KR102091493B1 - 태양광발전소의 원격관리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드론(Drone)으로 대표되는 무인비행형 관찰기를 적용하여 단일 또는 다수의 태양광발전소의 상태(예컨대, 발전소의 기후(조도, 강우/강설), 태양광패널의 표면온도)를 포함하여 전체적인 발전상태를 원격지에서 확인하고 관리할 수 있도록 하기 위한 태양광발전소의 원격관리시스템에 관한 것이다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 태양광발전소의 원격관리시스템에는 태양광패널의 발전량을 검출하는 기능을 갖춘 인버터와, 상기 태양광패널에서 발전된 전원의 저장을 위한 배터리의 충전/방전량을 제어하는 기능을 갖춘 배티리제어부, 무인비행루트를 따라 상기 태양광패널의 표면상태를 촬영하는 무인비행형 관찰기, 상기 무인비행형 관찰기의 비행루트제어와 상기 태양광패널의 발전상태의 판단을 위한 단말제어부를 포함하는 관리단말이 갖추어지고, 상기 관리단말에는 상기 데이터통신망을 매개하여 상기 태양광패널의 발전상태에 대한 정보를 수신하고 상기 무인비행형 관찰기에 대한 제어를 발생하는 원격관리서버가 연계된다.

Description

태양광발전소의 원격관리시스템{REMOTE ADMINISTRATION SYSTEM OF SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER STATION}

본 발명은 태양광발전소의 원격관리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인비행형 관찰기를 적용하여 단일 또는 다수의 태양광발전소의 상태(예컨대, 발전소의 기후(조도, 강우/강설), 태양광패널의 표면온도)를 포함하여 전체적인 발전상태를 원격지에서 확인하고 관리할 수 있도록 하기 위한 태양광발전소의 원격관리시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 화석연료에 의해 전기에너지를 얻는 경우에 초래되는 환경에 대한 악영향이라든지 그 화석연료의 고갈에 대비하여, 풍력이라든지 조류, 태양광/태양열 등의 신재생에너지원을 이용하여 전기를 생산하기 위한 다양한 설비가 점차 실용도가 증가되는 추세이다.

그 중, 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양광발전설비는 단일 또는 소수의 태양광패널을 적용하여 전기를 생산하는 형태와 다수의 태양광패널을 집단으로 설치하여 대용량의 전기를 생산하는 태양광발전소의 형태가 일반적이다.

통상적으로, 태양광발전소의 경우는 연간 일사량이 양호한 지역에 설치해야만 발전효율이 보장되어 경제성이 확보되기 때문에 지역마다 분산배치되는 경향이고, 그 때문에 태양광발전소에 구비되는 태양광패널의 표면오염 여부라든지 발전현황, 에너지저장장치로서의 배터리에 대한 충/방전상태 등에 대한 원격관리가 필요하게 된다.

특허등록 제10-1049786호(등록일 : 2011. 07. 11)에는 태양광발전장치를 어레이 형태로 구성하는 특정 태양전지모듈이 이상동작할 때, 해당 태양전지모듈의 이상을 즉각 확인할 수 있도록 하고, 또한 지역적으로 떨어져 설치되는 특정 태양광발전장치가 이상동작할 때, 원격지에서 해당 태양광발전모듈의 이상을 알 수 있는 태양광발전장치의 통합관리시스템이 개시되어 있다.

즉, 상기의 태양광발전장치의 통합관리시스템에 따르면 특정 태양광발전장치를 이루는 태양전지모듈의 온도가 올라가 적정 전력생산이 되지 않을 때, 관제서버가 이를 검지하여 냉각장치를 작동시켜 물을 분사시킴에 따라 냉각장치에서 분사되는 물이 태양전지모듈의 온도를 낮춰주어 적정 전력생산이 가능하도록 하고 있다.

또, 지역적으로 떨어져 설치되어 접근이 어려운 다수의 태양광발전장치를 원격지에서 통합관리할 수 있고, 특정 태양광발전장치에서 이상동작될 경우 원격지에서 해당 태양광발전장치의 이상을 검지하여 관리요원이 출동하여 대처할 수 있도록 하고 있으며, 이상동작이 발생된 특정 태양광발전장치로 출동한 관리요원은, 모듈이상동작표시기에서 표시되는 LED를 확인함으로써, 그 LED와 연계된 해당 태양전지모듈의 이상유무를 즉각 확인할 수 있어 신속한 대응이 가능하도록 하고 있다.

상기한 태양광발전장치의 통합관리시스템에서는 태양광발전장치의 동작에 관련된 동작신호를 발생하는 동작신호발생기가 그 태양광발전장치마다 설치되어야 할 뿐만 아니라, 각각의 태양광발전장치를 구성하는 다수의 태양전지모듈에 연결되어 그 태양전지모듈의 이상동작 상황을 표시하는 모듈이상동작표시기가 설치되어야만 되기 때문에 전체적인 구성요소가 증가됨과 더불어 실제 사용 중에 결선 상의 에러가 발생된다든지 불요한 전력의 소비가 증가될 가능성을 배제할 수 없다.

공개특허번호 제 10-2014-0042840호(공개일 : 2014. 04. 07)에는 조도센서에 의한 일사량 또는 온도센서에 의한 태양광전지판의 온도와 태양광전지판의 출력 전압 및 전류 값을 기준 값과 비교하여 이상 유무를 진단하고, 그 태양광전지판의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하여 표시화면에 표시하며, 이상이 발생할 경우 표시화면 또는 LED 표시기를 통해 즉각적으로 알리고, 등록된 단말장치로 이상 상태를 문자로 전송하는 태양광발전 원격 감시 시스템을 제시하고 있다.

상기의 태양광발전 원격 감시 시스템에서는 조도센서에 의해 검출된 일사량 또는 온도센서에 의해 검출된 태양전지판의 온도와 태양광전지판의 출력 전압 및 전류 값을 기준 값과 비교하여 이상 유무무를 진단하게 되지만, 상기 태양광전지판의 온도를 검출하기 위해서는 그 태양광전지판마다 온도센서를 설치해야만 된다.

또, 특허등록 제 10-1478019호(등록일 : 2014. 12. 24)에는 태양광발전장치기 설치되어 있는 지역의 일기, 일출, 일몰, 온도 및 일사량을 감지하고, 감지된 일기, 일출, 일몰, 온도 및 일사량 정보와 함께 태양광 발전량을 제공하여 기상 데이터와 태양광 발전량과의 상관관계를 분석하여 태양광발전장치의 작동상태를 모니터링하고 이상여부를 관리하는 태양광발전 모니터링 및 제어 관리 시스템이 개시되어 있다.

그 태양광발전 모니터링 및 제어 관리 시스템에 따르면, 태양광발전장치와 근접한 거리에 설치되며, 상기 태양광발전장치의 주변 기상 상태를 감지하여 출력하는 기상상태 감지부; 상기 기상상태 감지부로부터 출력되는 상기 태양광발전장치의 주변 기상상태 감지정보를 수신받아 상기 태양광발전장치의 발전량과 함께 출력하는 중앙처리장치; 및 상기 중앙처리장치에서 출력되는 기상상태 감지정보 및 발전량을 저장하고, 미리 저장되어 있는 기상상태에 따른 발전량과 비교하여 상기 태양광발전장치를 이루는 복수개의 태양광 모듈의 발전효율을 분석하며, 그 분석결과로 상기 복수개의 태양광 모듈의 작동상태 이상유무를 알려주는 모니터링 시스템;을 포함하게 된다.

또, 상기 태양광발전장치와 근접한 위치에 설치되어 있으며, 외부로부터 입력되는 촬영제어신호에 응하여 상기 태양광발전장치를 촬영하고, 촬영된 영상을 출력하는 촬영부를 더 포함하고, 상기 중앙처리장치는 상기 복수의 태양광모듈 각각 또는 일정 영역에 구분된 태양광모듈 존에 대해서 발전효율의 이상유무를 판단하고, 발전효율에 이상이 있는 경우로 인지되면 상기 촬영부로 촬영제어신호를 출력하며, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 기반으로 발전효율 이상의 원인을 분석한 후 상기 모니터링 시스템으로 출력하며, 상기 모니터링 시스템은 임의의 태양광모듈 또는 임의의 태양광모듈 존에 이상원인정보가 입력되면 이를 미리 설정된 관리자 단말기로 전송하며, 상기 중앙처리장치는 태양광모듈 또는 태양광모듈 존에 이상이 발생하여 전기적인 이상신호가 감지되는 경우 접속반 및 인버터로 공급되는 전력을 차단시키도록 함으로써 함으로써 태양광 발전량을 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 태양광 발전장비의 이상 유무확인을 신속하게 할 수 있으며, 태양광 발전장비에 이상이 발생하는 관리자를 통해 신속하게 수리할 수 있게 된다.

상기한 태양광발전 원격 감시 시스템에는 감시용 카메라를 태양광발전장치에 근접하게 설치하여 태양광발전장치에 이상이 발생하는 경우 그 태양광발전장치를 촬영하여 제공받아 이상유무를 영상으로 확인할 수 있도록 하고 있지만, 그 태양광발전장치가 증가됨에 따라 감시용 카메라도 증가되어야만 하기 때문에 실제 다수의 태양광발전장치가 설치되는 대용량의 태양광발전소에서는 설치비용의 증가를 초래하여 불리하게 된다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 하나 또는 다수의 지역에 분산설치된 태양광발전소의 전체적인 기상상태(조도, 강우/강설)이라든지 태양광패널의 표면오염 여부 및 표면온도를 하나의 무인비행 관찰기(대표적으로 드론)에 의해 관찰하여 그 결과를 원격지에서 확인할 수 있도록 하면서, 태양광발전소에 발전된 전원이 계통전원에 연계되는 상태라든지 에너지저장장치로서의 배터리에 대한 충전/방전상태 등에 대해 원격지에서 확인이 가능하도록 하기 위한 태양광발전소의 원격관리시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 다수의 태양광패널을 갖춘 태양광발전소를 데이터통신망을 매개하여 원격지에서 관리하기 위한 태양광발전소의 원격관리시스템에 있어서,
상기 태양광패널의 발전량을 검출하는 기능을 갖춘 인버터와,
상기 태양광패널에서 발전된 전원의 저장을 위한 배터리의 충전/방전량을 제어하는 기능을 갖춘 배터리제어부,
무인비행루트를 따라 상기 태양광패널의 표면상태를 촬영하는 무인비행형 관찰기,
상기 무인비행형 관찰기의 비행루트제어와 상기 태양광패널의 발전상태의 판단을 위한 단말제어부를 포함하는 관리단말이 갖추어지고,
상기 관리단말에는 상기 데이터통신망을 매개하여 상기 태양광패널의 발전상태에 대한 정보를 수신하고 상기 무인비행형 관찰기에 대한 제어를 발생하는 원격관리서버가 연계되는 것을 특징으로 하고,
상기 관리단말의 단말제어부는 상기 원격관리서버와 상기 데이터통신망을 매개하여 데이터의 교환을 실행하기 위한 데이터통신부와 데이터저장부가 접속된 주제어부를 갖추고, 상기 주제어부에는 상기 무인비행형 관찰기의 무선통신모듈과 무선채널을 통해 데이터를 교환하기 위한 무선통신모듈과, 상기 무인비행형 관찰기의 조종을 위한 데이터를 포함하여 상기 태양광패널의 운용에 필요한 데이터를 입력하기 위한 데이터입력부 및 해당하는 태양광발전소의 전체적인 운용상태가 표시되는 모니터가 접속되고,
상기 무인비행형 관찰기의 비행 중에 촬상부에서 촬상된 영상 중에서 영상처리부를 통해 하나의 정지화면의 휘도레벨이 무인감시제어부에 인가되면, 그 무인감시제어부는 데이터메모리에 저장된 기준휘도데이터와 비교하여 현재의 조도정보를 주제어부에 전달함으로써 상기 태양광패널의 발전량의 가감요인으로 적용하고, 상기 주제어부는 정지화면의 휘도레벨과 저장된 기준휘도데이터와의 비교 결과인 상기 조도정보가 태양광패널의 발전량의 저감요인으로 적용되지 않는 경우인데도 AC전원의 배전량이 감소되거나 상기 배터리의 충전/방전량이 감소된 경우에는 상기 태양광패널의 표면오염 또는 표면손상 또는 태양광패널의 발전량을 변환하는 컨버터와 상기 컨버터의 DC를 AC로 변환하는 인버터 및 상기 배터리에 이르는 전원계통에 이상이 발생된 경우로 판단하여 그 결과를 상기 원격관리서버에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광발전소의 원격관리시스템이 제공된다.

본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 무인비행형 관찰기에는 드론이 포함된다.

상기 무인비행형 관찰기에는 상기 태양광패널의 표면온도검출을 위한 온도검출부와, 상기 태양광패널의 표면을 촬상함과 더불어 조도검출을 위한 영상을 촬상하는 촬상부, 해당하는 무인비행형 관찰기의 비행루트에 따른 비행을 제어함과 더불어 상기 온도검출부에 의해 검출된 온도와 상기 태양광패널의 표면촬상영상 및 조도검출영상을 상기 관리단말의 주제어부에 제공하여 상기 원격관리서버에 전달되도록 하는 무선감시제어부가 갖추어진다.

본 발명에 따르면, 상기 원격관리서버는 통신모듈, 각 지역별 프랜차이즈 계약을 맺는 태양광 발전소별로 부여된 코드를 저장 및 관리하는 데이터베이스 저장부, 모니터, 데이터 입력부, 제어부, 및 프랜차이즈관리부를 포함하고,

상기 프랜차이즈 관리부는

해당 지역에 설치된 관리단말의 코드를 체크하는 코드체크부,

지역에 해당하는 코드를 할당하는 코드할당부,

복수개의 지역단말로부터 전송된 데이터를 표시하는 지역별통계데이터표시부,

지역별 기상상황을 체크하여 전송하는 지역별 날씨(기상상황)상황체크부,

특정 지역단말에게 자기지역이 아닌 인접지역으로의 비행을 허용하는 인접지역 비행루트허용 안내지시부,

특정 지역의 이상상황을 체크하는 이상상황 체크부, 및

특정 지역단말을 통해 무인비행형 관찰기의 비행루트를 지정하고 안내하는 지역별 비행루트지정안내부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 따른 태양광발전소의 원격관리시스템에 의하면, 드론으로 대표되는 무인비행형 관찰기에 의해 태양광발전소에 갖추어진 전체의 태양광패널의 표면오염 여부라든지 표면손상여부와 기상상태(조도. 강우/강설)의 검출이 가능하기 때문에 다수의 태양광패널마다 표면온도검출센서라든지 CCTV를 설치할 필요가 배제될 수 있다.

또, 원격관리서버측에서 필요에 따라 상기 무인비행형 관찰기의 위치를 제어하여 특정의 태양광패널에 대한 근접 촬상 또는 줌기능에 의한 촬상이 가능하기 때문에 태양광패널에 대한 효과적인 관리가 가능하게 된다.

더욱이, 인버터에 의해 배전되는 전력량과 배터리에 대한 충/방전 상태에 대한 관리도 원격적으로 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광발전소의 원격관리시스템을 설명하기 위한 블록구성도.
도 2는 도 1에 도시된 무인비행형 관찰기와 관리단말의 동작을 설명하기 위한 블록구성도.
도 3은 본 발명에 따른 태양광발전소의 원격관리시스템에서의 원격관리서버의 구체적인 구성의 일예를 설명하기 위한 블록구성도.
도 4는 본 발명에 따른 태양광발전소의 원격관리시스템을 이용한 태양광발전소 프랜차이즈 관리시스템의 구성의 일예를 설명하기 위한 설명도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 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 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 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광발전소의 원격관리시스템을 설명하기 위한 블록구성도이다.

도면에서, 10A∼10N(10)은 특정의 지역 또는 다수의 지역에 분산적으로 배치된 태양광발전소를 나타내고, 각 태양광발전소(10;10A,---,10N)에는 다수의 태양광패널(또는 태양광모듈)(10a∼10n)이 어레이형태로 또는 그룹화된 형태로 포함된다.

20a∼20n(20)은 각 태양광발전소(10A∼10N)에 대응적으로 제공되어 태양광패널(10a∼10n)의 발전 및 저장상태를 관리하기 위한 관리단말을 나타낸다.

30은 상기의 각 태양광발전소(10A,---,10N)에 대응하는 관리단말(20a,---,20n)과 후술하는 원격관리서버의 사이에서 각 태양광발전소(10A,---,10N)의 원격관리를 위한 데이터의 교환채널을 형성해주는 데이터통신망으로서, 데이터케이블을 적용한 유선채널방식이나 무선채널방식에서 선택되는 데이터통신방식이 적용된다.

90은 상기 데이터통신망(30)을 매개하여 상기 태양광발전소(10A,---,10N)의 관리단말(20a,---,20n)로부터 태양광패널의 상태라든지 각 태양광발전소(10A,---,10N)의 기상상태(예컨대, 조도, 강우/강설 등)정보를 수신하고 상기 태양광발전소(10A,---,10N)의 관리단말(20a,---,20n)의 원격관리를 위한 제어를 행하기 위한 원격관리서버를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 상기 관리단말(20a,---,20n; 대표적으로 20a)은 대응하는 태양광발전소(10A)에 구비된 각 태양광패널(10a∼10n)에서 발전된 전원을 DC/DC변환하는 컨버터(31)와, 그 컨버터(31)에서 출력되는 DC전원을 AC전원으로 변환하는 인버터(32)를 포함하게 된다.

상기 인버터(32)에서 출력되는 AC전원은 상기 태양광발전소(10A)가 독립형으로 설비된 경우에는 자체적인 AC전원부하에 제공되는 반면, 그 태양광발전소(10A)가 상용AC전원 계통연계형으로 설비되는 경우에는 그 상용AC전원의 배전선에 연계된다.

본 발명에 따르면, 상기 인버터(32)는 상기 AC전원이 AC전원부하 또는 계통연계 배전선에 배전되는 량을 기초로 상기 태양광패널(10a,---,10n)의 발전량을 검출하는 기능도 구비하여 구성되고, 다른 예로서 그 인버터(32)에 대신하여 별도로 AC전원의 배전량을 검출하는 구성요소를 설치해도 된다.

또, 상기 관리단말(20a)에는 상기 인버터(32)에서 변환된 AC전원을 에너지저장장치(Energy Storage System; ESS)로서의 배터리(36)에 충전하거나 그 배터리(36)에 충전된 전원을 방전하는 배터리제어부(34)도 포함된다.

그에 더하여, 상기 관리단말(20a)에는 해당하는 태양광발전소(10A)의 전체적인 제어를 담당하는 단말제어부(38)가 포함되는 바, 그 단말제어부(38)는 상기 배터리제어부(34)와의 사이에서 상기 배터리(36)에 대한 충전/방전상태(BC)와, 상기 인버터(32)를 통해 AC전원이 AC전원부하 또는 계통배전선에 공급되는 전력량, 상기 인버터(32)의 AC전원 배전량을 검출하여 상기 태양광패널(10a∼10n)의 장애(예컨대, 표면오염 등)에 의한 발전량감소여부를 상기 원격관리서버(90)에서 확인할 수 있도록 제공하게 된다.

또, 상기 관리단말(20a)에는 상기 단말제어부(38)에서 처리되거나 처리해야하는 데이터가 저장되는 데이터저장부(41)가 포함됨과 더불어, 상기 데이터통신망(30)을 ?해 상기 원격관리서버(90)와의 데이터통신이 이루어지도록 하는 데이터통신부(42)도 포함된다.

본 발명에 따르면, 상기 관리단말(20a)을 포함하여 전체의 관리단말(20a∼20n)에는 대응하는 태양광발전소(10A,---,10N)에 설치된 태양광패널(10a∼10n)의 관리에 적용되는 무인비행형 관찰기(44)가 포함되는 바, 그 무인비행형 관찰기(44)로서는 대표적으로 드론(Drone)이 상정되지만, 그 무인비행형 관찰기(44)는 드론으로만 한정되지는 않고 무인비행이 가능한 형태이면 적용이 가능하게 된다,

바람직하게, 상기 무인비행형 관찰기(44)는 해당하는 태양광발전소(10A,---,10N)가 설치된 지역을 촬상하여 기상(조도, 강우/강설)조건의 판단에 적용되도록 하는 기능과, 각 태양광패널(10a,---,10n)상을 비행하면서 그 태양광패널(10a∼10n)의 표면상태를 촬상하여 예컨대 표면오염이라든지 표면장애 등에 대한 판단이 가능하도록 하는 기능, 그 태양광패널(10a∼10n)의 표면온도를 측정하여 그 태양광패널의 표면온도에 대한 관리가 가능하도록 기능을 포함하게 된다.

본 발명에서 상기 무인비행형 관찰기(44)를 적용함에 따라 각 태양광패널(10a∼10n)마다 그 표면온도를 검출하기 위해 온도검출센서를 설치해야 하거나, 각 태양광패널(10a,---,10n)마다 표면상태를 촬상하기 위한 CCTV를 설치해야 하는 필요성이 배제되고, 그 무인비행형 관찰기(44)가 단독으로 전체의 태양광패널(10a∼10n)에 대한 관찰이 가능하게 된다.

도 2는 도 1에 도시된 무인비행형 관찰기와 관리단말의 동작을 설명하기 위한 블록구성도이다.

도면에서, 상기 무인비행형 관찰기(44)는 촬상부(50)를 포함하게 되는 바, 그 촬상부(50)는 상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면상태의 확인이 가능하도록 줌(Zoom)기능을 갖춘 고해상도의 디지탈카메라로 구성된다.

상기 무인비행형 관찰기(44)에는 상기 촬상부(50)에 의해 촬영된 영상을 처리하여 영상처리부(52)를 포함하게 되는 바, 그 영상처리부(52)는 상기 원격관리서버(90)의 지시에 따라 상기 촬상부(50)에 의해 촬영된 동영상 또는 그 동영상 중에서 선택되는 특정한 장면의 정지화상을 처리함과 더불어, 상기 촬상부(50)에 대해 줌기능이 설정되어 상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면이 촬상되면 그 표면영상이 줌기능에 따라 확대되도록 처리하게 된다.

또, 상기 무인비행형 관찰기(44)에는 상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면온도를 측정하기 위해 예컨대 레이저온도측정기로 이루어지는 온도검출부(54)도 갖추어지게 된다.

상기 무인비행형 관찰기(44)에서 상기영상처리부(52)의 출력측과 상기 온도검출부(54)의 출력측은 그 무인비행형 관찰기(44)의 전체적인 작동을 제어하는 무인감시제어부(56)에 연계된다.

본 발명에 따르면, 상기 무인감시제어부(56)는 상기 관리단말(20;20a∼20n)의 제어 하에 상기 촬상부(50)에 의해 해당하는 태양광발전소(10A∼10N)가 설치된 지역의 대기영상을 촬상하도록 하고 그 대기영상을 수신한 영상처리부(52)에서 그 대기영상에서 캡처된 정지화상의 휘도를 검출하여 제공하면 그 휘도에 근거하여 조도를 검출하게 된다.

또, 상기 무인감시제어부(56)는 상기 관리단말(20a,---,20n)의 지시에 따라 상기 촬상부(50)를 제어하여 상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면을 접사촬영하거나 줌기능에 의해 확대된 영상으로 촬영하도록 함으로써 표면오염이라든지 표면손상 등에 대한 판단이 가능하도록 하게 된다.

그에 더하여, 상기 무인감시제어부(56)는 상기 온도검출부(54)에서 제공되는상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면온도를 수신하여 상기 관리단말(20)측으로 전송하게 된다,

도면에서, 상기 무인감시제어부(56)에는 상기 촬상부(50)에서 촬상된 영상의 휘도가 대비되어 현재의 조도를 판단하도록 하는 기준휘도데이터라든지, 해당하는 무인비행형 관찰기(44)에 대해 미리 설정된 비행루트데이터, 그 무인감시제어부(56)에 의해 처리되는 데이터가 저장되는 데이터메모리(58)가 연계된다.

상기 무인감시제어부(56)에는 해당하는 관리단말(20;20a∼20n)의 단말제어부(38)와의 무선통신을 위한 무선통신모듈(60)이 접속된다.

또 상기 무인감시제어부(56)에는 그 무인비행형 관찰기(44)가 상기 태양광패널(10a∼10n)의 관찰을 위해 미리 설정된 비행루트 또는 상기 원격관리서버(40)측에서 지시하는 특정의 비행루트에 대한 위치정보(예컨대, GPS정보)를 처리하는 위치정보처리부(62)가 포함됨과 더불어, 상기 무인비행형 관찰기(44)의 실제적인 비행을 담당하는 무인비행구동부(64)도 포함된다.

여기서, 상기 무인비행구동부(64)에는 해당하는 무인비행형 관찰기(44)의 비행에 필요한 구성, 비록 도시되지는 않았지만 예컨대 충전식 배터리, 그 배터리에 의해 작동되어 최소한 하나 이상의 프로펠러를 구동하는 전동모터, 상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면에 근접하여 상기 촬상부(50)에 의한 접사촬영 또는 줌기능에 의한 촬영을 지원하기 위한 근접센서가 구비된다.

본 발명에서, 상기 무인비행형 관찰기(44)에는 해당하는 태양광발전소(10A,---,10N)가 설치된 지역의 풍속을 검출하여 그 무인비행형 관찰기(44)의 비행에 참조하면서 상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면온도제어에 적용하기 위한 풍속센서라든지, 대기먼지의 농도(미세먼지 농도 포함)를 검출하여 필요한 경우 상기 태양광패널(10a∼10n)의 표면을 세척하도록 안내하기 위해 예컨대 포토커플러에 의한 대기먼지검출센서 등이 구비되어도 된다(혹은 미세먼지 검출센서도 포함될 수 있다).

상기 관리단말(20a,---,20n)의 단말제어부(38)는 상기 원격관리서버(90)와 상기 데이터통신망(30)을 매개하여 데이터의 교환을 실행하기 위한 상기 데이터통신부(42)와 상기 데이터저장부(41)가 접속된 주제어부(70)를 갖추게 되고, 또한 그 주제어부(70)에는 상기 무인비행형 관찰기(44)의 무선통신모듈(60)과 무선채널을 통해 데이터를 교환하기 위한 무선통신모듈(72)과, 상기 무인비행형 관찰기(44)의 조종을 위한 데이터를 포함하여 상기 태양광패널(10a∼10n)의 운용에 필요한 데이터를 입력하기 위한 데이터입력부(74) 및, 해당하는 태양광발전소(10A,---,10N)의 전체적인 운용상태(예컨대, 발전상태 및 발전량, 기상상태, 태양광패널의 표면오염 여부와 표면온도 및 표면손상여부, 배터리 충전/방전상태 등)가 표시되는 모니터(76)가 접속된다.

여기서, 상기 관리단말(20a,---,20n)이 설치된 태양광발전소(10A,---,10N)가 무인으로 운영되는 방식인 경우 상기 데이터입력부(74)와 상기 모니터(76)는 유지보수를 위해 필요하게 되고, 그러한 데이터입력부(74)와 상기 모니터(76)는 유지보수를 위한 작업자가 휴대하는 휴대통신단말로 대체해도 된다.

또, 상기 주제어부(70)에는 상기 인버터(32)에서 AC전원의 배전용량과, 상기 배터리제어부(34)에서 상기 배터리(36)의 충전/방전상태신호(BC)가 제공되고, 그에 따라 상기 배터리(36)에 대한 정상적인 충전/방전여부에 대한 판단이 가능하게 될 뿐만 아니라 상기 AC전원의 배전량에 대한 판단이 이루어지게 된다.

바람직하게, 상기 원격관리서버(90)에는 상기 태양광발전소(10A,---,10N)에서 전송되는 전체적인 운용상태(예컨대, 각 태양광발전소의 발전상태 및 발전량, 기상상태, 태양광패널의 표면오염 여부와 표면온도 및 표면손상여부, 배터리 충전/방전상태, AC전원부하 또는 계통 배전선에 대한 AC전원의 배전량 등)이 시각적으로 표시되는 모니터와, 상기 태양광발전소(10A,---,10N)의 운용(특히, 무인비행형 관찰기(44)의 운행지시 등)에 필요한 데이터의 입력을 위한 데이터입력부는 필수적으로 구비된다.

상기한 구성에서, 상기 태양광발전소(10A,---,10N)의 상기 관리단말(10a,---,10n)에 구비된 단말제어부(38)의 상기 주제어부(70)는 상기 태양광패널(10a,---,10n)에서 발전되어 상기 컨버터(31) 및 인버터(32)를 통해 생산된 AC전원의 배전량을 수취하여 상기 태양광패널(10a,---,10n)의 발전량을 판단할 수 있게 되는 바, 그 태양광패널(10a,---,10n)의 발전량은 상기 데이터저장부(41)에 저장된 예컨대 전일의 발전량과 대비하여 가감을 확인할 수 있게 된다.

또, 상기 주제어부(70)는 상기 배터리제어부(34)로부터 상기 배터리(36)의 충전/방전상태신호(BC)를 수신하여 상기 배터리(36)의 정상적인 충전/방전작동여부와 그 배터리(36)에서 공급되는 전원량의 판단 및, 그 배터리(36)의 충전/방전효율이 저감을 방지하기 위해 그 배터리(36)에서 최대 90∼95％ 이상은 방전되지 않도록 제어하게 된다.

그리고, 상기 무인비행형 관찰기(44)의 상기 무인감시제어부(56)는 상기 데이터메모리(58)에 저장된 비행루트 또는 상기 원격관리서버(90)에서 지시되는 특정한 비행루트(예컨대, 특정의 태양광패널(10a)의 근접촬영 등)에 따라 상기 위치정보처리부(62)에서 처리되는 위치정보를 기초로 상기 무인비행구동부(64)를 제어하여 비행이 이루어지도록 하게 된다.

상기 무인비행형 관찰기(44)의 비행 중에 상기 촬상부(50)에서 촬상된 영상 중에서 상기 영상처리부(52)를 통해 하나의 정지화면의 휘도레벨이 상기 무인감시제어부(56)에 인가되면, 그 무인감시제어부(56)는 상기 데이터메모리(58)에 저장된 기준휘도데이터와 비교하여 현재의 조도정보를 상기 주제어부(70)에 전달함으로써 상기 태양광패널(10a,---,10n)의 발전량의 가감요인으로 적용할 수 있도록 하게 된다.

즉, 상기 주제어부(70)는 상기 조도정보가 정상적인 경우에도 상기 AC전원의 배전량이 감소되거나 상기 배터리(36)의 충전/방전량이 감소된 경우에는 상기 태양광패널(10a,---,10n)의 표면오염이라든지 표면손상 또는 상기 컨버터(30)와 인버터(32) 및 상기 배터리(38)에 이르는 전원계통에 이상이 발생된 경우로 판단이 가능하고, 그러한 상태가 상기 원격관리서버(90)에 전달되도록 하게 된다.

또, 상기 무인비행형 관찰기(44)의 비행루트를 따른 비행 중 또는 상기 원격관리서버(90)의 지시에 따른 비행루트로의 비행 중에 상기 무인감시제어부(56)는 상기 온도검출부(54)에 의해 상기 태양광패널(10a,---,10n)의 표면온도를 검출하여 상기 주제어부(70)에 전달함으로써 상기 조도정보와 유사하게 상기 태양광패널(10a,---,10n)의 발전량 저감요인으로 작용하는지를 판단할 수 있도록 하게 된다.

또, 상기 촬상부(50)에서 촬상되어 상기 영상처리부(52)에서 제공되는 영상에서 빗물이나 눈이 낙하하는 상태를 검출(예컨대, 영상에서 빗물의 흐름이나 눈의 흩날림)하여 현재 강우 또는 강설 중인지를 판단하여 상기 주제어부(70)에 인가해줌으로써 상기 태양광패널(10a,---,10n)에 의한 발전상태를 판단할 수 있도록 하게 된다.

또, 상기 무인비행구동부(64)의 근접센서의 지원에 의해 해당하는 무인비행형 관찰기(44)가 상기 태양광패널(10a,---,10n)을 순차적으로 또는 상기 원격관리서버(40)에서 지정되는 태양광패널(예컨대, 10a)에 근접하여 비행하여 촬상이 이루어지거나 상기 원격관리서버(90)의 지시에 따라 줌기능을 적용하여 촬상이 이루어지면 그 영상은 상기 무인감시제어부(56)와 상기 관리단말(20a)의 단말제어부(38)를 통해 상기 원격관리서버(90)에 전달됨으로써 태양광패널(10a,---,10n)의 표면상태에 대한 확인이 가능하도록 함과 더불어, 필요한 경우 원격관리서버(90)측에서 작업자에게 상기 태양광패널에 대한 세척이라든지 유지보수가 행해지도록 할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지는 않고 발명의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형 실시가 가능하게 된다.

상기한 설명에서는 상기 무인비행형 관찰기(44)에서 현재의 조도레벨을 판단하거나 강우/강설 여부를 판단하게 되지만, 상기 촬상부(50)에서 촬상된 영상을 상기 주제어부(70)에 제공하여 상기 관리단말(20a,---,20n)측에서 판단이 이루어지도록 해도 된다.

즉, 상기 무인비행형 관찰기(44)는 설정된 또는 지시된 비행루트에 따라 비행하면서 태양광패널(10a,--,10n)의 영상과 상기 온도검출부(54)에 의해 검출된 표면온도를 상기 관리단말(20a,---,20n)에 전송해좀으로써 그 관리단말(20a,---,20n)에서 판단이 이루어지도록 해도 된다.

또, 상기한 설명에서는 상기 태양광패널의 발전량을 검출하는 기능이 인버터에 의해 실행되는 구성으로 설명되었지만, 그 인버터에 대신하여 별도로 AC전원의 배전량을 검출하는 구성요소를 설치해도 된다.

도 3은 본 발명에 따른 태양광발전소의 원격관리시스템에서의 원격관리서버의 구체적인 구성의 일예를 설명하기 위한 블록구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 원격관리서버(90)는 추가적인 기능 즉 일명 프랜차이즈 관리기능을 할 수 있다. 상기 원격관리서버(90)의 구성을 살펴보면, 통신모듈(920), 각 지역별 프랜차이즈 계약을 맺는 태양광 발전소별로 부여된 코드를 저장 및 관리하는 데이터베이스 저장부(930), 모니터(940), 데이터 입력부(950), 제어부(910), 및 프랜차이즈관리부(960)를 포함한다. 상기 구성에서 일반적인 구성은 잘 알려진 내용이므로 자세히 설명하지 않기로 한다.

상기 프랜차이즈 관리부(960)는 해당 지역에 설치된 관리단말의 코드를 체크하는 코드체크부(962), 지역에 해당하는 코드를 할당하는 코드할당부(963), 복수개의 지역단말로 부터 전송된 데이터를 표시하는 지역별통계데이터표시부(964), 지역별 기상상황을 체크하여 전송하는 지역별 날씨(기상상황)상황체크부(965), 특정 지역단말에게 자기지역이 아닌 인접지역으로의 비행을 허용하는 인접지역 비행루트허용 안내지시부(966), 특정 지역의 이상상황을 체크하는 이상상황 체크부(967), 및 특정 지역단말을 통해 무인비행형 관찰기(44)의 비행루트를 지정하고 안내하는 지역별 비행루트지정안내부(968)를 포함한다.

상기 구성은 예시에 불과한 것이며, 상기 원격관리서버(90)는 원격지에서 특정 지역에 설치된 복수개의 관리단말과 해당 관리단말에 연계된 무인비행형 관찰기를 통해 지역을 제한하지 않고 유무선 통신환경이 구비된 지역에는 프랜차이즈 관리 방식을 적용하여(이에 제한되지 않은 다양한 관리 형태로 제안될 수 있음) 본 발명에서의 태양광발전ㄴ소 원격관리 기능을 실현시킬 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 태양광발전소의 원격관리시스템을 이용한 태양광발전소 프랜차이즈 관리시스템의 구성의 일예를 설명하기 위한 설명도이다.

도 4를 참조하면, 상기 원격관리서버(90)는 지역별로(특히, 전국 단위로 특별시, 광역시, 도, 시,군,면,리 단위까지 설치상황을 모니터링 할 수 있다) 설치된 관리단말(20a,...,20N)에 코드를 부여하여 관리하고, 유무선통신망을 통해 신호를 송수신한다. 각 지역단말은 무인비행형관찰기 코드부여/관리부(220a,...,220aN) 및 프랜차이즈 코드 송신부(210a,...,210a-N)이 구비된다.

상기와 같은 구성으로 지역별로 해당 지역의 발전량등을 저장 및 관리할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10A,---,10N: 태양광발전소, 10a,---,10n: 태양광패널,
20a,---,20n: 관리단말, 30: 데이터통신망,
31: 컨버터, 32: 인버터,
34: 배터리제어부, 36: 배터리,
38: 단말제어부, 40: 데이터 저장부
44: 무선비행형 관찰기, 50: 촬상부,
52: 영상처리부, 54: 온도검출부,
56: 무인감시제어부, 62: 위치정보처리부,
64: 무인비행구동부, 70: 주제어부
90: 원격관리서버

Claims (3)

1. 다수의 태양광패널을 갖춘 태양광발전소를 데이터통신망을 매개하여 원격지에서 관리하기 위한 태양광발전소의 원격관리시스템에 있어서,
   상기 태양광패널의 발전량을 검출하는 기능을 갖춘 인버터와,
   상기 태양광패널에서 발전된 전원의 저장을 위한 배터리의 충전/방전량을 제어하는 기능을 갖춘 배터리제어부,
   무인비행루트를 따라 상기 태양광패널의 표면상태를 촬영하는 무인비행형 관찰기,
   상기 무인비행형 관찰기의 비행루트제어와 상기 태양광패널의 발전상태의 판단을 위한 단말제어부를 포함하는 관리단말이 갖추어지고,
   상기 관리단말에는 상기 데이터통신망을 매개하여 상기 태양광패널의 발전상태에 대한 정보를 수신하고 상기 무인비행형 관찰기에 대한 제어를 발생하는 원격관리서버가 연계되는 것을 특징으로 하고,
   상기 관리단말의 단말제어부는 상기 원격관리서버와 상기 데이터통신망을 매개하여 데이터의 교환을 실행하기 위한 데이터통신부와 데이터저장부가 접속된 주제어부를 갖추고, 상기 주제어부에는 상기 무인비행형 관찰기의 무선통신모듈과 무선채널을 통해 데이터를 교환하기 위한 무선통신모듈과, 상기 무인비행형 관찰기의 조종을 위한 데이터를 포함하여 상기 태양광패널의 운용에 필요한 데이터를 입력하기 위한 데이터입력부 및 해당하는 태양광발전소의 전체적인 운용상태가 표시되는 모니터가 접속되고,
   상기 무인비행형 관찰기의 비행 중에 촬상부에서 촬상된 영상 중에서 영상처리부를 통해 하나의 정지화면의 휘도레벨이 무인감시제어부에 인가되면, 그 무인감시제어부는 데이터메모리에 저장된 기준휘도데이터와 비교하여 현재의 조도정보를 주제어부에 전달함으로써 상기 태양광패널의 발전량의 가감요인으로 적용하고, 상기 주제어부는 정지화면의 휘도레벨과 저장된 기준휘도데이터와의 비교 결과인 상기 조도정보가 태양광패널의 발전량의 저감요인으로 적용되지 않는 경우인데도 AC전원의 배전량이 감소되거나 상기 배터리의 충전/방전량이 감소된 경우에는 상기 태양광패널의 표면오염 또는 표면손상 또는 태양광패널의 발전량을 변환하는 컨버터와 상기 컨버터의 DC를 AC로 변환하는 인버터 및 상기 배터리에 이르는 전원계통에 이상이 발생된 경우로 판단하여 그 결과를 상기 원격관리서버에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광발전소의 원격관리시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 무인비행형 관찰기에는 드론이 포함되고,
   상기 무인비행형 관찰기에는 상기 태양광패널의 표면온도검출을 위한 온도검출부와,
   상기 태양광패널의 표면을 촬상함과 더불어 조도검출을 위한 영상을 촬상하는 촬상부,
   해당하는 무인비행형 관찰기의 비행루트에 따른 비행을 제어함과 더불어 상기 온도검출부에 의해 검출된 온도와 상기 태양광패널의 표면촬상영상 및 조도검출영상을 상기 관리단말의 주제어부에 제공하여 상기 원격관리서버에 전달되도록 하는 무선감시제어부가 갖추어진 것을 특징으로 하는 태양광발전소의 원격관리시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 원격관리서버는 통신모듈, 각 지역별 프랜차이즈 계약을 맺는 태양광 발전소별로 부여된 코드를 저장 및 관리하는 데이터베이스 저장부, 모니터, 데이터 입력부, 제어부, 및 프랜차이즈관리부를 포함하고,
   상기 프랜차이즈 관리부는
   해당 지역에 설치된 관리단말의 코드를 체크하는 코드체크부,
   지역에 해당하는 코드를 할당하는 코드할당부,
   복수개의 지역단말로부터 전송된 데이터를 표시하는 지역별통계데이터표시부,
   지역별 기상상황을 체크하여 전송하는 지역별 날씨(기상상황)상황체크부,
   특정 지역단말에게 자기지역이 아닌 인접지역으로의 비행을 허용하는 인접지역 비행루트허용 안내지시부,
   특정 지역의 이상상황을 체크하는 이상상황 체크부, 및
   특정 지역단말을 통해 무인비행형 관찰기의 비행루트를 지정하고 안내하는 지역별 비행루트지정안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전소의 원격관리시스템.
   
   
   
   

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