KR101466604B1 - 태양 전지 모듈 고장 감지 장치 및 방법 - Google Patents

태양 전지 모듈 고장 감지 장치 및 방법 Download PDF

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KR101466604B1
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한광현
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쏠라이앤에스(주)
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Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈 고장 감지 장치가, 하나 이상의 태양 전지 모듈의 생산 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)을 통해 상기 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 방법에 있어서, 관리하는 태양 전지 모듈의 총 생산 전력량이 동일한, 복수개의 에너지 저장 시스템 각각으로부터 상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력량을 수신하는 단계; 상기 복수개의 전력량 중, 미리 정해진 기준 편차 범위를 벗어나는 값이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템에 상응하는 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 단계를 포함하는, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법을 제공한다.

Description

태양 전지 모듈 고장 감지 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DETECTING TROUBLE OF SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양 전지 모듈 고장 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태양 전지 모듈이 생산하는 전력을 저장, 관리하는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)을 통하여, 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
태양광 발전 시스템은, 재생 에너지 기술에 대한 관심과 함께, 각광 받고 있는 기술 분야이다. 태양광 발전 시스템에 대한 기술 개발과 함께, 태양광 발전 시스템의 동작 등을 모니터링하는, 태양광 발전 시스템 관리 기술이 중요한 기술로 인식되고 있다.
이는 세부적인 모니터링 없이는 태양광 발전이 적합한 성능으로 작동하고 있는지 또는 고장 등의 발생으로 태양광 발전의 효율성이 떨어지고 있는지 등을 파악할 수 없기 때문이다. 따라서 효과적인 태양광 발전 시스템의 효율적인 운영을 보장하기 위한, 태양광 발전 시스템 관리 기술에 대한 개발이 이루어져야 한다.
이러한, 태양광 발전 시스템 관리 기술의 경우, 대부분 태양광 발전 모듈에 고장을 감지하는 방법에 대한 기술 개발이 주를 이룬다.
일반적으로, 태양광 발전 시스템의 고장 여부를 판단하기 위해서는 현장에 인원이 투입되어 태양 전지 모듈의 전압 전류를 확인하는 방식으로 고장 여부를 판단하는데, 이는 인력의 낭비일 뿐만 아니라 시간 및 비용 등이 많이 소요되고, 태양 전지 모듈의 고장 진단에 대한 정확성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 시간과 비용을 절약하면서, 고장 진단에 대한 정확성을 높일 수 있는 태양 전지 모듈의 고장 감지 방법의 개발에 대한 니즈가 증대하고 있다.
본 발명은, 에너지 저장 시스템(ESS)을 통하여, 태양 전지 모듈의 고장을 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따르면, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치가, 하나 이상의 태양 전지 모듈의 생산 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)을 통해 상기 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 방법에 있어서, 관리하는 태양 전지 모듈의 총 생산 전력량이 동일한, 복수개의 에너지 저장 시스템으로부터, 상기 에너지 저장 시스템 각각에 저장된 전력량을 수신하는 단계; 상기 복수개의 전력량 중, 미리 정해진 기준 편차 범위를 벗어나는 값이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템에 상응하는 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 단계를 포함하는, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법을 제공한다.
상기 태양 전지 모듈의 고장이 감지된 경우, 고장이 감지된 상기 태양 전지 모듈에 상응하는 사용자 단말로 고장 알림 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 알림은, 경고음, 메시지, 진동 및 램프 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 단계는, 상기 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템이 관리하는 하나 이상의 태양 전지 모듈 각각으로부터 생산 전력량 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 생산 전력량 정보를 기초로, 고장이 발생한 태양 전지 모듈을 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나 이상의 태양 전지 모듈의 생산 전력을 관리하며, 각각이 관리하는 총 생산 전령량이 동일한 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 복수개로부터, 상기 에너지 저장 시스템 각각이 저장하고 있는 전력량을 수신하는 에너지 저장 시스템 관리부; 및 상기 복수개의 전력량 중, 미리 정해진 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템에 상응하는 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 고장 감지부를 포함하는, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치를 제공한다.
상기 고장이 감지된 상기 태양 전지 모듈에 상응하는 사용자 단말로 고장 알림 전송하는 알림부를 더 포함할 수 있으며, 상기 알림은, 경고음, 메시지, 진동 및 램프 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 고장 감지부는, 상기 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템이 관리하는 하나 이상의 태양 전지 모듈 각각으로부터 생산 전력량 정보를 수신하여, 수신된 생산 전력량 정보를 기초로, 고장이 발생한 태양 전지 모듈을 식별할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지 모듈과 연계된 에너지 저장 시스템(ESS)의 저장 전력의 측정을 통해 태양 전지 모듈의 고장을 감지할 수 있어, 고장 감지의 정확도가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지 모듈과 연계된 에너지 저장 시스템의 저장 전력의 측정을 통해 태양 전지 모듈의 고장을 감지할 수 있어, 모든 태양 전지 모듈에 대한 고장 발생 여부 감지가 불필요하므로, 태양 전지 모듈의 고장 감지에 필요한 시간을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법의 일 례를 도시한 예시도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그리고 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 시스템에 대하여 살펴본다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 시스템을 도시한 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 시스템은, 복수개의 태양 전지 모듈(100), 복수개의 에너지 저장 시스템(EEnergy Storage System, ESS)(200), 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300) 및 사용자 단말(400)을 포함할 수 있다.
복수개의 태양 전지 모듈(100)은, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)에서 관리하고 있는 태양 전지 모듈로서, 태양광을 전기 에너지로 변환하여, 태양 전지 모듈(100)이 설치된 구조물 등에 에너지를 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수개의 태양 전지 모듈(100)은, 각각 식별 정보(ID)가 부여되어 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)를 통해 관리 될 수 있으며, 하나의 구조물에 설치되거나, 다수의 구조물에 별개로 설치될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 태양 전지 모듈(100)에서 생산한 전력은, 하나의 에너지 저장 시스템(200)에 의하여 관리될 수 있으며, 각각의 에너지 저장 시스템(200)에서 관리하는 하나 이상의 태양 전지 모듈(100)들의 총 에너지 생산량 즉, 전력량은 동일 값을 갖는다.
일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈(100)은, 각각 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 통신 모듈을 통해, 태양 전지 모듈(100)이 생산한 생산 전력량 등의 정보를, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 태양 전지 모듈 고장 감지 시스템은 복수개의 에너지 저장 시스템(200)을 포함할 수 있으며, 전술한 바와 같이, 하나의 에너지 저장 시스템(200)은, 하나 이상의 태양 전지 모듈(100)을 그룹으로 하여, 당해 그룹에 포함된 태양 전지 모듈(100)들이 생산하는 전력 등을 저장, 관리 할 수 있다.
일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(200)은, 태양 전지 모듈(100)에서 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해 주는 저장 시스템으로, 배터리, PCS(전력변환장치), 기타 장치를 포함할 수 있다. 이러한 에너지 저장 시스템(200)은 안정적인 전력 공급이 가능하게 해주고, 아주 짧은 시간 발생하는 수요와 공급의 차이를 해소하며, 항상 일정한 품질의 전력을 공급할 수 있도록 해준다.
본 발명에 따른, 에너지 저장 시스템(200)은, 미리 설정된 시간 간격에 따라, 자신이 저장하고 있는 전력량을 감지하여, 후술할 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템(200)이 미리 설정된 시간 간격에 따라 자동으로 자신이 저장하고 있는 전력량을 감지하여, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)로 저장할 수도 있지만, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)로부터 전송된 요청에 따라, 저장하고 있는 전력량을 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)로 전송할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수개 에너지 저장 시스템(200) 각각은, 동일한 시각에 저장하고 있는 전력량에 대한 정보를 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)로 전송할 수 있다. 이는, 시간에 따라 태양 전지 모듈(100)로 입사하는 태양 에너지의 양이 달라져 에너지 저장 시스템에 저장된 전력량이 달라질 수 있으므로, 동일한 기준에 따른 전력량을 획득하기 위함이다.
본 발명에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 복수개의 에너지 저장 시스템(200)으로부터 수신된, 각각의 에너지 저장 시스템(200)에 저장된 전력량을 기초로, 태양 전지 모듈(100)의 고장을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 에너지 저장 시스템(200)이 관리하고 있는 태양 전지 모듈들(100)의 총 생산 전력량은 동일하므로, 각각의 에너지 저장 시스템(200)이 동일한 시각에 저장하고 있는 전력량은 동일하다. 따라서, 각각의 에너지 저장 시스템(200)으로부터 동일한 시각에 수신된 저장 전력량들의 편차가 기준치 이상인 경우, 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 기준치 이상의 편차(예를들어, 오차 범위를 벗어나는 경우)를 갖는, 에너지를 저장하고 있는 에너지 저장 시스템(200)에서 관리하고 있는 태양 전지 모듈(100) 중 적어도 어느 하나에서 고장이 발생하였음을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 각각의 에너지 저장 시스템(200)의 시간별 저장 전력량 이력을 저장, 관리할 수 있으며, 이를 기초로 기준 편차 범위를 설정할 수 있다. 물론, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)의 관리자의 설정에 따라, 기준 편차 범위가 설정될 수도 있다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 복수개의 에너지 저장 시스템(200)의 식별 정보와 각각의 에너지 저장 시스템(200)이 관리하고 있는 태양 전지 모듈(100)들이 설치된 위치 정보(예를 들어, GPS 정보, 위도 및 경도 정보), 고장 발생 이력 정보, 누적 발전량 정보 등을 태양 전지 모듈의 식별 정보 별로 저장, 관리할 수 있다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 복수개의 태양 전지 모듈(100)을 관리하고 있는 에너지 저장 시스템(200)으로부터 일정 간격에 따라, 수신되는 전력량 값을 기초로, 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량을 저장하는 에너지 저장 시스템(200)이 관리하고 있는, 태양 전지 모듈(100)의 고장을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 태양 전지 모듈(100) 및 에너지 저장 시스템(200)과 네트워크 등의 무선을 통해 연결될 수 있으며, 하나의 구조물의 상이한 위치에 별개로 설치될 수도 있다. 물론, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300), 에너지 저장 시스템(200) 및 태양 전지 모듈(100)은 하나의 디바이스에 포함된 별개의 구성부일 수도 있다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 전술한 방법을 통해 복수개의 태양 전지 모듈(100) 중 적어도 어느 하나에서 고장이 감지되면, 해당 태양 전지 모듈(100)의 사용자 단말(400)로 고장이 발생하였음을 나타내는 알림을 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 알림은 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량을 갖는 에너지 저장 시스템(200)에 상응하는, 사용자 단말(400)로 제공되거나, 원격 모니터링 시스템(미도시)으로 제공될 수 있다. 즉, 고장 발생한 태양 전지 모듈(100)을 관리하는 에너지 저장 시스템(200)의 사용자 단말(400) 및 원격 모니터링 시스템으로 알림이 제공될 수 있다.
알림은, 진동 알림, 램프 알림, 알림 메시지 등의 형태일 수 있으며, 푸쉬 메시지 등의 형태로 제공될 수도 있다.
일 실시예에 따른, 사용자 단말(400)은, 태양 전지 모듈(100) 및 에너지 저장 시스템(200)이 설치된 구조물의 관리자 혹은 소유자의 단말로서, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)에서 제작한, 태양 전지 모듈 관리 애플리케이션이 설치된 상태 일 수 있다.
일 실시예에 따른, 사용자 단말(400)은, 네트워크 통신망을 통해 외부 서버와 연결될 수 있으며, 네트워크 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있다. 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른, 사용자 단말(400)은, 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같이 네트워크를 통하여 외부 서버와 연결될 수 있는 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 이 외에도 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 랩탑 PC, 셋탑 박스를 포함하는 IPTV와 같이, 외부 서버와 연결될 수 있는 통신 장치도 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른, 사용자 단말(400)은, 태양 전지 모듈 관리 애플리케이션이 설치된 상태일 수 있는데, 태양 전지 모듈 관리 애플리케이션은, 태양 전지 모듈의 고장을 감지하고, 관리하기 위하여 제작, 배포된 애플리케이션일 수 있으며, 사용자는 태양 전지 모듈 관리 애플리케이션을 통해 태양 전지 모듈에 고장이 발생한 경우, 알림 제공을 받을 수 있을 뿐 아니라, 태양 전지 모듈의 경사각 조절 등 태양 전지 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어 명령 신호를 태양 전지 모듈 고장 감지 장치로 전송할 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치의 구성에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 에너지 저장 시스템 관리부(310), 고장 감지부(320), 알림부(330), 제어부(340) 및 통신부(350)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템 관리부(310), 고장 감지부(320), 알림부(330), 제어부(340) 및 통신부(350)는 외부 장치와 통신할 수 있는 프로그램 모듈 또는 하드웨어들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈 또는 하드웨어는 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 태양 전지 모듈 고장 감지 장치 또는 이와 통신 가능한 다른 장치에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈 또는 하드웨어들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템 관리부(310)는, 복수개의 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 각각으로부터, 에너지 저장 시스템이 동일한 시각에 저장하고 있는 전력량에 대한 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템은, 하나 이상의 태양 전지 모듈의 생산 전력을 관리하며, 이때 에너지 저장 시스템이 관리하는 태양 전지 모듈들로부터 획득하는 총 생산 전력량은 서로 동일하다.
일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템 관리부(310)는, 미리 설정된 시간 간격에 따라 에너지 저장 시스템들로부터, 에너지 저장 시스템이 측정한 저장 전력량에 대한 정보를 수신할 수 있으며, 이때 수신되는 저장 전력량에 대한 정보는, 에너지 저장 시스템들의 식별 정보와 함께 수신될 수 있다.
일 실시예에 따른 고장 감지부(320)는, 복수개의 에너지 저장 시스템 각각으로부터 수신한 저장 전력량들 간의 편차를 분석하여, 태양 전지 모듈의 고장을 감지할 수 있다.
보다 상세하게 살펴보면, 일 실시예에 따른 고장 감지부(320)는 복수개의 에너지 저장 시스템이 동일한 시각에 저장하고 있는 전력량에 대한 정보를 수신하여, 이들을 기초로 기준이 될 중앙값(예를들어, 평균값)을 산출한 후, 산출된 중앙값을 기준으로 하여, 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량을 전송한 에너지 저장 시스템이 관리하는 태양 전지 모듈에 대한 고장을 감지할 수 있다.
이때, 기준 편차 범위는, 에너지 저장 시스템이 관리하고 있는, 태양 전지 모듈들의 위치 정보, 시각 정보, 날씨 정보, 계절 정보 등을 참고로 하여 고장 감지부(320)가 자동으로 설정할 수 있으며, 사용자에 의하여 고정된 범위로 설정될 수도 있다.
일 실시예에 따른 고장 감지부(320)는, 기준 편차 범위를 벗어나는, 전력량을 전송한 에너지 저장 시스템이 감지되면, 해당 에너지 저장 시스템이 관리하는 태양 전지 모듈의 고장을 감지할 수 있다. 태양 전지 모듈에 고장이 발생한 경우, 생산 전력량이, 동일한 시각의 다른 태양 전지 모듈의 전력 생산량 보다 적은 값을 나타내게 될 수 밖에 없으며, 이에 따라 고장이 발생한 태양 전지 모듈로부터 생산되는 전력 생산량을 저장, 관리하는 에너지 저장 시스템의 저장 전력량 역시 변화하게 될 수 밖에 없다는 점을 이용한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고장 감지부(320)는, 기준 편차를 벗어나는 전력량을 전송한 에너지 저장 시스템이 관리하는 복수개의 태양 전지 모듈 각각에 대하여 고장 발생 여부에 대한 감지를 위한 별개의 고장 감지 테스트를 실행할 수 있으며, 이를 통해 고장이 발생한 태양 전지 모듈을 정확하게 식별할 수 있다.
일례로, 고장 감지부(320)는, 기준 편차를 벗어나는 저장 전력량을 갖는 에너지 저장 시스템이 관리하는 복수개의 태양 전지 모듈 각각에 단위 시간 당 전력 생산량 정보를 요청하여 수신된 값들을 기초로, 고장이 발생한 태양 전지 모듈을 식별할 수 있다.
일 실시예에 따른 알림부(330)는, 전술한 고장 감지부(320)가 태양 전지 모듈의 고장을 감지한 경우, 기준치를 벗어하는 에너지 값을 갖는 에너지 저장 시스템 또는 고장이 감지된 태양 전지 모듈에 상응하는 사용자의 단말 또는 원격 모니터링 시스템으로 알림을 제공할 수 있다.
즉, 알림부(330)는, 기준 편차를 벗어나는 전력량을 저장하고 있는, 에너지 저장 시스템에서 관리하는, 태양 전지 모듈들이 설치된 구조물의 소유자 또는 관리자의 단말 또는 해당 태양 전지 모듈을 모니터링하고 있는 시스템으로, 알림을 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른, 알림은, 메시지, 경고음, 진동 및 램프 등의 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메시지의 형태로 제공되는 알림은 푸쉬 메시지의 형태로 사용자 단말에 전송될 수 있으며, 이때 사용자 단말에는 알림음 또는 알림 진동 등이 함께 발생할 수도 있다. 또한, 사용자 단말은 알림 메시지 수신시, 자동으로 사용자 단말에 설치된 태양 전지 모듈 관리 애플리케이션을 실행할 수도 있다.
일 실시예에 따른, 알림 메시지는 사용자로부터 제어 명령 신호의 생성 여부를 묻는 인터페이스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 알림부(330)는, 고장 감지부(320)에서 수신한 에너지 저장 시스템의 전력량이 기준 편차 범위를 벗어나는 정도에 따라, 알림의 종류를 상이하게 제공할 수 있다. 예를 들어, 수신한 전력량 값이 기준 편차 범위에서 벗어나는 정도가 증가할 수록, 제공되는 알림의 종류가, “알림메시지 → 알림메시지 & 알림램프 → 알림메시지 & 알림램프 & 알림음" 과 같이, 증가할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(340)는, 알림을 수신한 사용자 단말로부터 수신한 제어 명령 신호 또는 제어부(340)가 자체적으로 생성한 제어 명령 신호에 따라, 에너지 저장 시스템 및 태양 전지 모듈의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 명령 신호는, 사용자 단말로 제공된 알림에 기초하여 사용자가 사용자 단말로 입력한 명령 신호이거나, 제어부(340)가 알림과 함께 자동으로 생성한 명령 신호일 수 있다. 제어 명령 신호는, 태양 전지 모듈로 전달될 수 있으며, 제어 명령 신호에 따라, 태양 전지 모듈의 설치 경사각 등의 동작이 제어될 수 있어, 태양 전지 모듈의 고장 발생에 대한 대응이 가능하다.
예를 들어, 제어부(340)는, 고장이 발생한 태양 전지 모듈에 적설된 눈으로 인해 가해지는 설하중 값을 줄이기 위하여, 태양 전지 모듈의 설치 경사각을 조절하는 제어 명령 신호를 생성하여, 태양 전지 모듈의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(340)는, 전술한 기능 이외에, 에너지 저장 시스템 관리부(310), 고장 감지부(320), 알림부(330) 및 통신부(350)에서 각각 고유한 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 통신부(350)는 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)와 외부 장치 또는 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)에 포함된 구성 요소 간 통신이 가능하도록 한다. 구체적으로, 사용자 단말 및 원격 모니터링 시스템으로 알림부(330)가 제공하는 알림을 전송하거나, 복수개의 에너지 저장 시스템으로부터 각각의 에너지 저장 시스템이 감지한 저장 전력량을 수신할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 방법에 대하여 살펴보도록 한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법의 일례를 도시한 예시도이다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 복수개의 에너지 저장 시스템(200) 각각으로부터 일정한 시각에 에너지 저장 시스템(200)이 감지한, 저장 전력량 값을 수신한다(S310). 이때, 각각의 에너지 저장 시스템이 관리하는 태양 전지 모듈이 생산하는 총 생산 전력량은 동일하다.
일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 미리 설정된 시간 간격에 따라, 시각 정보를 포함하는 전력량 전송 요청을 복수개의 에너지 저장 시스템 각각으로 전송할 수 있으며, 이에 대한 응답으로 전력량 전송 요청에 포함된 시각에 에너지 저장 시스템(200)이 저장하고 있는 전력량을 전송할 수 있다(S310).
예를들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 각각 3개의 태양 전지 모듈을 관리하는, "A, B, C, D 및 E" 의 에너지 저장 시스템(200)로부터 4시간 간격으로, 각각의 에너지 저장 시스템(200)이 저장하고 있는 에너지 값 정보를 수신할 수 있다(S310). 이때, 각 에너지 저장 시스템(200)이 관리하는 태양 전지 모듈(100)들은 모두 동일한 전력 생산량을 갖는 것으로 가정한다. 즉, 에너지 저장 시스템(200)에 저장되는 총 전력량이 동일하다고 가정한다.
일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 복수개의 에너지 저장 시스템(200)으로부터 수신되는 전력량 중 기준 편차 범위를 벗어나는, 전력량이 포함이 되었는지 여부를 판단한다(S320).
보다 상세하게, 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는 동일한 시각에 각각의 에너지 저장 시스템(200)에 저장된 전력량들을 모두 수신하여, 이들의 평균을 산출하고, 산출된 평균 값과의 편차가 기준 편차 범위(예를들어, ±5%)를 벗어나는 전력량이 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다(S320).
판단 결과, 동일한 시각에 수신된 전력량들의 평균 값과의 편차가 기준 편차범위를 벗어나는 전력량이 존재하는 경우, 당해 전력량을 전송한 에너지 저장 시스템(200)에서 관리하는 태양 전지 모듈(100)에 고장이 발생하였음을 감지할 수 있다(S330).
일 실시예에 따르면, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 동일한 시각에 저장된 전력량의 편차가 기준 편차 범위를 벗어나는, 에너지 저장 시스템(200)이 관리하는 태양 전지 모듈(100) 각각에 대하여 별개의 고장 발생 여부에 대한 테스트를 실시하여, 고장이 발생한 태양 전지 모듈(100)을 정확하게 식별할 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 5개의 에너지 저장 시스템이 동일한 시각, 즉 12시에 저장하고 있는, 전력량이 각각 100KW, 105KW, 103KW, 98KW, 80KW인 경우, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 5개의 에너지 저장 시스템(200)으로부터 수신된 에너지 값의 평균값(97.2KW)을 산출하고, 이들 중, 산출된 평균값과의 편차가, 기준 편차(±7%) 범위(90.396KW ~ 104.004KW)를 벗어나는 값을 갖는, 에너지 저장 시스템(200)이 포함되어 있는지를 판단한다.
전술한 경우, B 및 E 에너지 저장 시스템(200)이 기준 편차 범위를 벗어난, 저장 전력량을 가지고 있어, 이들 에너지 저장 시스템(200)에서 관리하는 태양 전지 모듈(B1, B2, B3 및 E1, E2, E3)에서 고장이 발생하였음을 감지할 수 있으며, 보다 정확한 고장 감지를 위하여, 고장이 감지된 에너지 저장 시스템(B, E)에서 관리하는 태양 전지 모듈(B1, B2, B3 및 E1, E2, E3)로 각각의 태양 전지 모듈(100)의 생산 전력량 정보를 요청하여, 수신된 전력량 값을 기준으로, 각각의 태양 전지 모듈(100)의 고장 발생 여부를 감지할 수 있다. 각각의 태양 전지 모듈(100)로부터 수신한, 전력 생산량 값이 “B1: 37, B2: 38, B3: 30, E1: 38, E2: 39, E3: 3 “인 경우, 전력 생산량 값이 현저하게 작은 값을 갖는, B3 및 E3 태양 전지 모듈(100)에서 고장이 발생하였음을 감지할 수 있다. 이후, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 고장이 감지된 태양 전지 모듈의 사용자 단말(400)로 고장 발생 알림을 제공할 수 있다(S340).
이와 같이, 일 실시예에 따른, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 고장이 감지된, 태양 전지 모듈(100)의 관리자 단말 등으로 고장이 발생하였음을 실시간으로 알릴 수 있어, 사용자가 태양 전지 모듈(100)의 고장 발생에 대한 대응을 신속하게 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른, 알림은, 메시지, 경고음, 진동 및 램프 등의 형태로 제공될 수 있는데, 메시지 형태로 제공되는 알림은 푸쉬 메시지 등의 형태로 사용자 단말(400)에 전송될 수 있으며, 이때 사용자 단말(400)에는 알림음 또는 알림 진동 등이 함께 발생할 수도 있다. 또한, 사용자 단말(400)은 알림 메시지 수신시, 자동으로 사용자 단말에 설치된 태양 전지 모듈 관리 애플리케이션을 실행할 수도 있다.
이때, 알림은, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(400)로 전송될 수도 있지만, 고장이 감지된 태양 전지 모듈을 모니터링하고 있는 원격 모니터링 시스템으로 전송될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 알림이 제공된 이후에, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)에서 생성한 제어 명령 신호 또는 사용자 단말(400)로부터 수신된 제어 명령 신호가, 고장이 감지된 태양 전지 모듈로 전달되어(S350), 제어 명령 신호에 따라 당해 태양 전지 모듈의 동작이 제어될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 명령 신호는, 태양 전지 모듈의 기울기를 조절하기 위한 명령 신호 일 수 있다.
예를들어, 태양 전지 모듈에 가해지는 설하중 값이 기준치를 초과하여, 태양 전지 모듈에 고장이 발생하였다고 판단한 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)가, 알림을 사용자 단말(400)로 제공한 경우, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)는, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)에서 생성한 제어 명령 신호 또는 사용자 단말(400)로부터 수신된 제어 명령 신호를 고장이 발생한 태양 전지 모듈로 전달함에 따라, 태양 전지 모듈의 경사각을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어 명령 신호는, 목표 경사각 정보를 포함할 수 있으며, 목표 경사각 정보는, 사용자 단말(400)에 알림 메시지 수신에 따라 자동으로 실행된 태양 전지 모듈 관리 애플리케이션을 통해 사용자를 통해 입력될 수 있으며, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치(300)에서 자동으로 생성할 수도 있다.
이와 같이, 제어 명령 신호가 태양 전지 모듈(100)의 경사각을 조절하는 신호인 경우, 제어 명령 신호에 따라, 태양 전지 모듈(100)의 기울기가 현재 값보다 더 크게 조절될 수 있어, 태양 전지 모듈(100) 상부로 적설된 눈이 지면으로 낙하하게 된다. 따라서, 구조물 상면에 가해지는 설하중의 값이 감소되어, 설하중으로 인한 추가 고장의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지 모듈(100)에서 생산한 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템(200)에 저장된 전력량 측정을 통해, 태양 전지 모듈(100)의 고장을 감지할 수 있어, 고장 감지의 정확도 향상 및 고장 감지에 드는 시간을 줄일 수 있다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 복수개의 태양 전지 모듈
200: 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)
300: 태양 전지 모듈 고장 감지 장치
400: 사용자 단말
310: 에너지 저장 시스템 관리부
320: 고장 감지부
330: 알림부
340: 제어부
350: 통신부

Claims (8)

  1. 태양 전지 모듈 고장 감지 장치가, 하나 이상의 태양 전지 모듈의 생산 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)을 통해 상기 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 방법에 있어서,
    관리하는 태양 전지 모듈의 총 생산 전력량이 동일한, 복수개의 에너지 저장 시스템 각각으로부터 상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력량을 수신하는 단계;
    상기 복수개의 전력량 중, 미리 정해진 기준 편차 범위를 벗어나는 값이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템에 상응하는 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 단계를 포함하고,
    상기 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 단계는,
    상기 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템이 관리하는 하나 이상의 태양 전지 모듈 각각으로부터 생산 전력량 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 생산 전력량 정보를 기초로, 고장이 발생한 태양 전지 모듈을 식별하는 단계를 포함하는, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈의 고장이 감지된 경우, 고장이 감지된 상기 태양 전지 모듈에 상응하는 사용자 단말로 알림을 전송하는 단계; 를 더 포함하는, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 알림은, 경고음, 메시지, 진동 및 램프 중 적어도 어느 하나인, 태양 전지 모듈 고장 감지 방법.
  4. 삭제
  5. 하나 이상의 태양 전지 모듈의 생산 전력을 관리하며, 각각이 관리하는 총 생산 전력량이 동일한 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 복수개로부터, 상기 에너지 저장 시스템 각각이 저장하고 있는 전력량을 수신하는 에너지 저장 시스템 관리부; 및
    상기 복수개의 전력량 중, 미리 정해진 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템에 상응하는 태양 전지 모듈의 고장을 감지하는 고장 감지부를 포함하고,
    상기 고장 감지부는,
    상기 기준 편차 범위를 벗어나는 전력량이 저장된 에너지 저장 시스템이 관리하는 하나 이상의 태양 전지 모듈 각각으로부터 생산 전력량 정보를 수신하여, 수신된 생산 전력량 정보를 기초로, 고장이 발생한 태양 전지 모듈을 식별하는, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고장이 감지된 상기 태양 전지 모듈에 상응하는 사용자 단말로 알림을 전송하는 알림부를 더 포함하는, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 알림은, 경고음, 메시지, 진동 및 램프 중 적어도 어느 하나인, 태양 전지 모듈 고장 감지 장치.
  8. 삭제
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