KR102109157B1 - 신재생 에너지 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신재생 에너지 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 주변 장치에 대한 상태 및 전력 정보를 확인하기 용이한 신재생 에너지 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 광을 직류 전력으로 변환하는 복수의 태양광 모듈을 포함하는 태양광 장치, 상기 직류 전력 입력시, 상기 직류 전력을 측정한 제1 전력 측정값을 출력하는 접속반 장치, 상기 접속반 장치를 통하여 입력된 상기 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 외부로 출력하고, 상기 교류 전력을 측정한 제2 전력 측정값을 출력하는 인버터 장치, 상기 복수의 태양광 모듈의 표면 온도에 대응하는 온도값 및 일사량에 대응하는 일사량값을 측정 및 출력하는 기상 측정 장치 및 상기 제1 및 제2전력 측정값, 상기 온도값 및 상기 일사량값을 기반으로, 모니터링 정보를 생성하여 외부 서버에 저장하는 WMU(Web Monitoring Unit)를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 신재생 에너지 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 주변 장치에 대한 상태 및 전력 정보를 확인하기 용이한 신재생 에너지 모니터링 시스템에 관한 것이다.
근래 들어 전력공급에 소요되는 사회적 비용이 급증하여 빠른 속도로 증가하는 수요를 충족시키는데 많은 어려움이 있으며, 이러한 사회적 문제점을 감안하여 정부에서는 2020년까지 ‘신재생에너지주택(Green Home) 100만호 보급’을 목표로 신재생 에너지설비의 설치시 보조금을 지급하는 등 풍력, 태양광 등을 포함한 신재생 에너지의 보급을 활성화될 수 있도록 지원하고 있다.
이에 신재생 에너지를 위한 발전 설비의 수요 증가와 더불어 발전 설비의 기술 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
그러나 현재까지의 태양광 발전 설비가 대용량에 적합하도록 설계되어 있기 때문에 가정용과 같이 저용량을 위한 태양광 발전 설비의 개발 중이다.
최근들어 태양광 발전 설비에서 생성된 전력과 같은 상태 정보를 사용자가 외부에서 확인할 수 있도록 하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
본 발명의 목적은, 복수의 주변 장치에 대한 상태 및 전력 정보를 확인하기 용이한 신재생 에너지 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 신재생 에너지 모니터링 시스템은, 광을 직류 전력으로 변환하는 복수의 태양광 모듈을 포함하는 태양광 장치, 상기 직류 전력 입력시, 상기 직류 전력을 측정한 제1 전력 측정값을 출력하는 접속반 장치, 상기 접속반 장치를 통하여 입력된 상기 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 외부로 출력하고, 상기 교류 전력을 측정한 제2 전력 측정값을 출력하는 인버터 장치, 상기 복수의 태양광 모듈의 표면 온도에 대응하는 온도값 및 일사량에 대응하는 일사량값을 측정 및 출력하는 기상 측정 장치 및 상기 제1 및 제2전력 측정값, 상기 온도값 및 상기 일사량값을 기반으로, 모니터링 정보를 생성하여 외부 서버에 저장하는 WMU(Web Monitoring Unit)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 WMU는, 외부의 사용자 단말으로부터 웹 접속 요청이 입력되면, 상기 웹 접속 요청에 대응하는 웹에 상기 사용자 단말을 접속시키는 DNS(Domain Name Server) 모듈, 상기 제1 전력 측정값을 기반으로 생산된 제1 전력량, 상기 제2 전력 측정값을 기반으로 출력된 제2 전력량, 상기 제1 및 제2전력량을 서로 비교하여 전력 효율, 상기 온도값에 대응하는 상기 표면 온도 및 상기 일사량값에 대응하는 상기 일사량을 산출하는 정보 산출 모듈, 상기 표면 온도 및 상기 일사량에 따라 설정된 기준 생산 전력량 범위에 상기 제1 전력량이 속하는지 여부에 따라 상기 복수의 태양광 모듈의 상태를 진단한 제1 진단 정보 및 상기 제1 및 제2전력량을 비교하여 상기 인버터 장치에서 전력 변환시 손실되는 손실 전력량이 설정된 기준 손실 전력량 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 인버터 장치의 상태를 진단한 제2 진단 정보를 생성하는 상태 진단 모듈 및 상기 제1 및 제2전력량, 상기 전력 효율, 상기 표면 온도, 상기 일사량 및 상기 제1 및 제2진단 정보를 포함하는 상기 모니터링 정보를 상기 외부 서버에 저장하고, 상기 사용자 단말이 상기 웹에 접속하면, 상기 외부 서버에 저장된 상기 모니터링 정보를 시각화하여 상기 사용자 단말로 송신하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.
상기 기준 생산 전력량 범위는, 상기 표면 온도와 설정된 기준 온도를 비교한 차이 온도 및 상기 일사량에 따라 설정된 기준 전류 및 기준 전압으로 산출된 최대 전력량 및 최소 전력량 범위일 수 있다.
상기 상태 진단 모듈은, 상기 일사량을 기반으로, 상기 표면 온도가 상기 기준 온도보다 높은 온도이면 1도 마다 상기 제1 전력량이 0.4 % 감소시키고, 상기 표면 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 온도이면 1도 마다 상기 제1 전력량을 0.4% 증가시킨 상기 기준 생산 전력량 범위를 추출하여 상기 제1 전력량이 속하는지 여부를 진단할 수 있다.
상기 상태 진단 모듈은, 상기 제1 전력량이 상기 기준 생산 전력량 범위에 속하면, 상기 복수의 태양광 모듈 각각이 정상 상태임을 알리는 상기 제1 진단 정보를 생성하고, 상기 전력량이 상기 기준 생산 전력량 범위에 속하지 않으면 상기 복수의 태양광 모듈 중 적어도 하나가 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제1 진단 정보를 생성할 수 있다.
상기 상태 진단 모듈은, 상기 손실 전력량이 상기 기준 손실 전력량 범위에 속하면 상기 인버터 장치가 정상 상태임을 알리는 상기 제2 진단 정보를 생성하고, 상기 손실 전력량이 상기 기준 손실 전력량 범위에 속하지 않으면 상기 인버터 장치의 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제2 진단 정보를 생성할 수 있다.
상기 제어 모듈은, 새로운 추가 장치가 접속되면, 상기 추가 장치에 대한 통신 프로토콜을 업데이트할 수 있다.
상기 WMU는, 표시 명령을 입력하는 입력 모듈 및 상기 표시 명령이 입력되면 상기 제어 모듈의 제어에 따라 상기 모니터링 정보를 표시하는 표시 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 제어 모듈은, 상기 복수의 태양광 모듈이 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제1 진단 정보가 입력되면, 상기 표시 모듈에 상기 복수의 태양광 모듈의 점검 요청 알림을 표시할 수 있다.
상기 제어 모듈은, 상기 인버터 장치의 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제2 진단 정보가 입력되면, 상기 표시 모듈에 상기 인버터 장치의 점검 요청 알림을 표시할 수 있다.
상기 제어 모듈은, 상기 표면 온도 및 상기 일사량의 변화량을 산출하고, 상기 변화량에 따라 상기 직류 전력에 대한 예상 전력량을 산출하여 상기 사용자 단말로 송신할 수 있다.
본 발명에 따른 신재생 에너지 시스템은, 상기 인버터 모듈에서 출력되는 상기 교류 전력을 외부로 공급 또는 차단하는 ACB(Air Circuit breaker) 및 VCB(Vaccum curcuit breaker) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 신재생 에너지 시스템은, 복수의 주변 장치에서 전송된 상태 정보을 산출하고 외부 서버에 저장하며, 사용자 단말이 웹에 접속하는 경우 외부 서버에 저장된 모니터링 정보를 시각화하여 사용자 단말로 송신함으로써, 사용자가 복수의 주변 장치에서 소비 또는 생산된 전력을 확인하기 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 신재생 에너지 시스템을 간략하게 나타낸 시스템 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 WMU(Web Monitoring Unit)의 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 3은 일사량 변화에 따른 전류 및 전압 특성 곡선을 나타낸 도이다.
도 4는 복수의 태양광 모듈의 표면 온도 변화에 따른 전류 및 전압 특성 곡선을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 신재생 에너지 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 신재생 에너지 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 WMU(Web Monitoring Unit)의 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 3은 일사량 변화에 따른 전류 및 전압 특성 곡선을 나타낸 도이다.
도 4는 복수의 태양광 모듈의 표면 온도 변화에 따른 전류 및 전압 특성 곡선을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 신재생 에너지 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 신재생 에너지 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
이하, 도면들을 참조하여 실시예에 따른 신재생 에너지 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 신재생 에너지 모니터링 시스템을 간략하게 나타낸 시스템 블록도이다.
도 1을 참조하면, 신재생 에너지 모니터링 시스템은 복수의 주변 장치(110 내지 160) 및 WMU(Web Monitoring Unit, 200)을 포함할 수 있다.
실시 예에서 복수의 주변 장치(110 내지 150)는 태양광 장치(110), 접속반 장치(120), 인버터 장치(130), ACB(Air Circuit breaker, 140), VCB(Vaccum curcuit breaker, 150) 및 기상 측정 장치(160)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 주변 장치는 상술한 구성 요소 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
태양광 장치(110)는 복수의 태양광 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 태양광 모듈은 태양빛(광)을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 상기 복수의 태양광 모듈은 집광 효율을 높이도록 별도의 기구를 통해 각도 조절이 가능할 수 있다.
접속반 장치(120)는 태양광 장치(110) 및 인버터 장치(130) 사이에 위치하여, 태양광 장치(110)에서 입력된 직류 전력을 인버터 장치(130)로 전달할 수 있다.
접속반 장치(120)는 태양광 장치(110)로부터 입력된 직류 전력을 측정한 제1 전력 측정값(s1)을 실시간 또는 설정된 시간 간격으로 WMU(200)로 송신할 수 있다.
접속반 장치(120)는 제1 전력 측정값(s1)을 생성하며, 직류 전력을 인버터 장치(130)로 공급되게하거나, 또는 차단할 수 있는 접속반 제어 모듈(122) 및 WMU(200)로 제1 전력 측정값(s1)을 송신할 수 있는 접속반 통신 모듈(124)을 포함할 수 있다.
인버터 장치(130)는 접속반 장치(120)으로부터 입력된 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.
인버터 장치(130)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터(132), 인버터(132)의 동작을 제어하며 생성된 교류 전력을 측정한 제2 전력 측정값(s2)을 실시간 또는 설정된 시간 간격으로 생성하는 인버터 제어 모듈(134), 및 인버터 제어 모듈(134)에 의해 생성된 제2 전력 측정값(s2)을 WMU(200)로 송신할 수 있는 인버터 통신 모듈(136)을 포함할 수 있다.
ACB(140)는 기중차단기로, 저압측 회로 보호용으로 사용하여 발전기의 2차측에 사용된다. ACB(140)는 현재 상태에 대한 제3 상태 정보(s3)를 실시간 또는 설정된 시간 간격으로 생성하여 WMU(200)로 송신할 수 있다.
VCB(150)는 진공차단기로, 고압측 회로 보호용으로 사용하여 발전기의 1차측에 사용된다. VCB(150)는 현재 상태에 대한 제4 상태 정보(s4)를 실시간 또는 설정된 시간 간격으로 생성하여 WMU(200)로 송신할 수 있다.
ACB(140) 및 VCB(150)는 접속반 장치(120) 또는 인버터 장치(130)에 결합될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제3, 및 제4 상태 정보(s3, s4)는 ACB(140) 및 VCB(150)를 통과하는 전류 및/또는 전압에 따라 전력 차단 또는 공급을 유지하며, 이에 따른 동작을 나타낸 정보일 수 있다.
기상 측정 장치(160)는 상기 복수의 태양광 모듈의 표면 온도에 대응하는 온도값 및 일사량에 대응하는 일사량값을 측정 및 출력할 수 있다. 기상 측정 장치(160)는 상기 온도값 및 상기 일사량값을 포함하는 제5 상태 정보(s5)를 실시간 또는 설정된 시간 간격으로 WMU(200)로 송신할 수 있다.
WMU(200)는 복수의 주변 장치(110 내지 160)로부터 생성된 제1, 및 제2 전력 측정값(s1, s2) 및 제3 내지 제5 상태 정보(s3 내지 s5)를 수신하고, 제1, 및 제2 전력 측정값(s1, s2)을 기반으로 모니터링 정보(f)를 생성하여 외부 서버(300)에 저장할 수 있다.
WMU(200)는 외부에서 사용자 단말(350)이 웹에 접속하면, 외부 서버(300)에 저장된 모니터링 정보(f)를 시각화하여 사용자 단말(350)로 송신할 수 있다.
WMU(200)는 복수의 주변 장치(110 내지 160)와 웹 사이에 통신을 위해 상이한 프로토콜이 저장될 수 있으며, 복수의 주변 장치(110 내지 160) 외에 새로운 주변 장치(미도시)가 접속되면 상기 새로운 주변 장치에 대한 프로토콜을 업데이트하여 저장할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 WMU(Web Monitoring Unit)의 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 2를 참조하면, WMU(200)는 입력 모듈(210), 표시 모듈(220), 저장 모듈(230), DNS(Domain Name Server, 240), 정보 산출 모듈(250), 상태 진단 모듈(260) 및 제어 모듈(270)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(210)은 복수의 명령을 입력할 수 있다.
표시 모듈(220)은 입력 모듈(210)에서 입력된 명령에 의해 제어 모듈(250)의 제어에 따라 정보를 표시할 수 있다. 표시 모듈(220)은 복수의 명령 중 표시 명령이 입력 시 제어 모듈(250)의 제어에 따라 도 1에서 언급한 모니터링 정보(f)를 표시할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
저장 모듈(230)은 복수의 주변 장치(110 내지 160) 및 외부 서버(300) 또는 웹 사이의 통신을 위한 상이한 프로토콜이 저장될 수 있다.
DNS 모듈(240)은 사용자 단말(300)로부터 입력된 도메인 네임을 IP 주소로 전환하여 사용자 단말(300)이 웹에 접속되게 할 수 있다.
정보 산출 모듈(250)은 제1 전력 측정값(s1)을 기반으로 생산된 제1 전력량(a1), 제2 전력 측정값(s2)을 기반으로 출력된 제2 전력량(a2), 제1 및 제2 전력량(a1, a2)을 서로 비교하여 전력 효율, 제5 상태 정보(s5)에 포함된 상기 온도값에 대응하는 상기 표면 온도 및 상기 일사량값에 대응하는 상기 일사량을 포함하는 상태값(a3)를 산출할 수 있다.
여기서, 제1 전력량(a1)은 설정된 시간 동안 측정된 제1 전력 측정값(s1)의 평균값일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제2 전력량(a2)은 설정된 시간 동안 측정된 제2 전력 측정값(s2)의 평균값일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
상태값(a3)는 상기 표면 온도 및 상기 일사량을 포함하며, 상기 온도값 및 상기 일사량값에 대한 평균값일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
상태 진단 모듈(260)은 상태값(a3)에 포함된 상기 표면 온도 및 상기 일사량에 따라 설정된 기준 생산 전력량 범위에 제1 전력량(a1)이 속하는지 여부에 따라 상기 복수의 태양광 모듈의 상태를 진단한 제1 진단 정보(f1) 및 제1 및 제2 전력량(a1, a2)을 비교하여 인버터 장치(130)에서 전력 변환시 손실되는 손실 전력량이 설정된 기준 손실 전력량 범위에 속하는지 여부에 따라 인버터 장치(130)의 상태를 진단한 제2 진단 정보(f2)를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 기준 생산 전력량 범위는 상기 표면 온도와 설정된 기준 온도를 비교한 차이 온도 및 상기 일사량에 따라 설정된 기준 전류 및 전압으로 산출된 최대 전력량 및 최소 전력량 범위를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다.
도 3은 일사량 변화에 따른 전류 및 전압 특성 곡선을 나타낸 도 및 도 4는 복수의 태양광 모듈의 표면 온도 변화에 따른 전류 및 전압 특성 곡선을 나타낸 도이다.
도 3은 복수의 태양광 모듈의 표면 온도가 25도인 경우, 일사량에 따른 전류 및 전압 특성을 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 전류 및 전압 특성은 일사량의 높으면 높을수록 전류 및 전압이 커지는 것을 알 수 있다. 다만, 전류 및 전압 특성은 전압이 45V인 경우 전류가 0A에 가까워짐을 알 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 전류 및 전압 특성은 표면 온도에 따라 전류가 일정하게 유지되지만, 표면 온도가 낮을수록 전압 특성에서 차이가 발생할 수 있다.
즉, 상태 진단 모듈(260)은 도 3 및 도 4와 같은 전류 및 전압 특성 곡선을 기반으로 상기 일사량을 기반으로, 상기 표면 온도가 상기 기준 온도보다 높은 온도이면 1도 마다 제1 전력량(a1)이 0.4 % 감소시키고, 상기 표면 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 온도이면 1도 마다 제1 전력량(a1)을 0.4% 증가시킨 상기 기준 생산 전력량 범위를 추출하여 제1 전력량(a1)이 속하는지 여부를 진단할 수 있다.
예를 들면, 상태 진단 모듈(260)은 기준 온도를 25도이며, 표면 온도가 60도일 경우 제1 전력량(a1)에 대한 상기 기준 생산 전력량 범위를 하기와 같이 계산할 수 있다.
기준 생산 전력량 범위 = (기준온도 - 표면온도) * 배수(0.4%)
그러므로, 기준 생산 전력량 범위는 (25 - 60) * (0.4%)에 의해 산출한 값이 -14% 인 경우, 제1 전력량(a1)에 대한 기준 전력량에 14%를 증가시킨 최대 전력량 및 기준 전력량에 -14%를 감소시킨 최소 전력량을 적용할 수 있다.
이와 같이, 상태 진단 모듈(260)은 제1 전력량(a1)이 상술한 최대 전력량 및 최소 전력량 범위 내에 속하지 않으면, 상기 복수의 태양광 모듈 중 적어도 하나의 교체 또는 이상 상태임을 알리는 제1 진단 정보(f1)를 생성할 수 있다.
상태 진단 모듈(260)은 제1 전력량(a1)이 상술한 최대 전력량 및 최소 전력량 범위 내에 속하면, 상기 복수의 태양광 모듈이 정상 상태임을 알리는 제2 진단 정보(f1)를 생성할 수 있다.
상태 진단 모듈(260)은 상기 손실 전력량이 상기 기준 손실 전력량 범위에 속하면 인버터 장치(130)가 정상 상태임을 알리는 제2 진단 정보(f2)를 생성하고, 상기 손실 전력량이 상기 기준 손실 전력량 범위에 속하지 않으면 인버터 장치(130)의 교체 또는 이상 상태임을 알리는 제2 진단 정보(f2)를 생성할 수 있다.
제어 모듈(270)은 제1 및 제2 전력량(a1, a2), 제3 및 제4 상태 정보(s3, s4), 상태값(a3), 및 제1 및 제2 진단 정보(f1, f2)를 포함하는 모니터링 정보(f)를 설정된 시간 간격으로 외부 서버(300)에 저장할 수 있다.
제어 모듈(270)은 사용자 단말(350)이 DNS 모듈(240)을 통하여 웹에 접속하면, 외부 서버(300)에 저장된 모니터링 정보(f)를 시각화하여 사용자 단말(350)로 송신할 수 있다.
제어 모듈(270)은 복수의 주변 장치(110 내지 160) 외에 새로운 주변 장치가 접속되면, 상기 새로운 주변 장치에 대한 프로토콜을 업데이트하여 저장 모듈(230)에 저장할 수 있다.
제어 모듈(270)은 사용자 단말기(350)가 웹에 접속되지 않은 상태에서, 제1 및 제2 진단 정보(f1, f2)를 표시 모듈(220)에 표시할 수 있다.
즉, 제어 모듈(270)은 진단 정보(a6)가 태양광 장치(110)가 이상 상태 또는 교체 상태를 나타내는 경우, 표시 모듈(220)에 태양광 장치(110)의 점검 요청이 표시되게 제어할 수 있다.
제어 모듈(270)은 입력 모듈(210)로부터 입력된 명령에 따라 제1 및 제2 전력량(a1, a2), 제3 및 제4 상태 정보(s3, s4), 상태값(a3) 및 제1 및 제2 진단 정보(f1, f2)를 포함하는 모니터링 정보(f)를 보고서 타입으로 시각화하여 표시 모듈(220)에 표시되게 제어할 수 있다.
제어 모듈(270)은 상기 표면 온도 및 상기 일사량의 변화량을 산출하고, 상기 변화량에 따라 상기 직류 전력에 대한 예상 전력량을 산출하여 사용자 단말(250)로 송신하거나, 또는 표시 모듈(220)에 표시되게 제어할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 신재생 에너지 모니터링 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 신재생 에너지 모니터링 시스템의 WMU(200)에서 외부 서버(300)로 모니터링 정보(f)를 저장하는 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 신재생 에너지 모니터링 시스템의 WMU(200)는 접속반 장치(120), 인버터 장치(130), ACB(Air Circuit breaker, 140), VCB(Vaccum curcuit breaker, 150) 및 기상 측정 장치(160)로부터 제1 및 제2 전력 측정값(s1, s2) 및 제3 내지 제5 상태 정보(s1 내지 s5)를 수신할 수 있다(S410).
WMU(200)는 제1 및 제2전력 측정값(s1, s2) 및 제5 상태 정보(s5)를 기반으로 제1 및 제2전력량(a1, a2) 및 상태값(a3)을 산출할 수 있다(S420).
즉, WMU(200)에 포함된 정보 산출 모듈(250)은 제1 전력 측정값(s1)을 기반으로 생산된 제1 전력량(a1), 제2 전력 측정값(s2)을 기반으로 출력된 제2 전력량(a2), 제1 및 제2전력량(a1, a2)을 서로 비교하여 전력 효율, 제5 상태 정보(s5)에 포함된 상기 온도값에 대응하는 상기 표면 온도 및 상기 일사량값에 대응하는 상기 일사량을 포함하는 상태값(a3)를 산출할 수 있다.
WMU(200)의 상태 진단 모듈(260)은 상태값(a3)에 포함된 상기 표면 온도 및 상기 일사량에 따라 설정된 기준 생산 전력량 범위에 제1 전력량(a1)이 속하는지 여부를 판단할 수 있다(S430).
상태 진단 모듈(260)은 제1 전력량(a1)이 상기 기준 생산 전력량 범위에 속하면 복수의 태양광 모듈이 정상 상태임을 알리는 제1 진단 정보(f1)를 생성하고(S440), 제1 전력량(a1)이 상기 기준 생산 전력량 범위에 속하지 않으면 복수의 태양광 모듈이 교체 또는 이상 상태임을 알리는 제1 진단 정보(f1)를 생성할 수 있다(S450),
이후, WMU(200)의 상태 진단 모듈(260)은 제1 및 제2전력량(a1, a2)을 비교하여 인버터 장치(130)에서 전력 변환시 손실되는 손실 전력량이 설정된 기준 손실 전력량 범위에 속하는지 여부를 판단할 수 있다(S460).
상태 진단 모듈(260)은 상기 손실 전력량이 상기 기준 손실 전력량 범위에 속하면 인버터 장치(130)가 정상 상태임을 알리는 제2 진단 정보(f2)를 생성하고(S470), 상기 손실 전력량이 상기 기준 생산 전력량 범위에 속하지 않으면 복인버터 장치(130)가 교체 또는 이상 상태임을 알리는 제2 진단 정보(f2)를 생성할 수 있다(S480),
WMU(200)는 제1 및 제2 전력량(a1, a2), 제3 및 제4상태 정보(s3, s4), 상태값(a3) 및 제1 및 제2진단 정보(f1, f2)를 포함하는 모니터링 정보(f)를 외부 서버(300)에 저장 및 표시 모듈(220)에 표시할 수 있다(S490).
도 6은 본 발명에 따른 신재생 에너지 모니터링 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 신재생 에너지 모니터링 시스템의 WMU(200)를 통하여 사용자 단말(350)이 웹에 접속하는 경우, WMU(200)의 동작방법을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 신재생 에너지 모니터링 시스템의 WMU(200)는 사용자 단말(350)의 DNS(Domain Name Server, 240)를 통하여 웹에 접속하는지 여부를 판단할 수 있다(S510).
WMU(200)는 사용자 단말(350)이 웹에 접속하지 않으면, 도 5에 나타낸 (S410) 단계를 지속적으로 수행할 수 있다.
WMU(200)는 사용자 단말(350)이 웹에 접속하면, 외부 서버(300)에 저장된 모니터링 정보(f)를 요청 및 수신할 수 있다(S520).
이후, WMU(200)는 사용자 단말(350)로 모니터링 정보(f)를 송신할 수 있다(S530).
상술한 실시 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (5)
- 광을 직류 전력으로 변환하는 복수의 태양광 모듈을 포함하는 태양광 장치;
상기 직류 전력 입력시, 상기 직류 전력을 측정한 제1 전력 측정값을 출력하는 접속반 장치;
상기 접속반 장치를 통하여 입력된 상기 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 외부로 출력하고, 상기 교류 전력을 측정한 제2 전력 측정값을 출력하는 인버터 장치;
상기 복수의 태양광 모듈의 표면 온도에 대응하는 온도값 및 일사량에 대응하는 일사량값을 측정 및 출력하는 기상 측정 장치; 및
상기 제1, 2 전력 측정값, 상기 온도값 및 상기 일사량값을 기반으로, 모니터링 정보를 생성하여 외부 서버에 저장하는 WMU(Web Monitoring Unit)를 포함하고,
상기 WMU는,
외부의 사용자 단말으로부터 웹 접속 요청이 입력되면, 상기 웹 접속 요청에 대응하는 웹에 상기 사용자 단말을 접속시키는 DNS(Domain Name Server) 모듈;
상기 제1 전력 측정값을 기반으로 생산된 제1 전력량, 상기 제2 전력 측정값을 기반으로 출력된 제2 전력량, 상기 제1, 2 전력량을 서로 비교하여 전력 효율, 상기 온도값에 대응하는 상기 표면 온도 및 상기 일사량값에 대응하는 상기 일사량을 산출하는 정보 산출 모듈;
상기 표면 온도 및 상기 일사량에 따라 설정된 기준 생산 전력량 범위에 상기 제1 전력량이 속하는지 여부에 따라 상기 복수의 태양광 모듈의 상태를 진단한 제1 진단 정보 및 상기 제1, 2 전력량을 비교하여 상기 인버터 장치에서 전력 변환시 손실되는 손실 전력량이 설정된 기준 손실 전력량 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 인버터 장치의 상태를 진단한 제2 진단 정보를 생성하는 상태 진단 모듈; 및
상기 제1, 2 전력량, 상기 전력 효율, 상기 표면 온도, 상기 일사량 및 상기 제1, 2 진단 정보를 포함하는 상기 모니터링 정보를 상기 외부 서버에 저장하고, 상기 사용자 단말이 상기 웹에 접속하면, 상기 외부 서버에 저장된 상기 모니터링 정보를 시각화하여 상기 사용자 단말로 송신하는 제어 모듈을 포함하고,
상기 WMU는 상기 태양광 장치, 상기 접속반 장치, 상기 인버터 장치, 및 상기 기상 측정 장치와 상기 웹 사이에 통신을 위한 상이한 프로토콜을 저장하고, 상기 태양광 장치, 상기 접속반 장치, 상기 인버터 장치, 및 상기 기상 측정 장치 외에 새로운 주변 장치가 접속되면 상기 새로운 주변 장치에 대한 프로토콜을 업데이트하여 저장하고,
상기 기준 생산 전력량 범위는, 상기 표면 온도와 설정된 기준 온도를 비교한 차이 온도 및 상기 일사량에 따라 설정된 기준 전류 및 기준 전압으로 산출된 최대 전력량 및 최소 전력량 범위이고,
상기 인버터 장치에서 출력되는 상기 교류 전력을 외부로 공급 또는 차단하는 ACB(Air Circuit breaker) 및 VCB(Vaccum curcuit breaker)를 더 포함하고,
상기 상태 진단 모듈은,
상기 일사량을 기반으로, 상기 표면 온도가 상기 기준 온도보다 높은 온도이면 1도 마다 상기 제1 전력량을 0.4 % 감소시키고, 상기 표면 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 온도이면 1도 마다 상기 제1 전력량을 0.4% 증가시킨 상기 기준 생산 전력량 범위를 추출하여 상기 제1 전력량이 속하는지 여부를 진단하고,
상기 제1 전력량이 상기 기준 생산 전력량 범위에 속하면, 상기 복수의 태양광 모듈 각각이 정상 상태임을 알리는 상기 제1 진단 정보를 생성하고, 상기 전력량이 상기 기준 생산 전력량 범위에 속하지 않으면 상기 복수의 태양광 모듈 중 적어도 하나가 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제1 진단 정보를 생성하고,
상기 손실 전력량이 상기 기준 손실 전력량 범위에 속하면 상기 인버터 장치가 정상 상태임을 알리는 상기 제2 진단 정보를 생성하고, 상기 손실 전력량이 상기 기준 손실 전력량 범위에 속하지 않으면 상기 인버터 장치의 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제2 진단 정보를 생성하고,
상기 WMU는,
표시 명령을 입력하는 입력 모듈; 및
상기 표시 명령이 입력되면 상기 제어 모듈의 제어에 따라 상기 모니터링 정보를 표시하는 표시 모듈을 더 포함하고,
상기 제어 모듈은,
상기 복수의 태양광 모듈이 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제1 진단 정보가 입력되면, 상기 표시 모듈에 상기 복수의 태양광 모듈의 점검 요청 알림을 표시하고,
상기 인버터 장치의 교체 또는 이상 상태임을 알리는 상기 제2 진단 정보가 입력되면, 상기 표시 모듈에 상기 인버터 장치의 점검 요청 알림을 표시하고,
상기 표면 온도 및 상기 일사량의 변화량을 산출하고, 상기 변화량에 따라 상기 직류 전력에 대한 예상 전력량을 산출하여 상기 사용자 단말로 송신하는 신재생 에너지 모니터링 시스템. - 삭제
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