KR20150051754A - Standalone solar power generating system and its controlling process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 독립형 태양광발전시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 축전지의 잔량과 기상정보를 기반으로 독립형 태양광발전시스템에서 공급 가능한 전기에너지를 사용자에게 안내하고, 축전지의 열화에 따른 교체시점을 판단하여 이를 사용자에게 전송함으로써 독립형 태양광발전시스템의 사용시 편의성과 효율성을 향상시킬 수 있는 독립형 태양광발전시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a stand-alone solar power generation system and a control method thereof, and more particularly, to a stand-alone solar power generation system and a control method thereof, The present invention relates to an independent photovoltaic power generation system and a control method thereof, which can improve convenience and efficiency when using a standalone photovoltaic power generation system by determining a replacement point of time according to a change of a replacement point.
태양광 발전 시스템의 구성은 상용전력계통과의 연계 여부에 따라 독립형 (stand-alone) 시스템과 계통 연계형 시스템으로 분류할 수 있다.The configuration of the photovoltaic power generation system can be classified into a stand-alone system and a grid-connected system depending on whether the commercial power system is connected to the system.
계통연계형 시스템은 계통선이 공급되는 지역에서 태양광으로 발전된 전기와 함께 전력회사에서 공급하는 전기를 함께 사용하는 방식이다. 태양광으로 발전되지 않는 시간에는 전력 계통으로부터 전력을 공급받을 수 있다. The grid-connected system is a system in which electric power supplied by the utility company is used together with electricity generated by the solar power in the area where the grid line is supplied. Power can be supplied from the power system at a time when it is not generated by the sunlight.
독립형 시스템은 계통선이 보급되지 않는 산간벽지 등에 전력을 공급하기 위한 시스템으로 주간에 발생시켜 사용하고 남은 전력을 축전지에 저장하였다가 야간에 사용한다. 예로는 낙도전원, 가로등, 관개용수용 펌프시스템 등이 있다. The stand-alone system is a system for supplying power to the mountainous wallpapers that do not supply the system line. It is generated during the daytime, and the remaining power is stored in the battery and used at night. Examples include island power, streetlight, and irrigation water pump systems.
독립형 시스템의 경우 태양광에서 생산되는 전기만을 이용하기 때문에 태양광으로 생산된 전원을 저장하여 이를 다시 부하 측으로 공급하는 축전지의 관리가 중요하다. 독립형 시스템에 있어서 가장 취약한 부분이 전기를 저장하는 축전지인데, 이는 전체 비용 중에서 차지하는 비율이 높을 뿐 아니라, 다른 구성 부품들 보다 그 사용 수명이 짧기 때문에 적절한 시점에 교환이 이루어져야 한다. In the case of a stand-alone system, it is important to manage a battery that stores the power generated by the sunlight and supplies it back to the load side because it uses only electricity generated from the sunlight. The most vulnerable part of a stand-alone system is a battery that stores electricity, which not only has a high percentage of the total cost, but also has a shorter service life than other components and should be replaced at an appropriate point in time.
그러나, 태양광 시스템 특성상 일기 여건 및 부하의 사용특성에 따라 충방전이 수시로 발생되고, 이는 축전지의 이론적 기대수명과 실제 수명과의 상이함이 발생하게 되며 또한 축전지 잔량을 시각적으로 확인할 수 있도록 한 경우에도 이것이 축전지 성능저하에서 기인한 것인지 아니면 불충분한 일사량에 근거한지를 사용자가 판단하기 어려운 상황이다. However, due to the nature of solar photovoltaic system, charging and discharging occur frequently depending on the diurnal conditions and load characteristics of the battery. This causes a difference between the theoretical life expectancy and the actual life of the battery, It is difficult for the user to judge whether this is due to degraded battery performance or insufficient amount of solar radiation.
또한, 태양광 발전시스템은 빛 에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 것으로써 기상 여건에 따라 발전량이 좌우된다. 그런데 독립형 태양광 발전시스템의 경우 자체적으로 생산된 전기만을 이용하기 때문에, 흐리거나 눈, 비, 등의 기상 여건으로 인해 태양광 발전이 중지된 경우 예기치 못하게 전원공급이 중단되는 사태가 발생할 수 있다. In addition, the photovoltaic power generation system generates electric energy by using light energy, and power generation depends on the weather conditions. However, since the stand-alone solar power generation system uses only the electricity generated by itself, the power supply may be unexpectedly stopped when the solar power generation is stopped due to weather conditions such as cloudy weather, snow, and rain.
또한, 휴대용 전자기기의 급속한 보급과 함께 캠핑 등 야외 활동 및 전원주택 거주, 소규모 텃밭 경작 등이 많아지면서 이에 필요한 전기를 언제든 편리하게 이용하려는 수요가 증가하는 반면 기존 전력 계통선을 이용하지 못하는 곳에서는 상기 생활에 큰 제약을 주고 있으며 따라서 용도에 부응할 수 있는 이동형 전기공급장치가 현재 매우 필요한 시점이라고 볼 수 있다.
In addition, with the rapid spread of portable electronic devices and the increase in outdoor activities such as camping, residence of powerhouses, and cultivation of small households, there is an increasing demand for convenient use of electricity at all times. However, It can be regarded as a very necessary point at present that a portable electric power supply device which gives a great restriction to the above life and can meet the purpose of use.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 축전지의 잔량과 기상정보를 기반으로 독립형 태양광발전시스템에서 공급 가능한 전기에너지를 사용자에게 안내하고, 축전지의 열화에 따른 교체시점을 판단하여 이를 사용자에게 전송함으로써 독립형 태양광발전시스템의 사용시 편의성과 효율성을 향상시킬 수 있는 독립형 태양광발전시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method and system for guiding the electric energy that can be supplied from a stand-alone photovoltaic power generation system to a user based on the remaining amount of a battery and weather information, The present invention provides a stand-alone solar power generation system and a control method thereof that can improve convenience and efficiency when a stand-alone solar power generation system is used by transmitting the same to a user.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지모듈 및 상기 전기 에너지를 축전하는 축전지를 포함하는 태양광발전시스템에 있어서, 상기 태양전지모듈이 설치된 지역의 일정기간의 기상정보를 수집하여 제공하는 기상정보 수집부; 상기 축전지의 잔량(SOC)을 계측하여 통신부를 통해 송신하고 상기 통신부로 수신된 보정된 잔량(SOC)에 따라 상기 축전지의 충방전을 제어하는 충방전 제어부; 및 상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출한 후, 산출된 상기 일일 사용 가능한 부하량을 사용자에게 표시하고 상기 충방전 제어부에 상기 보정된 잔량으로 제공하는 연산 처리부를 포함하는 독립형 태양광발전시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar power generation system including a solar cell module for generating electric energy from sunlight and a storage battery for storing the electric energy, A weather information collecting unit for collecting and providing weather information for a certain period of time; A charge / discharge control unit for measuring the remaining capacity (SOC) of the battery, transmitting the data via the communication unit, and controlling the charge / discharge of the battery according to the corrected residual capacity (SOC) received by the communication unit; (SOC) of the battery from the charging / discharging control unit, calculating a daily usable load amount of the battery according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the accumulator, And an arithmetic processing unit for displaying a possible load amount to the user and providing the corrected remaining amount to the charge / discharge control unit.
여기서, 상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 기 설정된 기간까지의 상기 축전지의 예상 잔량을 예측하여 저장하고, 상기 설정된 기간이 도래한 경우 상기 충방전 제어부로부터 현재 축전지의 잔량을 수신하여 상기 저장된 예상 잔량과 비교하며, 비교결과 상기 현재 축전지의 잔량이 상기 예상 잔량보다 기준량 이상 작은 경우 상기 축전지의 이상상태를 보고하는 메시지를 송신하는 진단부를 더 포함할 수 있다.Here, the control unit receives the remaining amount of the battery (SOC) from the charging / discharging control unit, estimates and stores the estimated remaining amount of the battery up to a preset period according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the accumulating unit, When the set time period has come, the remaining charge amount of the current battery is received from the charge / discharge control unit and is compared with the stored expected amount, and if the remaining amount of the current accumulator is smaller than the expected amount, And a diagnosis unit that transmits a message to the user.
그리고, 상기 연산 처리부는, 다음의 수식을 이용하여 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출할 수 있다.Then, the calculation processing unit can calculate the usable load amount of the accumulator per day by using the following formula.
<수식><Formula>
Ed = Qc /((N-Cn)+1)Ed = Qc / ((N - Cn) +1)
Ed : 일 사용가능 부하량Ed: Daily available load
Qc : 축전지 잔량(SOC)Qc: Battery residual capacity (SOC)
N : 설계된 부조일수 N: Designed number of days
Cn : 정상 기상(일기) 일수Cn: normal weather (diary) days
한편, 상기 기상정보 수집부는, 스마트 폰 기반의 앱(App)을 이용하여 상기 기상정보를 수집할 수 있다.Meanwhile, the weather information collecting unit may collect the weather information using a smartphone-based app.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지모듈 및 상기 전기 에너지를 축전하는 축전지를 포함하는 태양광발전시스템의 제어방법에 있어서, (A) 기상정보 수집부가 상기 태양전지모듈이 설치된 지역의 일정기간의 기상정보를 수집하는 단계; (B) 충방전 제어부가 상기 축전지의 잔량(SOC)을 계측하여 통신부를 통해 송신하는 단계; (C) 연산처리부가 상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출하는 단계; 및 (D) 상기 연산처리부가 상기 산출된 일일 사용 가능한 부하량을 사용자에게 표시하는 단계;를 포함하는 독립형 태양광발전시스템의 제어방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a solar power generation system including a solar cell module for generating electric energy from sunlight and a battery for storing the electric energy, The weather information collecting unit collecting the weather information for a predetermined period of time in which the solar cell module is installed; (B) measuring a remaining capacity (SOC) of the battery and transmitting the measured SOC through a communication unit; (C) receiving a remaining amount of the battery (SOC) from the charge / discharge control unit and calculating a usable load amount of the accumulator according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the accumulator; And (D) the arithmetic processing unit displaying the calculated usable load amount per day to the user.
여기서, 상기 연산처리부가 상기 일일 사용 가능한 부하량을 상기 충방전 제어부에 보정된 잔량으로 송신하는 단계; 및 상기 충방전 제어부가 상기 수신된 보정된 잔량(SOC)에 따라 상기 축전지의 충방전을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the calculation processing unit transmits the daily usable load amount to the charge / discharge control unit as a corrected remaining amount; And controlling the charging and discharging of the battery according to the received corrected residual capacity (SOC).
그리고, 상기 (B) 단계 이후에, 진단부가 상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 상기 축전지의 예상 잔량을 예측하여 저장하는 단계; 상기 설정된 기간이 도래한 경우 상기 진단부가 상기 충방전 제어부로부터 현재 축전지의 잔량을 수신하여 상기 저장된 예상 잔량과 비교하는 단계; 및 상기 진단부의 비교결과 상기 현재 축전지의 잔량이 상기 예상 잔량보다 기준량 이상 작은 경우 상기 축전지의 이상상태를 보고하는 메시지를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step (B), the diagnosis unit receives the remaining capacity (SOC) of the battery from the charge / discharge control unit and calculates an estimated remaining capacity of the battery according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the accumulator Predicting and storing; When the set time has come, the diagnosis unit receives the remaining amount of the current battery from the charge / discharge control unit and compares the remaining amount with the stored remaining amount; And transmitting a message reporting an abnormal state of the battery when the remaining capacity of the current battery is less than the estimated remaining capacity as a result of the comparison by the diagnosis unit.
그리고, 상기 (C) 단계는, 다음의 수식을 이용하여 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출할 수 있다.And, in the step (C), the usable load amount of the battery can be calculated by using the following formula.
<수식><Formula>
Ed = Qc /((N-Cn)+1)Ed = Qc / ((N - Cn) +1)
Ed : 일 사용가능 부하량Ed: Daily available load
Qc : 축전지 잔량(SOC)Qc: Battery residual capacity (SOC)
N : 설계된 부조일수 N: Designed number of days
Cn : 정상 기상(일기) 일수
Cn: normal weather (diary) days
본 발명의 독립형 태양광발전시스템 및 그 제어방법에 따르면, 축전지의 잔량과 기상정보를 기반으로 독립형 태양광발전시스템에서 공급 가능한 전기에너지를 사용자에게 안내하고, 축전지의 열화에 따른 교체시점을 판단하여 이를 사용자에게 전송함으로써 독립형 태양광발전시스템의 사용시 편의성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
According to the independent photovoltaic power generation system of the present invention and the control method thereof, the user is guided to the electric energy that can be supplied from the independent photovoltaic power generation system based on the remaining amount of the battery and the weather information, By transmitting this to the user, convenience and efficiency can be improved when using the stand-alone solar power generation system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템의 사용 상태도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 독립형 태양광발전장치의 제어블럭도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템의 제어 흐름도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템의 제어 흐름도Fig. 1 is a view showing the state of use of the independent photovoltaic power generation system according to the embodiment of the present invention
2 is a block diagram of a stand-alone solar cell power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a control method of a stand-alone solar power generation system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a control method of a stand-alone solar power generation system according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템(200)의 사용 상태도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템(200)의 제어블럭도이다.FIG. 1 is a use state diagram of a stand-alone solar
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템(200)은 기상정보를 제공하는 기상정보 서버(150)로부터 기상정보를 수신하여 수신된 기상정보와 축전지(210)의 잔량에 기초하여 공급 가능한 발전용량을 산출하여 사용자 측에 제공하고, 축전지(210)의 열화에 따른 교체시점을 판단하여 이를 사용자 단말장치(100)에 전송한다.1, a stand-alone solar
기상정보 서버(150)는 태양광발전시스템(200)의 요청에 따라 특정 지역의 일정 기간 동안의 기상정보를 태양광발전시스템(200)에 제공할 수 있다. 여기서, 기상정보 서버(150)는, 무선인터넷, 이동통신망 등 스마트폰과 데이터를 송수신할 수 있는 데이터 네트워크를 통해 기상정보를 송신할 수 있다.The
태양광발전시스템(200)은 태양광에서 생산되는 전기만을 이용하는 독립형 태양광발전시스템(200)으로 구성되어 주간에 조사되는 태양광을 이용하여 전기를 발생시키고 남은 전력을 축전지(210)에 저장하였다가 야간에 사용한다. 이러한 태양광발전시스템(200)은 이동형 구조물에 의해 지지되어 이동성을 보장할 수 있으며, 경사각의 조정이 가능하고 반사판(reflector)을 적용함으로써 출력을 극대화할 수 있다.The photovoltaic
태양광발전시스템(200)은 기상정보 서버(150)로부터 기상정보를 수집한다. 기상정보는 스마트폰 앱을 통하여 수집될 수 있으며, 이를, wifi, 지그비, 블루투스 등의 RF 방식을 이용하여 태양광발전시스템(200)의 컨트롤러에 전송될 수 있다.The solar
태양광발전시스템(200)은 수집된 기상정보와 축전지(210)의 잔량에 기초하여 공급 가능한 발전용량을 산출한다. 태양광발전시스템(200)은 산출결과를 사용자 단말장치(100)에 발전용량 안내 메시지의 형태로 송신할 수 있다. 또한, 태양광발전시스템(200)은 산출된 발전용량을 저장한 후 해당 기간 동안의 실제 축전지(210) 잔량을 비교하여 산출된 발전용량에 비해 실제 발전용량이 기준치 이상 감소한 경우, 축전지 교체 안내 메시지를 생성하여 사용자 단말장치(100)에 송신할 수 있다.The solar
사용자 단말장치(100)는 태양광발전시스템(200)으로부터 수신된 메시지 데이터를 사용자에게 표시할 수 있다. 이러한 사용자 단말장치(100)는 스마트폰, 태블릿 PC 등, 태양광발전시스템(200)와 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 단말들을 포함할 수 있다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 독립형 태양광발전시스템(200)은, 태양광으로부터 빛을 수광하여 전기 에너지를 생산하는 태양전지모듈(212), 태양전지모듈(212)에 의해 생성된 전기 에너지를 축전하는 축전지(210), 축전지(210)의 잔량(SOC)을 측정하여 측정데이터를 제공하고 축전지(210)의 충/방전을 제어하는 충방전 제어부(214), 특정지역의 일정기간의 기상정보 수집하는 기상정보 수집부(218), 통신부(216), 진단부(220), 연산처리부(222) 및 표시부(224)를 포함한다.2, the independent photovoltaic
태양전지모듈(210)은 태양광으로부터 빛을 수광하여 전기 에너지를 생산한다.The
축전지(210)는 태양전지모듈(210)에서 생성된 전기 에너지를 축전한다.The
충방전 제어부(214)는 축전지(210)의 잔량(SOC)을 계측하여 통신부(216)를 통해 진단부(220) 및 연산처리부(222)에 전송한다. 충방전 제어부(214)는 연산처리부(222)로부터 수신된 보정된 잔량(SOC) 이내에서 축전지(210)의 충전 및 방전 동작을 제어할 수 있다.
기상정보 수집부(218)는 스마트 폰 기반의 앱(App)을 통해 특정 지역의 일정기간의 기상정보를 수집하여 진단부(220) 및 연산처리부(222)에 수집된 기상정보를 제공한다.The weather
연산처리부(222)는 충방전 제어부(214)에서 계측된 잔량(SOC)을 통신부(216)를 통해 수신하고, 수신된 잔량(SOC)과 기상정보 수집부(218)로 수집된 기상정보에 기초하여 부하 측으로 공급 가능한 전기량을 산출한다. 연산처리부(222)는 산출된 전기량을 잔량(SOC) 값 형태로 통신부(216)를 거쳐 충방전 제어부(214)에 전송하여, 충방전 제어부(214)가 보정된 잔량(SOC) 이내에서 축전지(210)의 충전 및 방전동작을 제어할 수 있도록 한다. 여기서, 소모 전력이 일정한 고정된 부하를 사용하는 경우 연산처리부(222)는 기상정보와 계측된 축전지(210)의 잔량(SOC)을 일정 수식에 따라 연산하여 예상 사용시간을 표시부(224)에 표시할 수 있다.The
한편, 독립형 태양광발전시스템(200) 설치 시 소요되는 발전용량은 다음의 <수식 1>을 이용하여 산출할 수 있다. Meanwhile, the power generation capacity required for installing the independent solar
<수식 1>≪ Formula 1 >
Pas = EI * D * R / Qa * K Pas = EI * D * R / Qa * K
Pas : 태양광발전용량Pas: Photovoltaic capacity
EI : 부하의 수요전력량EI: Demand power amount of load
D : 부하의 태양광 시스템에 대한 의존율D: Dependence on load solar system
R : 설계 여유 계수R: design allowance factor
Qa : 설치장소의 경사면 일사강도Qa: Slope of the installation site
K : 종합 설계계수K: Overall design factor
상기의 <수식 1>은 독립형 태양광발전시스템(200) 설치 시 소요되는 발전용량을 산출하는 수식으로서, 이는 부하의 수요전력량이 정기적인지 혹은 부정기적인지의 이용 특성과, 지역적 특성에 따른 일종의 고정 상수인 설계 계수를 연산하여 산출하는 것이다. 따라서 부하에 따라 필요한 태양광 용량이 결정된다고 볼 수 있다. Equation (1) is an expression for calculating the power generation capacity required when the independent solar
한편, 부하에 소요되는 전력량을 산술하는 일반적 형태의 수식은 다음의 <수식 2>와 같다.On the other hand, the general formulas for calculating the amount of power consumed by the load are shown in Equation 2 below.
<수식 2>&Quot; (2) "
Qb = EI(1+N) / Bf Qb = EI (1 + N) / Bf
Qb : 축전지 용량Qb: Capacity of the battery
EI : 부하의 수요전력량 EI: Demand power amount of load
N : 부조일수N: Number of days
Bf : 축전지계수(충방전효율*방전심도) Bf: Battery Coefficient (Charge / Discharge Efficiency * Discharge Depth)
상기 <수식 2>에서 Bf(축전지계수)는 축전지(210)의 특성에 따라 설정되는 일종의 고정된 상수 값이다. 따라서, Qb(축전지 용량)은 부조일수에 따라 변동된다. In Equation (2), Bf (battery coefficient) is a fixed constant value set according to the characteristics of the
이러한 <수식 1> 및 <수식 2>에 따르면, 당초 예측되어 반영된 부조일수가 변동이 없을 경우 부하에서 요구되는 전력량은 설계된 태양광 발전량 및 축전지 용량으로 충분히 대응할 수 있어 전체 시스템은 문제없이 사용이 가능하나, 흐리거나 비 오는 날이 연속적으로 발생 하여 설계된 부조일수를 초과할 경우 이에 상응하게 부하 사용 또한 조정을 하지 않으면 태양광 발전량 저하 및 이에 따른 축전지(210)의 충전용량이 감소하여, 즉 입력되는 양이 줄어드는 반면 출력 양은 동일 할 경우, 예기치 않게 부하(전기)를 이용하지 못하는 사태가 발생된다. According to Equation 1 and Equation 2, when there is no change in the number of days of relief that were originally predicted and reflected, the amount of power required by the load can be sufficiently coped with the designed solar power generation capacity and the capacity of the battery, However, if blurred or rainy blades are continuously generated and the number of days of use exceeds the designed number of days, if the load usage is not adjusted accordingly, the solar power generation amount decreases and the charging capacity of the
이를 해결하기 위해, 본 발명의 연산처리부(222)는 일 부하량을 연산한다. 연산처리부(222)는 스마트폰 기반의 앱(App)을 통하여 상기 수식에 적용된 부조일수에 상응하는 기간에 걸쳐 기상정보를 수집하여 판별된 부조일수와 축전지(210)의 잔량(SOC)을 다음의 <수식 3>에 따라 연산하여 일일 사용 가능한 부하량을 산출할 수 있다.To solve this problem, the
<수식 3>&Quot; (3) "
Ed = Qc /((N-Cn)+1)Ed = Qc / ((N - Cn) +1)
Ed : 일 사용가능 부하량Ed: Daily available load
Qc : 축전지 잔량(SOC)Qc: Battery residual capacity (SOC)
N : 설계된 부조일수 N: Designed number of days
Cn : 정상 기상(일기) 일수Cn: normal weather (diary) days
여기서 정상 기상(일기)이라 함은 눈, 비가 올 확률이 20% 미만임을 의미한다. Here, the normal weather (diary) means that the probability of snow and rain is less than 20%.
연산처리부(222)는 상기의 <수식 3>을 이용하여 일일 사용 가능한 부하량을 산출한 후, 이를 표시부(224) 및 통신부(216)를 통해 사용자에게 안내하고 충방전 제어부(214)에 제공한다.The
진단부(220)는 축전지(210)의 열화 상태를 검출하여 사용자에게 안내한다. 진단부(220)는 충방전 제어부(214)로부터 수신된 축전지(210)의 잔량(SOC) 및 기상정보를 기반으로 향후 잔량(SOC) 값을 추정하여 메모리 등의 저장장치에 기록하고 익일 실제 계측되어 전송된 잔량(SOC)을 상호 비교하여 두 값이 현저한 차이가 발생할 경우 축전지(210) 열화에 따른 충전 불량임을 표시부(224)에 표시한다. 이에, 사용자가 축전지(210)의 교체시점을 용이하게 식별할 수 있다.The
표시부(224)는 LCD 패널 등의 디스플레이 수단을 포함할 수 있으며, 혹은, 스피커 등의 오디오 출력 수단을 이용하는 것도 가능하다.The
통신부(216)는 WIFI, 지그비 또는 블루투스 등 무선방식으로 데이터를 송수신하여 충방전 제어부(214)의 정보를 진단부(220) 및 연산처리부(222)에 송신하고, 연산처리부(222)에서 산출된 전기량을 충방전 제어부(214)로 송신한다.The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템(200)의 제어 흐름도이다. 먼저, 태양광발전시스템(200)은 태양전지모듈(210)에서 전기 에너지가 생산되며 생산된 전기 에너지는 충방전 제어부(214)의 제어에 따라 축전지(210)에 저장되고, 충방전 제어부(214)는 축전지(210)의 잔량(SOC)을 계측하여 통신부(216)를 통해 연산처리부(222)에 제공한다.3 is a control flowchart of a stand-alone photovoltaic
기상정보 수집부(218)는 스마트폰 앱(App) 기능을 이용하여 태양전지모듈(210)이 설치된 지역에 대한 일정 기간의 기상정보를 수집한다(S110).The weather
충방전 제어부(214)는 축전지(210)의 잔량(SOC)을 계측한다(S112). 충방전 제어부(214)는 계측된 잔량(SOC)을 통신부(216)를 통해 진단부(220) 및 연산처리부(222)에 전송한다The charge /
연산처리부(222)는 충방전 제어부(214)로부터 수신된 잔량(SOC)과 수집된 기상정보에 기초하여 태양광발전시스템(200) 설치 시 소요되는 발전용량을 산출한다(S114). 여기서, 연산 처리부(222)는 상기의 <수식 3>을 이용하여 일일 사용 가능한 부하량을 산출할 수 있다.The
연산처리부(222)는 산출된 일 사용 가능한 부하량 정보를 사용자 단말장치(100)에 제공한다(S118). The
이러한 구성에 의해, 본 발명은 흐리거나 비 오는 날이 연속적으로 발생하여 설계된 부조일수를 초과할 경우 이러한 기상정보를 반영하여 일일 사용 가능한 부하량을 산출하고, 산출된 일일 사용 가능한 부하량을 사용자에게 안내하는 한편 충방전 제어부(214)에도 제공하여 변화된 기상조건에 따라 충방전량을 조절하도록 한다. 예컨대, 연산된 부하량이 감소한 경우 충방전 제어부(214)는 사용하고 있는 부하를 감소시켜 시스템의 안정적 운영을 도모할 수 있다.According to the present invention, when blurred or rainy blades are continuously generated and exceeded the designed number of days of idle time, the present invention calculates daily load that can be used by reflecting such weather information, and guides the user to the calculated available daily load The charge /
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 독립형 태양광발전시스템(200)의 제어 흐름도로서, 진단부(220)에서 축전지(210)의 열화 상태를 검출하는 과정을 예시하고 있다.4 is a control flowchart of a stand-alone photovoltaic
기상정보 수집부(218)는 스마트폰 앱(App) 기능을 이용하여 태양전지모듈(210)이 설치된 지역에 대한 일정 기간의 기상정보를 수집한다(S210).The weather
충방전 제어부(214)는 축전지(210)의 잔량(SOC)을 계측하여 계측된 잔량(SOC)을 통신부(216)를 통해 진단부(220)에 전송하고, 이에, 진단부(220)는 충방전 제어부(214)로부터 수신된 잔량(SOC)과 수집된 기상정보에 기초하여 향후 축전지(210)의 예상 잔량을 추정하여 산출한다(S212).
진단부(220)는 축전지(210)의 예상 잔량을 메모리 등의 저장장치에 저장한다(S214). 여기서, 예상 잔량은 1일 후, 3일 후, 등 특정 기간까지의 설정된 기간에 대한 예상 잔량일 수 있다.The
진단부(220)는 설정된 기간이 도래한 경우 실제 축전지(210)의 잔량(SOC)을 제공받아 S214 단계에서 저장해 두었던 잔량(SOC)과 비교한다(S216). 예컨대, 1일 후의 예상 잔량을 저장한 경우, 바로 익일 후에 실제 잔량과 예상 잔량을 비교할 수 있다.The
진단부(220)는 S214단계에서 산출된 잔량(SOC)과 S216단계에서 실제로 계측된 잔량(SOC)의 차이가 기준량을 초과하였는지를 판단한다(S218).The
판단결과, 예상 잔량과 실제 잔량이 기준량보다 크게 차이가 나는 경우 진단부(220)는 축전지가 열화 상태인 것으로 판단하여 사용자 단말장치(100)에 축전지 이상을 알리는 메시지를 제공한다(S220). 예상 잔량보다 축전지의 실제 잔량이 기준량보다 현저하게 부족하다면 축전지가 열화되었을 가능성이 크다. 이에, 진단부는 사용자에게 축전지 이상을 알리는 메시지를 송신하여 사용자가 축전지의 교체시기를 용이하게 인식할 수 있도록 한다.As a result of the determination, if the estimated remaining amount and the actual remaining amount differ significantly from the reference amount, the
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100 : 사용자 단말장치
150 : 기상정보 서버
200 : 태양광발전시스템
210 : 축전지
212 : 태양전지모듈
214 : 충방전 제어부
216 : 통신부
218 : 기상정보 수집부
220 : 진단부
222 : 연산처리부
224 : 디스플레이부100: user terminal device 150: weather information server
200: Solar power generation system 210: Storage battery
212: Solar cell module 214: Charge /
216: communication unit 218: weather information collecting unit
220: diagnosis part 222:
224:
Claims (8)
상기 태양전지모듈이 설치된 지역의 일정기간의 기상정보를 수집하여 제공하는 기상정보 수집부;
상기 축전지의 잔량(SOC)을 계측하여 통신부를 통해 송신하고 상기 통신부로 수신된 보정된 잔량(SOC)에 따라 상기 축전지의 충방전을 제어하는 충방전 제어부; 및
상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출한 후, 산출된 상기 일일 사용 가능한 부하량을 사용자에게 표시하고 상기 충방전 제어부에 상기 보정된 잔량으로 제공하는 연산 처리부를 포함하는 독립형 태양광발전시스템.
1. A solar power generation system comprising a solar cell module for generating electric energy from sunlight and a battery for storing the electric energy,
A weather information collecting unit for collecting and providing weather information for a certain period of time in an area where the solar cell module is installed;
A charge / discharge control unit for measuring the remaining capacity (SOC) of the battery, transmitting the data via the communication unit, and controlling the charge / discharge of the battery according to the corrected residual capacity (SOC) received by the communication unit; And
(SOC) of the battery from the charge / discharge control unit, calculates a daily usable load amount of the battery according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the accumulator, And an arithmetic processing unit for displaying the load to the user and providing the corrected remaining amount to the charge / discharge control unit.
상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 기 설정된 기간까지의 상기 축전지의 예상 잔량을 예측하여 저장하고, 상기 설정된 기간이 도래한 경우 상기 충방전 제어부로부터 현재 축전지의 잔량을 수신하여 상기 저장된 예상 잔량과 비교하며, 비교결과 상기 현재 축전지의 잔량이 상기 예상 잔량보다 기준량 이상 작은 경우 상기 축전지의 이상상태를 보고하는 메시지를 송신하는 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
(SOC) of the battery from the charging / discharging control unit, predicts and stores the estimated remaining capacity of the battery up to a predetermined period according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the battery, Discharge control unit receives the remaining amount of the battery from the charge and discharge control unit and compares the remaining amount of the current battery with the stored remaining amount of the battery, and when the residual amount of the current accumulator is smaller than the estimated residual amount by at least the reference amount, And a diagnosis unit that transmits the power to the solar cell module.
상기 연산 처리부는,
다음의 수식을 이용하여 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광발전시스템.
<수식>
Ed = Qc /((N-Cn)+1)
Ed : 일 사용가능 부하량
Qc : 축전지 잔량(SOC)
N : 설계된 부조일수
Cn : 정상 기상(일기) 일수
The method according to claim 1,
Wherein the arithmetic processing unit comprises:
Wherein the daily load of the battery is calculated using the following formula.
<Formula>
Ed = Qc / ((N - Cn) +1)
Ed: Daily available load
Qc: Battery residual capacity (SOC)
N: Designed number of days
Cn: normal weather (diary) days
상기 기상정보 수집부는 스마트 폰 기반의 앱(App)을 이용하여 상기 기상정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the weather information collecting unit collects the weather information using a smartphone-based app.
(A) 기상정보 수집부가 상기 태양전지모듈이 설치된 지역의 일정기간의 기상정보를 수집하는 단계;
(B) 충방전 제어부가 상기 축전지의 잔량(SOC)을 계측하여 통신부를 통해 송신하는 단계;
(C) 연산처리부가 상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출하는 단계; 및
(D) 상기 연산처리부가 상기 산출된 일일 사용 가능한 부하량을 사용자에게 표시하는 단계;를 포함하는 독립형 태양광발전시스템의 제어방법.
1. A control method for a solar power generation system including a solar cell module for generating electric energy from sunlight and a battery for storing the electric energy,
(A) a weather information collecting unit collecting weather information for a predetermined period of time in which the solar cell module is installed;
(B) measuring a remaining capacity (SOC) of the battery and transmitting the measured SOC through a communication unit;
(C) receiving a remaining amount of the battery (SOC) from the charge / discharge control unit and calculating a usable load amount of the accumulator according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the accumulator; And
(D) the operation processing unit displays the calculated available daily load amount to the user.
상기 연산처리부가 상기 일일 사용 가능한 부하량을 상기 충방전 제어부에 보정된 잔량으로 송신하는 단계; 및
상기 충방전 제어부가 상기 수신된 보정된 잔량(SOC)에 따라 상기 축전지의 충방전을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광발전시스템의 제어방법.
6. The method of claim 5,
The operation processing unit transmitting the daily usable load amount to the charge / discharge control unit as a corrected remaining amount; And
Wherein the charging / discharging control unit controls charge / discharge of the battery according to the received corrected residual capacity (SOC).
상기 (B) 단계 이후에,
진단부가 상기 충방전 제어부로부터 상기 축전지의 잔량(SOC)을 수신하여 상기 기상정보 수집부로 수집된 상기 기상정보 및 상기 축전지의 잔량에 따라 상기 축전지의 예상 잔량을 예측하여 저장하는 단계;
상기 설정된 기간이 도래한 경우 상기 진단부가 상기 충방전 제어부로부터 현재 축전지의 잔량을 수신하여 상기 저장된 예상 잔량과 비교하는 단계; 및
상기 진단부의 비교결과 상기 현재 축전지의 잔량이 상기 예상 잔량보다 기준량 이상 작은 경우 상기 축전지의 이상상태를 보고하는 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광발전시스템의 제어방법.
6. The method of claim 5,
After the step (B)
(SOC) of the battery from the charging / discharging control unit and estimating and storing an expected remaining amount of the battery according to the meteorological information collected by the meteorological information collecting unit and the remaining amount of the battery;
When the set time has come, the diagnosis unit receives the remaining amount of the current battery from the charge / discharge control unit and compares the remaining amount with the stored remaining amount; And
Further comprising the step of transmitting a message reporting an abnormal state of the storage battery when the remaining capacity of the current storage battery is less than the estimated remaining capacity as a result of the comparison by the diagnosis unit.
상기 (C) 단계는,
다음의 수식을 이용하여 상기 축전지의 일일 사용 가능한 부하량을 산출하는 것을 특징으로 하는 독립형 태양광발전시스템의 제어방법.
<수식>
Ed = Qc /((N-Cn)+1)
Ed : 일 사용가능 부하량
Qc : 축전지 잔량(SOC)
N : 설계된 부조일수
Cn : 정상 기상(일기) 일수6. The method of claim 5,
The step (C)
Wherein a daily usable load amount of the battery is calculated using the following equation.
<Formula>
Ed = Qc / ((N - Cn) +1)
Ed: Daily available load
Qc: Battery residual capacity (SOC)
N: Designed number of days
Cn: normal weather (diary) days
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