KR101395748B1 - 태양 에너지 저장장치 - Google Patents

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KR101395748B1
KR101395748B1 KR1020140013959A KR20140013959A KR101395748B1 KR 101395748 B1 KR101395748 B1 KR 101395748B1 KR 1020140013959 A KR1020140013959 A KR 1020140013959A KR 20140013959 A KR20140013959 A KR 20140013959A KR 101395748 B1 KR101395748 B1 KR 101395748B1
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    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

본 발명은 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 내부에 수용 공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스의 내부 수용 공간 양측에 수평 방향으로 설치되되, 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되는 수평 프레임; 상기 수평 프레임 중 상기 케이스의 하부 측에 위치된 각 수평 프레임을 수직으로 연결하도록 상기 케이스의 양측에 각각 설치되는 수직 프레임; 상기 각 수직 프레임에 수평 방향으로 결합되도록 설치되되, 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되며, 일측에 수평 방향으로 연장되는 거치부가 마련되는 거치 프레임; 상기 수평 프레임 중 상기 케이스의 양측 상부 측에 위치된 각 수평 프레임에 브라켓에 의해 고정 설치되어 태양 전지에 의해 생성된 전류를 변환하는 인버터; 상기 복수 개의 거치 프레임 중 하부 측에 위치된 거치 프레임의 거치부에 거치되어 상기 인버터에 의해 변환된 전류를 저장하는 복수 개의 배터리; 및 상기 복수 개의 거치 프레임 중 최상단 거치 프레임의 거치부에 거치되어 상기 배터리의 충전을 관리하는 BMS;를 포함하되,
상기 수평 프레임에는 수평 프레임의 전 영역에 걸쳐 천공되는 복수 개의 결합 공이 형성되며, 상기 수직 프레임에도 수직 프레임의 전 영역에 걸쳐 천공되는 복수 개의 결합 공이 형성되어, 상기 수평 프레임의 결합 공과 상기 수직 프레임의 결합 공을 동시에 관통하는 복수 개의 결합 부재에 의해 상기 각 수평 프레임과 상기 각 수직 프레임이 상호 결합되는 것 더 포함하며,
상기 수직 프레임은, 상기 결합 부재에 의해 상기 수평 프레임과 결합되되, 상호 이격하도록 배치되는 제1 및 제2 결합부; 상기 제1 및 제2 결합부의 상기 케이스 후면 측에 위치된 단부에서 상기 케이스 내부 측으로 절곡되도록 형성되는 절곡부; 상기 각 절곡부의 단부에서 상기 케이스 후면측으로 수평하게 연장되도록 형성되어 상기 거치 프레임과 상호 결합되는 거치 프레임 결합부; 및 상기 제1 및 제2 결합부의 상기 케이스 전면 측에 위치된 단부에서 상기 케이스 내부 측으로 연장되도록 형성되어 상기 배터리의 커버와 결합되는 배터리 커버 결합부;를 더 포함하는 것이다.

Description

태양 에너지 저장장치 {STORING DEVICE OF SOLAR ENERGY}
본 발명은 태양 에너지 저장장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용 공간이 형성된 케이스의 내부에 수평 프레임, 수직 프레임 및 거치 프레임을 설치하여 인버터, BMS 및 배터리를 적층된 구조로 수납하여 설치함으로써, 설치 공간을 최소화하여 공간 효율성을 증대시키는 태양 에너지 저장장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지 모듈은 광전효과를 이용한 빛에너지를 전기 에너지로 변화시키는 반도체 소자로서, 무공해, 무소음, 무한공급 에너지라는 이유로 각광을 받고 있다. 또한, 환경 문제에 대한 의식이 높아짐에 따라 세계적으로 그 이용이 확산되고 있는 추세이다.
이산화탄소 배출로 인한 지구 온난화 현상에 대한 관심이 근래에 들어 더욱 깊어지고 있으며 크린 에너지에 대한 요구가 강해지고 있다. 태양전지 모듈은 현재 안전성과 취급의 용이성으로 인해 크린 에너지원으로 더욱 각광받고 있다.
이러한 태양전지 모듈은 간격을 두고 연결된 여러 개의 단위 셀과 이 단위 셀들의 양측에 위치하는 투광 판 및 절연체를 포함한다. 전기 에너지는 태양전지 모듈의 투광 판을 통과한 햇빛이 단위 셀에 공급됨으로써 생성된다.
상기와 같이 생성된 전기 에너지는 별도의 저장장치에 저장되어 전기 에너지가 필요할 때에 이를 사용할 수 있게 한다.
이러한 저장장치는 인버터, BMS 및 배터리를 포함한다.
상기 인버터는 태양전지 모듈과 연결되어 생성된 전기 에너지의 전류를 변환하고, 전류가 전환된 전기 에너지는 배터리에 저장되게 된다. 이때, 상기 배터리에는 BMS(Battery Management System)가 연결 설치되어 상기 전기 에너지가 상기 배터리에 저장되는 것을 관리하게 된다.
상기한 저장장치는 태양전지 모듈이 설치된 건물 등의 내부에 설치되는데, 종래에는 인버터, BMS 및 배터리가 각각 별도로 설치되었기 때문에, 설치 공간을 많이 차지하여 공간 효율성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수용 공간이 형성된 케이스의 내부에 수평 프레임, 수직 프레임 및 거치 프레임을 설치하여 인버터, BMS 및 배터리를 적층된 구조로 수납하여 설치함으로써, 설치 공간을 최소화하여 공간 효율성을 증대시키는 태양 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 본 발명에 의하면, 내부에 수용 공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스의 내부 수용 공간 양측에 수평 방향으로 설치되되, 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되는 수평 프레임; 상기 수평 프레임 중 상기 케이스의 하부 측에 위치된 각 수평 프레임을 수직으로 연결하도록 상기 케이스의 양측에 각각 설치되는 수직 프레임; 상기 각 수직 프레임에 수평 방향으로 결합되도록 설치되되, 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되며, 일측에 수평 방향으로 연장되는 거치부가 마련되는 거치 프레임; 상기 수평 프레임 중 상기 케이스의 양측 상부 측에 위치된 각 수평 프레임에 브라켓에 의해 고정 설치되어 태양 전지에 의해 생성된 전류를 변환하는 인버터; 상기 복수 개의 거치 프레임 중 하부 측에 위치된 거치 프레임의 거치부에 거치되어 상기 인버터에 의해 변환된 전류를 저장하는 복수 개의 배터리; 및 상기 복수 개의 거치 프레임 중 최상단 거치 프레임의 거치부에 거치되어 상기 배터리의 충전을 관리하는 BMS;를 포함하되,
상기 수평 프레임에는 수평 프레임의 전 영역에 걸쳐 천공되는 복수 개의 결합 공이 형성되며, 상기 수직 프레임에도 수직 프레임의 전 영역에 걸쳐 천공되는 복수 개의 결합 공이 형성되어, 상기 수평 프레임의 결합 공과 상기 수직 프레임의 결합 공을 동시에 관통하는 복수 개의 결합 부재에 의해 상기 각 수평 프레임과 상기 각 수직 프레임이 상호 결합되는 것 더 포함하며,
상기 수직 프레임은, 상기 결합 부재에 의해 상기 수평 프레임과 결합되되, 상호 이격하도록 배치되는 제1 및 제2 결합부; 상기 제1 및 제2 결합부의 상기 케이스 후면 측에 위치된 단부에서 상기 케이스 내부 측으로 절곡되도록 형성되는 절곡부; 상기 각 절곡부의 단부에서 상기 케이스 후면측으로 수평하게 연장되도록 형성되어 상기 거치 프레임과 상호 결합되는 거치 프레임 결합부; 및 상기 제1 및 제2 결합부의 상기 케이스 전면 측에 위치된 단부에서 상기 케이스 내부 측으로 연장되도록 형성되어 상기 배터리의 커버와 결합되는 배터리 커버 결합부;를 더 포함하는 것이다.
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또한, 상기 브라켓은 상기 수평 프레임과 평행하게 맞닿도록 설치되어 상기 수평 프레임에 고정 설치되는 고정부; 및 상기 고정부에서 상기 케이스의 중심 측으로 연장 형성되어 상기 인버터와 결합되는 인버터 결합부;를 포함하되, 복수 개로 마련되어 상기 인버터 결합부가 상기 인버터의 각 모서리와 결합될 수 있다.
이에 의해, 수용 공간이 형성된 케이스의 내부에 수평 프레임, 수직 프레임 및 거치 프레임을 설치하여 인버터, BMS 및 배터리를 적층된 구조로 수납하여 설치함으로써, 설치 공간을 최소화하여 공간 효율성을 증대시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치의 정면도이다.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치의 부분 확대 사시도이다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치의 부분 확대 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치의 부분 확대 사시도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양 에너지 저장장치에 관하여 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 내부에 수용 공간(110)이 형성되는 케이스(100), 케이스(100)의 내부 수용 공간 양측에 수평 방향으로 설치되되 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되는 수평 프레임(200), 수평 프레임(200) 중 케이스(100)의 하부 측에 위치된 각 수평 프레임(200)을 수직으로 연결하도록 케이스(100)의 양측에 각각 설치되는 수직 프레임(300), 각 수직 프레임(300)에 수평 방향으로 결합되도록 설치되되 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되며 일측에 수평 방향으로 연장되는 거치부(410)가 마련되는 거치 프레임(400), 수평 프레임(200) 중 케이스(100)의 양측 상부 측에 위치된 각 수평 프레임(200)에 브라켓(510)에 의해 고정 설치되어 태양 전지에 의해 생성된 전류를 변환하는 인버터(500), 복수 개의 거치 프레임(400) 중 하부 측에 위치된 거치 프레임(400)의 거치부(410)에 거치되어 인버터(500)에 의해 변환된 전류를 저장하는 복수 개의 배터리(600), 및 복수 개의 거치 프레임(400) 중 최상단 거치 프레임(400)의 거치부(410)에 거치되어 배터리(600)의 충전을 관리하는 BMS(700)를 포함한다.
먼저, 케이스(100)는 대략 직사각 박스 형상으로 형성된 구조물로서, 내부에 수용 공간(110)이 형성된다. 상기한 케이스(100)는 본 발명의 여러 구성 요소들이 설치되는 근간이 되는 것으로, 태양 에너지 저장장치가 설치되어야 할 위치에 그 하부 면이 고정되는 형태로 설치된다.
그리고 수평 프레임(200)은 케이스(100)의 내부 수용 공간(110)의 양측 너비에 대응되는 길이를 갖도록 형성되는 바(bar) 형태의 부재로서, 케이스(100)의 내부 수용 공간(110) 양측에 수평 방향으로 설치된다. 이때, 수평 프레임(200)은 복수 개로 마련되어 상호 이격된 형태로 배치된다. 상기와 같이 설치되는 수평 프레임(200)에는 수평 프레임(200)의 전 영역에 걸쳐 결합 공(210)이 천공된다.
한편, 수직 프레임(300)은, 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 결합부(310, 320), 절곡부(330), 거치 프레임 결합부(340) 배터리 커버 결합부(350)를 포함한다.
제1 및 제2 결합부(310, 320)는 소정 두께를 갖는 바(bar) 형상의 플레이트로서, 그 전 영역에 걸쳐 결합 공(360)이 천공된다. 상기와 같이 형성되는 제1 및 제2 결합부(310, 320)는 케이스(100)의 하부 측에 위치된 수평 프레임(200) 들을 상호 연결하도록 수평 프레임(200)에 고정 설치된다. 이때, 제1 및 제2 결합부(310, 320)의 전 영역에는 결합 공(360)이 천공되고, 이 결합 공(360)과 수평 프레임(200)의 결합 공(210)을 동시에 관통하도록 결합 부재(미도시)가 설치되어 수평 프레임(200)과 제1 및 제2 결합부(310, 320)를 상호 결합시킨다. 여기서, 제1 및 제2 결합부(310, 320)는 상호 이격된 형태로 배치되며, 케이스(100)의 내부 양측에 각각에 설치된다
그리고 절곡부(330)는 제1 및 제2 결합부(310, 320)의 두께에 대응되는 두께를 갖는 플레이트로서, 제1 및 제2 결합부(310, 320)의 케이스(100) 후면 측에 위치된 단부에서 케이스(100) 내부 측으로 절곡되도록 연장 형성된다.
또한, 거치 프레임 결합부(340)는 소정 두께를 갖는 플레이트로서, 각 절곡부(330)의 단부에서 케이스(100) 후면 측으로 수평하게 연장되도록 형성된다. 이때, 거치 프레임 결합부(340)에는 복수 개의 결합 공(360)이 형성된다.
배터리 커버 결합부(350)는 소정 두께를 갖는 플레이트로서, 제1 및 제2 결합부(310, 320)의 케이스(100) 전면 측에 위치된 단부에서 케이스(100) 내부 측으로 연장되도록 형성된다. 이때, 배터리 커버 결합부(350) 또한 복수 개의 결합 공(360)이 형성된다.
한편, 거치 프레임(400)은 제1 및 제2 결합부(310, 320)의 사이 간격에 대응되는 길이를 갖는 바(bar) 형태의 부재로 마련되어 제1 및 제2 결합부(310, 320)를 상호 연결하도록 설치된다. 이때, 거치 프레임(400)에는 복수 개의 결합 공(420)이 천공되어 있어 별도의 결합 부재(미도시)가 거치 프레임(400)의 결합 공(420)과 거치 프레임 결합부(340)의 결합 공(360)을 동시에 관통하도록 설치됨에 의해 수직 프레임(300)의 거치 프레임 결합부(340)와 결합된다.
그리고 거치부(410)는 소정 두께를 갖는 플레이트로 마련되어 거치 프레임(400)으로부터 케이스(100) 후면 측으로 연장 형성되도록 설치된다.
상술한 바와 같이 형성되는 거치 프레임(400)의 거치부(410)에 배터리(600) 및 BMS(700)가 안착되어 거치된다.
이때, 최상단 거치 프레임(400)에는 BMS(700)가 설치되고, 그 하부의 거치 프레임(400)에는 배터리(600)가 설치될 수 있다. 본 실시 예에서는 최상단 거치 프레임(400)에 BMS(700)가 설치되는 것으로 설명하지만, 그 설치 위치는 임의로 변경될 수 있다.
상기와 같이 설치되는 배터리(600)는 그 커버(610)가 수직 프레임(300)의 배터리 커버 결합부(350)과 결합되도록 설치되어 거치 프레임(400)에 견고하게 고정된다. 이때, 배터리 커버(610)와 배터리 커버 결합부(350)가 결합되는 것을 살펴보면, 별도의 결합 부재가 배터리 커버(610)를 관통하여 배터리 커버 결합부(350)의 결합 공(360)에 체결됨에 의해 견고하게 결합된다.
한편, 인버터(500)는, 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 케이스(100)의 상부 측에 설치된 수평 프레임(200)에 브라켓(510)에 의해 고정 설치된다. 도 6 내지 8에는 인버터 커버(520)가 제거된 상태의 인버터(500)를 도시한 것으로, 이러한 인버터(500)는 종래에 널리 사용되는 것이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 인버터(500)를 고정시키는 브라켓(510)은 복수 개로 마련되어 인버터(500)의 각 모서리와 수평 프레임(200)을 상호 결합시키게 된다.
이러한 브라켓(510)은 고정부(511) 및 인버터 결합부(513)을 포함한다.
고정부(511)는 소정 두께를 갖는 플레이트로서, 그 일면이 수평 프레임(200)과 평행하게 맞닿도록 설치된다. 이때, 고정부(511)에는 복수 개의 결합 공(512)이 형성되어 있어 별도의 결합 부재가 고정부(511)의 결합 공(512) 및 수평 프레임(200)의 결합 공(210)을 동시에 관통하도록 설치됨에 의해 수평 프레임(200)에 고정된다.
그리고 인버터 결합부(513)는 소정 두께를 갖는 플레이트로 마련되어, 고정부(511)의 중심에서 케이스(100) 내부 측으로 연장되도록 형성된다. 상기와 같이 형성된 인버터 결합부(513)는 인버터(500)의 각 모서리와 별도의 결합 부재에 의해 체결되고, 이에 의해 인버터(500)가 케이스(100)의 내부 수용 공간 상부 측에 견고하게 설치되는 것이다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치는 수용 공간(110)이 형성된 케이스(100)의 내부에 수평 프레임(200), 수직 프레임(300) 및 거치 프레임(400)을 설치하여 인버터(500), BMS(700) 및 배터리(600)를 적층된 구조로 수납하여 설치함으로써, 설치 공간을 최소화하여 공간 효율성을 증대시키는 아주 뛰어난 효과가 있다.
이상으로 본 발명에 따른 태양 에너지 저장장치에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 케이스 110 : 수용 공간
200 : 수평 프레임 210 : 결합 공
300 : 수직 프레임 310 : 제1 결합부
320 : 제2 결합부 330 : 절곡부
340 : 거치프레임 결합부 350 : 배터리 커버 결합부
360 : 결합 공 400 : 거치 프레임
410 : 거치부 420 : 결합 공
500 : 인버터 510 : 브라켓
511 : 고정부 512 : 결합 공
513 : 인버터 결합부 520 : 인버터 커버
600 : 배터리 610 : 배터리 커버
700 : BMS

Claims (4)

  1. 내부에 수용 공간이 형성되는 케이스;
    상기 케이스의 내부 수용 공간 양측에 수평 방향으로 설치되되, 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되는 수평 프레임;
    상기 수평 프레임 중 상기 케이스의 하부 측에 위치된 각 수평 프레임을 수직으로 연결하도록 상기 케이스의 양측에 각각 설치되는 수직 프레임;
    상기 각 수직 프레임에 수평 방향으로 결합되도록 설치되되, 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되며, 일측에 수평 방향으로 연장되는 거치부가 마련되는 거치 프레임;
    상기 수평 프레임 중 상기 케이스의 양측 상부 측에 위치된 각 수평 프레임에 브라켓에 의해 고정 설치되어 태양 전지에 의해 생성된 전류를 변환하는 인버터;
    상기 복수 개의 거치 프레임 중 하부 측에 위치된 거치 프레임의 거치부에 거치되어 상기 인버터에 의해 변환된 전류를 저장하는 복수 개의 배터리; 및
    상기 복수 개의 거치 프레임 중 최상단 거치 프레임의 거치부에 거치되어 상기 배터리의 충전을 관리하는 BMS;를 포함하되,
    상기 수평 프레임에는 수평 프레임의 전 영역에 걸쳐 천공되는 복수 개의 결합 공이 형성되며,
    상기 수직 프레임에도 수직 프레임의 전 영역에 걸쳐 천공되는 복수 개의 결합 공이 형성되어,
    상기 수평 프레임의 결합 공과 상기 수직 프레임의 결합 공을 동시에 관통하는 복수 개의 결합 부재에 의해 상기 각 수평 프레임과 상기 각 수직 프레임이 상호 결합되는 것 더 포함하며,
    상기 수직 프레임은,
    상기 결합 부재에 의해 상기 수평 프레임과 결합되되, 상호 이격하도록 배치되는 제1 및 제2 결합부;
    상기 제1 및 제2 결합부의 상기 케이스 후면 측에 위치된 단부에서 상기 케이스 내부 측으로 절곡되도록 형성되는 절곡부;
    상기 각 절곡부의 단부에서 상기 케이스 후면측으로 수평하게 연장되도록 형성되어 상기 거치 프레임과 상호 결합되는 거치 프레임 결합부; 및
    상기 제1 및 제2 결합부의 상기 케이스 전면 측에 위치된 단부에서 상기 케이스 내부 측으로 연장되도록 형성되어 상기 배터리의 커버와 결합되는 배터리 커버 결합부;를 더 포함하는 태양 에너지 저장장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 수평 프레임과 평행하게 맞닿도록 설치되어 상기 수평 프레임에 고정 설치되는 고정부; 및
    상기 고정부에서 상기 케이스 내부 측으로 연장 형성되어 상기 인버터와 결합되는 인버터 결합부;를 포함하되,
    복수 개로 마련되어 상기 인버터 결합부가 상기 인버터의 각 모서리와 결합되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 저장장치.
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