KR101321839B1 - Energy storage system for harvesting discontinuity energy of multi energy sourses - Google Patents

Energy storage system for harvesting discontinuity energy of multi energy sourses Download PDF

Info

Publication number
KR101321839B1
KR101321839B1 KR1020130108202A KR20130108202A KR101321839B1 KR 101321839 B1 KR101321839 B1 KR 101321839B1 KR 1020130108202 A KR1020130108202 A KR 1020130108202A KR 20130108202 A KR20130108202 A KR 20130108202A KR 101321839 B1 KR101321839 B1 KR 101321839B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen
energy
power
water
electricity
Prior art date
Application number
KR1020130108202A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
문희봉
조영숙
Original Assignee
조영숙
오성기전주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조영숙, 오성기전주식회사 filed Critical 조영숙
Priority to KR1020130108202A priority Critical patent/KR101321839B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101321839B1 publication Critical patent/KR101321839B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04216—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes characterised by the choice for a specific material, e.g. carbon, hydride, absorbent
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/30—The power source being a fuel cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: A non-successive energy harvesting-type storage system operates a fuel cell with the hydrogen stored during blackouts or pick times to supply power to loads, replacing a storage battery and an emergency generator having a limited lifetime. CONSTITUTION: A non-successive energy source (110) produces electricity. A water storage part (120) stores water supplied for electrolysis. A water electrolysis hydrogen generation part (130) generates hydrogen by using electricity provided from the non-successive energy source. A hydrogen storage part (140) stores hydrogen provided from the water electrolysis hydrogen generation part. A fuel cell (150) oxidizes the hydrogen and converts chemical energy generated converted into electric energy. [Reference numerals] (10) Electricity monitoring server; (140) Hydrogen storage part (hydrogen occlusion metal use); (20) Administrator device; (AA) Water supply pipe; (BB) Hydrogen supply pipe; (CC) Water recovery pipe; (DD) Fuel pipe; (EE) Methanol, LPG, LNG, petroleum products, etc. storage container; (FF) Cold water supply; (GG) Waste heat recovery; (HH) Conduction; (II) Transformer; (JJ) Night-time electricity; (KK) Electricity load; (LL) Peak supply and outage supply

Description

각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템{ENERGY STORAGE SYSTEM FOR HARVESTING DISCONTINUITY ENERGY OF MULTI ENERGY SOURSES}Various non-continuous energy harvesting energy storage systems {ENERGY STORAGE SYSTEM FOR HARVESTING DISCONTINUITY ENERGY OF MULTI ENERGY SOURSES}

본 발명은 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 태양전지, 풍력발전, 계단의 압전 에너지 블록, 전동기의 회생제동 에너지, 폐열발전 등 각종 비연속 에너지원과 심야 경부하시 상용전원의 전력을 이용하여 수소를 생산하여 저장하고, 정전 또는 피크 타임시 저장된 수소를 이용하여 연료전지를 가동시켜 부하에 전력을 공급하는 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)에 관한 것이다.The present invention relates to various types of discontinuous energy harvesting energy storage systems, and more particularly, to various types of discontinuous energy sources such as solar cells, wind power generation, piezoelectric energy blocks of stairs, regenerative braking energy of electric motors, waste heat generation, etc. A non-continuous energy harvesting energy storage system (ESS) that produces and stores hydrogen using the power of a commercial power source and supplies power to a load by operating a fuel cell using stored hydrogen during power outages or peak times. It is about.

최근 모든 산업분야에서 컴퓨터 및 통신장비를 포함한 IT장비의 보급이 대중화되어 각종 기기 및 설비가 보급되는 추세이다.Recently, IT equipment including computer and communication equipment has been popularized in all industrial fields, and various devices and facilities have been spreading.

이러한 장비의 원활한 작동을 위해서는 양질의 무정전 전원 공급이 필수적이며, 이를 위하여 무정전 전원 장치(UPS, Uninterruptible Power System)를 활용하고 있다.High quality uninterruptible power supply is essential for the smooth operation of such equipment, and for this purpose, an uninterruptible power system (UPS) is used.

이러한, UPS는 상용으로 공급되는 계통전원이 불안정 상태로 공급되거나 공급되지 않는 정전의 경우에 배터리, 발전기 등의 예비전원 또는 비상전원으로 절체하여 허용된 소정 시간 동안 전력을 안정적으로 공급하는 장치이다.Such a UPS is a device for stably supplying power for a predetermined time allowed by switching to a reserve power source or an emergency power source such as a battery, a generator, or the like in case of a power failure in which a commercially supplied grid power is supplied in an unstable state or is not supplied.

이때, UPS에는 필수적으로 축전지가 사용되고 있으며, 각종 축전지 관련 기술이 꾸준히 개선되어 UPS에 적용되고 있다.At this time, the storage battery is essentially used for the UPS, and various battery-related technologies have been steadily improved and applied to the UPS.

그럼에도 불구하고, UPS의 축전기를 이용한 백업 시간은 축전지의 설치 소요면적 및 경제성을 고려하였을 때 길어야 몇 십분에 불과하며, 이 백업 시간이 경과하기 전에 엔진 구동형 비상발전기를 가동시켜 비상상황에 대처하게 된다.Nevertheless, the backup time using the capacitor of the UPS is only a few tens of minutes considering the installation area and economic efficiency of the battery, and the engine-driven emergency generator is operated before the backup time expires to cope with the emergency situation. do.

이러한 비상발전기는 그 설치를 위해 많은 면적을 필요로 하고, 발전기 가동에 따라 많은 소음이 발생하는 문제점이 있는바, 최근에는 연료전지를 활용하는 기술이 개발되고 있다.This emergency generator requires a large area for its installation, there is a problem that a lot of noise occurs in accordance with the operation of the generator, the technology using a fuel cell has recently been developed.

대한민국 등록특허 제1201522호(연료전지를 이용한 하이브리드 무정전 전원 시스템 및 그 제어방법)에는, 제어신호에 의하여 연료를 소모하고 소정 용량의 직류 전기를 발전하여 출력하는 연료전지부; 연료전지부의 직류 전기를 해당 제어신호에 의하여 공급받아 충전하고 충전된 직류 전기는 방전으로 출력하는 이차전지부; 계통전원부의 교류 전기를 직류로 변환하고, 제어신호에 의하여 연료전지부의 직류 전기 레벨을 높인 상태에서 전력을 증폭하며, 이차전지부의 충전과 방전을 제어하고, 직류를 교류로 변환하여 출력하는 변환부;에 대한 구성이 개시된바 있다.Republic of Korea Patent No. 1201522 (hybrid uninterruptible power supply system using a fuel cell and a control method thereof) includes a fuel cell unit that consumes fuel by a control signal and generates and outputs DC electricity having a predetermined capacity; A secondary battery unit which receives and charges the direct current electricity of the fuel cell unit by a corresponding control signal and outputs the charged direct current electricity as a discharge; It converts the alternating current electricity of the grid power supply to direct current, amplifies the power in the state of raising the direct current level of the fuel cell according to the control signal, controls the charging and discharging of the secondary battery part, and converts the direct current into alternating current. The conversion unit has been disclosed.

그러나, 선행특허의 경우, 단순히 연료전지를 UPS에 부가한 것에 그치고 있어 태양 에너지 등 타 에너지를 사용할 수 없는 한계가 있고, 에너지 효율이 낮아 유지 비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.However, in the case of the prior patent, there is a problem that other fuels such as solar energy cannot be used simply because the fuel cell is simply added to the UPS, and the maintenance cost is low due to low energy efficiency.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 단점을 보완하기 위하여 태양전지, 풍력발전, 계단의 압전 에너지 블록, 전동기의 회생제동 에너지, 폐열발전 등 각종 비연속 에너지원과 심야 경부하시 상용전원의 전력을 연료전지와 연계하여 에너지 효율을 높히고 유지 비용을 절약할 수 있는 에너지 저장 장치를 제시하고자 한다.Therefore, in the present invention, in order to compensate for the above disadvantages, various non-continuous energy sources such as solar cells, wind power generation, piezoelectric energy blocks of stairs, regenerative braking energy of electric motors, waste heat generation, and power of commercial power sources at night light loads are used. In conjunction with this, we propose an energy storage device that can increase energy efficiency and reduce maintenance costs.

본 발명의 목적은, 태양전지 등 비연속 에너지원과 심야 경부하시 상용전원의 전력을 이용하여 물을 전기분해하여 생성된 수소로 연료전지를 가동시켜 부하에 전원을 공급함으로써, 한정된 수명을 갖는 종래의 UPS, 축전지 및 비상발전기를 대체하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a load by supplying power to a load by operating a fuel cell with hydrogen generated by electrolysis of water using a non-continuous energy source such as a solar cell and power of a commercial power source at night and light loads, thereby providing a limited lifetime. The purpose is to replace UPS, accumulators and emergency generators.

그리고, 본 발명의 목적은, 전력변환 장치로의 전원공급량 및 전원공급시간을 포함하는 ESS 상태정보를 기 설정된 전력감시서버 또는 관리자 단말기로 전송하고, 전력감시서버 또는 관리자 단말기로부터 수신한 ESS 제어정보와 부합하도록 부하로의 전원공급을 제어함으로써, 전력감시서버 또는 관리자 단말기를 통해 원격으로 감시 및 제어하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to transmit the ESS state information including the power supply amount and the power supply time to the power conversion device to a predetermined power monitoring server or manager terminal, and the ESS control information received from the power monitoring server or manager terminal. By controlling the power supply to the load to meet the purpose, the purpose is to remotely monitor and control through the power monitoring server or administrator terminal.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템은, 태양전지, 풍력발전, 계단의 압전 에너지 블록, 전동기의 회생제동 에너지, 폐열발전 등 각종 비연속 에너지원(110); 전기분해를 위해 공급할 물을 저장하는 물 저장부(120); 물 저장부(120)로부터 공급받은 물을 각종 비연속 에너지원(110)으로부터 공급받은 전기 또는 심야 경부하시 상용전원의 전력 을 이용하여 전기분해하여 수소를 생산하는 물 전기분해 수소발생부(130); 물 전기분해 수소발생부(130)로부터 공급받은 수소를 저장하는 수소 저장부(140); 각종 비연속 에너지원(110)으로부터 공급받은 전기 또는 심야 경부하시 상용전원의 전력을 이용하여 충전되며, 갑작스런 정전시 연료전지(150)에서 전기를 공급하기 전까지 전력변환 장치(200)에 전기를 공급하는 슈퍼 콘덴서(C); 수소 저장부(140)로부터 공급받은 수소를 산화시켜 생기는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 연료전지(150); 및 연료전지(150)의 ON/OFF를 제어하고, 정전 또는 피크 타임시, 전력변환 장치(200)로의 전원공급량 및 전원공급시간을 포함하는 ESS 상태정보를 기 설정된 전력감시서버(10) 또는 관리자 단말기(20)로 전송하는 제어부(160);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Various non-continuous energy harvesting type energy storage system of the present invention for achieving the technical problem, various non-continuous energy source 110, such as solar cells, wind power generation, piezoelectric energy block of the staircase, regenerative braking energy of the electric motor, waste heat generation ; A water storage unit 120 storing water to be supplied for electrolysis; Water electrolysis hydrogen generation unit 130 to produce hydrogen by electrolysis using water supplied from the water storage unit 120 from the various non-continuous energy source 110 or electricity at night light load using the power of the commercial power source ; Hydrogen storage unit 140 for storing the hydrogen supplied from the water electrolysis hydrogen generator 130; It is charged by using electric power of commercial power at night or at night light load supplied from various non-continuous energy sources 110, and supplies electricity to the power converter 200 until electricity is supplied from the fuel cell 150 during a sudden power failure. Super condenser (C); A fuel cell 150 for converting chemical energy generated by oxidizing hydrogen supplied from the hydrogen storage unit 140 into electrical energy; And control the ON / OFF of the fuel cell 150, and set ESS state information including power supply amount and power supply time to the power conversion apparatus 200 during power failure or peak time. And a controller 160 for transmitting to the terminal 20.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 태양전지 등 비연속 에너지원과 심야 경부하시 상용전원의 전력을 이용하여 물을 전기분해하여 생성된 수소로 연료전지를 가동시켜 부하에 전원을 공급함으로써, 한정된 수명을 갖는 종래의 UPS, 축전지 및 비상발전기를 대체하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by supplying power to the load by operating the fuel cell with hydrogen generated by electrolysis of water using a non-continuous energy source such as a solar cell and the power of a commercial power source at midnight light load, to provide a limited lifetime It has the effect of replacing the conventional UPS, storage battery and emergency generator having.

그리고, 본 발명의 목적은, 부하로의 전원공급량 및 전원공급시간을 포함하는 ESS 상태정보를 기 설정된 전력감시서버 또는 관리자 단말기로 전송하고, 전력감시서버 또는 관리자 단말기로부터 수신한 ESS 제어정보와 부합하도록 부하로의 전원공급을 제어함으로써, 전력감시서버 또는 관리자 단말기를 통해 원격으로 감시 및 제어하는 효과가 있다.An object of the present invention is to transmit the ESS state information including the power supply amount to the load and the power supply time to a preset power monitoring server or manager terminal, and conforms to the ESS control information received from the power monitoring server or manager terminal. By controlling the power supply to the load, there is an effect of remotely monitoring and controlling through a power monitoring server or an administrator terminal.

도 1은 본 발명에 따른 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 역률 개선용 콘덴서 잔류 전하, 유도 전동기 회생 제동, 압전 에너지 블록 에너지 하베스팅 구성도.1 is a block diagram showing a variety of discontinuous energy harvesting energy storage system according to the present invention.
Figure 2 is a power factor improvement capacitor residual charge, induction motor regenerative braking, piezoelectric energy block energy harvesting configuration according to the present invention.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted in terms of meaning and concept. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템의 세부구성에 대해 살피면 아래와 같다.As shown in FIG. 1, the detailed configuration of various non-continuous energy harvesting energy storage systems according to the present invention is as follows.

먼저, 태양전지, 풍력발전, 계단의 압전 에너지 블록, 전동기의 회생제동 에너지, 폐열발전 등 각종 비연속 에너지원(110)은 각 에너지원으로부터 유기된 에너지를 전기로 변환하여 물 전기분해 수소발생부(130) 또는 슈퍼 콘덴서(C)로 공급한다.First, various non-continuous energy sources 110, such as solar cells, wind power generation, piezoelectric energy blocks of stairs, regenerative braking energy of electric motors, waste heat generation, and the like, convert the energy derived from each energy source into electricity to generate water electrolysis hydrogen. Supply to 130 or the super condenser (C).

또한, 물 저장부(120)는 전기분해를 위해 공급할 물을 저장한다.In addition, the water storage unit 120 stores water to be supplied for electrolysis.

또한, 물 전기분해 수소발생부(130)는 각종 비연속 에너지원(110) 또는 심야 경부하시 상용전원으로부터 공급받은 전기에 의해 구동되며, 물 저장부(120)로부터 공급받은 물을 전기분해하여 수소를 생산한다.In addition, the water electrolysis hydrogen generating unit 130 is driven by electricity supplied from various non-continuous energy source 110 or a commercial power source at midnight light load, the electrolysis of water supplied from the water storage unit 120 to hydrogen To produce.

또한, 수소 저장부(140)는 물 전기분해 수소발생부(130)로부터 공급받은 수소를 저장한다. 이때, 수소 저장부(140)는 수소흡장합금 재질로 구성되어 저장용기의 부피를 획기적으로 줄일 수 있다.In addition, the hydrogen storage unit 140 stores hydrogen supplied from the water electrolysis hydrogen generator 130. At this time, the hydrogen storage unit 140 is made of a hydrogen storage alloy material can significantly reduce the volume of the storage container.

또한, 슈퍼 콘덴서(C)는 각종 비연속 에너지원(110)으로부터 공급받은 전기 또는 심야 경부하시 상용전원의 전력을 이용하여 충전되며, 갑작스런 정전시 연료전지(150)에서 전기를 정상적으로 생산하기 전까지 인버터(210)를 통해 부하에 전기를 공급한다.In addition, the super capacitor (C) is charged using the power of the commercial power supply at the time of electricity or midnight light load supplied from various non-continuous energy source 110, the inverter until the normal production of electricity in the fuel cell 150 during sudden power failure Supply electricity to the load via 210.

또한, 연료전지(150)는 슈퍼 콘덴서(C)에 의해 초기 구동되며, 수소 저장부(140)로부터 공급받은 수소를 산화시켜 생기는 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 정전 또는 피크 타임시 인버터(210)를 통해 부하에 전기를 공급한다.In addition, the fuel cell 150 is initially driven by the supercapacitor C, and converts chemical energy generated by oxidizing hydrogen supplied from the hydrogen storage unit 140 into electrical energy so that the inverter 210 during power failure or peak time. To supply electricity to the load.

이때, 연료전지(150)는 인산염형 등 공급연료에 적합한 타입으로 구성되며, 수소의 공급 중단에 대비하여 저장용기로부터 연료배관을 통해 메탄올(methanol), LPG, LNG, 석유 중 어느 하나를 공급받도록 구성될 수 있다.At this time, the fuel cell 150 is composed of a type suitable for the feed fuel, such as phosphate type, so as to receive any one of methanol, LPG, LNG, petroleum through the fuel pipe from the storage vessel in preparation for the supply of hydrogen. Can be configured.

그리고, 제어부(160)는 연료전지(150)의 ON/OFF를 제어하고, 정전 또는 피크 타임시, 슈퍼 콘덴서(C) 또는 연료전지(150)로부터 생산된 전기를 인버터(210)를 통해 부하로 공급되도록 제어하며, 부하로의 전원공급량 및 전원공급시간을 포함하는 ESS 상태정보를 기 설정된 전력감시서버(10) 또는 관리자 단말기(20)로 전송한다.In addition, the controller 160 controls the ON / OFF of the fuel cell 150, and at the time of power failure or peak time, the electricity generated from the super capacitor C or the fuel cell 150 is transferred to the load through the inverter 210. It is controlled to be supplied, and transmits the ESS state information including the power supply amount and the power supply time to the load to the predetermined power monitoring server 10 or the manager terminal 20.

또한, 제어부(160)는 전력감시서버(10) 또는 관리자 단말기(20)로부터 수신한 ESS 제어정보와 부합하도록 부하로의 전원공급을 제어한다.
In addition, the controller 160 controls the power supply to the load so as to match the ESS control information received from the power monitoring server 10 or the manager terminal 20.

한편, 전력변환 장치(200)의 인버터(210)는 정전 또는 피크 타임시, 슈퍼 콘덴서(C) 또는 연료전지(150)로부터 인가받은 직류전원을 상용전원과 동일한 주파수 및 전압의 교류로 변환하여 부하로 공급한다.Meanwhile, the inverter 210 of the power converter 200 converts a DC power applied from the super capacitor C or the fuel cell 150 into an alternating current of the same frequency and voltage as the commercial power during a power failure or peak time. To supply.

또한, 컨버터(220)는 기 설정된 시간(심야)에 상용전원으로부터 인가받은 교류전원을 일정한 직류로 변환하여 물 전기분해 수소발생부(130) 또는 슈퍼 콘덴서(C)로 공급한다.In addition, the converter 220 converts an AC power applied from a commercial power source into a predetermined direct current at a predetermined time (midnight) and supplies the same to the water electrolysis hydrogen generator 130 or the super condenser C.

또한, 스위치부(230)는 복수개의 MCCB(molded case circuit breaker)로 구성되어 인버터(210) 및 컨버터(220)와 변압기 간의 전원공급 ON/OFF를 제어한다.In addition, the switch unit 230 is composed of a plurality of molded case circuit breakers (MCCB) to control the power supply ON / OFF between the inverter 210 and the converter 220 and the transformer.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

100: 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템
110: 각종 비연속 에너지원 120: 물 저장부
130: 물 전기분해 수소발생부 140: 수소 저장부
150: 연료전지 160: 제어부
200: 전력변환 장치 210: 인버터
220: 컨버터 230: 스위치부
C: 슈퍼 콘덴서100: various discontinuous energy harvesting energy storage systems
110: various non-continuous energy source 120: water storage unit
130: water electrolysis hydrogen generating unit 140: hydrogen storage unit
150: fuel cell 160: control unit
200: power converter 210: inverter
220: converter 230: switch unit
C: super condenser

Claims (6)

전기를 생산하는 각종 비연속 에너지원(110);
전기분해를 위해 공급할 물을 저장하는 물 저장부(120);
상기 물 저장부(120)로부터 공급받은 물을 각종 비연속 에너지원(110)으로부터 공급받은 전기 또는 심야 경부하시 상용전원의 전력을 이용하여 전기분해하여 수소를 생산하는 물 전기분해 수소발생부(130);
상기 물 전기분해 수소발생부(130)로부터 공급받은 수소를 저장하는 수소 저장부(140);
상기 수소 저장부(140)로부터 공급받은 수소를 산화시켜 생기는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 연료전지(150);
상기 각종 비연속 에너지원(110)으로부터 공급받은 전기 또는 심야 경부하시 상용전원의 전력을 이용하여 충전되며, 갑작스런 정전시 연료전지(150)에서 전기를 공급하기 전까지 전력변환 장치(200)를 통해 부하에 전기를 공급하는 슈퍼 콘덴서(C); 및
상기 연료전지(150)의 ON/OFF를 제어하고, 정전 또는 피크 타임시, 상기 슈퍼 콘덴서(C) 또는 상기 연료전지(150)로부터 생산된 전기를 전력변환 장치(200)를 통해 부하로 공급되도록 제어하며, 부하로의 전원공급량 및 전원공급시간을 포함하는 ESS 상태정보를 기 설정된 전력감시서버(10) 또는 관리자 단말기(20)로 전송하는 제어부(160);를 포함하고,
상기 제어부(160)는,
상기 전력감시서버(10) 또는 관리자 단말기(20)로부터 수신한 ESS 제어정보와 부합하도록 부하로의 전원공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템.Various discontinuous energy sources 110 for producing electricity;
A water storage unit 120 storing water to be supplied for electrolysis;
Water electrolysis hydrogen generating unit 130 for producing hydrogen by electrolysis using water supplied from the water storage unit 120 from the various non-continuous energy source 110 or electricity at night light load using the power of commercial power source );
A hydrogen storage unit 140 for storing hydrogen supplied from the water electrolysis hydrogen generator 130;
A fuel cell 150 for converting chemical energy generated by oxidizing hydrogen supplied from the hydrogen storage unit 140 into electrical energy;
It is charged using electric power supplied from the various non-continuous energy sources 110 or at night light loads, and loads through the power converter 200 until electricity is supplied from the fuel cell 150 during a sudden power failure. A super capacitor (C) for supplying electricity to the; And
To control the ON / OFF of the fuel cell 150 and to supply electricity generated from the super capacitor C or the fuel cell 150 to the load through the power converter 200 during power failure or peak time. And a controller 160 for controlling and transmitting the ESS state information including the power supply amount to the load and the power supply time to the preset power monitoring server 10 or the manager terminal 20.
The control unit 160,
Various non-continuous energy harvesting energy storage system, characterized in that for controlling the power supply to the load to match the ESS control information received from the power monitoring server (10) or manager terminal (20). 제1항에 있어서,
상기 각종 비연속 에너지원(110)은,
태양전지, 풍력발전, 계단의 압전 에너지 블록, 전동기의 회생제동 에너지, 역률 개선용 콘덴서의 잔류 전하, 폐열발전 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The various discontinuous energy sources 110,
Various non-continuous energy harvesting energy storage system comprising at least one of solar cell, wind power generation, piezoelectric energy block of the staircase, regenerative braking energy of the motor, residual charge of the power factor correction capacitor, waste heat generation. 제1항에 있어서,
상기 수소 저장부(140)는,
수소흡장합금 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The hydrogen storage unit 140,
Various discontinuous energy harvesting energy storage system, characterized in that the hydrogen storage alloy material. 제1항에 있어서,
상기 연료전지(150)로 연료배관을 통해 메탄올(methanol), LPG, LNG, 석유 중 어느 하나를 공급하는 저장용기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
Various non-continuous energy harvesting energy storage system, characterized in that it further comprises; a storage container for supplying any one of methanol (methanol), LPG, LNG, petroleum through the fuel pipe to the fuel cell (150). 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전력변환 장치(200)는,
정전 또는 피크 타임시, 슈퍼 콘덴서(C) 또는 상기 연료전지(150)로부터 인가받은 직류전원을 일정한 교류로 변환하여 부하로 공급하는 인버터(210);
기 설정된 시간(심야)에 한전계통으로부터 인가받은 교류전원을 일정한 직류로 변환하여 물 전기분해 수소발생부(130) 또는 슈퍼 콘덴서(C)로 공급하는 컨버터(220); 및
복수개의 MCCB(molded case circuit breaker)로 구성되어 상기 인버터(210) 및 컨버터(220)와 변압기 간의 전원공급 ON/OFF를 제어하는 스위치부(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 각종 비연속 에너지 하베스팅형 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The power converter 200,
An inverter 210 for converting a DC power applied from the super capacitor C or the fuel cell 150 into a constant AC during a power failure or a peak time, and supplying it to a load;
A converter 220 converting an AC power applied from the KEPCO system into a predetermined direct current at a predetermined time (midnight) and supplying it to the water electrolysis hydrogen generating unit 130 or the super condenser C; And
Various non-continuous energy, comprising: a switch unit 230 composed of a plurality of molded case circuit breaker (MCCB) to control the power supply ON / OFF between the inverter 210 and the converter 220 and the transformer Harvesting energy storage system.
KR1020130108202A 2013-09-10 2013-09-10 Energy storage system for harvesting discontinuity energy of multi energy sourses KR101321839B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130108202A KR101321839B1 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Energy storage system for harvesting discontinuity energy of multi energy sourses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130108202A KR101321839B1 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Energy storage system for harvesting discontinuity energy of multi energy sourses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101321839B1 true KR101321839B1 (en) 2013-10-23

Family

ID=49639230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130108202A KR101321839B1 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Energy storage system for harvesting discontinuity energy of multi energy sourses

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101321839B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190103679A (en) * 2018-02-28 2019-09-05 (주)엠텍정보기술 Hybrid fuel cell power pack
CN114726085A (en) * 2022-03-29 2022-07-08 中国长江三峡集团有限公司 Power supply system of standby power supply of hydropower station

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776353B1 (en) * 2006-10-31 2007-11-15 한국전력공사 Stand alone energy system using hydrogen energy
KR101201522B1 (en) * 2010-06-04 2012-11-14 세방전지(주) A system of hybrid UPS with fuel cells and methods thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776353B1 (en) * 2006-10-31 2007-11-15 한국전력공사 Stand alone energy system using hydrogen energy
KR101201522B1 (en) * 2010-06-04 2012-11-14 세방전지(주) A system of hybrid UPS with fuel cells and methods thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190103679A (en) * 2018-02-28 2019-09-05 (주)엠텍정보기술 Hybrid fuel cell power pack
KR102054209B1 (en) * 2018-02-28 2019-12-10 (주)엠텍정보기술 Hybrid fuel cell power pack
CN114726085A (en) * 2022-03-29 2022-07-08 中国长江三峡集团有限公司 Power supply system of standby power supply of hydropower station
CN114726085B (en) * 2022-03-29 2023-10-20 中国长江三峡集团有限公司 Hydropower station standby power supply system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5265639B2 (en) Apartment house energy storage system, integrated power management system and control method therefor
KR101084214B1 (en) Grid-connected energy storage system and method for controlling grid-connected energy storage system
KR101550875B1 (en) Active type energy storage system
KR101997535B1 (en) Mamless-type islanded microgrid system and control method thereof
JP2005506817A (en) Method and system for controlling and recovering bridge power in a short time to maximize backup power
US10511173B2 (en) Power controller, power control method, and power control system
WO2004025799A2 (en) System for providing backup power from a regenerative fuel cell or battery arrangement
WO2013015256A1 (en) Power management system and management method
KR101793579B1 (en) Dc-ac common bus type hybrid power system
WO2010063326A1 (en) Electricity substation standby power supply system
US20210111581A1 (en) Hybrid energy storage system
KR20140137545A (en) Smart switchgear having energy storage module
JP2024051003A (en) Power Conversion Systems
CN105529735A (en) Grid-tied photovoltaic power generation system
EP2954606B1 (en) System for distributing and storing electric energy
KR20100060725A (en) Operating reserve power supply system in electric power system, and control method thereof
KR101321839B1 (en) Energy storage system for harvesting discontinuity energy of multi energy sourses
CN102457101A (en) Battery backup supply unit
KR101517566B1 (en) Hybrid electricity generator for emergency based on battery
WO2013151133A1 (en) Power distribution apparatus and power supply system
KR20110112678A (en) Power control system by using distributed generation
KR101893914B1 (en) Power converter for hybrid BESS with supercapacitor as auxiliary charging unit and that Control Method
KR101840748B1 (en) Power converter for hybrid BESS with supercapacitor as auxiliary charging unit
KR101570172B1 (en) Passive type energy storage system
WO2020157922A1 (en) Dc power supply and power system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161017

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170926

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181015

Year of fee payment: 6

R401 Registration of restoration
R401 Registration of restoration