WO2020222376A1 - 태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 진단 방법 - Google Patents

태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 진단 방법 Download PDF

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WO2020222376A1
WO2020222376A1 PCT/KR2019/012620 KR2019012620W WO2020222376A1 WO 2020222376 A1 WO2020222376 A1 WO 2020222376A1 KR 2019012620 W KR2019012620 W KR 2019012620W WO 2020222376 A1 WO2020222376 A1 WO 2020222376A1
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panel
unit
panel array
array
electric
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PCT/KR2019/012620
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임상채
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주식회사 토브
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    • 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
    • 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
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10—Cleaning arrangements
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a solar panel condition diagnosis system for diagnosing the condition of a solar panel surface using a solar panel cleaning robot device, and a diagnosis method using the same.
  • Such a solar power generation system converts solar energy into electric energy by condensing light on a solar photovoltaic panel. Furthermore, the solar power generation system interconnects the power generation facility and the monitoring system through a network, measures the amount of power generation of each power generation facility, and monitors the state of the power generation facility, so that the state of each power generation facility can be checked from a remote location.
  • a measuring instrument capable of measuring current and voltage may be installed in each solar panel.
  • a measuring instrument capable of measuring current and voltage may be installed in each solar panel.
  • the condensing efficiency of the solar power generation facility may be increased by removing foreign substances attached to the surface of the solar panel using the solar cleaning robot.
  • the solar cleaning robot travels on the surface of a plurality of solar panels arranged in a row and removes foreign substances on the solar panels. If a sensor that can detect the state of a solar panel is installed in the solar cleaning robot using these characteristics, the panel in question can be easily found and the manpower and cost used for panel maintenance can be minimized.
  • a solar panel condition diagnosis capable of sensing the condition information of the solar panel while moving along the solar panel and removing foreign substances attached to the solar panel surface
  • An object of the present invention is to provide a solar panel condition diagnosis system capable of diagnosing the condition of a solar panel by using sensing information sensed by a solar panel cleaning robot apparatus, and a method using the same. .
  • an embodiment of the present invention is a solar panel state capable of providing information on the number and arrangement of solar panels by sensing the electric field and magnetic field strength of the solar panel using a sensor in the solar panel cleaning robot device.
  • One object is to provide a diagnostic system and a method using the same.
  • a solar panel condition diagnosis system for diagnosing a condition of a panel array, comprising: an inverter converting DC current generated from the panel array into AC current; A cleaning robot that moves along the panel array, cleans the surface of the panel array, includes a plurality of sensors, and senses status information of the panel array with the plurality of sensors; And a diagnosis server receiving status information of the panel array from the cleaning robot, diagnosing the presence or absence of an abnormality in the panel array, and displaying the cause of the abnormality in the panel array. to provide.
  • the panel array is characterized in that it is composed of a plurality of unit panels.
  • the state information includes information on the intensity, temperature, and amount of insolation of electric and magnetic fields of the panel array.
  • the diagnosis server receives status information of the panel array from the cleaning robot, analyzes an arrangement of a plurality of unit panels constituting the panel array, and comprises a plurality of panel arrays. It characterized in that it displays the arrangement of the unit panels.
  • the panel array is sensed while driving the panel array, and the state of the panel array
  • the robot device for cleaning a solar panel moves along the solar panel, removes foreign substances attached to the solar panel surface, and simultaneously senses the status information of the solar panel, There is an advantage that can reduce the cost used for solar panel management.
  • the power generation efficiency decreases. It has the advantage of being able to quickly prevent it from becoming.
  • the solar panel cleaning robot device senses the electric field and magnetic field strength of the solar panel using a sensor, and schematically displays the number and arrangement information of the solar panel to the user.
  • FIG. 1 is a diagram showing a solar panel condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a solar panel cleaning robot apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a diagnosis server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which a solar panel cleaning robot device is mounted on a solar panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an electric field and a magnetic field sensor, which is a configuration of a robot device for cleaning a solar panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of diagnosing the presence or absence of an abnormality in the solar panel by the solar panel condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • the term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • each configuration, process, process, or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range not technically contradicting each other.
  • FIG. 1 is a diagram showing a solar panel condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • a solar panel condition diagnosis system 100 includes an inverter 120, a solar panel cleaning robot device 130 (hereinafter, abbreviated as “cleaning robot”), and a diagnosis server 140.
  • the solar panel array 110 (hereinafter abbreviated as'panel array') is an object of the cleaning robot 130, and a plurality of unit panels 112 in the form of a plate in which a plurality of solar cells form one module It is composed of a set of dogs.
  • a plurality of unit panels 112 may be arranged in a string shape, and a panel line 114 is formed between the unit panel 112 and the unit panel 112.
  • the size and shape of the panel array 110 differs depending on the installation location or the shape of the solar cell.
  • the panel array 110 may be installed together with a structure on a roof or hillside of a building having excellent solar radiation conditions. , Inclined at a predetermined angle and supported by a support structure.
  • the present invention discloses a solar panel condition diagnosis system 100 that can more efficiently diagnose the condition of the panel array 110.
  • the inverter 120 As current is supplied to the panel array 110 by a separate power supply (not shown), the inverter 120 has a negative (-) terminal 122, a positive (+) terminal 124, and two terminals ( The DC power transmitted from the lead wire 126 connected to the 122 and 124 is received and converted into AC power. The AC power converted by the inverter 120 is supplied to a device or facility that consumes power.
  • the cleaning robot 130 travels on the surface of the panel array 110 and removes foreign substances attached to the panel array 110.
  • the cleaning robot 130 is provided with a plurality of sensors (not shown), so that the state information (electric and magnetic field strength, temperature, insolation) of the panel array 110 is sensed using a plurality of sensors (not shown). Do it.
  • the cleaning robot 130 transmits the status information of the panel array 110 sensed using a plurality of sensors (not shown) to the diagnosis server 140 by communicating with the diagnosis server 140 by wire or wirelessly through a network. do.
  • the cleaning robot 130 can detect status information of the panel array 110, that is, electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation, and the panel array 110 sensed by the cleaning robot 130 by the diagnosis server 140 By receiving the state information (electric and magnetic field strength, temperature, insolation) and analyzing it, it is possible to diagnose the abnormality of each unit panel 112 constituting the panel array 110.
  • the diagnosis server 140 analyzes the unit panel ( 112), the arrangement of the unit panels 112, etc. can be provided to the user.
  • the diagnosis server 140 receives the electric field and magnetic field strength of the panel array 110 from the cleaning robot 130, and the number of unit panels 112 constituting the panel array 110 by a user, and the unit panel 112 It is provided in the form of UI (User Interface) so that you can know the arrangement, etc.
  • UI User Interface
  • the diagnostic server 140 receives status information (electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation) from the cleaning robot 130, and the user, etc., on a screen provided in the form of a UI, configures the panel array 110 as a unit panel 112. ) To determine the status of the unit panel 112 in the form of mapping.
  • status information electrical and magnetic field strength, temperature, and solar radiation
  • the diagnostic server 140 receives status information (intensities of electric and magnetic fields, temperature, insolation) of the panel array 110 sensed by the cleaning robot 130 while traveling on the surface of the panel array 110, and the unit panel 112 ) By comparing and analyzing the state information (intensities of electric and magnetic fields, temperature, and insolation) of other unit panels 112 adjacent to each other, it is possible to determine whether the unit panel 112 is abnormal.
  • diagnosis server 140 A detailed description of the operation of the diagnosis server 140 will be described later with reference to FIG. 3.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a solar panel cleaning robot apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the cleaning robot 130 includes a driving unit 210, a cleaning unit 220, a sensor unit 230, a control unit 240, a storage unit 250, and a communication unit 260.
  • the driving unit 210 drives the cleaning robot 130 so that the cleaning robot 130 cleans the surface of the panel array 110 along the panel array 110 and uses the sensor unit 230 to clean the panel array 110. ) Of electric and magnetic fields, temperature, and insolation.
  • the driving unit 210 allows the cleaning robot 130 to move the surface of the panel array 110 under the control of the controller 240. When the cleaning robot 130 reaches the end of the panel array 110, the driving unit 210 allows the cleaning robot 130 to return to its initial position.
  • the driving unit 210 includes a moving member (not shown) so that the cleaning robot 130 can move along the panel array 110 using a moving member (not shown).
  • the moving member may be composed of a plurality of wheels, but is not limited thereto, and any configuration may be used as long as the cleaning robot 130 can move along the panel array 110.
  • the driving unit 210 receives power from a separate driving motor (not shown) provided in the cleaning robot 130 to allow the cleaning robot 130 to move along the panel array 110.
  • the cleaning unit 220 operates together with the driving unit 210 so that the cleaning robot 130 moves along the panel array 110 by the driving unit 210 and at the same time removes foreign substances attached to the surface of the panel array 110.
  • the cleaning robot 130 is driven to be removed.
  • the cleaning unit 220 cleans the surface of the panel array 110 under the control of the controller 240.
  • the cleaning unit 220 stops operating, whereas when the cleaning robot 130 returns to the initial position by the driving unit 210, the cleaning unit ( 220) resumes the operation.
  • the cleaning unit 220 is provided with a brush (not shown) so as to effectively remove foreign matter attached to the surface of the panel array 110, thereby removing foreign matter adhering to the surface of the panel array 110 using a brush (not shown). do.
  • the cleaning unit 220 receives power from a separate brush motor (not shown) provided in the cleaning robot 130 so that the cleaning robot 130 can remove foreign substances on the surface of the panel array 110.
  • the cleaning unit 220 may be provided with a foreign material detection sensor (not shown) capable of detecting a foreign material by itself, and provides sensing information to the control unit 240. Accordingly, the cleaning unit 220 may be implemented to stop or operate according to the presence of foreign substances on the surface of the panel array 110.
  • the sensor unit 230 senses the intensity, temperature, and amount of insolation of the electric and magnetic fields of the panel 110 and provides them to the control unit 240.
  • the diagnosis server 140 is a unit constituting the panel array 110 The number and arrangement of the panels 112 and the presence or absence of the unit panel 112 may be determined.
  • the sensor unit 230 includes an electric and magnetic field sensor 232, a temperature sensor 234, a solar radiation sensor 236, and a position sensor 238.
  • the electric and magnetic field detection sensor 232 is the strength of the electric field and magnetic field of the unit panel 112 formed by the current flowing through the negative and positive terminals 122 and 124 connected to each unit panel 112 and the lead wire 126 connected thereto. Detect.
  • One side of the unit panel 112 is provided with negative and positive terminals 122 and 124, and the negative and positive terminals 122 and 124 are implemented in a state connected to the lead wire 126.
  • the electric field and magnetic field detection sensor 232 detects the electric field and magnetic field strength of the unit panel 112 formed by the current flowing through the lead wire 126.
  • a current flows through the lead wire 126 by a separate power supply device (not shown)
  • an electric field and a magnetic field are formed in the unit panel 112, and the electric field and magnetic field detection sensor 232 senses it and sends it to the control unit 240. to provide.
  • the electric and magnetic field detection sensor 232 provides the electric field and magnetic field strength information of the unit panel 112 to the control unit 240, so that the electric field and magnetic field strength information to the diagnosis server 140 by the communication unit 260 to be described later.
  • the diagnosis server 140 may diagnose the number, arrangement type, and abnormality of the unit panels 112 constituting the panel array 110.
  • the panel array 110 is composed of a plurality of unit panels 112, and the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 are separated by a panel line 114. Intensities of the electric and magnetic fields become maximum at the portion where the negative and positive terminals 122 and 124 provided on the unit panel 112 are located, and have minimum values at the panel line 114.
  • the diagnosis server 140 receives the electric field and magnetic field strength of the unit panel 112 from the communication unit 260 of the cleaning robot 130, and the electric field and magnetic field of the unit panel 112 before the problem occurs.
  • the unit panel 112 By comparing and analyzing the intensity, the intensity of the electric and magnetic fields of the unit panel 112 when a problem occurs, and the intensity of the electric and magnetic fields of the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112, the unit panel 112 It is possible to determine whether there is an abnormality in the problem and the cause of the problem.
  • the strength of the electric field and magnetic field becomes the maximum at the portion where the cathode and anode terminals 122 and 124 provided on the unit panel 112 are located, and has the minimum value at the panel line 114, so the unit Other unit panels 112 adjacent to the panel 112 may be divided into electric and magnetic fields.
  • the diagnostic server 140 which has received the strength of the electric field and the magnetic field detected by the electric and magnetic field sensor 232, is a unit by patterning or graphing the strength of the electric field and the magnetic field of the unit panel 112
  • the electronic and magnetic field strength of the panel 112 becomes the maximum at the portion where the negative and positive terminals 122 and 124 are located, and the panel line 114 is adjacent to the unit panel 112 based on the characteristic having the minimum value.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which a solar panel cleaning robot device is mounted on a solar panel according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a configuration of a solar panel cleaning robot device according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the configuration of a phosphorus electric field and a magnetic field sensor.
  • the cleaning robot 130 may be configured to have a width greater than the width of the unit panel 112, and thus, the cleaning robot 130 mounted on the unit panel 112 is a unit panel You can stably move along (112).
  • the cleaning robot 130 has an electric and magnetic field detection sensor 232 therein, so that the electric field and magnetic field strength of the unit panel 112 are used by using the electric and magnetic field detection sensor 232. Can be sensed.
  • the electric and magnetic field detection sensors 232 may be disposed on the lower surface of the cleaning robot 130 (that is, in a direction that contacts the surface of the unit panel 112), and the cathode and anode provided on the surface of the unit panel 112 It is configured to be disposed on a lower surface of the cleaning robot 130 (a direction in contact with the surface of the unit panel 112) in consideration of a position in contact with the terminals 122 and 124.
  • the electric and magnetic field detection sensors 232 are provided at the negative and positive terminals 122 of each unit panel 112. By contacting the, 124, it is possible to detect the strength of the electric and magnetic fields of each unit panel 112.
  • the electric and magnetic field sensing sensor 232 includes a magnetic induction plate 510, a current measuring unit 520, and a shielding lead plate 530.
  • the magnetic induction plate 510 is configured to sense a magnetic field formed on the unit panel 112 by a current flowing through the lead wire 126 by inducing magnetism around it.
  • An electrode (not shown) and a current measuring unit 520 are coupled to a lower surface of the magnetic induction plate 510 (-y-axis direction).
  • the magnetic induction plate 510 may be made of a copper plate made of copper (Cu), but is not limited thereto, and may be made of a highly conductive material such as aluminum, tungsten, and silver.
  • the size of the magnetic induction plate 510 may be 100 mm ⁇ 70 mm, and the weight may be 1.6t, but is not limited thereto, and the size and weight of the magnetic induction plate 510 according to the shape of the cleaning robot 130 can be changed.
  • the current measuring unit 520 detects the strength of the current by substituting a magnetic field value generated by the magnetic field acting on the magnetic induction plate 510 into a preset calculation formula.
  • the shielding lead plate 530 protects the internal structure of the electric field and magnetic field detection sensor 232 and supports the magnetic induction plate 510. At the same time, the cleaning robot 130 is configured to block a magnetic field induced from an internal configuration or the like. Accordingly, the shielding lead plate 130 may be made of lead (Pb), which is an insulating material, but is not limited thereto, and may be made of glass, resin, silicon, or the like.
  • Pb lead
  • the temperature sensor 234 measures the temperature of the panel array 110.
  • the temperature sensor 234 measures the temperature of the panel array 110.
  • the temperature sensor 234 is provided at a position suitable for measuring the temperature of the panel array 110 in the cleaning robot 130, thereby detecting the temperature of the surface of the panel array 110 and providing it to the controller 240.
  • the temperature sensor 234 provides temperature data on the surface of the panel array 110 to the control unit 240, so that the temperature data is transmitted to the diagnosis server 140 by the communication unit 260, which will be described later, the diagnosis server 140
  • Each state of the plurality of unit panels 112 constituting the panel array 110 may be diagnosed.
  • the solar radiation sensor 236 measures the solar radiation incident on the panel array 110.
  • the solar radiation detection sensor 236 is configured in a form suitable for measuring the solar radiation incident on the panel array 110 (for example, the direction in which the light incident surface of the solar radiation detection sensor 236 faces the sun) and the cleaning robot 130 ) It is provided at a position suitable for measuring the amount of insolation incident on the inner panel array 110, thereby detecting the amount of insolation incident on the surface of the panel array 110 and providing it to the control unit 240.
  • the insolation detection sensor 236 provides the insolation data incident on the panel array 110 to the control unit 240, so that the insolation data is transmitted to the diagnosis server 140 by the communication unit 260, which will be described later. ) May determine the presence or absence of each of the plurality of unit panels 112 constituting the panel array 110.
  • the position sensor 238 detects the position of the cleaning robot 130.
  • the position sensor 238 detects the initial position of the cleaning robot 130 and provides it to the control unit 240 so that the control unit 240 can control the driving unit 210 and the cleaning unit 220.
  • the position sensor 238 detects whether the cleaning robot 130 has reached the end of the panel array 110. When the cleaning robot 130 reaches the end of the panel array 110, the position sensor 238 detects it and provides it to the control unit 240, so that the control unit 240 is provided with the driving unit 210 and the cleaning unit 220. To be able to control.
  • the controller 240 controls the operation of each component in the cleaning robot 130 so that the cleaning robot 130 moves along the panel 110, cleans the surface of the panel array 110, and controls the electric field of the panel array 110. And the intensity, temperature, and insolation of the magnetic field can be detected.
  • the controller 240 controls the operation of the driving unit 210 based on the sensing value of the position sensor 238.
  • the control unit 240 operates the driving unit 210 according to the sensing value, so that the cleaning robot 130 touches the surface of the panel array 110. Make it possible to move.
  • the controller 240 receives a sensing value from the position sensor 238 when the cleaning robot 130 reaches the end of the panel array 110.
  • the controller 240 controls the cleaning robot 130 to not fall under the panel array 110 by controlling the driving unit 210 to no longer operate based on the sensing value.
  • the control unit 240 reverses the operation mechanism of the driving unit 210 in order to return the cleaning robot 130 that has reached the end of the panel array 110 to the initial position.
  • the controller 240 controls the operation of the cleaning unit 220 based on the sensing value of the position sensor 238.
  • the control unit 240 operates the cleaning unit 220 according to the sensing value, so that the cleaning robot 130 follows the surface of the panel array 110. It is possible to remove foreign substances attached to the surface of the panel array 110.
  • control unit 240 receives a sensing value from the position sensor 238 and controls the cleaning unit 220 to stop operating.
  • the cleaning unit 220 may be provided with a foreign material detection sensor (not shown) capable of detecting the foreign material by itself.
  • a foreign material detection sensor capable of detecting the foreign material by itself.
  • the controller 240 receives a sensing value from the foreign material detection sensor (not shown) and controls the cleaning unit 220 to operate.
  • the control unit 240 transmits the electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation data of the panel array 110 received from the sensor unit 230 to the storage unit 250.
  • the controller 240 classifies the electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation data of the panel array 110 received from the sensor unit 230 by time, and transmits the data to the storage unit 250.
  • the control unit 240 controls the storage unit 250 so that data stored in the storage unit 250 can be transmitted to the diagnosis server 140 by receiving a signal from the diagnosis server 140 from the communication unit 260. .
  • the control unit 240 receives a signal output from the communication unit 260 so that the electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation data of the panel array 110 stored in the storage unit 250 can be transmitted to the diagnosis server 140. do.
  • the control unit 240 receives a signal from the diagnosis server 140 from the communication unit 260, the control unit 240 provides the storage unit 250 so that the data of the storage unit 250 can be transmitted to the diagnosis server 140. Control.
  • the storage unit 250 includes electric and magnetic field strength, temperature, insolation data, unit panel 112 of the panel array 110 before a problem previously measured by the cleaning robot 130 (initial) occurs.
  • the difference value between the electric and magnetic field strengths of the unit panels 112 adjacent to each other, the temperature of the unit panel 112 and other unit panels 112 adjacent to each other are received from the controller 240 and stored therein.
  • the storage unit 250 stores electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation data of the panel array 110 provided from the sensor unit 230 to the control unit 240.
  • the storage unit 250 recognizes a command of the controller 240 so that the data of the electric field and magnetic field strength, temperature, and insolation of the panel array 110 can be transmitted to the diagnosis server 140 under the control of the controller 240. .
  • the communication unit 260 receives a signal from the diagnosis server 140 and transmits it to the control unit 240, so that the electric field and the magnetic field strength of the panel array 110 stored in the storage unit 250, Temperature and insolation data can be transmitted to the diagnosis server 140.
  • the communication unit 260 may be configured in the form of an IR sensor or a wireless communication module so that the cleaning robot 130 can communicate with the diagnosis server 140.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a diagnosis server according to an embodiment of the present invention.
  • the diagnosis server 140 includes a communication unit 310, a storage unit 320, a mapping unit 330, a control unit 340, and a display unit 350.
  • the communication unit 310 transmits a signal output from the control unit 340 to the cleaning robot 130, and receives data on the intensity, temperature, and insolation of the electric and magnetic fields of the panel array 110 from the cleaning robot 130.
  • the communication unit 310 of the diagnosis server 140 may be configured in the form of an IR sensor or a wireless communication module so that the diagnosis server 140 can communicate with the cleaning robot 130.
  • the storage unit 320 stores electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation data of the panel array 110 provided from the cleaning robot 130.
  • the storage unit 320 may classify data of electric and magnetic fields of the panel array 110, temperature, and insolation data by time and store them.
  • the mapping unit 330 visualizes, diagrams, or images the number and arrangement of the unit panels 112 constituting the panel array 110 under the control of the controller 340 so that a user or the like can recognize it.
  • the panel array 110 is composed of a plurality of unit panels 112, and the unit panel 112 and other unit panels 112 adjacent to each other correspond to the intensity data of the electric and magnetic fields. Can be distinguished by More specifically, the intensity of the electric and magnetic fields of the unit panel 112 has a maximum value at the portion where the negative and positive terminals 122 and 124 are provided, and the other unit panel 112 adjacent to the unit panel 112
  • the panel line 114 which is the boundary of, has a minimum value.
  • control unit 340 may configure the electric field and the magnetic field strength of the panel array 110 to have a preset pattern. Further, the control unit 340 analyzes a preset pattern of the panel array 110 to separate the unit panel 112 and other unit panels 112 adjacent to each other, so that the unit panel 112 constituting the panel array 110 You can determine the number and arrangement of The mapping unit 330 creates a configuration map of a solar power generation facility by visualizing, diagramming, or imageizing data such as the number and arrangement of the unit panels 112 received from the control unit 340 and using the control unit 340 ).
  • the control unit 340 determines the number, arrangement, and abnormality of the unit panels 112 based on the electric and magnetic field strength, temperature, and solar radiation data of the panel array 110 stored in the storage unit 320.
  • control unit 340 configures the intensity of the electric and magnetic fields of the panel array 110 stored in the storage unit 320 to have a preset pattern, analyzes it, and analyzes the unit panel constituting the panel array 110. Data such as the number and arrangement of 112 are transmitted to the mapping unit 330.
  • the control unit 340 determines whether there is an abnormality by comparing the intensity patterns of the electric and magnetic fields between the unit panel 112 in which the problem has occurred and other unit panels 112 adjacent to each other. When the intensity patterns of the electric and magnetic fields of the unit panel 112 in which the problem has occurred and other unit panels 112 adjacent to each other have the same shape, the controller 340 determines this as an effect of temperature or solar radiation. Accordingly, the control unit 340 transmits the data to the display unit 350 so as to inform the user that the influence is caused by temperature or solar radiation.
  • the controller 340 is The temperature between the unit panels 112 is compared.
  • the control unit 340 is The difference in the intensity of the electric field and the magnetic field between different unit panels 112 adjacent to each other is calculated, and compared with the data previously stored in the storage unit 320 and analyzed.
  • the control unit 340 After converting the data so that the cause of the problem can be recognized, the data is transmitted to the display unit 350.
  • the control unit 340 may determine that the cause of the problem is that algae excrement or a large-sized foreign substance is attached to the surface of the unit panel 112, and the reason is as follows. When bird excrement or large-sized foreign matter is attached to the surface of the unit panel 112, the amount of incident light incident on the unit panel 112 is significantly reduced, and the potential difference between the adjacent unit panels 112 to which the foreign matter is not attached. Occurs.
  • the control unit 340 When the difference in the intensity of the electric field and the magnetic field between the unit panel 112 in which the problem has occurred and other unit panels 112 adjacent to each other does not match the data previously stored in the storage unit 320, the control unit 340 has a problem.
  • the intensity of the electric and magnetic fields of the generated unit panel 112 over time is analyzed.
  • the controller 340 compares the value with the data previously stored in the storage unit 320.
  • the controller 340 converts the data so that the user, etc.
  • the control unit 340 may determine that the unit panel 112 itself is damaged or that a disconnection has occurred. Since the panel array 110 is often installed outdoors, it may be cracked or disconnected by being damaged by a weather disaster or an external shock. At this time, the strength of the electric field and the magnetic field of the unit panel 112 not only shows a significant difference from the strength of the electric field and the magnetic field of other adjacent unit panels 112, but also the strength of the electric field and magnetic field before crack or disconnection occurs. It makes a big difference.
  • the controller 340 transmits a signal to the communication unit 310, so that the communication unit 310 can transmit the signal to the communication unit 260 of the cleaning robot 130.
  • the control unit 240 of the cleaning robot 130 receiving the signal from the diagnosis server 140 controls the driving unit 210 and the cleaning unit 220 to operate, thereby removing foreign substances attached to the surface of the unit panel 112.
  • the driving unit 210 and the cleaning unit 220 are driven.
  • the control unit 240 of the cleaning robot 130 transmits a signal to the communication unit 260, so that the communication unit 260 is the communication unit of the diagnosis server 140 Make it possible to pass the signal to (310).
  • the control unit 340 of the diagnosis server 140 receiving the signal from the cleaning robot 130 converts the data so that the user or the like can recognize it, and then transmits the data to the display unit 350.
  • the display unit 350 displays the photovoltaic power generation system mapped from the mapping unit 330, and information received from the control unit 340 so that the user can easily identify the location of the unit panel 112 where the problem occurs and the cause of the problem. Displays.
  • the display unit 350 may be formed of any type as long as it can display information such as an LCD monitor or a touch screen monitor.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of diagnosing the presence or absence of an abnormality in the solar panel by the solar panel condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • a method of determining whether the solar panel condition diagnosis system 100 has an abnormality in the unit panel 112 has been described in detail with reference to FIGS. 1 to 5, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the cleaning robot 130 senses the intensity, temperature, and insolation of the electric and magnetic fields of the panel array 110 and stores the data (S610).
  • the diagnosis server 140 generates patterns of electric and magnetic field strengths of the panel array 110 (S615).
  • the diagnosis server 140 creates and displays a map of the solar power generation facility (S620).
  • the diagnosis server 140 displays the number and arrangement of the plurality of unit panels 112 constituting the panel array 110 based on the electric and magnetic field strength patterns of the panel array 110.
  • the diagnosis server 140 compares the electric field and magnetic field strength patterns between the unit panel 112 and other unit panels 112 adjacent to each other (S625).
  • the diagnosis server 140 determines whether the electric field and magnetic intensity patterns between the unit panel 112 and other unit panels 112 adjacent to each other are the same (S630). When the electric field and magnetic intensity patterns between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 are the same (Y), the diagnosis server 140 determines it as a change due to insolation, temperature, or weather environment, so that the user can know. Display it on the map.
  • the diagnosis server 140 is used between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 Compare the temperature (S635).
  • the diagnosis server 140 determines whether the temperature between the unit panel 112 and other unit panels 112 adjacent to each other is the same (S640). When the temperature between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 is the same (Y), the diagnosis server 140 is a pattern of electric and magnetic field strength between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 Compare again.
  • the diagnosis server 140 is the electric field and magnetic field strength between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 Compare the difference of (S645).
  • the diagnosis server 140 determines whether a difference value between the electric field and magnetic field strengths between the unit panel 112 and other unit panels 112 adjacent to each other is the same as the previously stored data (S650). When the difference value of the electric field and magnetic field strength between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 is the same as the previously stored data (Y), the diagnosis server 140 is the unit panel ( 112) is displayed on the map.
  • the diagnosis server 140 When the difference between the electric field and magnetic field strength between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 is not the same as the previously stored data (N), the diagnosis server 140 The change in magnetic field strength is analyzed (S655).
  • the diagnosis server 140 determines whether the amount of change in the electric field and magnetic field strength by time of the unit panel 112 is the same as the previously stored data (S660). When the amount of change in the electric field and magnetic field strength by time of the unit panel 112 is not the same as the previously stored data (N), the diagnosis server 140 is the electric field and magnetic field between the unit panel 112 and other adjacent unit panels 112 Compare the intensity patterns again.
  • the diagnosis server 140 displays the state of the unit panel 112 in which a problem has occurred on the map so that the user can know. (S665).
  • FIG. 6 it is described that each process is sequentially executed, but this is merely illustrative of the technical idea of an embodiment of the present invention.
  • a person of ordinary skill in the art to which an embodiment of the present invention belongs can change the order shown in FIG. 6 and execute one or more of each process without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention. Since it is executed in parallel and can be applied by various modifications and variations, FIG. 6 is not limited to a time series order.
  • the processes shown in FIG. 6 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. That is, the computer-readable recording media include storage media such as magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and optical reading media (eg, CD-ROM, DVD, etc.).
  • the computer-readable recording medium can be distributed over a computer system connected through a network to store and execute computer-readable codes in a distributed manner.

Landscapes

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Abstract

태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 진단 방법을 개시한다. 본 실시예의 일 측면에 의하면, 패널 어레이의 상태를 진단하는 태양광 패널 상태 진단 시스템에 있어서, 상기 패널 어레이로부터 생성되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터, 상기 패널 어레이를 따라 이동하며, 상기 패널 어레이 표면을 청소하고, 복수 개의 센서를 포함하여, 상기 복수 개의 센서로 상기 패널 어레이의 상태정보를 센싱하는 청소로봇 및 상기 청소로봇으로부터 상기 패널 어레이의 상태정보를 수신하여, 상기 패널 어레이의 이상유무를 진단하고, 상기 패널 어레이의 이상 원인을 표시하는 진단서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 시스템을 제공한다.

Description

태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 진단 방법
본 발명은 태양광 패널 청소용 로봇장치를 이용하여 태양광 패널 표면의 상태를 진단하는 태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 진단 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
화석연료의 고갈과 그에 따른 환경 오염의 심각성이 대두됨에 따라 신재생에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 발전 시스템은 환경에 대한 영향이 적고 관리가 용이하여 사용이 증가하고 있는 추세이다.
이러한 태양광 발전 시스템은 빛을 태양광 집광 패널에 집광시켜 태양열 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다. 나아가, 태양광 발전 시스템은 발전 시설과 모니터링 시스템을 네트워크로 상호 연결하여, 각 발전 시설의 발전량을 측정하고 발전 시설의 상태를 모니터링함으로써 원격지에서도 각 발전 시설의 상태를 확인할 수 있도록 한다.
태양광 발전 시설의 상태를 진단하는 데 있어서, 인버터의 에러, 접속반 또는 중앙처리장치 등의 설비에서 발생한 이상은 관리자가 모니터링 시스템을 이용하여 쉽게 확인할 수 있으나, 태양광 패널 자체에서 발생한 이상은 모니터링 시스템 만으로 확인하기 어려운 문제점이 있다.
이에 따라, 기 저장된 데이터를 바탕으로 설정값과 측정 데이터를 비교하여 태양광 패널의 고장여부를 판단하는 방안이 최근 제시되고 있다. 이 경우, 다량의 데이터가 요구될 뿐만 아니라, 운전 초기에 발생할 수 있는 태양광 패널 상의 이상을 판단할 수 없는 문제점이 있다.
태양광 패널의 이상 여부를 보다 정확히 감지하기 위해서, 각각의 태양광 패널에 전류 및 전압을 측정할 수 있는 계측기가 설치될 수 있다. 태양광 패널 각각의 전류 및 전압의 세기를 수신하여 실시간으로 태양광 패널의 이상을 파악할 수 있으나, 각 패널마다 계측기를 설치해야 하므로, 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.
한편, 태양광 청소로봇을 이용하여 태양광 패널 표면에 부착된 이물질 등이 제거됨으로써 태양광 발전 시설의 집광 효율이 증가될 수 있다. 일반적으로, 태양광 청소로봇은 일렬로 배치된 복수 개의 태양광 패널 표면을 주행하며 태양광 패널 상의 이물질을 제거한다. 이러한 특성을 활용하여 태양광 청소로봇 내에 태양광 패널의 상태를 감지할 수 있는 센서를 장착할 경우, 문제되는 패널을 쉽게 발견할 수 있으며 패널 유지관리에 사용되는 인력 및 비용을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 태양광 패널 청소용 로봇장치가 태양광 패널을 따라 이동하며 태양광 패널 표면에 부착된 이물질을 제거함과 동시에 태양광 패널의 상태정보를 센싱할 수 있는 태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 태양광 패널 청소용 로봇장치가 센싱한 센싱정보를 이용하여 태양광 패널의 상태를 진단할 수 있는 태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 태양광 패널 청소용 로봇장치가 센서를 이용하여 태양광 패널의 전계 및 자계의 세기를 센싱함으로써, 태양광 패널의 개수 및 배열 정보를 제공할 수 있는 태양광 패널 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 패널 어레이의 상태를 진단하는 태양광 패널 상태 진단 시스템에 있어서, 상기 패널 어레이로부터 생성되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터; 상기 패널 어레이를 따라 이동하며, 상기 패널 어레이 표면을 청소하고, 복수 개의 센서를 포함하여, 상기 복수 개의 센서로 상기 패널 어레이의 상태정보를 센싱하는 청소로봇; 및 상기 청소로봇으로부터 상기 패널 어레이의 상태정보를 수신하여, 상기 패널 어레이의 이상유무를 진단하고, 상기 패널 어레이의 이상 원인을 표시하는 진단서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 패널 어레이는, 복수 개의 단위 패널로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 상태정보는, 상기 패널 어레이의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 진단서버는, 상기 청소로봇으로부터 상기 패널 어레이의 상태정보를 수신하여, 상기 패널 어레이를 구성하는 복수 개의 단위 패널의 배열을 분석하고, 상기 패널 어레이를 구성하는 복수 개의 단위 패널의 배열을 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 태양광 패널 상태 진단 시스템이 복수 개의 단위 패널로 구성되는 패널 어레이의 상태를 진단하는 방법에 있어서, 패널 어레이를 주행하며 상기 패널 어레이를 센싱하고, 상기 패널 어레이의 상태정보를 저장하는 과정; 상기 패널 어레이의 센싱정보를 토대로 상기 패널 어레이의 전계 및 자계 세기의 패턴을 생성하는 과정; 상기 패널 어레이의 전계 및 자계 세기의 패턴을 분석하여, 상기 패널 어레이의 배열을 표시하는 과정; 상기 패널 어레이를 구성하는 단위 패널과 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 전계 및 자계 세기의 패턴을 비교하는 과정; 상기 단위 패널과 상기 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 전계 및 자기 세기 패턴이 동일한지 여부를 판단하는 과정; 상기 단위 패널과 상기 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 온도가 동일한지 여부를 판단하는 과정; 기 저장된 데이터와 비교하여, 상기 단위 패널과 상기 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 전계 및 자계 세기의 차이값이 동일한지 여부를 판단하는 과정; 기 저장된 데이터와 비교하여, 상기 단위 패널의 시간별 전계 및 자계 세기의 변화량이 동일한지 여부를 판단하는 과정; 및 상기 단위 패널의 상태를 맵에 표시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 패널 청소용 로봇장치가 태양광 패널을 따라 이동하며 태양광 패널 표면에 부착된 이물질을 제거함과 동시에 태양광 패널의 상태정보를 센싱함으로써, 태양광 패널 관리에 사용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 패널 청소용 로봇장치가 센싱한 센싱정보를 이용하여 태양광 패널의 상태를 진단함으로써, 문제가 발생한 태양광 패널의 원인을 파악하고 이에 대응함에 따라 발전 효율이 저하되는 것을 신속하게 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 패널 청소용 로봇장치가 센서를 이용하여 태양광 패널의 전계 및 자계의 세기를 센싱하고 사용자에게 태양광 패널의 개수 및 배열 정보를 도식화하여 표시함으로써, 태양광 발전 설비를 용이하게 관리할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 상태 진단 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 청소용 로봇장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단서버의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널에 태양광 패널 청소용 로봇장치가 장착된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 청소용 로봇장치 내 구성인 전계 및 자계 센서의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 상태 진단 시스템이 태양광 패널의 이상유무를 진단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 상태 진단 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 태양광 패널 상태 진단 시스템(100)은 인버터(120), 태양광 패널 청소용 로봇장치(130, 이하에서 '청소로봇'으로 약칭함) 및 진단서버(140)를 포함한다.
태양광 패널 어레이(110, 이하에서 '패널 어레이'로 약칭함)는 청소로봇(130)의 대상물체로서, 복수의 태양전지 셀이 하나의 모듈을 형성한 판 형태의 단위 패널(112)이 복수 개로 집합된 형태로 구성된다. 패널 어레이(110)는 복수 개의 단위 패널(112)이 스트링(String) 형태로 배열될 수 있으며, 단위 패널(112)과 단위 패널(112) 사이에는 패널 라인(114)이 형성된다. 패널 어레이(110)의 크기 및 형태는 설치되는 장소 또는 태양전지 셀의 형태에 따라 상이한데, 일반적으로, 패널 어레이(110)는 일사조건이 우수한 건물의 지붕이나 산비탈에 구조물과 함께 설치될 수 있으며, 소정의 각도로 기울어져, 지지 구조물에 의해 지지되어 있는 형태로 구현된다.
패널 어레이(110)가 외부에 설치되는 특성상, 패널 어레이(110)의 표면에는 각종 이물질이 부착된다. 패널 어레이(110)의 표면에 이물질이 부착되면, 패널 어레이(110)에 입사되는 광량이 저하되어 발전효율이 낮아지게 된다. 또한, 패널 어레이(110)가 설치된 환경의 일사량, 온도, 조도 및 빗물 등과 같은 기상조건에 따라 패널 어레이(110)로 입사되는 광량이 증가하거나 감소할 수 있다. 이와 같이, 패널 어레이(110) 표면에 존재하는 이물질 및 패널 어레이(110)가 설치된 환경에 따라 발전효율이 달라질 수 있기 때문에, 패널 어레이(110) 상에 발생한 문제를 진단하고 이를 해결하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명은 보다 효율적으로 패널 어레이(110)의 상태를 진단할 수 있는 태양광 패널 상태 진단 시스템(100)을 개시한다.
별도의 전원공급장치(미도시)에 의해 패널 어레이(110)로 전류가 공급됨에 따라, 인버터(120)는 음극(-) 단자(122), 양극(+) 단자(124) 및 두 개의 단자(122, 124)와 연결된 리드선(126)으로부터 전송된 직류 전력을 수신하여, 이를 교류 전력으로 변환한다. 인버터(120)에 의해 변환된 교류 전력은 전력을 소모하는 장치 또는 설비로 공급된다.
청소로봇(130)은 패널 어레이(110) 표면을 주행하며, 패널 어레이(110) 상에 부착된 이물질을 제거한다. 이와 동시에, 청소로봇(130)은 복수 개의 센서(미도시)를 구비함으로써, 복수 개의 센서(미도시)를 이용하여 패널 어레이(110)의 상태정보(전계 및 자계 세기, 온도, 일사량)를 센싱하도록 한다.
청소로봇(130)은 네트워크에 의해 진단서버(140)와 유선 또는 무선으로 통신함으로써, 복수 개의 센서(미도시)를 이용하여 센싱한 패널 어레이(110)의 상태정보를 진단서버(140)로 전송한다. 청소로봇(130)은 패널 어레이(110)의 상태정보, 즉, 전계 및 자계 세기, 온도, 일사량을 감지할 수 있으며, 진단서버(140)가 청소로봇(130)이 센싱한 패널 어레이(110)의 상태정보(전계 및 자계 세기, 온도, 일사량)를 수신하여 이를 분석함으로써 패널 어레이(110)를 구성하는 각 단위 패널(112)의 이상유무를 진단할 수 있도록 한다.
특히, 청소로봇(130)이 센싱한 패널 어레이(110)의 전계 및 자계 세기를 진단서버(140)로 전송함으로써, 진단서버(140)가 이를 분석하여 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수, 단위 패널(112)의 배열 등을 사용자 등에게 제공할 수 있도록 한다.
청소로봇(130)에 대한 구체적인 설명은 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
진단서버(140)는 청소로봇(130)으로부터 패널 어레이(110)의 전계 및 자계 세기를 수신하여, 사용자 등이 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수, 단위 패널(112)의 배열 등을 알 수 있도록 UI(User Interface) 형태로 제공한다.
진단서버(140)는 청소로봇(130)으로부터 상태정보(전계 및 자계 세기, 온도, 일사량)를 수신하여, UI 형태로 제공된 화면 상에 사용자 등이 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 상태를 파악할 수 있도록 단위 패널(112)의 이상유무를 맵핑(Mapping) 형태로 제공한다.
진단서버(140)는 청소로봇(130)이 패널 어레이(110) 표면을 주행하며 센싱한 패널 어레이(110)의 상태정보(전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량)를 수신하여, 단위 패널(112)과 인접한 다른 단위 패널(112)의 상태정보(전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량)를 비교분석함으로써 단위 패널(112)의 이상유무를 판단할 수 있다.
진단서버(140)의 동작에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 청소용 로봇장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 청소로봇(130)은 주행부(210), 청소부(220), 센서부(230), 제어부(240) 저장부(250) 및 통신부(260)를 포함한다.
주행부(210)는 청소로봇(130)을 구동시킴으로써, 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)를 따라 패널 어레이(110) 표면을 청소하고, 센서부(230)를 이용하여 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량을 센싱할 수 있도록 한다.
주행부(210)는 제어부(240)의 제어에 따라 청소로봇(130)이 패널 어레이(110) 표면을 이동할 수 있도록 한다. 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)의 말단에 도달하게 되면, 주행부(210)는 청소로봇(130)이 초기 위치로 복귀할 수 있도록 한다. 주행부(210)는 이동부재(미도시)를 구비함으로써, 이동부재(미도시)를 이용하여 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)를 따라 이동할 수 있도록 한다. 여기서, 이동부재(미도시)는 복수 개의 바퀴로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)를 따라 이동할 수 있다면 어떠한 것으로 구성되어도 무방하다. 주행부(210)는 청소로봇(130) 내에 구비된 별도의 주행용 모터(미도시)로부터 동력을 제공받음으로써, 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)를 따라 이동할 수 있도록 한다.
청소부(220)는 주행부(210)와 함께 작동함으로써, 주행부(210)에 의해 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)를 따라 이동함과 동시에 패널 어레이(110) 표면에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 청소로봇(130)을 구동시킨다.
청소부(220)는 제어부(240)의 제어에 따라 패널 어레이(110) 표면을 청소한다. 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)의 말단에 도달하게 되면, 청소부(220)는 동작을 멈추는 반면, 주행부(210)에 의해 청소로봇(130)이 초기 위치로 복귀할 경우, 청소부(220)는 동작을 재개한다. 청소부(220)는 패널 어레이(110) 표면에 부착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 브러쉬(미도시)를 구비함으로써, 브러쉬(미도시)를 이용하여 패널 어레이(110) 표면에 부착된 이물질을 제거한다. 청소부(220)는 청소로봇(130) 내에 구비된 별도의 브러쉬용 모터(미도시)로부터 동력을 제공받음으로써, 청소로봇(130)이 패널 어레이(110) 표면의 이물질을 제거할 수 있도록 한다.
청소부(220)는 자체적으로 이물질을 감지할 수 있는 이물질 감지 센서(미도시)를 구비할 수 있으며, 센싱정보를 제어부(240)로 제공한다. 이에, 청소부(220)는 패널 어레이(110) 표면의 이물질 존재 여부에 따라, 정지하거나 동작하도록 구현될 수 있다.
센서부(230)는 패널(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량을 센싱하여, 이를 제어부(240)로 제공한다. 센서부(230)가 센싱한 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 진단서버(140)로 전송함음으로써, 진단서버(140)는 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수 및 배열, 그리고 단위 패널(112)의 이상유무를 판별할 수 있다.
센서부(230)는 전계 및 자계 감지 센서(232), 온도 센서(234), 일사량 감지 센서(236) 및 위치 센서(238)를 포함한다.
전계 및 자계 감지 센서(232)는 각 단위 패널(112)에 연결된 음극 및 양극 단자(122, 124)와 이와 연결된 리드선(126)에 흐르는 전류에 의해 형성된 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기를 감지한다.
단위 패널(112)의 일 측면에는 음극 및 양극 단자(122, 124)가 구비되어 있으며, 음극 및 양극 단자(122, 124)는 리드선(126)과 연결된 상태로 구현된다. 전계 및 자계 감지 센서(232)는 리드선(126)에 흐르는 전류에 의해 형성된 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기를 감지한다. 별도의 전원공급장치(미도시)에 의해 리드선(126)으로 전류가 흐르게 되면 단위 패널(112)에는 전계 및 자계가 형성되며, 전계 및 자계 감지 센서(232)는 이를 센싱하여 제어부(240)로 제공한다. 전계 및 자계 감지 센서(232)가 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기 정보를 제어부(240)로 제공함으로써, 후술할 통신부(260)에 의해 진단서버(140)로 전계 및 자계의 세기 정보가 전송됨에 따라 진단서버(140)는 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수, 배열 형태 및 이상유무를 진단할 수 있다.
전술한 대로, 패널 어레이(110)는 복수 개의 단위 패널(112)로 구성되며 단위 패널(112)과 인접한 다른 단위 패널(112) 사이는 패널 라인(114)에 의해 구분된다. 전계 및 자계의 세기는 단위 패널(112) 상에 구비된 음극 및 양극 단자(122, 124)가 위치한 부분에서 그 값이 최대가 되며, 패널 라인(114)에서는 최소 값을 갖는다. 한편, 단위 패널(112) 표면에 이물질이 부착되거나 파손, 단선 등이 발생하게 되면 전계 및 자계의 세기는 변화하게 된다. 여기서, 진단서버(140)는 청소로봇(130)의 통신부(260)로부터 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기를 수신하여, 문제가 발생하기 이전의 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기, 문제가 발생했을 때의 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기뿐만 아니라, 단위 패널(112)과 인접한 다른 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기를 비교분석함으로써 단위 패널(112)의 이상유무 및 문제가 발생한 원인을 판단할 수 있다.
또한, 전계 및 자계의 세기는 단위 패널(112) 상에 구비된 음극 및 양극 단자(122, 124)가 위치한 부분에서 그 값이 최대가 되며, 패널 라인(114)에서는 최소 값을 갖기 때문에, 단위 패널(112)과 인접한 다른 단위 패널(112)은 전계 및 자계의 세기로 구분될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 전계 및 자계 감지 센서(232)가 감지한 전계 및 자계의 세기를 수신한 진단서버(140)는 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기를 패턴화 또는 그래프화하여 단위 패널(112)의 전자 및 자계 세기가 음극 및 양극 단자(122, 124)가 위치한 부분에서 그 값이 최대가 되며, 패널 라인(114)에서는 최소 값을 갖는 특성을 토대로 단위 패널(112)과 인접한 다른 단위 패널(112)을 구분함으로써, 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수 및 배열 등을 파악할 수 있다.
청소로봇(130) 내 전계 및 자계 감지 센서(232)의 위치, 전계 및 자계 감지 센서(232)의 구조에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널에 태양광 패널 청소용 로봇장치가 장착된 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 청소용 로봇장치 내 구성인 전계 및 자계 센서의 구성을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 청소로봇(130)은 단위 패널(112)의 폭보다 큰 폭을 갖도록 구성될 수 있으며, 이에, 단위 패널(112) 상에 장착된 청소로봇(130)은 단위 패널(112)을 따라 안정적으로 이동할 수 있다.
도 3에서 전술한 바와 같이, 청소로봇(130)은 내부에 전계 및 자계 감지 센서(232)를 구비함으로써, 전계 및 자계 감지 센서(232)를 이용하여 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기를 센싱할 수 있다. 전계 및 자계 감지 센서(232)는 청소로봇(130)의 하부면(즉, 단위 패널(112)의 표면과 맞닿는 방향)에 배치될 수 있는데, 단위 패널(112) 표면 상에 구비된 음극 및 양극 단자(122, 124)와 접촉되는 위치를 고려하여 청소로봇(130)의 하부면(단위 패널(112)의 표면과 맞닿는 방향)에 배치되도록 구성된다. 이에 따라, 청소로봇(130)이 주행부(210)에 의해 단위 패널(112)을 따라 이동할 경우, 전계 및 자계 감지 센서(232)는 각 단위 패널(112)에 구비된 음극 및 양극 단자(122, 124)에 접촉됨으로써 각 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기를 감지할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전계 및 자계 감지 센서(232)는 자기유도판(510), 전류측정부(520) 및 차폐 납판(530)을 포함한다.
자기유도판(510)은 주위에 자기를 유도함으로써 리드선(126)으로 흐르는 전류에 의해 단위 패널(112) 상에 형성된 자계를 센싱할 수 있도록 구성된다. 자기유도판(510)의 하부면(-y축 방향)에는 전극(미도시) 및 전류측정부(520)가 결합된다. 자기유도판(510)은 구리(Cu)로 구성된 동판 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 알루미늄, 텅스텐 및 은 등의 고전도성 물질로 구성될 수도 있다. 자기유도판(510)의 규격은 100㎜×70㎜, 중량은 1.6t으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 청소로봇(130)의 형상에 따라 자기유도판(510)의 규격 및 중량은 변경될 수 있다.
전류측정부(520)는 자기유도판(510)에 작용한 자기장에 의해 발생되는 자계 값을 기 설정된 산출식에 대입함으로써, 전류의 세기를 검출한다.
차폐 납판(530)은 전계 및 자계 감지 센서(232)의 내부 구성을 보호하고 자기유도판(510)을 지지한다. 이와 동시에, 청소로봇(130) 내 내부 구성 등으로부터 유도되는 자기장을 차단할 수 있도록 구성된다. 따라서, 차폐 납판(130)은 절연성 물질인 납(Pb)으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 글라스, 수지 및 실리콘 등으로 구성될 수도 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 온도 센서(234)는 패널 어레이(110)의 온도를 측정한다.
온도 센서(234)는 패널 어레이(110)의 온도를 측정한다.
온도 센서(234)는 청소로봇(130) 내 패널 어레이(110)의 온도를 측정하기에 적절한 위치에 구비됨으로써, 패널 어레이(110) 표면의 온도를 감지하여 이를 제어부(240)로 제공한다. 온도 센서(234)가 패널 어레이(110) 표면의 온도 데이터를 제어부(240)로 제공함으로써, 후술할 통신부(260)에 의해 진단서버(140)로 온도 데이터가 전송됨에 따라 진단서버(140)는 패널 어레이(110)를 구성하는 복수 개의 단위 패널(112)의 각각의 상태를 진단할 수 있다.
일사량 감지 센서(236)는 패널 어레이(110)로 입사되는 일사량을 측정한다.
일사량 감지 센서(236)는 패널 어레이(110)로 입사되는 일사량을 측정하기에 적절한 형태(예를 들어, 일사량 감지 센서(236)의 입광면이 태양을 향하는 방향)로 구성됨과 동시에 청소로봇(130) 내 패널 어레이(110)로 입사되는 일사량을 측정하기에 적절한 위치에 구비됨으로써, 패널 어레이(110) 표면으로 입사되는 일사량을 감지하여 이를 제어부(240)로 제공한다. 일사량 감지 센서(236)가 패널 어레이(110)로 입사되는 일사량 데이터를 제어부(240)로 제공함으로써, 후술할 통신부(260)에 의해 진단서버(140)로 일사량 데이터가 전송됨에 따라 진단서버(140)는 패널 어레이(110)를 구성하는 복수 개의 단위 패널(112)의 각각의 이상유무를 판단할 수 있다.
위치 센서(238)는 청소로봇(130)의 위치를 감지한다.
위치 센서(238)는 청소로봇(130)의 초기 위치를 감지하여 이를 제어부(240)로 제공함으로써, 제어부(240)가 주행부(210) 및 청소부(220)를 제어할 수 있도록 한다.
위치 센서(238)는 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)의 말단에 도달하였는지를 감지한다. 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)의 말단에 도달한 경우, 위치 센서(238)는 이를 감지하여 제어부(240)로 제공함으로써, 제어부(240)가 주행부(210) 및 청소부(220)를 제어할 수 있도록 한다.
제어부(240)는 청소로봇(130) 내 각 구성의 동작을 제어함으로써 청소로봇(130)이 패널(110)을 따라 이동하며, 패널 어레이(110) 표면을 청소하고, 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량을 감지할 수 있도록 한다.
제어부(240)는 위치 센서(238)의 센싱값을 토대로 주행부(210)의 동작을 제어한다. 위치 센서(238)에 의해 청소로봇(130)의 초기 위치가 감지되면, 제어부(240)는 그 센싱값에 따라 주행부(210)를 작동시킴으로써 청소로봇(130)이 패널 어레이(110) 표면을 이동할 수 있도록 한다.
전술한대로, 제어부(240)는 청소로봇(130)이 패널 어레이(110)의 말단에 도달한 경우, 위치 센서(238)로부터 센싱값을 제공받는다. 제어부(240)는 센싱값을 토대로 주행부(210)가 더 이상 동작하지 않도록 제어함으로써, 청소로봇(130)이 패널 어레이(110) 밑으로 추락하지 않도록 제어한다. 그리고 제어부(240)는 패널 어레이(110) 말단에 도달한 청소로봇(130)을 초기위치로 복귀시키기 위해, 주행부(210)의 동작 메커니즘을 반대로 제어한다.
제어부(240)는 위치 센서(238)의 센싱값을 토대로 청소부(220)의 동작을 제어한다. 위치 센서(238)에 의해 청소로봇(130)의 초기 위치가 감지되면, 제어부(240)는 그 센싱값에 따라 청소부(220)를 작동시킴으로써 청소로봇(130)이 패널 어레이(110) 표면을 따라 패널 어레이(110) 표면에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 한다.
제어부(240)는 청소로봇(130)이 패널 어레이(110) 말단에 도달한 경우, 위치 센서(238)로부터 센싱값을 제공받아, 청소부(220)가 더 이상 동작하지 않도록 제어한다.
상술한 바와 같이, 청소부(220)는 자체적으로 이물질을 감지할 수 있는 이물질 감지 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 이물질 감지 센서(미도시)에 의해 패널 어레이(110) 표면에 이물질이 감지되면, 제어부(240)는 이물질 감지 센서(미도시)로부터 센싱값을 제공받아 청소부(220)가 작동하도록 제어한다.
제어부(240)는 센서부(230)로부터 수신한 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 저장부(250)로 전송한다. 제어부(240)는 센서부(230)로부터 수신한 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 시간 별로 분류하고, 이를 저장부(250)로 전송한다. 제어부(240)는 통신부(260)로부터 진단서버(140)의 신호를 수신함으로써, 저장부(250)에 저장되어 있는 데이터가 진단서버(140)로 전송될 수 있도록 저장부(250)를 제어한다.
제어부(240)는 저장부(250)에 저장되어 있는 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 진단서버(140)로 전송할 수 있도록 통신부(260)로부터 출력된 신호를 수신한다. 제어부(240)가 통신부(260)로부터 진단서버(140)의 신호를 수신함으로써, 제어부(240)는 저장부(250)의 데이터가 진단서버(140)로 전송될 수 있도록 저장부(250)를 제어한다.
저장부(250)는 청소로봇(130)이 여러 번에 걸쳐 기 측정한 문제가 발생하기 전(초기)의 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터, 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112)의 전계 및 자계 세기의 차이값, 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112)의 온도 등을 제어부(240)로부터 수신하여 이를 저장한다. 저장부(250)는 센서부(230)로부터 제어부(240)로 제공된 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 저장한다. 저장부(250)는 제어부(240)의 제어에 따라 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터가 진단서버(140)로 전송될 수 있도록 제어부(240)의 명령을 인식한다.
통신부(260)는 진단서버(140)로부터 신호를 수신하여 이를 제어부(240)로 송달함으로써, 제어부(240)가 저장부(250)에 저장되어 있는 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 진단서버(140)로 전송할 수 있도록 한다. 통신부(260)는 청소로봇(130)이 진단서버(140)와 통신할 수 있도록 IR 센서 또는 무선 통신 모듈과 같은 형태로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단서버의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
진단서버(140)는 통신부(310), 저장부(320), 맵핑부(330), 제어부(340) 및 표시부(350)를 포함한다.
통신부(310)는 제어부(340)로부터 출력된 신호를 청소로봇(130)으로 전송하고, 청소로봇(130)으로부터 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 수신한다. 마찬가지로, 진단서버(140)의 통신부(310)는 진단서버(140)가 청소로봇(130)과 통신할 수 있도록 IR 센서 또는 무선 통신 모듈과 같은 형태로 구성될 수 있다.
저장부(320)는 청소로봇(130)으로부터 제공받은 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 저장한다. 저장부(320)는 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 시간 별로 분류하여 이를 저장할 수 있다.
맵핑부(330)는 제어부(340)의 제어에 따라 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수 및 배열 등을 사용자 등이 인식할 수 있도록 시각화, 도식화 또는 이미지화한다. 도 1 및 도 2에서 언급한 바와 같이, 패널 어레이(110)는 복수 개의 단위 패널(112)로 구성되며, 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112)은 전계 및 자계의 세기 데이터에 의해 구분될 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기는 음극 및 양극 단자(122, 124)가 구비된 부분에서 최대값을 가지며, 단위 패널(112)과 인접한 다른 단위 패널(112)의 경계인 패널 라인(114)에서는 최소값을 갖는다. 이에 따라, 제어부(340)는 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기를 기 설정된 패턴을 갖도록 구성할 수 있다. 나아가, 제어부(340)는 패널 어레이(110)의 기 설정된 패턴을 분석하여 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112)을 구분함으로써, 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수 및 배열 등을 파악할 수 있다. 맵핑부(330)는 제어부(340)로부터 수신한 단위 패널(112)의 개수 및 배열 등의 데이터를 시각화, 도식화 또는 이미지화함으로써, 태양광 발전 시설의 구성 맵(Map)을 작성하여 이를 제어부(340)로 제공한다.
제어부(340)는 저장부(320)에 저장된 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 데이터를 토대로 단위 패널(112)의 개수, 배열 및 이상유무를 판단한다.
전술한 대로, 제어부(340)는 저장부(320)에 저장된 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기를 기 설정된 패턴을 갖도록 구성하고, 이를 분석하여, 패널 어레이(110)를 구성하는 단위 패널(112)의 개수 및 배열 등의 데이터를 맵핑부(330)로 전송한다.
제어부(340)는 문제가 발생한 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계의 세기 패턴을 비교하여 이상유무를 판단한다. 문제가 발생한 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기 패턴이 서로 동일한 형태를 나타낼 경우, 제어부(340)는 이를 온도 또는 일사량에 의한 영향으로 판단한다. 이에, 제어부(340)는 사용자에게 온도 또는 일사량에 의한 영향임을 알릴 수 있도록 데이터를 표시부(350)로 전송한다.
반면, 문제가 발생한 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기 패턴이 서로 동일하지 않은 경우, 제어부(340)는 문제가 발생한 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 온도를 비교한다. 문제가 발생한 단위 패널(112)의 온도와 서로 인접한 다른 단위 패널(112)의 온도가 동일하지 않으며, 기 설정된 값 이상으로 차이가 날 경우, 제어부(340)는 문제가 발생한 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계의 세기의 차이를 계산하고, 저장부(320)에 기 저장되어 있는 데이터와 비교분석한다. 문제가 발생한 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계의 세기의 차이가 저장부(320)에 기 저장되어 있는 데이터와 동일할 경우, 제어부(340)는 사용자 등이 문제의 원인을 인식할 수 있도록 데이터를 변환시킨 후, 표시부(350)로 전송한다. 여기서, 제어부(340)는 문제의 원인을 단위 패널(112) 표면 상에 조류 배설물이나 크기가 큰 이물질 등이 부착된 것으로 판단할 수 있는데, 그 이유는 다음과 같다. 단위 패널(112) 표면 상에 조류 배설물이나 크기가 큰 이물질 등이 부착되면, 단위 패널(112)로 입사되는 입사광량이 현저히 줄어들게 되면서 이물질 등이 부착되지 않은 서로 인접한 다른 단위 패널(112)과 전위차가 발생하게 된다. 이물질 등이 부착된 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전위차가 발생하게 되면, 이물질 등이 부착된 단위 패널(112)로 전류가 집중됨으로써 열이 발생함으로써 온도가 상승한다. 또한, 이물질이 부착된 단위 패널(112)의 음극 및 양극 단자(122, 124)의 출력값은 감소되며, 결과적으로, 이물질이 부착된 단위 패널(112)에 형성되는 전계 및 자계의 세기도 저하된다.
문제가 발생한 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계의 세기의 차이가 저장부(320)에 기 저장되어 있는 데이터가 일치하지 않을 경우, 제어부(340)는 문제가 발생한 단위 패널(112)의 시간별 전계 및 자계의 세기를 분석한다. 문제가 발생한 단위 패널(112)의 시간별 전계 및 자계의 세기 변화가 기 설정된 값 이상의 차이를 가질 경우, 제어부(340)는 저장부(320)에 기 저장되어 있는 데이터와 값을 비교한다. 단위 패널(112)의 시간별 전계 및 자계의 세기 변화가 기 저장된 데이터와 동일할 경우, 제어부(340)는 사용자 등이 문제의 원인을 인식할 수 있도록 데이터를 변환시킨 후, 표시부(350)로 전송한다. 이와 같은 경우, 제어부(340)는 단위 패널(112) 자체가 파손되었거나 단선이 발생하였다고 판단할 수 있다. 패널 어레이(110)는 실외에 설치되는 경우가 많기 때문에, 기상 재해 또는 외부 충격에 의해 손상을 받음으로써, 크랙(Crack)되거나 단선될 수 있다. 이때, 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기는 서로 인접한 다른 단위 패널(112)의 전계 및 자계의 세기와 현저한 차이를 나타낼뿐만 아니라, 크랙이나 단선이 발생하기 전의 전계 및 자계의 세기와도 큰 차이를 갖는다.
나아가, 단위 패널(112) 상에 이물질이 부착된 경우, 제어부(340)는 통신부(310)로 신호를 전송함으로써, 통신부(310)가 청소로봇(130)의 통신부(260)로 신호를 전달할 수 있도록 한다. 진단서버(140)의 신호를 수신한 청소로봇(130)의 제어부(240)는 주행부(210) 및 청소부(220)가 동작하도록 제어함으로써, 단위 패널(112) 표면에 부착된 이물질을 제거하도록 주행부(210) 및 청소부(220)를 구동시킨다. 주행부(210) 및 청소부(220)에 의해 이물질이 제거되면, 청소로봇(130)의 제어부(240)는 통신부(260)로 신호를 전송함으로써, 통신부(260)가 진단서버(140)의 통신부(310)로 신호를 전달할 수 있도록 한다. 청소로봇(130)의 신호를 수신한 진단서버(140)의 제어부(340)는 사용자 등이 이를 인식할 수 있도록 데이터를 변환시킨 후, 표시부(350)로 전송한다.
표시부(350)는 맵핑부(330)로부터 맵핑된 태양광 발전 시스템을 디스플레이하고, 사용자가 문제가 발생한 단위 패널(112)의 위치 및 문제 발생 원인을 알아보기 쉽도록 제어부(340)로부터 수신한 정보를 디스플레이한다. 표시부(350)는 LCD 모니터, 터치스크린 모니터와 같이 정보를 표시할 수 있는 것이라면 어떠한 것으로 구성되어도 무관한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 상태 진단 시스템이 태양광 패널의 이상유무를 진단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
태양광 패널 상태 진단 시스템(100)이 단위 패널(112)의 이상유무를 판별하는 방법에 대해서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
청소로봇(130)이 패널 어레이(110)의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량을 센싱하고 데이터를 저장한다(S610).
진단서버(140)는 패널 어레이(110)의 전계 및 자계 세기의 패턴을 생성한다(S615).
진단서버(140)가 태양광 발전 시설의 맵(Map)을 작성하여 표시한다(S620). 진단서버(140)는 패널 어레이(110)의 전계 및 자계 세기 패턴을 토대로, 패널 어레이(110)를 구성하는 복수 개의 단위 패널(112)의 개수, 배열 등을 표시한다.
진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계 세기의 패턴을 비교한다(S625).
진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자기 세기 패턴이 동일한지 여부를 판단한다(S630). 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자기 세기 패턴이 동일한 경우(Y), 진단서버(140)는 일사량, 기온 또는 기상환경에 의한 변화로 판단하고 사용자가 알 수 있도록 이를 맵에 표시한다.
단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자기 세기 패턴이 동일하지 않은 경우(N), 진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 온도를 비교한다(S635).
진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 온도가 동일한지 여부를 판단한다(S640). 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 온도가 동일한 경우(Y), 진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계 세기의 패턴을 다시 비교한다.
단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 온도가 동일하지 않은 경우(N), 진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계 세기의 차이를 비교한다(S645).
진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계 세기의 차이값이 기 저장된 데이터와 동일한지 여부를 판단한다(S650). 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계 세기의 차이값이 기 저장된 데이터와 동일한 경우(Y), 진단서버(140)는 사용자가 알 수 있도록 문제가 발생한 단위 패널(112)의 상태를 맵에 표시한다.
단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계 세기의 차이값이 기 저장된 데이터와 동일하지 않은 경우(N), 진단서버(140)가 단위 패널(112)의 시간별 전계 및 자계 세기 변화를 분석한다(S655).
진단서버(140)가 단위 패널(112)의 시간별 전계 및 자계 세기 변화량이 기 저장된 데이터와 동일한지 여부를 판단한다(S660). 단위 패널(112)의 시간별 전계 및 자계 세기의 변화량이 기 저장된 데이터와 동일하지 않은 경우(N), 진단서버(140)가 단위 패널(112)과 서로 인접한 다른 단위 패널(112) 간의 전계 및 자계 세기 패턴을 다시 비교한다.
단위 패널(112)의 시간별 전계 및 자계 세기의 변화량이 기 저장된 데이터와 동일한 경우(Y), 진단서버(140)는 사용자가 알 수 있도록 문제가 발생한 단위 패널(112)의 상태를 맵에 표시한다(S665).
도 6에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 6에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 6은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 6에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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*본 특허출원은 2019년 4월 30일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2019-0050187호에 대해 미국 특허법 119(a)조(35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하면, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (5)

  1. 패널 어레이의 상태를 진단하는 태양광 패널 상태 진단 시스템에 있어서,
    상기 패널 어레이로부터 생성되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터;
    상기 패널 어레이를 따라 이동하며, 상기 패널 어레이 표면을 청소하고, 복수 개의 센서를 포함하여, 상기 복수 개의 센서로 상기 패널 어레이의 상태정보를 센싱하는 청소로봇; 및
    상기 청소로봇으로부터 상기 패널 어레이의 상태정보를 수신하여, 상기 패널 어레이의 이상유무를 진단하고, 상기 패널 어레이의 이상 원인을 표시하는 진단서버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패널 어레이는,
    복수 개의 단위 패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상태정보는,
    상기 패널 어레이의 전계 및 자계의 세기, 온도, 일사량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 진단서버는,
    상기 청소로봇으로부터 상기 패널 어레이의 상태정보를 수신하여, 상기 패널 어레이를 구성하는 복수 개의 단위 패널의 배열을 분석하고, 상기 패널 어레이를 구성하는 복수 개의 단위 패널의 배열을 표시하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 시스템.
  5. 태양광 패널 상태 진단 시스템이 복수 개의 단위 패널로 구성되는 패널 어레이의 상태를 진단하는 방법에 있어서,
    패널 어레이를 주행하며 상기 패널 어레이를 센싱하고, 상기 패널 어레이의 상태정보를 저장하는 과정;
    상기 패널 어레이의 센싱정보를 토대로 상기 패널 어레이의 전계 및 자계 세기의 패턴을 생성하는 과정;
    상기 패널 어레이의 전계 및 자계 세기의 패턴을 분석하여, 상기 패널 어레이의 배열을 표시하는 과정;
    상기 패널 어레이를 구성하는 단위 패널과 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 전계 및 자계 세기의 패턴을 비교하는 과정;
    상기 단위 패널과 상기 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 전계 및 자기 세기 패턴이 동일한지 여부를 판단하는 과정;
    상기 단위 패널과 상기 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 온도가 동일한지 여부를 판단하는 과정;
    기 저장된 데이터와 비교하여, 상기 단위 패널과 상기 서로 인접한 다른 단위 패널 간의 전계 및 자계 세기의 차이값이 동일한지 여부를 판단하는 과정;
    기 저장된 데이터와 비교하여, 상기 단위 패널의 시간별 전계 및 자계 세기의 변화량이 동일한지 여부를 판단하는 과정; 및
    상기 단위 패널의 상태를 맵에 표시하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 상태 진단 방법.
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