KR20230094205A - 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 - Google Patents

전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 컨테이너 내부에 PCS와, 컨버터, 분전반, 태양광 인버터, 항온항습기, 포소화전부 및 배터리를 컨테이너 내부에 일체로 형성하여 전기차 충전시스템의 설치공간이 협소하더라도 원활하게 충전시스템을 설치할 수 있을 뿐만 아니라 케이블을 통하여 외부에서 전달되는 전력이외에 태양광을 이용하여 전력을 보충할 수 있을 뿐만 아니라 태양광을 통하여 발생된 전력을 배터리에 충전하여 사용함으로서 전력의 사용을 절약할 수 있어 에너지 저장시스템의 설치비용을 현저하게 절감할 수 있는 새로운 형태의 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 관한 것이다.

Description

전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템{Integral energy storage system for electric vehicle charging}
본 발명은 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 컨테이너 내부에 PCS와, 컨버터, 분전반, 태양광 인버터, 항온항습기, 포소화전부 및 배터리를 컨테이너 내부에 일체로 형성하여 전기차 충전시스템의 설치공간이 협소하더라도 원활하게 충전시스템을 설치할 수 있을 뿐만 아니라 케이블을 통하여 외부에서 전달되는 전력이외에 태양광을 이용하여 전력을 보충할 수 있을 뿐만 아니라 태양광을 통하여 발생된 전력을 배터리에 충전하여 사용함으로서 전력의 사용을 절약할 수 있어 에너지 저장시스템의 설치비용을 현저하게 절감할 수 있는 새로운 형태의 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 가솔린이나 디젤을 연료로 사용하는데, 가솔린이나 디젤은 연소시 유해한 가스를 발생하여 대기오염을 일으킬 뿐만 아니라 가솔린이나 디젤을 만드는 원유가 지구상에 얼마 남아있지 않기 때문에 각 산업분야에서 대체에너지개발을 서두르고 있으며 그 해결책으로 전기 자동차의 개발이 완료되어 운행 중에 있다.
전기 자동차 확산에 따른 충전 수요 증가 대응을 위해서는 충전 인프라 확충이 필요하는데, 전기 자동차를 충전하는 방식에는 완속 충전기와 급속 충전기로 구분할 수 있다.
먼저, 완속 충전기는 상용 교류전력계통에서 공급되는 교류 220V 또는 380V의 전기에너지를 차량 내부에 탑재된 충전기를 이용하여 직류 전원으로 변환한 후 충전하는 방식이다.
완속 충전기는 7kW 정도의 용량을 장시간 충전하는 방식이며, 최근에 급속 충전기에 대한 개발이 진행되고 있다. 급속 충전기 1대는 완속 충전기의 10대 정도에 해당하는 전력수요 증가를 가져오며, 다수의 급속 충전기가 설치되는 경우 송배전 설비 용량이 그 만큼 커져야 되며, 계통 전력 품질 교란을 야기할 수 있다.
또한, 전기 자동차가 일반화됨에 따라 기존의 주유소와 같은 축전지 충전소의 필요성이 많이 대두되고 있다. 이러한 충전소의 건설에 있어 기존의 도심지에서 아파트 및 공동주택 주차장, 회사 빌딩 주차장, 공공시설 주차장등과 같은 대규모 장소에 다수의 전기 자동차를 충전하기 위해서는 전기 자동차에 전력을 충전하기 위한 많은양의 전력이 필요하게 된다.
이러한 전력을 얻기 위해서 추가적인 송배전선로의 구축과 전력공급을 관리, 제어하기 위한 관리 설비 및 다수의 충전소 구축을 위한 장소의 확보로 인한 고가의 설치비용으로 인하여 충전 인프라 구축 시간과 비용면에서 비효율적인 문제점이 있다.
또한, 공급되는 전력이 계통전력에 한정됨으로써 상기와 같은 송배전선로의 추가적인 구축 및 전력공급 라인의 관리가 매우 어려운 문제점이 있다.
또한, 공급되는 전력을 완속충전기 또는 급속 충전기로 전달하는 과정에서 PCS, 컨버터, 분전반 등의 구성이 각각 독립적으로 설치됨으로써 취급과 관리에 많은 어려움이 있으며, 특히, 각각의 장비들이 실외에 설치되는 경우 외부노출로 인하여 관리가 더욱 취약해지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 근래에 들어서는 컨테이너와 같은 하우징의 내부에 PCS, 컨버터, 분전반 등의 설비를 수용시켜 취급과 관리가 용이하게하고자하는 기술들이 개발되고 있다.
상기와 같은 일체형 에너지저장시스템과 관련된 종래 기술로 특허등록 제10-2283829호(등록일: 2021년 07월 26일)주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템은, 바닥면체, 측벽체, 천정면체에 의해 둘러싸인 밀폐된 내부공간을 가지되, 상기 내부공간은 측벽체에 의해서 구획되어 독립된 제1 공간과 제2 공간을 포함하는 컨테이너, 상기 제1 공간에 설치되고, 상기 바닥면체의 내부면과 상기 측벽체의 내부면에 모두 접촉되게 고정되는 복수의 배터리, 상기 제2 공간에 설치되는 PCS(power converter system), 상기 제2 공간에 설치되는 변압기, 상기 내부공간에 설치되며, 냉기를 생성하고 상기 내부공간으로 냉기를 송풍하는 에어 컨디셔너, 설정위치에 설치되고, 상기 바닥면체, 측벽체, 천정면체의 외부면으로 냉매를 공급하는 냉각장
치 및, 상기 냉각장치와 에어 컨디셔너의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 바닥면체의 내부면과 상기 측벽체의 내부면 전체부위는, 수직면체로 된 냉각핀이 설정간격으로 돌출형성된 냉각핀 형성면체와 주름이 형성된 주름 형성면체 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고, 상기 에어 컨디셔너는 상기 제1 공간과 제2 공간에 각각 구비되어 상기 제1 공간과 제2 공간을 독립적으로 냉각시키며, 상기 제1 공간과 제2 공간의 온도 정보에 기초한 상기 컨트롤러의 제어에 의해서 냉각 온도와 송풍량이 조절되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 종래 기술로 특허등록 제10-2307536호(등록일: 2021년 09월 24일) 배터리 에니지 저장시스템의 소화시스템 및 그 소화방법은, 구획된 챔버내부에 설치되고, 배터리 모듈이 내부에 위치하는 배터리랙이 수직으로 복수개 구성되는 배터리트레이가 수평으로 복수개 연결된 배터리 트레이 시스템이 1이상 설치된 배터리 에너지 저장시스템에 설치되되, 배터리랙 내부의 배터리 모듈 내부에 설치되는 온도 센서와 배터리랙 상부 랙환풍구에 설치되어 배터리랙 내부로부터 유출되는 가스를 검출하는 가스 검출 센서와 연기 검출 센서와 챔버 천장에 배터리 트레이별로 설치되는 불꽃 검출 센서로 구성된 센서부;랙별 소화장치와 트레이별 소화장치로 구성되는 소화약제공급부; 상기 센서부로부터 센싱되는 데이터를 연산 처리하고, 상기 소화약제공급부에 소화 명령을 출력하여 제어하는 제어부; 상기 챔버 내부에 화재 발생 및 화재 상태를 감시하는 감시카메라부; 상기 제어부에 의해 연산 처리되는 각종 데이터와 현재 챔버 내부 상황을 촬상하여 보여주는 디스플레이부; 상기 제어부와 유무선으로 연결되어 쌍방향 통신할 수 있는 내부네트워크; 상기 내부네트워크를 외부의 단말기와 통신으로 쌍방향 연결하는 통신망; 및 외부에서 챔버내부를 보거나, 사용자가 제어명령을 송출하여 상기 감시카메라부의 동작을 제어하거나 상기 소화약제공급부로 하여금 소화를 위한 제어를 하거나 화재경보 신호를 송출할 수 있는 단말기;로 구성됨을 특징으로 한다.
그러나, 상기와 같은 구성의 에너지 저장시스템은 태양광으로부터 발생되는 전력과 계통전력을 통하여 유입되는 전력 및 배터리에 충전된 3종의 전력을 최적의 상태로 조합하여 전기차 충전기로 배출하는 구성과는 차이점이 있으며, 특히, 규모가 대형이어서 전기차 충전시스템으로 적용하기 어려운 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-2283829호(등록일: 2021년 07월 26일) "주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템" 등록특허공보 제10-2307536호(등록일: 2021년 09월 24일) "배터리 에너지 저장시스템의 소화시스템 및 그 소화방법"
본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 차량용 충전 시스템을 제어하기 위한 PCS와, 컨버터, 분전반, 태양광 인버터, 항온항습기, 포소화전부 및 배터리와 같은 다양한 구성을 하나의 컨테이너의 내부에 설치하여 차량용 충전 시스템이 설치되는 공간효율성을 향상시킴과 동시에 취급 및 관리가 용이하여 차량용 충전 시스템의 운용비용을 현저하게 절감할 수 있는 새로운 형태의 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적으로는 컨테이너의 내부에 태양광인버터와 배터리를 구성하여 충전기로 전달되는 전력을 계통전력을 물론 태양광과 배터리의 충전전력의 3종의 에너지원을 최적의 조합으로 공급함으로써 그린에너지를 이용한 계통전력의 사용을 현저하기 절감할 수 있어 운영비용 및 전기사용비용을 현저하게 절감할 수 있는 새로운 형태의 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적으로는 컨테이너 내부에 화재가 발생시 신속한 화재진압을 통하여 화재의 확산을 방지하고 화재로 인한 피해를 최소화 할 수 있는 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 본 발명의 목적에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템은, 사면이 밀폐되어 내부에 수용부를 형성하며 상부에 태양광패널과 일측에 출입을 위한 도어가 설치된 컨테이너와, 상기 수용부에 설치되고 태양광패널과 연결되어 태양광 패널을 통하여 생성된 DC 300V ~ 800V의 전류를 AC380V로 변환하는 태양광인버터와, PCS(power converter system)와, 컨버터와, 분기회로의 과전류를 차단하는 차단기로 구성된 분전반과, 상기 분전반과 전기적으로 연결되며 외부에서 공급되는 계통전류와 태양광인버터를 통하여 유입되는 태양광전력이 충전되는 배터리 및, 상기 컨테이너 내부에 발생되는 화재를 진화하기 위한 포소화전부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 의해 달성될 수 있다.
상기 컨테이너의 수용부에 설치되어 컨테이너의 내부공기 및 습도, 온도 등의 제어를 위한 항온항습기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리는 케이지 내부에 여러 개의 배터리셀이 서랍식으로 적층되고 결착랙에 의하여 각각 독립적으로 케이지로부터 착탈 가능한 형태로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 포소화전부는 컨테이너의 상부 천정부분에 설치되는 함체와, 상기 함체 내부 일측에 설치된 물저장탱크와, 상기 물저장탱크로부터 일정간격을 두고 함체의 내부 일측에 설치되며 단백포소화약제, 합성계면활성제 포소화약제, 수성막포소화약제, 불화단백포소화약제, 내알콜포소화약제 중에서 선택되는 하나의 소화액제가 충진되는 소화약제저장탱크와, 상기 소화약제저장탱크로부터 일정간격 두고 함체의 내부에 설치되며 각각의 구성과 전기적으로 연결되는 제어부와, 상기 제어부에 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 컨테이너 내부의 연기를 감지하는 연기감지센서와, 상기 제어부에 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 컨테이너 내부의 열을 감지하는 열감지센서와, 상기 제어부에 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 소화약제저장탱크에 저장된 소화약제를 혼합부로 보내는 솔레노이드밸브와, 상기 제어부에 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 물저장탱크에 저장된 물을 혼합부로 보내는 펌프와, 상기 혼합부에서 물과 소화약제가 혼합된 혼합액을 외부로 분사하는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템은 차량용 충전 시스템을 제어하기 위한 PCS와, 컨버터, 분전반, 태양광 인버터, 항온항습기, 포소화전부 및 배터리와 같은 다양한 구성을 하나의 컨테이너의 내부에 설치하여 소규모의 공간에 맞춤형 시스템을 제공할 수 있으며 구성을 단순화하여 각각의 구성의 연결이 최적의 상태로 연결됨으로써 공간활용성을 극대화는 물론 유지보수비용과 같은 운영비용을 형재 운용되고 있는 설비 대비 70%이상 현저하게 절감할 수있는 효과가 있다.
또한, 컨테이너의 내부에 형성된 태양광인버터와 배터리의 구성을 통하여 충전기로 전달되는 전력을 계통전력을 물론 태양광과 배터리의 충전전력의 3종의 에너지원을 최적의 조합으로 공급함으로써 그린에너지를 이용한 계통전력의 사용을 현저하기 절감할 수 있어 운영비용 및 전기사용비용을 현저하게 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 충전기로 절단되는 전력을 급속 또는 완속 모두 제공할 수 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 특히, 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템은 컨테이너의 내부에 화재가 발생하는 경우 컨테이너 내부에 산소를 제거하는 형태로 화재를 신속하게 진화할 수 있어 화재의 확산을 방지하고 화재로 인한 피해를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템의 설치상태를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템의 블럭도
도 3 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템의 내부 구성을 나타낸 개략도
도 5 는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 중 PCS부분의 정면도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 중 배터리 부분의 사시도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 중 포소화전부의 블럭도
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템의 설치상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템의 블럭도이며, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템의 내부 구성을 나타낸 개략도이고, 도 5 는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 중 PCS부분의 정면도이며, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 중 배터리 부분의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템 중 포소화전부의 블럭도이다.
본 발명은 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 컨테이너 내부에 PCS와, 컨버터, 분전반, 태양광 인버터, 항온항습기, 포소화전부 및 배터리를 컨테이너 내부에 일체로 형성하여 전기차 충전시스템의 설치공간이 협소하더라도 원활하게 충전시스템을 설치할 수 있을 뿐만 아니라 케이블을 통하여 외부에서 전달되는 전력이외에 태양광을 이용하여 전력을 보충할 수 있고, 태양광을 통하여 발생된 전력을 배터리에 충전하여 사용함으로서 전력의 사용을 절약할 수 있어 에너지 저장시스템의 설치비용을 현저하게 절감할 수 있는 새로운 형태의 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 관한 것이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템(100)은 크게 내부에 여러 개의 모듈이 수용되는 수용부(11)가 형성되고 상부에 태양광패널(12)이 설치되는 하우스 형태의 컨테이너(10)와, 상기 태양광패널(12)과 연결되어 태양광 패널을 통하여 생성된 DC 300V ~ 800V의 전류를 AC380V로 변환하는 태양광인버터(20)와, PCS(power converter system)(30)와, 컨버터(40)와, 분기회로의 과전류를 차단하는 차단기 등으로 구성된 분전반(50)과, 컨테이너(10)의 내부공기 및 습도, 온도 등의 제어를 위한 항온항습기(60)와, 분전반(50)과 전기적으로 연결되며 외부에서 공급되는 계통전류와 태양광인버터(20)를 통하여 유입되는 태양광전력이 충전되는 배터리(70) 및 컨테이너(10) 내부에 발생되는 화재를 진화하기 위한 포소화전부(80)를 포함하여 구성된다.
상기 컨테이너(10)는 단열성을 갖는 금속판재를 이용한 하우스 형태를 갖으며 내부에 각각의 모듈이 수용되는 수용부(11)가 형성되며 일측에 관리자의 출입을 위한 출입도어(13) 및 상부에 태양광패널(12)이 설치된다.
상기 태양광 인버터(20)는 태양광 패널을 통하여 생성된 DC 300V ~ 800V의 전류를 AC 380V로 변환하고 PCS(30)를 통하여 분전반(50)과 배터리(70)에 연결되어 변환된 AC 380V의 전류를 분전반(50)을 통하여 완속충전기 또는 고속충전기로 구성된 EVC(ElectricVehicle Charger 또는 Electric Vehicle Charging, 전기차충전기)(200)로 전력을 공급하거나 또는 배터리(70)로 전력을 전력을 공급할 수 있도록 전기적으로 연결된다.
상기 PCS(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부에는 하나의 패널에 직류접속부(31)와 교류접속부(32)가 구비되어 사용공간이 축소되어 효율적으로 컴팩트하게 제조되었으며, 상기 직류접속부(31)와 교류접속부(32)의 사이에는 전원제어부(33)가 구비되어 있다. 상기 직류접속부(31)에는 직류전원 차단기와 직류전원 단자대가 포함되고, 상기 교류접속부(32)에는 교류전원 차단기와 교류전원 단자대와 계통 전원 검출부가 포함되고, 상기 전원제어부(33)에는 제어전원 차단기와 제어전원 단자대가 포함되어 있어 직류와 교류전원을 겸용으로 사용할 수가 있게 되고, 계통전력은 하부에 인입구와 인출구가 설치되어 편리하게 설치할 수가 있다. 상기 PCS(30)는, 상부에는 시스템 제어 유닛(34)이 설치되어 있어 시스템을 제어할 수가 있는 구조이다.
즉, 상기 PCS(30)는, 하부에는 하나의 패널에 직류접속부(31)와 교류접속부(32)가 구비되어 사용공간이 축소되어 효율적으로 컴팩트하게 제조되었으며 상부에는 시스템 제어 유닛(34)이 설치되어 있어 시스템을 제어할 수가 있으므로 소형으로 제조되어 제조가가 저렴하게 되고 제조가 간편하며 제조시에는 편리하게 시스템을 제어할 수가 있게 되는 것이다.
상기 항온항습기(60)는 컨테이너(10)의 내부온도를 조절하기 위한 냉/난방운전, 컨테이너 내부의 습도를 조절하기 위한 가습운전, 컨테이너 내부의 청정공기를 유지하기 위한 공기클린운전 등을 통하여 컨테이너(10) 내부의 온도 및 습도가 항상 일정 범위 내에 머물도록 이루어진 것으로 상기 항온항습기의 구성은 전산실, 정밀측정실, 엔진실험실, 반도체 공장의 크린룸, 전자기판생산실 등 주로 열을 많이 발생하는 시스템이나 장치가 설치된 각 룸에 설치되는 일반적인 구성으로써 그 구체적인 구성 설명은 생략한다.
상기 배터리(70)는 PCS(30) 및 분전반(50)과 전기적으로 연결되어 계통전력이 PCS(30)를 통하여 배터리(70)로 충전되거나 또는 태양광 인버터(20)를 통하여 AC전력으로 변환된 전력이 PCS(30)를 통하여 배터리(70)에 충전되며 배터리(70)에 충전된 전력은 전기차충전기(200)로 전달되어 자동차를 충전하는 형태를 갖는다.
또한, 상기 배터리(70)는 리튬전지로 이루어져 일반적으로 납축전지로 이루어진 종래보다 유해물질이 없어 친환경적이고, 급속충전이 가능한 고효율 특성을 갖는다.
여기서, 상기 배터리(70)를 구성하는 전지는 리튬전지에 한정되지 않고, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery) 등이 적용될 수도 있다.
또한, 상기 배터리(70)는 태양광 인버터(20)로부터 전달된 전기 에너지 및 심야에 상기 계통전력으로부터 공급된 전기를 공급받아 저장할 수가 있다.
상기 배터리(70)는 도 6에 도시한 바와 같이 하나의 케이지(71) 내부에 여러 개의 배터리셀(72)이 서랍식으로 적층되고 결착랙에 의하여 각각 독립적으로 케이지로부터 착탈 가능한 형태로 이루어져 배터리의 취급이 용이하고 유지보수가 용이한 구성적 특징을 갖는다.
더욱이, 케이지(71)에 배터리셀(72)을 일괄적으로 수납하거나 또는 일부분에 BPU, BMS 모듈을 설치하여 공간활용성을 극대화 할 수 있다.
즉, 상기와 같이 구성된 배터리(70)는 다수의 배터리가 모듈식으로 구성되며 적층식으로 설치되어 상기 각 배터리가 만충전 상태가 아닐 경우 전기 자동차가 충전을 하지 않은 시간에 계통전원 또는 태양광 인버터로부터 배터리를 충전하여 만충전 상태를 유지하도록 한다. 특히 심야 시간대에 전기 요금이 저렴한 점을 이용하여 심야 시간대에 배터리가 만충전되도록 제어한다.
상기 포소화전부(80)는 도 7에 도시한 바와 같이 상기 컨테이너(10)의 상부 천정부분에 설치되는 함체(81)와, 상기 함체(81) 내부 일측에 설치된 물저장탱크(82)와, 상기 물저장탱크(82)로부터 일정간격을 두고 함체(81)의 내부 일측에 설치되며 단백포소화약제, 합성계면활성제 포소화약제, 수성막포소화약제, 불화단백포소화약제, 내알콜포소화약제 중에서 선택되는 하나의 소화액제가 충진되는 소화약제저장탱크(83)와, 상기 소화약제저장탱크(83)로부터 일정간격 두고 함체(81)의 내부에 설치되며 각각의 구성과 전기적으로 연결되는 제어부(84)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 컨테이너(10) 내부의 연기를 감지하는 연기감지센서(85)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 컨테이너(10) 내부의 열을 감지하는 열감지센서(86)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 소화약제저장탱크(83)에 저장된 소화약제를 혼합부(87)로 보내는 솔레노이드밸브(88)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 물저장탱크(82)에 저장된 물을 혼합부(87)로 보내는 펌프(89)와, 상기 혼합부(87)에서 물과 소화약제가 혼합된 혼합액을 외부로 분사하는 분사노즐(90)을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성의 포소화전부(80)의 구성을 통하여 컨테이너(10) 내부에 화재가 발생시 연기감지센서(85)와 열감지센서(86)가 화재의 발생을 감지하면 제어부(84)를 통하여 펌프(89)와 솔레노이드밸브(88)를 동작시켜 물저장탱크(82)에 수용된 물과 약제저장탱크(83)에 수용된 소화약재가 혼합부(87)에서 혼합되고 분사노즐(90)을 통하여 컨테이너(10)의 수용부(11)로 분사 발포되어 거품형태로 컨테이너(10)의 수용부(11)를 채움함으로써 질식 효과를 이용하여 신속하게 화재를 진압한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템을 이용하여 전기차를 충전하는 과정을 개략적으로 설명하면 도 2에 도시한 바와 같이, 태양광패널에 의하여 발생된 직류전류나 계통전원에 의하여 공급되는 교류전류나 양자를 모두 완속충전기나 급속충전기를 통하여 충전시킬 수 있으므로 사용이 대단히 편리하게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템은 차량용 충전 시스템을 제어하기 위한 PCS와, 컨버터, 분전반, 태양광 인버터, 항온항습기, 포소화전부 및 배터리와 같은 다양한 구성을 하나의 컨테이너의 내부에 설치하여 소규모의 공간에 맞춤형 시스템을 제공할 수 있으며 구성을 단순화하여 각각의 구성의 연결이 최적의 상태로 연결됨으로써 공간활용성을 극대화는 물론 유지보수비용과 같은 운영비용을 형재 운용되고 있는 설비 대비 70%이상 현저하게 절감할 수있는 구성적 특징이 있으며, 더욱이, 컨테이너의 내부에 형성된 태양광인버터와 배터리의 구성을 통하여 충전기로 전달되는 전력을 계통전력을 물론 태양광과 배터리의 충전전력의 3종의 에너지원을 최적의 조합으로 공급함으로써 그린에너지를 이용한 계통전력의 사용을 현저하기 절감할 수 있어 운영비용 및 전기사용비용을 현저하게 절감할 수 있는 특징이 있다.
또한, 충전기로 절단되는 전력을 급속 또는 완속 모두 제공할 수 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 특히, 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템은 컨테이너의 내부에 화재가 발생하는 경우 컨테이너 내부에 산소를 제거하는 형태로 화재를 신속하게 진화할 수 있어 화재의 확산을 방지하고 화재로 인한 피해를 최소화 할 수 있는 특징이 있다.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 실용신안청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 실용신안청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 컨테이너 11 : 수용부
12 : 태양광 패널
20 : 태양광 인버터 30 : PCS
40 : 컨버터 50 : 분전반
60 : 항온항습기 70 : 배터리
80 : 포소화전부

Claims (4)

  1. 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템에 있어서,
    전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템(100)은, 사면이 밀폐되어 내부에 수용부(11)를 형성하며 상부에 태양광패널(12)과 일측에 출입을 위한 도어가 설치된 컨테이너(10)와, 상기 수용부(11)에 설치되고 태양광패널(12)과 연결되어 태양광 패널을 통하여 생성된 DC 300V ~ 800V의 전류를 AC380V로 변환하는 태양광인버터(20)와, PCS(power converter system)(30)와, 컨버터(40)와, 분기회로의 과전류를 차단하는 차단기로 구성된 분전반(50)과, 상기 분전반(50)과 전기적으로 연결되며 외부에서 공급되는 계통전류와 태양광인버터(20)를 통하여 유입되는 태양광전력이 충전되는 배터리(70) 및, 상기 컨테이너(10) 내부에 발생되는 화재를 진화하기 위한 포소화전부(80)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컨테이너(10)의 수용부에 설치되어 컨테이너(10)의 내부공기 및 습도, 온도 등의 제어를 위한 항온항습기(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리(70)는 케이지(71) 내부에 여러 개의 배터리셀(72)이 서랍식으로 적층되고 결착랙에 의하여 각각 독립적으로 케이지로부터 착탈 가능한 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 포소화전부(80)는 컨테이너(10)의 상부 천정부분에 설치되는 함체(81)와, 상기 함체(81) 내부 일측에 설치된 물저장탱크(82)와, 상기 물저장탱크(82)로부터 일정간격을 두고 함체(81)의 내부 일측에 설치되며 단백포소화약제, 합성계면활성제 포소화약제, 수성막포소화약제, 불화단백포소화약제, 내알콜포소화약제 중에서 선택되는 하나의 소화액제가 충진되는 소화약제저장탱크(83)와, 상기 소화약제저장탱크(83)로부터 일정간격 두고 함체(81)의 내부에 설치되며 각각의 구성과 전기적으로 연결되는 제어부(84)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 컨테이너(10) 내부의 연기를 감지하는 연기감지센서(85)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 컨테이너(10) 내부의 열을 감지하는 열감지센서(86)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 소화약제저장탱크(83)에 저장된 소화약제를 혼합부(87)로 보내는 솔레노이드밸브(88)와, 상기 제어부(84)에 연결되어 제어부(84)의 제어신호에 따라 물저장탱크(82)에 저장된 물을 혼합부(87)로 보내는 펌프(89)와, 상기 혼합부(87)에서 물과 소화약제가 혼합된 혼합액을 외부로 분사하는 분사노즐(90)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전용 일체형 에너지 저장시스템.
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KR102307536B1 (ko) 2019-12-13 2021-09-30 정대원 배터리 에너지 저장시스템의 소화시스템 및 그 소화방법

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