(57)【要約】本発明は、インバータと通信して太陽光モジュールの発電情報を受信し、冷却水を前記太陽光モジュールに噴射することによって発電効率を維持したり高めたりする効率向上設備に動作するか否か命令して、前記冷却水が噴射されたり前記冷却水の噴射が停止されたりするようにし、効率向上設備の稼動による太陽光モジュールの電力生産の効率をモニタリングして維持又は向上させることによって、効率向上設備の信頼度を改善し、体系的な電力生産の効率管理がなされるようにした太陽光発電設備の統合管理システムに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を集光して電気を発生させる太陽光モジュールを備えて構成される太陽光発電設備に冷却水を噴射して効率を維持又は向上させる太陽光発電設備の効率向上設備であって、
前記冷却水を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンク内に貯蔵された冷却水を受け取って前記太陽光モジュールに噴射する冷却水噴射手段と、
前記冷却水を前記貯蔵タンクから前記冷却水噴射手段に伝達して噴射されるようにする駆動部と、
インバータと通信して太陽光モジュールの発電情報を受信し、前記発電情報から前記効率向上設備による追加発電量を計算し、前記駆動部の動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする、太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項２】
前記制御部は、前記インバータから受信した前記発電情報に基づいて、前記駆動部を動作するか否かを決定することを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項３】
前記発電情報は、前記太陽光モジュールのＤＣの電流、電圧、電力値とＡＣの電流、電圧、電力値、及び前記インバータの効率情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項４】
前記発電情報は、発電所の状態情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項５】
前記発電所の状態情報は、
前記発電所の停電情報、前記太陽光モジュールの温度情報、日射量情報及び通信情報を含むことを特徴とする、請求項４に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項６】
前記発電情報及び前記駆動部の動作情報は、前記制御部の内部メモリ及びウェブサーバーに記憶されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項７】
前記制御部は、
前記発電所から供給される電気が電力不安定であるか又は停電の発生時に電気を供給する内部バッテリーをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項８】
前記制御部は、
通信障害又は停電の発生時に、前記発電情報及び前記駆動部の動作情報を内部メモリに記憶し、前記通信障害又は前記停電が正常状態に回復するとき、前記内部メモリに記憶された前記発電情報及び前記駆動部の動作情報を前記ウェブサーバーに送信することを特徴とする、請求項６に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項９】
前記駆動部は、
前記貯蔵タンクから前記冷却水をポンピングするポンプと、
前記ポンプと前記冷却水噴射手段とを相互連結する供給管の内部流路を開閉するバルブと、を備えることを特徴とする、請求項８に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項１０】
前記太陽光モジュールの温度を測定する温度センサーと、
日射量を測定する日射量センサーと、
前記貯蔵タンクの水位を測定する水位センサーと、をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項１１】
前記追加発電量は、
前記効率向上設備が設置されている太陽光モジュールと前記効率向上設備が設置されていない太陽光モジュールの発電情報を対比することによって計算されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【請求項１２】
前記追加発電量は、
前記効率向上設備が設置されていない時期の発電情報と前記効率向上設備が設置されていた時期の発電情報とを比較することによって計算されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電設備の効率向上設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電設備の効率向上設備に関し、特に、効率向上設備の稼動による太陽光モジュールの追加発電量をモニタリングすることによって、効率向上設備の信頼度を改善し、体系的な電力生産管理が行われるようにした太陽光発電設備の効率向上設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光は、化石原料などの既存エネルギー源とは違い、地球温暖化を誘発する温室ガスの排出、騒音、環境破壊などの危険性がない清浄エネルギー源であり、枯渇の恐れもない。しかも、その他の風力や海水力と違い、太陽光発電設備は、自由な設置が可能であり、維持費が安いという長所がある。
【０００３】
しかしながら、最も広く使われているシリコン太陽電池の場合、太陽光モジュールの温度が１℃上がる度に０．５％の出力減少が発生する。この特性から、太陽光発電の出力は、太陽が最も長い夏ではなく春と秋に最高値を記録するが、このような温度上昇は太陽光発電の発電効率を低下させる主な原因となっている。
【０００４】
しかも、このような太陽光モジュールは、黄砂、悪天候などの気象現象などから太陽電池板に汚れが溜まりやすいという短所もある。太陽光モジュールに汚れが溜まると、太陽光モジュールは、光吸収率が顕著に低下するので、発電効率も低下しうる。
【０００５】
なお、冬季に雨や雪などが太陽電池板に降る場合、発電効率の低下が発生しうる。
【０００６】
このような汚れ、雪、雨による発電効率の低下を防止するために、太陽光発電設備の効率向上設備（維持設備）が用いられている。
【０００７】
太陽光発電設備の効率向上設備は、太陽光モジュールの温度を下げる冷却作用と、太陽電池板に積もった汚れ、雪、雨などの洗浄作用を果たすことによって、太陽光モジュールが一定の出力の発電を行えるように太陽光発電設備を維持管理する。
【０００８】
上述したように、従来の太陽光発電設備の効率向上設備は、太陽光モジュールを冷却及び洗浄する機能を実現しているが、冷却及び洗浄による太陽光モジュールの出力向上分に対するモニタリングは正確に行われていない現状である。
【０００９】
しかしながら、効率向上設備には多数の投資者が参加することが一般的であるため、投資者への正確で公正な利益分配のために、そして新たな投資の活性化のために、効率向上設備による出力向上分の正確な計算及びモニタリングは非常に重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００８−００５２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記のような問題点を改善するために案出されたものであり、その目的は、効率向上設備の稼動による太陽光モジュールの追加発電量をモニタリングすることによって、効率向上設備の信頼度を改善し、体系的な電力生産管理がなされ、追加発電量による収益配分の透明性を高めることができる太陽光発電設備の統合管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような目的を達成するために、本発明は、太陽光を集光して電気を発生させる太陽光モジュールを備えて構成される太陽光発電設備に冷却水を噴射して効率を維持又は向上させる太陽光発電設備の効率向上設備であって、前記冷却水を貯蔵する貯蔵タンク；前記貯蔵タンク内に貯蔵された冷却水を受け取って前記太陽光モジュールに噴射する冷却水噴射手段；前記冷却水を前記貯蔵タンクから前記冷却水噴射手段に伝達して噴射するようにする駆動部；及び、インバータと通信して太陽光モジュールの発電情報を受信し、前記発電情報から前記効率向上設備による追加発電量を計算し、前記駆動部の動作を制御する制御部；を備えることを特徴とする太陽光発電設備の効率向上設備を提供する。
【００１３】
前記制御部は、前記インバータから受信した前記発電情報に基づいて、前記駆動部を動作させるか否かを決定することができる。
【００１４】
前記発電情報は、前記太陽光モジュールのＤＣの電流、電圧、電力値とＡＣの電流、電圧、電力値、及び前記インバータの効率情報を含むことができる。
【００１５】
前記発電情報は、発電所の状態情報を含むことができる。
【００１６】
前記発電所の状態情報は、前記発電所の停電情報、前記太陽光モジュールの温度情報、日射量情報、及び通信情報を含むことができる。
【００１７】
前記発電情報及び前記駆動部の動作情報は、前記制御部の内部メモリ及びウェブサーバーに記憶することができる。
【００１８】
前記制御部は、前記発電所から供給される電気が電力不安定であるか又は停電の発生時に電気を供給する内部バッテリーをさらに備えることができる。
【００１９】
前記制御部は、通信障害又は停電の発生時に、前記発電情報及び前記駆動部の動作情報を内部メモリに記憶し、前記通信障害又は前記停電が正常状態に回復するとき、前記内部メモリに記憶された前記発電情報及び前記駆動部の動作情報を前記ウェブサーバーに送信することができる。
【００２０】
前記駆動部は、前記貯蔵タンクから前記冷却水をポンピングするポンプ；及び、前記ポンプと前記冷却水噴射手段とを相互連結する供給管の内部流路を開閉するバルブ；を備えることができる。
【００２１】
前記太陽光発電設備の効率向上設備は、前記太陽光モジュール及び前記冷却水の温度を測定する温度センサー；前記ポンプの圧力を測定する圧力センサー；発電所の日射量を測定する日射量センサー；前記発電所の風量を測定する風量計；及び、前記貯蔵タンクの水位を測定する水位センサー；をさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、効率向上設備の稼動による太陽光モジュールの追加発電量をモニタリングすることによって、効率向上設備の信頼度を改善し、体系的な電力生産管理がなされ、追加発電量による収益配分の透明性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る太陽光発電設備の統合管理システムが太陽光発電所に設置された状態を示す斜視概念図である。
【図２】本発明の一実施例に係る太陽光発電設備の追加発電量計算方法を示す数式である。
【図３】本発明の他の実施例に係る太陽光発電設備の追加発電量計算方法を示す数式である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳しく後述される実施例から明らかになるであろう。
【００２５】
しかしながら、本発明は、以下に開示される実施例に限定されず、他の形態として具体化されてもよい。
【００２６】
本明細書において実施例は、本発明の開示を完全にさせ、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。
【００２７】
したがって、本発明は請求項の範疇によって定義されなければならない。
【００２８】
なお、いくつかの実施例において、周知の構成要素、周知の動作及び周知の技術は、本発明が曖昧に解釈されることを避けるためにその具体的な説明を省略する。
【００２９】
また、明細書全体を通じて同一の参照符号は同一の構成要素を指し、本明細書で使われた（言及された）用語は実施例を説明するためのもので、本発明を制限するためのものではない。
【００３０】
本明細書で、単数形は特に言及しない限り複数形も含み、「含む（又は、備える、有する）」とした構成要素及び動作は、一つ以上の別の構成要素及び動作の存在又は追加を排除しない。
【００３１】
特別な定義がない限り、本明細書で使われる用語（技術及び科学的用語を含む。）はいずれも、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に共通に理解できる意味で使われなければならない。
【００３２】
また、一般に使われる辞書に定義されている用語は、別に定義されていない限り、理想的に又は過度に解釈されてはならない。
【００３３】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施例に係る太陽光発電設備の効率向上設備が太陽光発電所に設置された状態を概略的に示す斜視概念図である。
【００３５】
本発明の一実施例に係る太陽光発電設備の効率向性設備は、太陽光モジュール３００に冷却水を噴射して太陽光モジュール３００を冷却又は洗浄することによって、太陽光発電設備の効率を維持又は向上させるためのものであり、図１に示すように、貯蔵タンク１１０、冷却水噴射手段１２０、駆動部１３０、及び制御部６００を備えている。
【００３６】
貯蔵タンク１１０は冷却水を貯蔵しており、必要時に冷却水噴射手段１２０に冷却水を供給する。貯蔵タンク１１０は、地下水、水道、川、貯水池などから冷却水を確保することができ、雨水を貯蔵して使用したり、使用済みの冷却水を回収して使用したりすることもできる。
【００３７】
冷却水噴射手段１２０は、貯蔵タンク１１０から伝達される冷却水を噴射して太陽光モジュール３００を洗浄又は冷却する。冷却水噴射手段１２０は貯蔵タンク１１０と冷却水供給管１３３で連結される。
【００３８】
駆動部１３０は、冷却水が貯蔵タンク１１０から冷却水噴射手段１２０に伝達されて噴射されるようにする。駆動部１３０は、貯蔵タンク１１０の冷却水をポンピングするポンプ（図示せず）と、ポンプでポンピングされた冷却水が供給又は遮断されるように冷却水供給管の内部流路を開閉するバルブ（図示せず）とで構成される。バルブは、冷却水噴射手段１２０別に冷却水の供給と遮断が調節されるように複数個で構成することができる。
【００３９】
制御部６００は駆動部１３０の動作を制御する。制御部６００は、インバータ２００から伝達された発電情報に基づいて、駆動部１３０を動作するか否かを決定することができる。
【００４０】
勿論、このような発電情報は、太陽光モジュールのＤＣの電流、電圧、電力値とＡＣの電流、電圧、電力値、及びインバータ２００の効率情報を含むことができる。ここで、インバータの効率情報とは、インバータにおいて直流が交流に変換される際の変換効率をいう。
【００４１】
発電情報は発電所の状態情報を含むことができ、このような発電所の状態情報は具体的に、発電所の停電情報、太陽光モジュール３００の温度情報、気温、日射量情報及び通信情報などを含むことができる。
【００４２】
制御部６００が発電情報、発電所周辺の環境及び気候変化などを実時間でより正確に把握するように、本発明の効率向上設備は次のようなセンサーなどをさらに備えることもできる。
【００４３】
すなわち、本発明の効率向上設備は、太陽光モジュール３００及び冷却水の温度を測定する温度センサー１５０をさらに備えることができる。
【００４４】
そして、ポンプ１３１の圧力を測定する圧力センサー１６０をさらに備えることができる。
【００４５】
そして、太陽光モジュール３００の集光効率に直接的な影響を与える発電所の日射量を測定する日射量センサー１７０をさらに備えることができる。
【００４６】
勿論、発電所の風量を測定する風量計１８０をさらに備えることもでき、貯蔵タンク１１０の水位を測定する水位センサー１９０をさらに備えることもできる。
【００４７】
上述したインバータ２００から伝達された発電情報、効率向上設備の動作情報、及び追加のセンサーから受信した情報は、ウェブサーバー５００に記憶させることができる。
【００４８】
ウェブサーバー５００を介して１つの発電所の効率向上設備に対する遠隔管理を行うこともでき、複数の発電所に対する統合管理を行うこともできる。
【００４９】
また、制御部６００は、発電所から供給される電気が電力不安定であるか又は停電となる場合に備えて、電気を供給する内部バッテリー６１０をさらに備えることが好ましい。
【００５０】
内部バッテリー６１０を上記のような非常時に利用することによって、制御部６００の作動停止を防止し、諸般管理記録を漏れなく持続して記憶することができる。
【００５１】
一方、制御部６００は、停電時又は通信障害時に備えて内部メモリ６２０を備えることが好ましい。
【００５２】
すなわち、制御部６００は、通信障害又は停電発生時に発電情報及び効率向上設備の動作情報を内部メモリ６２０に記憶することができる。
【００５３】
言い換えると、通信障害時などに管理記録をウェブサーバー５００に直ちに送信できない状況では管理記録を内部メモリ６２０に一定時間又は一定期間記憶することができる。
【００５４】
その後、通信障害又は停電が正常状態に回復したとき、内部メモリ６２０に記憶されている発電情報及び効率向上設備の動作情報をウェブサーバー５００に送信することができる。
【００５５】
制御部６００は、インバータから伝達された発電情報から効率向上設備による追加発電量を計算することができる。効率向上設備による追加発電量は、効率向上設備による収益を意味するものであり、収益配分の基礎となるため、重要な意味を有する。
【００５６】
追加発電量は、図２に示すように、効率向上設備が設置されている太陽光モジュール３００と効率向上設備が設置されていない太陽光モジュール３００の発電情報を対比することによって計算することができる。
【００５７】
すなわち、効率向上設備が設置されている太陽光モジュール３００の電力生産量と、効率向上設備が設置されていない太陽光モジュール３００の電力生産量との差から、効率向上設備の出力寄与分、すなわち、効率向上設備による追加発電量を算出することができる。
【００５８】
また、追加発電量は、図３に示すように、効率向上設備が設置されていない時期の発電情報と効率向上設備が設置されていた時期の発電情報とを比較することによって計算することもできる。
【００５９】
すなわち、効率向上設備が設置されていない期間の発電情報から当該期間の電力生産量（Ｓ１）を算出し、効率向上設備が設置されていた期間の発電情報から当該期間の電力生産量（Ｓ２）を算出して、これらの差（Ｓ２−Ｓ１）から追加発電量を算出することができる。Ｓ１、Ｓ２の計算に当たって、両期間の長さを同一にするだけでなく、日時別に日射量に差異があるので両期間の開始日及び終了日を同一にすることが好ましい。
【００６０】
一般に、太陽光発電設備の効率向上設備は、複数の事業者が共同投資して収益を共有する形態で市場が形成されているため、上記のように効率向上設備による追加発電量を正確に計算することによって、効率向上設備の運用、及び管理事業者と発電所事業者と金融機関などのような複数の投資者間の収益配分を均等で公正にすることができ、結果として、効率向上設備への投資意欲をより一層高めることができる。
【００６１】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとっては、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるわけではない。本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって解釈されなければならなく、それと同等な範囲内にある技術思想はいずれも本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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