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영어

This paper presents the design and implementation of a low-cost wireless monitoring module for real-time voltage and current measurement at the module level in photovoltaic systems. The proposed system acquires electrical parameters from individual solar panels through a resistive voltage divider for voltage sensing and a shunt-resistor-based circuit for current sensing. Each sensing node, equipped with an ESP32 microcontroller, forms an WiFi-Mesh network that provides self-forming and self-healing connectivity, enabling reliable communication over extended distances and shaded areas. A Remote Terminal Unit (RTU) acting as the mesh root node receives and aggregates data from all nodes and forwards it to a remote server via WiFi. The hardware and firmware are optimized for low power consumption and high measurement accuracy. Experimental results confirm that the system achieves measurement linearity within R2 ≥ 0.99. This paper offers a practical and scalable IoT-based solution for energy monitoring in distributed PV systems.

한국어

본 논문은 태양광 발전 시스템에서 개별 모듈 단위의 전압 및 전류를 실시간으로 모니터링하기 위한 저비용 무선 측정 모 듈의 설계 및 구현에 대해 다룬다. 제안된 시스템은 저항 분압 회로를 이용한 전압 측정과 션트 저항 기반의 전류 측정 회로 를 통해 태양광 모듈의 전기적 파라미터를 수집한다. 각 센싱 모듈은 ESP32 마이크로컨트롤러를 탑재하고 WiFi-Mesh 네트 워크를 형성하여, 자가 구성·자가 복구 기능을 활용해 장거리·음영 지역에서도 안정적인 통신을 지원한다. 메시 네트워크의 루 트 노드 역할을 수행하는 RTU(Remote Terminal Unit) 는 모든 센서 데이터를 수신·집계한 뒤, Wi-Fi를 통해 원격 서버로 전 송한다. 회로와 펌웨어는 저전력 동작 및 높은 측정 정확도를 달성하도록 최적화되었다. 실험 결과, 제안된 시스템은 R2 ≥ 0.99 이상의 측정 선형성을 확인하였다. 본 논문은 분산 PV 시스템의 에너지 모니터링 적용을 위한 실용적이고 확장 가능한 IoT 기반 측정 솔루션을 제시하였다.