KR20230083787A - 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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김지원
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전승혁
전형철
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Abstract

에너지 효율성을 개선한 저전력 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법을 제공한다.
빛으로부터 전기적 에너지를 생산하는 복수의 광발전 모듈을 포함하는 광발전 어레이, 복수의 광발전 모듈과 인접하게 마련되는 복수의 광센서, 및 광발전 어레이를 재구성하도록 복수의 광센서를 모니터링하는 컨트롤러를 포함하고, 컨트롤러는 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기에 따라 복수의 광발전 모듈의 전기적인 연결을 온 오프하도록 구성된다.

Description

광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법{RECONFIGURABLE PHOTO VOLTAIC ARRAY MONITORING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 에너지 효율성을 개선한 저전력 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
실내 사물인터넷 장비(IoT device)의 증가로 Batteryless Device의 수요가 증가하고 있고, Batteryless Device는 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를 전기 에너지로 전환시켜 수확하는 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 환경에 의존적으로 동작할 수 있다.
실내 IoT device는 다양한 환경에 반응하며 에너지를 공급받기 위해서 복수의 방향으로 광발전(PhotoVoltaic, PV) 모듈을 배치하여 연결한 Multidirectional PV array(MPA)를 이용할 수 있다.
MPA는 복수의 광발전 모듈이 각각 다른 세기의 빛에너지를 하베스팅하는 경우 광발전 어레이 전체 전력이 감소할 수 있고, 이러한 Shading Effect를 방지할 필요성이 있을 수 있다.
Shading Effect를 줄이기 위한 방법은 다이오드(diode)를 이용하는 정적(Static) 방식과 스위치(switch)를 이용하는 동적(dynamic) 방식을 포함할 수 있다.
동적 방식은 Shading이 존재하는 광발전 모듈의 스위치를 오프(Off)하는 것으로, 달리 별도의 스위치 제어가 필요하지만 적은 전압 손실로 인해 저전력으로 구동 가능할 수 있어 Batteryless Device에 적합할 수 있다.
일반적으로, 스위치를 이용한 동적 방식에 따라 광발전 어레이를 재구성하는 방법은 복수의 광발전 모듈 각각의 에너지 하베스팅 양을 측정하고, 측정된 복수의 광발전 모듈 각각의 하베스팅 양에 따라 복수의 스위치의 온 오프를 통해 광발전 어레이를 재구성할 수 있다.
광발전 모듈의 에너지 하베스팅 양을 측정하는 방법은 광발전 모듈을 직접 측정하는 직접 방식이 있으나, Open-Short circuit을 구성함으로써 하베스팅 양을 측정하는 동안 광발전 모듈이 에너지 하베스팅을 수행하지 못할 수 있다.
간접 방식은 데이터를 기반으로 예측하는 것으로, 일반적인 태양광 패널은 위치가 고정되어 있는 반면, 실내 IoT device는 다양한 움직임을 포함함으로 이전에 측정된 데이터와 현재의 상태가 일치하지 않을 수 있다.
복수의 광발전 모듈의 에너지 하베스팅 양에 따라 복수의 스위치의 온 오프를 통해 광발전 어레이를 재구성하는 방식은 Greedy, GA, Fuzzy, Rule based 등의 방식을 포함할 수 있으나, 최적의 스위치 조합을 찾는 과정에서 Computation Overhead가 존재함으로 추가적인 에너지 손실이 발생할 수 있다.
본 발명은 저전력으로 구동되는 광센서를 통해 복수의 광발전 모듈의 하베스팅 양을 추정하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화에 따라 광발전 어레이를 재구성하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 오프라인 모델링 데이터를 기반으로 광발전 어레이를 재구성하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치는 빛으로부터 전기적 에너지를 생산하는 복수의 광발전 모듈을 포함하는 광발전 어레이, 상기 복수의 광발전 모듈과 인접하게 마련되는 복수의 광센서, 및 상기 광발전 어레이를 재구성하도록 상기 복수의 광센서를 모니터링하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기에 따라 상기 복수의 광발전 모듈의 전기적인 연결을 온 오프하도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 광센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는 포토레지스터를 포함할 수 있다.
상기 포토레지스터의 저항 값은 상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 빛의 세기와 반비례될 수 있다.
상기 복수의 광센서는 복수의 방향을 향하는 상기 복수의 광발전 모듈과 같은 방향을 향하도록 각각 배치될 수 있다.
상기 복수의 광센서는 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 광센서는 상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기가 작은 하나의 타겟 광센서를 포함할 수 있다.
상기 복수의 광센서는 상기 복수의 광센서에 인가되는 전압이 상기 포토레지스터와 분배되도록 상기 포토레지스터와 전기적으로 연결되는 풀업저항 및 상기 복수의 광센서가 상기 포토레지스터의 전압 변화에 따라 신호를 발생하도록 마련되는 전압비교기를 더 포함할 수 있다.
상기 광발전 어레이는 상기 컨트롤러가 상기 복수의 광발전 모듈을 전기적으로 온 오프하도록 상기 복수의 광발전 모듈과 각각 선택적으로 연결되는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
상기 복수의 스위치는 저전력 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는 오프라인 모델링 데이터를 통한 상기 복수의 광발전 모듈의 전압과 전류의 관계에 따라 상기 광발전 어레이를 재구성할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법은 광발전 어레이에 마련되는 복수의 광발전 모듈이 빛으로부터 전기적 에너지를 생산하는 과정, 컨트롤러가 상기 복수의 광발전 모듈과 인접하게 마련되는 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기를 모니터링하는 과정, 및 상기 컨트롤러가 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기의 차이에 따라 상기 복수의 광발전 모듈의 전기적인 연결을 온 오프하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러가 상기 복수의 광센서 중 빛의 세기가 작은 하나의 광센서를 타겟 광센서로 선택하는 과정, 및 상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 비활성화모드로 상기 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화를 모니터링하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러가 상기 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화에 따라 상기 비활성화모드에서 활성화모드로 변경되고, 상기 광발전 어레이를 재구성하는 과정, 및 상기 컨트롤러가 상기 복수의 광센서의 빛의 세기를 재측정하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 광센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 반 비례하는 포토레지스터를 포함할 수 있다.
상기 타겟 광센서는 상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기가 작은 하나의 광센서일 수 있다.
상기 복수의 광센서는 상기 복수의 광발전 모듈이 향하는 복수의 방향마다 각각 마련될 수 있다.
상기 광발전 어레이는 상기 컨트롤러가 상기 복수의 광발전 모듈을 전기적으로 온 오프하도록 상기 복수의 광발전 모듈과 각각 선택적으로 연결되는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러가 오프라인 모델링 데이터를 통한 상기 복수의 광발전 모듈의 전압과 전류의 관계에 따라 상기 복수의 스위치의 온 오프를 제어하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러가 상기 타겟 광센서의 빛의 세기와 상기 복수의 광센서 중 다른 광센서의 빛의 세기의 차이가 작으면, 상기 복수의 광발전 모듈 전체가 구동되도록 상기 복수의 스위치 전체를 온하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러가 상기 타겟 광센서의 빛의 세기와 상기 복수의 광센서 중 다른 광센서의 빛의 세기의 차이가 크면, 상기 복수의 스위치 중 상기 타겟 광센서와 같은 방향을 향하는 상기 복수의 광발전 모듈과 연결되는 스위치를 오프하고, 상기 복수의 스위치 중 나머지 스위치 전체를 온하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 저전력으로 구동되는 광센서를 통해 복수의 광발전 모듈의 하베스팅 양을 추정함으로써, 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 타겟 광센서 하나에 측정되는 빛의 세기의 변화에 따라 광발전 어레이를 재구성함으로써, 정기적으로 복수의 광발전 모듈의 하베스팅 양을 측정함에 따른 에너지 손실을 방지할 수 있다.
본 발명은 오프라인 모델링 데이터를 기반으로 광발전 어레이를 재구성함으로써, Computation Overhead에 의한 추가적인 에너지 손실을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 광발전 어레이의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 실내 IoT device에 마련되는 복수의 광발전 모듈 및 복수의 광센서를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 복수의 광센서를 통한 복수의 광발전 모듈의 에너지 하베스팅의 효율성을 검증한 데이터를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 복수의 광센서에 마련되는 전압비교기가 컨트롤러에 신호를 발생하는 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화에 따라 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기를 재측정할 때 에너지 효율성을 검증한 데이터를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 비활성화모드로 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화만을 모니터링할 때 에너지 효율성을 검증한 데이터를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 오프라인 모델링 데이터에 따라 광발전 어레이를 재구성하는 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 오프라인 모델링 데이터에 따라 광발전 어레이를 재구성할 때 정확도를 검증한 데이터를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기와 다른 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기의 차이가 작은 경우 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 흐름을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기와 다른 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기의 차이가 큰 경우 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 흐름을 도시한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 광발전 어레이의 개략도이다. 도 2는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 실내 IoT device에 마련되는 복수의 광발전 모듈 및 복수의 광센서를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 복수의 광센서를 통한 복수의 광발전 모듈의 에너지 하베스팅의 효율성을 검증한 데이터를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 빛으로부터 전기적 에너지를 생산하는 광발전 모듈(100)을 포함하는 광발전 어레이(10)를 포함할 수 있다. 광발전 모듈(100)은 복수의 방향을 향하도록 마련되는 복수의 광발전 모듈(100)을 포함할 수 있다.
광발전 어레이(10)는 직렬 또는 병렬로 전기적으로 연결된 복수의 광발전 모듈(100)을 포함할 수 있다 광발전 모듈(100)은 광발전 배터리(PV cell)로 구성될 수 있다. 다만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 복수의 광발전 모듈(100)의 전기적인 연결을 컨트롤함으로써 광발전 어레이(10)를 재구성하도록 구성되는 컨트롤러(20)를 포함할 수 있다.
광발전 어레이(10)는 광발전 모듈(100)과 전기적으로 연결되는 스위치(110)를 포함할 수 있다. 스위치(110)는 컨트롤러(20)가 복수의 광발전 모듈(100)을 전기적으로 온 오프하도록 복수의 광발전 모듈(100)과 각각 선택적으로 연결되는 복수의 스위치(110)를 포함할 수 있다.
스위치(110)는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 스위치(110)는 저전력 트랜지스터를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 저전력으로 복수의 스위치(110)의 제어가 가능할 수 있다. 다만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 컨트롤러(20)는 복수의 광발전 모듈(100) 중 빛의 세기가 작은 적어도 하나의 광발전 모듈(100, Shaded 광발전 모듈)과 연결된 스위치(110)를 오프함으로써, 복수의 광발전 모듈(100)의 전체 에너지 하베스팅 양을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 광발전 모듈(100)과 인접하게 마련되는 광센서(30)를 포함할 수 있다. 광센서(30)는 복수의 광발전 모듈(100)과 인접하게 마련되는 복수의 광센서(30)를 포함할 수 있다.
복수의 광센서(30)는 복수의 방향을 향하는 복수의 광발전 모듈(100)과 같은 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 복수의 광센서(30)는 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
복수의 광발전 모듈(100)은 같은 방향을 향하는 적어도 하나의 광발전 모듈(100)을 포함할 수 있고, 복수의 광센서(30)는 각각 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 실내 IoT Device에 적합할 수 있고, 실내 IoT Device의 특성 상 복수의 방향을 향하는 표면을 포함할 수 있고, 복수의 표면에 마련된 복수의 광발전 모듈(100) 중 적어도 하나의 방향을 향하는 광발전 모듈(100)의 빛의 세기가 변하면 다른 방향을 향하는 복수의 광발전 모듈(100)의 빛의 세기도 함께 변할 수 있다.
하나의 광센서(20)와 같은 방향을 향하는 복수의 광발전 모듈(100)은 적어도 하나 이상일 수 있다. 도 2-(a)에서는 Dust sensor의 일측면 및 일측면과 마주하는 면에 하나의 광발전 모듈(100, p1 및 p4)이 배치될 수 있고, 타측면에 두 개의 광발전 모듈(100, p2 및 p3)이 배치될 수 있는 것으로 도시하고 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
마찬가지로, 도 2-(b)에서는 Remote control의 앞면에 하나의 광발전 모듈(100, p1)이 배치될 수 있고, 뒷면에 두 개의 광발전 모듈(100, p2 및 p3)이 배치될 수 있도록 도시하고 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 직접 측정하지 않고, 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정함으로써, 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 추정할 수 있다.
즉, 복수의 광센서(30)는 빛의 세기에 따른 특정한 전압을 가질 수 있고, 복수의 광센서(30)의 전압을 통해 컨트롤러(20)가 복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기를 파악할 수 있다. 컨트롤러(20)는 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 통해 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 추정할 수 있다.
복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 직접 측정하기 위해 복수의 광발전 모듈(100)의 회로를 Open and Short하지 않음으로써, 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 측정하는 동안 복수의 광발전 모듈(100)이 에너지를 하베스팅하지 못하는 것을 방지할 수 있다.
도 3-(a)를 참조하면, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 장치(1)의 컨트롤러(20)가 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정함으로써 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 추정하는 방식(PVoT)과 비교군으로 기존의 복수의 광발전 모듈(100)의 회로를 Open and Short하여 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 직접 측정하는 방식(Base)의 에너지 효율성을 비교할 수 있다.
기존 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 직접 측정하는 방식(Base)은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법에 비해 회로의 Open and Short로 인해 시간 소모가 클 수 있고, 이에 따라 컨트롤러(20, MCU)의 전력 소모량이 약 6배 증가함을 알 수 있다.
또한, 기존 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 직접 측정하는 방식(Base)의 복수의 광발전 모듈(100)을 측정할 때 소모되는 에너지 손실은 빛의 세기가 증가할수록 커질 수 있다.
도 3-(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 장치(1)의 컨트롤러(20)가 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정함으로써 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 추정하는 방식(PVoT)과 비교군으로 기존의 복수의 광발전 모듈(100)의 회로를 Open and Short하여 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 직접 측정하는 방식(Baseline)의 에너지 하베스팅 측정의 정확도는, 24시간동안 측정하는 경우 일부 측정 오차를 제외하면 유사한 것으로 나타남을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 복수의 광센서에 마련되는 전압비교기가 컨트롤러에 신호를 발생하는 구조를 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 흐름을 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화에 따라 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기를 재측정할 때 에너지 효율성을 검증한 데이터를 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 비활성화모드로 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화만을 모니터링할 때 에너지 효율성을 검증한 데이터를 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 오프라인 모델링 데이터에 따라 광발전 어레이를 재구성하는 구조를 도시한 도면이다. 도 10은 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 컨트롤러가 오프라인 모델링 데이터에 따라 광발전 어레이를 재구성할 때 정확도를 검증한 데이터를 도시한 도면이다. 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기와 다른 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기의 차이가 작은 경우 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 흐름을 도시한 도면이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치 및 방법에 있어서, 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기와 다른 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기의 차이가 큰 경우 컨트롤러가 광발전 어레이를 재구성하는 흐름을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)의 컨트롤러(20)는 복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기에 따라 복수의 광발전 모듈(100)의 전기적인 연결을 온 오프하도록 구성될 수 있다.
복수의 광센서(30)는 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는 포토레지스터(300)를 포함할 수 있다. 포토레지스터(300)의 저항 값은 컨트롤러(20)가 저전력으로 복수의 광센서(30)를 모니터링하도록 빛의 세기와 반비례될 수 있다.
복수의 광센서(30)는 컨트롤러(20)가 저전력으로 복수의 광센서(30)를 모니터링하도록 복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기가 작은 하나의 타겟 광센서(30a)를 포함할 수 있다.
타겟 광센서(30a)에 측정되는 빛의 세기는 복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기 중 가장 작을 수 있다. 타겟 광센서(30a)의 저항 값은 타겟 광센서(30a)에 측정되는 저항 값과 반 비례하므로, 타겟 광센서(30a)의 저항 값은 복수의 광센서(30)의 저항 값 중에 가장 클 수 있다.
복수의 광센서(30)에 인가되는 전압이 동일할 경우, 저항 값이 가장 큰 타겟 광센서(30a)에 흐르는 전류는 가장 작을 수 있고, 이에 따라 타겟 광센서(30a)가 소비하는 전력이 가장 낮을 수 있다.
따라서, 컨트롤러(20)는 저전력으로 타겟 광센서(30a)만을 모니터링할 수 있으므로, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.
복수의 광센서(30)는 컨트롤러(20)가 포토레지스터(300)의 전압 값을 측정하도록 포토레지스터(300)와 전기적으로 연결되는 풀업저항(310) 및 복수의 광센서(30)가 타겟 광센서(30a)의 전압 변화에 따라 신호를 발생하도록 마련되는 전압비교기(320)를 포함할 수 있다.
전압비교기(320)는 빛의 세기가 작다가 커지는 것을 측정하도록 구성되는 제1 전압비교기(321) 및 빛의 세기가 크다가 작아지는 것을 측정하도록 구성되는 제2 전압비교기(322)를 포함할 수 있다. 즉, 전압비교기(320)는 두 개일 수 있다. 다만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 전압비교기(320)는 저전력 전압비교기(320)를 포함할 수 있다.
제1 전압비교기(321)를 통해 타겟 광센서(30a)에 측정되는 빛의 세기가 커지는 것을 비교할 수 있고, 제2 전압비교기(322)를 통해서 광발전 어레이(10) 전체에 측정되는 빛의 세기가 작아지는 것을 비교할 수 있다. 타겟 광센서(30a)에 측정되는 빛의 세기가 작아지는 경우 복수의 광센서(30) 전체에 측정되는 빛의 세기가 함께 작아지는 것으로 추측할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)의 컨트롤러(20)는 광발전 어레이(10)에 마련되고 빛으로부터 전기적 에너지를 생산하는 복수의 광발전 모듈(100)과 인접하게 마련되는 복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기를 측정할 수 있다. (S601)
컨트롤러(20)는 복수의 광센서(30) 중에 빛의 세기가 가장 작은 하나의 광센서(30)를 타겟 광센서(30a)로 선택하고(S602), 타겟 광센서(30a)의 포토레지스터(300)에 전압을 인가(EN1)하고 비활성화모드로 타겟 광센서(30a)만을 모니터링할 수 있다. (S603)
컨트롤러(20)에 의해 모니터링되는 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기가 변하면, 타겟 광센서(30a)의 포토레지스터(300)의 저항 값이 변할 수 있고, 이에 따라 풀업저항(310)과 포토레지스터(300)에 분배되는 전압 값이 달라져 포토레지스터(300)의 전압 값(V1)이 변할 수 있다.
포토레지스터(300)의 전압 값(V1)이 변하면 전압비교기(320)에 의해 자동으로 컨트롤러(20)로 향하는 신호(IRQ1)가 발생될 수 있다.
전압비교기(320)로부터 신호를 받은 컨트롤러(20)는 비활성화모드에서 활성화모드로 변경될 수 있고, 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 재측정할 수 있다. (S604)
재측정된 복수의 광센서(30)의 전압 값으로부터 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양을 추정할 수 있고, 추정된 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 하베스팅 양에 따라 복수의 광발전 모듈(100)의 에너지 효율의 최적의 조합을 오프라인 모델링 데이터를 통해 도출할 수 있다.
도출된 오프라인 모델링 데이터에 따라 복수의 광발전 모듈(100)의 전압과 전류의 관계를 추출할 수 있고, 추출된 복수의 광발전 모듈(100)의 전압과 전류의 관계로부터 컨트롤러(20)는 복수의 스위치(110)를 온 오프하여 광발전 어레이(10)를 재구성할 수 있다. (S605)
즉, 컨트롤러(20)는 복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기의 차이에 따라 복수의 광발전 모듈(100)의 전기적인 연결을 온 오프할 수 있다.
복수의 광발전 모듈(100)을 재구성한 컨트롤러(20)는 재측정된 복수의 광센서(30)의 빛의 세기에 따라 복수의 광센서(30) 중 빛의 세기가 가장 작은 하나의 광센서(30)를 새로운 타겟 광센서(30a)로 선택하고 활성화모드에서 비활성화모드로 변경되어 새로운 타겟 광센서(30a)만을 모니터링할 수 있다.
본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 타겟 광센서(30a)에 측정되는 빛의 세기를 정기적 또는 수시적으로 측정하지 않고, 전압비교기(320)를 통해 타겟 광센서(30a)에 측정되는 빛의 세기가 변할 때만 컨트롤러(20)가 복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기를 재측정함으로써, 불필요한 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
도 7를 참조하면, 복수의 광발전 모듈(100)의 빛의 세기가 시간에 따라 변하는 조건에서, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 장치(1)의 컨트롤러(20)가 타겟 광센서(30a)에 측정되는 빛의 세기가 변할 때만 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정하는 방식(PVoT)과 비교군으로 컨트롤러(20)가 15분, 7분, 1분 마다 주기적으로 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정하는 방식(15min, 7min, 1min)을 비교하면, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 장치(1)의 방식(PVoT)이 에너지 효율적임을 알 수 있다.
예를 들어, 도 7-(a)의 Case1에서는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 장치(1)의 방식(PVoT)이 419.5mJ로 에너지 효율이 가장 높고, 7분 마다 측정하는 7min 방식이 400.2mJ로 다음으로 높고, 도 7-(b)의 Case2에서는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 장치(1)의 방식(PVoT)이 292.2mJ로 에너지 효율이 가장 높고, 1분 마다 측정하는 1min 방식이 251.7mJ로 다음으로 높은 것을 확인할 수 있다.
따라서, 특히 실내 IoT Device에서는 빛의 세기가 다양하게 변할 수 있으므로 빛의 세기를 주기적으로 측정하는 것보다, 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기가 변할 때만 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정하는 것이 에너지 효율적일 수 있다.
본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법은 컨트롤러(20)가 항상 활성화모드로 복수의 광발전 모듈(100)을 모니터링하는 것에 비해 에너지 효율성을 극대화할 수 있다.
도 8를 참조하면, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)의 컨트롤러(20)가 활성화모드와 비활성화모드일 때 에너지 소비량을 비교할 수 있고, 컨트롤러(20)가 비활성화모드에서 복수의 광센서(30)를 모니터링하는 것과 타겟 광센서(30a)만을 모니터링할 때의 에너지 소비량을 비교할 수 있다.
예를 들어, 도 8-(a)를 참조하면, 복수의 광센서(30)가 3개일 때, 컨트롤러(20)가 비활성화모드에서의 전력 소모량은 4uW일 수 있고, 컨트롤러(20)가 활성화모드에서의 전력 소모량은 350uW일 수 있다.
컨트롤러(20)는 활성화모드에서 약 2초씩 동작할 수 있고, 1시간마다 1번씩 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정하는 경우라면, 총 에너지 소모량은 16.8mJ일 수 있고, 이는 200lux의 빛의 세기로 에너지를 하베스팅하는 두 개의 광발전 모듈(100)이 24시간 동안 하베스팅하는 에너지의 0.17%에 해당할 수 있다.
예를 들어, 도 8-(b)를 참조하면, 컨트롤러(20)가 비활성화모드에서 타겟 광센서(30a)만을 모니터링하는 것은 3개의 광센서(30)를 모두 모니터링하는 것과 비교하여 전력 소모량이 약 1/3일 수 있고, 컨트롤러(20)가 비활성화모드에서 타겟 광센서(30a)만을 모니터링하는 전력 소모량은 200lux의 빛의 세기로 에너지를 하베스팅하는 두 개의 광발전 모듈(100)이 24시간 동안 하베스팅하는 에너지의 1.9%에 해당할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)는 저전력으로 모니터링을 수행할 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치(1)의 컨트롤러(20)는 오프라인 모델링 데이터를 통한 복수의 광발전 모듈(100)의 전압과 전류의 관계에 따라 광발전 어레이(10)를 재구성할 수 있다.
복수의 광센서(30)에 측정되는 빛의 세기로부터 복수의 광발전 모듈(100) 간의 에너지 하베스팅 양의 차이를 추정할 수 있고, 컨트롤러(20)가 복수의 광발전 모듈(100) 간의 에너지 하베스팅 양의 차이를 기반으로 복수의 광발전 모듈(100)을 최적의 조합으로 재구성할 수 있도록 오프라인 모델링 데이터를 통해 역치 또는 한계치(Threshold Value, 감마스레스홀드)를 지정할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법의 오프라인 모델링 방법은 실내 환경의 빛의 세기를 기준으로 빛의 세기를 0 ~ 1500lux로 지정할 수 있고, 도 9-(a)를 참조하면, Single Diode Model(SDM)을 통해 10lux 간격으로 복수의 광발전 모듈(100)의 전압과 전류의 관계를 추출할 수 있다.
추출된 복수의 광발전 모듈(100)의 전압과 전류의 관계를 Simulink를 통해 역치 또는 한계치인 감마스레스홀드를 복수의 광발전 모듈(100)의 빛의 세기의 비율로 도출하여 테이블화할 수 있다.
컨트롤러(20)는 도출된 감마스레스홀드의 테이블을 적용하여 복수의 스위치(110)의 온 오프를 제어함으로써, 광발전 어레이(10)를 재구성할 수 있다.
예를 들어, 도 9-(b)를 참조하면, 두 개의 광발전 모듈(100) 중 어느 하나의 광발전 모듈(100)의 빛의 세기가 1000lux일 때 나머지 광발전 모듈(100)의 빛의 세기가 25lux라면 감마스레스홀드가 0.027이고 복수의 광발전 모듈(100)의 빛의 세기의 비율이 0.025이므로, 컨트롤러(20)가 25lux의 빛의 세기를 가진 광발전 모듈(100)과 연결된 스위치(110)를 오프함으로써, 광발전 어레이(10)를 재구성하는 것이 에너지 효율적일 수 있다.
도 10을 참조하면, 도출된 감마스레스홀드의 테이블의 정확성을 검증할 수 있다. 예를 들어, 도 10-(a)를 참조하면, 두 개의 광발전 모듈(100) 중 하나의 광발전 모듈(100, PV1)의 빛의 세기는 300lux로 고정될 수 있고, 두 개의 광발전 모듈(100) 중 다른 하나의 광발전 모듈(100, PV2)의 빛의 세기는 0 ~ 50lux로 변경될 수 있다.
이론적인 감마스레스홀드의 값은 0.0283일 수 있고, 실제 감마스레스홀드의 값은 0.03일 수 있어, 이론적인 감마스레스홀드의 값과 실제 감마스레스홀드의 값의 오차가 작음을 확인할 수 있고, 이 때 빛의 세기가 변동되는 광발전 모듈(100, PV2)의 빛의 세기는 9.06lux일 수 있다.
예를 들어, 도 10-(b)를 참조하면, 두 개의 광발전 모듈(100) 중 하나의 광발전 모듈(100, PV1)의 빛의 세기는 1000lux로 고정될 수 있고, 두 개의 광발전 모듈(100) 중 다른 하나의 광발전 모듈(100, PV2)의 빛의 세기는 0 ~ 50lux로 변경될 수 있다.
이론적인 감마스레스홀드의 값은 0.027일 수 있고, 실제 감마스레스홀드의 값은 0.0268일 수 있어, 이론적인 감마스레스홀드의 값과 실제 감마스레스홀드의 값의 오차가 작음을 확인할 수 있고, 이 때 빛의 세기가 변동되는 광발전 모듈(100, PV2)의 빛의 세기는 26.86lux일 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법의 두 가지 동작 방식을 예시를 들어 상세히 설명하도록 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법의 컨트롤러(20)는 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기에 변화가 있는 경우 비활성화모드에서 활성화모드로 변경될 수 있고, 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정할 수 있다. (S1101)
측정된 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기와 복수의 광센서(30) 중 나머지 광센서(30)의 빛의 세기의 차이가 작은 경우, 컨트롤러(20)는 복수의 광발전 모듈(100)을 모두 연결하도록 복수의 스위치(110)를 모두 온할 수 있다. (S1102)
광발전 어레이(10)를 재구성한 컨트롤러(20)는 활성화모드에서 비활성화모드로 변경될 수 있고, 복수의 광센서(30) 중 빛의 세기가 가장 작은 새로운 하나의 광센서(30)를 타겟 광센서(30a)로 선택하고 비활성화모드에서 모니터링을 수행할 수 있다. (S1103)
복수의 광센서(30) 간의 빛의 세기의 차이가 커질 만큼 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기가 작아지면, 컨트롤러(20)는 비활성화모드에서 활성화모드로 변경될 수 있고, 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 재측정할 수 있다. (S1104)
컨트롤러(20)는 재측정된 복수의 광센서(30)의 빛의 세기에 따라 광발전 어레이(10)를 다시 재구성할 수 있다. (S1105)
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법의 컨트롤러(20)는 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기에 변화가 있는 경우 비활성화모드에서 활성화모드로 변경될 수 있고, 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 측정할 수 있다. (S1201)
측정된 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기와 복수의 광센서(30) 중 나머지 광센서(30)의 빛의 세기의 차이가 큰 경우, 컨트롤러(20)는 복수의 스위치(110) 중 타겟 광센서(30a)와 같은 방향을 향하는 복수의 광발전 모듈(100)과 연결되는 스위치(110)를 오프하고, 복수의 스위치(110) 중 나머지 스위치(110)를 모두 온할 수 있다. (S1202)
광발전 어레이(10)를 재구성한 컨트롤러(20)는 활성화모드에서 비활성화모드로 변경될 수 있고, 복수의 광센서(30) 중 빛의 세기가 가장 작은 새로운 하나의 광센서(30)를 타겟 광센서(30a)로 선택하고 비활성화모드에서 모니터링을 수행할 수 있다. (S1203)
복수의 광센서(30) 간의 빛의 세기의 차이가 커질 만큼 타겟 광센서(30a)의 빛의 세기가 커지면, 컨트롤러(20)는 비활성화모드에서 활성화모드로 변경될 수 있고, 복수의 광센서(30)의 빛의 세기를 재측정할 수 있다. (S1204)
컨트롤러(20)는 재측정된 복수의 광센서(30)의 빛의 세기에 따라 광발전 어레이(10)를 다시 재구성할 수 있다. (S1205)
이상 특정 실시 예에 의하여 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이러한 실시 예에 한정되는 것이 아니다.
특허청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 실시 예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
10: 광발전 어레이 100: 광발전 모듈
110: 스위치 20: 컨트롤러
30: 광센서 30a: 타겟 광센서
300: 포토레지스터 310: 풀업저항
320: 전압비교기 321: 제1 전압비교기
322: 제2 전압비교기

Claims (20)

  1. 빛으로부터 전기적 에너지를 생산하는 복수의 광발전 모듈을 포함하는 광발전 어레이;
    상기 복수의 광발전 모듈과 인접하게 마련되는 복수의 광센서; 및
    상기 광발전 어레이를 재구성하도록 상기 복수의 광센서를 모니터링하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기에 따라 상기 복수의 광발전 모듈의 전기적인 연결을 온 오프하도록 구성되는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 광센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는 포토레지스터를 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 포토레지스터의 저항 값은 상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 빛의 세기와 반비례되는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 광센서는 복수의 방향을 향하는 상기 복수의 광발전 모듈과 같은 방향을 향하도록 각각 배치되는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 광센서는 서로 다른 방향을 향하도록 배치되는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 광센서는 상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기가 작은 하나의 타겟 광센서를 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복수의 광센서는 상기 복수의 광센서에 인가되는 전압이 상기 포토레지스터와 분배되도록 상기 포토레지스터와 전기적으로 연결되는 풀업저항 및 상기 복수의 광센서가 상기 포토레지스터의 전압 변화에 따라 신호를 발생하도록 마련되는 전압비교기를 더 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광발전 어레이는 상기 컨트롤러가 상기 복수의 광발전 모듈을 전기적으로 온 오프하도록 상기 복수의 광발전 모듈과 각각 선택적으로 연결되는 복수의 스위치를 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수의 스위치는 저전력 트랜지스터를 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 오프라인 모델링 데이터를 통한 상기 복수의 광발전 모듈의 전압과 전류의 관계에 따라 상기 광발전 어레이를 재구성하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 장치.
  11. 광발전 어레이에 마련되는 복수의 광발전 모듈이 빛으로부터 전기적 에너지를 생산하는 과정;
    컨트롤러가 상기 복수의 광발전 모듈과 인접하게 마련되는 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기를 모니터링하는 과정; 및
    상기 컨트롤러가 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기의 차이에 따라 상기 복수의 광발전 모듈의 전기적인 연결을 온 오프하는 과정;을 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 복수의 광센서 중 빛의 세기가 작은 하나의 광센서를 타겟 광센서로 선택하는 과정; 및
    상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 비활성화모드로 상기 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화를 모니터링하는 과정;을 더 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 타겟 광센서에 측정되는 빛의 세기의 변화에 따라 상기 비활성화모드에서 활성화모드로 변경되고, 상기 광발전 어레이를 재구성하는 과정; 및
    상기 컨트롤러가 상기 복수의 광센서의 빛의 세기를 재측정하는 과정;을 더 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 복수의 광센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 반 비례하는 포토레지스터를 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 타겟 광센서는 상기 컨트롤러가 저전력으로 상기 복수의 광센서를 모니터링하도록 상기 복수의 광센서에 측정되는 빛의 세기가 작은 하나의 광센서인 광발전 어레이 모니터링 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 광센서는 상기 복수의 광발전 모듈이 향하는 복수의 방향마다 각각 마련되는 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 광발전 어레이는 상기 컨트롤러가 상기 복수의 광발전 모듈을 전기적으로 온 오프하도록 상기 복수의 광발전 모듈과 각각 선택적으로 연결되는 복수의 스위치를 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 오프라인 모델링 데이터를 통한 상기 복수의 광발전 모듈의 전압과 전류의 관계에 따라 상기 복수의 스위치의 온 오프를 제어하는 과정;을 더 포함하는 광발전 어레이 재구성 모니터링 방법.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 타겟 광센서의 빛의 세기와 상기 복수의 광센서 중 다른 광센서의 빛의 세기의 차이가 작으면, 상기 복수의 광발전 모듈 전체가 구동되도록 상기 복수의 스위치 전체를 온하는 과정;을 더 포함하는 광발전 어레이 모니터링 방법.
  20. 제 12항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 타겟 광센서의 빛의 세기와 상기 복수의 광센서 중 다른 광센서의 빛의 세기의 차이가 크면, 상기 복수의 스위치 중 상기 타겟 광센서와 같은 방향을 향하는 상기 복수의 광발전 모듈과 연결되는 스위치를 오프하고, 상기 복수의 스위치 중 나머지 스위치 전체를 온하는 과정;을 더 포함하는 광발전 어레이 모니터링 방법.
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CN117239892A (zh) * 2023-09-11 2023-12-15 北京航空航天大学 可自主重构的飞艇的能源系统和飞艇

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