KR20200057227A

KR20200057227A - LoRa 무선 통신 기반 태양광 에너지 관리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200057227A
Application number: KR1020180141310A
Authority: KR
Inventors: 김종만; 송법성; 홍석훈
Original assignee: 전남도립대학교산학협력단; 주식회사 이음아이씨티; (주) 티이에프
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-05-26

Abstract

본 발명은 태양광 에너지 관리 시스템 및 방법으로서, 특히 무선 통신 기반 태양광 에너지 관리 시스템 및 태양광 에너지 시스템 관리 방법을 개시한다. 본 발명의 태양광 에너지 관리 시스템은 광 에너지를 수집하기 위한 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지에 대한 정보, 상기 광 에너지가 수집되는 장소 및 상기 태양 전지 모듈의 상태에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 환경 데이터를 획득하는 센서부; 상기 센서부와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 센서부로부터 획득된 환경 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 복수의 원격 유지 제어 단말을 포함하는 원격 유지 제어부; 및 상기 모니터링된 상기 전기 에너지의 상태를 이용하여 상기 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 경보를 제공하고 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단하는 통합 유지 관리부; 를 포함한다.

Description

LoRa 무선 통신 기반 태양광 에너지 관리 시스템 및 방법 {System for Managing Solar Power Generation using LoRa Radio Frequency Communication and Method thereof}

본 발명은 에너지 저장 장치, 전력 관리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선 통신 기반 태양광 에너지를 관리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 지구 온난화 현상이 심화하면서 화석연료 사용에 따른 환경 오염 문제가 대두되고 있다. 또한, 최근 석탄 및 석유와 같은 화석 연료 자원의 고갈에 따라 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 풍력, 태양광과 같은 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다.

신재생 에너지 관리 시스템은 신재생 에너지의 특성상 장기간 운영이 필요하고, 따라서 신재생 에너지 관리 시스템 내 설비의 유지 보수 및 관리가 매우 중요하다. 이중에서도 태양광 에너지의 활용 연구가 활발히 진행되고 있으며 사물 인터넷(Internet of Things) 시대의 도래와 함께, 인터넷을 기반으로 서로 연결된 사물들이 서로 간에 정보를 교환하고, 그 교환된 정보에 기초하여 사용자의 개입없이 자동으로 에너지의 수확, 저장, 방전 및 변환등의 동작을 수행하는 경우가 점차 늘어나고 있다.

하지만 종래의 태양광 에너지 관리 시스템은 태양광 에너지 관리 시스템의 설치 장소에 제약이 있었고, 상대적으로 열악한 환경이 산업적 현장에 설치 및 유지가 어려운 단점이 있었다.

또한, 종래의 태양광 에너지 관리 시스템은 에너지 관리 시스템을 구축하기 위한 장치 및 소프트웨어의 생산 비용이 높고, 로컬 데이터 베이스와 서버 전송 데이터 간에 차이가 없으며, 데이터의 손실의 위험성이 높은 한계가 있었다.

따라서, 설치 및 생산 비용이 낮고, 범용 통신을 기반으로, 안정적인 데이터 전송이 가능한 무선 통신을 이용하는 태양 에너지 관리 기술 개발이 요구되고 있다.

(특허 문헌 1) KR 10-2016-0116370 A1

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양광 에너지 관리 시스템 및 방법을 개시한다. 특히, LoRa 무선 통신을 이용하는 태양광 에너지 관리 시스템 및 방법을 개시한다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 태양광 에너지 관리 시스템은 광 에너지를 수집하기 위한 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지에 대한 정보, 상기 광 에너지가 수집되는 장소 및 상기 태양 전지 모듈의 상태에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 환경 데이터를 획득하는 센서부; 상기 센서부와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 센서부로부터 획득된 환경 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 복수의 원격 유지 제어 단말을 포함하는 원격 유지 제어부; 및 상기 모니터링된 상기 전기 에너지의 상태를 이용하여 상기 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 경보를 제공하고 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단하는 통합 유지 관리부; 를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 태양광 에너지 관리 시스템은 상기 전기 에너지를 적어도 하나의 배터리에 저장하고, 상기 배터리에 저장된 전기 에너지를 방전하기 위해 상기 전기 에너지의 주파수 특성을 변환하는 인버터; 상기 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지를 분석하고, 상기 전기 에너지의 분석 결과에 기초하여 상기 전기 에너지의 전기적 특성을 결정하는 접속반; 및 상기 배터리를 이용하여 상기 전기 에너지의 저장 및 방전을 관리하는 배터리 관리부; 를 더 포함하고, 상기 인버터, 접속반 및 배터리 관리부는 상기 센서부와 전기적으로 연결되어 상기 전기 에너지를 송수신할 수 있다.

본 발명에서 상기 원격 유지 제어부는 상기 센서부로부터 획득된 환경 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 획득된 환경 데이터를 이용하여 상기 전기 에너지의 상태에 관한 상태 데이터를 결정하고, 상기 결정된 상태 데이터를 기 설정된 데이터 포맷으로 변환하며, 상기 결정된 상태 데이터를 이용하여 상기 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 원격 유지 프로세서; 및 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터의 전송 타입에 기초하여 선택된 적어도 하나의 통신 채널을 통하여 상기 상태 데이터를 상기 통합 유지 관리부로 송신하고, 상기 통합 유지 관리부의 상기 원격 유지 제어 단말의 제어를 위한 단말 제어 신호를 수신하는 통신 인터페이스; 를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 원격 유지 제어부는 상기 결정된 상태 데이터를 이용하여 상기 원격 유지 제어 단말의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 제1 출력부; 및 상기 환경 데이터 및 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터가 기 설정된 기간 동안 저장되는 메모리; 를 더 포함할 수 있다.

상기 통신 인터페이스는 제1 통신 채널을 통하여 상기 원격 유지 제어부를 네트워크 스위치 허브와 연결하는 제1 통신부; 장거리 통신(Long Range Communication)을 수행하기 위한 적어도 하나의 장거리 무선 통신 모듈을 포함하고, 장거리 통신을 위한 제2 통신 채널을 통하여 상기 장거리 통신을 수행하는 제2 통신부; 및 기 설정된 표준 인터페이스에 따라 상기 센서부로부터 환경 데이터를 수신하고, 수신된 환경 데이터를 상기 데이터 수집부로 전송하는 제3 통신부; 를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 상기 상태 데이터의 송신 타입에 기초하여 선택되고, 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부는 기 설정된 모바일 통신망 또는 방송용 통신망과 연동될 수 있다.

본 발명에서 상기 원격 유지 프로세서는 상기 제1 통신부 및 제2 통신부의 데이터 송수신에 이상이 발생하는 경우, 상기 이상을 경고하기 위한 피드백 신호를 생성하고, 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부는 상기 상태 데이터를 통신하기 위한 채널과 다른 피드백 채널을 통하여 상기 피드백 신호를 상기 통합 유지 관리부로 송신할 수 있다.

본 발명에서 상기 제2 통신부 및 제3 통신부는 범용 비동기화 송수신기(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)를 더 포함하고, 상기 범용 비동기화 송수신기를 이용하여 상기 상태 데이터 및 환경 데이터를 직렬화하여 송신할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 각각 별도의 보조 전원부를 더 포함하고, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 외부의 전원 공급이 차단되는 경우에도 동작할 수 있다.

본 발명에서 상기 상태 데이터는 상기 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 발전량, 상기 전기 에너지가 저장되는 적어도 하나의 배터리의 충전량, 상기 적어도 하나의 배터리에서 상기 전기 에너지를 저장하는 시간 및 상기 적어도 하나의 배터리에 저장된 상기 전기 에너지를 방전하는 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 기 설정된 포맷은 상기 전기 에너지에 대한 정보들 중 주기적으로 결정되는 주기 정보들이 위치하는 정적 데이터 영역 및 상기 전기 에너지에 대한 정보들 중 비주기적으로 결정되는 비주기 정보들이 위치하는 동적 데이터 영역을 포함하고, 상기 상태 데이터는 상기 정적 데이터 영역 및 상기 동적 데이터 영역에 구분되어 저장될 수 있다.

본 발명에서 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 각각 별도의 보조 전원부를 더 포함하고, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 외부의 전원 공급이 차단되는 경우, 상기 보조 전원부의 전원을 이용할 수 있다.

본 발명에서 상기 태양광 에너지 관리 시스템은 상기 전기 에너지의 주파수 특성을 양방향으로 변환하고, 상기 전기 에너지의 유효 및 무효 전력 품질을 제어하며, 상기 전기 에너지의 최대 전력을 제어함으로써 하기 위한 전력 변환부; 및 상기 태양광 에너지 관리 시스템과 연동되어 상기 전기 에너지의 사용 현황을 실시간으로 확인하고 조작하기 위한 지능형 원격 검침부; 를 더 포함하고, 상기 전력 변환부 및 상기 원격 검침부는 상기 원격 유지 제어부와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

본 발명에서 상기 통합 유지 관리부는 상기 원격 유지 제어부로부터 수신된 상태 데이터를 저장하기 위한 데이터 베이스; 상기 기 설정된 순서에 따라 제공되는 경보를 상기 태양광 에너지 관리 시스템의 사용자에게 출력하는 제2 출력부; 및 상기 상태 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 감지된 이상 여부에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말을 제어하는 통합 유지 프로세서; 를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 통합 유지 프로세서는 상기 원격 유지 제어 단말들의 접속 주기에 기초하여, 상기 복수의 원격 제어 단말들의 접속 패턴을 결정하고, 상기 결정된 원격 유지 제어 단말들의 접속 패턴에 따라 비동기적으로 접속된 복수의 상기 상태 데이터를 처리할 수 있다.

본 발명에서 상기 통합 유지 프로세서는 상기 복수의 원격 유지 제어 단말들의 비동기적으로 접속하는 경우, 상기 결정된 접속 패턴을 이용하여 현재 통합 유지 관리부의 상태 데이터처리량을 수치화하고, 상기 통합 유지 관리부에 연결된 복수의 원격 제어 단말들의 라이브러리 정보에 기초하, 비동기적으로 접속된 복수의 원격 유지 제어 단말들 중, 동시에 처리 가능한 소정의 원격 제어 단말들로부터의 상태 데이터를 처리할 수 있다.

본 발명에서 상기 통합 유지 프로세서는 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 상기 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 알리기 위한 알림 경보를 제공하고, 상기 제공된 알림 경보에 응답하여, 상기 태양광 에너지 관리 시스템의 사용자로부터의 입력이 수신되지 않는 경우, 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단함과 함께 차단 경보를 제공하도록 상기 제2 출력부를 제어할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 태양광 에너지 시스템 관리 방법은 광 에너지를 수집하기 위한 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지에 대한 정보, 상기 광 에너지가 수집되는 장소 및 상기 태양 전지 모듈의 상태에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 환경 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 환경 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링된 상기 전기 에너지의 상태를 이용하여 상기 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 경보를 제공하고, 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단하는 단계; 를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 모니터링하는 단계는 상기 획득된 환경 데이터를 이용하여 상기 전기 에너지의 상태에 관한 상태 데이터를 결정하는 단계; 상기 결정된 상태 데이터를 기 설정된 데이터 포맷으로 변환하고, 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터를 이용하여 상기 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 분석하는 단계; 및 상기 전기 에너지의 상태를 분석한 결과 및 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터를 상기 상태 데이터의 전송 타입에 기초하여 선택된 적어도 하나의 통신 채널을 통하여 상기 통합 유지 관리부로 송신하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 컴퓨터에서 상기한 태양광 에너지 시스템 관리 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 개시한다.

본 발명에 따르면, 설치 및 생산 비용이 낮고, 범용 통신을 기반으로 함에 따라, 저 비용으로도 태양광 에너지에 대한 유지 및 관리가 가능하다.

특히, 안정적인 데이터 송수신을 기반으로, 무선 통신을 이용하여 태양광 에너지를 관리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 2의 실시 예에서 통합 유지 관리부의 확대 블록도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 태양광 에너지 시스템 관리 방법의 흐름도이다.
도 5는 도 4의 실시 예에서 모니터링하는 단계를 세부적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 원격 유지 제어부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른, 태양광 에너지 관리 시스템 내의 DC-DC 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 LoRa 통신 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 LoRa 통신 모듈 칩의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 통합 유지 관리부가 제공하는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 통합 유지 관리부가 제공하는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 또 다른 실시 예에 따른 통합 유지 관리부가 제공하는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시 예에 따른, 원격 유지 제어부에서 처리되는 상태 데이터의 데이터 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 원격 유지 제어부를 운영하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 용어를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하에서 설명하는 각 단계는 하나 또는 여러 개의 소프트웨어 모듈로도 구비가 되거나 또는 각 기능을 담당하는 하드웨어로도 구현이 가능하며, 소프트웨어와 하드웨어가 복합된 형태로도 가능하다.

각 용어의 구체적인 의미와 예시는 각 도면의 순서에 따라 이하 설명 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 파일 액세스 설정 장치의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 센서부(100), 원격 유지 제어부(200) 및 통합 유지 관리부(300)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 인버터, 접속반, 배터리 관리부(BMS), 전력 변환부 및 원격 검침부를 더 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니며, 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 태양광 에너지 관리 시스템(10)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 태양광 에너지 관리 시스템(10)이 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 광 에너지를 수집하기 위한 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지에 대한 정보를 포함하는 환경 데이터를 센서부(100)로부터 획득하고, 획득된 환경 데이터에 기초하여 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하며, 상기 모니터링된 전기 에너지의 상태를 이용하여 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 경보를 제공하거나, 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 단위 지역 별로 설치되는 복수의 원격 유지 제어 단말(RMC, Remote Maintenance Controller) 모듈을 이용함으로써 지역 단위 원격 유지 제어 단말들간의 로컬 데이터를 캐쉬처리할 수 있으며, 센서부(100)로부터 획득된 환경 데이터에 기초하여 기 설정된 데이터 포맷으로 결정되는 상태 데이터를 이용함으로써 시스템 내 데이터의 손실 위험률을 낮출 수 있어, 안정적으로 태양광 에너지를 관리할 수 있다.

일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)내 센서부(100), 원격 유지 제어부(200) 및 통합 유지 관리부(300) 중 적어도 하나의 모듈은 리눅스 기반 임베디드 장치(Embedded Device)로 구현될 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 저비용 RMC 모듈을 이용함으로써 산업 현장 전반에 설치 장소에 구애받지 않고 설치될 수 있다.

본 개시에 따른 센서부(100)는 태양광 전지 모듈, 태양광 전지 모듈이 설치되는 장소의 적어도 일부에 기 설치되는 복수 타입의 환경 센서들을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 환경 센서들은 원격 유지 제어부(100)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 태양광 전지 모듈 또는 태양광 전지 모듈이 위치하는 외부 환경의 온도를 측정하기 위한 온도 센서, 상기 태양광 전지 모듈에 경사로 입사되는 일사량을 측정하는 경사 일사량 센서, 태양광 전지 모듈에 수평으로 입사되는 일사량을 측정하기 위한 수평 일사량 센서, 태양광 전지 모듈의 자세, 태양광 전지 모듈의 위치 좌표를 측정하기 위한 위치 센서(예컨대 GPS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에서 센서부(100)는 상기 전술한 센서들 외에 필요한 경우 추가로 환경 데이터 분석을 위해 필요한 센서들을 더 포함할 수 있으며, 전술한 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 센서부(100)는 광 에너지를 수집하기 위한 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지에 대한 정보, 상기 광 에너지가 수집되는 장소 및 상기 태양 전지 모듈의 상태에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 환경 데이터를 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 원격 유지 제어부(200)는 데이터 수집부(220), 원격 유지 프로세서(240) 및 통신 인터페이스(260)를 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면 원격 유지 제어부(200)는 후술하는 바와 같이, 제1 출력부 및 메모리를 더 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니며, 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 원격 유지 제어부(200)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 원격 유지 제어부(200)가 구현될 수도 있다.

예를 들어, 원격 유지 제어부(200)는 센서부(100)와 유선 또는 무선으로 연결되어 센서부(100)로부터 획득된 환경 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 복수의 원격 유지 제어 단말을 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 원격 유지 제어부(200)는 센서부(100)로부터 주기적으로 환경 데이터를 수집할 수 있으며, 수집 주기 별 원격지 환경 데이터의 처리 상황에 따라, 통합 유지 관리부의 데이터 처리 역량을 지표화할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 원격 유지 제어부(200)는 센서부(100) 및 통합 유지 관리부(300)와의 링크 연결 환경에서, 데이터를 처리하지 않는 원격 유지 제어부(200)내 Dummy 원격 유지 제어 단말을 이용하여 해당 Dummy가 발생시키는 데이터의 처리 여부를 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 원격 유지 제어부(200)에 포함된 원격 유지 제어 단말은 RMC 단말에 대응될 수 있다. 예를 들어, 원격 유지 제어부(200)는 LoRa(Long Range) 모듈을 이용하는 범용 LoRa통신 기술을 이용함으로써, 태양광 에너지 관리 시스템(10)이 저비용으로도 환경 데이터 수집 및 태양광 에너지를 관리할 수 있게 한다.

데이터 수집부(220)는 상기 센서부로부터 획득된 환경 데이터를 수집할 수 있다. 데이터 수집부(200)는 후술하는 바와 같이, 원격 유지 프로세서(240)내 통신 인터페이스와 연결됨으로써 센서부(100)내 복수의 환경 센서들로부터 환경 데이터를 수집할 수 있다.

원격 유지 프로세서(240)는 획득된 환경 데이터를 이용하여 상기 전기 에너지의 상태에 관한 상태 데이터를 결정하고, 상기 결정된 상태 데이터를 기 설정된 데이터 포맷으로 변환하며, 상기 결정된 상태 데이터를 이용하여 상기 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상태 데이터는 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 발전량, 상기 전기 에너지가 저장되는 적어도 하나의 배터리의 충전량, 상기 적어도 하나의 배터리에서 상기 전기 에너지를 저장하는 시간 및 상기 적어도 하나의 배터리에 저장된 상기 전기 에너지를 방전하는 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

통신 인터페이스(260)는 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(260)는 제1 통신 채널을 통하여 원격 유지 제어부(200)를 네트워크 스위치 허브와 연결하고, 제2 통신 채널을 통하여 LoRa 통신을 수행하며, 기 설정된 표준 인터페이스에 따라 센서부(100)로부터 환경 데이터를 수신할 수 있다.

예를 들어, 본 개시에 따른 통신 인터페이스(260)는 LoRa 무선 통신 모듈외에 표준화된 통신 방식 또는 비표준화된 자체 통신 방식을 위한 통신 모듈을 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 본 개시에 따른 통신 인터페이스(260)는 RS-485 통신 모듈, RS-422 통신 모듈, TCP/IP 모듈 및 RF 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 본 개시에 따른 통신 인터페이스(260)는 상태 데이터의 전송 타입에 따라 서로 다른 통신 입력 채널을 사용할 수도 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 통신 인터페이스(260)는 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터의 전송 타입에 기초하여 선택된 적어도 하나의 통신 채널을 통하여 상기 상태 데이터를 상기 통합 유지 관리부로 송신하고, 상기 통합 유지 관리부의 상기 원격 유지 제어 단말의 제어를 위한 단말 제어 신호를 수신할 수 있다.

제1 통신부(미도시)는 제1 통신 채널을 통하여 상기 원격 유지 제어부를 네트워크 스위치 허브와 연결할 수 있다. 제2 통신부(미도시)는 장거리 통신(Long Range Communication)을 수행하기 위한 적어도 하나의 장거리 무선 통신 모듈을 포함하고, 장거리 통신을 위한 제2 통신 채널을 통하여 상기 장거리 통신을 수행할 수 있다. 제3 통신부는 기 설정된 표준 인터페이스에 따라 상기 센서부로부터 환경 데이터를 수신하고, 수신된 환경 데이터를 상기 데이터 수집부로 전송할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 상기 상태 데이터의 송신 타입에 기초하여 선택되고, 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부는 기 설정된 모바일 통신망 또는 방송용 통신망과 연동될 수 있다.

통합 유지 관리부(300)는 모니터링된 상기 전기 에너지의 상태를 이용하여 상기 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 경보를 제공하고 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 원격 유지 제어부의 비동기적 접속 상황에 맞추어, 원격 유지 제어부의 접속 패턴을 분석하고, 분석된 접속 패턴에 기초하여 동시 접속 처리 역량을 지표화 할 수 있다. 또한, 이산적 링크환경에서, 단기적으로 접속하는 네트워크 부하, 장기적으로 동시에 접속하는 네트워크 부하의 처리 여부를 구별하여 확인할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 접속된 원격 유지 제어부 내 원격 유지 제어 단말들 중 데이터를 처리하지 않는 Dummy 원격 유지 제어 단말들을 확인할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 복수의 벤더 장비(예컨대 원격 유지 제어부 내 원격 유지 제어 단말들)의 라이브러리 구현에 따라 동시 처리 가능한 벤더 별 장비의 수량을 수치화할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 센서부(100)내의 환경 센서들, 인버터, 접속반, 수배전반 시설등의 전력 통신 장비들의 통신 역량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 통합 유지 관리부(300)는 태양광 에너지 관리 시스템(10)내부 송수신된 10종 이상의 벤더 장비(예컨대 원격 유지 제어부 내 원격 유지 제어 단말들)의 송수신 데이터를 측정하고, 시스템의 구성(configuration)과정 없이 각 벤더 장비의 통신 지원이 가능한지 여부를 측정할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자로부터 소정의 기간 동안 데이터 베이스에 저장된 환경 데이터 및 상태 데이터 중 적어도 하나의 데이터에 대한 조회 요청을 수신할 수 있고, 사용자로부터 데이터에 대한 조회 요청이 수신되는 경우, 데이터 베이스에서 해당 기간 별 환경 데이터 및 상태 데이터를 검색한 후, 검색된 환경 데이터 및 상태 데이터를 사용자에게 제공할 수 있다.

데이터 베이스(320)는 원격 유지 제어부로부터 수신된 상태 데이터를 저장할 수 있다. 본 개시에 따른 데이터 베이스(320)는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다.

내장 메모리는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 외장 메모리는 플래시 드라이브(flash drive), CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 포함할 수 있다.

외장 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 태양광 에너지 관리 시스템(10)과 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 데이터 베이스(320)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, 통합 유지 관리부(300), 제2 출력부(340) 등으로 분류될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 데이터 베이스(320)에 수집 저장된 데이터들을 기 설정된 정규화 알고리즘에 따라 정규화 할 수 있다.

제2 출력부(340)는 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말들에 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 제공되는 경보를 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자에게 제공할 수 있다. 본 개시에 따른 제2 출력부(340)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 진동 신호를 출력할 수 있으며, 제2 출력부(340)는 디스플레이부, 음향 출력부 및 진동 모터를 포함할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이부는 통합 유지 관리부(300)에서 처리되는 정보를 표시 출력하기 위한 화면을 포함한다. 또한, 화면은 영상을 디스플레이 할 수 있다.

예를 들면, 화면의 적어도 일부는 복수의 태양 전지 모듈로부터 생성되는 전기 에너지에 기초하여, 총 생산되는 전기 에너지의 발전량, 출력, 현재 해당 태양 전지 모듈이 위치하는 지역의 날씨등을 디스플레이 할 수 있다. 음향 출력부는 통합 유지 프로세서(360)로부터 수신되거나 데이터 베이스(320)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력부는 통합 유지 관리부(300)에서 수행되는 기능 (예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음, 알림음)과 관련된 음향 신호를 출력할 수 있다.

통합 유지 프로세서(360)는 상태 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 감지된 이상 여부에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말을 제어할 수 있다.

본 개시에 따른 통합 유지 프로세서는 원격 유지 제어 단말들의 접속 주기에 기초하여, 상기 복수의 원격 제어 단말들의 접속 패턴을 결정하고, 상기 결정된 원격 유지 제어 단말들의 접속 패턴에 따라 비동기적으로 접속된 복수의 상기 상태 데이터를 처리할 수 있다.

본 개시에 따른 통합 유지 프로세서(360)가 원격 유지 제어 단말을 제어하는 것은 원격 유지 제어 단말들이 연결된 단위 태양광 전지 모듈 집합을 제어하는 것일 수 있다. 예를 들어, 통합 유지 프로세서(360)는 원격 유지 제어부(200)로부터 상태 데이터를 수신하거나, 센서부(100)로부터 환경 데이터를 수신함으로써 태양광 에너지 관리 시스템을 안정적으로 운영할 수 있다.

인버터(미도시)는 전기 에너지를 적어도 하나의 배터리에 저장하고, 상기 배터리에 저장된 전기 에너지를 방전하기 위해 상기 전기 에너지의 주파수 특성을 변환할 수 있다.

예를 들어, 본 개시에 따른 인버터는 원격 유지 단말들에 이상이 발생하거나, 인버터 자체에 이상이 발생하는 경우 원격 유지 제어부 또는 통합 유지 관리부의 제어에 의해 차단될 수 있다. 본 개시에 따른 인버터 및 접속반은 원격 유지 제어부 또는 통합 유지 관리부의 제어에 의해 반응 시간이 최소화되도록 설계될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 본 개시에 따른 인버터는 원격 유지 제어 단말에 포함된 모듈에 따라 서로 다른 통신 규약들을 내장할 수 있다.

접속반(미도시)은 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지를 분석하고, 상기 전기 에너지의 분석 결과에 기초하여 상기 전기 에너지의 전기적 특성을 결정할 수 있다. 본 개시에 따른 전기 에너지의 전기적 특성은 복수의 태양광 전지 모듈에서 출력되는 전류, 전압 및 전력 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 접속반은 채널 별 이상 상황이 발생하였는지 여부를 감시할 수 있으며, 이상이 발생하는 경우 원격 유지 제어부 또는 통합 유지 관리부의 제어에 의해 차단될 수 있다.

배터리 관리부(BMS)는 배터리를 이용하여 상기 전기 에너지의 저장 및 방전을 관리할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리부는 원격 유지 제어부 또는 통합 유지 관리부에 의해 제어될 수 있고, 복수의 에너지 저장소(예컨대 배터리)와 연결되어 배터리에 저장되는 전기 에너지를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 상기 인버터, 접속반 및 배터리 관리부는 상기 센서부와 전기적으로 연결되어 상기 전기 에너지를 송수신할 수 있다.

전력 변환부(PCS)는 전기 에너지의 주파수 특성을 양방향으로 변환하고, 상기 전기 에너지의 유효 및 무효 전력 품질을 제어하며, 상기 전기 에너지의 최대 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 전력 변환부는 에너지 저장소에 에너지를 저장하기 위해 교류 전류를 직류로 변환하고, 에너지 저장소에 저장된 에너지를 방전하기 위해 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 전력 변환부는 통합 유지 관리부 또는 원격 유지 제어부의 제어에 의해, 전력변환기능, 감시 제어 기능, 계통연계보호독립 운전 기능(예컨대, 신재생 에너지, 태양광 풍력 기타 계통 연계운전이 가능, 계통전원이 없을때는 배터리를 활용한 운전 가능)을 수행할 수도 있다.

본 개시에 따른 감시 제어 기능은 전기 에너지의 유효 전력, 무효 전력 품질 제어, 전기 에너지의 전압 측정, 태양 전지 모듈의 최대 전력점 추정 제어 기능을 포함할 수 있고, 계통 연계보호 기능은 정전 시 복수의 태양 전지 모듈의 집합으로 구성되는 단위 계통을 보호할 수도 있다.

지능형 원격 검침부는 스마트 미터기, 데이터 관리 시스템 및 과금 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지능형 원격 검침부는 태양광 에너지 관리 시스템과 연동되어 상기 전기 에너지의 사용 현황을 실시간으로 확인하고 조작할 수 있다.

예를 들어, 지능형 원격 검침부는 센서부(100) 및 원격 유지 제어부(200)와 연동되고, 원격 유지 제어부(200)의 통신부를 이용하여 원격으로 에너지 사용량을 검침하며, 원격 유지 제어부의 양방향 데이터 송수신 채널을 통하여 에너지 사용량을 효율적으로 관리할 수 있다. 본 개시에 따른 통합 유지 관리부는 지능형 원격 검침부를 이용하여 검침된 에너지 사용량을 측정함으로써 지역 별 태양광 에너지 소비 성향, 태양광 에너지 수요 분석, 태양광 에너지 절감 방법 등을 태양광 에너지 관리 시스템의 사용자에게 제공할 수 있다.

본 발명에서 상기 전력 변환부 및 상기 지능형 원격 검침부는 원격 유지 제어부(200)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

도 2는 일 실시 예에 따른 태양광 에너지 관리 시스템의 블록도이다.

원격 유지 제어부(200)는 데이터 수집부(220), 원격 유지 프로세서(240), 통신 인터페이스(260), 제1 출력부(280) 및 메모리(290)를 포함할 수 있다.

데이터 수집부(220)는 통신 인터페이스(260)와 연결되어 센서부(100)로부터 전기 에너지의 상태에 관한 환경 데이터를 수신할 수 있다. 본 개시에 따른 데이터 수집부(220)는 통신 방식에 따라 서로 다른 방식으로 데이터를 수집(예컨대, 통신 인터페이스의 서로 다른 통신 모듈을 이용함으로써 데이터를 수집)할 수 있다. 원격 유지 프로세서(240)는 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 단일 또는 하나 이상의 프로세서를 조합하여 사용함으로써, 원격 유지 제어부(200) 내의 각 모듈의 기능을 수행할 수 있다.

원격 유지 프로세서(240)는 상기 제1 통신부 및 제2 통신부의 데이터 송수신에 이상이 발생하는 경우, 상기 이상을 경고하기 위한 피드백 신호를 생성하고, 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부는 상기 상태 데이터를 통신하기 위한 채널과 다른 피드백 채널을 통하여 상기 피드백 신호를 상기 통합 유지 관리부로 송신할 수 있다. 원격 유지 프로세서(240)는 도 1의 원격 유지 프로세서(240)와 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

통신 인터페이스(260)는 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터의 전송 타입에 기초하여 선택된 적어도 하나의 통신 채널을 통하여 상기 상태 데이터를 상기 통합 유지 관리부로 송신하고, 상기 통합 유지 관리부의 상기 원격 유지 제어 단말의 제어를 위한 단말 제어 신호를 수신할 수 있다.

예를 들어, 본 개시에 따른 통신 인터페이스(260)는 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부를 포함할 수 있고, 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부 각각은 표준화된 통신 방식을 위한 데이터 소켓(예컨대 MODBUS, SCADA) 및 상기 표준화된 통신 방식을 위한 데이터 소켓과 다른 비표준화된 자체 통신 방식을 위한 데이터 소켓을 각각 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 제2 통신부 및 제3 통신부는 범용 비동기화 송수신기(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)를 더 포함하고, 상기 범용 비동기화 송수신기를 이용하여 상기 상태 데이터 및 환경 데이터를 직렬화하여 송신할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 각각 별도의 보조 전원부를 더 포함하고, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 외부의 전원 공급이 차단되는 경우에도 동작할 수 있다. 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 각각 별도의 보조 전원부를 더 포함하고, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 외부의 전원 공급이 차단되는 경우, 상기 보조 전원부의 전원을 이용할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 본 개시에 따른 통신 인터페이스(260)는 기 설정된 모바일 통신망 또는 방송용 통신망과 연동될 수 있다. 본 개시에 따른 통신 인터페이스(260)는 SK 통신 망 연동용 데이터 처리가 가능한 LoRa 통신 모듈을 포함하고, LoRa 통신 모듈을 이용하여 SK 통신 망과 연동하여 환경 데이터 및 상태 데이터중 적어도 하나를 처리할 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 통신 인터페이스(260)는 내부에 포함된 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부 중 적어도 하나의 모듈에 이상이 발생하는 경우, 이상이 발생하지 않은 다른 통신 모듈을 이용하여 환경 데이터 및 상태 데이터 중 적어도 하나를 처리할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 제1 통신부는 1차 통신 채널로써 Ethernet을 포함할 수 있고, 제2 통신부는 보조 통신 채널로써 LoRa 통신을 포함할 수 있다. 또한 일 실시 예에 의하면, 제3 통신부는 내부 통신 채널로써 Modbus_RTU, Modbus_TCP, RF (400MHz band) 및 RS-485/422를 포함할 수 있다.

제1 출력부(280)는 환경 데이터를 기초로 결정된 상태 데이터를 이용하여 상기 원격 유지 제어 단말의 이상 여부에 대한 정보를 출력할 수 있다. 본 개시에 따른 제1 출력부(280)는 도 1의 통합 유지 관리부(300)내의 제2 출력부(340)에 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

메모리(290)는 상기 환경 데이터 및 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터를 기 설정된 기간 동안 저장할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 원격 유지 제어부는 메모리(290)에 데이터가 저장되는 기간을 설정할 수 있으며, 결정된 상태 데이터를 통합 유지 관리부로 전송하기에 앞서, 결정된 상태 데이터를 기 설정된 기간 동안 저장할 수 있다.

메모리(290)는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 내장 메모리는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

외장 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 원격 유지 제어부(200)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 메모리(290)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, 데이터 수집부(200) 및 통신 인터페이스(260)등으로 이에 한정되는 것은 아니다.

또 다른 실시 예에 따르면, 원격 유지 제어부(200)는 센서부(100)로부터 수신한 환경 데이터를 정규화하여 메모리(290)에 저장할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 원격 유지 제어부(200)는 센서부(100)로부터 수신한 환경 데이터로부터 결정된 상태 데이터를 정규화하여 메모리(290)에 저장할 수 있다.

예를 들어, 본 개시에 따른 원격 유지 제어부(200)는 메모리(290)에 저장된 환경 데이터 또는 상태 데이터를 주기적으로 통합 유지 관리부로 전송할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 원격 유지 제어부(200)는 일 또는 주 단위로 메모리(290)에 저장된 환경 데이터 또는 상태 데이터를 통합 유지 관리부(300)로 전송할 수 있다.

도 3은 도 2의 실시 예에서 통합 유지 관리부의 확대 블록도이다.

통합 유지 관리부(300)는 데이터 베이스(320), 제2 출력부(340) 및 통합 유지 프로세서(360)를 포함할 수 있다. 예를 들어 통합 유지 관리부(300)는 지역 단위 별로 설치된 복수의 태양 전지 모듈과 연결된 원격 유지 제어단말들로부터 LoRa 통신을 이용하여 환경 데이터 또는 환경 데이터에 기초하여 결정된 상태 데이터를 수신하고, 수신된 상태 데이터를 이용하여 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말들을 제어할 수 있다.

데이터 베이스(320)는 도 1의 데이터 베이스(320)의 구성과 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 제2 출력부(340)는 도 1의 제2 출력부(340)의 구성과 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

통합 유지 프로세서(360)는 상기 복수의 원격 유지 제어 단말들의 비동기적으로 접속하는 경우, 상기 결정된 접속 패턴을 이용하여 현재 통합 유지 관리부의 상태 데이터처리량을 수치화하고, 상기 통합 유지 관리부에 연결된 복수의 원격 제어 단말들의 라이브러리 정보에 기초하여, 비동기적으로 접속된 복수의 원격 유지 제어 단말들 중, 동시에 처리 가능한 소정의 원격 제어 단말들로부터의 상태 데이터를 처리할 수 있다.

상기 통합 유지 프로세서(360)는 상기 복수의 원격 유지 제어 단말들의 비동기적으로 접속하는 경우, 상기 결정된 접속 패턴을 이용하여 현재 통합 유지 관리부의 상태 데이터 처리량을 수치화하고, 상기 통합 유지 관리부에 연결된 복수의 원격 제어 단말들의 라이브러리 정보에 기초하여, 비동기적으로 접속된 복수의 원격 유지 제어 단말들 중, 동시에 처리 가능한 소정의 원격 제어 단말들로부터의 상태 데이터를 처리할 수 있다.

또한, 통합 유지 프로세서(360)는 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 상기 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 알리기 위한 알림 경보를 제공하고, 상기 제공된 알림 경보에 응답하여, 상기 태양광 에너지 관리 시스템의 사용자로부터의 입력이 수신되지 않는 경우, 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단함과 함께 차단 경보를 제공하도록 상기 제2 출력부를 제어할 수 있다.

통합 유지 프로세서(360)는 도 1의 통합 유지 프로세서(360)의 구성과 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 4는 일 실시 예에 따른 태양광 에너지 시스템 관리 방법의 흐름도이다.

본 개시에 따른 태양광 에너지 시스템 관리 방법(S10)은 태양광 에너지 관리 시스템(10)에서 시계열적으로 수행되는 하기의 단계들을 포함한다.

S420에서, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 센서부(100)로부터 환경 데이터를 획득할 수 있다. 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 다양한 환경 센서들로부터 센싱 되는 환경 데이터들을 획득하기 위하여 LoRa 통신 모듈을 이용하여 센서부(100)로부터 환경 데이터들을 획득할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 태양광 에너지 관리 시스템(10) 은 LoRa 통신 모듈 외에도, Ethernet, 기타 RF 통신 방식을 통하여도 환경 데이터를 수신할 수 있다.

S440에서, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 태양전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링할 수 있다.

예를 들어, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태에 대한 정보를 포함하는 환경 데이터를 수신하고, 수신된 환경 데이터를 이용하여, 전기 에너지의 상태에 관한 상태 데이터를 결정할 수 있다.

예를 들어, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 수신된 환경 데이터에 기초하여, 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링함으로써 어떤 지역의 태양 전지 모듈에 이상이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있고, 이상이 발생한 태양 전지 모듈에 연결되는 원격 유지 제어 단말을 차단하거나, 이상이 발생한 태양 전지 모듈에 연결되는 원격 유지 제어 단말의 사용자에게 경고 등을 제공할 수 있다.

S460에서, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 원격 유지 제어 단말을 제어할 수 있다. 예를 들어, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 모니터링된 전기 에너지의 상태를 이용하여 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상이 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 원격 유지 제어 단말을 제어할 수 있다. 예를 들어, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 총 4단계를 포함하는 원격 유지 제어 단말 제어 과정을 수행할 수 있다.

예를 들어, 1 단계에서, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 내부 계측 데이터, 발전량 데이터, AC상간 전압/전류 데이터, 역률/유효무효전력 DC 채널별 전압 전류등을 측정한다.

2 단계에서, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 교류 전력 데이터에 이상이 발생되면, 직류 전압 전류 및 태양광 에너지 관리 시스템(10)내 내부 온도 이상을 측정 후, 사용자에게 경보를 제공할 수 있다.

3 단계에서, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 경보 제공 후, 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자로부터 추가 사용자 입력이 수신되지 않고, 태양광 에너지 관리 시스템(10)내 모듈에 이상 상황이 지속되는 경우, 이상 상황이 지속되는 모듈을 차단하기 위한 강제 차단 경보를 제공함과 함께 기 설정된 시간 동안 태양광 에너지 관리 시스템(10)으로부터 추가적인 사용자 입력이 없는 경우, 이상 상황이 지속되는 모듈을 강제로 차단할 수 있다.

4단계에서, 또한, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 이상 상황이 해제되는 경우 경보를 중지할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 이상 상황이 발생한 모듈을 차단한 후, 이상원인 및 모듈 차단 수행 결과 여부를 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자에게 제공할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 본 개시에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 상태 데이터로부터 획득되는 전기 에너지의 전기적 특성에 대한 기준 값 및 운전 범위를 미리 데이터 베이스에 저장하고, 실 시간으로 획득되는 상태 데이터에 포함된 전기적 특성을 데이터 베이스에 저장된 기준 값 및 운전 범위와 비교함으로써 사용자에게 경보를 제공할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 태양 전지 모듈이 건물에 설치되는 경우, 건물 단위로 생산되는 태양광 에너지 및 소비 현황을 분석할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 에너지 용도별, 수요처 별로 에너지 소비량을 분석하고, 건물 에너지의 효율 수준 및 최대 전력 수요를 분석할 수도 있다.

특히 본 개시에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 소모 예상 에너지를 분석하고, 분석된 소모 에상 에너지를 이용하여 복수의 원격 유지 제어 단말들에 연결된 태양 전지 모듈을 제어할 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 건물 내 자동화 시스템과 연동하여 태양 전지 모듈을 제어하거나, 센서부(100)의 환경 센서들과 직접 통신함으로써 태양 전지 모듈 및 원격 유지 제어 단말들을 제어할 수 있다.

도 5는 도 4의 실시 예에서 모니터링하는 단계를 세부적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

S520에서, 원격 유지 제어부는 센서부(100)로부터 수신된 환경 데이터를 이용하여 상태 데이터를 결정할 수 있다. 본 개시에 따른 상태 데이터는 상기 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 발전량, 상기 전기 에너지가 저장되는 적어도 하나의 배터리의 충전량, 상기 적어도 하나의 배터리에서 상기 전기 에너지를 저장하는 시간 및 상기 적어도 하나의 배터리에 저장된 상기 전기 에너지를 방전하는 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

S540에서, 원격 유지 제어부는 환경 데이터에 기초하여 전기 에너지의 상태를 분석할 수 있다. 예를 들어, 원격 유지 제어부는 환경 데이터에 기초하여, 현재 전기 에너지의 전류, 전압, 전력 및 주파수 특성을 측정함으로써 현재 전기 에너지의 상태를 분석할 수 있다.

S560에서, 원격 유지 제어부는 결정된 상태 데이터를 통합 유지 관리부로 전송할 수 있다. 원격 유지 제어부는 결정된 상태 데이터의 전송 타입에 기초하어 서로 다른 통신 방식으로, 상태 데이터를 통합 유지 관리부로 전송할 수 있다.

도 6은 또 다른 실시 예에 따른 원격 유지 제어부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

또 다른 실시 예에 의하면, 원격 유지 제어부는 네트워크 연결부(604), 필터(606), 매칭회로(608), 제1 출력부(610), UART(620), 시스템 통신 인터페이스(622), LoRa 무선 통신 모듈(624), RS232/RS485(626) 통신 모듈, PWM(630), GPIOs(642), I2C(644), ADC port(646) 및 Adress port(648)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 네트워크 연결부(604)는 스위치 허브(602)와 연결되어 네트워크 단위들 중 선택된 네트워크와 통신을 수행할 수 있다. 필터(606)와 매칭회로(608)는 원격 유지 제어부(200)가 외부 디바이스(20)와 연결되는 경우, 임피던스 매칭을 수행함으로써 외부 디바이스와의 통신 품질을 향상시킬 수 있다. 제1 출력부(610)는 도 2의 제1 출력부(280)에 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

예를 들어, UART(620)는 시스템 통신 인터페이스(622), LoRa 무선 통신 모듈(624) 및 RS232/RS485(626)과 연결되고, 원격 유지 제어부(200)가 센서부(100)로부터 수신한 환경 데이터 또는 메모리에 저장된 데이터를 병렬적으로 수집하고, 직렬화할 수 있다. UART(620)는 범용 비동기화 송수신기(universal asynchronous receiver transmitter)일 수 있다.

PWM(630, Pulse Width Modulation)은 태양전지 모듈로부터 출력된 전기 에너지에 대해 펄스 방식 변조를 수행함으로써 전기 에너지를 배터리에 충전하는 동안, 태양 전지 모듈과 동일한 전류를 허용하되, 전기 에너지를 충전 전압으로 변경하여 배터리에 에너지가 빠르게 충전되게 할 수 있다. 일 실시 예에 의하면 PWM(630)은, 배터리가 일정 전압에 접근하는 경우, 배터리를 태양 전지 모듈과 연결하거나 차단하는 스위칭 동작을 빠르게 수행함으로써 배터리가 과충전되는 것을 방지하고, 효율적으로 배터리가 충전되게 할 수 있다.

시스템 통신 인터페이스(622)는 태양광 에너지 관리 시스템(10)내 모듈 간 데이터의 송수신을 수행할 수 있다. LoRa 무선 통신 모듈(624)은 센서부(100) 및 원격 유지 제어부와 LoRa 무선 통신을 수행할 수 있다. RS232/RS485(626) 통신 모듈은 UART(620)모듈과 함께 직렬화된 데이터의 통신을 수행할 수 있다. GPIOs(642) 및 I2C(644)는 원격 유지 제어부 내 모듈간 통신을 위한 입출력 인터페이스로서 원격 유지 제어부 내 모듈간 통신 또는 원격 유지 제어부(200)와 센서부(100)사이에서 환경 데이터를 송수신할 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른, 태양광 에너지 관리 시스템 내의 DC-DC 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.

본 개시에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 내부의 각 모듈에 전원을 공급하기 위한 DC-DC 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 DC-DC 컨버터는 필터 및 매칭 회로에 기초하여 외부 노이즈를 감소시키고, 통신 인터페이스 내 각 통신부 별로 서로 다른 방식으로 설계될 수 있다.

일 실시 예에 의하면 DC-DC 컨버터는 입력 전압(702)이 인가되는 입력 필터(706), 원격 전원 제어(704) 모듈이 인가되는 전원 인가부(708), 전원 인가부(708), U/OVLO 및 적어도 하나 이상의 스위칭 소자를 제어하기 위한 제1 제어부(710), 인버터 내 입력 전압과 인가되는 측과 전압이 출력되는 측을 구분하는 격리벽(712), 변환된 전압 신호를 동기화하여 정류하는 동기 정류기(714, 718), 제1 커패시터(736), 제2 커패시터(738), 출력전압(740)과 피드백 전압(732)이 출력되는 출력단자, TRIM(734), 과열 보호 회로(720), 과전압 보호 회로(728), 피드백 전압을 제어하는 피드백 제어부(722), 과열 및 과전압 상태 결정을 위한 임계 전류를 제공하는 임계 전류 제공부(726) 및 피드백 제어부와 과열 보호회로 및 과전압 보호회로를 제어하는 제2 제어부(724)를 포함할 수 있다.

도 8은 일 실시 예에 따른 LoRa 통신 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

태양광 에너지 관리 시스템(10)은 LoRa 무선 통신을 이용하여 저비용으로 태양광 에너지를 관리할 수 있다. 예를 들어, 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 LoRa 무선 통신(812)를 이용하여, 미리 결정된 지역 별로 설치된 환경 센서(810)들로부터 전기 에너지에 대한 정보, 상기 광 에너지가 수집되는 장소 및 상기 태양 전지 모듈의 상태에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 환경 데이터를 수신할 수 있다.

태양광 에너지 관리 시스템(10)은 복수의 RMC 단말들을 포함하는 원격 유지 제어부 내 미리 설정된 통신 채널(예컨대 게이트 웨이, 814)를 통하여, 환경 데이터들 각각을 수신하고, 수신된 환경 데이터들에 MAC 어드레스를 할당할 수 있다. 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 MAC 어드레스가 할당된 환경 데이터들을 TCP/IP Ehernet(818) 통신을 이용하여 통합 유지 관리부가 연결된 네트워크(820)로 전송할 수 있다. 통합 유지 관리부는 기 설치된 애플리케이션(822)를 실행하고, 실행된 애플리케이션 상에서, 수신된 환경 데이터들에 기초하여 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말들을 제어할 수 있다.

도 9는 일 실시 예에 따른 LoRa 통신 모듈 칩의 예를 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 의하면, 본 개시에 따른 LoRa 통신 모듈은 가로(902) 70mm, 세로(904) 80mm 규격으로 설계될 수 있다. 본 개시에 따른 LoRa 통신 모듈은 RMC 모듈 내 네트워크 인터페이스 상황에 따라 규격이 변경될 수 있으며, 전술한 실시 예에 제한되는 것은 아니다.

도 10은 일 실시 예에 따른 통합 유지 관리부가 제공하는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 제2 출력부(340)를 통하여 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자에게 지역별 발전량(1020) 및 원격 유지 제어부(200)와 연결되는 태양 전지 모듈들이 설치된 GPS 데이터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 통합 유지 관리부(300)는 제2 출력부(340)의 디스플레이 상에 현재 설치된 태양 전지 모듈의 총 설비 용량(1010), 현재 태양 전지 모듈들에서 출력되고 있는 현재 출력량(1012), 금일 발전량(1014), 태양 전지 모듈의 가동율(1016) 및 태양 전지 모듈들이 설치된 지역의 날씨(1018)에 대한 정보를 제공할 수 있다.

예를 들어, 통합 유지 관리부(300)는 지역별로 설치된 태양 전지 모듈들의 발전량을 배터리 모양으로 그래픽화(1022)함으로써 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자가 쉽게 지역별 발전량을 체크하도록 할 수 있다.

도 11은 또 다른 실시 예에 따른 통합 유지 관리부가 제공하는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.

또 다른 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 제2 출력부(340)를 통하여 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자에게 특정 태양 전지 모듈들에 입사되는 경사 일사량(1102), 수평 일사량(1104), 태양 전지 모듈의 모듈 온도(1106) 및 태양 전지 모듈이 위치하는 지역의 외기 온도(1108)을 제공할 수도 있다. 또한, 통합 유지 관리부(300)는 특정 태양 전지 모듈들에 입사되는 경사 일사량(1102), 수평 일사량(1104), 태양 전지 모듈의 모듈 온도(1106) 및 태양 전지 모듈이 위치하는 지역의 외기 온도(1108)외에도, 현재 태양 전지 모듈로부터 생성된 전기 에너지의 현재 출력(1112), 금일 발전 시간(1114), 금일 발전량(1116), 연간 발전량(1118) 및 누적 발전량(1120)을 제공할 수도 있다.

예를 들어, 통합 유지 관리부(300)는 일별 발전량, 연간 발전량 및 누적 발전량을 체크하기 위하여, 태양 전지 모듈로부터 출력된 전기 에너지에 대한 정보를 데이터 베이스에 누적하여 저장할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 지역 별 태양 전지 모듈들에 인덱스(1122)를 할당하고, 각 지역 별 태양 전지 모듈들을 관리하는 원격 유지 제어부에 접속하기 위한 접속 탭들(1124)을 제공할 수 있다. 또한, 지역 별 태양 전지 모듈들에 연결된 원격 유지 제어부와의 통신을 통하여, 해당 태양 전지 모듈이 발전 중인지 여부와 태양 전지 모듈의 발전량을 사용자에게 간략하게 제공할 수도 있다.

도 12는 또 다른 실시 예에 따른 통합 유지 관리부가 제공하는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.

또 다른 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 기 설정된 통신망을 통하여 요금 정보(1230). 공급 전력(1240), 실시간 소비 전력 현황(1250), 전력 수급 현황(1260), 한전의 공급 전력(1222), 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전력(1224), 배터리에 저장된 전력(1226) 및 전력 변환 장치에서 출력되는 전력(1228)을 사용자에게 디스플레이 할 수 있다. 예를 들어, 통합 유지 관리부(300)는 현재 공급되고 있는 총 공급 전력(1262) 및 총 소비 전력(1264)을 측정하여 디스플레이에 제공할 수도 있고, 한전의 공급 전력(1222), 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전력(1224), 배터리에 저장된 전력(1226) 및 전력 변환 장치에서 출력되는 전력(1228)을 차트 또는 그래픽화하여 사용자에게 제공할 수 있다.

일 실시 예에 의하면 통합 유지 관리부(300)가 제공하는 요금 정보(1230)는 금일 피크(1232) 전력, 피크 절감량(1234), 생산된 태양광 에너지로 인해 감축된 CO₂ 감축량, 생산된 태양광 에너지로 인한 요금 절감량(1238)을 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)가 제공하는 공급 전력(1240)에 대한 정보는 금일 태양광 발전량(1242), 금일 배터리 방전량(1243) 및 연간 예산 공급량(1244)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의하면 실시간 소비 전력 현황(1250)은 시간별 소비 전력(W)의 변화 추세를 차트 형식으로 디스플레이에 제공될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 개시에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되거나, 환경 데이터에 기초하여 태양 전지 모듈로부터 출력된 전기 에너지의 상태에 이상이 발생하는 경우, 기 설정된 순서로 경보를 제공할 수 있다.

S1320에서, 원격 유지 제어부(200)는 통합 유지 관리부(300)로 상태 데이터를 전송할 수 있다. S1340에서, 통합 유지 관리부(300)는 상태 데이터를 수신하고, 수신된 상태 데이터를 이용하여 원격 유지 제어 단말의 이상이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 통합 유지 관리부(300)는 원격 유지 제어 단말이 이상이 감지되는 경우, 이상 경보를 제공할 수 있다.

S1360에서, 통합 유지 관리부(300)는 이상 경보 제공 후에, 태양광 에너지 관리 시스템(10)의 사용자로부터 추가 사용자 입력이 수신되지 않는 경우 차단 경보를 제공할 수 있다.

S1380에서, 통합 유지 관리부(300)는 차단 경보 제공 후 기 설정된 시간 동안 사용자로부터 추가 사용자 입력이 수신되지 않는 경우 이상이 발생된 원격 유지 제어 단말을 차단하고, 차단 결과를 사용자에게 통보할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 통합 유지 관리부(300)는 차단 경보 제공과 함께 이상이 발생된 원격 유지 제어 단말을 차단할 수 있다.

도 14는 일 실시 예에 따른, 원격 유지 제어부에서 처리되는 상태 데이터의 데이터 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

본 개시에 따른 원격 유지 제어부(200)는 환경 데이터로부터 결정된 상태 데이터를 기 설정된 포맷으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 원격 유지 제어부(200)는 상태 데이터를 기 설정된 데이터 포맷으로 변환함으로써 전송 데이터 포맷을 간소화함으로써 통신 비용을 줄이고, 안정적으로 통신을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 본 개시에 따른 기 설정된 포맷은 상기 전기 에너지에 대한 정보들 중 주기적으로 결정되는 주기 정보들이 위치하는 정적 데이터 영역 및 상기 전기 에너지에 대한 정보들 중 비주기적으로 결정되는 비주기 정보들이 위치하는 동적 데이터 영역을 포함하고, 상기 상태 데이터는 상기 정적 데이터 영역 및 상기 동적 데이터 영역에 구분되어 저장될 수 있다.

본 개시에 따른 주기적으로 결정되는 주기 정보들은 일반적인 운영 상황에서 전기 에너지의 상태 데이터를 나타낼 수 있고, 본 개시에 따른 비주기적으로 결정되는 비주기 정보들을 비상 상황에서 전기 에너지의 상태 데이터를 나타낼 수 있다.

즉, 태양광 에너지 관리 시스템은 전기 에너지에 대한 정보들의 특성을 구분하고, 구분된 전기 에너지에 대한 정보들의 특성이 정적 데이터 영역 및 동적 데이터 영역에 구분되게 저장되는 데이터 포맷을 이용함으로써 전송 데이터량을 감소시킬 수 있다.

본 개시에 따른 기 설정된 포맷은 복수의 식별 정보(1421, 1426), CMD(1422), Length(1423), 기본 정보(1424) 및 수집 정보(1425) 카테고리를 포함할 수 있다.

예를 들어, 식별정보(1421, 1426) 카테고리는 해당 데이터 포맷에 따른 상태 데이터를 전송하는 장치와 수신하는 장치를 식별하기 위한 정보들(1440, 1462)을 포함하고, CMD(1422)는 원격 유지 제어부(200) 및 통합 유지 관리부(300)를 제어하기 위한 명령어들을 포함하며, Length(1423)는 해당 상태 데이터 내 기본 정보(1424) 및 수집 정보(1425)의 데이터 길이를 나타낼 수 있다.

또한 일 실시 예에 의하면, 기본 정보(1424)는 태양광 에너지 관리 시스템(10)이 태양광 에너지를 관리하기 위해 필요한 고유 번호(1452), 각 장치들의 통신 정보(1453) 및 해당 상태 데이터가 송수신된 일시(1454)에 대한 정보를 포함할 수 있고, 수집 정보(1425)는 센서부(1425)로부터 수집된 환경 데이터에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 15는 일 실시 예에 따른 원격 유지 제어부를 운영하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 의하면, 본 개시에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 태양광 에너지 관리 시스템(10)이 시계열적으로 수행되는 하기의 태양광 에너지 운영 방법을 통하여 운영될 수 있다. 도 15를 참조하면, RMC(1540)은 본원 원격 유지 제어부에, VD(1560)은 본원 통합 유지 관리부의 구성에 대응될 수 있다.

예를 들어, S1510에서, RMC 모듈(1540)은 RMC 모듈의 시리얼 번호를 VD(1560)으로 전송할 수 있다.

S1512에서 VD(1560)은 수신된 시리얼 번호를 미리 VD에 저장된 시리얼 번호와 비교할 수 있다.

S1514에서, VD(1560)는 일치하는 시리얼 번호가 없는 경우, 정보가 없음 확인하기 위한 정보를 RMC(1540)전송할 수 있다.

S1560에서, RMC 모듈(1540)은 RMC 모듈의 시리얼 번호를 VD(1560)으로 전송할 수 있다.

S1518에서, VD(1560)는 수신된 시리얼 번호를 VD(1560)에 미리 저장된 시리얼 번호와 비교할 수 있다.

S1520에서, VD(1560)은 RMC 모듈(1540)로부터 수신된 시리얼 번호가 미리 저장된 시리얼 번호와 일치하는 경우 장치 설정값을 RMC 모듈로 전송할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 장치 설정값은 RMC 모듈 및 VD의 장치 식별자 외에 시리얼 번호가 일치함을 확인하기 위한 정보를 더 포함할 수 있다.

S1522에서, RMC 모듈(1540) 장치 설정값이 수신되는 경우, 전원을 인가하기 위한 정보를 VD(1560)으로 전송할 수 있다. S1524에서, VD는 전원을 인가하기 위한 정보를 수신하고, 동기 신호를 생성할 수 있다. 본 개시에 따르면 동기 신호는 RMC 모듈(1540)와 VD(1560)데이터 시간 동기를 일치하기 위한 정보를 포함할 수 있다.

S1526에서, VD(1560)는 데이터 시간을 동기화 하고, 데이터 시간이 동기화되었음을 확인하기 위한 정보를 RMC 모듈로 전송할 수 있다.

S1528에서, RMC모듈은 데이터 시간이 동기화되었음을 확인하기 위한 정보를 수신한 후, 센서부(1520)로 환경 데이터에 대한 정보를 요청할 수 있다.

S1530에서, 센서부(1520)는 환경 데이터에 대한 정보의 요청에 응답하여 환경 데이터를 RMC 모듈로 전송할 수 있다.

S1532에서, RMC 모듈은 수집된 환경 데이터, 환경 데이터로 결정된 상태 데이터 중 하나의 데이터를 VD(1560)로 전송할 수 있다.

S1534에서, VD(1560)은 수신된 환경 데이터 및 상태 데이터 중 적어도 하나의 데이터가 수신되는 경우 ACK 신호를 생성할 수 있다.

S1536에서, VD(1560)은 생성된 ACK 신호를 RMC 모듈(1540)으로 전송할 수 있다. 본 개시에 따른 태양광 에너지 관리 시스템(10)은 전술한 태양광 에너지 운영 방법을 수행함으로써 안정적으로 센서부(1520), RMC 모듈(1540) 및 VD(1560)를 관리할 수 있다.

상기 설명된 본 발명의 일 실시예의 방법의 전체 또는 일부는, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 여기에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 전체 또는 일부는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하며, 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

태양광 에너지 관리 시스템에 있어서,
광 에너지를 수집하기 위한 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지에 대한 정보, 상기 광 에너지가 수집되는 장소 및 상기 태양 전지 모듈의 상태에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 환경 데이터를 획득하는 센서부;
상기 센서부와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 센서부로부터 획득된 환경 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 복수의 원격 유지 제어 단말을 포함하는 원격 유지 제어부; 및
상기 모니터링된 상기 전기 에너지의 상태를 이용하여 상기 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 경보를 제공하고 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단하는 통합 유지 관리부; 를 포함하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 태양광 에너지 관리 시스템은
상기 전기 에너지를 적어도 하나의 배터리에 저장하고, 상기 배터리에 저장된 전기 에너지를 방전하기 위해 상기 전기 에너지의 주파수 특성을 변환하는 인버터;
상기 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지를 분석하고, 상기 전기 에너지의 분석 결과에 기초하여 상기 전기 에너지의 전기적 특성을 결정하는 접속반; 및
상기 배터리를 이용하여 상기 전기 에너지의 저장 및 방전을 관리하는 배터리 관리부; 를 더 포함하고,
상기 인버터, 접속반 및 배터리 관리부는 상기 센서부와 전기적으로 연결되어 상기 전기 에너지를 송수신하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 원격 유지 제어부는
상기 센서부로부터 획득된 환경 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
상기 획득된 환경 데이터를 이용하여 상기 전기 에너지의 상태에 관한 상태 데이터를 결정하고, 상기 결정된 상태 데이터를 기 설정된 데이터 포맷으로 변환하며, 상기 결정된 상태 데이터를 이용하여 상기 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 원격 유지 프로세서; 및
상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터의 전송 타입에 기초하여 선택된 적어도 하나의 통신 채널을 통하여 상기 상태 데이터를 상기 통합 유지 관리부로 송신하고, 상기 통합 유지 관리부의 상기 원격 유지 제어 단말의 제어를 위한 단말 제어 신호를 수신하는 통신 인터페이스; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 원격 유지 제어부는
상기 결정된 상태 데이터를 이용하여 상기 원격 유지 제어 단말의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 제1 출력부; 및
상기 환경 데이터 및 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터가 기 설정된 기간 동안 저장되는 메모리; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 통신 인터페이스는
제1 통신 채널을 통하여 상기 원격 유지 제어부를 네트워크 스위치 허브와 연결하는 제1 통신부;
장거리 통신(Long Range Communication)을 수행하기 위한 적어도 하나의 장거리 무선 통신 모듈을 포함하고, 장거리 통신을 위한 제2 통신 채널을 통하여 상기 장거리 통신을 수행하는 제2 통신부; 및
기 설정된 표준 인터페이스에 따라 상기 센서부로부터 환경 데이터를 수신하고, 수신된 환경 데이터를 상기 데이터 수집부로 전송하는 제3 통신부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 상기 상태 데이터의 송신 타입에 기초하여 선택되고, 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부는 기 설정된 모바일 통신망 또는 방송용 통신망과 연동되는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 원격 유지 프로세서는
상기 제1 통신부 및 제2 통신부의 데이터 송수신에 이상이 발생하는 경우, 상기 이상을 경고하기 위한 피드백 신호를 생성하고,
상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부는 상기 상태 데이터를 통신하기 위한 채널과 다른 피드백 채널을 통하여 상기 피드백 신호를 상기 통합 유지 관리부로 송신하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제2 통신부 및 제3 통신부는 범용 비동기화 송수신기(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)를 더 포함하고, 상기 범용 비동기화 송수신기를 이용하여 상기 상태 데이터 및 환경 데이터를 직렬화하여 송신하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 각각 별도의 보조 전원부를 더 포함하고, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 외부의 전원 공급이 차단되는 경우에도 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 상태 데이터는
상기 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 발전량, 상기 전기 에너지가 저장되는 적어도 하나의 배터리의 충전량, 상기 적어도 하나의 배터리에서 상기 전기 에너지를 저장하는 시간 및 상기 적어도 하나의 배터리에 저장된 상기 전기 에너지를 방전하는 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제10항에 있어서,
상기 기 설정된 포맷은
상기 전기 에너지에 대한 정보들 중 주기적으로 결정되는 주기 정보들이 위치하는 정적 데이터 영역 및 상기 전기 에너지에 대한 정보들 중 비주기적으로 결정되는 비주기 정보들이 위치하는 동적 데이터 영역을 포함하고,
상기 상태 데이터는 상기 정적 데이터 영역 및 상기 동적 데이터 영역에 구분되어 저장되는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 각각 별도의 보조 전원부를 더 포함하고, 상기 제1 통신부, 제2 통신부 및 제3 통신부는 외부의 전원 공급이 차단되는 경우, 상기 보조 전원부의 전원을 이용하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 태양광 에너지 관리 시스템은
상기 전기 에너지의 주파수 특성을 양방향으로 변환하고, 상기 전기 에너지의 유효 및 무효 전력 품질을 제어하며, 상기 전기 에너지의 최대 전력을 제어함으로써 하기 위한 전력 변환부; 및
상기 태양광 에너지 관리 시스템과 연동되어 상기 전기 에너지의 사용 현황을 실시간으로 확인하고 조작하기 위한 지능형 원격 검침부; 를 더 포함하고,
상기 전력 변환부 및 상기 원격 검침부는 상기 원격 유지 제어부와 유선 또는 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 통합 유지 관리부는
상기 원격 유지 제어부로부터 수신된 상태 데이터를 저장하기 위한 데이터 베이스;
상기 기 설정된 순서에 따라 제공되는 경보를 상기 태양광 에너지 관리 시스템의 사용자에게 출력하는 제2 출력부; 및
상기 상태 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 감지된 이상 여부에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말을 제어하는 통합 유지 프로세서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제14항에 있어서,
상기 통합 유지 프로세서는
상기 원격 유지 제어 단말들의 접속 주기에 기초하여, 상기 복수의 원격 제어 단말들의 접속 패턴을 결정하고, 상기 결정된 원격 유지 제어 단말들의 접속 패턴에 따라 비동기적으로 접속된 복수의 상기 상태 데이터를 처리하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제15항에 있어서,
상기 통합 유지 프로세서는
상기 복수의 원격 유지 제어 단말들의 비동기적으로 접속하는 경우,
상기 결정된 접속 패턴을 이용하여 현재 통합 유지 관리부의 상태 데이터처리량을 수치화하고, 상기 통합 유지 관리부에 연결된 복수의 원격 제어 단말들의 라이브러리 정보에 기초하, 비동기적으로 접속된 복수의 원격 유지 제어 단말들 중, 동시에 처리 가능한 소정의 원격 제어 단말들로부터의 상태 데이터를 처리하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
제14항에 있어서,
상기 통합 유지 프로세서는
상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 상기 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 알리기 위한 알림 경보를 제공하고,
상기 제공된 알림 경보에 응답하여, 상기 태양광 에너지 관리 시스템의 사용자로부터의 입력이 수신되지 않는 경우, 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단함과 함께 차단 경보를 제공하도록 상기 제2 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 관리 시스템.
태양광 에너지 시스템 관리 방법에 있어서,
광 에너지를 수집하기 위한 복수의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지에 대한 정보, 상기 광 에너지가 수집되는 장소 및 상기 태양 전지 모듈의 상태에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 환경 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 환경 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 모니터링하는 단계; 및
상기 모니터링된 상기 전기 에너지의 상태를 이용하여 상기 적어도 하나의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 원격 유지 제어 단말의 이상 여부가 감지되는 경우, 기 설정된 순서에 따라 경보를 제공하고, 상기 이상 여부가 감지된 원격 유지 제어 단말의 연결을 차단하는 단계; 를 포함하는 태양광 에너지 시스템 관리 방법.
제18항에 있어서,
상기 모니터링하는 단계는
상기 획득된 환경 데이터를 이용하여 상기 전기 에너지의 상태에 관한 상태 데이터를 결정하는 단계;
상기 결정된 상태 데이터를 기 설정된 데이터 포맷으로 변환하고, 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터를 이용하여 상기 태양 전지 모듈로부터 출력되는 전기 에너지의 상태를 분석하는 단계; 및
상기 전기 에너지의 상태를 분석한 결과 및 상기 기 설정된 데이터 포맷으로 변환된 상태 데이터를 상기 상태 데이터의 전송 타입에 기초하여 선택된 적어도 하나의 통신 채널을 통하여 상기 통합 유지 관리부로 송신하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 시스템 관리 방법.
프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여 제18항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 태양광 에너지 시스템 관리 방법을 실현하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램.