제조분야 데이터 기반 제품·서비스 개발 관련 애로사항 및 추진계획 등의 개요

ㅇ 기존 태양광 장치들(가로등, 캐노피, 표지판등)은 관리의 부재로 시장 확대에 어려움이 있어 시장 확대와 장치 신뢰성을 확보하기 위해서 통합관제 시스템 필요 - 태양광 발전상태 모니터링 - 배터리 충/방전상태 모니터링 - 장치 상태 모니터링 - 장치 제어(원격 on/off, dimming등) ㅇ 현재 국내에서 사용되고 있는 태양광 컨트롤러 대부분은 중국(274개)과 인도(138개)등에서 생산하고 있으며 한국은 3개사가 생산중이며 이중 통합관제를 지원하는 제품은 없음 ㅇ 태양광 장치들의 통합관제 시스템 구축을 위해서는 IoT 관제 기술과 통합컨트롤러 기술의 융합 필요 ㅇ 개발 방향 - RE100 및 ESG 정책에 부합하는 다양한 독립형 태양광 장치의 효율적인 관리, 운용 그리고 유지보수를 위한 통합 IoT 컨트롤러 개발 - CdTe, N type, P type Solar PV에 적용하여 통합관제를 지원하고 각종 배터리를 관리 할 수 있는 올 인원 통합 컨트롤러 개발 - 태양광 발전량, 배터리 충전량, 부하 소비전력, 장비 상태등 실시간 모니터링 기능 적용 - 탄소 저감과 RE100 정책을 위한 탄소 저감량, 태양광 발전량, 장비 교체 주기등 분석 - 통합관제를 위한 통신방식 적용 (LoRa, Wi-Fi, LTE, Cat-M1등) - 효율적인 운영을 위한 원격 제어 (on/off 제어, dimming 제어) - H/W 신뢰성을 위한 검증 (한국생산기술연구원 개방형 실험실 계측장비 활용) - 컨트롤러 수집데이터 AI적용 (한국생산기술연구원 AI플랫폼 활용)

지원의 필요성

ㅇ IoT 기반 통합 컨트롤러 ① 태양광에너지는 재생에너지원으로 저력 있는 청정에너지이며 가정과 산업의 에너지원으로 가장 잠재력이 높음 ② 태양광 발전 수요는 국가들이 CO2 배출을 줄이고 재생에너지를 활용하는 발전 비율을 높이기 위해 경쟁적으로 노력하고 있어 세계적으로 PV 사용이 증가하고 있음 ③ 태양광 충전 컨트롤러는 태양 에너지 시스템의 가장 중요한 구성 요소 - 다른 모든 부품이 함께 작동하고 태양 전지판의 전압을 줄이는데 도움이 됨 - 충전 컨트롤러는 배터리가 과충전의 경우 배터리에 적용되는 전력량을 줄임 - 기본 충전 컨트롤러는 단순히 배터리 전압을 모니터링하고 회로를 열어 배터리 전압이 일정 수준으로 상승하면 충전을 중지함 - 반면 최신 충전 컨트롤러는 배터리가 과충전 상황 시 배터리에 적용되는 전력량 조절 ④ 현재 사용되고 있는 태양광 컨트롤러 대부분은 중국(274개)과 인도(138개)등에서 생산하고 있으며 한국은 3개사가 생산중 - 그 중에서도 CdTe PV panel 용 컨트롤러와 IoT 통합관제를 지원하는 컨트롤러는 국내에 개발 및 생산중인 기업이 없음 ⑤ IoT 통합컨트롤러 시제품 제작 지원 필요 - 통합 Micom 보드 설계 (데이터 센싱, 수집, DAQ기능 포함) - 통신 보드 설계 (LoRa, Wi-Fi 호환 적용 가능) - 제어 보드 설계 (원격 on/off, dimming 기능 적용) - 케이스 설계 (방수, 방진 기능 적용) ㅇ 시제품으로부터 수집된 데이터 활용 (한국생산기술연구원 AI플랫폼인 딥러닝 시스템(클라우드 연계 고성능 GPU 서버 등 활용) ① 태양광 장치들에서 수집된 다양한 정보 분석 필요 - 수집 데이터(태양광 발전량, 배터리 충/방전, 부하 소비전력등) 패턴 분석 - 장치 고장 및 이상 원인 파악 - 장애 상태 원인 분석 ② AI학습 - 수집데이터와 패턴분석 결과를 학습하여 장치 이상 상태 및 위험 상태 도출 - 딥러닝 기술을 활용해 장치의 교체 주기등 도출

데이터 활용도

ㅇ 태양광 발전 데이터 모니터링 ① IoT 기술을 활용해 현재 발전량, 누적 발전량, 장치 이상징후 등을 실시간으로 모니터링 및 관리 ② 발전량 패턴분석으로 설비 고장 및 이상 원인을 상세히 파악할 수 있음 ③ AI 플랫폼을 통해 이상 상태 도출 시 알람 ㅇ 배터리 충/방전 데이터 모니터링 ① 충전 가능한 배터리의 성능을 오랫동안 유지할 수 있도록 관리 ② 이상유무를 판단, 보호동작 제어, 교체주기 판단 ③ 충/방전 패턴분석으로 화재, 폭발등의 사고 위험상태 파악 및 알람 ㅇ 태양광 장치 상태 모니터링 ① 수집된 정보(전압, 전류등)를 기반으로 분석하여 상태 확인 ② PMCS적용으로 다양한 무선 네트워크용 모뎀에 적용하여 통신장애시 태양광 발전의 문제인지 모뎀의 문제인지를 판단할 수 있도록 지원 ③ 실시간 상태정보 모니터링으로 O&M을 위한 신속한 장애 원인 분석과 대응 가능

기대효과(시장성 및 경제성)

ㅇ 태양광 발전 데이터 모니터링 ① IoT 기술을 활용해 현재 발전량, 누적 발전량, 장치 이상징후 등을 실시간으로 모니터링 및 관리 ② 발전량 패턴분석으로 설비 고장 및 이상 원인을 상세히 파악할 수 있음 ③ AI 플랫폼을 통해 이상 상태 도출 시 알람 ㅇ 배터리 충/방전 데이터 모니터링 ① 충전 가능한 배터리의 성능을 오랫동안 유지할 수 있도록 관리 ② 이상유무를 판단, 보호동작 제어, 교체주기 판단 ③ 충/방전 패턴분석으로 화재, 폭발등의 사고 위험상태 파악 및 알람 ㅇ 태양광 장치 상태 모니터링 ① 수집된 정보(전압, 전류등)를 기반으로 분석하여 상태 확인 ② PMCS적용으로 다양한 무선 네트워크용 모뎀에 적용하여 통신장애시 태양광 발전의 문제인지 모뎀의 문제인지를 판단할 수 있도록 지원 ③ 실시간 상태정보 모니터링으로 O&M을 위한 신속한 장애 원인 분석과 대응 가능