KR20220039505A

KR20220039505A - 태양전지모듈 센싱장치

Info

Publication number: KR20220039505A
Application number: KR1020200172662A
Authority: KR
Inventors: 양범승
Original assignee: 양범승
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-03-29

Abstract

본 발명은 태양전지모듈 센싱장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지모듈 배면에 정션박스와 연결되게 설치되어 태양광전지모듈의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여 태양광발전설비의 전체 발전량, 어레이별 성능 및 발전량, 각 태양전지모듈의 발전량 및 열화 상태를 모니터링할 수 있는 태양전지모듈 센싱장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치는 각 태양전지모듈의 전류, 전압, 온도 특성을 검출하여 태양전지모듈의 발전량과 열화 상태를 모니터링함으로써 태양광발전설비의 전체 발전량, 어레이별 성능 및 발전량을 파악할 수 있고, 고장난 태양전지모듈의 위치를 인식하여 외부로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명은 태양광 발전설비 및 모듈의 정보를 모니터링하기 위한 시스템 구성을 간단하게 하여 발전설비의 유지보수 비용을 줄이고 설비의 유연성을 확보하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 구동을 위한 별도의 전원 추가 없이 태양전지모듈의 발전 전력을 활용, 센서로 공급받아 센싱 및 통신에 활용할 수 있다.
또한, 축적된 정보를 기반으로 머신러닝 & 딥러닝 기법을 이용한 태양광 발전량 예측, 이상 및 열화진단을 수행할 수 있다.

Description

태양전지모듈 센싱장치{Solar cell module sensing device}

본 발명은 태양전지모듈 센싱장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지모듈 배면에 정션박스와 연결되게 설치되어 태양광전지모듈의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여 태양광발전설비의 전체 발전량, 어레이별 성능 및 발전량, 각 태양전지모듈의 발전량 및 열화 상태를 모니터링할 수 있는 태양전지모듈 센싱장치에 관한 것이다.

기존 태양광 발전 시스템은 복수의 태양전지모듈을 직렬로 연결한 복수의 스트링으로 구성되고, 이 스트링들은 접속반에서 병렬로 연결되며, 접속반은 인버터와 연결되는 구성으로 되어 있다.

이러한 구조의 시스템의 효율은 우수하지만 발전 시스템을 구성하는 셀 상호간, 모듈 상호간, 스트링 상호간에 발생하는 전압의 불일치로 발전량 손실률이 발생하고 있다. 전압이 불일치하는 원인으로는 구름 및 건물의 그림자, 오염, 셀 열화 및 소손 등 여러가지 원인에 의해 발생하므로 발전 수명 및 안전에 많은 문제점을 야기한다.

위와 같이 태양광 발전의 시스템이 다양해지고 있으며 대규모로 설치 운용되고 있어서 발전 설비의 유지보수와 감시를 효율적으로 할 필요가 강하게 대두되었으며, 많은 태양광 발전 시스템에서 이러한 요구를 해결하기 위해 다양한 방법이 제시되고 있는 실정이다.

그러나, 기존의 태양광 발전 설비 모니터링 기술에 대한 문제점은 인버터 중심으로 모든 측정이 이뤄지고 있기 때문에 발전설비의 가장 많은 비중을 차지하고 있는 태양전지모듈의 개별적인 상태정보를 자세하게 알 수 없다.

종래의 정션박스는 태양전지모듈에 각각 설치되어 구름이나 그림자 등에 의한 손실을 예방하기 위해 출력이 저하된 셀이나 셀 그룹을 우회하여 전류가 흐르도록 하는 바이패스 다이오드가 설치되어 있으나, 태양전지모듈의 발전량이나 이상 유무 및 온도 등의 상태정보를 계측하는 기능이 없어 태양전지모듈별 상태정보를 정확하게 파악하기 어렵다.

대한민국 등록특허 10-1240964 대한민국 등록특허 10-1077110 대한민국 등록특허 10-1156491 대한민국 공개특허 10-2011-0121034

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 각 태양전지모듈의 전류, 전압, 온도 특성을 검출하여 태양전지모듈의 발전량과 열화 상태를 모니터링함으로써 태양광발전설비의 전체 발전량, 어레이별 성능 및 발전량을 파악할 수 있고, 고장난 태양전지모듈의 위치를 인식하여 외부로 전송할 수 있는 태양전지모듈 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 태양광 발전설비 및 모듈의 정보를 모니터링하기 위한 시스템 구성을 간단하게 하여 발전설비의 유지보수 비용을 줄이고 설비의 유연성을 확보하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있는 태양전지모듈 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구동을 위한 별도의 전원 추가 없이 태양전지모듈의 발전 전력을 활용, 센서로 공급받아 센싱 및 통신에 활용할 수 있는 태양전지모듈 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 태양전지모듈의 전압, 전류, 이상유무, 환경값을 실시간 측정하고, 측정 정보를 외부(통합관리부, 관제부 등)로 무선 전송할 수 있는 태양전지모듈 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치는 태양전지모듈의 후면에 일 면이 부착되는 본체와; 상기 본체의 일 측에 구비되고, 상기 태양전지모듈에 설치된 정션박스의 입력케이블과 출력케이블에 접속되는 전력접속모듈과; 상기 본체에 내장되고, 상기 전력접속모듈에 접속되어 상기 태양전지모듈의 전압, 전류를 측정하는 전력측정모듈과; 상기 태양전지모듈의 배면을 향하는 상기 본체의 일 면에 구비되어 상기 태양전지모듈의 온도를 측정하는 온도측정모듈과; 상기 전력측정모듈에서 측정된 전력정보와, 상기 온도측정모듈에서 측정된 온도정보를 외부의 통합관리부로 무선 전송하는 무선통신모듈;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치는 각 태양전지모듈의 전류, 전압, 온도 특성을 검출하여 태양전지모듈의 발전량과 열화 상태를 모니터링함으로써 태양광발전설비의 전체 발전량, 어레이별 성능 및 발전량을 파악할 수 있고, 고장난 태양전지모듈의 위치를 인식하여 외부로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명은 태양광 발전설비 및 모듈의 정보를 모니터링하기 위한 시스템 구성을 간단하게 하여 발전설비의 유지보수 비용을 줄이고 설비의 유연성을 확보하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 구동을 위한 별도의 전원 추가 없이 태양전지모듈의 발전 전력을 센싱 및 통신에 활용할 수 있다.

또한, 본 발명은 태양전지모듈의 전압, 전류, 이상유무, 환경값을 실시간 측정하고, 측정 정보를 통합관리부 또는 관제부로 무선 전송할 수 있다.

또한, 각각의 태양전지모듈에서 실시간으로 전송된 데이터값을 저장하고, 장기간의 빅데이터로 활용할 수 있다.

또한, 머신러닝 & 딥러닝 기법을 이용한 태양광발전량 예측, 이상 및 열화진단을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치의 구성요소를 나타낸 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양전지모듈 센싱장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치(100)가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치(100)는 본체와, 전력접속모듈(110)과, 전력측정모듈(120)과, 온도측정모듈(130)과, 로컬제어모듈(140)과, 무선통신모듈(150)을 구비한다.

본체는 태양전지모듈(10)의 후면에 일 면이 부착 및 고정되는 것으로서, 서로 대향되는 양측에 전력접속모듈(110)이 설치되고, 내부에는 전력측정모듈(120), 온도측정모듈(130), 로컬제어모듈(140), 무선통신모듈(150)이 설치되는 공간부가 마련된다.

전력접속모듈(110)은 본체의 서로 대향되는 일 측과 타 측에 각각 구비되며, 태양전지모듈(10)에 설치된 정션박스(20)의 입력케이블과 출력케이블에 접속된다.

전력접속모듈(110)은 입력케이블과 출력케이블에 각각 결합되어 입력케이블과 출력케이블에 전기적으로 접속되는 제1접속단과 제2접속단을 구비한다.

도면에 도시되어 있지 않지만 제1접속단과 제2접속단은 클램프 방식으로 내측에 케이블을 넣고 닫을 시 접속단자가 케이블 내로 파고들어가 케이블 내의 도선에 물리적, 전기적으로 접속되는 구조를 갖는 케이블접속구를 적용할 수 있다.

전력측정모듈(120)은 본체에 내장되고, 전력접속모듈(110)에 접속되어 태양전지모듈(10)의 전압, 전류를 측정하는 것으로, 전압측정부와 전류측정부를 포함하여 구성된다.

온도측정모듈(130)은 태양전지모듈(10)의 배면을 향하는 본체의 일 면에 구비되고, 태양전지모듈(10)의 배면이 밀착되게 배치되어 태양전지모듈(10)의 온도를 측정한다.

무선통신모듈(150)은 전력측정모듈(120)에서 측정된 전력정보와, 온도측정모듈(130)에서 측정된 온도정보를 외부의 통합관리부(200)로 무선 전송한다.

로컬제어모듈(140)은 전력접속모듈(110), 전력측정모듈(120), 온도측정모듈(130) 및 무선통신모듈(150)의 동작을 각각 제어한다.

로컬제어모듈(140)은 해당 태양전지모듈(10)의 발전 전압, 발전 전류, 온도를 모니터링하고, 통합관리부(200)로 이를 전송함으로써 통합관리부(200)에서는 태양광발전설비의 전체 발전량, 어레이별 성능 및 발전량, 태양전지모듈(10)의 발전량 및 열화 상태를 모니터링할 수 있고, 이에 따른 태양전지모듈(10)별, 어레이별로 유지관리를 쉽게 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 태양전지모듈 센싱장치는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 태양전지모듈
20 : 정션박스
100 : 태양전지모듈 센싱장치
110 : 전력접속부
120 : 전력측정모듈
130 : 온도측정모듈
140 : 로컬제어부
150 : 무선통신모듈
200 : 통합관리부

Claims

태양전지모듈의 후면에 일 면이 부착되는 본체와;
상기 본체의 일 측에 구비되고, 상기 태양전지모듈에 설치된 정션박스의 입력케이블과 출력케이블에 접속되는 전력접속모듈과;
상기 본체에 내장되고, 상기 전력접속모듈에 접속되어 상기 태양전지모듈의 전압, 전류를 측정하는 전력측정모듈과;
상기 태양전지모듈의 배면을 향하는 상기 본체의 일 면에 구비되어 상기 태양전지모듈의 온도를 측정하는 온도측정모듈과;
상기 전력측정모듈에서 측정된 전력정보와, 상기 온도측정모듈에서 측정된 온도정보를 외부의 통합관리부로 무선 전송하는 무선통신모듈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 센싱장치.