KR101616982B1 - 가정용 스마트 에너지 저장 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가정용 스마트 에너지 저장 시스템에 관한 것으로서, 가정으로 인입되는 상용교류 전원 인입단과 접속되어 교류전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부와, 교류/직류 변환부에서 출력되는 직류 전력을 충전하는 배터리모듈과, 배터리 모듈에 충전된 전력을 교류 전압으로 변환하여 제1부하 단자를 통해 출력하는 직류/교류 변환부와, 배터리 모듈에 충전된 전력을 설정된 직류 전압으로 변환하여 제2부하단자를 통해 출력하는 직류/직류 변환부와, 전원 인입단의 전압을 검출하는 전압검출부와, 배터리 모듈이 설정된 충전상태가 되게 교류/직류 변환부를 제어하고, 전압검출부로부터 검출된 전압이 설정된 레벨 이하가 되거나 방전 조건이 되면, 배터리모듈에 충전된 전력이 제1부하단자 또는 제2부하단자에 공급되게 직류/직류 변환부와, 직류/교류 변환부의 구동을 제어하는 전력 제어부를 구비한다. 이러한 가정용 스마트 에너지 저장 시스템에 의하면, 에너지 저장기능을 제공하면서도 부하단에 교류와 직류를 모두 공급할 수 있도록 지원함으로써 사용의 편리성을 제공한다.
Description
본 발명은 가정용 스마트 에너지 저장 시스템에 관한 것으로서, 상용교류전원으로부터 배터리모듈에 충전된 전력을 부하에 공급할 수 있도록 된 가정용 스마트 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
최근 발전소의 전력공급량에 비해 전력사용량이 매년 증가추세에 있다.
특히, 전력수요량의 초과에 의한 대규모 정전 사태가 발생한 경험을 토대로 전력량 부족에 따른 순환 정전에 대한 위험성이 증가하면서 야간과 같은 경부하시에 유휴 전력을 저장하였다가 주간과 같은 첨두부하시나 전력 부족시에 사용함으로써, 부하평준화(Load Leveling)를 통한 첨두부하를 분산 할 수 있는 에너지 저장 장치(ESS : Energy Storage System)에 대한 필요성이 높아지고 있다.
이러한 에너지 저장장치는 국내 등록특허 제10-1331183호 등 다양하게 게시되어 있다.
한편, 가정의 경우 대부분 조명을 위해 배선된 단자는 교류전원을 공급하도록 되어 있어 직류전원으로 구동하는 발광다이오드와 같은 직류용 램프를 적용하고자하는 경우 기존 단자에 바로 장착하여 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 상용교류전원으로부터 전력을 충전하여 정전시 또는 전력부족시 부하에 공급할 수 있으면서도 직류 램프와 같은 직류구동부하를 접속하여 사용할 수 있도록 지원하는 가정용 스마트 에너지 저장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가정용 스마트 에너지 저장 시스템은 가정으로 인입되는 상용교류 전원 인입단과 접속되어 교류전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부와; 상기 교류/직류 변환부에서 출력되는 직류 전력을 충전하는 배터리모듈과; 상기 배터리 모듈에 충전된 전력을 교류 전압으로 변환하여 제1부하 단자를 통해 출력하는 직류/교류 변환부와; 상기 배터리 모듈에 충전된 전력을 설정된 직류 전압으로 변환하여 제2부하단자를 통해 출력하는 직류/직류 변환부와; 상기 전원 인입단의 전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 배터리 모듈이 설정된 충전상태가 되게 상기 교류/직류 변환부를 제어하고, 상기 전압검출부로부터 검출된 전압이 설정된 레벨 이하가 되거나 방전 조건이 되면, 상기 배터리모듈에 충전된 전력이 상기 제1부하단자 또는 상기 제2부하단자에 공급되게 상기 직류/직류 변환부와, 상기 직류/교류 변환부의 구동을 제어하는 전력 제어부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 상용교류전원 라인과 상기 제2부하단 사이를 상호 접속 또는 분리할 수 있도록 설치되어 상기 제2부하단자에 교류전력을 공급 또는 차단할 수 있도록 된 전압모드 조정 스위치;를 더 구비한다.
또한, 상기 전압모드 조정 스위치가 스위치 온 또는 오프 되게 설정할 수 있도록 된 조작부;를 더 구비하고, 상기 전력제어부는 상기 조작부에 의해 상기 전압모드 조정 스위치가 온되게 설정된 경우 상기 전압모드 조정 스위치가 스위치 온 되게 제어하면서 상기 직류/직류 변환부는 상기 제2부하단자로 직류전압이 출력되지 않게 가동시키지 않고, 상기 조작부에 의해 상기 전압모드 조정 스위치가 오프 되게 설정된 경우 상기 전압모드 조정 스위치가 스위치 오프 되게 제어하면서 상기 직류/직류 변환부가 가동되게 제어한다.
본 발명에 따른 가정용 스마트 에너지 저장 시스템에 의하면, 에너지 저장기능을 제공하면서도 부하단에 교류와 직류를 모두 공급할 수 있도록 지원함으로써 사용의 편리성을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 가정용 스마트 에너지 저장 시스템을 나타내 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가정용 스마트 에너지 저장 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가정용 스마트 에너지 저장 시스템을 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가정용 스마트 에너지 저장 시스템(100)은 교류/직류 변환부(AC/DC 변환부)(110), 배터리모듈(120), 전력변환부(130), 전압검출부(141), 전력 제어부(150), 조작부(152), 표시부(154), 전압모드 조정 스위치(160)를 구비한다.
교류/직류 변환부(110)는 가정으로 인입되는 상용교류 전원(10)의 인입단과 접속되어 교류전원을 배터리모듈(120)의 충전전압에 대응되는 직류전원으로 변환한다.
배터리모듈(120)은 교류/직류 변환부(110)에서 출력되는 직류 전력을 충전하고, 통상의 에너지 저장장치(ESS; Energy Storage System)의 구조를 적용하면 된다.
전력변환부(130)는 배터리모듈(120)에 충전된 전력을 교류 및 직류로 변환할 수 있도록 되어 있고, 직류/교류 변환부(DA/AC 변환부)(131)와 직류/직류 변환부(DC/DC 변환부)(132)를 구비한다.
직류/교류 변환부(DA/AC 변환부)(131)는 배터리 모듈(120)에 충전된 전력을 설정된 교류 전압으로 변환하여 제1부하 단자(171)를 통해 출력하도록 결선되어 있다.
직류/직류 변환부(132)는 배터리모듈(120)에 충전된 전압을 직류 전압으로 변환하여 제2부하단자(172)를 통해 출력하도록 결선되어 있다.
여기서, 제1 및 제2부하단자(171)(172)는 가정 내에 마련된 분전함에 마련되며 상용 교류전원(10)을 분기받을 수 있도록 되어 있으며, 각각 독립적으로 가정 내의 배선된 제1 및 제2 내부 배선(175)(176)과 결선되어 있고 각각 제1 및 제2 내부배선(175)(176)과의 결선을 차단하는 차단기(미도시)가 각각 마련되어 있다.
또한, 제1부하단자(171)는 가정 내의 제1 내부 배선(175)과 결선되며 교류로 구동되는 전자제품인 냉장고(181)등이 접속되어 사용된다.
또한, 제2부하단자(172)는 가정 내의 제2 내부배선(176)과 결선되며 교류 또는 직류로 구동되는 램프(182)가 접속되어 사용된다.
전압검출부(141)는 상용교류전원(10) 인입단의 전압을 검출하여 전력 제어부(150)에 제공한다.
전압검출부(141)는 상용교류전원(10)의 평균전압을 검출하거나, 피크전압을 검출하여 제공하는 방식으로 구축될 수 있음은 물론이다.
전력제어부(150)는 배터리 모듈(120)이 설정된 충전상태가 되게 교류/직류 변환부(110)의 가동을 제어하고, 전압검출부(141)로부터 검출된 전압이 설정된 레벨 이하가 되거나 방전 조건이 되면, 배터리모듈(120)에 충전된 전력이 제1부하단자(171) 또는 제2부하단자(172)에 공급되게 직류/교류 변환부(131)와, 직류/직류 변환부(132)의 구동을 제어한다.
여기서 방전 조건은 하루 중 첨두부하시에 대해 이용할 수 있도록 설정된 주간 시간대역 등 다양하게 설정할 수 있다.
전압모드 조정 스위치(160)는 상용교류전원(10) 라인과 제2부하단자(172) 사이를 상호 접속 또는 분리할 수 있도록 설치되어 제2부하단자(172)에 교류전력을 공급 또는 차단할 수 있도록 되어 있다.
전압모드 조정 스위치(160)는 사용자가 수동으로 스위치 온/오프 할 수 있는 것이 적용되어도 되나 바람직하게는 전력 제어부(150)에 의해 제어될 수 있는 전자 스위치가 적용된다.
이 경우, 조작부(152)는 전력제어부(150)이 지원하에 전압모드 조정 스위치(160)가 스위치 온 또는 오프 되게 설정할 수 있도록 되어 있다.
표시부(154)는 전력제어부(150)로부터 제공되는 표시정보를 표시한다.
이러한 구조에서 전력제어부(150)는 조작부(152)에 의해 전압모드 조정 스위치(160)가 온되게 설정된 경우 제2부하단자(172)에는 교류전력만 공급될 수 있도록 전압모드 조정 스위치(160)가 스위치 온 되게 제어하면서 직류/직류 변환부(132)는 제2부하단자(172)으로 직류전압이 출력되지 않게 가동을 시키지 않는다.
이와는 다르게 전력제어부(150)는 조작부(152)에 의해 전압모드 조정 스위치(160)가 오프 되게 설정된 경우 제2부하단자(172)에 직류전력만 공급될 수 있도록 전압모드 조정 스위치(160)가 스위치 오프 되게 제어하고, 배터리모듈(120)로 충방전이 이루어지면서 직류/직류 변환부(132)가 가동되게 제어한다.
이러한 구조에 의하면, 램프(182)를 현재 교류구동용으로 사용하는 상태에서 직류용 발광다이오드 램프(182)로 대체하여 사용하고자 하는 경우 전압모드 조정 스위치(160)가 스위치 오프되게 하고, 제2부하단자(172)에 직류용 발광다이오드 램프(182)만 접속하여 사용하면 되기 때문에 필요에 따라 램프(182)를 교류용 또는 직류용으로 편리하게 사용할 수 있다.
110: 교류/직류 변환부 120: 배터리모듈
130: 전력변환부 141: 전압검출부
150: 전력 제어부 152: 조작부
154: 표시부 160: 전압모드 조정 스위치
130: 전력변환부 141: 전압검출부
150: 전력 제어부 152: 조작부
154: 표시부 160: 전압모드 조정 스위치
Claims (3)
- 삭제
- 삭제
- 가정으로 인입되는 상용교류 전원 인입단과 접속되어 교류전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부와;
상기 교류/직류 변환부에서 출력되는 직류 전력을 충전하는 배터리모듈과;
상기 배터리 모듈에 충전된 전력을 교류 전압으로 변환하여 제1부하 단자를 통해 출력하는 직류/교류 변환부와;
상기 배터리 모듈에 충전된 전력을 설정된 직류 전압으로 변환하여 제2부하단자를 통해 출력하는 직류/직류 변환부와;
상기 전원 인입단의 전압을 검출하는 전압검출부와;
상기 배터리 모듈이 설정된 충전상태가 되게 상기 교류/직류 변환부를 제어하고, 상기 전압검출부로부터 검출된 전압이 설정된 레벨 이하가 되거나 방전 조건이 되면, 상기 배터리모듈에 충전된 전력이 상기 제1부하단자 또는 상기 제2부하단자에 공급되게 상기 직류/직류 변환부와, 상기 직류/교류 변환부의 구동을 제어하는 전력 제어부와;
상기 상용교류전원 인입단과 상기 제2부하단자 사이를 상호 접속 또는 분리할 수 있도록 설치되어 상기 제2부하단자에 교류전력을 공급 또는 차단할 수 있도록 된 전압모드 조정 스위치와;
상기 전압모드 조정 스위치가 스위치 온 또는 오프 되게 설정할 수 있도록 된 조작부;를 구비하고,
상기 전력제어부는 상기 조작부에 의해 상기 전압모드 조정 스위치가 온되게 설정된 경우 상기 전압모드 조정 스위치가 스위치 온 되게 제어하면서 상기 직류/직류 변환부는 상기 제2부하단자로 직류전압이 출력되지 않게 가동시키지 않고, 상기 조작부에 의해 상기 전압모드 조정 스위치가 오프 되게 설정된 경우 상기 전압모드 조정 스위치가 스위치 오프 되게 제어하면서 상기 직류/직류 변환부가 가동되게 제어하고, 상기 제1부하단자에는 냉장고가 접속되어 있고, 상기 제2부하단자에는 램프가 접속된 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 에너지 저장 시스템.
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KR1020140151490A KR101616982B1 (ko) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | 가정용 스마트 에너지 저장 시스템 |
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