KR101038156B1 - Uninterrupted power supply using solar cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An uninterruptible power supply device is provided to continuously maintain an uninterruptible state by supplying power through sub batteries with large capacity. CONSTITUTION: A main storage unit(110) charges a main battery(116) with small capacity and is firstly used in an outage. A sub storage unit is comprised of a sub battery(126) with large capacity and is secondly used when the main battery is trouble. A switching unit(130) automatically or manually selects the output of the main battery or sub battery. A DC-AC inverter(140) converts a DC voltage selected by the switch unit into an AC voltage. An uninterruptible control unit(160) includes an outage monitoring unit which monitors the outage.

Description

태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치{UNINTERRUPTED POWER SUPPLY USING SOLAR CELL}Uninterruptible Power Supply Using Solar Power Generation {UNINTERRUPTED POWER SUPPLY USING SOLAR CELL}

본 발명은 무정전 전원공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축전지를 메인과 서브로 분리하여 메인 축전지는 상용전원과 연결하여 평상시 사용하고 대용량의 서브축전지는 충전과 방전 횟수를 줄여 축전지의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 주간에 정전 시 서브축전지가 방전되더라도 태양광으로 충전이 가능하므로 축전지의 정격용량보다 많은 전력을 공급할 수 있는 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an uninterruptible power supply, and more particularly, by separating the battery into a main and a sub, the main battery is connected to a commercial power source for everyday use, and the large capacity sub-battery reduces the number of charges and discharges to extend the life of the battery. In addition, the present invention relates to an uninterruptible power supply using photovoltaic power generation that can supply more power than the rated capacity of the storage battery because it can be charged with sunlight even when the sub storage battery is discharged during a power failure during the day.

일반적으로, 관공서, 학교, 빌딩 등의 건물에서는 컴퓨터, 청소기, 냉난방장치 등과 같은 다양한 부하가 사용된다. 이러한 다양한 부하의 동작에 필요한 전력을 공급하기 위한 상용 전원이 사용되고 있다. 상용 전원은 사용되는 도중에 과부하 또는 화재 등에 의한 비정상적인 상황이 발생하면 부하에 공급되는 전력이 자동으로 차단되어 정전 상태가 된다.In general, various loads such as computers, cleaners, air conditioning units, and the like are used in buildings such as public offices, schools, and buildings. Commercial power sources are being used to supply the power required for the operation of these various loads. If an abnormal situation occurs due to an overload or a fire while the commercial power is in use, the power supplied to the load is automatically cut off to become a power failure state.

이와 같이 상용 전원의 정전 상태가 발생하더라도 전기적 부하(Electrical Load)에 중단 없이 전원을 공급하기 위해 상용 전원(Commercially Supplied Power)과 전기적 부하 사이에 일반적으로 UPS(Uninterruptible Power Supply System)로 알려져 있는 무정전 전원 공급장치를 사용하고 있다. 예컨대, 컴퓨터나 통신장치 등은 모든 정보와 자료를 전자기기에 의존하고 있고, 이러한 전자기기는 전원공급이 없이는 기능을 할 수 없으므로 정전시를 대비하여 무정전 전원 공급장치(UPS)를 비치하고 있다.In this way, an uninterruptible power supply, commonly known as an uninterruptible power supply system (UPS), is commonly used between commercially supplied power and an electrical load to provide uninterrupted power to an electrical load even when a power failure occurs. The feeder is being used. For example, a computer or a communication device relies on electronic devices for all information and data. Since such electronic devices cannot function without a power supply, they have an uninterruptible power supply (UPS) in case of power failure.

도 1은 종래의 무정전 전원 공급장치(UPS)를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional uninterruptible power supply (UPS).

도 1을 참조하면, 종래의 UPS(10)는 상용전원 교류(AC) 전원을 직류전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터(11)와, 컨버터(11)의 직류(DC) 전압으로 대용량의 축전지(13)를 충전하는 충전 제어부(12)와, 대용량의 축전지(13)와, 축전지의 직류전압을 교류전압으로 변환하는 DC-AC 인버터(14)로 구성되어 컨버터(11)에 의해 변환된 DC 전압으로 대용량의 축전지(13)를 충전함과 변환된 DC 전압을 인버터(14)로 제공하고, 인버터(14)는 평상시에는 컨버터(12)가 출력하는 상용전원의 DC 전압을 교류(AC) 전압으로 변환하여 부하(20)로 공급하다가 정전이 발생하면 축전지(13)의 직류전압을 교류(AC) 전압(예를 들어, 60Hz의 정현파를 갖는 220V의 AC 전압)으로 변환하여 컴퓨터 또는 전자장비 등과 같은 부하(20)에 중단없이 전원을 제공한다.Referring to FIG. 1, a conventional UPS 10 includes an AC-DC converter 11 for converting commercial AC power into a DC voltage, and a large capacity storage battery with a DC voltage of the converter 11. 13, a charge control unit 12 for charging the battery, a large-capacity battery 13, and a DC-AC inverter 14 for converting the DC voltage of the battery into an AC voltage, and the DC voltage converted by the converter 11; Charges the large-capacity storage battery 13 and provides the converted DC voltage to the inverter 14, and the inverter 14 normally converts the DC voltage of the commercial power output from the converter 12 into an alternating current (AC) voltage. When the power supply is converted to the load 20 and a power failure occurs, the DC voltage of the battery 13 is converted into an alternating current (AC) voltage (for example, an AC voltage of 220 V having a sinusoidal wave of 60 Hz), such as a computer or an electronic device. Provide power to the load 20 without interruption.

그런데 이러한 종래의 무정전 전원 공급장치(10)는 축전지(13)의 용량만큼 정전시간을 극복할 수 있으므로 상당히 큰 대용량의 축전지를 사용하는데, 전체 축전지에 계속되는 방전과 충전으로 인해 축전지의 수명이 짧아져 대용량의 축전지 전체를 자주 교체해야 하므로 유지비용이 많이 드는 문제점이 있었다. 예컨대, 종래의 UPS(10)에 사용되는 축전지(13)의 수명은 대략 1년 내지 2년 정도이고, 그 때마다 전체 축전지를 교체해야 하므로 상당한 비용이 낭비되고, 축전지를 교체하기 위해서는 모든 전원을 차단해야 하는 불편함이 있었다.
However, since the conventional uninterruptible power supply 10 can overcome the power failure time by the capacity of the battery 13, a large capacity battery is used, and the life of the battery is shortened due to the continuous discharge and charging of the entire battery. There was a problem that the maintenance cost is high because the entire large-capacity battery must be replaced frequently. For example, the lifespan of the battery 13 used in the conventional UPS 10 is about 1 year to 2 years, and since the entire battery needs to be replaced each time, a considerable cost is wasted. There was an inconvenience to block.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 축전지를 메인과 서브로 분리하여 메인 축전지는 상용전원과 연결하여 평상시 사용하고 대용량의 서브축전지는 충전과 방전 횟수를 줄여 축전지의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 주간에 정전 시 서브 축전지가 방전되더라도 태양광으로 충전이 가능하므로 축전지의 정격용량보다 많은 전력을 공급할 수 있는 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, the object of the present invention is to separate the battery into the main and the sub main battery is connected to the commercial power for everyday use and the high capacity sub storage battery to reduce the number of charge and discharge In addition to extending the life of the battery, it is possible to charge the solar light even if the sub-battery is discharged during a power failure during the day, thereby providing an uninterruptible power supply using solar power that can supply more power than the rated capacity of the battery. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 상용전원으로 소용량의 메인 축전지를 충전하여 상용전원 정전시 일차로 사용하는 메인 축전부; 발전 에너지로 대용량의 서브 축전지를 충전하고 상용전원의 정전이 발생함과 아울러 상기 메인 축전부의 이상시 2차적으로 사용하여 충전과 방전 횟수를 줄여 대용량 축전지의 수명을 연장시킬 수 있는 서브 축전부; 메인 축전지나 서브 축전지의 출력중 하나를 자동 혹은 수동으로 선택하는 절체부; 상기 절체부에 의해 선택된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 DC-AC 인버터; 정전을 감지하면 정전상태를 표시하고 메인 축전지의 출력을 모니터링하다가 메인 축전지가 비정상이면 상기 절체부를 제어하여 서브 축전지로 절체하도록 하는 무정전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention includes a main power storage unit for charging a small capacity main storage battery with a commercial power supply as a primary during commercial power failure; A sub-capacitor for charging a large-capacity sub-battery with power generation energy and generating a power failure, and using the secondary power supply in case of an abnormality in the main power storage unit to reduce the number of charges and discharges, thereby extending the life of the large-capacity battery; A switching unit for automatically or manually selecting one of the outputs of the main battery or the sub battery; A DC-AC inverter for converting the DC voltage selected by the switching unit into an AC voltage; It characterized by including an uninterruptible control unit to display the power failure state and monitor the output of the main battery when the power outage is detected and to control the switching unit to switch to the sub-battery if the main battery is abnormal.

상기 메인 축전부는 상용전원 교류(AC) 전원을 직류전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터와, 상기 컨버터의 직류(DC) 전압으로 메인 축전지를 충전하는 충전 레귤레이터와, 소용량의 메인 축전지로 구성되고, 상기 서브 축전부는 태양광으로 전기를 생성하는 태양전지와, 상기 태양전지의 출력으로 서브 축전지를 충전하는 충전 컨트롤러와, 대용량의 서브 축전지로 구성된다.The main power storage unit includes an AC-DC converter for converting a commercial power AC power into a DC voltage, a charge regulator for charging the main battery with a DC voltage of the converter, and a small capacity main battery. The sub power storage unit includes a solar cell that generates electricity by solar light, a charge controller that charges the sub storage battery with the output of the solar cell, and a large capacity sub storage battery.

또한 상기 절체부는 절체 제어부의 제어에 따라 메인 축전지의 이상이 검출되면 자동으로 서브 축전지로 절체시키는 자동 개폐기와, 메인 축전지 교체 등과 같이 필요시 작업자가 수동으로 서브 축전지의 출력을 인버터로 연결하는 수동 개폐기로 구성되고, 상기 무정전 제어부는 상용전원을 감시하여 정전을 감시하는 정전 감시부와, 상기 메인 축전지의 이상 여부나 과방전 등을 감시하는 메인 축전지 감시부와, 상기 정전 감시부나 상기 메인 축전지 감시부의 출력을 입력받아 상용전원의 정전이 검출되면 정전을 표시하고 상기 메인 축전지의 출력을 감시하다가 메인 축전지의 방전이 기준치를 벗어나거나 이상이 검출되면 상기 절체부를 제어하여 메인 축전지를 서브 축전지로 교체하는 절체 제어부로 구성된다.
In addition, the switching unit is an automatic switch for automatically switching to a sub-battery when the abnormality of the main battery is detected under the control of the transfer control unit, and a manual switch for manually connecting the output of the sub-battery to the inverter when necessary, such as replacement of the main battery. The uninterruptible control unit includes a power failure monitoring unit that monitors power failure by monitoring commercial power, a main battery monitoring unit that monitors whether the main battery is abnormal or over discharge, and the power failure monitoring unit or the main battery monitoring unit. When the power supply is detected and a power failure is detected, the power failure is displayed and the output of the main battery is monitored. When the discharge of the main battery is out of the standard value or abnormality is detected, the switching unit is controlled to replace the main battery with a sub battery. It consists of a control unit.

본 발명에 의한 무정전 전원 공급 장치는 상용전원에 의존하던 방식과 달리 서브 축전지가 정전 시에만 방전되고 방전 후 태양광에 의해 충전되므로 축전지의 수명을 연장시킬 수 있고, 또한 전력소비가 많은 주간에 정전이 되더라도 태양광을 이용하여 전력을 생산하여 서브 충전지를 충전시킴으로써 기존의 축전지 용량에 비해 장시간 사용할 수 있다.The uninterruptible power supply according to the present invention, unlike the method depending on the commercial power source, because the sub-battery is discharged only during power outage and charged by sunlight after discharge, can extend the life of the battery, and power failure during the day when the power consumption is high Even in this case, by using the sunlight to generate power to charge the sub-chargeable battery can be used for a long time compared to the existing battery capacity.

또한 본 발명에 따르면 정전 상태가 되면 일차로 메인 축전지에서 전력을 공급하고, 어느 정도 시간이 경과되면 절체기(개폐기)를 통해 메인 축전지를 서브 서브 축전지로 절체하여 대용량의 서브 축전지들에 의해 장시간 전원을 공급하므로 무정전 상태를 오래 유지할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, when the power failure state, the power is supplied from the main battery first, and after a certain time, the main battery is transferred to the sub-sub battery through a switching device (switch), and the power is supplied for a long time by the sub-batteries having a large capacity. Since it provides a long uninterrupted state has the advantage.

나아가 본 발명에 따른 무정전 전원 공급 장치는 축전지가 메인과 서브로 나뉘어져 있어 축전지의 교체 작업 중 정전위험이 없고, 대용량의 서브 축전지는 정전시에만 충전과 방전이 이뤄지므로 잦은 충방전을 없애 수명을 연장시킬 수 있어 유지보수가 수월하고, 태양광을 이용하여 대용량의 서브 축전지가 자연방전을 되는 것을 막고 완충상태를 유지하므로 신재생 에너지를 활용한 에너지 절감을 기대할 수 있다.Furthermore, the uninterruptible power supply device according to the present invention has a main battery and a sub battery, and thus there is no risk of power failure during the battery replacement operation. It can be easily maintained and prevents large-capacity sub-battery from natural discharge by using solar light and maintains a buffer state, so energy saving using renewable energy can be expected.

그리고 본 발명에 따르면, 전기기기의 사용량이 많은 주간에 정전될 경우 태양광에 의해 충전할 수 있어 설치된 축전지의 정격용량보다 많은 용량을 방전시킬 수 있어 장시간 정전에 유리하고, 따라서 정전으로 인한 피해가 우려되는 전기기계 및 전력사정이 열악한 곳에서 사용되는 전기기기에 안정적인 전원공급을 기대할 수 있다. In addition, according to the present invention, when the amount of use of the electrical equipment is outage during the day when the power outage can be charged by the sunlight can discharge more capacity than the rated capacity of the installed battery, which is advantageous for a long time outage, and thus the damage caused by the power outage Stable power supply can be expected for electrical machinery and electrical equipment that are used in poor electrical conditions.

도 1은 종래의 무정전 전원 공급 장치(UPS)를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치를 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치의 제어 절차를 도시한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치의 구체 실시예를 도시한 도면,
도 5는 도 4에 도시된 절체부의 세부 회로도이다.1 is a view schematically showing a conventional uninterruptible power supply (UPS),
2 is a schematic diagram showing an uninterruptible power supply using photovoltaic power generation according to the present invention;
3 is a flowchart illustrating a control procedure of an uninterruptible power supply using photovoltaic power generation according to the present invention;
4 is a view showing a specific embodiment of an uninterruptible power supply using photovoltaic power generation according to the present invention,
5 is a detailed circuit diagram of the switching unit illustrated in FIG. 4.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 장치를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 장치의 제어 절차를 도시한 순서도이다.2 is a schematic diagram illustrating an uninterruptible power supply using photovoltaic power generation according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a control procedure of the uninterruptible power supply using photovoltaic power generation according to the present invention.

본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 장치는 도 2에 된 바와 같이, 상용전원으로 소용량의 메인 축전지(116)를 충전하여 상용전원 정전시 일차로 사용하는 메인 축전부(110)와, 태양광으로 대용량의 서브 축전지(126)를 충전하고 상용전원의 정전이 발생함과 아울러 메인 축전부(110)의 이상시 2차적으로 사용하여 충전과 방전 횟수를 줄여 대용량 축전지의 수명을 연장시킬 수 있 서브 축전부(120)와, 메인 축전지나 서브 축전지의 출력중 하나를 자동 혹은 수동으로 선택하는 절체부(130)와, 절체부(130)에 의해 선택된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 DC-AC 인버터(140)와, 정전을 감지하면 정전상태를 표출하고 메인 축전지의 출력을 모니터링하다가 메인 축전지가 비정상이면 절체부(130)를 제어하여 서브 축전지로 절체하는 무정전 제어부(160)로 구성된다. As shown in FIG. 2, the uninterruptible power supply using solar power generation according to the present invention charges a small capacity main storage battery 116 with a commercial power supply, and uses the main power storage unit 110 as a primary power supply when the commercial power supply is outage. It can be used to charge the large capacity sub-battery 126 with light and generate a power outage of the commercial power supply, and can also be used as a secondary when the main power storage unit 110 is abnormal. The sub power storage unit 120, a switching unit 130 for automatically or manually selecting one of the outputs of the main storage battery and the sub storage battery, and a DC-AC converting the DC voltage selected by the switching unit 130 into an AC voltage. When the inverter 140 detects a power failure, the power failure state is displayed and the output of the main battery is monitored. If the main battery is abnormal, the inverter 140 controls the switching unit 130 to switch to the sub storage battery. It is sex.

도 2를 참조하면, 메인 축전부(110)는 상용전원 교류(AC) 전원을 직류전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터(112)와, 컨버터(112)의 직류(DC) 전압으로 메인 축전지(116)를 충전하는 충전 레귤레이터(114)와, 소용량의 메인 축전지(116)로 구성되고, 서브 축전부(120)는 태양광으로 전기를 생성하는 태양전지(122)와, 태양전지(122)의 출력으로 서브 축전지(126)를 충전하는 충전 컨트롤러(124)와, 대용량의 서브 축전지(126)로 구성된다. Referring to FIG. 2, the main power storage unit 110 includes an AC-DC converter 112 for converting commercial AC power to DC voltage, and a main storage battery 116 with a DC voltage of the converter 112. ), And the sub-capacitor 120 includes a solar cell 122 that generates electricity from sunlight, and an output of the solar cell 122. And a charge controller 124 for charging the sub storage battery 126, and a large capacity storage battery 126.

무정전 제어부(160)는 도 3에 도시된 바와 같이, 평상시에는 컨버터(112)에서 직류로 변환된 상용전원을 인버터(140)가 교류로 변환하여 부하(20)측으로 공급하도록 하다가 상용전원이 정전되면 메인 축전지(116)의 출력을 인버터(140)가 교류로 변환하여 부하측에 공급하도록 한다(S1~S3).As shown in FIG. 3, the uninterruptible control unit 160 normally converts the commercial power converted into direct current from the converter 112 into an alternating current to supply the load to the load 20 side, and then the commercial power is out of power. The inverter 140 converts the output of the main battery 116 into alternating current so as to be supplied to the load side (S1 to S3).

그리고 상용전원의 정전이 발생되면 무정전 제어부(160)는 메인 축전지(116)의 출력을 감시하다가 메인 축전지(116)의 방전이 기준치를 벗어나거나 이상이 검출되면 절체부(130)를 제어하여 메인 축전지(116)의 연결을 서브 축전지(126)의 연결로 교체한다(S4~S6).When the power failure of the commercial power occurs, the uninterruptible control unit 160 monitors the output of the main battery 116, and when the discharge of the main battery 116 is out of the reference value or an abnormality is detected, the uninterruptible control unit 160 controls the switching unit 130. The connection of 116 is replaced with the connection of the sub storage battery 126 (S4 to S6).

이후 정전이 복구되면 상용전원으로 메인 축전지(116)를 충전함과 아울러 컨버터(112)의 직류전압을 인버터(140)가 교류로 변환하여 공급함으로써 다시 상용전원이 부하(20)에 공급되게 한다(S7,S8).Then, when the power failure is restored, the main battery 116 is charged with commercial power, and the inverter 140 converts the DC voltage of the converter 112 into alternating current and supplies the commercial power to the load 20 again. S7, S8).

도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치의 구체 실시예를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 절체부의 세부 회로도이다.4 is a view showing a specific embodiment of an uninterruptible power supply using photovoltaic power generation according to the present invention, Figure 5 is a detailed circuit diagram of the switching portion shown in FIG.

본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치의 구체 실시예(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상용전원 교류(AC) 전압을 직류(DC) 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터(202)와, 컨버터(202)의 직류(DC) 전압으로 메인 축전지(116)를 충전하는 충전 레귤레이터(204)와, 소용량의 메인 축전지(116)와, 태양광으로 전기를 생성하는 태양전지(214)와, 태양전지(214)의 출력으로 서브 축전지(126)를 충전하는 충전 컨트롤러(216)와, 대용량의 서브 축전지(126)와, 메인 축전지(116)나 서브 축전지(126)의 출력 중 하나를 자동 혹은 수동으로 선택하는 절체부(208)와, 절체부(208)에 의해 선택된 축전지의 직류전압을 교류전압으로 변환하는 DC-AC 인버터(210)와, 정전 중 메인 축전지(116)를 감시하여 이상이 검출되면 절체부(208)를 제어하여 서브 축전지(126) 측으로 연결하도록 하는 무정전 제어부(220)로 구성된다.Specific embodiment 200 of the uninterruptible power supply using the solar power generation according to the present invention, as shown in Figure 4, the AC-DC converter for converting a commercial power AC (AC) voltage into a direct current (DC) voltage ( 202, a charge regulator 204 for charging the main storage battery 116 with a direct current (DC) voltage of the converter 202, a small capacity main storage battery 116, and a solar cell 214 for generating electricity from sunlight. ), A charge controller 216 that charges the sub storage battery 126 with the output of the solar cell 214, a large capacity sub storage battery 126, and one of the outputs of the main storage battery 116 or the sub storage battery 126. The switching unit 208 for automatically or manually selecting the controller, the DC-AC inverter 210 for converting the DC voltage of the battery selected by the switching unit 208 into an AC voltage, and the main battery 116 during power failure. When the abnormality is detected by controlling the switching unit 208 to connect to the sub storage battery 126 side The uninterruptible control unit 220 is configured.

도 4를 참조하면, 메인 축전지(116)는 충전 레귤레이터(204)로부터 전력을 공급받아 충전되고 정전 시 최소 몇 분간(통상 정전시 10분 정도) 인버터(210)에 전력을 독자적으로 공급할 수 있는 소용량이고, 서브 축전지(126)는 태양 에너지를 저장하였다가 정전시 메인 축전지 대신에 장시간 전력을 공급할 수 있는 대용량의 축전지이다. Referring to FIG. 4, the main storage battery 116 is charged with power supplied from the charging regulator 204 and has a small capacity capable of independently supplying power to the inverter 210 for at least a few minutes during power failure (typically about 10 minutes during power failure). The sub storage battery 126 is a large capacity storage battery that can store solar energy and supply power for a long time instead of the main storage battery in case of power failure.

태양전지(214)는 태양으로부터 전력을 생산하는 전지판이고, 충전 컨트롤러(216)는 태양전지(214)의 출력으로 서브 축전지(126)를 충전시킨다. 본 발명의 실시예에서는 태양광 발전에 의한 서브 축전지의 충전을 예로 들었으나 풍력발전, 조력발전 등 다른 에너지도 사용할 수 있다.The solar cell 214 is a panel that generates power from the sun, and the charge controller 216 charges the sub storage battery 126 at the output of the solar cell 214. In the exemplary embodiment of the present invention, the charging of the sub storage battery by solar power is exemplified, but other energy such as wind power and tidal power may also be used.

무정전 제어부(220)는 상용전원을 감시하여 정전을 감지하는 정전 감시부(222)와, 메인 축전지의 이상 여부나 과방전 등을 감시하는 메인 축전지 감시부(224)와 정전 감시부(222)나 메인 축전지 감시부(224)의 출력을 입력받아 상용전원의 정전이 검출되면 정전상태를 표출하고 메인 축전지(116)의 출력을 감시하다가 메인 축전지(116)의 방전이 기준치를 벗어나거나 이상이 검출되면 절체부(208)를 제어하여 메인 축전지를 서브 축전지로 교체하는 절체 제어부(226)로 구성된다.The uninterruptible control unit 220 monitors the commercial power supply and detects a power failure. The main battery monitoring unit 224 and the power failure monitoring unit 222 which monitor whether the main battery is abnormal or over discharge, and the like. When the output of the main battery monitoring unit 224 is detected and a power failure of the commercial power source is detected, the power failure state is displayed and the output of the main battery 116 is monitored while the discharge of the main battery 116 is out of the reference value or abnormality is detected. It is composed of a switching control unit 226 for controlling the switching unit 208 to replace the main storage battery with a sub storage battery.

절체부(208)는 도 5에 도시된 바와 같이, 절체 제어부(226)의 제어에 따라 메인 축전지(116)의 이상이 검출되면 자동으로 서브 축전지(126)로 절체시키는 자동 개폐기(208-1)와, 메인 축전지(116) 교체 등과 같이 필요시 작업자가 수동으로 서브 축전지(126)의 출력을 인버터((210)로 연결하는 수동 개폐기(208-2)로 구성된다.As illustrated in FIG. 5, the switching unit 208 automatically switches to the sub storage battery 126 when an abnormality of the main storage battery 116 is detected under the control of the switching control unit 226. And a manual switch 208-2 for manually connecting the output of the sub storage battery 126 to the inverter 210 when necessary, such as replacing the main storage battery 116.

이와 같이 본 발명은 정전시간이 길어지는 경우를 대비하여 많은 용량의 서브 축전지(126)를 비치해 두고, 일정시간 이상 정전이 지속되거나 메인 축전지(116)를 교체하는 경우에는 서브 축전지(126)의 전원으로 전기제품에 전원을 중단없이 공급할 수 있다. 이때 서브 축전지(126)는 메인 축전지(116)와는 달리 충전과 방전이 지속적으로 일어나는 것이 아니므로 대용량의 서브 축전지(126)의 수명은 10년 이상이 되고, 평상시는 자연방전에 해당하는 용량만을 충전해 두면 된다. 그리고 정전이 되어 서브 축전지가 방전되고 있는 경우에 대비하여 외부 발전장치로 태양전지(214)를 사용할 수 있다.Thus, the present invention has a large capacity of the sub-battery 126 in case of a long outage time, and when the power outage lasts for a predetermined time or the main battery 116 is replaced, The power supply can supply power to the appliance without interruption. In this case, unlike the main battery 116, the sub storage battery 126 does not continuously generate charge and discharge, and thus the life of the large capacity sub storage battery 126 is 10 years or more, and normally only the capacity corresponding to the natural discharge is charged. You can do it. In addition, the solar cell 214 may be used as an external power generator in case the sub storage battery is discharged due to a power failure.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

100,200: 무정전 전원 공급장치 20: 부하
110: 메인 축전부 112: 컨버터
114: 충전 레귤레이터 116: 메인 축전지(소용량)
120: 서브 축전부 122: 태양전지
124: 충전 컨트롤러 126: 서브 축전지
130: 절체부 140: 인버터
160: 무정전 제어부100,200: uninterruptible power supply 20: load
110: main power storage unit 112: converter
114: charge regulator 116: main storage battery (small capacity)
120: sub power storage unit 122: solar cell
124: charge controller 126: sub storage battery
130: switching unit 140: inverter
160: uninterruptible control unit

Claims (5)

상용전원 교류(AC) 전원을 직류전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터(112)와, 상기 컨버터(112)의 직류(DC) 전압으로 메인 축전지(116)를 충전하는 충전 레귤레이터(114)와, 소용량의 메인 축전지(116)로 구성되어 상용전원으로 소용량의 메인 축전지(116)를 충전하여 상용전원 정전시 일차로 사용하는 메인 축전부(110);
태양광으로 전기를 생성하는 태양전지(122)와, 상기 태양전지(122)의 출력으로 서브 축전지(126)를 충전하는 충전 컨트롤러(124)와, 대용량의 서브 축전지(126)로 구성되어 발전 에너지로 대용량의 서브 축전지(126)를 충전하고 상용전원의 정전이 발생함과 아울러 상기 메인 축전부(110)의 이상시 2차적으로 사용하여 충전과 방전 횟수를 줄여 대용량 축전지의 수명을 연장시킬 수 있는 서브 축전부(120);
자동으로 서브 축전지(126)로 절체시키는 자동 개폐기(208-1)와, 작업자가 수동으로 서브 축전지(126)의 출력을 인버터(140)로 연결하는 수동 개폐기(208-2)로 구성되어 메인 축전지(116)나 서브 축전지(126)의 출력중 하나를 자동 혹은 수동으로 선택하는 절체부(130);
상기 절체부(130)에 의해 선택된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 DC-AC 인버터(140); 및
평상시에는 컨버터(112)에서 직류로 변환된 상용전원을 인버터(140)가 교류로 변환하여 부하(20)측으로 공급하도록 하다가 상용전원이 정전되면 메인 축전지(116)의 출력을 인버터(140)가 교류로 변환하여 부하측에 공급하고, 상용전원의 정전이 발생되면 메인 축전지(116)의 출력을 감시하다가 메인 축전지(116)의 방전이 기준치를 벗어나거나 이상이 검출되면 절체부(130)를 제어하여 메인 축전지(116)의 연결을 서브 축전지(126)의 연결로 교체하며, 정전이 복구되면 상용전원으로 메인 축전지(116)를 충전함과 아울러 컨버터(112)의 직류전압을 인버터(140)가 교류로 변환하여 공급함으로써 다시 상용전원이 부하(20)에 공급되게 하는 무정전 제어부(220)를 포함하고,
상기 무정전 제어부(220)는 상용전원을 감시하여 정전을 감시하는 정전 감시부(222)와, 상기 메인 축전지(116)의 이상 여부나 과방전을 감시하는 메인 축전지 감시부(224)와, 상기 정전 감시부(222)나 상기 메인 축전지 감시부(224)의 출력을 입력받아 상용전원의 정전이 검출되면 상기 메인 축전지(116)의 출력을 감시하다가 메인 축전지(116)의 방전이 기준치를 벗어나거나 이상이 검출되면 상기 절체부(130)를 제어하여 메인 축전지(116)를 서브 축전지(126)로 교체하는 절체 제어부(226)로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 무정전 전원 공급 장치.
An AC-DC converter 112 for converting AC power to a DC voltage, a charge regulator 114 for charging the main battery 116 with a DC voltage of the converter 112, and a small capacity The main battery unit 116 of the main power storage unit 110 is used as a primary power during the commercial power outage by charging a small capacity of the main battery 116 with commercial power;
It is composed of a solar cell 122 for generating electricity by sunlight, a charge controller 124 for charging the sub storage battery 126 at the output of the solar cell 122, and a large capacity sub storage battery 126 By charging the large capacity sub-battery 126 and a power outage of the commercial power supply, as well as the secondary power storage in the abnormal case of the main power storage unit 110 to reduce the number of charge and discharge can extend the life of the large capacity battery Sub power storage unit 120;
The main battery is composed of an automatic switch 208-1 for automatically switching to the sub-storage battery 126, and a manual switch 208-2 for the operator to manually connect the output of the sub-storage battery 126 to the inverter 140. A switching unit 130 for automatically or manually selecting one of the outputs of 116 and the sub storage battery 126;
A DC-AC inverter 140 converting the DC voltage selected by the switching unit 130 into an AC voltage; And
Normally, the inverter 140 converts the commercial power converted into direct current from the converter 112 into alternating current and supplies it to the load 20 side, and when the commercial power is interrupted, the inverter 140 exchanges the output of the main battery 116. To the load side, and monitors the output of the main battery 116 when a power failure occurs in the commercial power supply, and controls the switching unit 130 when the discharge of the main battery 116 is out of the reference value or an abnormality is detected. The connection of the battery 116 is replaced with the connection of the sub-battery 126. When the power failure is restored, the main battery 116 is charged with commercial power and the inverter 140 converts the DC voltage of the converter 112 into an AC. By converting and supplying the uninterruptible control unit 220 to supply commercial power to the load 20 again,
The uninterruptible control unit 220 monitors power failure by monitoring commercial power, a power failure monitoring unit 222, a main battery monitoring unit 224 monitoring abnormality or overdischarge of the main storage battery 116, and the power failure When the output of the monitoring unit 222 or the main battery monitoring unit 224 is detected and a power failure of the commercial power source is detected, the output of the main battery 116 is monitored and the discharge of the main battery 116 is outside the reference value or is abnormal. When the detection is detected by the switching unit 130, the uninterruptible power supply using a solar power generation, characterized in that consisting of a switching control unit 226 for replacing the main storage battery 116 with a sub-storage battery 126.
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