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具低成本之太陽光電發電廠遠端故障檢測系統開發

為了解決benq monitor的問題，作者陳炫豪 這樣論述：

本論文主要目的在於開發一套低成本之太陽光電模組陣列(Photovoltaic Module Arrays, PVMAs)遠端故障檢測系統，該系統將故障檢測模組本體安裝於每一塊太陽光電模組(Photovoltaic Module)背面接線盒內，待日照強度充足時，太陽光電模組之電源將驅動故障檢測模組，即可透過訊息佇列遙測傳輸(Message Queuing Telemetry Transport, MQTT)之方式傳輸數據至伺服器主機進行資料分析。首先，將實驗案場建置為4串1併之太陽光電模組陣列方式，而該故障檢測模組以太陽光電模組輸出電壓經隔離型DC-DC電源模組後做為整體電路之電源供給，至於感

測系統則以微控制器(Microcontroller Unit, MCU)做為處理器主體，再結合以運算放大器(Operational Amplifier, OPA)組成差動放大器之電壓感測器(Voltage Sensor)、電流感測器(Current Sensor)及溫度感測器(Temperature Sensor)等，其中檢測之電壓及電流信號會送至類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)，再透過I2C Bus（Inter-Integrated Circuit Bus）將信號送至微控制器，而溫度信號則使用單線匯流排(1-wire Bus)傳輸至MCU。故

障檢測模組將資料透過訊息佇列遙測傳輸之通訊協定將資料傳送至MQTT代理人(MQTT Broker)，至於伺服器主機端則架設視覺化IoT開發工具Node-Red，將故障檢測模組所傳送之繁雜數據以資料視覺化(Data Visualization)的方式顯示，同時將數據存入開源時序型資料庫(Open Source Time Series Database, OSTSDB)，以時間軸的方式分析，最後再透過異常警報通知，將太陽光電模組之故障檢測結果即時傳送至客戶端，以便通知其快速進行故障排除。所開發之故障檢測系統的硬體建置成本較既有之檢測系統低廉，有利於量產並具有市場競爭力。