KR20160000485A - 태양광발전시스템의 고장진단방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광발전시스템의 고장진단방법에 관한 것으로서, 특히, 배선선로, 태양전지모듈 등의 설비 결함, 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등으로 인한 음영발생 등이 발생한 경우 정밀하게 발생원인을 진단할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 태양광발전시스템의 고장진단방법에 관한 것으로서, 특히, 배선선로, 태양전지모듈 등의 설비 결함, 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등으로 인한 음영발생 등이 발생한 경우 정밀하게 발생원인을 진단할 수 있는 태양광발전시스템의 고장진단방법에 관한 것이다.
현재 사용 중인 에너지의 대부분을 차지하는 화석연료의 고갈과 기후협약에 의한 온실가스 감축에 의한 요인에 의해 대체에너지 기술이 각광받고 있다.
이중 태양광 발전시스템은 에너지원의 다양화 분산화가 추진되는 상황에서 지역에 상관 없고 설치 규모를 필요에 따라 자유롭게 결정할 수 있는 장점에 의해 보급이 확대되고 있다.
태양광 발전시스템의 보급 확대에 따른 유지보수 및 고장 진단에 대한 문제가 점차 대두하고 있으며, 최근에는 태양광 발전시스템이 발전 중에도 실시간으로 고장 여부를 진단할 수 있어 태양광 발전시스템의 운용효율을 높일 수 있는 태양광 발전시스템의 고장 진단 장치 및 고장 진단 방법이 국내등록특허공보 등록특허 10-1105458호로 제안된 바 있다.
그러나, 국내등록특허공보 등록특허 10-1105458호는 태양광 발전시스템의 고장여부를 진단할 수 있을 뿐 태양광 발전시스템의 고장발생원인을 진단할 수 없는 문제점이 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 배선선로, 태양전지모듈 등의 설비 결함, 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등으로 인한 음영발생 등이 발생한 경우 정밀하게 발생원인을 진단할 수 있는 태양광발전시스템의 고장진단방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
a) 태양광발전 어레이의 열화상 카메라의 열화상 데이터 및 출력전압을 취득하는 단계와;
b) 상기 열화상 데이터와 출력전압을 기초로 상기 태양광발전 어레이를 진단하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템의 고장진단방법을 제공한다.
상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 출력전압이 기준전압 미만일 경우 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈의 이상으로 진단하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점이 검출되지 않고, 상기 출력전압이 기준전압 미만일 경우 상기 태양광발전 어레이의 배전선로의 이상으로 진단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 a)단계는 태양광발전 어레이의 열화상 카메라의 열화상 데이터, 출력전압 및 실상 카메라의 실상 이미지를 취득하는 단계인 것이 바람직하다.
상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 출력전압이 기준전압 미만이며, 상기 실상이미지 데이터의 분석결과 음영이 검출된 경우, 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈에 대하여 음영발생으로 인한 이상으로 진단하는 것을 특징으로 한다.
상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 출력전압이 기준전압 미만이며, 상기 실상이미지 데이터의 분석결과 음영이 검출되지 않은 경우, 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈의 고장으로 인한 이상으로 진단하는 것을 특징으로 한다.
상기 음영은 그림자, 꽃가루 또는 먼지에 의하여 발생하는 음영이다.
본 발명의 태양광발전시스템의 고장진단방법은 열화상 카메라의 열화상 데이터, 출력전압 및 실상 카메라의 실상이미지를 분석하여 배선선로, 태양전지모듈 등의 설비 결함, 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등으로 인한 음영발생 등이 발생한 경우 정밀하게 발생원인을 진단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 태양광발전 어레이를 진단하는 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이고,
도 2는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이고,
도 3은 열화상 데이터, 실상이미지 데이터 및 출력전압을 근거로 태양광발전 어레이의 이상발생원인을 진단하는 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이고,
도 3은 열화상 데이터, 실상이미지 데이터 및 출력전압을 근거로 태양광발전 어레이의 이상발생원인을 진단하는 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 태양광발전시스템의 고장진단방법의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 태양광발전시스템의 고장진단방법은 크게 a) 데이터 취득단계(이하 'a)단계'라 한다.) 및 b) 진단단계(이하 'b)단계'라 한다.)를 포함하여 이루어진다.
상기 a)단계는 태양광발전 어레이의 열화상 카메라(도 2의 10)의 열화상 데이터 및 출력전압을 취득하는 단계이다.
상기 열화상 데이터는 온도센서가 아닌 열화상 카메라(10)를 이용하여 태양광발전 어레이의 열화상을 취득함으로서, 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈의 온도분포를 확인하여 열점(hot spot)을 검출할 수 있는 이점이 있다.
상기 열화상 데이터는 하나의 열화상 카메라(10)를 이용하여 전체 태양광발전 어레이의 열화상 데이터를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 열화상 카메라(10)를 이용하여 전체 태양광발전 어레이의 열화상 데이터를 검출할 수 있다.
특히, 하나의 열화상 카메라(10)를 이용하여 전체 태양광발전 어레이의 열화상 데이터를 검출하는 방법으로, 1) 상기 열화상 카메라(10)를 레일을 따라 이동하는 이동부재에 설치하여 태양광발전 어레이의 열화상 데이터를 순차적으로 얻는 방법, 2) 헬리 캠에 상기 열화상 카메라(10)를 장착하여 태양광발전 어레이의 열화상 데이터를 순차적으로 얻는 방법 등이 있다.
다음으로, 상기 b)단계는 상기 열화상 데이터와 출력전압을 기초로 상기 태양광발전 어레이를 진단하는 단계이다.
도 1은 태양광발전 어레이를 진단하는 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 제어부(50)의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
여기서, 도 2에서 보는 바와 같이 전압측정부(30), 고장진단부(40) 및 제어부(50)가 구비될 수 있다.
상기 전압측정부(30)는 상기 태양광발전 어레이로부터 출력되는 출력전압을 측정하여 상기 고장진단부(40)로 측정된 출력전압값을 출력할 수 있다.
상기 고장진단부(40)는 상기 전압측정부(30)로부터 출력되는 출력전압값과 상기 제어부(50)에 미리 입력된 기준전압값을 비교하여 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈의 이상을 진단할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(50)에 미리 입력된 기준전압값의 수치는 정상적인 태양광발전 어레이로부터 출력되는 정상출력전압값의 30%저감된 수치(태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈 1개당 기준)일 수 있다.
또한, 상기 고장진단부(40)는 상기 열화상 카메라(10)로부터 출력되는 열화상 데이터를 분석하여 상기 열화상 데이터에 열점발생여부를 진단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 b)단계에서 도 1에서 보는 바와 같이 상기 고장진단부(40)의 상기 열화상 데이터의 분석결과 상기 열화상 데이터로부터 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 전압측정부(30)가 측정한 출력전압값이 기준전압값 미만인 경우,
상기 고장진단부(40)는 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈의 이상이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
그리고, 도 1에서 보는 바와 같이 상기 고장진단부(40)의 상기 열화상 데이터의 분석결과 상기 열화상 데이터로부터 열점이 검출되지 않고, 상기 전압측정부(30)가 측정한 출력전압값이 기준전압값 미만일 경우,
상기 고장진단부(40)는 상기 태양광발전 어레이의 배선선로에 이상이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
그리고, 도 1에서 보는 바와 같이 상기 전압측정부(30)가 측정한 출력전압값이 기준전압값 이상 또는 초과인 경우, 상기 고장진단부(40)는 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈이 정상인 것으로 진단할 수 있다.
다음으로, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 태양광발전 어레이의 실제 모양을 촬영하는 실상카메라(20)가 더 구비될 수 있다.
상기 실상카메라(20)를 이용하여 전체 태양광발전 어레이의 실제 모양이미지데이터 즉, 실상이미지 데이터를 검출하는 방법으로, 1) 상기 실상카메라(20)를 레일을 따라 이동하는 또 다른 이동부재에 설치하여 태양광 발전 어레이의 실상이미지데이터를 순차적으로 얻는 방법, 2) 상기 열화상 카메라(10)가 설치된 하나의 이동부재에 상기 열화상 카메라(10)와 함께 상기 실상카메라(20)를 설치하여 태양광발전 어레이의 실상이미지 데이터를 순차적으로 얻는 방법, 3) 또 다른 헬리캠에 상기 실상카메라(20)를 장착하여 태양광발전 어레이의 실상이미지데이터를 순차적으로 얻는 방법, 4) 상기 열화상 카메라(10)가 설치된 하나의 헬리캠에 상기 열화상카메라(10)와 함께 상기 실상카메라(20)를 설치하여 태양광발전 어레이의 실상이미지데이터를 순차적으로 얻는 방법 등이 있다.
특히, 상기 a)단계는 태양광발전 어레이의 열화상 카메라(10)의 열화상 데이터, 출력전압 및 실상 카메라(20)의 실상 이미지를 취득하는 단계일 수 있다.
상기 고장진단부(40)는 상기 실상 카메라(20)로부터 출력되는 실상이미지데이터를 분석할 수 있다.
여기서, 상기 고장진단부(40)는 상기 실상 카메라(20)로부터 출력되는 실상이미지 데이터의 화소수와 상기 제어부(50)에 미리 저장된 기준이미지 데이터의 화소수를 비교하여 상기 실상이미지 데이터에 음영발생여부를 진단할 수 있다.
여기서, 상기 음영은 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈에 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등의 이물질이 묻어 상기 실상이미지 데이터에 나타나는 상기 태양전지모듈에 발생된 음영일 수 있다.
상기 실상 카메라(20)로부터 출력되는 실상이미지 데이터의 화소수가 상기 제어부(50)에 미리 저장된 기준이미지 데이터의 화소수와 동일한 경우 상기 고장진단부(40)는 상기 태양전지모듈에 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등의 이물질이 묻지 않아 상기 실상이미지 데이터에 나타나는 상기 태양전지모듈에 음영이 발생되지 않은 것으로 진단할 수 있다.
상기 실상 카메라(20)로부터 출력되는 실상이미지 데이터의 화소수가 상기 제어부(50)에 미리 저장된 기준이미지 데이터의 화수소와 동일하지 않은 경우 상기 고장진단부(40)는 상기 태양전지모듈에 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등의 이물질이 묻어 상기 실상이미지 데이터에 나타나는 상기 태양전지모듈에 음영이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
도 3은 열화상 데이터, 실상이미지 데이터 및 출력전압을 근거로 태양광발전 어레이의 이상발생원인을 진단하는 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
보다 구체적으로, 상기 b)단계에서 도 3에서 보는 바와 같이 상기 고장진단부(40)의 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 전압측정부(30)가 측정한 출력전압값이 기준전압값 미만이며, 상기 고장진단부(40)의 상기 실상이미지 데이터의 분석결과 상기 실상이미지 데이터로부터 음영이 검출된 경우,
상기 고장진단부(40)는 상기 태양전지모듈에 일시적 음영발생으로 인해 이상이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
그리고, 상기 고장진단부(40)의 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 전압측정부(30)가 측정한 출력전압값이 기준전압값 미만이며, 상기 고장진단부(40)의 상기 실상이미지 데이터의 분석결과 상기 실상이미지 데이터로부터 음영이 검출되지 않은 경우,
상기 고장진단부(40)는 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈 자체가 고장나 이상이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
그리고, 상기 고장진단부(40)의 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점열점(hot spot)이 검출되지 않고, 상기 전압측정부(30)가 측정한 출력전압값이 기준전압값 미만이 경우,
상기 고장진단부(40)는 상기 태양광발전 어레이의 배선선로에 이상이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
그리고, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 전압측정부(30)가 측정한 출력전압값이 기준전압값 이상 또는 초과인 경우, 상기 고장진단부(40)는 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈이 정상인 것으로 진단할 수 있다
다음으로, c)이벤트 발생알림단계(이하 'c)단계'라 한다.)가 더 포함될 수 있다.
상기 c)단계는 상기 고장진단부(40)의 진단결과 상기 고장진단부(40)가 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈이 이상이 발생한 것으로 진단한 경우, 상기 제어부(50)의 제어에 의해 이벤트 출력부(60)가 유무선통신을 통해 관리자의 컴퓨터, 관리자가 소지하는 스마트폰 등의 휴대단말기(70) 등으로 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈이 이상이 발생하였음을 알리는 단계이다.
가령, 일예로, 상기 고장진단부(40)가 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈이 이상이 발생한 것으로 진단한 경우, 상기 제어부(50)의 제어에 의해 상기 이벤트 출력부(60)는 관리자의 컴퓨터의 화면 또는 관리자가 소지하는 스마트폰 등의 단말기(70)화면으로 열점이 검출된 열화상이미지 데이터, 음영이 발생된 실상이미지 데이터를 출력함과 더불어 숫자 등으로 이루어질 수 있는 출력전압값을 출력할 수 있다.
관리자는 스마트폰 등의 단말기(70)에 설치된 어플리케이션을 실행하여 열점이 검출된 열화상이미지 데이터, 음영이 발생된 실상이미지 데이터 및 출력전압값을 육안으로 확인할 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 열화상 카메라(10)의 열화상 데이터, 출력전압 및 상기 실상 카메라(20)의 실상이미지를 분석하여 배선선로, 태양전지모듈 등의 설비 결함, 먼지, 새의 분비물, 꽃가루 등으로 인한 음영발생 등이 발생한 경우 정밀하게 발생원인을 진단할 수 있는 이점이 있다.
10; 열화상 카메라
,
20; 실상 카메라.
Claims (7)
- a) 태양광발전 어레이의 열화상 카메라(10)의 열화상 데이터 및 출력전압을 취득하는 단계와;
b) 상기 열화상 데이터와 출력전압을 기초로 상기 태양광발전 어레이를 진단하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템의 고장진단방법.
- 제1항에 있어서,
상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 출력전압이 기준전압 미만일 경우 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈의 이상으로 진단하는 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템의 고장진단방법.
- 제2항에 있어서,
상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점이 검출되지 않고, 상기 출력전압이 기준전압 미만일 경우 상기 태양광발전 어레이의 배전선로의 이상으로 진단하는 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 a)단계는 태양광발전 어레이의 열화상 카메라(10)의 열화상 데이터, 출력전압 및 실상 카메라(20)의 실상 이미지를 취득하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 출력전압이 기준전압 미만이며, 상기 실상이미지 데이터의 분석결과 음영이 검출된 경우, 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈에 대하여 음영발생으로 인한 이상으로 진단하는 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템의 고장진단방법.
- 제5항에 있어서,
상기 b)단계는 상기 열화상 데이터의 분석결과 열점(hot spot)이 검출되고, 상기 출력전압이 기준전압 미만이며, 상기 실상이미지 데이터의 분석결과 음영이 검출되지 않은 경우, 상기 태양광발전 어레이를 구성하는 태양전지모듈의 고장으로 인한 이상으로 진단하는 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템의 고장진단방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 음영은 그림자, 꽃가루 또는 먼지에 의하여 발생하는 음영인 것을 특징으로 하는 태양광발전시스템의 고장진단방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140077053A KR20160000485A (ko) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | 태양광발전시스템의 고장진단방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020140077053A KR20160000485A (ko) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | 태양광발전시스템의 고장진단방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160000485A true KR20160000485A (ko) | 2016-01-05 |
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ID=55164461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020140077053A KR20160000485A (ko) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | 태양광발전시스템의 고장진단방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20160000485A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102023465B1 (ko) | 2019-02-12 | 2019-09-20 | 강남욱 | 사물인터넷을 이용한 태양광 발전장치의 고장진단시스템 및 그 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101105458B1 (ko) | 2010-06-07 | 2012-01-17 | 연세대학교 산학협력단 | 태양광 발전시스템의 고장 진단 장치 및 고장 진단 방법 |
-
2014
- 2014-06-24 KR KR1020140077053A patent/KR20160000485A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101105458B1 (ko) | 2010-06-07 | 2012-01-17 | 연세대학교 산학협력단 | 태양광 발전시스템의 고장 진단 장치 및 고장 진단 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102023465B1 (ko) | 2019-02-12 | 2019-09-20 | 강남욱 | 사물인터넷을 이용한 태양광 발전장치의 고장진단시스템 및 그 방법 |
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