KR101399340B1 - 노후를 고려하여 운영하는 전력 저장 시스템 및 방법 - Google Patents

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최중묵
유경수
최윤기
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에스케이씨앤씨 주식회사
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Abstract

본 발명은 노후를 고려하여 운영하는 전력 저장 시스템 및 방법에 관한 것으로, 배터리의 노후를 고려해서 배터리의 잔량을 보정하고 보정된 잔량을 기반으로 사용 가능시간을 예측하고, 태양광 패널의 노후를 고려해서 기설정된 시간동안 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하고, 사용 가능시간과 충전 가능한 충전량을 비교해서 에너지 부족 여부를 예측하고, 에너지 부족 여부를 고려해서 운영한다.

Description

노후를 고려하여 운영하는 전력 저장 시스템 및 방법{Power storage system and method that operate considering superannuation}
본 발명은 전력 저장 시스템을 운영하는 방법에 관한 것으로, 특히, 태양광 패널 또는 배터리의 노후에 따른 성능 저하를 고려해서 운영하는 전력 저장 시스템 및 그 운영 방법에 관한 것이다.
태양광 발전은 무한정한 에너지원으로 연료의 수송, 기계적 가동, 국부적 고온 및 고압부가 없어 발전설비의 유지관리가 용이하고, 설비규모의 선택과 설치공사가 쉬운 장점을 가지고 있다. 또한 태양광발전은 최대전력을 발전하는 시간대가 여름철 냉방으로 인한 피크전력 소비 시간대와 비슷하여 전력수급의 불평형을 해소할 수 있다.
태양광 발전의 경우 발전할 수 있는 시간이 낮 시간 동안 한정되면 밤에는 발전할 수가 없으며 흐리거나 비 또는 눈이 오는 날에도 발전을 할 수가 없어서 충전과 방전을 효율적으로 운영하는 것이 중요하다.
태양광 발전 시스템을 운영함에 있어서 충전과 방전을 효율적으로 운영하기 위해서는 소정의 시간동안 충전 가능한 충전량을 예측하고 배터리에 남아 있는 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측할 수 있어야 한다.
종래의 발전량 예측 기술의 한 예로, 한국등록특허 제10-1035398호 "특정지점 기상예측 기반 신재생에너지 발전량 실시간 예측방법 및 그 시스템"이 제안되었다. 상기 선행기술에서는 발전단지가 위치한 특정 지점의 실시간 기상예측을 토대로 향후 24시간까지의 발전량을 실시간으로 예측하여, 계획발전을 하도록 하고, 기상여건에 따라 실시간으로 계획발전이 가능하도록 하는 기술이 개시되었다.
하지만, 종래 기술의 경우에도 태양광 패널 또는 배터리의 노후에 따른 성능 저하를 고려하여 발전량을 예측하거나 배터리에 남아 있는 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 기술을 포함하고 있지는 않다.
따라서, 태양광 패널 또는 배터리의 노후 고려해서 보다 정확하게 예측하는 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-1035398호 (등록일 2011.05.20)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 노후를 고려하여 운영하는 전력 저장 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 태양광 패널 또는 배터리의 노후에 따른 성능 저하를 고려해서 운영하는 전력 저장 시스템 및 그 운영 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 배터리의 노후를 고려해서 배터리의 잔량을 보정하고 보정된 잔량을 기반으로 사용 가능시간을 예측하고, 태양광 패널의 노후를 고려해서 기설정된 시간동안 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하고, 사용 가능시간과 충전 가능한 충전량을 비교해서 에너지 부족 여부를 예측하고, 에너지 부족 여부를 고려해서 운영하는 전력 저장 시스템 및 그 운영 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 저장 시스템은, 배터리의 노후 정보를 수신하는 수신부; 태양광을 이용하여 전력을 생성하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널에서 생성한 전력을 저장하는 배터리; 상기 배터리의 잔량(SOC; State of Charge)을 측정하는 배터리 관리 시스템; 상기 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정하는 노후 관리부; 및 상기 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 예측부를 포함한다.
이때, 상기 배터리의 노후 정보는, 상기 배터리의 제조일, 상기 배터리의 사용시간 및 상기 배터리가 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 전력 저장 시스템은, 상기 배터리에 저장된 전력을 사용한 정보를 누적하고, 상기 누적된 정보를 분석하여 사용패턴을 생성하여 저장하는 사용패턴 생성부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 예측부는, 상기 사용 패턴을 이용하여 상기 보정된 잔량의 사용가능 시간을 예측할 수 있다.
한편, 상기 수신부는 상기 태양광 패널의 노후 정보를 수신 하고,
상기 전력 저장 시스템은, 상기 노후 룩업 테이블에서 상기 태양광 패널의 노후 정보에 대응하는 최대 전력점 전압 확인하고, 상기 최대 전력점 전압을 이용하여 최대 전력점 추종 제어를 수행하는 컨버터를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 태양광 패널의 노후 정보는, 상기 태양광 패널의 제조일, 상기 태양광 패널의 사용시간 및 상기 태양광 패널이 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 수신부는 상기 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신할 수 있고, 상기 예측부는 상기 기상정보와 확인한 최대 전력점 전압을 이용하여 기설정된 시간동안 상기 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측할 수 있다.
한편, 상기 예측부는, 상기 보정된 잔량의 사용가능 시간과 상기 예측한 충전량을 비교해서 기설정된 기간 동안의 에너지 부족 여부를 예측할 수 있다.
그리고, 전력 저장 시스템은, 상기 에너지 부족 여부 예측결과 에너지 부족이 예측되면, 에너지 절약 모드로 전환하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 저장 시스템의 운영방법은, 배터리의 노후 정보를 수신하는 단계; 태양광 패널을 이용하여 전력을 생성하는 단계; 상기 생성된 전력을 저장하는 단계; 상기 배터리의 잔량(SOC; State of Charge)을 측정하는 단계; 상기 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정하는 단계; 및 상기 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 배터리의 노후 정보는, 상기 배터리의 제조일, 상기 배터리의 사용시간 및 상기 배터리가 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 전력 저장 시스템의 운영방법은 상기 배터리에 저장된 전력을 사용한 정보를 누적하고, 상기 누적된 정보를 분석하여 사용패턴을 생성하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 사용 가능한 시간을 예측하는 단계는, 상기 사용 패턴을 이용하여 상기 보정된 잔량의 사용가능 시간을 예측할 수 있다.
한편, 상기 태양광 패널을 이용하여 전력을 생성하는 단계는, 상기 태양광 패널의 노후 정보를 수신하는 단계; 상기 노후 룩업 테이블에서 상기 태양광 패널의 노후 정보에 대응하는 최대 전력점 전압 확인하는 단계; 및 상기 최대 전력점 전압을 이용하여 최대 전력점 추종 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 태양광 패널의 노후 정보는, 상기 태양광 패널의 제조일, 상기 태양광 패널의 사용시간 및 상기 태양광 패널이 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 전력 저장 시스템의 운영방법은 상기 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신하는 단계; 및 상기 기상정보와 확인한 최대 전력점 전압을 이용하여 기설정된 시간동안 상기 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 전력 저장 시스템의 운영방법은 상기 보정된 잔량의 사용가능 시간과 상기 예측한 충전량을 비교해서 기설정된 기간 동안의 에너지 부족 여부를 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 전력 저장 시스템의 운영방법은 상기 에너지 부족 여부를 예측하는 단계의 예측결과 에너지 부족이 예측되면, 에너지 절약 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 배터리의 노후를 고려해서 배터리의 잔량을 보정하고 보정된 잔량을 기반으로 사용 가능시간을 예측하고, 태양광 패널의 노후를 고려해서 기설정된 시간동안 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하고, 사용 가능시간과 충전 가능한 충전량을 비교해서 에너지 부족 여부를 예측하고, 에너지 부족 여부를 고려해서 운영한다. 따라서 보다 정확하게 사용 가능시간을 예측하고, 보다 정확하게 충전 가능한 충전량을 예측할 수 있어 전력 저장 시스템이 보다 정확하게 운영되도록 한다.
도 1은 본 발명일 일 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 운영부의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 노후를 고려해서 사용 가능한 시간을 예측하는 과정을 도시한 흐름도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용 패턴을 고려해서 사용 가능한 시간을 예측하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 전력 저장 시스템을 운영하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 노후를 고려하여 운영하는 전력 저장 시스템 및 방법을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명일 일 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력 저장 시스템(100)은 에너지 관리 시스템(EMS; Energy Management System)(110), 태양광 패널(120), 전력 변환 시스템(PCS; Power Conversion System)(130), 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)(140), 배터리(150)를 포함할 수 있다. 이때, 도 1에서 본 발명의 전략 저장 시스템(100)을 계통 연계형으로 구성하고 있으나 계통과 연계되지 않는 독립형으로도 구성 가능하다.
에너지 관리 시스템(110)는 전력 계통을 관리할 수 있는 시스템으로, 본 발명에서는 태양광 패널(120)의 위치의 기상 정보를 검색하여 전력 변환 시스템(130)로 송신할 수 있다.
태양광 패널(120)은 태양광을 이용해서 전력을 생산하여 출력하는 장치로서 다수의 태양광 패널이 배열 형태로 결합되어 구성될 수도 있다.
배터리(150)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지를 포함한다. 2차 전지로는 니켈-카드뮴 전지(nickel cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등이 있다. 배터리(150)는 복수의 2차 전지가 병렬 또는 직렬로 연결된 대용량 저장장치일 수 있다.
배터리 관리 시스템(140)은 2차 전지의 전압, 전류, 온도를 검출하고 충전 상태(SOC; State of Charge) 및 수명(SOH; State of Health)을 모니터링 함으로써, 2차 전지의 과충전, 과방전, 과전류, 과열 등으로부터 2차 전지를 보호하고 셀 밸런싱을 통하여 2차 전지의 효율을 향상시킨다.
전력 변환 시스템(130)은 태양광 패널(120)의 전력, 계통(160)의 전력, 배터리(150)의 전력 등의 전력 계통을 연계하는 시스템이다. 전력 변환 시스템(130)은 배터리(150)를 이용하여 전력 계통의 생산 및 소비의 시간적 불일치를 관리할 수 있다.
이때, 전력 변환 시스템(130)은 PCS 제어부(132), 전력 운영부(133), 제1 전력 변환부(134), 제2 전력 변환부(136) 및 제3 전력 변환부(138)를 포함할 수 있다.
제1 전력 변환부(134)는 태양광 패널(120)에 연결되며, 태양광 패널(120)에서 생산되는 제1 전력을 제2 전력으로 변환하여 제1 노드(N1)에 전달한다. 태양광 패널(120)에서 생산되는 제1 전력과 제1 노드(N1)의 제2 전력은 모두 직류 전력이다. 즉, 제1 전력 변환부(134)는 직류의 제1 전력을 다른 크기의 제2 전력으로 변환하는 컨버터의 기능을 수행한다. 제1 전력 변환부(134)는 태양광 패널(120)에서 생산되는 전력을 최대화하기 위한 최대 전력점 추종(MPPT; Maximum Power Point Tracking) 제어를 수행한다.
제1 전력 변환부(134)는 최대 전력점 추종 제어를 수행할 때, 태양광 패널의 노후 정보를 수신하고, 노후 룩업 테이블에서 태양광 패널의 노후 정보에 대응하는 최대 전력점 전압 확인하고, 최대 전력점 전압을 이용하여 최대 전력점 추종 제어를 수행할 수 있다. 이때, 노후 룩업 테이블은 태양광 패널의 노후 정보에 대응하는 최대 전력점 전압을 저장한다. 그리고 추가로 노후 룩업 테이블은 배터리의 노후 정보와 배터리 잔량에 대응하는 배터리의 보정된 잔량에 관한 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 태양광 패널의 노후 정보는, 태양광 패널의 제조일, 태양광 패널의 사용시간 및 태양광 패널이 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 전력 변환부(136)는 제1 노드(N1)와 계통(160) 사이에 연결된다. 제2 전력 변환부(136)는 제1 노드(N1)의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 제2 전력 변환부(136)에 전달한다. 그리고 제2 전력 변환부(136)는 계통(160)의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 제1 노드(N1)로 전달한다. 즉, 제2 전력 변환부(136)는 제1 노드(N1)의 직류 전력과 계통(160)의 교류 전력 간의 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 인버터의 기능을 수행할 수 있다.
제3 전력 변환부(138)는 제1 노드(N1)와 배터리(150) 사이에 연결된다. 제3 전력 변환부(138)는 제1 노드(N1)의 직류의 제2 전력을 배터리(150)에 저장하기 위한 직류의 제3 전력으로 변환하여 배터리(150)에 전달한다. 그리고 제3 전력 변환부(138)는 배터리(150)의 직류의 제3 전력을 직류의 제2 전력으로 변환하여 제1 노드(N1)에 전달한다. 즉, 제3 전력 변환부(138)는 제1 노드(N1)의 직류 전력과 배터리(150)의 직류 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 컨버터의 기능을 수행할 수 있다.
전력 운영부(133)는 배터리 관리 시스템(140)에서 측정된 배터리의 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 배터리의 노후 정보에 대응하는 배터리의 잔량으로 보정하고, 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측한다. 이때, 전력 운영부(133)는 배터리에 저장된 전력을 사용한 기록을 누적 저장하고, 저장된 누적 기록을 분석하여 사용패턴을 생성하고, 생성한 사용패턴을 이용하여 보정된 잔량의 사용가능 시간을 예측할 수도 있다. 여기서, 배터리의 노후 정보는 배터리의 제조일, 배터리의 사용시간 및 배터리가 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 전력 운영부(133)는 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신하고, 기상정보와 확인한 최대 전력점 전압을 이용하여 기설정된 시간동안 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하고, 보정된 잔량의 사용가능 시간과 예측한 충전량을 비교해서 기설정된 기간 동안의 에너지 부족 여부를 예측할 수도 있다.
PCS 제어부(132)는 전력 변환 시스템(130)의 전반적인 동작을 제어한다. PCS 제어부(132)는 제1 전력 변환부(134)로부터 태양광 패널(120)에서 생산되는 전력 정보(전압, 전류, 온도의 센싱 신호)를 전달받고, BMS(140)로부터 배터리(150)의 SOC, SOH 등을 포함하는 전력 저장 정보를 전달받으며, 계통(160)으로부터 계통의 전압, 전류, 온도 등을 포함하는 계통 정보를 전달받는다. PCS 제어부(132)는 태양광 패널(120)에서 생산되는 전력 정보, 배터리(150)의 전력 저장 정보, 계통(160)의 계통 정보를 기반으로 전력 관리 시스템(130)의 운전 모드를 제어한다.
PCS 제어부(132)는 전력 운영부(133)로부터 배터리(150)의 보정된 잔량 정보를 수신하고, 전력 운영부(133)의 에너지 부족 여부를 예측한 결과 에너지 부족이 예측되면 에너지 절약 모드로 운영되도록 제어한다.
이때, 에너지 절약 모드는 가전기기 등의 전기를 이용하는 기기로 모드 전환 신호를 송신해서 기기별로 기설정된 절전모드를 실행되도록 구현될 수 있다.
다른 방법으로 에너지 절약 모드는 부하에 연결된 다양한 전기기기를 우선순위 별로 구분하고, 우선순위에 따라 순차적으로 전원공급을 차단하는 방식으로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 운영부의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전력 운영부(133)는 수신부(210), 노후 관리부(220), 사용패턴 생성부(230) 및 예측부(240)를 포함한다.
수신부(210)는 배터리의 노후 정보, 태양광 패널의 노후 정보 및 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신한다.
이때, 기상정보는 EMS(110)로부터 수신할 수도 있고, 기상정보를 제공하는 별도의 서버를 통해서 제공받을 수도 있다. 그리고, 배터리의 노후 정보, 태양광 패널의 노후 정보는 별도의 저장부(미도시)에 기 저장되어 갱신 관리되는 정보일 수도 있고, EMS(110) 또는 BMS(140)에서 관리되고 EMS(110) 또는 BMS(140)로부터 제공받을 수도 있다.
그리고, 배터리의 노후 정보는 배터리의 제조일, 배터리의 사용시간 및 배터리가 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있고, 태양광 패널의 노후 정보는, 태양광 패널의 제조일, 태양광 패널의 사용시간 및 태양광 패널이 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
노후 관리부(220)는 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정한다. 이때, 노후 룩업 테이블은 배터리의 노후 정보와 배터리 잔량에 대응하는 배터리의 보정된 잔량에 관한 정보를 포함한다.
사용패턴 생성부(230)는 배터리의 전력을 사용한 정보를 누적하고, 누적된 정보를 분석하여 사용패턴을 생성한다.
예측부(240)는 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측한다. 이때, 예측부(240)는 사용 패턴을 이용하여 보정된 잔량의 사용가능 시간을 예측할 수도 있다.
배터리가 노후되면 내부저항이 커져서 충전할 수 있는 양이 줄어든다. 예측부(240)는 노후 룩업 테이블을 이용하여 배터리의 노후 정보에 대응하는 충전 가능량을 확인할 수 있다.
예측부(240)는 기상정보와 확인한 최대 전력점 전압을 이용하여 기설정된 시간동안 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하고, 보정된 잔량의 사용가능 시간과 예측한 충전량을 비교해서 기설정된 기간 동안의 에너지 부족 여부를 예측할 수 있다. 이때, 예측부는 충전량이 충전 가능량을 초과하지 않도록 한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전력 저장 시스템에서 태양광 패널과 배터리의 노후를 고려하여 운영하는 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 노후를 고려해서 사용 가능한 시간을 예측하는 과정을 도시한 흐름도 이다.
도 3을 참조하면, 전력 저장 시스템(100)은 배터리의 노후 정보를 수신한다(S310). 이때, 배터리의 노후 정보는 배터리의 제조일, 배터리의 사용시간 및 배터리가 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 태양광 패널을 이용하여 전력을 생성하고 (S320), 생성한 전력을 저장한다(S330). 이때, 전력 저장 시스템(100)은 태양광 패널의 노후 정보를 수신하고, 노후 룩업 테이블에서 태양광 패널의 노후 정보에 대응하는 최대 전력점 전압 확인하고, 최대 전력점 전압을 이용하여 최대 전력점 추종 제어를 수행하여 전력을 생성할 수 있다. 여기서, 태양광 패널의 노후 정보는, 태양광 패널의 제조일, 태양광 패널의 사용시간 및 태양광 패널이 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 노후 정보는 태양광 패널을 운전하지 않을 때 측정된 개방전압과 기설정된 기준전압을 비교하여 판단된 정보일 수 있다. 이때, 태양광 패널을 운전하지 않을 때 측정된 개방전압이 기설정된 기준전압 보다 낮을수록 더 노후 되었다고 판단할 수 있다.
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신한다(S340). 이때, 기상정보는 EMS(110)로부터 수신할 수도 있고, 기상정보를 제공하는 별도의 서버를 통해서 제공받을 수도 있다.
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 배터리의 잔량을 측정하고(S350), 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정한다(S360).
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측한다(S370).
이때, S370는 아래 도 4와 같은 방법으로 예측할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용 패턴을 고려해서 사용 가능한 시간을 예측하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 전력 저장 시스템(100)은 배터리의 전력을 사용한 정보를 누적하고, 누적된 정보를 분석하여 사용패턴을 생성한다(S410).
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 사용 패턴을 이용하여 보정된 잔량으로 사용가능 시간을 예측한다(S420).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 전력 저장 시스템을 운영하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 전력 저장 시스템(100)은 도 3과 같이 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측한다(S510).
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신한다(S520).
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 기설정된 시간동안 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측한다(S530). 이때, 전력 저장 시스템(100)은 S320단계에서 확인한 태양광 패널의 노후를 고려한 최대 전력점 전압을 이용하여 기설정된 시간동안 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측한다.
그리고, 전력 저장 시스템(100)은 보정된 잔량의 사용가능 시간과 예측한 충전량을 비교해서 기설정된 기간 동안의 에너지 부족 여부를 예측한다(S540).
비교결과 에너지가 부족하면(S550), 전력 저장 시스템(100)은 운영모드를 에너지 절약 모드로 전환하여 운영한다. 이때, 에너지 절약 모드는 가전기기 등의 전기를 이용하는 기기로 모드 전환 신호를 송신해서 기기별로 기설정된 절전모드를 실행되도록 구현될 수 있다. 다른 방법으로 에너지 절약 모드는 부하에 연결된 다양한 전기기기를 우선순위 별로 구분하고, 우선순위에 따라 순차적으로 전원공급을 차단하는 방식으로 구현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 저장 시스템에서 태양광 패널과 배터리의 노후를 고려하여 운영하는 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 저장부, 에너지 관리 시스템 또는 배터리 관리 시스템 중 적어도 하나로부터 배터리의 노후 정보를 수신하는 수신부;
    태양광을 이용하여 전력을 생성하는 태양광 패널;
    상기 태양광 패널에서 생성한 전력을 저장하는 배터리;
    상기 배터리의 잔량(SOC; State of Charge)을 측정하는 배터리 관리 시스템;
    상기 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정하는 노후 관리부; 및
    상기 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 예측부를 포함하고,
    상기 배터리에 저장된 전력을 사용한 정보를 누적하고, 상기 누적된 정보를 분석하여 사용패턴을 생성하여 저장하는 사용패턴 생성부를 더 포함하는
    전력 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 노후 정보는,
    상기 배터리의 제조일, 상기 배터리의 사용시간 및 상기 배터리가 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함하는
    전력 저장 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 사용 패턴을 이용하여 상기 보정된 잔량의 사용가능 시간을 예측함을 특징으로 하는
    전력 저장 시스템.
  5. 저장부, 에너지 관리 시스템 또는 배터리 관리 시스템 중 적어도 하나로부터 배터리의 노후 정보를 수신하는 수신부;
    태양광을 이용하여 전력을 생성하는 태양광 패널;
    상기 태양광 패널에서 생성한 전력을 저장하는 배터리;
    상기 배터리의 잔량(SOC; State of Charge)을 측정하는 배터리 관리 시스템;
    상기 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정하는 노후 관리부; 및
    상기 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 예측부를 포함하고,
    상기 수신부는 저장부, 에너지 관리 시스템 또는 배터리 관리 시스템 중 적어도 하나로부터 상기 태양광 패널의 노후 정보를 수신 하고,
    상기 노후 룩업 테이블에서 상기 태양광 패널의 노후 정보에 대응하는 최대 전력점 전압 확인하고, 상기 최대 전력점 전압을 이용하여 최대 전력점 추종 제어를 수행하는 컨버터를 더 포함하는
    전력 저장 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 태양광 패널의 노후 정보는,
    상기 태양광 패널의 제조일, 상기 태양광 패널의 사용시간 및 상기 태양광 패널이 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함하는
    전력 저장 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신하고,
    상기 예측부는,
    상기 기상정보와 확인한 최대 전력점 전압을 이용하여 기설정된 시간동안 상기 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하는 것을 특징으로 하는
    전력 저장 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 보정된 잔량의 사용가능 시간과 상기 예측한 충전량을 비교해서 기설정된 기간 동안의 에너지 부족 여부를 예측하는 것을 특징으로 하는
    전력 저장 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 에너지 부족 여부 예측결과 에너지 부족이 예측되면, 에너지 절약 모드로 전환하는 제어부를 더 포함하는
    전력 저장 시스템.
  10. 배터리의 노후 정보를 수신하는 단계;
    태양광 패널을 이용하여 전력을 생성하는 단계;
    상기 생성된 전력을 저장하는 단계;
    상기 배터리의 잔량(SOC; State of Charge)을 측정하는 단계;
    상기 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리에 저장된 전력을 사용한 정보를 누적하고, 상기 누적된 정보를 분석하여 사용패턴을 생성하여 저장하는 단계를 더 포함하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리의 노후 정보는,
    상기 배터리의 제조일, 상기 배터리의 사용시간 및 상기 배터리가 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 사용 가능한 시간을 예측하는 단계는,
    상기 사용 패턴을 이용하여 상기 보정된 잔량의 사용가능 시간을 예측함을 특징으로 하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  14. 배터리의 노후 정보를 수신하는 단계;
    태양광 패널을 이용하여 전력을 생성하는 단계;
    상기 생성된 전력을 저장하는 단계;
    상기 배터리의 잔량(SOC; State of Charge)을 측정하는 단계;
    상기 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 태양광 패널을 이용하여 전력을 생성하는 단계는,
    상기 태양광 패널의 노후 정보를 수신하는 단계;
    상기 노후 룩업 테이블에서 상기 태양광 패널의 노후 정보에 대응하는 최대 전력점 전압 확인하는 단계; 및
    상기 최대 전력점 전압을 이용하여 최대 전력점 추종 제어를 수행하는 단계를 포함하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 태양광 패널의 노후 정보는,
    상기 태양광 패널의 제조일, 상기 태양광 패널의 사용시간 및 상기 태양광 패널이 설치된 사용환경 중에서 적어도 하나를 포함하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 태양광 패널이 설치된 지역에 대한 기설정된 기간의 기상정보를 수신하는 단계; 및
    상기 기상정보와 확인한 최대 전력점 전압을 이용하여 기설정된 시간동안 상기 배터리에 충전 가능한 충전량을 예측하는 단계를 더 포함하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 보정된 잔량의 사용가능 시간과 상기 예측한 충전량을 비교해서 기설정된 기간 동안의 에너지 부족 여부를 예측하는 단계를 더 포함하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 에너지 부족 여부를 예측하는 단계의 예측결과 에너지 부족이 예측되면, 에너지 절약 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는
    전력 저장 시스템의 운영방법.
  19. 배터리의 노후 정보를 수신하는 단계;
    태양광 패널을 이용하여 전력을 생성하는 단계;
    상기 생성된 전력을 저장하는 단계;
    상기 배터리의 잔량(SOC; State of Charge)을 측정하는 단계;
    상기 측정된 잔량을 노후 룩업 테이블을 이용하여 상기 배터리의 노후 정보에 대응하는 잔량으로 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 잔량으로 사용 가능한 시간을 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리에 저장된 전력을 사용한 정보를 누적하고, 상기 누적된 정보를 분석하여 사용패턴을 생성하여 저장하는 단계를 더 포함하는 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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