit, α is the temperature coefficient of the short circuit current (I SC, A) (α, %/K), β is the temperature of the open circuit voltage (V OC ,V) Coefficient (β, %/K), γ is the temperature coefficient (γ, %/K) of the output (P MPP ,W) is predetermined.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생성하는 태양전지를 가지는 임베디드 센서모듈을 통해, 상기 태양전지로부터 생성된 전기에너지를 측정하는 단계; 상기 전기에너지 측정값을 광도값으로 환산하는 단계; 및 상기 광도값을 제공받아 총복사값을 산출하는 단계;를 포함하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도 및 복사값 측정방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, through an embedded sensor module having a solar cell generating electrical energy by receiving sunlight, measuring the electrical energy generated from the solar cell; converting the electrical energy measurement value into a luminance value; and calculating a total radiation value by receiving the light intensity value.

또한, 상기 임베디드 센서모듈은 다양한 광원으로부터 나오는 파장에너지를 입력받는 써모커플을 더 구비하고, 상기 써모커플로부터의 전기에너지를 측정하는 단계; 상기 써모커플로부터의 전기에너지 측정값을 온도값으로 환산하는 단계; 상기 온도값을 복사값으로 환산하는 단계; 및 상기 광도값과 상기 복사값을 제공받아 총복사값을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the embedded sensor module further includes a thermocouple for receiving wavelength energy emitted from various light sources, and measuring the electrical energy from the thermocouple; converting a measured value of electrical energy from the thermocouple into a temperature value; converting the temperature value into a radiation value; and calculating a total radiation value by receiving the luminance value and the radiation value.

또한, 상기 온도값에 대응되는 온도계수를 생성하고, 상기 온도계수에 따라 상기 환산된 광도값을 보정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include generating a temperature coefficient corresponding to the temperature value and correcting the converted luminance value according to the temperature coefficient.

본 발명은 태양전지 및/또는 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템으로, 기존 광도계 및 복사계 시스템에 대비하여 비용이 저렴하고 내구성이 우수하여 장기간 가혹 조건에서도 이용할 수 있다.The present invention is a photometer and radiometer system using an embedded sensor module having a solar cell and/or a thermocouple, and has low cost and excellent durability compared to existing photometer and radiometer systems, so that it can be used in harsh conditions for a long period of time.

또한, 태양전지를 이용하여 직접 전력을 공급하거나 배터리를 이용한 충전 시스템을 혼용할 수 있어 시스템을 단순화하고 간단하고 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, since it is possible to directly supply power using a solar cell or mix a charging system using a battery, there is an advantage in that the system can be simplified and implemented in a simple and compact manner.

또한, 농업 분야에 적용할 경우, 임베디드 센서모듈 및 시스템이 적용된 릴레이, 전자 밸브, 환기창 모터, 스크린 모터 등 각종 제어장치는 농작물, 정원식물 및 온식작물의 관수를 광도 및 복사에너지 정도에 따라 관수 시간 및 관수량을 조절하여 관수할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 기존의 타이머 방식의 경우 흐린 날 혹은 비가 오는 날과 같이 관수가 필요없는 시기에는 값비싼 광도계 혹은 강우센서를 이용하지 않는 이상 사용자가 수동으로 시스템을 정지시켜 이용해야 하는 불편함이 있었으나, 본 발명에 따른 임베디드 센서 모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템을 적용하면 자동으로 효율적으로 제어하므로 이러한 불편을 해소할 수 있다.In addition, when applied to the agricultural field, various control devices such as relays, solenoid valves, ventilation window motors, and screen motors to which the embedded sensor module and system are applied control the irrigation time of crops, garden plants, and warm-planted crops according to the light intensity and radiant energy level. And it has the advantage of being able to irrigate by controlling the amount of irrigation. Accordingly, in the case of the existing timer method, when irrigation is not required, such as on cloudy or rainy days, unless an expensive photometer or rainfall sensor is used, the user has to manually stop and use the system. By applying the photometer and radiometer system using the embedded sensor module according to the present invention, it is possible to automatically and efficiently control the system, thereby solving such inconvenience.

또한, 본 발명에 따른 시스템을 이용하여 환기창 및 스크린의 개폐 조절에도 활용할 수 있다. In addition, the system according to the present invention can be used to control opening and closing of ventilation windows and screens.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈의 구성도.
1 is a configuration diagram of a photometer and radiometer system using an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple according to a first preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple according to a second preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 태양의 광도 및/또는 복사 에너지를 측정하여 태양 에너지로 구동하는 시스템을 효율적으로 제어할 수 있게 한다. The present invention makes it possible to efficiently control a system powered by solar energy by measuring the luminous intensity and/or radiant energy of the sun.

이러한 본 발명의 상세한 설명에 앞서 태양전지와 써모 커플에 대해 먼저 설명한다. Prior to the detailed description of the present invention, a solar cell and a thermocouple will be first described.

빛 에너지가 전기로 바뀌는 현상을 광기전 효과(photovoltaic effect)라 하며, 이런 전기기구를 태양 전지, 광기전력 전지(photovoltaic cell) 혹은 간단히 광전지라고 부른다. 상기 태양 전지는 그 광원이 태양이라는 데서 유래하였지만, 인공의 빛으로도 작동하기 때문에 광전지라고 한다. The phenomenon in which light energy is converted into electricity is called the photovoltaic effect, and such an electric device is called a solar cell, a photovoltaic cell, or simply a photovoltaic cell. The solar cell is called a photovoltaic cell because its light source is the sun, but it also works with artificial light.

빛을 쪼이면 전류, 전압, 저항과 같은 전기적 특성이 변화하는 기구를 통틀어 광전 기구(photoelectric devices)라고 하는데, 태양 전지는 이런 기구의 하나이다. Devices that change electrical properties such as current, voltage, and resistance when exposed to light are collectively called photoelectric devices, and a solar cell is one of these devices.

그리고 써모커플(열전대, Thermocouple)는 두 종류의 금속을 조합하였을 때 접합 양단의 온도가 서로 다르면 이 두 금속 사이에 전류가 흐르는 열전기(熱電氣) 현상이 일어나는 것으로, 이 전류로 2접점간의 온도차를 알 수 있다. 이러한 열전기의 현상을 이용하여 고열로(高熱爐)의 온도를 측정하는 장치를 열전대라고 하고, 백금-백금 로듐 열전대, 크로멜-알루멜 열전대, 철-콘스탄탄 열전대, 동-콘스탄탄 열전대 등이 있다.And in a thermocouple (thermocouple), when two types of metals are combined, if the temperatures at both ends of the junction are different from each other, a thermoelectric phenomenon occurs in which current flows between the two metals. Able to know. A device that measures the temperature of a high-heat furnace using this thermoelectric phenomenon is called a thermocouple, and there are platinum-platinum rhodium thermocouples, chromel-alumel thermocouples, iron-constantan thermocouples, copper-constantan thermocouples, etc. .

본 발명은 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템을 제공한다. The present invention provides a photometer and a radiometer system using an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple.

<태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템의 구성><Configuration of photometer and radiometer system using embedded sensor module with solar cell and thermocouple>

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템의 구성을 도시한 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 본 발명에 따르는 광도계 및 복사계는 태양전지(100)와, 써모커플(110)과 제1측정부(200)와, 광도환산부(202)와, 광도값 출력부(204)와, 총복사 산출부(206)와, 복사값 출력부(208)와, 제2측정부(300)와, 온도환산부(302)와, 태양전지 효율보정부(304)와, 복사환산부(306)로 구성된다. 1 shows the configuration of a photometer and radiometer system utilizing an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple according to a first preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the photometer and the radiometer according to the present invention include a solar cell 100 , a thermocouple 110 , a first measurement unit 200 , a light intensity conversion unit 202 , and a light intensity output unit 204, a total radiation calculation unit 206, a radiation value output unit 208, a second measurement unit 300, a temperature conversion unit 302, a solar cell efficiency correction unit 304, It is composed of a copy conversion unit (306).

태양복사 에너지 혹은 다양한 광원으로부터 나오는 파장에너지 즉, 장파(Long-wave) 및 단파(Short-wave) 에너지는 상기 태양전지(100)와 써모커플(110)에 입력된다. Solar radiation energy or wavelength energy emitted from various light sources, ie, long-wave and short-wave energy, is input to the solar cell 100 and the thermocouple 110 .

상기 태양전지(100)는 상하면에 전극들(102,108)이 위치하고 내측에는 N형 실리콘(104)과 P형 실리콘(106)으로 구성되어 장파 그리고 단파로 구성되는 광을 입사받아 전기에너지를 생성한다. The solar cell 100 has electrodes 102 and 108 positioned on the upper and lower surfaces, and is composed of N-type silicon 104 and P-type silicon 106 on the inside, and receives light composed of long wave and short wave to generate electric energy.

상기 써모커플(110)은 상기 태양전지(100)의 전극(108)의 하부에 위치하여 태양 열 에너지에 따라 변화하는 온도에 따르는 전기에너지를 생성한다. The thermocouple 110 is positioned under the electrode 108 of the solar cell 100 to generate electrical energy according to a temperature that changes according to solar thermal energy.

상기 제1측정부(200)는 상기 태양전지(100)의 전극들(102,108) 사이에 연결되어 태양전지(100)가 생성한 전기 에너지를 측정하여 광도환산부(202)로 제공한다. 상기 전기 에너지는 전압 및 전류를 통해 측정된다. The first measurement unit 200 is connected between the electrodes 102 and 108 of the solar cell 100 to measure the electrical energy generated by the solar cell 100 and provide it to the light intensity conversion unit 202 . The electrical energy is measured through voltage and current.

상기 광도환산부(202)는 상기 전기 에너지를 광도값으로 환산하여 광도값 출력부(204)를 통해 출력함과 아울러 총복사 산출부(206)로 제공한다. 여기서, 상기 태양전지(100)의 효율(η, %)은 온도(oC 및 K)가 상승할수록 그 효율이 감소한다. 이에 상기 광도환산부(202)는 태양전지 효율보정부(304)가 제공하는 온도계수를 제공받아 효율보정값을 산출하고, 상기 효율보정값에 따라 광도값을 보정한다. 즉, 상기 광도환산부(202)는 전기 에너지에 따라 환산된 광도값에 상기 효율보정값을 곱하여 광도값을 보정한다. The light intensity conversion unit 202 converts the electrical energy into a light intensity value and outputs it through the light intensity value output unit 204 and provides it to the total radiation calculator 206 . Here, the efficiency (η, %) of the solar cell 100 decreases as the temperature ( o C and K) increases. Accordingly, the luminous intensity conversion unit 202 receives the temperature coefficient provided by the solar cell efficiency correction unit 304, calculates an efficiency correction value, and corrects the luminance value according to the efficiency correction value. That is, the luminance conversion unit 202 corrects the luminance value by multiplying the luminance value converted according to the electric energy by the efficiency correction value.

상기 효율보정값은 수학식 1에 따라 산출된다. The efficiency correction value is calculated according to Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 수학식 1에서 1m2에 입사한 빛에너지(W/m2)는 미리 정해지며, 단락전류(ISC,A)와 개방전압(VOC ,V)은 제1측정부(200)로부터 제공되며, 온도계수(Tmod)는 태양전지 효율보정부(304)로부터 제공되며, α는 단락전류(ISC,A)의 온도 계수(α, %/K), β는 개방전압(VOC ,V)의 온도 계수(β, %/K), γ는 출력(PMPP ,W)의 온도 계수(γ, %/K)는 미리 정해진다. In Equation 1, the light energy (W/m 2 ) incident on 1m 2 is predetermined, and the short-circuit current I SC, A and the open-circuit voltage V OC , V are provided from the first measurement unit 200 . and the temperature coefficient (T mod ) is provided from the solar cell efficiency correction unit 304, α is the temperature coefficient (α, %/K) of the short circuit current (I SC, A), β is the open circuit voltage (V OC , The temperature coefficient (β, %/K) of V), γ is the temperature coefficient (γ, %/K) of the output (P MPP ,W) is predetermined.

상기 광도값 출력부(204)는 상기 광도환산부(202)가 출력하는 광도값을 출력한다. The luminance value output unit 204 outputs the luminance value output by the luminance conversion unit 202 .

상기 제2전류측정부(300)는 상기 써모커플(110)로부터 출력되는 전류를 측정하여 상기 온도환산부(302)로 제공한다. The second current measurement unit 300 measures the current output from the thermocouple 110 and provides it to the temperature conversion unit 302 .

상기 온도환산부(302)는 상기 전류값을 온도값으로 변환하여 복사 환산부(306) 및 태양전지 효율 보정부(304)로 제공한다. The temperature conversion unit 302 converts the current value into a temperature value and provides it to the radiation conversion unit 306 and the solar cell efficiency correction unit 304 .

상기 태양전지 효율보정부(304)는 상기 온도값에 대응되게 미리 정해둔 온도계수를 출력하여 상기 광도환산부(202)에 제공한다. The solar cell efficiency correction unit 304 outputs a predetermined temperature coefficient corresponding to the temperature value and provides it to the light intensity conversion unit 202 .

상기 복사환산부(306)는 상기 온도환산부(302)가 제공하는 온도값을 복사값으로 환산하여 상기 총복사 산출부(206)로 제공한다. The radiation conversion unit 306 converts the temperature value provided by the temperature conversion unit 302 into a radiation value and provides it to the total radiation calculation unit 206 .

상기 총복사 산출부(206)는 상기 광도환산부(202)가 제공하는 광도값(W/m2)과 상기 복사환산부(306)가 제공하는 복사값(W/m2)을 합하여 총복사값을 산출하여 복사값 출력부(208)를 통해 출력한다. 여기서, 상기 총복사값은 순간광량(에너지, Watt) 혹은 적산광량(에너지: Jule) 값으로 도출하여 활용될 수 있다. The total radiation calculation unit 206 adds the light intensity value (W/m 2 ) provided by the light intensity conversion unit 202 and the radiation value (W/m 2 ) provided by the radiation conversion unit 306 to total radiation. The value is calculated and outputted through the copy value output unit 208 . Here, the total radiation value may be derived and utilized as an instantaneous light amount (energy, Watt) or a cumulative light amount (energy: Jule) value.

이와 같이, 본 발명은 태양 복사 에너지 혹은 다양한 광원으로부터 나오는 파장에너지, 즉, 장파(long-wave) 및 단파(short-wave) 에너지를 태양전지(solar cell)와 열전대(써모커플, Themocouple)를 사용한 모듈 시스템으로 측정하기 위한 것으로, 태양전지 모듈을 통하여 획득한 광에너지를 정압(v) 혹은 전류(mA) 값으로 측정 후 광도 혹은 복사에너지(W/m2)으로 환산한다. 또한, 그 값은 순간광량(에너지, Watt) 혹은 적산광량(에너지: Jule)값으로 도출하여 활용할 수 있다. 또한, 열에너지(Long-wave, 장파)로 획득된 에너지(W/m2)는 태양전지 모듈에 함께 부착된 열전대(써모커플)를 통하여 획득한 전류(mA)값으로 측정 후 온도(oC 및 K) 및 태양전지 모듈의 면적을 고려하여 복사에너지(W/m2)값으로 환산한다. As such, the present invention uses solar radiation energy or wavelength energy from various light sources, that is, long-wave and short-wave energy using a solar cell and a thermocouple (Themocouple). This is to measure with a module system, and after measuring the light energy obtained through the solar cell module as a static pressure (v) or current (mA) value, it is converted into luminous intensity or radiant energy (W/m 2 ). In addition, the value can be derived and utilized as an instantaneous light amount (energy, Watt) or integrated light amount (energy: Jule) value. In addition, the energy (W/m 2 ) obtained as thermal energy (Long-wave) is measured as a current (mA) value obtained through a thermocouple (thermocouple) attached to the solar cell module, and then the temperature ( o C and K) and the area of the solar cell module are taken into consideration and converted into a radiant energy (W/m 2 ) value.

총복사에너지는 태양전지로부터 얻어진 광에너지(W/m2)와 열전대(서모커플)을 통하여 복사에너지(W/m2)를 합하여 산출하고, 태양전지의 효율(η, %)은 온도(oC 및 K)가 상승할수록 그 효율이 감소하기 때문에 서모커플로 측정된 모듈의 온도 값으로 그 효율을 온도계수를 고려 환산하여 사용한다.The total radiant energy is calculated by adding the light energy (W/m 2 ) obtained from the solar cell and the radiant energy (W/m 2 ) through the thermocouple (thermocouple), and the efficiency (η, %) of the solar cell is the temperature ( o Since the efficiency decreases as C and K) rise, the efficiency is converted to the temperature value of the module measured by the thermocouple considering the temperature coefficient and used.

이를 통해 태양전지 및 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 통하여 도출된 순간광량 (W/m2) 및 적산광량 (J/cm2) 값은 각종 장치 즉 릴레이, on/off 스위치, 전자벨브, 모터 등과 같은 장치의 제어에 활용될 수 있다.Through this, the instantaneous light quantity (W/m 2 ) and accumulated light quantity (J/cm 2 ) values derived through the embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple can be used with various devices such as relays, on/off switches, electronic valves, motors, etc. It can be used to control the same device.

이제 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템의 적용예를 설명한다. Now, an application example of a photometer and a radiometer system using an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

<농업분야 적용예시><Example of application in agriculture>

농업분야에 있어 광량 및 복사 에너지는 중요한 제어 요소이다. 먼저 순간광량으로부터 적산광량을 도출하는 방법은 다음과 같다. 광원으로부터 초당 순간광량이 100W/m2 로 1시간 동안 도달한 경우의 그 적산광량은 36J/cm2 이다. 여기서 1W = 1J/초, 100J / 초 ⅹ 3600초 / 1000cm2 = 36J/cm2이다. 즉, 초당 순간광량(W/m2)을 1시간 동안 적산하여 적산광량, 즉 광에너지(J/cm2)로 산출할 수 있다. 예를 들어 여름철 맑은 날 기준 하루 약 3000J/cm2의 태양복사 에너지가 지표면에 도달된다. 식물은 잎의 기공을 통하여 물을 수증기 형태로 공기중으로 배출하며 이를 증산(蒸散)이라고 한다. 증산을 통하여 식물은 광합성 및 체온을 유지하고 양분과 수분을 흡수한다. 증산을 일으키는 주요 원동력은 태양복사 에너지 즉, 광에너지이다. 엽면적지수[Leaf Area Index: LAI 즉, 토양 단위면적(m2) 당 식물의 잎이 차지하는 면적(m2)]가 3 이상인 경우 식물은 잎에 도달한 태양복사에너지 대부분을 잎으로 수광 할 수 있다. 이때 수광된 광에너지 1J/cm2 당 약 2ml의 물을 증산시킨다. 이 증산량 만큼 식물은 뿌리를 통하여 물을 다시 흡수하여야 시들지 않고 체온 유지 및 광합성을 할 수 있다. 즉, 최소한 식물은 증산한 만큼의 물이 필요하다.In agriculture, the amount of light and radiant energy are important control factors. First, the method of deriving the accumulated light amount from the instantaneous light amount is as follows. When the instantaneous amount of light per second from the light source reaches 100W/m 2 for 1 hour, the accumulated light amount is 36J/cm 2 . Here, 1W = 1J/sec, 100J/sec x 3600sec/1000cm 2 = 36J/cm 2 . That is, the amount of instantaneous light per second (W/m 2 ) can be accumulated for 1 hour to calculate the accumulated light amount, that is, light energy (J/cm 2 ). For example, on a sunny day in summer, about 3000 J/cm 2 of solar radiation reaches the earth's surface. Plants release water in the form of water vapor into the air through the stomata of leaves, which is called transpiration. Through transpiration, plants maintain photosynthesis and body temperature and absorb nutrients and water. The main driving force for transpiration is solar radiation, that is, light energy. If the leaf area index [Leaf Area Index: LAI, that is, the area occupied by the leaves of a plant per soil unit area (m 2 ) (m 2 )] is 3 or more, the plant can receive most of the solar radiation energy that reaches the leaves with the leaves. . At this time, about 2ml of water is evaporated per 1J/cm 2 of the light energy received. As much as this transpiration amount, plants must absorb water again through the roots to maintain body temperature and photosynthesis without withering. That is, at least the plant needs as much water as it has transpired.

이에, 태양전지(Solar Cell) - 써모커플(Thermocouple) 임베디드 센서모듈(Embedded Module)을 활용한 광도계 및 복사계를 활용하여 농업분야에 있어 보다 효율적으로 정확하게 관수를 제어할 수 있다. Therefore, it is possible to control irrigation more efficiently and accurately in the agricultural field by using a photometer and a radiometer using an embedded sensor module of a solar cell-thermocouple.

사용자는 적산광량을 통하여 물주는 양과 간격을 효율적으로 조절할 수 있다. 일조시간, 일출시간 및 일몰시간은 지역별 계절별로 변한다. 그러나 본 발명에 따르는 광도계 및 복사계로부터 정확하게 일출 및 일몰시간, 일조시간을 측정할 수 있다. 이를 이용하여 관수 조절에 활용할 수 있으며 시간대별 관수량을 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어 관수 설정을 일출시간 이후부터 적산광량이 100J/cm2 에 도달할 때마다 3ml/J/cm2 의 물을 오전 11시까지 공급하고 그 이후 시간에는 적산광량이 75J/cm2 도달할 때 마다 2ml/J/cm2씩 일몰시간 2시간 전까지 관수하도록 설정할 수 있다. 이렇게 적산광량을 기준으로 관수를 할 경우 맑은 날은 도달한 광에너지만큼 관수 횟수도 증가하며, 흐린 날(혹은 비가오는 날)의 경우 그 관수 횟수를 현저하게 줄일 수 있다. 그리고 사용자가 적산광량을 이용한 관수 최대 및 최소 대기 허용시간을 설정하여 관수 시점이 너무 빨리 도달하거나 너무 늦게까지 지연되는 것을 보정할 수 있다. 예를 들어 지역에 따라 여름철 태양의 고도는 겨울철보다 높아 설정한 적산광량까지 도달하는 시점이 너무 빠른 경우 최소 대기 허용시간 설정이 가능하며, 이와 반대로 흐린 날 혹은 비오는 날 사용자가 설정한 적산광량까지 도달하는 시점이 너무 늦어 관수를 꼭 해야만 하는 상황이 생길 경우 최대 허용시간을 설정하여 그 시간이 지나는 경우 관수를 강제로 할 수 있다. 또한 순간광량(W/m2)을 통하여 물과 함께 공급하는 비료의 농도(mS/cm)를 조절하여 공급할 수 있다. 예를 들어 400W/m2 미만이면 세팅한 비료의 농도보다 0.2mS/cm 추가로 공급하고 650W/m2 이상이면 0.2mS/cm 적게 공급하여 비료의 공급량을 날씨 및 계절에 따라 조절할 수 있다.The user can efficiently control the amount and interval of watering through the accumulated light. Daylight hours, sunrise times and sunset times vary by region and season. However, it is possible to accurately measure sunrise and sunset times and hours of sunlight from the photometer and radiometer according to the present invention. By using this, it can be used for irrigation control, and the amount of irrigation can be set in various ways by time. For example, if the irrigation setting is set after sunrise, whenever the accumulated light quantity reaches 100J/cm 2 , 3ml/J/cm 2 of water is supplied until 11 am, and after that time, the accumulated light quantity reaches 75J/cm 2 . It can be set to irrigate by 2ml/J/cm2 every time 2 hours before sunset time. When irrigation is performed based on the accumulated light amount in this way, the number of irrigation increases as much as the light energy reached on a clear day, and the number of irrigation can be significantly reduced on a cloudy day (or rainy day). In addition, the user can set the maximum and minimum allowable waiting time for irrigation using the accumulated light amount to compensate for the irrigation time being reached too early or delayed too late. For example, depending on the region, the minimum waiting time can be set if the solar altitude in summer is higher than in winter and the time to reach the set accumulated light amount is too early. If the time for irrigation is too late, irrigation can be forced by setting the maximum allowable time. In addition, it can be supplied by adjusting the concentration (mS/cm) of the fertilizer supplied together with water through the instantaneous light amount (W/m 2 ). For example, if it is less than 400W/m 2 , 0.2 mS/cm more than the concentration of the set fertilizer is supplied, and if it is 650W/m 2 or more, 0.2 mS/cm less is supplied, so the amount of fertilizer can be adjusted according to the weather and season.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템을 활용하여 농업분야 특히 시설원예분야에 있어 보다 효율적으로 환기창, 차광스크린 혹은 에너지 보존 스크린을 제어할 수 있다. Control the ventilation window, shading screen or energy conservation screen more efficiently in the agricultural field, especially in the facility horticulture field, by using the photometer and radiometer system using the embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple according to a preferred embodiment of the present invention. can do.

가령, 사용자가 850 W/m2 이상의 강한 광이 일정시간 지속적으로 혹은 그 이상으로 도달할 경우 환기창을 광량에 비례하여 개방할 수 있으며 차광스크린 역시 광량에 비례하여 차광정도를 제어하여 과도한 광스트레스 및 복사에너지로부터 작물을 보호할 수 있다. 그리고 100W/m2 미만 혹은 낮은 수준의 복사에너지가 감지될 경우에는 에너지 보존 스크린을 통하여 에너지를 시설 내 에너지를 보존할 수 있다.For example, if the user receives strong light of 850 W/m 2 or more continuously or more for a certain period of time, the ventilation window can be opened in proportion to the amount of light, and the shading screen also controls the degree of shading in proportion to the amount of light to reduce excessive light stress and It can protect crops from radiant energy. And when less than 100W/m 2 or low level of radiant energy is detected, energy can be conserved in the facility through the energy conservation screen.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 시스템을 활용한 광도계 및 복사계를 활용하여 전국에 설치되어 있는 태양전지 발전시설의 발전량 정보를 광에너지 및 복사에너지로 환산하여 실시간 분포지도로 활용하여 지역별 농림수산업분야의 각종 생산량 예측 및 재배적합지 선정과 같은 빅데이터 분석용 시스템으로 활용할 수 있다.In addition, by using a photometer and a radiometer using an embedded system having a solar cell and a thermocouple according to a preferred embodiment of the present invention, information on the amount of generation of solar cell power generation facilities installed across the country is converted into light energy and radiant energy and distributed in real time By using it as a map, it can be used as a system for big data analysis, such as forecasting various production volumes in the agricultural, forestry and fishery sector by region and selecting suitable cultivation sites.

<제2실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈의 구성><Configuration of an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple according to the second embodiment>

도 2는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따르는 태양전지와 써모커플을 가지는 임베디드 센서모듈의 구성을 도시한 것이다. 2 shows the configuration of an embedded sensor module having a solar cell and a thermocouple according to a second preferred embodiment of the present invention.

상기 임베디드 센서모듈은, 제1태양전지(400)와, 상기 제1태양전지(400)의 하면에 위치하는 제1써모커플(402)과, 상기 제1써모커플(402)의 하면에 위치하는 단열패드(404)와, 상기 단열패드(404)의 하면에 위치하는 제2써모커플(406)과, 상기 제2써모커플(406)의 하면에 위치하는 제2태양전지(408)로 구성된다. The embedded sensor module includes a first solar cell 400 , a first thermocouple 402 positioned on a lower surface of the first solar cell 400 , and a lower surface of the first thermocouple 402 . It consists of a heat insulating pad 404, a second thermocouple 406 positioned on the lower surface of the heat insulating pad 404, and a second solar cell 408 positioned on the lower surface of the second thermocouple 406. .

상기 제1 및 제2태양전지(400,408)에 연결된 측정부는 상기 제1 및 제2태양전지(400,408)가 생성한 전기에너지를 측정하고, 상기 제1 및 제2써모커플(402,406)에 연결된 측정부는 상기 제1 및 제2써모커플(402,406)이 생성한 전기에너지를 측정하며, 두 측정부에 의해 측정된 전기에너지를 광도와 복사값을 환산한다. The measuring unit connected to the first and second solar cells 400 and 408 measures the electric energy generated by the first and second solar cells 400 and 408, and the measuring unit connected to the first and second thermocouples 402 and 406 is The electric energy generated by the first and second thermocouples 402 and 406 is measured, and the electric energy measured by the two measuring units is converted into luminous intensity and radiation value.

이러한 임베디드 센서모듈은 양면을 통해 태양에너지의 광도와 복사값을 측정할 수 있으므로, 다양한 높이 및 위치에서 여러 방향으로 입사하는 광에너지를 측정할 수 있다. 이를 통해 식물의 잎에 도달하는 순복사 에너지 및 광 에너지의 양을 정확하게 측정할 수 있고, 식물의 증산량 및 광합성량을 측정 및 예측할 수 있는 도구로 활용할 수 있다. Since such an embedded sensor module can measure the luminous intensity and radiation value of solar energy through both sides, it is possible to measure light energy incident in various directions at various heights and positions. Through this, it is possible to accurately measure the amount of net radiant energy and light energy reaching the leaves of plants, and it can be used as a tool to measure and predict the amount of transpiration and photosynthesis of plants.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것 에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위 는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, although the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and detailed description of the invention, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can perform various modifications and equivalent other implementations therefrom. Yes it is possible Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

100 : 태양전지
110 : 써모커플
200 : 제1측정부
202 : 광도환산부
204 : 광도값 출력부
206 : 총복사 산출부
208 : 복사값 출력부
300 : 제2측정부
302 : 온도환산부
304 : 태양전지 효율보정부
306 : 복사환산부
100: solar cell
110: thermocouple
200: first measurement unit
202: luminance conversion unit
204: luminance value output unit
206: total radiation calculation unit
208: copy value output unit
300: second measurement unit
302: temperature conversion part
304: solar cell efficiency correction unit
306: copy conversion unit

Claims (9)

태양광을 입사받아 전기 에너지를 생성하는 태양전지를 가지는 임베디드 센서모듈;
상기 임베디드 센서모듈의 태양전지가 생성한 전기에너지를 측정하는 제1측정부;
상기 제1측정부로부터의 전기에너지 측정값을 광도값으로 환산하는 광도환산부; 및
상기 광도값을 제공받아 총복사값을 산출하는 총복사 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템.
an embedded sensor module having a solar cell that receives sunlight and generates electrical energy;
a first measurement unit for measuring the electric energy generated by the solar cell of the embedded sensor module;
a light intensity conversion unit converting the electric energy measured value from the first measuring unit into a light intensity value; and
A photometer and radiometer system using an embedded sensor module, characterized in that it includes; a total radiation calculation unit that receives the light intensity value and calculates a total radiation value.
제1항에 있어서,
상기 임베디드 센서모듈은 다양한 광원으로부터 나오는 파장에너지를 입력받는 써모커플을 더 구비하고,
상기 임베디드 센서모듈의 써모커플로부터의 전기에너지를 측정하는 제2측정부;
상기 제2측정부로부터의 전기에너지 측정값을 온도값으로 환산하는 온도환산부;
상기 온도환산부로부터의 온도값을 복사값으로 환산하는 복사환산부;를 포함하고,
상기 총복사 산출부는 상기 광도값과 상기 복사값을 제공받아 총복사값을 산출하는 것을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템.
According to claim 1,
The embedded sensor module further includes a thermocouple for receiving wavelength energy emitted from various light sources,
a second measurement unit for measuring electrical energy from the thermocouple of the embedded sensor module;
a temperature conversion unit converting the electrical energy measurement value from the second measurement unit into a temperature value;
a radiation conversion unit for converting the temperature value from the temperature conversion unit into a radiation value;
The total radiation calculator receives the light intensity value and the radiation value to calculate the total radiation value. Photometer and radiometer system using an embedded sensor module.
제2항에 있어서
상기 임베디드 센서모듈은,
태양전지와,
상기 태양전지의 하면에 위치하는 써모커플로 구성되며,
상기 제1측정부는 상기 태양전지의 양극에 연결되어 상기 태양전기가 생성한 전기에너지를 측정하고,
상기 제2측정부는 상기 써모커플을 구성하는 금속들에 연결되어 상기 써모커플이 생성한 전기에너지를 측정함을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템.
3. The method of claim 2
The embedded sensor module,
solar cells and
Consists of a thermocouple located on the lower surface of the solar cell,
The first measurement unit is connected to the positive electrode of the solar cell to measure the electrical energy generated by the solar electricity,
The second measuring unit is connected to the metals constituting the thermocouple to measure the electrical energy generated by the thermocouple, a photometer and radiometer system using an embedded sensor module.
제2항에 있어서
상기 임베디드 센서모듈은,
제1태양전지와,
상기 제1태양전지의 하면에 위치하는 제1써모커플과,
상기 제1써모커플의 하면에 위치하는 단열패드와,
상기 단열패드의 하면에 위치하는 제2써모커플과,
상기 제2써모커플의 하면에 위치하는 제2태양전지로 구성되며,
상기 제1측정부는 상기 제1 및 제2태양전지에 연결되어 상기 제1 및 제2태양전기가 생성한 전기에너지를 측정하고,
상기 제2측정부는 상기 제1 및 제2써모커플에 연결되어 상기 제1 및 제2써모커플이 생성한 전기에너지를 측정함을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템.
3. The method of claim 2
The embedded sensor module,
a first solar cell;
a first thermocouple positioned on a lower surface of the first solar cell;
an insulating pad positioned on a lower surface of the first thermocouple;
a second thermocouple located on the lower surface of the insulating pad;
Consists of a second solar cell located on the lower surface of the second thermocouple,
The first measurement unit is connected to the first and second solar cells to measure electrical energy generated by the first and second solar cells,
The second measuring unit is connected to the first and second thermocouples to measure the electrical energy generated by the first and second thermocouples. Photometer and radiometer system using an embedded sensor module.
제2항에 있어서,
상기 온도환산부가 출력하는 온도값에 대응되는 온도계수를 생성하여 상기 광도환산부로 제공하는 태양전지 효율보정부;를 더 구비하며,
상기 광도환산부는 상기 온도계수에 따라 환산된 광도값을 보정함을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템.
3. The method of claim 2,
A solar cell efficiency correction unit that generates a temperature coefficient corresponding to the temperature value output by the temperature conversion unit and provides it to the light intensity conversion unit;
The photometer and radiometer system using the embedded sensor module, characterized in that the light conversion unit corrects the converted light intensity value according to the temperature coefficient.
제5항에 있어서,
상기 광도환산부는 상기 온도계수에 따라 수학식 2에 따라 태양전지 효율을 변경하고,
상기 태양전지 효율을 환산된 광도값에 곱하여 보정함을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도계 및 복사계 시스템.
[수학식 2]
태양전지 효율(η, %) = [출력된 전기에너지(W/m2)] / [1m2에 입사한 빛에너지(W/m2)] x 100.
출력된 전기에너지(W/m2)= [온도계수 고려 ISC] x [온도계수 고려 VOC]
온도계수 고려 ISC 계산 = {1 + (α / 100) ⅹ (Tmod - 25)} ⅹ ISC
온도계수 고려 VOC 계산 = {1 + (β / 100) ⅹ (Tmod - 25)} ⅹ VOC
상기 수학식 2에서 태양전지 1m2에 입사한 빛에너지(W/m2)는 미리 정해지며, 단락전류(ISC,A)와 개방전압(VOC ,V)은 제1측정부로부터 제공되며, 온도계수(Tmod)는 태양전지 효율보정부로부터 제공되며, α는 단락전류(ISC,A)의 온도 계수(α, %/K), β는 개방전압(VOC,V)의 온도 계수(β, %/K), γ는 출력(PMPP ,W)의 온도 계수(γ, %/K)는 미리 정해짐.
6. The method of claim 5,
The light intensity conversion unit changes the solar cell efficiency according to Equation 2 according to the temperature coefficient,
A photometer and radiometer system using an embedded sensor module, characterized in that the solar cell efficiency is multiplied by the converted light intensity value and corrected.
[Equation 2]
Solar cell efficiency (η, %) = [Output electrical energy (W/m 2 )] / [Light energy incident on 1 m 2 (W/m 2 )] x 100.
Output electrical energy (W/m 2 )= [Considering temperature coefficient I SC ] x [Considering temperature coefficient V OC ]
Calculate the temperature coefficient I SC = {1 + (α / 100) ⅹ (T mod - 25)} ⅹ I SC
Calculate the temperature coefficient V OC = {1 + (β / 100) ⅹ (T mod - 25)} ⅹ V OC
In Equation 2, the light energy (W/m 2 ) incident on 1m 2 of the solar cell is predetermined, and the short-circuit current (I SC, A) and the open-circuit voltage (V OC , V) are provided from the first measurement unit, , the temperature coefficient (T mod ) is provided by the solar cell efficiency correction unit, α is the temperature coefficient of the short circuit current (I SC, A) (α, %/K), β is the temperature of the open circuit voltage (V OC ,V) Coefficient (β, %/K), γ is the temperature coefficient (γ, %/K) of the output (P MPP ,W) is predetermined.
태양광을 입사받아 전기 에너지를 생성하는 태양전지를 가지는 임베디드 센서모듈을 통해, 상기 태양전지로부터 생성된 전기에너지를 측정하는 단계;
상기 전기에너지 측정값을 광도값으로 환산하는 단계; 및
상기 광도값을 제공받아 총복사값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도 및 복사값 측정방법.
measuring the electrical energy generated from the solar cell through an embedded sensor module having a solar cell that receives sunlight and generates electrical energy;
converting the electrical energy measurement value into a luminance value; and
Calculating a total radiation value by receiving the light intensity value; Method for measuring light intensity and radiation value using an embedded sensor module, comprising: a.
제7항에 있어서,
상기 임베디드 센서모듈은 다양한 광원으로부터 나오는 파장에너지를 입력받는 써모커플을 더 구비하고,
상기 써모커플로부터의 전기에너지를 측정하는 단계;
상기 써모커플로부터의 전기에너지 측정값을 온도값으로 환산하는 단계;
상기 온도값을 복사값으로 환산하는 단계; 및
상기 광도값과 상기 복사값을 제공받아 총복사값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도 및 복사값 측정방법.
8. The method of claim 7,
The embedded sensor module further includes a thermocouple for receiving wavelength energy emitted from various light sources,
measuring electrical energy from the thermocouple;
converting a measured value of electrical energy from the thermocouple into a temperature value;
converting the temperature value into a radiation value; and
and calculating a total radiation value by receiving the luminance value and the radiation value.
제8항에 있어서,
상기 온도값에 대응되는 온도계수를 생성하고, 상기 온도계수에 따라 상기 환산된 광도값을 보정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 센서모듈을 활용한 광도 및 복사값 측정방법.
9. The method of claim 8,
Generating a temperature coefficient corresponding to the temperature value, and correcting the converted luminance value according to the temperature coefficient; Method for measuring luminous intensity and radiation using an embedded sensor module, characterized in that it further comprises.
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