KR101852161B1 - 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템, 그리고 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법 - Google Patents
태양광 발전, 축전 및 절체 시스템, 그리고 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101852161B1 KR101852161B1 KR1020160148486A KR20160148486A KR101852161B1 KR 101852161 B1 KR101852161 B1 KR 101852161B1 KR 1020160148486 A KR1020160148486 A KR 1020160148486A KR 20160148486 A KR20160148486 A KR 20160148486A KR 101852161 B1 KR101852161 B1 KR 101852161B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- unit
- power generation
- air
- storage
- Prior art date
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims description 9
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3646—Constructional arrangements for indicating electrical conditions or variables, e.g. visual or audible indicators
-
- G01R31/3682—
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
- G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
태양광 발전, 축전 및 절체 시스템 및 그 방법을 개시한다. 본 발명은 태양광발전기 및 축전지반 등을 포함하여, 축전지반 내 내부의 일정한 온도조절 및 전력공급 제공을 실시하고, 이를 사용자가 내, 외부에서 편리하게 자동 및 수동으로 제어할 수 있도록 하고, 태양광 발전기의 모듈트레이서를 통하여 태양광 발전의 효율을 극대화할 수 있도록 한다.
Description
본 발명은 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템 및 그 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 내부의 일정한 온도조절 및 전력공급 제공을 사용자가 내, 외부에서 편리하게 자동 및 수동으로 제어할 수 있도록 하고, 태양광 발전기의 모듈트레이서를 통하여 태양광 발전의 효율을 극대화할 수 있는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템과 이를 이용한 발전 및 축전, 절체 방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 및 태양열, 풍력 등의 환경 친화적인 대체에너지를 통하여 발전을 진행하는 경우, 각 가정 또는 건물에서 소규모로 설치되어 발전하게 되는 경우가 많은데 상기와 같이 소규모 발전을 실시하는 경우 발전된 전기를 다수의 축전기를 포함하는 축전지반에 축전한 뒤 사용하게 된다.
상기와 같은 축전지반은 일반적으로, 발전된 전기를 저장하는 하나 이상의 축전지와, 이러한 축전지를 일괄적으로 거치하여 보관할 수 있는 캐비닛으로 구성하게 된다.
상기와 같이 구성되는 축전지반에서 중요한 것은, 축전지를 보관하는 캐비닛 내부의 환경을 일정하게 유지하여 주는 것이다. 높은 수준의 전기에너지를 저장하게 되는 축전지는 축전 시에 열을 발산하게 되며, 이러한 축전지를 내부로 다수 개 수납해야 하는 만큼 축전지부의 캐비닛 내부 온도는 쉽게 가열된다. 그리고 가열된 내부 온도는 축전지에 영향을 미치게 되어 축전지를 파손시키거나 축전 효율을 저하시킬 수 있으며, 심각하게는 화재 발생의 가능성 또한 가지게 된다.
상기와 같은 축전지반의 내부 온도를 조절하기 위한 기술로서, 공개특허 10-2007-0070347호는 축전지 수납용 항온 캐비넷을 개시하고 있다. 상기의 공개특허는 외부와 내부에 각각 설치된 온도감지장치와, 전류의 흐름 여부와 방향을 결정하는 제어장치, 냉각 또는 가열 기능을 수행하는 열전소자를 이용하여 내부의 납축전지의 온도를 일정한 범위 안에서 유지시켜 납축전지 수명 연장 및 유지관리의 용이성을 제공하기 위한 축전지 수납용 항온 캐비넷을 제공하고 있다.
상기의 공개특허는 열전소자만을 이용하여 캐비넷 내부의 온도를 조절하는데, 이러한 방법으로 캐비닛 내부의 온도를 용이하게 조절할 수 있을 지에 대해서는 의문스럽다. 본 발명은 상기의 공개특허보다 더욱 진보되어, 열전소자를 가장 효율적으로 사용할 수 있도록 온도변화부 및 공기순환부를 더 추가하여 내부의 온도를 용이하고 편리하게 제어할 수 있도록 하고 있다. 또한 본 발명의 우선순위절체부를 통한 절체 우선순위에 따른 공급전원의 절체, 태양광발전기 솔라셀의 모듈트레이서 등은 상기 공개특허에서는 전혀 제공하고 있지 않다.
그 외에도 등록특허 10-0298348호는 기지국 열 조절 시스템 및 방법으로서, 메인챔버 및 배터리챔버를 가열 및 냉각할 수 있는 2단계 기지국 인클로저 열 조절 시스템 및 방법을 개시하고 있다. 상기 등록특허는 본 발명과는 그 용도 및 구성이 완전히 상이한 발명으로 판단된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 해결하여, 태양광 발전 시스템으로서 제어부를 갖춘 독립형 축전지반이 축전지반 내부의 온도조절, 전력공급의 절체 등을 자동 및 수동으로 조절할 수 있도록 하고, 또한 태양광 발전용 솔라셀에 모듈트레이서를 설치하여 상기 축전지반의 제어부가 모듈트레이서를 제어, 발전 효율을 극대화 할 수 있도록 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 제공하고, 또한 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법을 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,
태양광 발전, 축전 및 절체 시스템으로서 태양광으로부터 발전을 실시하는 하나 이상의 태양광발전기와, 상기 태양광발전기로부터 생산된 전력을 저장하고 분배하는 독립형 축전지반을 포함하고, 상기 독립형 축전지반은 각 구성요소들의 제어를 실시하는 제어부; 발전된 전력을 축전할 수 있는, 하나 이상의 배터리와 온도센서를 포함하는 배터리부; 상기 독립형 축전지반 내부의 온도를 조절하는 온도조절부; 상기 배터리부에서 축전된 전력을 각 사용처로 배분하여 전송하게 되는 우선순위절체부; 그리고 사용자가 상기 독립형 축전지반의 상태를 내부에서 확인할 수 있도록 축전지반 내부의 온도 및 전력 공급 현황 등을 가시적으로 제공할 수 있는 하나 이상의 디스플레이를 포함하고 있는 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 제공한다.
상기에서, 디스플레이는 적어도 둘 이상 구성되어, 그 중 적어도 하나의 디스플레이가 상기 축전지반의 내부에 설치되고, 적어도 하나 이상의 디스플레이가 상기 축전지반의 외부에 설치하여 내, 외부에서 사용자가 모두 확인할 수 있도록 한다.
상기에서, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템은 상기 제어부와 무선 연결되어, 상기 제어부가 제공하는 상기 축전지반의 내부 온도 및 전력 공급 현황 정보를 전송 받아 사용자가 가시적으로 확인할 수 있는 프로그램이 설치된 단말기를 더 포함할 수도 있다.
상기 제어부는 데이터의 연산처리에 필요한 연산기; 저장장치인 기억장치; 그리고 유, 무선 통신을 위한 통신부를 포함한다.
상기에서, 제어부의 저장장치에는 PWM제어를 통하여 배터리의 충전을 실시할 수 있는 PWM제어 프로그램이 설치되어 배터리 충전 시 사용한다.
상기에서, 온도조절부는 내부의 공기 온도를 변화시킬 수 있는 하나 이상의 온도변화부; 상기 온도변화부를 통하여 온도가 변화된 공기를 순환시킬 수 있는 하나 이상의 공기순환부; 그리고 하나 이상의 외부배출팬을 포함한다.
상기에서, 공기순환부는 상기 온도변화부에 의해 온도가 변화된 공기를 이송할 수 있도록 하는 통로인 공기순환통로; 상기 공기순환통로의 측면부에 형성되어, 상기 공기순환통로 내부에서 흐르던 공기가 다시 상기 축전지반의 내부로 분출될 수 있도록 하는 하나 이상의 배출구; 그리고 상기 공기순환통로의 내측면에 설치되는 하나 이상의 공기가림막을 포함한다.
상기에서, 공기순환통로는 상기 축전지반의 외부격벽에 부착 설치되고, 또한 상기 축전지반의 문짝을 제외한 좌, 우측면 및 후면부에 둘러서 'ㄷ'자 형태가 되도록 설치하는 것이 바람직하다.
상기에서, 배출구는 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 공기가림막은 상기 각각의 배출구의 앞쪽에 배치하여 고정 설치하는 것이 바람직하다.
상기에서, 공기순환통로는 내부가 비어 있는 삼각기둥 형태로 형성되고, 상기 배출구는 상단배출구 및 하단배출구가 한 쌍이 되어, 각각 상기 삼각기둥 형태로 형성된 공기순환통로의 상단면, 하단면 면상에 각각 형성하는 것이 바람직하다.
상기에서, 온도변화부는 내부공기 온도를 변화시킬 수 있도록 하는 열전소자; 상기 열전소자의 일측에 부착 설치되는 인입방열판; 상기 인입방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 인입팬; 상기 열전소자의 타측에 부착 설치되는 보조방열판; 그리고 상기 보조방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 보조팬을 포함한다.
상기에서, 인입방열판은 보조방열판보다 더 크게 형성되고, 상기 인입팬은 상기 보조팬에 비해 송풍 용량이 더 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기에서, 인입팬의 돌출된 부분과 온도변화부 내부격벽 사이로는 단열재를 충진하는 것이 바람직하다.
상기에서, 태양광발전기는 발전을 실시하는 솔라셀; 상기 솔라셀을 지지하는 기둥; 그리고 상기 기둥의 일측단과 회전 가능하도록 연결 설치되어, 상기 기둥의 타측단에 고정 설치되어 있는 상기 솔라셀을 회전시킬 수 있도록 하는 모듈트레이서를 포함한다.
상기에서, 모듈트레이서는 상기 기둥의 일측단에 설치되어, 상기 기둥 및 이와 연결된 솔라셀을 움직이게 할 수 있는 트레이싱모터와, 상기 트레이싱모터의 움직임 기준이 되는 시간을 측정하는 시간측정기를 포함한다.
상기에서, 시간측정기는 모래시계와 상기 모래시계 내부의 시간측정용 입자의 압력을 측정하여 시간을 계산할 수 있는 압력센서를 포함하여 시간을 측정하는 것이 바람직하다.
상기의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 이용하여 생산된 전기를 축전한 축전지반의 내부 온도를 일정하게 유지하는 방법으로서,
상기 온도센서가 실시간으로 상기 축전지반의 내부온도값(tc)을 측정하여, 이를 실시간으로 제어부에 전송하는 온도측정단계(S1-1);
상기 단계(S1-1)에서, 상기 내부온도값(tc)이 상기 제어부 내에서 이미 입력되어 있는 내부온도 최소값(tc.min) 미만이거나 내부온도 최대값(tc.max)을 초과한 상태이면, 상기 제어부가 상기 온도변화부 내 상기 열전소자에 전류를 공급하여 동작시키는 열전소자 동작단계(S1-2);
상기 단계(S1-2) 후, 상기 제어판이 상기 인입팬 및 보조팬을 동작시키는 공기순환단계(S1-3);
상기 단계(S1-3)이후 측정된 상기 내부 온도값(tc)이 상기한 내부온도 최소값(tc.min) 이상 내부온도 최대값(tc.max) 이하의 범위에 속하면, 상기 열전소자 및 인입팬의 동작을 중단시키는 내부공기 인입중단단계(S1-4);
상기 단계(S1-4) 이후, 상기 제어부(200)가 상기 열전소자온도(th)를 측정하는 열전소자온도 측정단계(S1-5);
상기 단계(S1-5) 결과 상기 열전소자온도(th)가 정해진 열전소자온도 최소값(th.min) 이상 열전소자온도 최대값(th.max) 이하의 범위 안에 진입하면, 상기 보조팬(315)의 동작을 중단시키는 열전소자동작 중지단계(S1-6)를 실시하여 상기 충전지반의 내부 온도를 일정하게 유지한다.
상기에서. 상기열전소자 동작단계(S1-2)에서 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최소값(tc.min) 미만이라면 상기 열전소자는 가열되고, 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최대값(tc.max)을 초과하면, 상기 열전소자는 냉각시키도록 한다.
상기의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 이용하여 생산된 전기를 절체시키는 방법으로서,
상기 배터리부의 축전 가능한 최대전압(V.Max)을 100%로 하고, 완전 방전상태를 0%로 한 전압 구간을 적어도 셋 이상의 구획으로 나누어 설정한 상태에서,
상기 제어부가 상기 배터리부의 전압(V)을 측정하였을 때 측정된 전압이 상기 최대전압(V.Max)을 포함한 제1구간에 위치하면, 연결된 모든 사용처에 전력을 공급하는 전력공급단계(S2-1);
상기 단계(S2-1)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제1구간을 벗어나 제2구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 가장 낮은 사용처의 전력공급을 차단하는 첫번째 절체단계(S2-2); 그리고
상기 단계(S2-2)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제2구간을 벗어나 제3구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 두 번째로 낮은 사용처의 전력을 차단하는 두번째 절체단계(S2-4)를 실시하여 순차적으로 절체를 실시한다.
상기에서, 상기 단계들(S2-2, S2-4)에서 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 현재의 구간을 벗어나 전압 % 상태가 더 높은 구간으로 복귀하게 되면, 해당 단계 전에 절체된 사용처의 절체를 복구시켜 다시 전력을 공급하는 절체복구단계(S2-3)를 실시할 수 있다.
상기에서, 상기 전압 구간이 적어도 4개 이상의 구획으로 나누어 설정되어 있을 때, 상기 제어부가 최우선순위로 설정된 사용처를 제외한 나머지 사용처를 모두 절체하는 최종절체단계(S2-6); 그리고 상기 단계(S2-6)에 따라 최우선순위 사용처를 제외한 나머지 사용처가 모두 절체되었음을 상기 하나 이상의 디스플레이에 통보하도록 하는 상황전송단계(S2-7)를 더 실시할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 충전지반 내부의 일정한 온도조절 및 전력공급 제공을 사용자가 내, 외부에서 편리하게 자동 및 수동으로 확인 및 필요시 제어할 수 있도록 하고, 태양광 발전기의 모듈트레이서를 통하여 태양광 발전의 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템의 구조도.
도 2는 본 발명의 충전지반의 내부 평면 구조도.
도 3은 본 발명의 온도변화부의 구조도.
도 4는 본 발명의 충전지반 내 온도 조절 순서도.
도 5는 본 발명의 충전지반 내 절체 제어 순서도.
도 6은 본 발명의 충전지반 내 절체 전압 구간 개략도.
도 7은 본 발명의 태양광발전기의 구조도.
도 2는 본 발명의 충전지반의 내부 평면 구조도.
도 3은 본 발명의 온도변화부의 구조도.
도 4는 본 발명의 충전지반 내 온도 조절 순서도.
도 5는 본 발명의 충전지반 내 절체 제어 순서도.
도 6은 본 발명의 충전지반 내 절체 전압 구간 개략도.
도 7은 본 발명의 태양광발전기의 구조도.
이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 실시와 이해를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 특허등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템(1000)의 구조도이다. 이하에서는 도 1을 통하여 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템(1000)의 구성요소에 대하여 설명한다.
설명에 앞서, 도 1에서 굵은 실선 화살표는 전력의 이동 방향을 나타낸 것이며, 가는 점선 화살표는 유, 무선 통신을 통한 제어의 방향을 나타낸 것이다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템(1000)은 실제로 태양광으로부터 발전을 실시하는 태양광발전기(600)와, 상기 태양광발전기(600)로부터 생산된 전력을 저장하고 분배하는 독립형 축전지반(10)을 포함한다.
상기 독립형 축전지반(10)에 대해 설명하면, 상기 독립형 축전지반(10)은 우선 발전된 전력을 축전할 수 있는 배터리부(100), 각 구성요소들의 제어를 실시하는 제어부(200), 상기 독립형 축전지반(10) 내부의 온도를 조절하는 온도조절부(300), 상기 배터리부(100)에서 축전된 전력을 각 사용처(E1~E4)로 배분하여 전송하게 되는 우선순위절체부(400), 그리고 사용자가 상기 독립형 축전지반(10)의 상태를 내부에서 확인할 수 있도록 축전지반(10) 내부의 온도 및 전력 공급 현황 등을 가시적으로 제공할 수 있는 내측디스플레이(510)를 포함한다.
그리고 상기 독립형 축전지반(10)의 외부에도 하나 이상의 외측디스플레이(520)가 설치되어, 상기 제어부(200)가 제공하는 상기 축전지반(10)의 내부 온도 정보 및 전력 공급 현황 정보 등을 전송 받아 사용자가 확인할 수 있도록 가시적으로 제공한다.
또한 상기 사용자가 소유 또는 소지하고 있는 단말기(530) 상에도, 프로그램을 설치하여 상기 제어부(200)와 무선 연결될 수 있고, 이를 통하여 상기 제어부(200)가 제공하는 상기 축전지반(10)의 내부 온도 정보 및 전력 공급 현황 정보 등을 전송 받아, 사용자가 자신의 단말기(530)를 통해서 이를 확인할 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이 및 단말기(510, 520, 530)는 상기 축전지반(10)의 내부 온도 및 전력 공급 현황 등을 제공할 뿐 아니라, 사용자가 상기 디스플레이 및 단말기(510, 520, 530) 중 어느 하나를 조작하여 상기 축전지반(10) 내 설정 온도 또는 절체 우선순위의 설정 및 수동 절체 등을 직접 조작할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 독립형 축전지반(10) 내부의 구성요소에 대하여 더 자세히 설명하면, 우선 상기 배터리부(100)는 하나 이상의 배터리(#1~#6)를 포함하는데, 이때 배터리의 수는 축전 용량 등을 고려하여 사용자가 정하면 된다. 이러한 상기 배터리는 종래에 일반적으로 사용하는 대용량 축전용 배터리를 사용하면 된다.
그리고 상기 배터리부(100)는 하나 이상의 온도센서(110)를 포함하는데, 상기 온도센서(110)는 상기 독립형 축전지반(10)의 내부 온도를 실시간으로 측정하여, 측정한 내부 온도 정보를 상기 제어부(200)에 제공한다.
상기 제어부(200)는 상기 온도조절부(300), 우선순위절체부(400), 태양광발전기(600)를 제어하는 역할을 하며, 이를 위하여 데이터의 연산처리에 필요한 연산기(210), 저장장치인 기억장치(220), 유, 무선 통신을 위한 통신부(230)를 적어도 하나 이상 포함한다. 이러한 상기 제어부(200)의 구성은 종래에 일반적으로 사용하는 MCU(Micro Controller Unit)를 통해서도 확보할 수 있으므로, 종래의 MCU를 사용하여 상기 제어부(200)를 구성할 수도 있다.
그리고 상기 제어부(200)의 저장장치(220)에는 상기 제어부(200)의 제어 기능에 필요한 프로그램들이 설치될 수 있는데, 특히 상기 저장장치(220)에는 상기 태양광발전기(600)에서 발전한 전력을 상기 배터리부(100) 내 배터리(#1~#6)에 용이하게 축전할 수 있도록 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조)제어를 실시하여야 하는 PWM제어 프로그램(240)이 설치되고, 상기 제어부(200)에는 상기 PWM제어 프로그램(240)에 필요한 기타 물리적인 전기장치들을 더 포함할 수 있다.
상기에서, 일반적으로 다양하게 사용되고 있는 전압 및 전류의 제어방식 및 축전방식 중 PWM제어를 선택하여 사용하는 이유는, 상기 PWM제어 방식이 전압 기반의 제어방식으로서 축전 상태에 따라 전압의 온(ON)/오프(OFF)의 비율을 다르게 하여 전압이 기준치보다 낮으면 온(ON)의 비율을 100%에 가깝게 제어하고, 전압이 기준치에 가까워질수록 상기 온(ON)의 비율을 0%에 가깝게 제어하는 제어 방식으로서, 상기 배터리부(10)의 축전에 가장 적합한 방식으로 판단되었기 때문이다.
그리고 상기 온도조절부(300)는 상기 독립형 축전지반(10)의 내부 온도를 조절하기 위한 것으로, 내부의 공기 온도를 변화시킬 수 있는 하나 이상의 온도변화부(310), 그리고 상기 온도변화부(310)를 통하여 변화된 공기들을 순환시키도록 하는 하나 이상의 공기순환부(320), 그리고 상기 내부의 공기를 배출하여 환기시킬 수 있는 하나 이상의 외부배출팬(330)을 포함한다.
그리고 상기 우선순위절체부(400)는 상기 배터리부(100)에서 축전되어 있는 전력을 각 사용처(E1~E4)로 분배하는 역할을 하며, 분전반(410) 및 인버터(420)로 구성된다. 상기 분전반(410) 및 인버터(420)는 기존에 잘 알려진 전기 부품들로 동작 또한 일반적이기에 설명은 생략한다. 여기에서, 절체(Switchover)를 실제로 실시하는 구성요소는 분전반(410)이 된다.
그리고 내측디스플레이(510)의 역할을 상술한 바와 같다. 사용자에게 정보를 가시적으로 제공하는 기능은 종래의 LED, LCD디스플레이 또는 LED등이나 디지털 출력 모듈 등을 이용하여 구현하면 된다.
도 2는 상기 축전지반(10)의 평면 구조도이고, 도 3은 상기 온도변화부(310)의 구조도이다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 통하여 상기 온도조절부(300)의 구체적인 구성요소 및 동작, 그리고 이를 통하여 상기 축전지반(10)의 내부 온도를 조절하는 방법에 대하여 설명한다.
설명에 앞서, 도 2 및 도 3에서 점선 화살표는 상기 축전지반(10) 내부에서 필요로 하는 온도보다 높거나 또는 낮은 이상온도 공기(E-A)를 뜻하며 화살표는 그 흐름을 뜻한다. 또한 상기 실선 화살표는 상기 이상온도 공기(E-A)가 상기 온도변화부(310)에 의해 냉각 또는 가열되어 상기 축전지반(10)의 내부의 동작에 적합한 온도로 변화된 정상온도 공기(O-A)를 뜻하며 화살표는 그 흐름을 뜻한다.
우선 도 2를 통하여 상기 공기순환부(320)의 구체적인 구성요소 및 설치형태에 대해 설명하면, 우선 상기 공기순환부(320)는 상기 축전지반(10)의 내부에 설치하며, 구체적으로는 상기 온도변화부(310)와 연결 설치되어, 상기 온도변화부(310)에 의해 변화된 정상온도 공기(O-A)를 이송할 수 있도록 하는 통로인 공기순환통로(321), 상기 공기순환통로(322)의 측면부에 형성되어, 상기 공기순환통로(321) 내부에서 흐르던 정상온도 공기(O-A)가 다시 상기 축전지반(10)의 내부로 분출될 수 있도록 하는 하나 이상의 배출구(322), 그리고 상기 배출구(322)의 주변에 설치되어, 상기 정상온도 공기(O-A)의 흐름을 일정 부분 방해함으로서 상기 배출구(322)로 상기 정상온도 공기(O-A)가 배출되는 것을 돕는 하나 이상의 공기가림막(323)을 포함한다.
그리고 바람직하게는, 상기 공기순환통로(321)는 상기 축전지반(10)의 외부격벽(11)에 부착 설치하며, 또한 상기 축전지반(10)의 문짝(12)을 제외한 좌, 우측면 및 후면부에 둘러서 설치하여, 'ㄷ'자 형태가 되도록 설치한다. 이는 상기 정상온도 공기(O-A)가 상기 축전지반(10)의 내부에 전체적으로, 또한 신속하게 전파될 수 있도록 하기 위함이다.
또한 상기 배출구(322) 또한 일정 간격을 두고 상기 공기순환통로(321) 내에 여러 개 형성하는 것이 바람직하며, 또한 상기 공기가림막(323)은 상기 각각의 배출구(322)의 앞쪽에 배치하여 고정 설치하는 것이 바람직하다.
상기 공기순환통로(321) 및 배출구(322)에 대해 더 설명하면, 도 2의 A-A단면도를 통해 확인할 수 있듯이, 상기 공기순환통로(321)는 상기 축전지반의 격벽(11)을 하나의 변으로 하는, 내부가 비어 있는 삼각기둥 형태로 형성되며, 또한 상기 배출구(322) 또한 상단배출구(322a) 및 하단배출구(322b)가 한 쌍이 되어, 각각 상기 삼각기둥 형태로 형성된 공기순환통로(321)의 상단면, 하단면 면상에 각각 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 상기 공기순환통로(321)가 내부로 정상온도 공기(O-A)가 흐를 수 있도록 내부가 비어 있는 삼각기둥 형태로 형성되어 한쪽 변을 상기 축전지반 격벽(11)이 되도록 부착 설치하고, 나머지 변에 한 쌍의 배출구(322)를 각각 형성함으로서, 상기 정상온도 공기(O-A)가 상기 배터리부(100)의 내부로 보다 빠르게 확산될 수 있도록 할 수 있다.
상기 도 2에서의 이상온도 공기(E-A)를 냉각 또는 가열하여 정상온도 공기(O-A)로 변환하고, 또한 상기 두 공기(E-A, O-A)의 흐름을 형성하는 역할을 상기 온도변화부(310)가 담당한다. 도 3은 상기 온도변화부(310)의 구조도이다. 이하에서는 도 3을 통하여 상기 온도변화부(310)의 구성 및 동작에 대해 설명한다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 온도변화부(310)는 상기 축전지반(10)의 격벽(11) 상에 설치되며, 상술한 바와 같이 상기 공기순환통로(321)의 양 측과 연결된다.
그리고 상기 온도변화부(310)는 실제로 상기 이상온도 공기(E-A)의 온도를 변화시킬 수 있도록 하는 열전소자(311)를 포함하며, 상기 열전소자(311)의 일측에 인입방열판(313)이 부착 설치되고, 또한 상기 인입방열판(313) 상에는 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 인입팬(312)이 거치되어 설치된다.
또한 상기 열전소자(311)의 타측으로는 또한 보조방열판(316)이 부착 설치되고, 또한 상기 보조방열판(316) 상에는 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 보조팬(315)이 거치되어 설치된다.
여기서, 상기 인입방열판(313) 및 보조방열판(316)은 종래에 일반적으로 사용하는 구리나 알루미늄 재질 등의 방열판을 사용하면 되며, 또한 상기 인입팬(312) 및 보조팬(315) 또한 종래의 송풍팬이나 방열팬을 사용하면 된다. 다만, 효율을 위하여 상기 인입방열판(313)의 크기를 상기 보조방열판(316)보다 더 큰 것을 사용하는 것이 바람직하고, 송풍 용량 또한 상기 인입팬(312)이 상기 보조팬(315)에 비해 송풍 용량이 더 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성요소들의 설치 형태에 대해 설명하면, 상기 열전소자(311)는 우선 상기 축전지반의 격벽(11)에 형성되어 있는 구멍 상에 끼워진 후 움직이지 않게 부착 설치된다.
또한 나머지 구성요소의 설치를 위하여, 상기 격벽(11) 중 공기순환통로(321)가 설치된 부분에 부착 설치되며, 또한 상기 공기순환통로(321)의 외주면에 형성된 홀에 상기 인입팬(312)이 설치된다. 그리고 상기 공기순환통로(321)의 외주면상으로는 상기 인입팬(312)과 일정 거리를 두고 상기 온도변화부 내부격벽(312)이 형성된다. 그리고 상기 인입팬(312) 및 열전소자(311)와 상기 온도변화부 내부격벽(312) 사이 벌어진 공간으로는 단열재(314)를 충진한다. 상기와 같은 형태로 상기 인입방열판(313) 및 인입팬(312)을 설치함으로서, 상기 이상온도 공기(E-A)가 바깥으로 새어나가지 않고 온전히 상기 인입팬(312)을 통해 인입되어 상기 인입방열판(313)에 전달될 수 있도록 한다.
그리고 상기 보조방열판(316) 및 보조팬(315)의 설치를 위하여, 상기 축전지반 격벽(11) 외부쪽으로 온도변화부 외부격벽(13)이 설치된다.
상기 외부격벽(13)은 상기 열전소자(311)를 고정하고 또한 외부의 장애물 또는 환경적 요인으로부터 상기 열전소자(311) 및 상기 보조방열판(316), 보조팬(315)을 보호하기 위한 것으로 환기를 위하여 하나 이상의 환기구멍(14)이 형성될 수 있다.
또한 상기 보조방열판(316) 및 보조팬(315)은 상기 열전소자(311)의 과열 또는 과냉각으로부터 상기 열전소자(311)를 보호하기 위한 것으로 이는 일반적인 방열판 및 방열팬의 기능과 동일하기에 이에 대한 설명은 생략한다.
상기와 같은 공기순환부(320) 및 온도변화부(310)의 동작을 바탕으로, 이하에서는 도 4를 통하여 본 발명의 축전지반(10)이 내부의 온도를 순환시키는 단계에 대하여 설명한다. 도 4는 상기 축전지반(10)이 내부의 온도를 일정하게 유지하도록 하는 단계를 나타낸 순서도이다.
우선 상술한 바와 같이, 온도센서(110)는 실시간으로 상기 축전지반(10)의 내부온도값(tc)을 측정하여, 이를 실시간으로 제어부(200)에 전송하는 온도측정단계(S1-1)를 실시한다. 만약 상기 내부온도값(tc)이 상기 제어부(200) 내에서 이미 입력되어 있는 내부온도 최소값(tc.min) 이상 내부온도 최대값(tc.max) 이하의 범위 안에 있다면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도는 정상이므로 상기 온도조절부(300)가 동작할 필요가 없다.
만약 상기 내부온도값(tc)이 상기한 범위를 벗어나면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 정상이 아니라는 것을 뜻하므로, 상기 제어부(200)는 이를 감지하고 상기 온도변화부(310)의 동작을 실시하기 위해 상기 열전소자(311)에 전류를 공급하여 동작시키는 열전소자 동작단계(S1-2)를 실시한다.
여기서, 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최소값(tc.min) 미만이라면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 지나치게 낮다는 것을 의미하므로, 상기 열전소자(311)는 가열된다.
마찬가지로, 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최대값(tc.max) 초과라면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 지나치게 높다는 것을 의미하므로, 상기 열전소자(311)는 냉각되어야 할 것이다.
상기와 같이 열전소자 동작단계(S1-2)를 통하여 열전소자가 가열 또는 냉각되었다면, 이에 영향을 받아 상기 인입방열판(313) 또한 따라서 가열 또는 냉각될 것이다. 이때 상기 제어판(200)은 상기 인입팬(312) 및 보조팬(315)을 동작시키는 공기순환단계(S1-3)를 실시한다. 상기 단계(S1-3)를 실시함으로서, 상기 인입팬(312)은 축전지반(10) 내부의 이상온도 공기(E-A)를 흡기하여 상기 인입방열판(313)에 전달하게 된다. 이렇게 함으로서 지나치게 가열 또는 냉각되어 있던 상기 이상온도 공기(E-A)는 상기 인입팬(312)과 인입방열판(313)을 지나치면서 냉각되거나 또는 가열되어, 정상온도 공기(O-A)로 변환되고, 상기 인입팬(312)의 구동 압력에 의하여 상기 공기순환통로(321)를 따라 이송, 상술한 바와 같이 상기 여러 개의 배출구(322)를 통하여 상기 축전지반(10) 내부로 다시 배출됨으로서, 상기 축전지반(10)의 내부 온도값(tc)이 정상으로 복귀할 수 있도록 하는 것이다.
그리고 상기 보조팬(315)은 상기 열전소자(311)가 지나치게 과열되거나 과냉각되는 것을 방지하기 위하여 작동한다.
상기와 같은 동작에 의하여, 상기 축전지반(10)의 내부 온도값(tc)이 상기한 내부온도 최소값(tc.min) 이상 내부온도 최대값(tc.max) 이하의 범위로 다시 돌아왔다면, 상기 열전소자(311) 및 인입팬(312)의 동작을 중단시키는 내부공기 인입중단단계(S1-4)를 실시한다.
이때, 상기 열전소자(311)는 전류를 차단하여 동작을 중단시키더라도 아직까지 냉각 또는 과열되어 있을 것이므로, 상기 보조팬(315)은 상기 단계(S1-4) 후에도 동작할 수 있다. 이때 열전소자(311)에는 별도의 센서를 설치하여, 상기 열전소자(311)의 온도를 측정하거나 또는 설치된 열전소자(311)의 이미 계산된 투입전력 대비 온도변화를 이용하여 온도를 예측할 수 있는데, 상기 제어부(200)는 상기 열전소자온도(th)를 측정하는 열전소자온도 측정단계(S1-5)를 실시하고, 상기 열전소자온도 측정단계(S1-5) 결과 상기 열전소자온도(th)가 정해진 열전소자온도 최소값(th.min) 이상 열전소자온도 최대값(th.max) 이하의 범위 안에 진입하면, 상기 보조팬(315)의 동작을 중단시키는 열전소자동작 중지단계(S1-6)를 실시하여 상기 온도변화부(310)의 동작을 끝냄으로서, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 조절될 수 있게 된다.
도 5는 상기 제어부(200)가 상기 우선순위절체부(400)를 이용하여 상기 배터리부(100)의 전력을 분배 또는 절체하는 과정을 나타낸 순서도이며, 도 6은 상기 배터리부의 최대전압(V.max)을 100%로 하여, 완전방전 상태인 0%부터 최대전압(V.max) 상태인 100%까지의 전압 범위를 4개의 구간으로 나눈 것을 도시한 개략도이다. 이하에서는 도 5 및 도 6을 통하여 상기 축전지반(10)의 전력 공급 및 절체에 대하여 설명한다.
설명에 앞서, 도 6에서는 그 구간을 4개의 구간으로 하였지만, 이는 사용자의 필요에 따라서 임의대로 설정하면 된다. 적어도 2개 이상의 구간으로 설정하면 되는데, 3개 이상의 구간으로 하는 것이 우선순위 절체를 구현하는 데 바람직하다.
또한 설명에 앞서, 상기 도 1에 도시된 각 사용처(E1~E6)의 우선순위는 E1이 가장 필수적인 시설로 우선순위가 가장 높고, 그 다음으로 E2, E3, E4, E5 순으로 우선순위가 높으며, E6이 가장 우선순위가 낮은 것을 일예시로 하여 설명하기로 한다.
도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 제어부(200)는 전력 공급의 요청이 있을 때, 각 사용처(E1~E6)에 전력을 공급하는 전력공급단계(S2-1)를 실시한다.
상기 전력공급단계(S2-1)에서, 상기 제어부(200)는 상기 배터리부(100) 내 전압(V)을 측정하는데, 상기 전압(V)이 제1구간에 있을 경우, 즉 상기 전압(V)이 1단계 절체전압(V.Lv1) 이상 최대전압(V.Max) 이하에 위치하여 있을 경우에는 상기 전압(V)이 충분하여 절체할 필요가 없으므로 상기 배터리부(100)는 각 사용처 전원(E1~E6)에 전력을 공급한다.
상기 단계(S2-1)를 지속적으로 진행하게 되면, 상기 전압(V)은 상기 태양광발전기(600)로부터 추가적으로 전력이 공급되지 않게 되면 줄어들게 되어, 제2구간으로 진입하게 된다. 상기 제2구간은 2단계 절체전압(V.Lv2) 이상 1단계 절체전압(V.Lv1) 미만의 구간이다.
상기 전압(V)이 제2구간에 진입하면, 상기 제어부(200)는 우선순위가 가장 낮은 사용처(E6)의 전력공급을 차단하는 첫번째 절체단계(S2-2)를 실시한다. 이때 절체는 상기 분전반(410)에서 실시할 수 있으므로, 상기 제어부(200)는 상기 분전반(410) 내 상기 사용처(E6)와 연결된 전력선의 절체스위치를 동작시킴으로서 상기 절체 기능을 수행할 수 있다.
상기 단계(S2-2)가 실시되고 있는 상태에서, 상기 전압(V)이 제2구간을 벗어나게 되는 경우는 두 가지가 있게 되는데, 상기 전압(V)이 추가적인 전력의 공급으로 증가하여 상기 1단계 절체전압(V.Lv1) 이상이 되면, 상기 절체된 사용처(E6)의 절체를 복구시켜 다시 전력을 공급하는 첫번째 절체복구단계(S2-3)를 실시한 뒤 다시 전력공급단계(S2-1)로 복귀한다.
그리고 상기 전압(V)이 지속적으로 감소하여 상기 2단계 절체전압(V.Lv2) 미만이 되면, 상기 전압(V)은 3단계 절체전압(V.Lv3) 이상 2단계 절체전압(V.Lv2) 미만의 제3구간에 속하게 되고, 이에 따라 우선순위가 두 번째로 낮은 사용처(E5)의 전력을 차단하는 두번째 절체단계(S2-4)를 실시한다.
상기 단계(S2-4)가 실시되고 있는 상태에서, 상기 전압(V)이 제3구간을 벗어나게 되는 경우는 마찬가지로 두 가지가 있게 되는데, 상기 전압(V)이 추가적인 전력의 공급으로 증가하여 상기 2단계 절체전압(V.Lv2) 이상이 되면, 상기 절체된 사용처(E5)의 절체를 복구시켜 다시 전력을 공급하는 두번째 절체복구단계(S2-5)를 실시한다. 이때 상기 두 번째 절체복구단계(S2-5) 실시 후에도 상기 우선순위가 가장 낮은 사용처(E6)는 여전히 절체되어 있는 상태이므로, 상기 제어부(200)는 지속적으로 상기 전압(V)을 측정하여 상기 첫번째 절체복구단계(S2-3)의 실시 여부를 결정하면 된다.
그리고 상기 전압(V)이 지속적으로 감소하여 상기 3단계 절체전압(V.Lv2) 미만이 되면, 상기 전압(V)은 3단계 절체전압(V.Lv3) 미만의 제4구간에 속하게 되고, 이는 상기 전압(V)이 거의 고갈되었음을 의미한다. 여기서 상기 사용처(E1~E6) 중 최우선순위 사용처(E1)은 가장 필수적인 사용처로 전력공급이 중단되면 안 돼는 시설이라고 가정한다면, 상기 전압(V)을 최대한 아껴서 상기 최우선순위 사용처(E1)에게만 전력을 공급하는 것이 바람직할 것이다. 따라서 상기와 같이 전력공급이 중단되면 안 돼는 필수적인 사용처(E1)가 최우선순위로 설정되어 있을 경우, 상기 제어부(200)는 상기 최우선순위 사용처(E1)를 제외한 나머지 사용처(E2~E4)를 모두 절체하는 최종절체단계(S2-6)를 실시한다. 그리고 상기 최종절체단계(S2-6)에 따라 최우선순위 사용처(E1)를 제외한 나머지 사용처가 모두 절체되었음을 상기 디스플레이(510, 520, 530)에 통보하도록 하는 상황전송단계(S2-7)를 실시한다. 상기와 같이 상황전송단계(S2-7)를 실시하면 상황을 전송 받은 사용자가 적절한 조치를 하여 상기 전압(V)을 복구시키면 된다.
도 7은 상기 태양광발전기(600)의 내부 구조도이다. 이하에서는 상기 제어부(200)가 상기 태양광발전기(600)를 동작시키는 구조에 대하여 설명한다.
도 7에서 도시된 바와 같이, 상기 태양광발전기(600)는 일반적인 구성요소인 발전용 솔라셀(601)과 상기 솔라셀(601)을 지지하는 기둥(602)을 포함하며, 또한 상기 태양광발전기(600) 내부로는 상기 기둥(602)의 일측단과 회전 가능하도록 연결 설치되어, 상기 기둥(602)의 타측단에 고정 설치되어 있는 솔라셀(601)을 회전운동시킬 수 있도록 하는 모듈트레이서(610)가 추가적으로 설치된다.
상기 모듈트레이서(610)는 상술한 바와 같이 상기 기둥(602)의 일측단에 설치되어, 상기 기둥(602) 및 이와 연결된 솔라셀(601)을 움직이게 할 수 있도록 하는 트레이싱모터(611)와, 상기 트레이싱모터(611)의 움직임 기준이 되는 시간을 측정할 수 있도록 하는 시간측정기(612)를 포함한다.
이때, 상기 시간측정기(612)는 모래시계와 상기 모래시계 내부의 시간측정용 입자의 압력을 측정하여 시간을 계산할 수 있는 압력센서를 포함하여, 상기 모래시계의 동작에 따라 시간을 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 모래시계를 동작시킴으로서, 상기 트레이싱모터(611)가 움직임 기준이 되는 시간에 따라 상기 솔라셀(601)를 일정 각도로 회전시킬 수 있도록 하고, 또한 미리 설정된 동작정지시간이 지나면 상기 솔라셀(601)이 원점으로 복구할 수 있도록 한다. 또한 상기 모래시계는 상기 움직임 기준이 되는 시간이 지나면 자동으로 회전하여 시간 측정하도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 시간측정기(612)가 시간을 측정하게 되면, 상기 측정한 시간값이 상기 제어부(200)에 전달되고, 상기 제어부(200)는 상기 측정된 시간값 및 날씨 정보를 토대로 하여 상기 트레이싱모터(611)를 구동시킨다. 상기 트레이싱모터(611)의 구동에 따라, 상기 솔라셀(601)은 태양광을 최대로 제공받을 수 있는 방향 및 각도를 유지할 수 있게 된다.
100 : 배터리부. 110 : 온도센서.
200 : 제어부. 210 : 연산기.
220 : 기억장치. 230 : 통신부.
240 : PWM제어 프로그램. 300 : 온도조절부.
310 : 온도변화부. 311 : 열전소자.
312 : 인입팬. 313 : 인입방열판.
314 : 단열재. 315 : 보조팬.
316 : 보조방열판. 320 : 공기순환부.
321 : 공기순환통로. 322 : 배출구.
323 : 공기가림막. 330 : 외부배출팬.
400 : 우선순위절체부. 410 : 분전반.
420 : 인버터. 510, 520 : 디스플레이.
530 : 단말기. 600 : 태양광발전기.
610 : 모듈트레이서. 611 : 트레이싱모터.
612 : 시간측정기.
200 : 제어부. 210 : 연산기.
220 : 기억장치. 230 : 통신부.
240 : PWM제어 프로그램. 300 : 온도조절부.
310 : 온도변화부. 311 : 열전소자.
312 : 인입팬. 313 : 인입방열판.
314 : 단열재. 315 : 보조팬.
316 : 보조방열판. 320 : 공기순환부.
321 : 공기순환통로. 322 : 배출구.
323 : 공기가림막. 330 : 외부배출팬.
400 : 우선순위절체부. 410 : 분전반.
420 : 인버터. 510, 520 : 디스플레이.
530 : 단말기. 600 : 태양광발전기.
610 : 모듈트레이서. 611 : 트레이싱모터.
612 : 시간측정기.
Claims (21)
- 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템으로서,
태양광으로부터 발전을 실시하는 하나 이상의 태양광발전기와, 상기 태양광발전기로부터 생산된 전력을 저장하고 분배하는 독립형 축전지반을 포함하고, 상기 독립형 축전지반은 각 구성요소들의 제어를 실시하는 제어부; 발전된 전력을 축전할 수 있는, 하나 이상의 배터리와 온도센서를 포함하는 배터리부; 상기 독립형 축전지반 내부의 온도를 조절하는 온도조절부; 상기 배터리부에서 축전된 전력을 각 사용처로 배분하여 전송하게 되 는 우선순위절체부; 그리고 사용자가 상기 독립형 축전지반의 상태를 내부에서 확인할 수 있도록 축전지반 내부의 온도 및 전력 공급 현황 등을 가시적으로 제공할 수 있는 하나 이상의 디스플레이를 포함하고,
상기 온도조절부는 내부의 공기 온도를 변화시킬 수 있는 하나 이상의 온도변화부; 상기 온도변화부를 통하여 온도가 변화된 공기를 순환시킬 수 있는 하나 이상의 공기순환부; 그리고 하나 이상의 외부배출팬을 포함하며,
상기 공기순환부는 상기 온도변화부에 의해 온도가 변화된 공기를 이송할 수 있도록 하는 통로인 공기순환통로; 상기 공기순환통로의 측면부에 형성되어, 상기 공기순환통로 내부에서 흐르던 공기가 다시 상기 축전지반의 내부로 분출될 수 있도록 하는 하나 이상의 배출구; 그리고 상기 공기순환통로의 내측면에 설치되는 하나 이상의 공기가림막을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이는 적어도 둘 이상 구성되어, 그 중 적어도 하나의 디스플레이가 상기 축전지반의 내부에 설치되고, 적어도 하나 이상의 디스플레이가 상기 축전지반의 외부에 설치되며, 상기 둘 이상으로 구성된 디스플레이는 각각 사용자가 축전지반의 내부 온도 설정 및 절체 우선순위 설정, 수동 절체를 해당 디스플레이를 이용하여 실시할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템은 상기 제어부와 무선 연결되어, 상기 제어부가 제공하는 상기 축전지반의 내부 온도 및 전력 공급 현황 정보를 전송 받아 사용자가 가시적으로 확인할 수 있고, 사용자가 축전지반의 내부 온도 설정 및 절체 우선순위 설정, 수동 절체를 실시할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함하는 프로그램이 설치된 단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
데이터의 연산처리에 필요한 연산기;
저장장치인 기억장치; 그리고
유, 무선 통신을 위한 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템. - 제 4항에 있어서, 상기 제어부의 저장장치에는 PWM제어를 통하여 배터리의 충전을 실시할 수 있는 PWM제어 프로그램이 설치되는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 공기순환통로는 상기 축전지반의 외부격벽에 부착 설치되고, 또한 상기 축전지반의 문짝을 제외한 좌, 우측면 및 후면부에 둘러서 'ㄷ'자 형태가 되도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 배출구는 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 공기가림막은 상기 각각의 배출구의 앞쪽에 배치하여 고정 설치되는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 공기순환통로는 내부가 비어 있는 삼각기둥 형태로 형성되고, 상기 배출구는 상단배출구 및 하단배출구가 한 쌍이 되어, 각각 상기 삼각기둥 형태로 형성된 공기순환통로의 상단면, 하단면 면상에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 온도변화부는
내부공기 온도를 변화시킬 수 있도록 하는 열전소자;
상기 열전소자의 일측에 부착 설치되는 인입방열판;
상기 인입방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 인입팬;
상기 열전소자의 타측에 부착 설치되는 보조방열판;
그리고 상기 보조방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 보조팬을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템. - 제 11항에 있어서, 상기 인입방열판은 보조방열판보다 더 크게 형성되고, 상기 인입팬은 상기 보조팬에 비해 송풍 용량이 더 큰 것을 사용하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 11항에 있어서, 상기 인입팬 및 열전소자와 온도변화부 내부격벽 사이로는 단열재가 충진되는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 태양광발전기는
발전을 실시하는 솔라셀;
상기 솔라셀을 지지하는 기둥; 그리고 상기 기둥의 일측단과 회전 가능하도록 연결 설치되어, 상기 기둥의 타측단에 고정 설치되어 있는 상기 솔라셀을 회전시킬 수 있도록 하는 모듈트레이서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템. - 제 14항에 있어서, 상기 모듈트레이서는 상기 기둥의 일측단에 설치되어, 상기 기둥 및 이와 연결된 솔라셀을 움직이게 할 수 있는 트레이싱모터와, 상기 트레이싱모터의 움직임 기준이 되는 시간을 측정하는 시간측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
- 제 15항에 있어서, 상기 시간측정기(612)는 모래시계와 상기 모래시계 내부의 시간측정용 입자의 압력을 측정하여 시간을 계산할 수 있는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템
- 삭제
- 삭제
- 제 1항의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 이용하여 생산된 전기를 절체시키는 방법으로서,
상기 배터리부의 축전 가능한 최대전압(V.Max)을 100%로 하고, 완전 방전상태를 0%로 한 전압 구간을 적어도 셋 이상의 구획으로 나누어 설정한 상태에서,
상기 제어부가 상기 배터리부의 전압(V)을 측정하였을 때 측정된 전압이 상기 최대전압(V.Max)을 포함한 제1구간에 위치하면, 연결된 모든 사용처에 전력을 공급하는 전력공급단계(S2-1);
상기 단계(S2-1)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제1구간을 벗어나 제2구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 가장 낮은 사용처의 전력공급을 차단하는 첫번째 절체단계(S2-2); 그리고
상기 단계(S2-2)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제2구간을 벗어나 제3구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 두 번째로 낮은 사용처의 전력을 차단하는 두번째 절체단계(S2-4)를 실시하여 순차적으로 절체를 실시하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체방법. - 제 19항에 있어서, 상기 단계들(S2-2, S2-4)에서 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 현재의 구간을 벗어나 전압 % 상태가 더 높은 구간으로 복귀하게 되면, 해당 단계 전에 절체된 사용처의 절체를 복구시켜 다시 전력을 공급하는 절체복구단계(S2-3)를 실시하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체방법.
- 제 19항에 있어서, 상기 전압 구간이 적어도 4개 이상의 구획으로 나누어 설정되어 있을 때, 상기 제어부가 최우선순위로 설정된 사용처를 제외한 나머지 사용처를 모두 절체하는 최종절체단계(S2-6);
그리고 상기 단계(S2-6)에 따라 최우선순위 사용처를 제외한 나머지 사용처가 모두 절체되었음을 상기 하나 이상의 디스플레이에 통보하도록 하는 상황전송단계(S2-7)를 더 실시할 수도 있는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160148486A KR101852161B1 (ko) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템, 그리고 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160148486A KR101852161B1 (ko) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템, 그리고 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101852161B1 true KR101852161B1 (ko) | 2018-06-07 |
Family
ID=62621172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160148486A KR101852161B1 (ko) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템, 그리고 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101852161B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102575306B1 (ko) * | 2022-06-16 | 2023-09-06 | 주식회사 랩엔텍 | 스마트 냉각제어기술이 탑재된 태양광패널 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298348B1 (ko) | 1997-09-09 | 2001-08-07 | 윤종용 | 기지국열조절시스템및방법 |
| KR20070070347A (ko) | 2005-12-29 | 2007-07-04 | 주식회사 아트라스비엑스 | 축전지 수납용 항온 캐비넷 |
| KR20110054960A (ko) * | 2009-11-19 | 2011-05-25 | 호남대학교 산학협력단 | 태양광 추적 발전장치 |
| KR20110072911A (ko) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 |
| KR20130002081A (ko) * | 2011-06-28 | 2013-01-07 | 영남대학교 산학협력단 | 독립형 태양광 발전시스템의 제어장치 및 제어방법 |
| KR101272660B1 (ko) | 2011-10-31 | 2013-06-10 | 주식회사 리빙케어 | 열전시스템이 적용된 통신용 옥외 함체 |
| KR20140044465A (ko) | 2012-10-05 | 2014-04-15 | 대우조선해양 주식회사 | 무정전 전원장치용 배터리 캐비닛 |
| KR20150087371A (ko) | 2012-11-19 | 2015-07-29 | 옴니셀 인코포레이티드 | 다수의 ｒｆｉｄ 리더를 이용한 저장 캐비넷 |
| KR101541852B1 (ko) * | 2014-07-31 | 2015-08-05 | 주식회사 동남종합중전기 | 제습 및 냉각장치가 구비된 변전설비용 보호배전반 |
-
2016
- 2016-11-09 KR KR1020160148486A patent/KR101852161B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298348B1 (ko) | 1997-09-09 | 2001-08-07 | 윤종용 | 기지국열조절시스템및방법 |
| KR20070070347A (ko) | 2005-12-29 | 2007-07-04 | 주식회사 아트라스비엑스 | 축전지 수납용 항온 캐비넷 |
| KR20110054960A (ko) * | 2009-11-19 | 2011-05-25 | 호남대학교 산학협력단 | 태양광 추적 발전장치 |
| KR20110072911A (ko) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 |
| KR20130002081A (ko) * | 2011-06-28 | 2013-01-07 | 영남대학교 산학협력단 | 독립형 태양광 발전시스템의 제어장치 및 제어방법 |
| KR101272660B1 (ko) | 2011-10-31 | 2013-06-10 | 주식회사 리빙케어 | 열전시스템이 적용된 통신용 옥외 함체 |
| KR20140044465A (ko) | 2012-10-05 | 2014-04-15 | 대우조선해양 주식회사 | 무정전 전원장치용 배터리 캐비닛 |
| KR20150087371A (ko) | 2012-11-19 | 2015-07-29 | 옴니셀 인코포레이티드 | 다수의 ｒｆｉｄ 리더를 이용한 저장 캐비넷 |
| KR101541852B1 (ko) * | 2014-07-31 | 2015-08-05 | 주식회사 동남종합중전기 | 제습 및 냉각장치가 구비된 변전설비용 보호배전반 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102575306B1 (ko) * | 2022-06-16 | 2023-09-06 | 주식회사 랩엔텍 | 스마트 냉각제어기술이 탑재된 태양광패널 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jouhara et al. | Investigation, development and experimental analyses of a heat pipe based battery thermal management system | |
| WO2017218218A1 (en) | Batteries with thermal management | |
| KR101526389B1 (ko) | 전기차용 배터리의 열관리 장치 | |
| CN103123992A (zh) | 电池组和以其热电特性控制电池组充放电的方法 | |
| CN103376412A (zh) | 一种电池充放电测试用恒温装置 | |
| KR102391119B1 (ko) | 배터리 냉각 시스템 및 그 제어 방법 | |
| US20230091460A1 (en) | Cooling device | |
| WO2013054670A1 (ja) | 蓄電池ユニット、及び表示システム | |
| EP3488487B1 (en) | Airflow cooling for an energy storage system | |
| CN108140910B (zh) | 用于储能装置的热通量组件 | |
| KR101852161B1 (ko) | 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템, 그리고 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법 | |
| US20160043580A1 (en) | System and method for reducing current variability between multiple energy storage devices | |
| CN203326060U (zh) | 一种电池***的加热保温装置以及带有该装置的电池*** | |
| JP6137189B2 (ja) | 蓄電システム | |
| US20180219511A1 (en) | Solar power system | |
| KR20150033126A (ko) | 배터리 팩 온도 조절 장치 | |
| JP6996128B2 (ja) | 定置用蓄電池装置及び定置用蓄電池装置の制御方法 | |
| KR20140078802A (ko) | 에너지 저장 시스템 외부 온도에 따른 쿨링 제어 방법 | |
| KR101388076B1 (ko) | 배터리 일체형 벽체 모듈 | |
| KR20240026673A (ko) | 에너지 저장장치 | |
| KR20240011295A (ko) | 에너지 저장장치 | |
| KR20240011294A (ko) | 에너지 저장장치 | |
| Amosedinakaran et al. | Performance Analysis for Battery Stability Improvement using Direct Air Cooling Mechanism for Electric Vehicles | |
| KR20240020861A (ko) | 에너지 저장장치 | |
| KR20240009163A (ko) | 에너지 저장장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |