다중분산형 센서노드시스템을 적용하는 태양광 발전 시스템 및 관리방법
Photovoltaic power generation system with multi mode sensor node and Management method using the same
특허 요약
본 발명은 태양광발전시스템의 효율적인 관리방법에 대한 것으로, 이에 따르면 태양전지셀, 태양광모듈 및 태양광모듈 어레이로 이루어지는 계층적인 발전시스템 구조에 각각 계층화되어 분산형으로 배치되는 센서노드를 마련하여, 모듈별 모니터링일 구현할 수 있으며, 멀티홉 방식을 이용하여 측정 정보를 전송할 수 있도록 하여 태양광 발전 규모에 무관하게 확장가능한 다중 분산형 센서노드 시스템을 제공할 수 있다.
청구항
번호청구항
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전기를 생성하는 단위 태양전지셀과, 상기 단위 태양전지셀을 직렬로 연결하여 구성되는 태양광모듈 및 상기 태양광모듈의 다수의 배치로 구현되는 태양광모듈어레이의 계층적 구조를 구비하는 태양광발전부;상기 태양광발전부의 태양광모듈어레이의 전력을 취합하고, 직류전력을 교류전력을 변환하며, 변환된 교류전력을 개별소비전력 또는 상위 계층의 전력으로 송전하는 전력제어부;상기 전력제어부와 연동하여 생산전력량을 확인하거나, 시스템 이상을 감지 및 송전 제어를 수행하는 모니터링부;를 포함하되,상기 태양광발전부는,상기 태양광모듈에서 생성되는 전기의 전압 및 전류값을 측정하는 전압센서 및 전류센서를 포함하고, 측정된 전압 및 전류값을 전송하는 제1무선통신유닛을 포함하는 1계층 센서노드;개별 태양광 모듈 어레이에서 집결된 전압 및 전류를 측정하고, 상기 1계층 센서노드에서 전송하는 정보를 취합하며, 온도센서를 포함하여 상기 온도센서를 통해 태양광 모듈 어레이의 태양광모듈 간의 온도 변이를 측정하고, 측정 정보를 외부로 전송하는 제2무선통신유닛를 포함하는 2 계층 센서노드;를 포함하고,상기 2 계층 센서노드는,상기 1 계층 센서노드와 상이하게, 민감도가 높지 않은 요소인 온도를 더 측정하고,상기 2계층 센서노드는,상기 1계층 센서노드보다 상위 계층으로 구성되어 상기 1계층 센서노드보다 넓은 센싱 범위를 가지는 센서노드로 구성되고, 측정 횟수의 빈도수가 상기 1계층 센서노드보다 상대적으로 낮은 다중분산형 센서노드 시스템을 이용한 태양광 발전 시스템.

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청구항 1에 있어서,상기 제1무선통신유닛 및 상기 제2무선통신유닛은, Bluetooth 4.0 low-energy(LE) 방식을 적용하는,다중분산형 센서노드시스템을 적용하는 태양광 발전 시스템.

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청구항 3에 있어서,상기 다중분산형 센서노드시스템을 적용하는 태양광 발전 시스템은,하위계층의 센서노드에서 전송되는 무선 신호를 스타 토폴로지를 이용한 멀티홉 방식을 통해 상위계층의 센서노드로 중계하는 멀티홉 방식을 적용하는,다중분산형 센서노드시스템을 적용하는 태양광 발전 시스템.

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청구항 1에 따른 다중분산형 센서노드시스템을 적용하는 태양광 발전 시스템을 이용하여 태양광발전을 관리하는 방법에 있어서,전류 및 전압센서를 구비하는 1계층 센서노드에서 개별 태양광 모듈에서 생산되는 전기의 전압 및 전류값을 측정하는 1단계;상기 1단계에서 측정된 전압 및 전류값을 상위 계층의 2계층 센서노드로 전송하는 2단계;개별 태양광 모듈 어레이에서 집결된 전압 및 전류를 측정하고, 상기 1계층 센서노드에서 전송하는 정보를 상위 계층의 2계층 센서노드에서 취합하여, 태양광 모듈 어레이의 정상 범위내의 동작여부를 판단하는 3단계;상기 3단계에서 태양광 모듈어레이에서 집결된 전류 및 전압값의 측정 정보 외에, 온도센서를 통한 태양광 모듈 어레이의 태양광모듈 간의 온도 변이의 측정값과 상기 1계층의 센서노드의 센싱 정보를 통해 태양광 모듈 어레이의 발전량의 저하여부 또는 고장 여부를 수행하는 4단계;상기 4단계에서 산출된 결과를 모니터링을 수행하는 퓨전센터로 전송하는 5단계;를 포함하고,상기 2 계층 센서노드는,상기 1 계층 센서노드와 상이하게, 민감도가 높지 않은 요소인 온도를 더 측정하고,상기 2계층 센서노드는,상기 1계층 센서노드보다 상위 계층으로 구성되어 상기 1계층 센서노드보다 넓은 센싱 범위를 가지는 센서노드로 구성되고, 측정 횟수의 빈도수가 상기 1계층 센서노드보다 상대적으로 낮은 다중분산형 센서노드 시스템을 이용한 태양광 발전 시스템의 관리 방법.

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청구항 5에 있어서,상기 2단계 및 상기 5단계는,Bluetooth 4.0 low-energy(LE) 방식을 적용하여 수행되는 것을 특징으로 하는,를 포함하는 다중분산형 센서노드 시스템을 이용한 태양광 발전 시스템의 관리 방법.

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청구항 6에 있어서,상기 5단계 이후에,상기 퓨전센터는 상기 2계층 센서노드로 부터 전달되는 분산데이터를 취합하고, 시스템의 이상여부에 대한 판단을 수행하는 알고리즘을 통해 이상유무를 산출하며, 산출된 정보를 외부 네트워크를 통해 외부 서버 또는 단말에 전송하고,상기 외부 서버 또는 외부 단말을 통해 전송되는 제어신호를 수신받는 6단계;를 더 포함하는,다중분산형 센서노드 시스템을 이용한 태양광 발전 시스템의 관리 방법.