KR100875603B1 - 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템 - Google Patents

복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템은 태양광 모듈에서 생산되는 전력을 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 태양광 충전 제어부, 풍력 모듈에서 생산되는 전력을 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 풍력 충전 제어부 및 충전 모듈에 연결되는 부하가 충전 모듈에 저장된 전력 이상의 전력을 필요로 하는 경우, 상업용 전력으로 부하의 배전을 절환하는 배전 절환 제어부를 포함한다.
태양광, 풍력, 발전, 복합, 연계형, 상업용, 제어, 충전모듈, 배전절환

Description

복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템{Commercial electric power linkage typed electrical system for complex generations of electric power with complex electric charging control apparatus}
본 발명은 복합 충전 제어 장치를 갖는 발전용 시스템에 관한 것으로, 특히 상업 전력에 연계될 수 있는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템에 관한 것이다.
환경에 대한 관심이 점차 증가하면서, 석탄, 석유, 원자력 등의 하드 에너지를 대체하는, 환경오염을 유발하지 않는 에너지 발전 방법에 대한 기대 또는 관심이 날로 증가하고 있다. 또한 최근의 유류를 포함한 원자재의 급등에 따라서 전력 생산에 막대한 추가 비용이 소요되며, 추가 비용은 고스란히 소비자에게 전기 사용료의 인상으로 전가되고 있는 환경에서, 발전에 따른 추가 비용이 소요되지 않는 발전 방법에 대한 관심이 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 발전 방법 중 대표적인 것으로서 태양광 발전과 풍력 발전 방법을 들 수 있다.
태양광 발전은 태양광을 광전 효과에 의하여 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 방식이다. 태양광 발전 시스템은 태양 전지(solar cell)로 구성된 모 듈(module)과 축전지 및 전력 변환 장치로 구성된다. 태양광 발전 방식은 에너지원이 청정, 무제한이며, 유지 보수가 용이할 뿐만 아니라 수명이 긴 장점이 있다. 그러나 태양광 발전 방식은 전력 생산량이 일사량에 의존할 수밖에 없으며, 에너지 밀도가 낮은 등의 문제점을 갖는다.
풍력 발전은 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기 역학적 특성을 이용하여 회전자(rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환한 후, 변환된 기계적 에너지로부터 전기를 생산하는 발전 방식이다. 풍력 발전 시스템은 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류될 수 있으며, 그 주요 구성으로서 날개(blade)와 허브(hub)를 포함하는 회전자와 회전자의 회전을 증속시켜 발전기를 구동시키는 증속 장치(gear box), 제어 장치, 유압 브레이크 장치 등을 포함한다. 태양광 발전 방식과 마찬가지로, 풍력 발전 방식 역시 에너지원이 청정, 무제한인 장점이 있다. 그러나 풍력 발전 방식은 바람의 방향과 속도가 일정하지 않아서 항상 양질의 발전 성능을 기대할 수 없는 문제점을 갖는다.
따라서 태양광 발전 방식과 풍력 발전 방식을 병합시킨 복합 발전 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 종래의 태양광 발전 방식과 풍력 발전 방식을 병합시킨 복합 발전 방식은 단순히 태양광 발전 방식과 풍력 발전 방식을 결합할 뿐이며, 태양광 발전 방식에 따른 충전 제어 및/또는 풍력 발전 방식에 따른 충전 제어를 하고 있지 않다. 종래의 복합 발전 방식은 충전 제어를 하지 않으므로, 양질의 발전 성능을 보장할 수 없는 단점을 갖는다. 또한 종래의 복합 발전 방식은 충전 제어를 하지 않으므로, 저전류에 의한 역전류가 흐를 경우 태양 광 발전 모듈 및/또는 풍력 발전 모듈에 이상이 발생하며, 저전력 또는 과전력이 발생하는 경우에 충전지의 성능이 매우 빨리 열화되어 그 수명이 단축되는 단점을 갖는다. 또한 종래의 복합 발전 방식은 축전된 전력량 보다 많은 전력을 부하가 필요로 하는 경우에 마땅한 대처 방법이 없는 단점을 갖는다.
본 발명의 구체적인 목적은 청정 무한 에너지인 태양광과 풍력을 이용하여 자연 친화적이며 저렴한 발전 비용을 갖도록 한 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 양질의 발전 성능을 제공하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 역전류에 의한 발전 설비의 이상을 방지할 수 있는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 충전지의 수명을 연장할 수 있는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 언제든지 부하에 전력을 공급할 수 있는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 발전 방식으로 발전하는 태양광 모듈과, 풍력 발전 방식으로 발전하는 풍력 모듈과, 태양광 모듈 및 풍력 모듈 중 적어도 하나로부터 생산되는 전력을 충전하는 충전 모듈과, 사용자에게 정보를 제공하는 표시모듈과, 상기 태양광 모듈에서 생산되는 전력을 상기 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 태양광 충전 제어부와, 상기 풍력 모듈에서 생산되는 전력을 상기 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 풍력 충전 제어부와, 상기 충전 모듈에 연결되는 부하가 상기 충전 모듈에 저장된 전력 이상의 전력을 필요로 하는 경우, 상업용 전력으로 상기 부하의 배전을 절환하는 배전 절환 제어부와, 상기 표시모듈에 소정의 정보를 표시하거나, 사용자로부터 설정 정보를 입력받도록 제어하는 표시 모듈 제어부를 포함하여 특징으로 하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 태양광 충전 제어부는 상기 태양광 모듈에서 생산되는 전력의 발전 성능을 모니터링 하는 발전 성능 모니터링 컴포넌트, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 저전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로부터의 역전류를 차단하는 역전류 차단 컴포넌트 및 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 과전력인 것으로 판단되면, 상기 과전력을 통과시키는 과전력 통과 컴포넌트를 포함하되, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 유효 전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로 충전하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 풍력 충전 제어부는 상기 풍력 모듈에서 생산되는 전력의 발전 성능을 모니터링 하는 발전 성능 모니터링 컴포넌트, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 저전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로부터의 역전류를 차단하는 역전류 차단 컴포넌트 및 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 과전력인 것으로 판단되면, 상기 과전력을 통과시키는 과전력 통과 컴포넌트를 포함하되, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 유효 전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로 충전하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 역전류 차단 컴포넌트는 다이오드로 구현되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 과전력 통과 컴포넌트는 바이패스 회로로 구현되는 것을 특징으로 한다. 또한 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템은 표시 모듈을 더 포함하되, 상기 복합 충전 제어 장치가 상기 표시 모듈에 소정의 정보를 표시하거나, 사용자로부터 설정 정보를 입력받도록 제어하는 표시 모듈 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복합 충전 제어 장치가 상기 충전 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 충전 모듈 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 태양광 발전 방식으로 발전하는 태양광 모듈, 풍력 발전 방식으로 발전하는 풍력 모듈로부터 생산되는 전력을 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 복합 충전 제어 장치에 있어서, 상기 태양광 모듈에서 생산되는 전력을 상기 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 태양광 충전 제어부, 상기 풍력 모듈에서 생산되는 전력을 상기 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 풍력 충전 제어부 및 상기 충전 모듈에 연결되는 부하가 상기 충전 모듈에 저장된 전력 이상의 전력을 필요로 하는 경우, 상업용 전력으로 상기 부하의 배전을 절환하는 배전 절환 제어부를 포함하는 복합 충전 제어 장치를 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 태양광 충전 제어부는 상기 태양광 모듈에서 생 산되는 전력의 발전 성능을 모니터링 하는 발전 성능 모니터링 컴포넌트, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 저전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로부터의 역전류를 차단하는 역전류 차단 컴포넌트 및 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 과전력인 것으로 판단되면, 상기 과전력을 통과시키는 과전력 통과 컴포넌트를 포함하되, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 유효 전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로 충전하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 풍력 충전 제어부는 상기 풍력 모듈에서 생산되는 전력의 발전 성능을 모니터링하는 발전 성능 모니터링 컴포넌트, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 저전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로부터의 역전류를 차단하는 역전류 차단 컴포넌트 및 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 과전력인 것으로 판단되면, 상기 과전력을 통과시키는 과전력 통과 컴포넌트를 포함하되, 상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터 된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 유효 전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로 충전하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 역전류 차단 컴포넌트는 다이오드로 구현되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 과전력 통과 컴포넌트는 바이패스 회로로 구현되는 것을 특징으로 한다. 또한, 표시 모듈에 소정의 정보를 표시하거나, 사용자로부터 설정 정보를 입력받도록 제어하는 표시 모듈 제어부를 더 포함한다. 또한, 상기 충전 모듈 의 충전 및 방전을 제어하는 충전 모듈 제어부를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 의하여, 청정 무한 에너지인 태양광과 풍력을 이용하여 자연 친화적이며 저렴한 발전 비용을 갖는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하여, 양질의 발전 성능을 제공하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하여, 역전류에 의한 발전 설비의 이상을 방지할 수 있는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하여, 충전지의 수명을 연장할 수 있는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하여, 언제든지 부하에 전력을 공급할 수 있는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구 성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템은 태양광 모듈(200), 풍력 모듈(300), 충전 모듈(400), 표시 모듈(500)의 전반적인 동작을 제어하는 복합 충전 제어 장치(100)를 포함한다.
태양광 모듈(200)은 태양광 발전 방식에 따라서 전력을 생산하는 부분이며, 풍력 모듈(300)은 풍력 발전 방식에 따라서 전력을 생산하는 부분으로서, 종래의 일반적인 태양광 발전 방식 및 풍력 발전 방식을 따르므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
충전 모듈(400)은 태양광 모듈(200) 및/또는 풍력 모듈(300)에서 생산된 전력을 저장하는 부분으로서, 태양광 모듈(200) 및 풍력 모듈(300)에 대하여 통합적으로 구현될 수 있거나, 태양광 모듈(200) 및 풍력 모듈(300) 각각에 대하여 별도로 구현될 수 있다. 충전 모듈(400)은 배터리로 구현되는 것이 바람직하며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
표시 모듈(500)은 사용자에게 소정의 정보를 제공하며, 사용자로부터 선택 정보를 입력받는 부분이다. 표시 모듈(500)은 도 4를 참조하여, 표시 모듈(500)에 제공되는 소정의 정보는 도 5 내지 도 8을 참조하여, 보다 상세히 살펴보도록 한 다.
복합 충전 제어 장치(100)는 태양광 충전 제어부(120), 풍력 충전 제어부(130), 충전 모듈 제어부(140), 표시 모듈 제어부(150), 배전 절환 제어부(160) 및 통합 제어부(110)를 포함한다.
태양광 충전 제어부(120)는 태양광 모듈(200)에서 생산되는 발전 성능을 모니터링하며, 미리 마련된 기준에 따라서 모니터된 발전 성능이 양질인 경우에 한하여 충전 모듈 제어부(140)를 통하여 충전 모듈(400)에 충전하도록 한다. 태양광 충전 제어부(120)는 미리 마련된 기준에 따라서 모니터 된 발전 성능이 저전류인 경우에, 충전 모듈(400)로부터의 역전류를 차단한다. 또한 태양광 충전 제어부(120)는 미리 마련된 기준에 따라서 모니터 된 발전 성능이 과전력인 경우에, 충전 모듈(400)이 과열되지 않도록 보호하기 위하여 과전력이 충전 모듈(400)에 인입되지 않도록 통과시킨다.
풍력 충전 제어부(130)는 풍력 모듈(300)에서 생산되는 발전 성능을 모니터링하며, 미리 마련된 기준에 따라서 모니터 된 발전 성능이 양질인 경우에 한하여 충전 모듈 제어부(140)를 통하여 충전 모듈(400)에 충전하도록 한다. 풍력 충전 제어부(130)는 미리 마련된 기준에 따라서 모니터 된 발전 성능이 저전류인 경우에, 충전 모듈(400)로부터의 역전류를 차단한다. 또한 풍력 충전 제어부(130)는 미리 마련된 기준에 따라서 모니터 된 발전 성능이 과전력인 경우에, 충전 모듈(400)이 과열되지 않도록 보호하기 위하여 과전력이 충전 모듈(400)에 인입되지 않도록 통과시킨다.
충전 모듈 제어부(140)는 태양광 충전 제어부(130), 풍력 충전 제어부(130), 배전 절환 제어부(160) 및 통합 제어부(110)와 연동하여 충전 모듈(400)로의 충전 및 충전 모듈(400)로부터의 방전을 제어하는 역할을 수행한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서 충전 모듈 제어부(140)의 충전 모듈(400)로의 충전 및 충전 모듈(400)로부터의 방전을 제어하는 기능은 태양광 충전 제어부(130), 풍력 충전 제어부(130), 배전 절환 제어부(160) 및/또는 통합 제어부(110)에 포함되며, 충전 모듈 제어부(140)를 별도로 포함하지 않을 수 있다.
표시 모듈 제어부(150)는 표시 모듈(500)이 사용자에게 소정의 정보를 제공하며, 사용자로부터 선택 정보를 입력받도록 제어한다. 즉 표시 모듈 제어부(150)는 도 4에 도시된 바와 같은 표시 모듈(500)이 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같은 사용자 인터페이스로 소정의 정보를 사용자에게 제공하거나, 사용자가 사용자 인터페이스를 이용한 선택 정보를 입력받도록 제어한다. 표시 모듈 제어부(150)를 포함하는 복합 충전 제어 장치(100)와 표시 모듈(500)은 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식으로 연결될 수 있다.
배전 절환 제어부(160)는 충전 모듈(400)에 축전된 전력 보다 많은 전력을 부하가 필요로 하는 경우에, 부하 우선의 원칙에 따라서(즉, 반드시 부하에 필요로 하는 전력을 공급하기 위해서), 상업용 전력으로 배전을 무접점으로 절환하여 부하에 필요한 전력을 안정적으로 공급하도록 한다. 즉 배전 절환 제어부(160)는 부하로 연결되는 충전 모듈(400)의 출력단의 전압 감지용 센서(미도시)로 직접 센서 데이터를 입력받은 후, 센서 데이터를 바탕으로 부하가 충전 모듈(400)에 축전된 전 력 이상의 전력을 부하가 필요로 하는 것으로 판단한 경우에, 외부의 상업용 전력으로 배전을 절환하여 부하에 필요한 전력을 안정적으로 공급하도록 한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서 배전 절환 제어부(160)는 상기 전압 감지용 센서로부터 센서 데이터를 입력받은 통합 제어부(110)로부터 센서 데이터를 전달받은 후, 센서 데이터를 바탕으로 부하가 충전 모듈(400)에 축전된 전력 이상의 전력을 부하가 필요로 하는 것으로 판단한 경우에, 외부의 상업용 전력으로 배전을 절환할 수 있다. 또한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에서 배전 절환 제어부(160)는 상기 전압 감지용 센서로부터 센서 데이터를 입력받은 통합 제어부(110)로부터 센서 데이터를 바탕으로 부하가 충전 모듈(400)에 축전된 전력 이상의 전력을 부하가 필요로 하는 경우, 이에 상응하여 배전 절환 제어 정보를 입력받아서, 배전 절환 제어 정보를 바탕으로 외부의 상업용 전력으로 배전을 절환할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 배전 절환 제어부(160)의 상업용 전력을 배전을 절환하도록 제어하는 기능은 통합 제어부(110)에서 수행될 수 있으며, 이 경우 배전 절환 제어부(160)의 구성은 생략될 수 있다.
통합 제어부(110)는 복합 충전 제어 장치(100)의 전반적인 제어를 담당한다. 또한 통합 제어부(110)는 각종 센서로부터 충전 모듈(400)에 대한 각종 정보(전류값, 전압값, 온도 등)에 상응하는 센서 데이터를 수신하여, 충전 모듈(400)의 상태를 파악하며, 이를 바탕으로 충전 모듈 제어부(140)를 통하여, 또는 직접 충전 모듈(400)의 충전 또는 방전을 제어한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서, 통합 제어부(110)는 상기 센서 데이터를 바탕으로 발전 성능을 모니터링하는 기능을 수행할 수 있으며, 모니터된 발전 성능에 대한 정보를 태양광 충전 제어부(120) 및/또는 풍력 충전 제어부(130)로 전달함으로써, 태양광 충전 제어부(120) 및/또는 풍력 충전 제어부(130)가 태양광 모듈(200), 풍력 모듈(300)에 의하여 생산되는 전력을 충전 모듈(400)에 충전하거나, 역전류를 차단하거나, 과전력을 통과하도록 한다. 또한 통합 제어부(110)는 태양광 모듈(200) 및 풍력 모듈(300)을 통합 관리하는 바, 동시 충전에 의한 과전류를 방지하는 기능을 수행할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복합 충전 제어 장치의 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 충전 제어 장치의 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부의 동작 기능을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부는 발전 성능 모니터링 컴포넌트(121), 역전류 차단 컴포넌트(123) 및 과전력 통과 컴포넌트(125)를 포함할 수 있다. 발전 성능 모니터링 컴포넌트(121)는 태양광 모듈(200) 또는 풍력 모듈(300)에서 생산되는 발전 전력의 성능을 모니터링하는 기능을 수행한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서 발전 성능 모니터링 컴포넌트(121)는 복합 충전 제어 장치의 통합 제어부에 포함될 수 있으며, 이 경우 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부는 발전 성능 모니터링 컴포넌트(121)를 포함하지 않도록 구성될 수 있다. 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부는 발전 성능 모니터링 컴포넌트(121)에서 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 양호한 것으로 판단되면(즉, 유효 전력인 경우로 판단되면), 복합 충전 제어 장치의 충전 모듈 제어부(140)를 통하여 또는 직접 충전 모듈(400)로 생산된 전력이 충전될 수 있도록 한다.
만약 일출, 일몰 또는 흐린 날과 같이 태양광 모듈(200)에서 생산되는 전력이나, 바람이 없거나, 미약한 경우와 같이 풍력 모듈(300)에서 생산되는 전력에 대하여, 발전 성능 모니터링 컴포넌트(121)가 이를 모니터링하여 미리 마련된 기준을 바탕으로 저전력(저전압 및 저전류)인 것으로 판단되면, 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부의 역전류 차단 컴포넌트(123)는 충전 모듈(400)로부터의 역전류를 차단한다. 본 발명의 실시예에서 역전류 차단 컴포넌트(123)는 다이오드로 구현될 수 있다.
만약 태양광 모듈(200)에서 생산되는 전력이나, 풍력 모듈(300)에서 생산되는 전력에 대하여, 발전 성능 모니터링 컴포넌트(121)가 이를 모니터링하여 미리 마련된 기준을 바탕으로 과전력인 것으로 판단되면, 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부의 과전력 통과 컴포넌트(125)는 충전 모듈(400)로의 충전을 차단하며, 생산된 과전력을 통과시킨다. 본 발명의 실시예에서 과전력 통과 컴포넌트(125)는 바이패스 회로로 구현될 수 있다. 과전력 통과 컴포넌트(125)에 의하여 과전력이 충전 모듈(400)로 충전되지 않도록 함으로써, 충전 모듈(400)의 고장 발생을 방지할 뿐만 아니라, 발열에 의한 수명 저하도 방지할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하 여 충전 모듈(400)을 포함하는 발전 설비의 관리비를 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템에 포함되는 표시 모듈의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5 내지 도 8은 사용자 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면들이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 표시 모듈(500)은 LCD 표시창(501), 복수의 LED 표시 램프(503), 태양광 설정부(505), 풍력 설정부(507), 충전 모듈 출력 설정부(509) 및 상업용 전력 절환 설정부(511)를 포함한다. 표시 모듈(500)의 LCD 표시창(501)은 도 5 내지 도 8에서와 같은 사용자 인터페이스를 통하여 소정의 정보를 제공하며, 사용자는 사용자 인터페이스를 통하여 소정의 정보를 제공받으며, 필요한 경우 표시 모듈(500)의 각종 설정부를 이용하여 설정 정보를 입력할 수 있다. 표시 모듈(500)의 복수의 LED 표시 램프(503)는 각 LED 표시 램프의 점멸로 사용자에게 소정의 정보를 제공할 수 있으며, 필요한 경우 표시 모듈(500)의 각종 설정부(태양광 설정부(505), 풍력 설정부(507), 충전 모듈 출력 설정부(509) 및 상업용 전력 절환 설정부(511) 등)를 이용하여 설정 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, LCD 표시창(501)은 도 5에 도시된 바와 같은 사용자 인터페이스를 통하여, 사용자가 각종 설정부의 조작으로 설정 정보를 입력할 수 있도록 할 수 있다. 또한 LCD 표시창(501)은 도 6 내지 도 8에 도시된 사용자 인터페이스(601, 603, 701, 703, 801, 803)를 통하여 사용자에게 각종 정보(태양광 발전에 의한 충전 전압, 충전 전 류, 풍력 발전에 의한 충전 전압, 충전 전류, 충전 모듈에 충전된 전압, 현재 온도 등)를 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복합 충전 제어 장치의 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 충전 제어 장치의 태양광 충전 제어부 또는 풍력 충전 제어부의 기능을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템에 포함되는 표시 모듈의 외관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5 내지 도 8은 사용자 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면들.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 복합 충전 제어 장치
110 : 통합 제어부 120 : 태양광 충전 제어부
121 : 발전성능 모니터링 컴포넌트 123 : 역전류 차단 컴포넌트
125 : 과전력 통과 컴포넌트 130 : 풍력충전제어부
140 : 충전모듈 제어부 150 : 표시모듈 제어부
160 : 배전 절환 제어부 200 : 태양광모듈
300 : 풍력모듈 400 : 충전모듈
500 : 표시모듈 501 : 표시창
503 : LED 표시램프 505 : 태양광 설정부
507 : 풍력 설정부 509 : 충전모듈 출력 설정부
511 : 상업용 전력 절환 설정부
601,603,701,703,801,803 : 사용자 인터페이스

Claims (7)

  1. 태양광 발전 방식으로 발전하는 태양광 모듈과;
    풍력 발전 방식으로 발전하는 풍력 모듈과;
    상기 태양광 모듈 및 풍력 모듈 중 적어도 하나로부터 생산되는 전력을 충전하는 충전 모듈과;
    사용자에게 정보를 제공하는 표시모듈을 포함하며,
    상기 태양광 모듈에서 생산되는 전력을 상기 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 태양광 충전 제어부와;
    상기 풍력 모듈에서 생산되는 전력을 상기 충전 모듈에 충전하도록 제어하는 풍력 충전 제어부와;
    상기 충전 모듈에 연결되는 부하가 상기 충전 모듈에 저장된 전력 이상의 전력을 필요로 하는 경우, 상업용 전력으로 상기 부하의 배전을 절환하는 배전 절환 제어부와;
    상기 표시 모듈에 소정의 정보를 표시하거나, 사용자로부터 설정 정보를 입력받도록 제어하는 표시 모듈 제어부를 포함하여 특징으로 하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 태양광 충전 제어부는 상기 태양광 모듈에서 생산되는 전력의 발전 성능을 모니터링하는 발전 성능 모니터링 컴포넌트와;
    상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 저전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로부터의 역전류를 차단하는 역전류 차단 컴포넌트와;
    상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 과전력인 것으로 판단되면, 상기 과전력을 통과시키는 과전력 통과 컴포넌트를 포함하되,
    상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 유효 전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로 충전하는 것을 특징으로 하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 풍력 충전 제어부는 상기 풍력 모듈에서 생산되는 전력의 발전 성능을 모니터링하는 발전 성능 모니터링 컴포넌트와;
    상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 저전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로부터의 역전류를 차단하는 역전류 차단 컴포넌트와;
    상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 과전력인 것으로 판단되면, 상기 과전력을 통과시키는 과전력 통과 컴포넌트를 포함하되,
    상기 발전 성능 모니터링 컴포넌트에 의하여 모니터된 발전 성능이 미리 마련된 기준을 바탕으로 유효 전력인 것으로 판단되면, 상기 충전 모듈로 충전하는 것을 특징으로 하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 역전류 차단 컴포넌트는 다이오드로 구현되는 것을 특징으로 하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 과전력 통과 컴포넌트는 바이패스 회로로 구현되는 것을 특징으로 하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 복합 충전 제어 장치가 상기 충전 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 충전 모듈 제어부를 더 포함하여 특징으로 하는 복합 충전 제어 장치를 갖는 상업 전력 연계형 복합 발전용 시스템.
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