KR101103502B1 - Electric power storage apparatus for home use - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체의 좁은 공간에 세워서 설치할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to use the power remaining in the night time or the low power bills to store the power and to use it in the power peak time zone to achieve the leveling of power usage by time period, earthquake, typhoon, flood, etc. It can be used as an emergency power source in case of emergency such as natural disaster or fire or power outage, and it can also store surplus power of power company, solar power or wind power and use it at peak time or emergency power. At the same time, it is to provide a home power storage device that can be installed in a narrow space of the interior or exterior walls of existing buildings, such as buildings, officetels, apartments are limited space.
Description
본 발명은 가정용 전력 저장장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체의 좁은 공간에 세워서 설치할 수 있는 가정용 전력 저장장치에 관한 것이다.The present invention relates to a home electric power storage device, and more specifically, to store power by using electricity remaining in a low power time zone or a midnight power rate, and to use the power peak time zone to achieve leveling of power by use time. It can be used as emergency power in case of natural disaster such as earthquake, typhoon, flood or fire or power outage, and also save surplus power of power company, solar power or wind power. The present invention relates to a home electric power storage device that can be used in peak hours or in an emergency, and can be installed in a narrow space inside or outside an existing building where space is limited such as a building, an officetel, or an apartment.
통상적으로 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 가정에서 비상전원으로도 사용할 수 있는 최저의 필수 기본소비전력은 전등 100W, 냉장고 200W, TV 및 컴퓨터 200W가 필요하여 총 500W 정도의 전력이 반드시 필요하다.Normally, the minimum required basic power consumption that can be used as an emergency power source at home in case of natural disaster such as earthquake, typhoon, flood or fire or power outage is 100W, 200W of refrigerator, 200W of TV and computer. A total of 500W of power is necessary.
이러한 최소한의 전력을 화보하기 위하여 종래로부터 널리 사용되고 있는 태양광 발전장치로서는 대한민국 공개특허번호 제10-2011-38230호(공개일; 2011년 04월 14일)에 개시되어 있다.As a photovoltaic device that has been widely used in the related art for minimizing such a minimum power, Korean Patent Application Publication No. 10-2011-38230 (published date; April 14, 2011) is disclosed.
상기 대한민국 공개특허번호 제10-2011-38230호에 개시되어 있는 태양광 발전장치는 태양전지판, 열전소자, 방열부 및 축전부를 포함하고 있다.The photovoltaic device disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-38230 includes a solar panel, a thermoelectric element, a heat dissipation unit, and a power storage unit.
상기 태양전지판은 태양광 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하며, 이러한 태양전지판은 다수개의 태양전지가 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 행렬로 배치되고 사각형상으로 이루어질 수 있다.The solar panel absorbs sunlight energy and converts it into electrical energy to generate electricity. The solar panel may be arranged in a matrix and connected in series or in parallel or in parallel to each other in a matrix.
열전소자는 제베크(seebeck) 효과에 의해 태양전지판에서 발생한 폐열을 전기에너지로 변환하고, 이때, 열전소자의 일측면과 타측면은 금속판으로 이루어지며, 일측면과 타측면 사이에서 P형 반도체 및 N형 반도체가 π형으로 결합되어 형성될 수 있다.The thermoelectric element converts the waste heat generated from the solar panel by the Seebeck effect into electrical energy. At this time, one side and the other side of the thermoelectric element is made of a metal plate, between the one side and the other side P-type semiconductor and The N-type semiconductor may be formed by combining in a π-type.
이러한 열전소자의 일측면은 태양전지판의 배면에 부착되어, 태양전지판에서 발생한 폐열에 의해서 가열되고, 이와 같이 가열된 일측면은 P형 반도체에 전자를 내주게 되어 전자가 부족하게 된다. 이 부족한 전자는 N형 반도체에서 끌어오며, 이러한 과정을 거치게 되면 회로가 연결되어 있는 양 전극 간에는 전위치가 발생해서 결국 N형 반도체 쪽에서 P형 반도체 쪽으로 흘러들어가는 전류가 발생하게 된다. 즉, 태양전지판에서 발생한 폐열이 열전소자에서 전기로 변환된다. 방열부는 열전소자의 타측면에 부착되어, 열전소자에서 발생하는 열을 방출한다. 이때, 방열부는 열전소자의 타측면과 부착되어 열전소자에서 발생한 열을 전달받는 방열판과, 방열판에 일정 간격으로 배열되게 형성되어, 방열판에 전달된 열을 공기 중으로 방출하는 다수개의 방열핀을 포함하여 구성될 수 있다.One side of the thermoelectric element is attached to the rear surface of the solar panel, and is heated by the waste heat generated in the solar panel, the one side heated in this way to give electrons to the P-type semiconductor is insufficient electrons. This lack of electrons is drawn from the N-type semiconductor, and this process generates a full position between both electrodes to which the circuit is connected, resulting in a current flowing from the N-type semiconductor side to the P-type semiconductor. That is, the waste heat generated in the solar panel is converted into electricity in the thermoelectric element. The heat dissipation part is attached to the other side of the thermoelectric element, and emits heat generated by the thermoelectric element. At this time, the heat dissipation part is attached to the other side of the thermoelectric element is configured to include a heat sink receiving heat generated from the thermoelectric element, and arranged at a predetermined interval on the heat sink, and comprises a plurality of heat dissipation fins for dissipating heat transferred to the heat sink into the air Can be.
나아가, 방열부의 방열판에는 냉각제가 유입 및 유출되도록 방열판의 전후 측면 또는 좌우 측면을 관통하여 다수개의 유로가 형성될 수 있다.In addition, a plurality of flow paths may be formed in the heat dissipation part of the heat dissipation part through the front, rear, left, and right sides of the heat dissipation so that coolant flows in and out.
그런데, 이와 같이 구성된 종래의 태양광 발전장치는 소규모의 전력이 사용되는 광고판용 전력을 축전기에서 공급할 수는 있으나, 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 없을 뿐만 아니라, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해, 화재 기타 정전사고의 등의 비상조건에서 비상전원으로도 사용할 수 없고, 태양광만을 사용하여 발전하므로, 발전회사에서 공급하는 전력이나 풍력발전에 의한 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용할 수 없다는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.By the way, the conventional photovoltaic device configured as described above can supply power for a billboard using a small amount of power from a capacitor, but reserves power by using electricity remaining in a low-time or midnight power rate. It can not be used to equalize power usage by peak hours, and can not be used as emergency power under emergency conditions such as natural disasters such as earthquake, typhoon and flood, fire and power failure. Because of the power generation by using, there are various problems such as the power supplied by the power generation company or the surplus power generated by the wind power generation can not be stored and used in the peak time or emergency of the power.
따라서, 본 발명은 상기 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned various problems, and an object of the present invention is to store power using power remaining in a low power time zone or a late night power, and use power at a power peak time zone. The present invention provides a home electric power storage device capable of leveling by time.
본 발명의 다른 목적은 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해, 화재 기타 정전사고의 등의 비상조건에서 사용할 수 있는 비상전원으로도 사용 할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a home power storage device that can be used as an emergency power source that can be used in emergency conditions such as natural disasters such as earthquakes, typhoons, floods, fires and power outages.
본 발명의 또 다른 목적은 태양광이나 풍력발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용 할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a home electric power storage device that can store surplus power of solar light or wind power and use it in peak time or in case of emergency.
본 발명의 또 다른 목적은 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존 건물내부 또는 외부 벽체에 세워서 설치할 수 있는 소형(예를 들면, 가로 × 높이 × 깊이 = 2m × 2m ×0.6m)의 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is a small household power (for example, width × height × depth = 2m × 2m × 0.6m) that can be installed in a building, officetel, apartment, etc., space or space inside the existing building limited space To provide a storage device.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기 및 과전류방지기를 통해 제2 누전차단기에서 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 다운/승압 변환기에서 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널의 제어에 의해 AC/DC 변환기에서 DC전압으로 변환하여 축전지에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치와; 통상시에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 제2 누전차단기에 인가시키기 위하여 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 축전된 DC전원을 제어패널의 제어에 의해 AC/DC 변환기에서 AC전원으로 변환한 후, 다운/승압 변환기에 의해 승압해서 상기 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 인가시키기 위하여 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치;를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the home power storage device according to the first embodiment of the present invention receives an AC power supplied from a power company through a power meter and detects whether or not an overcurrent flows by an overcurrent protector, so that the overcurrent does not flow. The AC power supplied by the power company is received by the second earth leakage breaker through the power meter and the overcurrent protector to detect whether there is a short circuit, and down-converted to a certain level by the down / boost converter, and controlled by the control panel. A home power storage device for converting the DC voltage from the DC converter to accumulate the DC voltage in the storage battery; Normally, AC power supplied from the power company is received through the power meter to detect the overcurrent in the overcurrent protector. If no overcurrent is detected, connect the A and B terminals to supply AC power to the first earth leakage breaker of the home distribution panel. In order to apply the AC power supplied from the power company to the second earth leakage breaker at a time when the power rate is low or at night, the terminal A and C are connected to maintain the switching on state of the second earth leakage breaker, In case of power failure, natural disaster, or fire, DC power stored in the battery of the household power storage device is converted from AC / DC converter to AC power under the control of the control panel, and then boosted by a down / boost converter. A switching switch for switching the D terminal and the B terminal to be applied to the first earth leakage breaker of the home distribution panel; Characterized in that the ratio.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기 및 과전류방지기를 통해 제2 누전차단기에서 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 다운/승압 변환기에서 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널의 제어에 의해 AC/DC 변환기에서 DC전압으로 변환하여 축전지에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치와; 통상시에 전력회사에서 공급되는 전력을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 AC전원을 공급함과 동시에, 태양전지모듈에서 발전시에 E단자와 B단자를 접속하여 태양전지모듈에서 발전되는 AC전원을 분배기를 통해 상기 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 제2 누전차단기에 인가시키기 위하여 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 분배기의 제어하에 태양전지모듈에서 발전되는 AC전원을 분배기 및 솔라충전기를 통해 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 충전하며, 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 축전된 DC전원을 AC/DC 변환기에서 받아 제어패널의 제어에 의해 AC/DC 변환기에서 AC전원으로 변환하고, AC/DC 변환기에서 출력되는 AC전원을 받아 다운/승압 변환기에서 승압하여 상기 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 인가시키기 위하여 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치;를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the home power storage device according to the second embodiment of the present invention receives the AC power supplied from the power company through the power meter to detect whether the overcurrent flows by the overcurrent protector at the power company when the overcurrent does not flow Receives the supplied AC power from the second earth leakage breaker through the power meter and the overcurrent protector, detects whether there is a short circuit, and converts the down / step-up converter to a certain level, and controls the DC from the AC / DC converter under control of the control panel. A home power storage device for converting the voltage into a storage battery and storing a DC voltage; Normally, the power company receives power from the power meter and detects the overcurrent in the overcurrent protector. If no overcurrent is detected, connects A and B terminals to supply AC power to the first earth leakage breaker in the home distribution panel. When the solar cell module generates power, it connects the E terminal and the B terminal to supply AC power generated by the solar cell module to the first earth leakage breaker of the home distribution panel, and the AC power is low in time zone or midnight. In order to apply the AC power supplied from the power company to the second earth leakage breaker, the terminal A and the C terminal are connected to maintain the switching on state of the second earth leakage breaker, and generated by the solar cell module under the control of the distributor. AC power is charged to the storage battery of the home power storage device through a distributor and a solar charger, and the power peak time zone, In case of power failure time, natural disaster or fire, DC power stored in the battery of the household power storage device is received by AC / DC converter and converted from AC / DC converter to AC power by control of the control panel, and AC / DC converter And a switching switch for connecting the D terminal and the B terminal in order to receive the AC power outputted from the step-up / step-up converter and apply it to the first earth leakage breaker of the home distribution panel.
본 발명의 가정용 전력 저장장치에 의하면, 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체에 세워서 설치할 수 있다는 효과가 있다.According to the home electric power storage device of the present invention, by using the power remaining in the time zone of low power or midnight, the power is stored and then used in the power peak time zone to achieve the leveling of power usage by time, earthquake, It can be used as an emergency power source in case of natural disaster such as typhoon, flood, fire or other power failure, as well as storing surplus power of power company, solar power or wind power, At the same time, there is an effect that can be installed in the interior or exterior walls of existing buildings where space is limited, such as buildings, officetels, apartments.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 전력회사에서 공급되는 전력을 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 비축된 전력을 사용하는 상태를 개략적으로 도시한 회로 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 전력회사에서 공급되는 전력을 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 비축된 전력을 사용하는 상태를 개략적으로 도시한 회로 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치의 제어패널을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 stores power supplied from a power company to a home power storage device according to a first embodiment of the present invention using power remaining in a time zone having a low power rate or at midnight, and then stored in a power peak time zone. A circuit block diagram schematically showing a state of using power.
FIG. 2 stores power supplied from a power company to a domestic power storage device according to a second embodiment of the present invention using power remaining in a low power time period or a late night time and stored at a power peak time period. A circuit block diagram schematically showing a state of using power.
3 is a view schematically illustrating a control panel of a home power storage device according to first and second embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a home power storage device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 제2 누전차단기(21)에서 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널(24)의 제어에 의해 AC/DC 변환기(23)에서 DC전압으로 변환하여 축전지(25)에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치(20)와; 통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 제2 누전차단기(21)에 인가시키기 위하여 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 제어패널(24)의 제어에 의해 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환한 후, 다운/승압 변환기(22)에 의해 승압해서 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가시키기 위하여 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있다.1 and 3, the home power storage device according to the first embodiment of the present invention receives the AC power supplied from the
다음에, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치의 작용에 관하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.Next, the operation of the home power storage device according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.
가정용 분전반에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 공급하는 경우When supplying AC power supplied from electric power company (1) to home distribution board
가정용 분전반에 AC전원을 공급하는 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 구동한다.In the normal case of supplying AC power to the home distribution board, the AC power supplied by the
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대에 축전지(25)에 축전Accumulation in the storage battery (25) during late night hours or when time is low
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대에 축전지(25)에 축전하는 경우는 가정용 분전반(10)에 AC전원을 공급하는 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 C단자를 접속하여 가정용 전력 저장장치(20)의 제2 누전차단기(21)에 AC전원을 공급하며, 이때 제2 누전차단기(21)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, AC전원을 다운/승압 변환기(22)에서 AC전원을 일정레벨로 다운하며, 상기 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운된 AC전원을 AC/DC 변환기(23)에 출력한다.When power is stored in the
상기 AC/DC 변환기(23)에서는 일정레벨로 다운된 AC전원을 받아서 제어패널(24)의 제어에 의해 AC전원을 DC전원으로 변환하여 축전지(25)를 축전한다.The AC /
축전지(25)에 축전된 DC전원을 전력피크 시간대, 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에 비상전원으로 사용The DC power stored in the
지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에는 제어패널(24)의 온/오프 버튼(24a)을 온시켜서 절환스위치(30)의 D단자를 B단자에 접속시키면, 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시(예를 들면, 지진, 태풍, 홍수 등의 재난 발생시), 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 AC/DC 변환기(23)에서 받아 제어패널(24)의 제어에 의해 AC전원으로 변환하여 다운/승압 변환기(22)에 출력한다.In case of an emergency such as a natural disaster such as an earthquake, typhoon or flood or fire or power outage, turn on the on / off
이때, 절환스위치(30)의 D단자가 B단자에 접속되어 있으므로, 상기 다운/승압 변환기(22)에서는 AC/DC 변환기(23)에서 다운된 AC전원을 받아서 일정레벨로 승압하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 출력하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 각각 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 각각 구동한다.At this time, since the D terminal of the
다시 말하면, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 비상조건시 또는 전력소모의 피크시간대에 상기 축전지(25)에 축전된 DC전원을 상기 AC/DC 변환기(23)에서 받아 제어패널(24)에 의해 정전압 및 정주파수의 AC전원으로 변환하여 상기 다운/승압 변환기(22)에 출력하고, 상기 다운/승압 변환기(22)는 상기 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환된 AC전원을 받아 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨의 AC전원으로 승압하여 상기 절환스위치(30)를 통해서 상기 가정용 분전반(10)에 비상전원으로 공급한다.In other words, the surplus power of the power company, photovoltaic power generation or wind power generation is stored and stored in the
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 제2 실시예의 설명에 있어서, 제2 실시예와 동일한 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.Next, a home power storage device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the second embodiment of the present invention, the same parts as in the second embodiment will be denoted by the same reference numerals and redundant descriptions will be omitted.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 제2 누전차단기(21)에서 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널(24)의 제어에 의해 AC/DC 변환기(23)에서 DC전압으로 변환하여 축전지(25)에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치(20)와; 통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 전력을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급함과 동시에, 태양전지모듈(50)에서 발전시에 E단자와 B단자를 접속하여 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52)를 통해 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 제2 누전차단기(21)에 인가시키기 위하여 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 분배기(52)의 제어하에 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52) 및 솔라충전기(53)를 통해 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전하며, 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 AC/DC 변환기(23)에서 받아 제어패널(24)의 제어에 의해 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환하고, AC/DC 변환기(23)에서 출력되는 AC전원을 받아 다운/승압 변환기(22)에서 승압하여 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가시키기 위하여 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가정용 전력 저장장치.2 and 3, the home power storage device according to the second embodiment of the present invention receives the AC power supplied from the
상기 가정용 전력 저장장치(20)는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 받아서 누전여부를 검출하는 제2 누전차단기(21)와; 상기 제2 누전차단기(21)에 의해 AC전원이 누전되고 있지 않음을 검출하였을 경우에 상기 제2 누전차단기(21)로부터 AC전원을 받아 일정레벨의 AC전원으로 다운 변환하는 다운/승압 변환기(22)와; 상기 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운된 AC전원을 일정레벨의 DC전원로 변환하는 AC/DC 변환기(23)와; 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작을 제어함과 동시에, 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작 상태를 표시하는 제어패널(24)과; 상기 제어패널(24)의 제어에 의해 상기 AC/DC 변환기(23)에서 일정레벨의 DC전압으로 변환된 DC전압을 받아서 축전하는 축전지(25);로 구성되어 있다.The household
상기 제어패널(24)은 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작을 제어하는 온/오프버튼(24a)과, 축전지(25)의 관리시스템(도시하지 않음)에 데이터를 전송하는 데이터 전송 커넥터(24n ; RS-232C 커넥터)와, 상기 데이터 전송 커넥터(24n)의 에러발생시(접속불량발생시)에 재설정하는 리셋버튼(24b)과, 상기 온/오프버튼(24a)의 스위칭 온시에 상기 축전지(25)로부터 상기 AC/DC 변환기(23)에 DC전원이 공급되고 있음을 표시함과 동시에, 상기 절환스위치(30)를 통해 전력회사(1)에서 AC전원이 공급되고 있음을 표시하도록 발광되고, 상기 태양전지모듈(50)에서 발전된 AC전원이 분배기(52) 및 절환스위치(30)를 통해 가정용 분전반(10)의 제1 누선차단기(14)에 AC전원이 공급되고 있음을 표시하도록 발광되는 전원공급 표시LED(24c; 전원공급 표시 발광다이오드)와, 이상상태가 발생하였을 경우, 이상상태 발생을 경보하도록 발광되는 경보표시 LED(24d)와, 상기 AC/DC 변환기(23)가 정상동작 중임을 표시하도록 발광되는 동작표시LED(24e)와, 상기 축전지(25)에 충전되고 있음을 표시하도록 발광되는 축전표시LED(24f)와, 상기 축전지(25)에 축전된 DC전원이 방전되고 있음을 표시하도록 발광되는 방전표시LED(24g)와, 상기 축전지(25)에 축전된 충전량이 100%임을 표시하도록 발광되는 100%충전상태 표시LED(24h)와, 상기 축전지(25)에 축전된 충전량이 80%임을 표시하는 80%충전상태 표시LED(24i)와, 상기 축전지(25)에 축전된 충전량이 60%임을 표시하도록 발광되는 60%충전상태 표시LED(24j)와, 상기 축전지(25)에 축전된 충전량이 40%임을 표시하도록 발광되는 40%충전상태 표시LED(24k)와, 상기 축전지(25)에 축전된 충전량이 20%임을 표시하는 20%충전상태 표시LED(24m)로 구성되어 있다.The
상기 제1 및 제2 실시예의 설명에 있어서, 상기 축전지(25)는 납축전지, 리튬이온(Li-ion) 축전지, 리튬 폴리머 축전지, 리튬인산철 축전지 또는 Ni-MH 축전지 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.In the description of the first and second embodiments, the
본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 태양전지모듈(50)에서 발전된 AC전원을 사용하고 남을 경우에는 분배기(52)에서 AC전원 라인(P) 및 전력 계량기(2)를 통하여 전력회사(1)에 판매할 수도 있다.The home electric power storage device according to the second embodiment of the present invention uses the AC power generated in the
다음에, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치의 작용에 관하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.Next, the operation of the home power storage device according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.
가정용 분전반에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 공급하는 경우When supplying AC power supplied from electric power company (1) to home distribution board
가정용 분전반에 AC전원을 공급하는 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 구동한다.In the normal case of supplying AC power to the home distribution board, the AC power supplied by the
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대에 축전지(25)에 축전Accumulation in the storage battery (25) during late night hours or when time is low
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대에 축전지(25)에 축전하는 경우는 가정용 분전반(10)에 AC전원을 공급하는 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 C단자를 접속하여 가정용 전력 저장장치(20)의 제2 누전차단기(21)에 AC전원을 공급하며, 이때 제2 누전차단기(21)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, AC전원을 다운/승압 변환기(22)에서 AC전원을 일정레벨로 다운하며, 상기 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운된 AC전원을 AC/DC 변환기(23)에 출력한다.When power is stored in the
상기 AC/DC 변환기(23)에서는 일정레벨로 다운된 AC전원을 받아서 제어패널(24)의 제어에 의해 AC전원을 DC전원으로 변환하여 축전지(25)에 축전하고, 태양전지모듈(50)에서 발전된 AC 전원을 이용한 축전지(25)의 축전은 분배기(52) 및 솔라충전기(53)를 통해서 축전지(25)에 축전한다.The AC /
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축전지(25)에 축전된 DC전원을 전력피크 시간대, 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 비상조건시 비상전원으로의 사용The use of DC power stored in the
전력피크 시간대, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에는 제어패널(24)의 온/오프 버튼(24a)을 온시켜서 절환스위치(30)의 D단자를 B단자에 접속시키면, 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 AC/DC 변환기(23)에서 받아 제어패널(24)의 제어에 의해 AC전원으로 변환하여 다운/승압 변환기(22)에 출력한다.In case of emergency during natural disaster such as power peak time, earthquake, typhoon, flood or fire or power outage, turn on / off
이때, 절환스위치(30)의 D단자가 B단자에 접속되어 있으므로, 상기 다운/승압 변환기(22)에서는 AC/DC 변환기(23)로부터 다운된 AC전원을 받아서 일정레벨로 승압하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 출력하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 구동한다.At this time, since the D terminal of the
다시 말하면, 상기 AC/DC 변환기(23)는 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 비상조건시 또는 전력소모의 피크시간대에 상기 축전지(25)에 축전된 DC전원을 제어 패널(24)의 제어하에 정전압 및 정주파수의 AC전원으로 변환하여 상기 다운/승압 변환기(22)에 출력하고, 상기 다운/승압 변환기(22)는 상기 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환된 AC전원을 받아 일정레벨의 AC전원으로 승압하여 상기 절환스위치(30)를 통해서 상기 가정용 분전반(10)에 비상전원으로 공급한다.In other words, the AC /
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따라서, 본 발명은 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용 할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체의 좁은 공간에 세워서 설치할 수 있다.Therefore, the present invention can be used to store the power by using the power remaining in the time zone or the late night when the power bill is cheap, and can be used in the power peak time zone to achieve the leveling of the power usage by time period, such as earthquake, typhoon, flood, etc. In addition to being used as an emergency power source in emergency conditions such as natural disasters, fires or power outages, it can be used to store surplus power from a power company, photovoltaic power generation, or wind power generation and use it at peak times or during emergencies. At the same time, it can be installed in a narrow space inside or outside walls of existing buildings where space is limited, such as buildings, officetels, and apartments.
상기 설명에 있어서, 특정 실시 예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 일탈하지 않는 범위 내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지로 설계 변경하는 것도 본 발명의 청구범위에 포함되는 것은 물론이다.In the above description, although illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, for example, by a person of ordinary skill in the art without departing from the concept of the invention Of course, various design changes are included in the claims of the present invention.
1 :전력회사 2 :전력계량기
3 :과전류방지기 10 :가정용 분전반
14 :제1 누전차단기 15 :제1 개폐기
16 :제1 부하 17 :제2 개폐기
18 :제2 부하 20 :가정용 전력 저장장치
21 :제2 누전차단기 22 :다운/승압 변환기
23 :AC/DC 변환기 24 :제어패널
24a :온/오프버튼 24b :리셋버튼
24c :전원공급 표시LED 24d :경보표시 LED
24e :동작표시LED 24f :축전표시LED
24g :방전표시LED 24h :100%충전상태 표시LED
24i :80%충전상태 표시LED 24j :60%충전상태 표시LED
24k :40%충전상태 표시LED 24m :20%충전상태 표시LED
24n :데이터 전송 커넥터 25 :축전지
30 :절환스위치 50 :태양전지모듈
52 :분배기 53 :솔라충전기1: power company 2: power meter
3: overcurrent protector 10: home distribution board
14: 1st earth leakage breaker 15: 1st switch
16: first load 17: second switch
18: second load 20: household power storage device
21: second earth leakage breaker 22: down / boost converter
23: AC / DC converter 24: control panel
24a: On /
24c:
24e:
24g:
24i: 80%
24k: 40%
24n: Data transmission connector 25: Storage battery
30: switch 50: solar cell module
52: distributor 53: solar charger
Claims (4)
통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 제2 누전차단기(21)에 인가시키기 위하여 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 제어패널(24)의 제어에 의해 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환한 후, 다운/승압 변환기(22)에 의해 승압해서 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가시키기 위하여 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가정용 전력 저장장치.The AC power supplied from the power company 1 is received through the power meter 2 to detect whether the overcurrent flows by the overcurrent protector 3, and the AC power supplied from the power company 1 when no overcurrent flows. Is received by the second earth leakage circuit breaker 21 through the power meter 2 and the overcurrent protector 3 to detect whether there is a short circuit, and down-converted to a predetermined level by the down / boost converter 22, and the control panel 24 A home power storage device 20 converting the DC voltage from the AC / DC converter 23 to control the DC voltage and storing the DC voltage in the storage battery 25 under the control of;
When the AC power supplied from the power company 1 is normally received through the power meter 2, the overcurrent protector 3 detects the overcurrent, and when the overcurrent is not detected, the terminal A and the B terminal are connected to each other. To supply the AC power to the first earth leakage breaker (14), and to apply the AC power supplied from the power company (1) to the second earth leakage breaker (21) at a time when the electric charge is low or at night. A terminal is connected to maintain the switching-on state of the second ground fault circuit breaker 21, and the electrical storage is stored in the storage battery 25 of the household power storage device 20 when a power peak time zone, a power failure time zone, a natural disaster occurs, or a fire occurs. Converted DC power to AC power by AC / DC converter 23 under the control of control panel 24, and then boosted by down / step-up converter 22 to open the first earth leakage breaker of the home distribution board 10. To apply to (14) terminals D and B And home electric power storage device, characterized in that with a; change-over switch 30 for switching to connect the.
통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 전력을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급함과 동시에, 태양전지모듈(50)에서 발전시에 E단자와 B단자를 접속하여 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52)를 통해 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 제2 누전차단기(21)에 인가시키기 위하여 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 분배기(52)의 제어하에 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52) 및 솔라충전기(53)를 통해 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 충전하며, 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 AC/DC 변환기(23)에서 받아 제어패널(24)의 제어에 의해 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환하고, AC/DC 변환기(23)에서 출력되는 AC전원을 받아 다운/승압 변환기(22)에서 승압하여 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가시키기 위하여 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가정용 전력 저장장치.The AC power supplied from the power company 1 is received through the power meter 2 to detect whether the overcurrent flows by the overcurrent protector 3, and the AC power supplied from the power company 1 when no overcurrent flows. Is received by the second earth leakage circuit breaker 21 through the power meter 2 and the overcurrent protector 3 to detect whether there is a short circuit, and down-converted to a predetermined level by the down / boost converter 22, and the control panel 24 A home power storage device 20 converting the DC voltage from the AC / DC converter 23 to control the DC voltage and storing the DC voltage in the storage battery 25 under the control of;
Normally receives the power supplied from the power company (1) through the power meter (2) to detect the overcurrent in the overcurrent protector (3), if the overcurrent is not detected by connecting the terminal A and terminal B to the home distribution board (10) While supplying AC power to the first earth leakage breaker 14 of the solar cell module 50, the AC power generated by the solar cell module 50 by connecting the E terminal and the B terminal at the time of power generation in the solar cell module 50 distributor AC power is supplied to the first earth leakage breaker 14 of the home distribution panel 10 through the second earth leakage breaker 21, and the AC power supplied from the power company 1 at a low time period or at night. In order to apply the terminal A and the terminal C to maintain the switching-on state of the second earth leakage breaker 21, at the same time, under the control of the distributor 52, AC power generated in the solar cell module 50 distributor ( 52) and the home power via the solar charger 53 The DC power stored in the battery 25 of the household power storage device 20 is charged in the storage battery 25 of the charging device 20, and the power peak time zone, the blackout time zone, the natural disaster occurs, and the fire occurs. The converter 23 receives the AC power from the AC / DC converter 23 by the control of the control panel 24 and receives the AC power output from the AC / DC converter 23. And a switching switch (30) for connecting the D terminal and the B terminal to be boosted at and applied to the first earth leakage breaker (14) of the home distribution panel (10).
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