KR101761397B1 - Charge and discharge control apparatus for renewable energy - Google Patents

Abstract

본 발명은 신재생에너지의 충방전 제어 장치에 관한 것으로, 신재생에너지를 이용해 전력을 생산하는 발전부, 상기 발전부에서 생산한 전력을 저장하고, 저장된 전력을 제어부의 제어에 따라 출력부에 연결된 임의의 부하에 공급하는 배터리부, 및 적어도 하나 이상의 출력부에 각기 설정된 모드에 따라, 상기 발전부에서 생산된 전력의 흐름과 상기 배터리부에 저장된 전력의 흐름을 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a charge / discharge control apparatus for new and renewable energy, and more particularly to a charge / discharge control apparatus for a new and renewable energy, which comprises a power generation unit for generating power using new and renewable energy, a power generation unit for storing power produced by the power generation unit, And a control unit for controlling a flow of electric power produced by the power generation unit and a flow of electric power stored in the battery unit according to a mode set in each of the at least one output unit.

Description

신재생에너지의 충방전 제어 장치{CHARGE AND DISCHARGE CONTROL APPARATUS FOR RENEWABLE ENERGY}{CHARGE AND DISCHARGE CONTROL APPARATUS FOR RENEWABLE ENERGY}

본 발명은 신재생에너지의 충방전 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신재생에너지를 저장하는 배터리의 수명을 연장하고, 또한 극한 환경에서 배터리의 작동 효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge / discharge control apparatus for a new and renewable energy, and more particularly to a charge / Discharge control device for energy.

최근 지구온난화 방지를 위한 환경규제의 강화 및 화석연료의 고갈 문제에 대응하기 위하여 신재생에너지에 관련된 기술이 개발되고 있다.In recent years, technologies related to renewable energy have been developed in order to strengthen the environmental regulations to prevent global warming and to cope with the exhaustion of fossil fuels.

다만, 태양, 풍력, 바이오매스, 지열 등을 이용하는 신재생에너지는 지구온난화 가스를 거의 배출하지 않는 장점이 있으나, 기후 등의 환경에 의해 발전량이 수시로 변하기 때문에 인간에 의한 발전량의 제어가 어렵다는 단점이 있다.However, renewable energy using sun, wind power, biomass, geothermal, etc. has an advantage that it does not emit the global warming gas, but it has a disadvantage that it is difficult to control the amount of electricity generated by humans have.

예컨대 신재생에너지를 이용한 전력 생산량은 계절 단위마다 변할 수 있고, 또한 일 단위로도 그 생산량이 시시각각 변할 수 있다. For example, the amount of power generated by renewable energy can vary from season to season, and the daily output can vary from day to day.

따라서 신재생에너지를 이용해 생산한 전력을 배터리(예 : 연축전지)에 저장(즉, 충전)하거나, 또는 배터리에 저장된 전력을 부하(예 : 조명장치, 냉각장치, 가열장치 등)에 공급(즉, 방전)함에 있어서, 상기 배터리의 수명을 연장하고, 또한 극한 환경에서의 배터리의 작동 효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.Thus, it is possible to store (ie, charge) the power produced by the renewable energy in a battery (eg, a rechargeable battery) or to supply power stored in the battery to a load such as a lighting device, a cooling device, There is a need for a technique for extending the service life of the battery and improving the operating efficiency and reliability of the battery in an extreme environment.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1035705호(2011.05.12.등록, 태양광 배터리 충방전 제어장치)에 개시되어 있다. The background art of the present invention is disclosed in Korean Registered Patent No. 10-1035705 (Registered on May 12, 2011, PV battery charge / discharge control device).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 신재생에너지를 저장하는 배터리의 수명을 연장하고, 또한 극한 환경에서 배터리의 작동 효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a battery, which is designed to solve the above-described problems, and which can extend the service life of a battery storing new and renewable energy and improve the operation efficiency and reliability of the battery in an extreme environment And to provide a charging / discharging control device for new and renewable energy.

본 발명의 일 측면에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치는, 신재생에너지를 이용해 전력을 생산하는 발전부; 상기 발전부에서 생산한 전력을 저장하고, 저장된 전력을 제어부의 제어에 따라 출력부에 연결된 임의의 부하에 공급하는 배터리부; 및 적어도 하나 이상의 출력부에 각기 설정된 모드에 따라, 상기 발전부에서 생산된 전력의 흐름과 상기 배터리부에 저장된 전력의 흐름을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling charge / discharge of new and renewable energy, including: a power generator for generating power using renewable energy; A battery unit that stores power generated by the power generation unit and supplies the stored power to an arbitrary load connected to the output unit under the control of the control unit; And a control unit for controlling the flow of electric power produced by the power generation unit and the flow of electric power stored in the battery unit according to a mode set in each of the at least one output unit.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 어느 하나의 출력부에 설정된 모드가 잉여 전력 사용 모드인 경우, 상기 발전부에서 생산된 전력을 상기 배터리부에 저장하지 않고 곧바로 상기 어느 하나의 출력부에 연결된 부하에 공급하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the mode set in any one of the output units is a surplus power use mode, the control unit controls the power generated by the power generation unit to be directly connected to any one of the output units To the load.

본 발명에 있어서, 상기 잉여 전력은, 상기 발전부에서 생산된 전력의 레벨이 미리 설정된 기준보다 낮아서 상기 배터리부에 저장할 수 없는 전력인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the surplus power is a power that can not be stored in the battery unit because the level of the power produced by the power generation unit is lower than a preset reference.

본 발명에 있어서, 상기 미리 설정된 기준은, 스위칭소자의 전압강하, 선간저항의 전압강하, 및 과방전 전압과 현재 배터리의 전압을 고려하여 배터리의 정격 전압보다 더 높게 설정된 전압인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the predetermined reference is a voltage set higher than a rated voltage of the battery in consideration of a voltage drop of the switching element, a voltage drop of the line-to-line resistance, and an overdischarge voltage and a current battery voltage.

본 발명에 있어서, 상기 잉여 전력 사용 모드로 전력이 공급되는 부하는, 배터리 재생 장치, 및 배터리 전극에 발생된 황산염 제거를 위한 고압 고주파 펄스 발생 장치 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the load to which power is supplied in the surplus power use mode is at least one of a battery recycling apparatus and a high-pressure high-frequency pulse generation apparatus for removing sulfate generated in a battery electrode.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 어느 하나의 출력부에 설정된 모드가 잉여 전력 사용 모드인 경우, 잉여 전력이 생산되는 구간에서 미리 지정된 시간 동안만 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the mode set to any one of the output units is a surplus power use mode, the controller supplies power for a predetermined period of time in a period in which surplus power is produced.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 잉여 전력을 미리 지정된 시간 동안만 공급하기 위하여 내부나 외부에 타이머;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit may further include a timer inside or outside to supply the surplus power only for a predetermined time.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 잉여 전력 사용 모드가 설정된 어느 하나의 출력부에 연결된 부하를 상기 잉여 전력만으로 구동시킬 수 없을 경우에 상기 배터리부에 저장된 전력을 상기 어느 하나의 출력부에 연결된 부하에 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the surplus power alone can not drive the load connected to any one of the output units for which the surplus power use mode is set, the control unit controls the power stored in the battery unit to be connected to any one output unit And can be supplied to the load.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 어느 하나의 출력부에 설정된 모드가 상시 전력 사용 모드인 경우, 상기 배터리부에 저장된 전력을, 과충전, 과방전, 및 미리 설정된 작동 환경 온도를 벗어난 상태가 아니면서 배터리에 충전 전력이 충분히 남아 있을 경우에 24시간 동안 상기 어느 하나의 출력부에 연결된 부하에 100%로 공급하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the mode set in any one of the output units is the normal power use mode, the control unit may set the power stored in the battery unit to a value other than the overcharge, overdischarge, And the battery is supplied with 100% of the load connected to any one of the output units for 24 hours when the battery has sufficient charge power.

본 발명에 있어서, 상기 상시 전력 사용 모드로 전력이 공급되는 부하는, 미리 설정된 작동 환경 온도를 벗어나는 극한 온도에서 배터리를 작동 환경 온도로 유지시키기 위한 가열 장치나 냉각 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the load to which power is supplied in the normal power use mode includes a heating device and a cooling device for maintaining the battery at an operating ambient temperature at an extreme temperature exceeding a preset operating environment temperature.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 신재생에너지를 저장하는 배터리의 수명을 연장하고, 또한 극한 환경에서 배터리의 작동 효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.According to an aspect of the present invention, the present invention prolongs the life of a battery storing renewable energy, and also improves the operating efficiency and reliability of the battery in an extreme environment.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 신재생에너지를 이용한 일별 발전량을 설명하기 위한 그래프를 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치가 충방전 시스템의 운영을 위한 기준 전압을 자동으로 선택하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 상기 도 3에 있어서, 상기 제1 출력부에 설정된 제1 모드의 동작을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a charge / discharge control apparatus for a renewable energy according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is an exemplary graph showing daily power generation using renewable energy in FIG. 1; FIG.
3 is a diagram showing a schematic configuration of a charge / discharge control apparatus for a renewable energy according to a second embodiment of the present invention;
4 is a diagram illustrating a method for automatically selecting a reference voltage for operating a charge and discharge system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a first mode operation of the first output unit in FIG. 3; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a charge / discharge control apparatus for a renewable energy according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다. FIG. 1 is an exemplary diagram showing a schematic configuration of a charge / discharge control apparatus for a renewable energy according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치는, 발전부(110), 배터리부(120), 제어부(130), 및 출력부(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for controlling charge / discharge of renewable energy according to the present embodiment includes a power generation unit 110, a battery unit 120, a control unit 130, and an output unit 140.

상기 발전부(110)는 신재생에너지를 이용해 전력을 생산한다.The power generation unit 110 generates power using renewable energy.

가령, 상기 발전부(110)가 태양광을 이용하여 발전한다고 가정할 경우, 상기 발전부(110)는 태양광 모듈(또는 솔라 모듈)을 포함하고, 또한 상기 발전부(110)가 풍력을 이용하여 발전한다고 가정할 경우, 상기 발전부(110)는 풍력 터빈을 포함할 수 있다. For example, when it is assumed that the power generation unit 110 generates electricity using solar light, the power generation unit 110 includes a solar module (or a solar module), and the power generation unit 110 uses the wind power The power generation unit 110 may include a wind turbine.

편의상 본 실시예에서는 상기 발전부(110)가 태양광을 이용해 발전하는 것으로 가정하여 설명한다.For the sake of convenience, the present embodiment assumes that the power generation unit 110 generates electricity using sunlight.

상기 배터리부(120)는 상기 발전부(110)에서 생산한 전력을 배터리(예 : 연축전지)에 저장(즉, 충전) 한다. 또한 상기 배터리부(120)는 배터리에 저장된 전력을 상기 제어부(130)의 제어에 따라 출력부(140)를 통해 임의의 부하(예 : 조명장치, 냉각장치, 가열장치 등)에 공급(즉, 방전) 한다.The battery unit 120 stores (i.e., charges) the power generated by the power generation unit 110 in a battery (e.g., a lead storage battery). The battery unit 120 supplies power stored in the battery to an arbitrary load (e.g., a lighting device, a cooling device, a heating device, etc.) through the output unit 140 under the control of the control unit 130 Discharge).

상기 제어부(130)는 상기 발전부(110)에서 생산된 전력의 흐름과 상기 배터리부(120)에 저장된 전력의 흐름을 제어한다.The control unit 130 controls the flow of electric power generated by the power generation unit 110 and the flow of electric power stored in the battery unit 120.

예컨대 상기 제어부(130)는 상기 발전부(110)에서 생산된 전력을 상기 배터리부(120)에 저장하거나, 상기 발전부(110)에서 생산된 전력을 상기 배터리부(120)에 저장하지 않고 곧바로 상기 출력부(140) 중 제1 출력부(141)에 연결된 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)에 미리 설정된 제1 모드(예 : 잉여 전력 사용 모드)로 공급한다.For example, the control unit 130 may store the power generated by the power generation unit 110 in the battery unit 120 or may directly store the power generated by the power generation unit 110 in the battery unit 120 (For example, a surplus power use mode) set in advance to a load (for example, a battery regenerator or a sulfate remover) connected to the first output 141 of the output unit 140.

참고로, 상기 잉여 전력은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 발전부(110)에서 생산된 전력의 레벨(즉, 전압)이 미리 설정된 기준보다 낮아서 상기 배터리부(120)에 저장할 수 없는 전력을 의미한다. 2, since the level (i.e., voltage) of the power generated by the power generation unit 110 is lower than a preset reference level, the surplus power can not be stored in the battery unit 120 .

가령, 상기 배터리부(120)가 12V 배터리라고 가정할 경우, 종래에는 상기 발전부(110)에서 생산된 전력이 12V(실제로는 스위칭소자의 전압강하, 선간저항의 전압강하, 및 과방전 전압과 현재 배터리의 전압을 고려하여 더 높게 설정된 전압) 보다 낮은 경우에는 상기 배터리부(120)에 저장되지 못하고 버려져야 했으나, 본 실시예에서는 상기 버려지는 전력(즉, 잉여 전력)을 제1 출력부(141)에 연결된 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)에 사용함으로써 배터리부(120)에 저장된 전력의 사용을 줄여 상기 배터리부(120)의 수명을 연장할 수 있도록 한다.For example, assuming that the battery unit 120 is a 12V battery, the power generated by the power generation unit 110 is conventionally 12V (actually, the voltage drop of the switching device, the voltage drop of the line- (I.e., a voltage set higher than the current voltage of the battery), it should not be stored in the battery unit 120 but should be discarded. In this embodiment, however, the abandoned power (For example, a battery regenerator or a sulphate eliminator) connected to the battery unit 120. The use of the power stored in the battery unit 120 is reduced to extend the service life of the battery unit 120. [

이때 상기 제어부(130)는 상기 제1 출력부(141)에 특정 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)가 계속 연결되어 있다고 하더라도 상기 잉여 전력이 생산되는 구간(예 : 도 2의'나'구간 및'다'구간)에서 미리 지정된 시간 동안(예 : 5분)만 전력을 공급한다. 왜냐하면 상기 제1 출력부(141)에 특정 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)는 짧은 시간(예 : 5분)의 구동에 의해서도 충분한 기능을 발휘할 수 있기 때문이다. 이에 따라 상기 잉여 전력을 미리 지정된 시간 동안만 공급하기 위하여 상기 제어부(130)의 내부나 외부에 타이머(미도시)가 추가로 포함될 수 있다.At this time, even if a specific load (for example, a battery regenerating device, a sulfate removing device, etc.) is continuously connected to the first output portion 141, the controller 130 may determine that the excess power is generated (Eg, the "I" and "D" sections) for a predetermined period of time (eg, five minutes). This is because a specific load (for example, a battery regenerating device, a sulfate remover, or the like) in the first output section 141 can exhibit a sufficient function even by driving for a short time (for example, 5 minutes). Accordingly, a timer (not shown) may be additionally provided inside or outside the control unit 130 to supply the surplus power only for a predetermined time.

한편 상기 제1 출력부(141)에 연결되는 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)는 배터리(예 : 연축전지)의 수명 연장을 위하여 황산염 제거 기능의 고압 고주파 펄스 발생 장치(미도시)를 포함할 수 있다. Meanwhile, a load (for example, a battery regenerator or a sulfate remover) connected to the first output unit 141 is connected to a high-voltage high-frequency pulse generator (not shown) having a sulfate- ).

다만 상기 제어부(130)는 잉여전력이 상기 제1 출력부(141)에 연결되는 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)를 구동할 수 있을 정도로 충분하지 않을 경우에는 상기 배터리부(120)에 저장된 전력을 사용하여 상기 제1 출력부(141)에 연결되는 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)를 구동할 수도 있다.If the surplus power is not sufficient to drive a load connected to the first output unit 141 (for example, a battery regenerating unit, a sulfate removing unit, etc.), the controller 130 controls the battery unit 120 (For example, a battery regenerating unit, a sulfate removing unit, etc.) connected to the first output unit 141 using the electric power stored in the first output unit 141.

또한 상기 제어부(130)는 상기 배터리부(120)에 저장된 전력을 상기 출력부(140) 중 제2 출력부(142)에 연결된 부하(예 : 냉각장치나 가열장치 등의 상시 전원을 사용하는 장치 등)에 미리 설정된 제2 모드(예 : 상시 전력 사용 모드)로 공급한다.The control unit 130 may control the power stored in the battery unit 120 to be a load connected to the second output unit 142 of the output unit 140 such as a cooling device, Etc.) in a second mode (for example, a constant power use mode) preset in advance.

여기서 상기 상시 전력 사용 모드는, 상기 배터리부(120)에 저장된 전력을 상시(즉, 과충전, 과방전, 및 작동 환경 온도(예 : -45도 ~ +55도)를 벗어난 상태가 아니면서 배터리에 충전 전력이 충분히 남아 있을 경우에 24시간 동안) 100%로 공급하는 모드이다.Here, the normal power use mode is a mode in which the power stored in the battery unit 120 is supplied to the battery without being always out of the overcharge, overdischarge, and operating environment temperatures (e.g., -45 degrees to +55 degrees) For 24 hours if sufficient charge power remains).

한편 상기 제2 출력부(142)에 연결되는 부하는 극한 온도(-45도 ~ +55도를 벗어난 온도)에서 배터리(예 : 연축전지)의 수명 연장을 위한 가열 장치(예 : 히터)나 냉각 장치(예 : 쿨링팬)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the load connected to the second output unit 142 may be a heating device (for example, a heater) for extending the life of a battery (e.g., a lead storage battery) or a cooling Device (e.g., a cooling fan).

또한 상기 제어부(130)는 상기 배터리부(120)에 저장된 전력을 상기 출력부(140) 중 제3 출력부(143)에 연결된 부하(예 : 자동 디밍 제어를 수행하는 가로등 장치 등)에 미리 설정된 제3 모드(예 : 스마트 전력 사용 모드)로 공급한다.The control unit 130 may control the power stored in the battery unit 120 to be preset to a load connected to the third output unit 143 of the output unit 140 (e.g., a streetlight device that performs automatic dimming control) And supplies it to the third mode (e.g., smart power use mode).

여기서 상기 스마트 전력 사용 모드는, 주변 상황에 따라 부하에 전력을 가변하여 공급하는 모드이다. 예컨대 상기 스마트 전력 사용 모드로 동작하는 제3 출력부(143)에 가로등이 부하로 연결되어 있다고 가정할 경우, 일몰 직후에는 가로등에 100%로 전력을 공급하고, 이후 미리 설정된 시간이 경과됨에 따라 점차로 공급 전력을 감소시켜(예 : 70%, 30%, OFF 등) 가로등을 오프(OFF)시키고 , 이후 일출 시간 전에 미리 설정된 수 시간 전에는 다시 100%로 전력을 공급할 수 있다.Here, the smart power use mode is a mode in which power is supplied to the load according to the surrounding conditions. For example, if it is assumed that the streetlight is connected to the third output unit 143 operating in the smart power use mode, the power is supplied to the streetlight immediately after sunset, and then, The power supply can be reduced (eg, 70%, 30%, OFF, etc.) and the streetlight can be turned off. After that, power can be supplied to 100% again several hours before the sunrise time.

상기와 같이 본 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 제어부(130)는, 복수의 출력단(즉, 제1 출력부 ~ 제3 출력부)(141 ~ 143)에 각기 연결된 부하에 각 출력단(즉, 제1 출력부 ~ 제3 출력부)(141 ~ 143) 별로 설정된 모드(예 : 잉여 전력 사용 모드, 상시 전력 사용 모드, 스마트 전력 사용 모드)에 따라 전력을 공급한다. As described above, the control unit 130 of the charge / discharge controller of the new and renewable energy according to the present embodiment controls the charge / discharge control of the load connected to the plurality of output stages (i.e., the first to third output units) Power is supplied according to a mode set for each of the output stages (i.e., the first to third output units) 141 to 143 (e.g., redundant power use mode, normal power use mode, and smart power use mode).

특히 상기 제1 모드(예 : 잉여 전력 사용 모드)에서는 상기 배터리부(120)에 저장된 전력을 사용하는 것이 아니라, 상기 발전부(110)에서 생산된 전력을 곧바로 이용하기 때문에 상기 배터리부(120)의 충방전 회수를 감소시킴으로써 배터리의 수명을 연장시키는데 효과가 있다.In particular, in the first mode (for example, the surplus power use mode), the power stored in the battery 120 is used instead of the power generated by the power generator 110, It is effective to extend the service life of the battery by reducing the number of charging and discharging of the battery.

이와 같이 상기 출력부(140)는 적어도 하나 이상의 출력단(예 : 제1 출력부 ~ 제3 출력부)(141 ~ 143)을 포함하고, 각 출력단(예 : 제1 출력부 ~ 제3 출력부)(141~143)에 연결된 부하에 각기 다른 모드로 전력을 공급한다.The output unit 140 includes at least one output stage (e.g., a first output unit to a third output unit) 141 to 143, and each output stage (e.g., a first output unit to a third output unit) And supplies power to the loads connected to the power sources 141 to 143 in different modes.

한편 본 실시예에서 상기 각 출력단(예 : 제1 출력부 ~ 제3 출력부)(141 ~ 143)에 연결된 부하는 일 예시적으로 기재한 것이므로, 각 출력단(예 : 제1 출력부 ~ 제3 출력부)(141 ~ 143)에 설정된 모드에 따라 전력을 공급받아 구동할 수 있는 부하이면 얼마든지 다른 종류의 부하가 연결될 수 있다.In this embodiment, the load connected to each of the output stages (e.g., first to third output sections) 141 to 143 is described as an example. Therefore, each output stage (e.g., first to third Output units) 141 to 143, a load of a different type can be connected as long as the load can be driven by receiving power.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 상기 도 1에 있어서, 조작부(150), 센서부(160), 및 디스플레이부(170)를 더 포함한다.FIG. 3 is a schematic view of a charge / discharge control apparatus for a new and renewable energy according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 1, the operation unit 150, the sensor unit 160, (170).

상기 조작부(150)는 본 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 기능을 설정하기 위한 키(예 : 버튼, 스위치 등)를 포함한다. The operation unit 150 includes keys (e.g., buttons, switches, etc.) for setting functions of the charge / discharge control apparatus for the renewable energy according to the present embodiment.

상기 조작부(150)는 물리적인 키 및 소프트웨어적인 키(예 : 터치 치)를 모두 포함하는 개념으로서, 가령, 기능 선택키, 셋/리셋키, 온/오프키, 업/다운 조절키, 부하 작동 테스트키, 및 점검 해제키 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The operation unit 150 includes a function selection key, a set / reset key, an on / off key, an up / down control key, a load operation A test key, and a check cancel key.

상기 센서부(160)는 일출 및 일몰을 검출하는 센서(예 : 태양광 모듈, CDS 등), 배터리의 전류 및 전압 검출 센서, 부하의 전류 및 전압 검출 센서, 온도 검출 센서, 및 인체 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The sensor unit 160 may be a sensor for detecting sunrise and sunset (e.g., a solar module, a CDS, etc.), a battery current and voltage detection sensor, a load current and voltage detection sensor, a temperature detection sensor, And may include at least one or more.

상기 디스플레이부(170)는 본 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 동작 상태, 고장 및 진단 상태, 설정 기능, 및 상기 센서부를 통해 검출된 각종 데이터량 중 적어도 하나 이상을 표시한다.The display unit 170 displays at least one of an operation state, a failure and a diagnosis state, a setting function, and various data amounts detected through the sensor unit of the charge / discharge control apparatus for a new and renewable energy according to the present embodiment.

예컨대 상기 디스플레이부(170)는 엘이디(LED), 엘시디(LCD), 및 에프엔디(FND) 중 적어도 하나 이상의 디스플레이 수단을 포함할 수 있다. 다만 상기 디스플레이 수단을 한정하는 것은 아니다.For example, the display unit 170 may include at least one of an LED, an LCD, and an FND. However, the display means is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치가 충방전 시스템의 운영을 위한 기준 전압을 자동으로 선택하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.4 is a diagram illustrating a method for automatically selecting a reference voltage for operating a charge and discharge system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에서 상기 충방전 시스템(즉, ESS(Energy Storage System))은 배터리(예 : 12V 배터리)를 직렬로 연결하여, 24V, 36V, 48V 등으로 구성할 수 있다.In this embodiment, the charge / discharge system (i.e., ESS (Energy Storage System)) can be configured as 24V, 36V, 48V, etc. by connecting a battery (e.g., 12V battery) in series.

따라서 본 실시예에 따른 신재생에너지의 충방전 제어 장치의 제어부(130)는 충방전 시스템에 구성된 전압을 자동으로 검출한다.Accordingly, the control unit 130 of the charge / discharge controller of the new and renewable energy according to the present embodiment automatically detects the voltage of the charge / discharge system.

예컨대 상기 제어부(130)는 주기적으로 상기 배터리부(120)의 전압 검출 동작과 저장(즉, 충전) 동작을 반복적으로 수행하여 충방전 시스템에 구성된 전압을 검출한다. 이때 정격 전압(예 : 12V, 24V, 36V, 48V 등)의 92~120%의 범위를 기준으로 설정해 놓고, 상기 센서부(120)를 통해 검출된 배터리부(120)의 전압과 비교하여 시스템의 구성 전압을 결정한다. 즉, 상기 제어부(130)는 상기 배터리부(120)를 일정 시간 충전한 다음 검출된 전압이 미리 설정된 정격 전압의 범위를 벗어나는지 아닌지 여부에 따라 시스템의 구성 전압을 결정하는 것이다.For example, the control unit 130 periodically performs a voltage detection operation and a storage (i.e., charging) operation of the battery unit 120 to detect a voltage configured in the charge / discharge system. At this time, the range of 92 to 120% of the rated voltage (for example, 12V, 24V, 36V, 48V, etc.) is set as a reference, and compared with the voltage of the battery unit 120 detected through the sensor unit 120, Determine the configuration voltage. That is, the controller 130 determines the configuration voltage of the system according to whether or not the detected voltage is out of a predetermined rated voltage range after charging the battery unit 120 for a predetermined period of time.

상기와 같이 충방전 시스템의 구성 전압이 결정되면, 상기 제어부(130)는 상기 결정된 시스템의 구성 전압을 기준으로 출력부(140)에 연결된 부하에 대한 출력 전압을 조절한다.When the configuration voltage of the charging and discharging system is determined as described above, the controller 130 adjusts the output voltage of the load connected to the output unit 140 based on the determined voltage of the system.

도 5는 상기 도 3에 있어서, 상기 제1 출력부에 설정된 제1 모드(예 : 잉여 전력 사용 모드)의 동작을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for explaining the operation of the first mode (for example, the surplus power use mode) set in the first output unit in FIG. 3 in more detail.

도 5에 도시된 바와 같이, 발전부(110)를 통해서 전력 발전이 시작되면(S101의 예), 제어부(130)는 상기 발전부(110)에서 발전된 전력의 전압이 배터리부(120)에 저장(즉, 충전) 가능한 레벨인지 판단한다(S102).5, when the power generation is started through the power generation unit 110 (YES at S101), the control unit 130 stores the voltage of the power generated by the power generation unit 110 in the battery unit 120 (I.e., charging) is possible (S102).

상기 배터리부(120)에 저장(즉, 충전) 가능한 레벨(즉, 전압)은, 적어도 스위칭소자의 전압강하(예 : 0.6V), 선간저항의 전압강하(예 : 0.1V), 및 과방전 전압과 현재 배터리의 전압(예 : 13V)을 고려하여 설정된 전압 이상이다. 이에 따라 통상적으로 12V 배터리를 충전하기 위해서는 적어도 발전 전압이 13.7V 이상이어야 저장이 가능하다.The level (i.e., voltage) that can be stored (i.e., charged) in the battery unit 120 is determined by at least a voltage drop of the switching element (e.g., 0.6 V), a voltage drop It is more than the voltage set considering the voltage and the voltage of the present battery (for example, 13V). Therefore, in order to charge a 12V battery, it is usually required to store at least 13.7V or more.

상기 판단(S102) 결과에 따라, 상기 발전 전력의 전압이 배터리부(120)에 저장 가능한 레벨이 아니면(즉, 잉여 전력이면)(S102의 아니오), 상기 제어부(130)는 발전 전력을 저장하지 않고 제1 출력부(141)를 통해 곧바로 출력한다(S103).If the voltage of the generated power is not a level that can be stored in the battery unit 120 (that is, if it is a surplus power) (NO in S102), the controller 130 stores the generated power And immediately outputs it through the first output unit 141 (S103).

이에 따라 상기 제1 출력부(141)에 연결된 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)를 잉여 전력을 이용해 구동한다.Accordingly, a load connected to the first output unit 141 (for example, a battery regenerator, a sulfate remover, etc.) is driven by surplus power.

그러나 상기 판단(S102) 결과에 따라, 상기 발전 전력의 전압이 배터리부(120)에 저장 가능한 레벨이면(즉, 잉여 전력이 아니면)(S102의 예), 상기 제어부(130)는 발전 전력을 배터리부(120)에 저장한다(S104).However, if the generated power is at a level that can be stored in the battery unit 120 (i.e., is not a surplus power) (Yes in S102) (120) (S104).

한편 상기 발전 전력을 배터리부(120)에 저장하지 않고 제1 출력부(141)를 통해 곧바로 출력하는 경우, 즉, 상기 제1 출력부(141)에 연결된 부하(예 : 배터리 재생 장치, 황산염 제거 장치 등)를 잉여 전력을 이용해 구동하는 경우, 상기 제어부(130)는 기 지정된 시간 동안만 상기 제1 출력부(141)에 연결된 부하에 잉여 전력을 공급한다.Meanwhile, when the generated power is directly output through the first output unit 141 without being stored in the battery unit 120, that is, when the load connected to the first output unit 141 Apparatus, etc.) is driven by surplus power, the controller 130 supplies surplus power to the load connected to the first output unit 141 only for a predetermined period of time.

따라서 상기 제어부(130)는 상기 제1 출력부(141)를 통해 곧바로 출력한 전력이 기 지정된 시간을 경과하는지 체크한다(S105).Accordingly, the controller 130 checks whether the power output from the first output unit 141 immediately after the designated time elapses (S105).

상기 체크(S105) 결과에 따라, 상기 잉여 전력의 출력이 기 지정된 시간을 경과하면(S105의 예), 상기 제어부(130)는 상기 제1 출력부(141)를 통한 발전 전력(즉, 잉여 전력)의 출력을 중단한다(S106).When the output of the surplus power elapses the designated time (YES in step S105), the controller 130 determines that the generated power through the first output unit 141 (that is, the surplus power (S106).

그러나 상기 체크(S105) 결과에 따라, 상기 잉여 전력의 출력이 기 지정된 시간을 경과하지 않으면(S105의 아니오), 기 지정된 시간이 경과될 때까지 제1 출력부(141)를 통한 발전 전력(즉, 잉여 전력)을 계속 출력한다.However, according to the result of the check (S105), if the output of the surplus power does not pass the designated time (NO in S105), the generated power through the first output unit 141 , Surplus power).

상기와 같이 본 실시예는 배터리부(120)에 저장된 전력을 사용하는 것이 아니라, 상기 발전부(110)에서 생산된 전력을 곧바로 특정 부하에 공급하기 때문에 상기 배터리부(120)의 충방전 회수를 감소시킴으로써 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있으며, 또한 상시 전력 사용 모드로 설정된 제2 출력부(142)에 연결된 부하는 상시 모드로 동작시킴으로써 극한 환경에서 배터리의 작동 효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, in the present embodiment, instead of using the power stored in the battery 120, the power generated by the power generator 110 is directly supplied to the specific load, so that the number of times of charging and discharging the battery 120 And the load connected to the second output unit 142 set in the normal power use mode is operated in the normal mode, thereby improving the operating efficiency and reliability of the battery in an extreme environment. .

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, I will understand the point. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

110 : 발전부 120 : 배터리부
130 : 제어부 140 : 출력부
141 : 제1 출력부 142 : 제2 출력부
143 : 제3 출력부 150 : 조작부
160 : 센서부 170 : 디스플레이부110: power generation section 120: battery section
130: control unit 140: output unit
141: first output section 142: second output section
143: third output section 150:
160: sensor unit 170: display unit

Claims (10)

신재생에너지를 이용해 전력을 생산하는 발전부;
상기 발전부에서 생산한 전력을 저장하고, 저장된 전력을 제어부의 제어에 따라 출력부에 연결된 임의의 부하에 공급하는 배터리부; 및
적어도 하나 이상의 출력부에 각기 설정된 모드에 따라, 상기 발전부에서 생산된 전력의 흐름과 상기 배터리부에 저장된 전력의 흐름을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 어느 하나의 출력부에 설정된 모드가 잉여 전력 사용 모드인 경우, 상기 발전부에서 생산된 전력을 상기 배터리부에 저장하지 않고 곧바로 상기 어느 하나의 출력부에 연결된 부하에 공급하고,
상기 잉여 전력은, 상기 발전부에서 생산된 전력의 레벨이 미리 설정된 기준보다 낮아서 상기 배터리부에 저장할 수 없는 전력인 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.
A power generating unit that generates electricity using renewable energy;
A battery unit that stores power generated by the power generation unit and supplies the stored power to an arbitrary load connected to the output unit under the control of the control unit; And
And a control unit for controlling a flow of electric power produced by the power generation unit and a flow of electric power stored in the battery unit according to each mode set in at least one output unit,
Wherein,
The power generated by the power generation unit is directly supplied to a load connected to the one output unit without being stored in the battery unit when the mode set in any one of the output units is a redundant power use mode,
Wherein the surplus power is a power that can not be stored in the battery unit because the level of the power produced by the power generation unit is lower than a preset reference.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 미리 설정된 기준은,
스위칭소자의 전압강하, 선간저항의 전압강하, 및 과방전 전압과 현재 배터리의 전압을 고려하여 배터리의 정격 전압보다 더 높게 설정된 전압에서의 전력의 레벨인 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.
2. The method of claim 1,
A voltage drop of the switching element, a voltage drop of the line resistance, and a level of power at a voltage higher than a rated voltage of the battery in consideration of an overdischarge voltage and a voltage of the current battery. Device.
제 1항에 있어서, 상기 잉여 전력 사용 모드로 전력이 공급되는 부하는,
배터리 재생 장치, 및 배터리 전극에 발생된 황산염 제거를 위한 고압 고주파 펄스 발생 장치 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.
2. The power supply system according to claim 1, wherein the load,
A high-frequency high-frequency pulse generator for removing the sulfate generated in the battery electrode, and a high-frequency high-frequency pulse generator for removing the sulfate generated in the battery electrode.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 어느 하나의 출력부에 설정된 모드가 잉여 전력 사용 모드인 경우,
잉여 전력이 생산되는 구간에서 미리 지정된 시간 동안만 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.
The apparatus of claim 1,
When the mode set to any one of the output units is a surplus power use mode,
Wherein power is supplied only for a predetermined period of time in a region where surplus power is produced.
제 6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 잉여 전력을 미리 지정된 시간 동안만 공급하기 위하여 내부나 외부에 타이머;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.
7. The apparatus of claim 6,
Further comprising a timer inside or outside to supply the surplus power only for a predetermined period of time.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 잉여 전력 사용 모드가 설정된 어느 하나의 출력부에 연결된 부하를 상기 잉여 전력만으로 구동시킬 수 없을 경우에 상기 배터리부에 저장된 전력을 상기 어느 하나의 출력부에 연결된 부하에 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.
The apparatus of claim 1,
And the power stored in the battery unit can be supplied to a load connected to any one of the output units when the load connected to any one output unit in which the redundant power use mode is set can not be driven only by the surplus power. Charge / discharge control device for renewable energy.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 어느 하나의 출력부에 설정된 모드가 상시 전력 사용 모드인 경우,
상기 배터리부에 저장된 전력을, 과충전, 과방전, 및 미리 설정된 작동 환경 온도를 벗어난 상태가 아니면서 배터리에 충전 전력이 충분히 남아 있을 경우에, 24시간 동안 상기 어느 하나의 출력부에 연결된 부하에 100%로 공급하는 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.
The apparatus of claim 1,
When the mode set to any one of the output units is the normal power use mode,
The power stored in the battery unit is supplied to the load connected to any one of the output units for a period of 24 hours when the battery is left with a sufficient charging power without overcharging, overdischarging, % Of the total amount of the rechargeable battery.
제 9항에 있어서, 상기 상시 전력 사용 모드로 전력이 공급되는 부하는,
미리 설정된 작동 환경 온도를 벗어나는 극한 온도에서 배터리를 작동 환경 온도로 유지시키기 위한 가열 장치나 냉각 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생에너지의 충방전 제어 장치.10. The power saving apparatus according to claim 9, wherein the load,
And a heating device or a cooling device for maintaining the battery at an operating environmental temperature at an extreme temperature exceeding a preset operating environment temperature.

Images