KR102026186B1

KR102026186B1 - 안전사고 방지 에너지 저장장치

Info

Publication number: KR102026186B1
Application number: KR1020190002332A
Authority: KR
Inventors: 김성수
Original assignee: (주)가람이앤씨
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2019-09-27

Abstract

본 발명은 PCS제어반의 열화에 따른 화재나 지진 등과 같은 안전사고 요인을 실시간으로 감지하고 그에 따른 적절한 조치가 신속히 이루어질 수 있도록 한 안전사고 방지 에너지 저장장치에 관한 것으로, 상세하게는, 태양광 모듈 또는 전력계통으로부터 생산된 전력을 입력받고 입력된 전력을 변환 및 제어하는 PCS제어반; 및 상기 PCS제어반에서 변환된 전력을 저장하고 하나 이상의 배터리모듈로 구성되는 배터리반;를 포함하는 에너지저장장치에 있어서, 상기 PCS제어반은, 내부의 선택된 복수 개소에 장착되어 화재 발생을 감지하는 화재감지모듈 및 상기 화재감지모듈의 감지결과를 입력받고 감지결과에 따라 소화가스를 분사하는 소화모듈을 포함하는 것이 특징이다.

Description

안전사고 방지 에너지 저장장치{Energy storage device for preventing safety accident}

본 발명은 에너지 저장장치에 관한 것으로, 상세하게는 PCS제어반의 열화에 따른 화재나 지진 등과 같은 안전사고 요인을 실시간으로 감지하고 그에 따른 적절한 조치가 신속히 이루어질 수 있도록 한 안전사고 방지 에너지 저장장치에 관한 것이다.

일반적으로 ESS(Energy storage system)는 발전소에서 피크절감용 또는 불규칙하게 생산되는 신재생 에너지를 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해 주는 저장장치를 말한다. 즉 ESS란 에너지를 필요한 때와 장소에 공급하기 위해 전기 전력계통에 전기를 저장해 두는 시스템을 말한다.

최근에는 급속히 성장하고 있는 신재생 에너지인 태양광 발전 시 불안정한 발전 에너지를 저장했다가 필요한 시점에 안정적으로 전력계통에 다시 공급해주는 필수 장치로 ESS의 중요성이 대두되고 있다. 만약 ESS가 없다면 바람이나 태양광에 의존하는 불안정한 전력공급으로 인해 전력계통에 갑작스런 단전 등 심각한 문제가 발생할 수 있는 것이다.

이와 같은 ESS는 신재생 에너지 분야뿐 아니라 전력계통과 연계되는 다양한 산업분야에 적용되어 에너지의 생산과 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 지원하고 있다.

한편 ESS와 연계되는 PCS(Power Conditioning System)는 신재생 에너지 또는 전력계통의 전력을 저장하거나 수용가에서 활용되도록 공급하는 과정에서 직류에서 교류 또는 교류에서 직류로 변환하는 등 전력을 가공 및 관리한다.

이러한 PCS는 다양한 전기부품들로 구성되어 있는데, 이중 대표적으로 리액터, 접촉부, IGBT 스택 등의 경우 화재에 쉽게 노출되는 구성요소들로 특히 접촉부에서 발생하는 접촉저항 증가에 따른 화재 위험이 존재하고 있다.

뿐만 아니라 PCS는 진동 및 충격으로 인한 내부 선로의 아크방전에 의해 주위 절연물을 산화 및 열분해하여 탄화 도전로를 형성시킨다. 이러한 탄화 도전로 주위는 전자의 이동에 의해 줄열이 발생됨에 따라 절연내력이 저하되어 전기화재나 감전 등의 사고가 발생하는 문제가 있다.

또한 각종 전기부품과 배선이 서로 복잡하게 배열되어 있어 과전류, 과열, 합선 등에 의해 내부에서 화재가 발생할 가능성이 있으며, 내부 발화 시 순식간에 큰 화재로 확산될 가능성이 높은데, 이러한 상황을 신속하게 발견하고 별도로 구비된 소화용기를 작동시켜 화재를 진화하는데 즉시성이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1232750호

따라서 본 발명의 목적은 PCS제어반의 열화에 따른 화재나 지진 등과 같은 안전사고 요인을 실시간으로 감지하고 그에 따른 적절한 조치가 신속히 이루어질 수 있도록 한 안전사고 방지 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 안전사고 방지 에너지 저장장치는, 태양광 모듈 또는 전력계통으로부터 생산된 전력을 입력받고 입력된 전력을 변환 및 제어하는 PCS제어반; 및 상기 PCS제어반에서 변환된 전력을 저장하고 하나 이상의 배터리모듈로 구성되는 배터리반;를 포함하는 에너지저장장치에 있어서, 상기 PCS제어반은, 내부의 선택된 복수 개소에 장착되어 화재 발생을 감지하는 화재감지모듈 및 상기 화재감지모듈의 감지결과를 입력받고 감지결과에 따라 소화가스를 분사하는 소화모듈을 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 소화모듈은, 상기 PCS제어반의 내면을 따라 구성되는 요홈 형상의 수용홈테두리와, 상기 수용홈테두리 양단에서 돌출되는 수용돌기 및 상기 수용홈테두리에 안치되어 상기 수용돌기에 의해 고정되는 소화튜브를 포함할 수 있다.

하나의 예로써, 상기 소화튜브는, 특정 파열온도에 도달된 지점이 파열되어 개방하게 되며 내부에는 중공이 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 중공에 충진되는 소화가스 및 상기 몸체의 중공에서 상기 소화가스와 함께 혼합되고 외주연에 폴리아미드 수지에 의해 코팅층이 형성되는 활성탄분말을 포함하며, 평상 시에는 상기 폴리아미드 수지에 의해 코팅층이 형성되는 활성탄분말이 상기 몸체의 중공에서 소화가스와 반응하여 소화가스를 흡착하지 않도록 하고, 화재 발생 시에는 상기 소화가스와 폴리아미드 수지에 의해 코팅층이 형성된 활성탄분말이 상기 몸체의 개방된 지점으로부터 분사되면서 열에 노출된 코팅층이 파열됨에 따라 내부의 활성탄분말의 기공이 외부로 노출되어 유해가스가 흡착되도록 할 수 있다.

하나의 예로써, 상기 소화튜브는, 상기 몸체의 중공에서 상기 소화가스와 함께 혼합되고 다공에 탄산수소칼륨 용액이 함침된 상태에서 코팅층이 형성된 활성탄분말을 더 포함할 수 있다.

하나의 예로써, 상기 PCS제어반은, 태양광 모듈로부터 전달되는 전력에 대하여 역률을 보정하여 출력하는 역률보정모듈을 더 포함할 수 있다.

하나의 예로써, 상기 PCS제어반은, 3축 가속도센서, 3축 자이로센서, 3축 지자기센서 중 선택된 하나 이상으로 구성되어 외부 또는 내부에 전달되는 충격량, 진동, 각도, 변위 데이터를 검출하고, 검출된 데이터를 비교 분석하여 지진유무를 판단하는 지진감지모듈을 더 포함할 수 있다.

이처럼 본 발명은 에너지 저장장치에서 발생할 수 있는 다양한 안전사고 인자를 감지 및 진단하고 이를 모니터링함으로써 안전사고의 발생과 후속 대처를 신속히 처리할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 다양한 원인에 의해 PCS제어반의 화재가 발생할 경우, 화재발생지점에서 즉각적인 소화가 가능하도록 하여 화재의 조기 진화가 가능할 뿐만 아니라, 화재 시 발생하게 유해가스와 열 등을 소화가스를 통해 제어함으로써 화재에 따른 피해를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안전사고 방지 에너지 저장장치의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCS제어반의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소화모듈의 구성을 나타내는 부분 단면도.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지진감지모듈의 구성을 나타내는 블록도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안전사고 방지 에너지 저장장치의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCS제어반의 구성을 나타내는 블록도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소화모듈의 구성을 나타내는 부분 단면도이며, 도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지진감지모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 안전사고 방지 에너지 저장장치(이하 "본 발명의 장치(10)라 칭함)은, 태양광 모듈(20) 또는 전력계통(미도시)으로부터 생산된 전력을 입력받고 입력된 전력을 변환 및 제어하는 PCS(Power Conditoning System)제어반(100) 및 상기 PCS제어반(100)에서 변환된 전력을 저장하고 하나 이상의 배터리모듈로 구성되는 배터리반(200)를 포함하는 구성되어 있다.

이하 본 발명의 실시 예에서는 상기 PCS제어반(100)이 태양광 모듈(20)로부터 생산되는 전력을 변환 및 제어하는 것을 예로 설명한다.

PCS제어반(100)은 적어도 하나 이상의 태양광 모듈(20)로부터 생산된 전기 에너지를 교류 전원(AC)으로 변환하여 출력한다. 이러한 PCS제어반(100)은 공지 기술을 통해 다양하게 실시될 수 있는데 통상 복수의 스위칭 소자와 계통 연계 필터 등을 포함하여 구성될 수 있다.

일 예로 상기 복수의 스위칭 소자는 PCS제어반(100)을 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 기초한 온(on) 또는 오프(off) 상태의 전환을 통해 직류 전원(DC)을 교류 전원(AC)으로 변환할 수 있다.

그리고 PCS제어반(100)은 변환한 교류 전원(AC)을 직류 전원(DC)으로 변환하여 상기 배터리반(200)의 배터리모듈 중 선택된 어느 하나의 배터리모듈에 저장할 수 있으며, 상기 배터리모듈에 저장된 직류 전원(DC)을 다시 교류 전원(AC)으로 변환하여 전력 공급이 요구되는 하나 이상의 부하에 공급하도록 상기 배터리반(200)에 명령할 수 있다.

이와 같은 PCS제어반(100)은 전력 수요가 높은 낮시간대에 전력을 방전시키도록 명령하고, 전력 수요가 적은 밤시간대에는 전력을 충전시키도록 명령할 수 있다.

즉 PCS제어반(100)은 낮시간대 생산된 전기에너지를 배터리모듈에 저장되도록 하면서 한전 계통으로 전력을 넘겨주기 때문에 직류 전원(DC)을 교류 전원(AC)으로 변환시키는 것이며, 반대로 밤시간대에는 한전 계통에서 배터리모듈로 전력을 넘겨주어 교류 전원(AC)을 직류 전원(DC)으로 변환하는 것이다.

배터리반(200)은 상기 PCS제어반(100)의 제어에 의해 충전 및 방전을 수행하게 된다.

이러한 배터리반(200)은 배터리랙을 구성하여 복수의 배터리모듈들이 상호 연결 및 안치되도록 설계되어 있으며, 배터리의 열화 및 화재, 기능저하 등을 방지하기 위한 목적으로서 냉각시설 및 방재시설을 구비하고 있다.

한편 본 발명의 장치(10)에 있어 상기 PCS제어반(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 화재감지모듈(110)과 소화모듈(120)과 역률보정모듈(130) 및 제어모듈(140)을 포함하여 화재 등의 안전 사고의 신속한 대처로부터 장치(10)를 보호하면서 생산된 전기에너지의 전력 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.

화재감지모듈(110)은 내부의 선택된 복수 개소에 장착되어 화재 발생을 감지한다.

이때 상기 선택된 복수 개소는 열화의 발생 빈도가 높을 것을 예상되는 위치로 예를 들면, PCS제어반(100) 내에 구비되는 전력 변환 기기, 차단기, 접속 단자, 케이블 등을 포함할 수 있다.

화재감지모듈(110)은 도면에 도시된 바 없으나 화재감지센서가 구비되어 화재감지에 따른 화재감지신호를 출력하고 이를 송신할 수 있다.

이때 각 화재감지센서에서 출력되는 화재감지신호에는 해당 감지영역을 식별할 수 있는 고유의 식별신호를 함께 송신할 수 있다.

화재감지센서는 인접하는 타 화재감지센서와 상호 데이터를 송수신하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 선택된 하나의 화재감지센서가 인접한 타 화재감지센서의 화재감지신호를 수집하고, 수집된 복수 감지영역에 대한 화재감지신호를 선택된 하나의 화재감시센서에서 일괄적으로 송신할 수 있다.

즉 본 발명에서는 PCS제어반(100) 내부에서 센서 네트워크망을 구축하고, 선택된 하나의 화재감지센서가 게이트웨이(gateway)의 중계 역할을 수행하여 각각의 화재감지신호를 수집토록 하는 것이며, 수집된 화재감지신호는 식별번호와 함께 선택된 하나의 화재감지센서에서 일괄 송신하게 되는 것이다.

이렇게 구성함에 의해 특정 화재감지센서의 통신상태가 불량하거나 고장이 발생하여도 인접한 다른 화재감지센서를 통해 인접 감지영역의 화재 사실을 전달할 수 있게 되므로 통신 환경에서 자유로울 뿐 아니라, 안정적인 통신 경로를 확보할 수 있는 이점이 있다.

그리고 화재감지센서는 화재를 유발하는 인자를 계측하고 그에 따른 감지신호를 출력할 수 있도록 하는 것으로, 이때 화재감지센서는 자외선 불꽃감지센서와 온도센서를 포함할 수 있으며, 이들 센서에서 계측한 복합적인 센싱 데이터에 반응하여 화재감지신호를 생성토록 할 수 있다.

일 예로 화재감지센서는 불꽃이 감지된 상태에서 설정된 임계 온도 이상의 온도가 계측된 경우 화재 발생으로 판단하고 화재감지신호를 생성하여 출력할 수 있다.

자외선식 불꽃감지센서는 불꽃에서 방사되는 자외선의 변화가 일정량 이상일 경우 반응하여 작동하는 것으로 자외선에 의해 수광소자의 수광량 변화로서 작동하게 된다. 온도센서는 온도의 변화가 일정량 이상일 경우 반응하여 작동하는 것으로 이때 사용되는 온도센서는 물체로부터 방사되는 열원을 계측하는 비접촉식 온도센서를 적용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 화재감지모듈(110)은 이종의 센서를 병행 사용하여 화재를 감지함으로써 비 화재 요인으로부터 오동작을 최소화하면서 보다 신뢰성 높은 화재 감지를 구현할 수 있다.

소화모듈(120)은 화재감지모듈(110)의 감지 결과를 입력받고 감지결과에 따라 소화가스를 분사할 수 있다.

역률보정모듈(130)은 태양광 모듈(20)로부터 전달되는 전기에너지에 대한 역률 제어를 수행함으로써 전압 및 전류의 위상차를 조절하여 무효전력을 최소화할 수 있도록 한다.

일반적으로 PCS제어반(100)에서 변환된 교류 전원(AC)에서 전압과 전류의 위상차는 전력을 효율적으로 사용하지 못하는 무효전력을 발생시키는데 전력계통 내부의 무효전력은 변압기와 배전선로의 손실을 증가시키게 되고, 이는 결과적으로 생산된 전력의 품질을 저하시키게 되는 요인으로 작용하게 된다.

이에 역률보정모듈(130)은 변환된 교류 전원(AC)에 대하여 역률을 보정하여 출력하고 이렇게 역률 보정이 완료된 교류 전원(AC)이 활용될 수 있도록 한다. 이때 역률 보정을 위한 소자 또는 회로 등은 공지의 다양한 수단 중 선택된 하나를 적용할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

제어모듈(140)은 화재 등의 안전 사고를 관리 및 제어하기 위한 것으로, 상기 화재감지모듈(110)에서 송신하는 화재감지신호를 수신하여 화재 발생 유무와 화재 발생 영역 등을 파악할 수 있도록 한다.

이러한 제어모듈(140)은 파악된 화재 발생 유무와 화재 발생 영역을 기반으로 상기 소화모듈(120)을 소화 활동을 실질적으로 제어할 수 있다.

즉 제어모듈(140)은 소화모듈(120)과 연결되어 소화모듈(120)을 작동시켜 해당 화재 발생 영역에서 충진된 소화가스가 분사될 수 있도록 제어할 수 있다.

그리고 제어모듈(140)은 이하에서 설명하는 지진감지모듈(150)로부터 입력된 지진 감지 결과는 물론 지진감지모듈(150)에서 검출된 데이터를 저장 및 누적하고, 지진과 외력 등에 의해 가해지는 일시적인 힘을 파악함과 더불어 최초 설치된 상태에서 시간이 경과됨에 따라 누적되는 변형 상태를 추적하고 이를 기반으로 향후 진행될 PCS제어반(100)의 변형 상태를 예측할 수 있다.

이와 같은 제어모듈(140)은 도면에 도시된 바 없으나 유선 또는 무선 통신망을 통해 연결되어 처리 데이터를 출력하거나 표시할 수 있는 디스플레이부를 포함함으로써 관리자로 하여금 PCS제어반(100)을 포함한 본 발명의 장치(10)에 대한 전반적인 상태가 용이하게 모니터링될 수 있도록 한다.

또한 제어모듈(140)은 PCS제어반(100)에 구비되는 전력 변환 기기, 차단기 등과 연결되어 이들을 제어할 수 있는 바, 앞서 설명한 화재 감지와 더불어 지진 감지 등의 결과가 입력될 경우 PCS제어반(100)의 주요 구성은 물론 연결된 부하 등에 피해가 발생하지 않도록 전력을 차단하도록 하며, 안전사고의 복구가 인지되면 전력 변환 기기, 차단기 등을 리부팅시킬 수 있다.

이때 안전사고의 복구는 관리자로부터 입력된 명령신호이거나, 제어모듈(140)에서 분석된 결과 데이터에 따라 자동으로 생성된 제어신호에 의해 수행될 수 있다.

한편 본 발명의 일 실시 예에서는 PCS제어반(100)의 과열 등 과부하 발생으로 화재가 발생할 시 상기 화재감지모듈(110)의 감지결과와 상관없이 화재가 발생한 영역에서 소화가스가 분사되도록 함으로써 보다 신속한 대처가 이루어질 수 있도록 하는 소화모듈(120)을 제시하고 있다.

도 3을 참조하면 본 실시 예에 따른 소화모듈(120)은 PCS제어반(100) 내면(101)을 따라 소화튜브(123)가 장착되도록 하여 내부에서 특정 부분에 화재 발생시 상기 소화튜브(123)의 작용에 의해 화재가 발생된 특정 부분의 소화가 이루어지도록 함으로써 PCS제어반(100) 내부에서 발생된 화재가 더 크게 전이되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이 소화모듈(120)은 PCS제어반(100)의 내면을 따라 구성되는 요홈 형상의 수용홈테두리(121)와, 수용홈테두리(121) 양단에서 돌출되는 수용돌기(122) 및 수용홈테두리(121)에 안치되면서 양단의 수용돌기(122)에 의해 고정되는 소화튜브(123)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉 본 실시 예의 소화튜브(123)는 수용홈테두리(121) 및 수용돌기(122)에 의해 강제끼움 방식으로 장착되어 고정될 수 있는 것이다.

특히 상기 소화튜브(123)는 화재시 파열되며 내부에 중공이 형성되는 몸체(123-1)와, 몸체(123-1) 중공에 충진되는 소화가스(123-2)와, 몸체(123-1) 중공에서 상기 소화가스(123-2)에 혼합되며 외주연에 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)로 구성되어 있다.

몸체(123-1)는 감시 영역에 위치하는 특정 부분의 온도가 상기 몸체(123-1)의 파열온도(대략 95 내지 100 ℃)가 될 경우, 파열되어 해당 지점에서 몸체(123-1)가 개방됨으로써, 몸체(123-1)의 중공에 채워진 소화가스(123-2) 등이 즉각적으로 분사되도록 하는 것이다.

이러한 몸체(123-1)는 대략 95 내지 100 ℃의 온도 조건에서 파열되고, 유연성이 확보되는 재질로서 실리콘, 나일론 등을 이용한 폴리머 소재로 제작될 수 있으며, 화재 발생 시 전달되는 열에 의해 파열 온도에 도달하면, 해당 지점이 파열되어 몸체(123-1)의 해당 지점에서 개방됨으로써, 내부에 충진된 소화가스(123-2) 등이 함께 분사되는 것이다.

소화가스(123-2)는 다양한 공지의 재질이 존재하므로 그 종류를 한정하지 않는다.

또한 본 실시 예에서는 상기 몸체(123-1) 중공에 소화가스(123-2)에 더하여 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)이 더 혼합되도록 하여 소화가스(123-2)에 의해 PCS제어반(100) 내부에서 발생된 화재가 진화되는 것이며, 화재에 의해 발생되는 직접 유해가스 및 소화가스에 의한 화재 진화 시 발생되는 간접 유해가스가 활성탄분말에 의해 흡착되도록 함으로써 화재 진화는 물론 유해가스 제거가 가능하도록 하는 것이다.

그런데 본 실시 예에서는 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)이 사용되도록 하는데, 일반 활성탄분말을 그대로 사용하는 경우 몸체(123-1) 중공에 소화가스와 일반 활성탄분말이 혼합된 상태에서 활성탄분말의 기공으로 소화가스가 기 흡착되어 화재발생시 분사되는 소화가스의 량이 현저히 감소하는 문제와, 활성탄분말에 소화가스가 기 흡착된 상태이므로 화재에 의한 유해가스의 흡착능이 저하되는 문제가 있다.

이에 본 실시 예에서는 개질된 활성탄분말 즉 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)이 사용되는 바, 몸체(123-1) 중공에서 소화가스(123-2)와 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)이 혼합되더라도 활성탄분말(123-3)이 코팅층(123-4)에 의해 피막이 형성된 상태이므로 소화가스와 반응되지 않게 되는 것이다.

즉 평상시 안정된 상태에서 몸체(123-1) 중공에 소화가스와 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)이 반응없이 존재하게 되는 것이다.

여기서 PCS제어반(100) 내부에서 화재 발생 시 상기에서 언급한 바와 같이 몸체(123-1)가 파열되어 내부의 소화가스(123-2)와 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)이 분사되는데, 폴리아미드 수지에 의한 코팅층(123-4)의 경우는 열에 노출되어 코팅층(123-4)이 파열됨에 의해 활성탄분말(123-3)의 기공이 외부로 노출되게 되는 것이며, 외부로 노출된 활성탄분말(123-3)의 기공을 통해 유해가스가 흡착되어 유해가스를 제거하게 되는 것이다.

코팅층(123-4)의 경우도 몸체(123-1)의 파열온도와 유사한 온도에서 파열되어 벗겨지게 되는 것이다.

즉 폴리아미드 수지에 의해 코팅층(123-4)이 형성된 활성탄분말(123-3)이 사용되는 이유는 평상시 소화가스(123-2)와 활성탄분말(123-3)의 반응을 코팅층이 차단토록 하면서 화재 발생 시는 열에 의해 활성탄분말(123-3)로부터 코팅층(123-4)이 벗겨지면서 활성탄분말(123-3)과 유해가스의 반응이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

이에 더하여 본 발명의 소화튜브(123)에는 몸체(123-1)의 중공에서 상기 소화가스(123-2)와 함께 혼합되고 다공에 탄산수소칼륨 용액이 함침된 상태에서 코팅층이 형성된 활성탄분말(123-5)이 더 포함될 수 있다.

탄산수소칼륨 용액은 화재 시 발생하게 되는 열을 흡수함은 물론 화재 과정에서 생성되는 유기물질을 흡착하는 기능을 한다. 이와 같이 활성탄분말(123-3)에 함침된 탄산수소칼륨 용액이 열을 흡수함으로써 화재 초기에 PCS제어반(100) 내부공간과 전기부품 등의 화재 열로 인한 손상을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

또한 화재 과정에서는 유해가스와 함께 화재로 인한 유기물들이 발생하게 되는 바, 이러한 유기물은 화재 이후 정상적인 전기부품 내부에 침투하여 부식을 일으키게 되고 이는 정상적인 전기부품의 성능 저하나 고장의 요인으로 작용할 수 있게 되는데, 탄산수소칼륨 용액이 유기물을 흡착함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있게 되는 것이다.

상기 코팅층은 다양한 재질의 수지로서 코팅층이 형성되도록 할 수 있는 바, 이는 보관 과정 등에서 기 반응이 이루어지는 것을 방지토록 하는 것이다.

한편 본 발명의 PCS제어반(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 지진감지모듈(150)을 더 포함할 수 있다.

지진감지모듈(150)은 3축 가속도센서(151), 3축 자이로센서(152), 3축 지자기센서(153) 중 선택된 하나 이상으로 구성되어 외부 또는 내부에 전달되는 충격량, 진동, 각도, 변위 데이터를 검출하고, 검출된 데이터를 비교 분석하여 지진유무를 판단할 수 있다.

그리고 지진감지모듈(150)에서 판단된 지진 유무 결과 데이터는 제어모듈(140)로 송신되어 디스플레이부를 통해 표시됨으로써 관리자가 용이하게 인지할 수 있도록 한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 본 발명의 장치 20 : 태양광 모듈
100 : PCS제어반 110 : 화재감지모듈
120 : 소화모듈 121 : 수용홈테두리
122 : 수용돌기 123 : 소화튜브
130 : 역률보정모듈 140 : 제어모듈
150 : 지진감지모듈

Claims

태양광 모듈 또는 전력계통으로부터 생산된 전력을 입력받고 입력된 전력을 변환 및 제어하는 PCS제어반; 및 상기 PCS제어반에서 변환된 전력을 저장하고 하나 이상의 배터리모듈로 구성되는 배터리반;를 포함하는 에너지저장장치에 있어서,
상기 PCS제어반은,
내부의 선택된 복수 개소에 장착되어 화재 발생을 감지하는 화재감지모듈 및 상기 화재감지모듈의 감지결과를 입력받고 감지결과에 따라 소화가스를 분사하는 소화모듈을 포함하되,
상기 소화모듈은,
상기 PCS제어반의 내면을 따라 구성되는 요홈 형상의 수용홈테두리와, 상기 수용홈테두리 양단에서 돌출되는 수용돌기 및 상기 수용홈테두리에 안치되어 상기 수용돌기에 의해 고정되는 소화튜브를 포함하고,
상기 소화튜브는,
특정 파열온도에 도달된 지점이 파열되어 개방하게 되며 내부에는 중공이 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 중공에 충진되는 소화가스와, 상기 몸체의 중공에서 상기 소화가스와 함께 혼합되고 폴리아미드 수지에 의해 외주연에 코팅층이 형성되는 활성탄분말 및 상기 몸체의 중공에서 상기 소화가스와 함께 혼합되고 다공에 탄산수소칼륨 용액이 함침된 상태에서 코팅층이 형성된 활성탄분말을 포함하며,
평상 시에는 상기 폴리아미드 수지에 의해 외주연에 코팅층이 형성되는 활성탄분말이 상기 코팅층에 의해 상기 몸체의 중공에서 소화가스와 반응없이 존재하게 되어 소화가스를 흡착하지 않도록 하고, 화재 발생 시에는 상기 소화가스와 폴리아미드 수지에 의해 외주연에 코팅층이 형성된 활성탄분말이 상기 몸체의 개방된 지점으로부터 분사되면서 열에 노출된 코팅층이 파열됨에 따라 내부의 활성탄분말의 기공이 외부로 노출되고 외부로 노출된 활성탄분말의 기공을 통해 유해가스가 흡착되도록 하면서, 탄산수소칼륨 용액에 의해 화재 발생 시 열을 흡수함과 더불어 유기물질을 흡착하는 것을 특징으로 하는 안전사고 방지 에너지 저장장치.
삭제
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삭제
제 1항에 있어서,
상기 PCS제어반은,
태양광 모듈로부터 전달되는 전력에 대하여 역률을 보정하여 출력하는 역률보정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전사고 방지 에너지 저장장치.
제 1항에 있어서,
상기 PCS제어반은,
3축 가속도센서, 3축 자이로센서, 3축 지자기센서 중 선택된 하나 이상으로 구성되어 외부 또는 내부에 전달되는 충격량, 진동, 각도, 변위 데이터를 검출하고, 검출된 데이터를 비교 분석하여 지진유무를 판단하는 지진감지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전사고 방지 에너지 저장장치.