KR101490390B1 - 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템 - Google Patents

고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101490390B1
KR101490390B1 KR20130040290A KR20130040290A KR101490390B1 KR 101490390 B1 KR101490390 B1 KR 101490390B1 KR 20130040290 A KR20130040290 A KR 20130040290A KR 20130040290 A KR20130040290 A KR 20130040290A KR 101490390 B1 KR101490390 B1 KR 101490390B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
energy
module
hot water
inverter pump
Prior art date
Application number
KR20130040290A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140123246A (ko
Inventor
임용훈
박병식
Original Assignee
한국에너지기술연구원
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 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR20130040290A priority Critical patent/KR101490390B1/ko
Publication of KR20140123246A publication Critical patent/KR20140123246A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101490390B1 publication Critical patent/KR101490390B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/20Systems characterised by their energy storage means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/08Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/32Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/708Photoelectric means, i.e. photovoltaic or solar cells
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/42Storage of energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Abstract

본 발명 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템은 시간대별 상이한 가격 체계를 갖는 스마트 그리드 특성에 부합하여, 전력요금이 낮은 시간대에 가장 값싼 전력을 이용하여 위치에너지 형태로 저장한 후 전력요금이 높은 시간대에 위치에너지를 전력으로 전환하여 사용함으로써 합리적인 에너지 사용절감의 효과가 있다.
또한 전력공급 능력 대비 과도한 수요가 몰리는 전력피크 기간(하절기, 동절기)에 비교적 전력공급 능력이 여유 있는 시간대(심야, 오전)에 전력을 위치에너지 형태로 저장한 후 수요가 급격히 몰리는 시간대(오후, 저녁)에 저장된 전력에너지를 활용함으로써, 전체 전력수요 피크를 평활화 할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 기존 전력저장수단 부재시, 잉여 전력생산을 방지하기 위해 부분부하로 열병합발전을 운전함으로써 발생하는 비효율성을 개선하는 효과가 있다.
그리고 본 발명에서는 전력저장장치를 활용하여 단속적으로 발생하는 신재생에너지원을 일정기간 저장하여 일정한 출력으로 사용할 수 있는 기능을 제공함으로써 신재생에너지 기술 보급성을 개선, 보급확대에 기여하는 효과가 있다.
본 발명은 열에너지 또는 전기를 공급하는 전원공급부와, 공급된 전기를 전압제어 및 주파수변환하여 인버터펌프를 구동하는 전원제어부와, 건물 옥상에 설치되어 물을 저장하는 옥상저장탱크와, 전원제어부에서 공급된 전원으로 구동하여 지하탱크의 물을 펌핑하여 옥상저장탱크로 저장하는 인버터펌프와, 전원공급부에서 열에너지를 공급받아 건물의 급탕 내지 난방을 제공하는 급탕 및 난방부, 건물지하에 위치되어 옥상저장탱크와 급탕 및 난방부로 물을 공급하는 지하탱크와, 옥상저장탱크의 물을 낙하시켜 양수발전하는 양수발전부와, 전원공급부(100), 전원제어부, 급탕 및 난방부 및 양수발전부를 제어하여 에너지저장 효율을 높이는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템 { Smart Energy Storage System of High-rise Buildings, Renewable Energy Used to Drive The Inverter Pump }
본 발명은 고층건물의 재생에너지로 구동되는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템에 관한 것으로, 재생에너지(풍력, 태양광) 또는 상용전원을 사용하여 옥상의 저장탱크에 물을 저장하고 이 물을 낙하시켜 양수발전을 하고, 옥상저장탱크에 저장된 물을 가열하여 하절기에는 급탕으로, 동절기에는 급탕 및 난방으로 사용하는 등의 에너지 생산과 수요의 불일치로 인한 비효율성을 개선하기 위한 고층건물의 재생에너지로 구동되는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템에 관한 것이다.
일반적으로 더운 여름이나 추운 겨울에는 특히 빌딩이 밀집한 도심지를 중심으로 전력수요가 피크치에 도달하여 부분단전을 실시할 정도로 전력수급이 원활치 않다. 하지만 전력수요가 급격히 늘어나는 시간에 맞추어 발전량을 늘리거나 부족한 전력량만큼에 해당하는 발전소를 건설하는 것은 현실적으로 어려운 문제점이 있다.
그리고 전력의 수요가 대규모로 발생하는 도심지에서는 전력수요공급이 불균형을 이룰경우 열병합발전과 같은 부분발전을 사용하나 그 효율이 미미하여 이용이 제한되는 문제점이 있다.
또한 단속적인 에너지(풍력, 태양광) 생산 특성을 갖는 신재생에너지는 수요발생시 즉각적인 응답이 필요한 주요 수요처의 요구에 대응하기 어려워 시장보급에 어려운 문제점이 있다.

선행특허문헌: 등록특허공보 제10-1185975호(2012.9.26.)
따라서 본 발명 고층건물의 재생에너지로 구동되는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템은 시간대별로 전력요금이 저렴한 시간에 전력을 저장한 후 비싼 전력요금 구간대에 저장된 전력을 사용할 수 있도록 효율적이고 저렴하며 안정적인 일정규모 이상의 대규모 전력저장 및 이용시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 고층건물에서 분산형전원 운영시, 국가 전력 그리드망과의 연계가 여의치 않을 경우, 자가 전력저장 시스템 운영을 위한 효율적인 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현된다.
열에너지 또는 전기를 공급하는 전원공급부와, 공급된 전기를 전압제어 및 주파수변환하여 인버터펌프를 구동하는 전원제어부와, 건물 옥상에 설치되어 물을 저장하는 옥상저장탱크와, 전원제어부에서 공급된 전원으로 구동하여 지하탱크의 물을 펌핑하여 옥상저장탱크로 저장하는 인버터펌프와, 전원공급부에서 열에너지를 공급받아 건물의 급탕 및 난방을 제공하는 급탕 및 난방부, 건물지하에 위치되어 옥상저장탱크와 급탕 및 난방부로 물을 공급하는 지하탱크와, 옥상저장탱크의 물을 낙하시켜 양수발전하는 양수발전부와, 전원공급부, 전원제어부, 급탕 및 난방부 및 양수발전부를 제어하여 에너지저장 효율을 높이는 제어부로 구성되는 특징이 있다.
본 발명 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템은 시간대별 상이한 가격 체계를 갖는 스마트 그리드 특성에 부합하여, 전력요금이 낮은 시간대의 값싼 전력을 이용하여 위치에너지 형태로 저장한 후 전력요금이 높은 시간대에 저장된 위치에너지를 전력으로 전환하여 사용함으로써 실질적인 에너지 사용절감의 효과가 있다.
또한 전력공급능력 대비 과도한 수요가 몰리는 전력피크기간(하절기,동절기)에 비교적 전력공급능력이 여유있는 시간대(심야, 오전)에 전력을 위치에너지 형태로 저장한 후 수요가 급격히 몰리는 시간대(오후, 저녁)에 저장된 전력에너지를 활용함으로써, 전체 전력수요피크를 평활화 할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 기존 전력저장수단 부재시, 잉여 전력생산을 방지하기 위해 부분부하로 열병합발전을 운전함으로써 열병합발전시 발생하는 비효율성을 개선하는 효과가 있다.
그리고 본 발명에서는 전력저장장치를 활용하여 단속적으로 발생하는 신재생에너지원을 일정기간 저장하여 일정한 출력으로 사용할 수 있는 에너지저장시스템을 제공함으로써 신재생에너지 기술 보급성을 개선, 보급확대에 기여하는 효과가 있다.
도1은 본 발명 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템의 구조도이다.
도2는 기존 신재생에너지 발전시스템의 독립운전방식의 개략구조도이다.
도3은 일반적인 열병합발전에서 냉난방 계통 흐름도를 도시한 구조도이다.
도4은 기존 신재생에너지 발전시스템의 계통연계운전방식의 개략구조도이다.
도5는 분산전원에서 연계 배전계통을 보여주는 실시예이다.
도6은 국가별로 재생에너지를 추가실현가능한 잠재력을 나타나는 도표이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도1은 본 발명 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 도1에 나타난 바와 같이,
열에너지 또는 전기를 공급하는 전원공급부(100)와;
공급된 전기를 전압제어 및 주파수변환하여 인버터펌프(400)를 구동하는 전원제어부(200)와;
건물 옥상에 설치되어 물을 저장하는 옥상저장탱크(300)와;
전원제어부(200)에서 공급된 전원으로 구동하여 지하탱크의 물을 펌핑하여 옥상저장탱크(300)로 저장하는 인버터펌프(400)와;
전원공급부(100)에서 열에너지를 공급받아 건물의 급탕 내지 난방을 제공하는 급탕 및 난방부(500)와;
건물지하에 위치되어 옥상저장탱크(300)와 급탕 및 난방부(500)로 물을 공급하는 지하탱크(600)와;
옥상저장탱크(300)의 물을 낙하시켜 양수발전하는 양수발전부(700)와;
전원공급부(100), 전원제어부(200), 급탕 및 난방부(500) 및 양수발전부(700)를 제어하여 에너지저장 효율을 높이는 제어부(800)로 구성된다.
여기서 전원공급부(100)는 풍력발전모듈(110), 태양광발전모듈(120), 열병합발전모듈(130), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 로서 구성된다. 상용전원은 건물에 공급되는 일반적인 전원을 의미한다. 그리고 건물의 상황과 특성에 따라 세부적인 구성 비율을 달리하여 구성할 수도 있다. 예를 들면 도심에서는 겨울 또는 여름철에 옥상에는 바람이 세게 많이 부는 경우는 풍력발전모듈을 다른 모듈보다 비중있게 설치한다던가 해당 건물이 햇빛이 강하게 내리는 지역이면 태양광발전모듈이 더 비중을 두어도 된다. 그리고 고층건물에는 열병합발전과 같은 자체발전 시스템이 있으므로 이와 같이 연동하여 시스템을 구축해도 된다.
전원공급부(100)는 풍력발전모듈(110),태양광발전모듈(120),열병합발전모듈 (130), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 중 어느 하나 이상에서 공급된 전원을 전원제어부(200) 또는 옥상저장탱크(300)로 공급한다. 그리고 열병합발전모듈(130)에서 생성된 열에너지를 급탕 및 난방부(500)로 공급한다.
더 구체적으로 설명하면, 열병합발전모듈(130)은 가스 또는 경유(대체적으로 가스)를 사용해 발전하는데 이때 생성된 열에너지(폐열)로 스팀열교환기(510)로 전달하여 스팀을 생성하고 이를 별도의 스팀배관을 통해 옥상저장탱크(300)으로 수송한다. 배관에는 별도의 펌프동력 없이 구동이 가능하며 이는 밀도차에 의한 고온스팀 부력(Buiyant Force)을 이용한 것이다.
또한 열병합발전모듈(130)은 발전후 나온 폐열로 온수열교환기(520)로 전달하여 급탕 또는 난방에 이용할 수도 있다.
전원제어부(200)는 전원주파수제어모듈(210)과 전원변환모듈(220)로 구성되며, 전원공급부(100)로부터 공급된 전원을 DC/AC 변환하여 전압제어하고 다시 AC/DC 변환하여 전원주파수제어를 하여 인버터펌프(400)를 구동시키는 일을 수행한다.
일반적으로 인버터펌프는 직류전원에서 주파수제어를 하여 그 속도를 제어하는데 이 때의 동작효율은 속도와 연관이 깊다. 그리하여 본 발명에서는 상용전원만이 아닌 다양한 재생전원이 공급되므로 속도를 일정하게 유지하는데 유리하므로 작동효율이 대단히 높다고 할 수 있다.
옥상저장탱크(300)는 에너지 저장효율을 높이는 단열 구조로 구성되어 동절기에도 에너지를 저장가능하며, 저장된 열에너지를 하절기에는 급탕으로 공급하고, 동절기에는 급탕 내지 난방으로 공급한다.
만약 옥상저장탱크(300)의 용량이 포화되어 위치에너지로 저장할 수 없을 경우에 저장된 물을 직접 가열하여 에너지를 저장하는 기능도 갖추고 있다. 그래서 옥상저장탱크(300)는 물을 직접 가열할 수 있도록 히팅장치가 더 포함되는 것이 바람직하며, 그 에너지원은 풍력발전(110), 태양광발전(120) 에서 생산된 에너지를 사용한다.
급탕 및 난방부(500)는 스팀열교환기(510), 온수열교환기(520), 보일러(530) , 급탕배관 및 난방배관(540)으로 구성되며, 전원공급부(100)의 열병합발전모듈(130)에서 공급된 열에너지(폐열)를 스팀열교환기(510)을 통해 스팀을 생산하고, 생산된 스팀을 별도의 스팀배관을 통해 펌프의 구동 없이 옥상저장탱크(300)로 에너지저장하는 기능을 갖추고 있다.
뿐만 아니라 전원공급부(100)의 열병합발전모듈(130)에서 공급된 열에너지(폐열)를 온수열교환기(520)을 통해 보일러에 공급하고, 보일러는 지하탱크(600)에서 공급되는 물을 가열하여 삼방밸브구조를 가진 급탕 및 난방배관(540)에 공급한다.
양수발전부(700)는 양수발전모듈(710)과 배전반(720)으로 구성되어 있으며, 양수발전모듈(710)에서 발전된 전기를 배전반(720)으로 전달하고, 발전에 사용한 물을 지하탱크(600)로 저장한다.
제어부는 전원공급부(100)의 동작을 모니터링하고 동시에 전원제어부(200)를 통제하여 인버터펌프를 적정하게 구동시키는데 이때 제어부(700)는 인버터펌프를 구동하기 위한 여러 제어방식을 가진다.
첫째, 열병합발전모듈(130), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 에서 교류전원을 공급받아 AC/DC 변환하여 전압제어를 하고 이를 다시 DC/AC 변환후 전원주파수 제어를 한다.
둘째, 풍력발전모듈(110), 태양광발전모듈 (120) 에서 직류전원을 공급받아 DC/AC 변환하여 전원주파수 제어를 한다.
셋째, 풍력발전모듈(110),태양광발전모듈(120), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140), 열병합발전모듈(130) 중 어느 하나 이상에서 교류전원을 공급받아 AC/DC 변환하여 전압제어를 하고, 다시 DC/AC 변환후 전원주파수 제어를 한다.
네째, 열병합발전모듈(130), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 에서 교류전원을 공급받아 AC/DC 변환하고, 풍력발전모듈(110), 태양광발전모듈 (120) 에서 공급된 DC 전원과 함께 전압제어를 하고 이를 다시 DC/AC 변환후 전원주파수 제어를 한다.
본 발명이 기존의 발명과 다른 점은 발전에 주안점이 아니라 에너지를 저장함에 있고 그 핵심에 인버터펌프가 있으며 이 인버터펌프(400)는 상용전력, 분산형전력, 태양광발전, 풍력발전에서 공급되는 전력에 맞추어 구동한다는 것이다.
기존 발전에서는 발전후 에너지저장이 힘들다는 문제점이 있었지만, 본 발명은 에너지저장성을 높이는 구조를 갖추어 상용전원, 풍력발전, 태양광발전, 열병합발전에서 나온 에너지를 저장하여 필요한 시기에 공급하는 장점을 가지고 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 전원공급부 110 : 풍력발전모듈
120 : 태양광발전모듈 130 : 열병합발전모듈
140 : 상용전원모듈 200 : 전원제어부
210 : 전원주파수제어모듈 220 : 전원변환모듈
300 : 옥상저장탱크 400 : 인버터펌프
500 : 급탕 및 난방부 510 : 스팀열교환기
520 : 온수열교환기 530 : 보일러
540 : 급탕배관 및 난방배관 600 : 지하탱크
700 : 양수발전부 710 : 양수발전모듈
720 : 배전반 800 : 제어부

Claims (24)

  1. 열에너지 또는 전기를 공급하는 전원공급부(100)와;
    공급된 전기를 전압제어 및 주파수변환하여 인버터펌프(400)를 구동하는 전원제어부(200)와;
    건물 옥상에 설치되어 물을 저장하는 옥상저장탱크(300)와;
    전원제어부(200)에서 공급된 전원으로 구동하여 지하탱크의 물을 펌핑하여 옥상저장탱크(300)로 저장하는 인버터펌프(400)와;
    전원공급부(100)에서 열에너지를 공급받아 건물의 급탕 내지 난방을 제공하는 급탕 및 난방부(500)와;
    건물지하에 위치되어 옥상저장탱크(300)와 급탕 및 난방부(500)로 물을 공급하는 지하탱크(600)와;
    옥상저장탱크(300)의 물을 낙하시켜 양수발전하는 양수발전부(700)와;
    전원공급부(100), 전원제어부(200), 급탕 및 난방부(500) 및 양수발전부(700)를 제어하여 에너지저장 효율을 높이는 제어부(800);를 포함하되,
    상기 급탕 및 난방부(500)는 전원공급부(100)의 열병합발전모듈(130)에서 공급된 열에너지를 스팀열교환기(510)을 통해 스팀을 생산하고, 생산된 스팀을 별도의 스팀배관을 통해 펌프의 구동 없이 옥상저장탱크(300)로 에너지저장하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    전원공급부(100)는 풍력발전모듈(110), 태양광발전모듈(120), 열병합발전모듈(130), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    전원공급부(100)는 풍력발전모듈(110),태양광발전모듈(120),열병합발전모듈 (130), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 중 어느 하나 이상에서 공급된 전원을 전원제어부(200) 또는 옥상저장탱크(300)로 공급하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    전원공급부(100)는 열병합발전모듈(130)에서 생성된 열에너지를 급탕 및 난방부(500)로 공급하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    열병합발전모듈(130)은 생산된 에너지(폐열)를 스팀열교환기(510)로 전달하여 스팀을 생성하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    열병합발전모듈(130)은 생산된 에너지(폐열)를 온수열교환기를(520)로 전달하여 급탕 내지 난방에 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    전원제어부(200)는 전원주파수제어모듈(210)과 전원변환모듈(220)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    전원제어부(200)는 전원공급부(100)로부터 공급된 전원을 DC/AC 변환하여 전압제어하고 다시 AC/DC 변환하여 전원주파수 제어를 한 후 인버터펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    옥상저장탱크(300)는 에너지 저장효율을 높이는 단열 구조로 구성되어 동절기에도 에너지를 저장하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    옥상저장탱크(300)는 물을 직접 가열할 수 있도록 히팅장치가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    히팅장치는 풍력발전(110) 또는 태양광발전(120) 에서 생산된 에너지를 사용하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    급탕 및 난방부(500)는 스팀열교환기(510), 온수열교환기(520), 보일러(530) , 급탕배관 및 난방배관(540)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    급탕 및 난방부(500)는 전원공급부(100)의 열병합발전모듈(130)에서 공급된 열에너지를 온수열교환기(520)을 통해 보일러에 공급하고, 그 에너지로 보일러가 지하탱크(600)에서 공급되는 물을 가열하여 삼방밸브구조를 가진 급탕배관 및 난방배관(540)에 공급하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    양수발전부(700)는 양수발전모듈(710)과 배전반(720)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    양수발전부(700)는 양수발전모듈(710)에서 발전된 전기를 배전반(720)으로 전달하고, 발전에 사용한 물을 지하탱크(600)로 저장하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    제어부(700)는 열병합발전모듈(130) 또는 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 에서 교류전원을 공급받아 AC/DC 변환하여 전압제어를 하고 이를 다시 DC/AC 변환후 전원주파수 제어를 하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    제어부(700)는 풍력발전모듈(110) 또는 태양광발전모듈(120) 에서 직류전원을 공급받아 DC/AC 변환하여 전원주파수 제어를 하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    제어부(700)는 풍력발전모듈(110),태양광발전모듈(120), 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140), 열병합발전모듈(130) 중 어느 하나 이상에서 교류전원을 공급받아 AC/DC 변환하여 전압제어를 하고, 다시 DC/AC 변환후 전원주파수 제어를 하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    제어부(700)는 열병합발전모듈(130) 또는 상용전원을 공급하는 상용전원모듈(140) 에서 교류전원을 공급받아 AC/DC 변환하고, 풍력발전모듈(110) 또는 태양광발전모듈(120) 에서 공급된 직류전원과 함께 전압제어를 하고 이를 다시 DC/AC 변환후 전원주파수 제어를 하는 것을 특징으로 하는 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
KR20130040290A 2013-04-12 2013-04-12 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템 KR101490390B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130040290A KR101490390B1 (ko) 2013-04-12 2013-04-12 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130040290A KR101490390B1 (ko) 2013-04-12 2013-04-12 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140123246A KR20140123246A (ko) 2014-10-22
KR101490390B1 true KR101490390B1 (ko) 2015-02-05

Family

ID=51994006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130040290A KR101490390B1 (ko) 2013-04-12 2013-04-12 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101490390B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109945551B (zh) * 2019-04-18 2023-09-26 中国华电科工集团有限公司 一种冷热及电多用型分布式储能系统及其运行方法
CN111692624B (zh) * 2020-06-19 2022-09-09 南京启景环境科技有限公司 一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统
CN113346544A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 西北农林科技大学 一种光伏抽水储能装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917388B1 (ko) 2007-04-18 2009-09-17 신길현 복류수를 이용하는 열펌프 냉 난방시스템
KR20120090712A (ko) * 2011-02-08 2012-08-17 김성열 모듈화된 태양열 집열장치를 이용한 공기난방장치
KR101185975B1 (ko) * 2010-09-28 2012-09-26 (주)인텍에프에이 신재생에너지를 이용한 양수 시스템 및 이의 제어방법
KR20130033614A (ko) * 2011-09-27 2013-04-04 이정훈 태양광 및 풍력발전을 이용한 난방시스템의 난방 및 급탕용 온수 가열구조

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917388B1 (ko) 2007-04-18 2009-09-17 신길현 복류수를 이용하는 열펌프 냉 난방시스템
KR101185975B1 (ko) * 2010-09-28 2012-09-26 (주)인텍에프에이 신재생에너지를 이용한 양수 시스템 및 이의 제어방법
KR20120090712A (ko) * 2011-02-08 2012-08-17 김성열 모듈화된 태양열 집열장치를 이용한 공기난방장치
KR20130033614A (ko) * 2011-09-27 2013-04-04 이정훈 태양광 및 풍력발전을 이용한 난방시스템의 난방 및 급탕용 온수 가열구조

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140123246A (ko) 2014-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2249125C1 (ru) Система автономного электро- и теплоснабжения жилых и производственных помещений
CN204333951U (zh) 利用可再生能源的冷热电多联供能源站
RU2350847C1 (ru) Система автономного теплоснабжения потребителей с использованием низкопотенциального источника тепла и электроснабжения от возобновляемых источников энергии
EP3063815B1 (en) Power generation system
CN104806454A (zh) 风电、光热和介质储热联合供能系统
JP3230102U (ja) 可逆膨張器に基づく総合エネルギーシステム
CN101738002A (zh) 一种太阳能复合地源热泵的能量系统及其应用
CN205536665U (zh) 基于可再生能源发电的冷热双蓄系统
CN103267365A (zh) 一种联合制热水系统
CN202210708U (zh) 一种供电系统
CN110043991A (zh) 一种主要基于太阳能与空气能的多能互补的建筑供能系统
Li et al. Strategy analysis of demand side management on distributed heating driven by wind power
CN204458210U (zh) 风电、光热和介质储热联合供能系统
KR101490390B1 (ko) 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템
CN206023657U (zh) 具有实时控制系统的移动式多能源耦合热电复合型能源站
van Leeuwen Towards 100% renewable energy supply for urban areas and the role of smart control
CN202545151U (zh) 一种利用太阳能和地热能的联合发电装置
KR20150138787A (ko) 지능형 하이브리드 냉난방 시스템
CN1292474A (zh) 综合利用热电厂蒸汽能量的供热方法和系统
CN204373257U (zh) 一种家用太阳能冷热电三联产系统
CN104993789A (zh) 一种基于热电制冷效应的光伏热水装置
CN216716614U (zh) 一种风光电热互补式冷热水双供系统
WO2003087674A1 (en) An autonomous unit for supplying energy
CN107579535A (zh) 一种孤岛能源系统及其工作方法
Sheikh Efficient utilization of solar energy for domestic applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
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: 20180105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 5