KR101550104B1

KR101550104B1 - 대용량 에너지 저장장치

Info

Publication number: KR101550104B1
Application number: KR1020130149937A
Authority: KR
Inventors: 김대웅; 심종수; 현덕수; 장인수
Original assignee: 세방전지(주)
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-09-03
Also published as: KR20150064962A

Abstract

본 발명은 대용량 에너지 저장장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 독립형 구조물에 다 수개의 배터리팩이 전기적으로 연결되어 대용량의 전기에너지를 공급할 수 있는 대용량 에너지 저장장치에 관한 것이다.

Description

대용량 에너지 저장장치{Large capacity energy storage system}

최근 전력산업의 패러다임 변화는 저탄소 녹색성장으로 신재생 에너지의 확대로 인한 스마트 그리드로의 변화를 가속화하는 상황이 도래하였다.

그런데 종래의 전력망은 화력, 원자력과 같은 중앙 집중형 발전으로 전력을 생산하고 송전망을 통해 수요처에 전달하는 방식으로 상기 생산된 전력을 공급하도록 되어 있다.

그래서 상기 전력을 수요처로 공급시 장거리 송전시설이 필요하게 되고, 상기 송전설비는 수요처에 전력을 공급하는 방식에 초점을 두어 시설하게 되므로, 설비의 고장과 이로 인한 정전사고 등에는 취약한 구조를 갖는다.

또한 계절별로 발생하는 최대 피크 전력 수요에 대응하기 위하여 대규모 예비전력이 필요하게 되었으나, 전력설비의 이용률이 낮아 비효율적인 전력시스템으로 구성되는 경우가 많다.

향후 전력수요 전망을 보면 지속적으로 증가하는 추세에 있으며 전력 수급에 있어 공급 부족과 잉여 전력의 폭이 점차 커져 신규 발전설비 건설의 부담과 설비 활용률 저하라는 이중고에 시달리게 되는 문제점이 예상된다.

최근에 신 재생에너지를 활용한 전력공급 비중이 점차 커지면서 전력품질 문제에 대한 대안으로 대용량 에너지 저장장치에 대한 관심이 집중되고 있으며, 이 일환으로 메가 와트(MW)급 전력저장시설의 확대로 분산형 전력 저장시스템을 구축하여 잉여 전력을 저장하였다가 전력수요가 높은 지역이나 시기에 원활하고 안정적인 전력 공급과 수급이 이루어질 수 있도록 하는 것이 전 세계적인 과제로 부상하고 있으며, 그에 대한 대안으로 대용량 에너지 저장장치가 각광받게 되었다.

따라서 종래에는 다 수개의 축전지 셀이 실장되는 트레이(221)를 다 수 구비하는 유니트를 구비하는 특허공개 제2013-0102963호(2013.09.23일 공개)가 제안되었다. 상기 종래기술은 다 수개의 배터리팩이 실장된 트레이(221)를 다 수 구비하고, 각각의 배터리팩을 직렬로서 연결하여 발전된 전기에너지를 저장 및/또는 외부장치에 전원을 공급하였다.

하지만, 종래의 대용량 에너지 저장장치는 좁은 실내에서 설치됨에 따라서 외부환경에 의하여 내부온도 및 습도의 조절이 어렵고, 고정형 트레이(221)에 배터리팩이 고정됨에 따라서 배터리팩의 인출입 작업이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

아울러 종래의 대용량 에너지 저장장치는 화재에 취약하고, 내부온도 및 습도조절이 어려워 냉방을 위한 에너지 소모가 많고, 겨울에는 내부 온도가 낮기 때문에 작업자가 내부에서 작업하기가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실내에서 작업자의 상주 및 작업이 용이하도록 내부 온도 및 습도조절이 용이하고, 화재를 감지하여 자동으로 소화가 가능하여 작업환경 및 안전도가 향상되는 대용량 에너지 저장장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 배터리팩의 인출입이 용이하도록 슬라이드식으로 이동가능하도록 트레이를 구비하여 작업의 편의를 도모할 수 있는 대용량 에너지 저장장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 바람직한 실시예는 단열재 및 절연재로서 내외부가 마감되어 다 수개의 배터리팩(Battery Pack)을 수용하는 컨테이너; 상기 컨테이너의 내측에서 고정되어 상기 배터리팩을 지지하는 배터리거치대; 상기 컨테이너의 측벽에서 하나 이상이 돌출되어 상기 배터리거치대와 측벽을 이격시키는 이격지지부; 상기 배터리팩을 충전하거나 충전전원을 공급하도록 상기 컨테이너에 연결되는 외부계통전원과 부하에 연결되는 내부전원과 배터리팩 사이의 전원라인을 절체하는 피씨에스(PCS:Power Condition System); 및 지면에 타설된 건물기초의 상면에 안착되는 하부지지대를 포함하고, 상기 하부지지대는 다 수개의 빈 공간으로 구획되어 밀폐되는 진공판넬과, 상기 진공판넬의 상측에서 다 수개가 내향된 홈으로서 밀폐된 빈공간을 형성하는 진공홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 컨테이너는 투명재질로서 제작되어 입구를 개폐하는 투명도어를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 대용량 에너지 저장장치는 상기 컨테이너의 내부 온도와 습도, 화재발생여부를 감지하는 센서부; 소화액을 분사하여 화재를 진압하는 소화부; 상기 컨테이너의 온도와 습도를 조절하는 온도 및 습도조절부; 상기 센서부로부터 화재감지신호가 인가되면 상기 소화부를 구동시키고, 상기 센서부로부터 상기 컨테이너의 실내 온도 및 습도감지신호가 인가되면 상기 온도 및 습도조절부를 구동시켜 설정된 온도와 습도로서 유지되도록 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 의하여 실내의 온도와 습도, 상기 피씨에스(PCS)의 이상 여부를 표시하는 디스플레이; 및 유무선 통신으로서 외부의 단말기와 통신을 수행하는 외부통신부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 디스플레이는 터치형 디스플레이 이며, 상기 외부통신부는 적외선통신, 블루투스, 무선랜 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 배터리거치대는 다 수개가 상호 이격되어 상기 컨테이너의 바닥면에 직립되도록 고정되는 트레이지지대와, 상기 트레이지지대 사이에서 횡방향으로 연장되어 상면에 안착되는 상기 배터리팩을 지지하는 트레이를 포함하고, 상기 트레이는 양측 끝단면에서 회전가능하도록 고정되는 롤러를 구비하고, 상기 트레이지지대는 상기 롤러가 회전되도록 가이드하는 레일을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 컨테이너는 비투명재질로서 제작되어 상기 투명도어의 외측에서 개폐되는 비투명도어를 더 포함한다.

본 발명은 독립형 건축물에 다 수개의 배터리팩을 구비하여 대용량의 전기 에너지를 공급할 수 있는 대용량 에너지 저장장치를 구비하고, 독립형 건축물 내부의 온도 및 습도조절이 가능하여 내부 작업환경이 용이하여 작업자의 작업성을 높일 수 있고, 화재의 감지 및 자동소화가 가능하여 안전도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 슬라이드식으로 인출입 가능한 트레이를 구비함에 따라서 작업자가 배터리팩의 교체 및 고장의 수리작업이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 투시도,
도 5는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치에서 제어패널의 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 트레이 및 트레이지지대를 도시한 정면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 트레이를 도시한 평면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 평면도, 도 3은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 측면도, 도 4는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 투시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 발전부재(100)와, 상기 발전부재(100)에서 생산된 전기에너지를 저장하거나 외부계통에 전원을 공급하는 컨테이너부재(200)와, 상기 컨테이너부재(200)의 기초로서 타설되는 건물기초(300)를 포함한다.

상기 발전부재(100)는 일예로서 태양광 발전장치를 도시 및 설명하였으나, 이에 국한되지 않는다. 또한 상기 발전부재(100)는 외부계통(400, 도 5참조)으로 대체가능하다.

상기 컨테이너부재(200)는 직렬 또는 병렬로 연결되는 하나 이상의 배터리팩(270)이 설치되어 상기 발전부재(100) 또는 외부계통(400, 도 5참조)으로부터 공급된 전원을 내부전원(500, 도 5참조)으로 공급한다.

여기서 상기 내부전원(500, 도 5참조)은 상용전원을 공급하는 전원라인으로 상용전원에 의하여 구동되는 부하에 연결되는 전원라인을 총칭한 것이다.

이를 위하여 상기 컨테이너부재(200)는 박스형의 건축구조물로서 단열 및 절연재(232)로서 내외부가 마감되는 컨테이너(230)와, 상기 컨테이너의 내측에서 설치되어 직렬 또는 병렬로서 연결되는 하나 이상의 배터리팩(270)과, 상기 배터리팩(270)과 외부계통(400, 도 5참조), 내부전원(500, 도 5참조) 및/또는 상기 발전부재(100) 사이에 연결되는 전원라인을 절체하는 피씨에스(240)(PCS)(Power Conditioning System)와, 상기 배터리팩(270)을 거치하는 배터리거치대(220)와, 상기 배터리거치대(220)와 컨테이너(230)의 측벽 사이가 이격 되도록 상기 배터리거치대(220)를 지지하는 이격지지부(250)과, 상기 컨테이너(230)의 내부 온도와 습도 및 화재유무를 감지 및 조절하는 제어패널(260)을 포함한다.

상기 컨테이너(230)는 외부가 단열재(231)로서 마감되고, 배터리팩(270)에서 발생되는 전자파 및 노이즈를 차폐하기 위한 절연재(232)로서 천정과 측벽 및 바닥면을 형성한다. 아울러 상기 컨테이너(230)는 바닥면에서 상기 건축기초의 상면에서 고정되어 바닥면의 하측을 지지하는 하부지지대(222)와 입구의 정면을 개방 또는 차단하는 투명재질로 이루어진 투명도어(234)를 구비한다.

상기 단열재(231)는 외측에서 금속성 재질로서 외면을 형성하고, 상기 금속재질의 외면에서 단열가능한 섬유 또는 플라스틱 재질의 단열판넬이 접착되어 구성될 수 있다.

여기서 상기 절연재(232)는 상기 컨테이너(230)의 천정과 측벽 및 바닥면에 부착되어 내측의 배터리팩(270)에서 발생되는 전자파 및 노이즈를 차폐하여 내부에 설치되는 장비의 오동작이나 고장을 방지할 수 있다. 바람직하게로는 상기 절연재(232)는 전자파 및 노이즈의 차페를 위하여 페라이트, 퍼멀로이와 같은 성분을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 하부지지대(222)는 상기 컨테이너의 하부구조로서 다 수개의 빈공간으로 구획되어 내부가 진공되도록 밀폐되는 진공판넬(233a)과, 상기 진공판넬(233a)넬의 상측에서 다 수개가 상호 이격되어 내측에서 빈공간을 이루어 밀폐되는 진공홈(233b)을 포함한다.

상기 진공판넬(233a)은 상기 건물기초(300)의 상면에서 수직으로 이루어진 격벽이 상호 이격되도록 형성됨에 따라서 그 사이에 다 수개의 구역으로 분할된 것이다. 여기서 상기 진공판넬(233a)과 진공홈(233b)은 전면과 후면에서 각각 금속판 또는 플라스틱재질의 판(도면번호 부여되지 않음)으로 밀폐된다. 따라서 상기 진공판넬(233a)은 상기 건물기초(300)의 상면에서 안착됨과 동시에 상기 컨테이너(230)의 하부구조에서 진공상태를 유지함에 따라 지면에서 발생된 습기와 냉기의 유입을 방지하고, 외부의 진동이나 충격을 완화시킬 수 있다.

상기 진공홈(233b)은 상기 진공판넬(233a)과 상기 컨테이너(230)의 바닥면 사이에서 내향되는 홈으로서 빈공간이 형성되는 홈으로서 다 수개가 상호 이격되어 상기 진공판넬(233a)의 상측에 형성된다. 아울러 상기 진공홈(233b)은 상기 진공판넬(233a)처럼 밀폐되어 진공상태를 유지한다. 여기서 상기 진공홈(233b)은 진공된 공간을 형성됨에 따라서 내외부에서 발생되는 진동이나 충격을 흡수하여 내측에 설치되는 피씨에스(240)(PCS) 및 제어패널(260)과 배터리팩(270)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다.

상기 투명도어(234)는 좌우방향으로 회전되어 상기 컨테이너(230)의 정면을 개방시키도록 회전가능하게 고정된다. 여기서 상기 투명도어(234)는 작업자의 편의를 위하여 외부에서 내부의 광경이 시각적으로 확인될 수 있도록 투명재질의 유리 또는 플라스틱재질로 제작됨이 바람직하다.

또한 상기 컨테이너(230)는 상기 투명도어(234)의 외측에서 비투명재질로 제조된 비투명도어(235)를 더 구비함도 가능하다. 상기 비투명도어(235)는 금속재질로서 상기 투명도어의 외측에서 설치된다. 즉, 상기 컨테이너(230)는 내측에서 투명도어(234)가 설치되고, 상기 비투명도어(235)가 상기 컨테이너(230)의 전면 또는 후면을 형성한다.

상기 이격지지부(250)는 상기 컨테이너(230)의 측벽에서 하나 이상이 돌출 및 정렬되는 봉 또는 막대형상으로서 상기 배터리거치대(220)가 측벽과 이격되도록 상기 배터리거치대(220)를 지지한다.

여기서 상기 이격지지부(250)는 상기 컨테이너(230)의 측벽과 배터리팩(270) 및/또는 배터리거치대(220)를 측벽과 이격시킬 수 있어 외부에서 가해지는 진동이나 충격으로부터 상기 배터리팩(270) 및 배터리거치대(220)를 보호한다.

상기 피씨에스(240)(PCS)(PCS:Power Condition System)는 도 5의 블럭도를 통하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치에서 피씨에스(240)(PCS)와 그 연결관계를 도시한 블럭도이다.

도 5를 참조하면, 상기 피씨에스(240)(PCS)는 하나 이상의 배터리팩(270)에 각각 연결되어 전압 및 온도를 센싱하는 BMS(Battery Management System)(도시되지 않음)로부터 상기 배터리팩(270)의 이상 여부를 확인하여 상기 배터리팩(270)에 연결되는 전원라인을 차단하고, 상기 배터리팩(270)의 이상신호를 상기 제어패널(260)로 송신한다.

아울러 상기 피씨에스(240)(PCS)는 상기 발전부재(100)와 외부계통(400)에서 인가되는 전원을 상기 배터리팩(270)으로 공급하여 충전시키고, 또는 상기 배터리팩(270)에서 출력된 전원을 외부계통(400) 또는 내부전원(500)으로 공급하도록 전원라인을 절체시킨다.

상기 내부전원(500)은, 예를 들면, 건물내에 설치되는 전원라인으로 각종 장치나 조명등에 연결되는 전원 라인이고, 외부계통(400)은 전력회사로부터 전원의 공급이 이루어지는 전원라인이다.

즉, 상기 피씨에스(240)(PCS)는 배전반(210)을 통하여 상기 발전부재(100)와, 외부계통(400) 및 내부전원(500)과 배터리팩(270)에 연결되는 각각의 전원라인을 스위칭하여 상기 배터리팩(270)의 충전 또는 상기 배터리팩(270)으로부터 출력되는 전원을 외부계통(400)이나 내부전원(500)으로 공급하도록 절체시킨다.

여기서 BMS(도시되지 않음)는 배터리팩(270)의 전압과 온도를 센싱하여 상기 피씨에스(240)(PCS)로 송신한다. 이를 위하여 상기 피씨에스(240)(PCS)는 상기 BMS(도시되지 않음)와 제어패널(260)과의 통신을 위하여 별도의 통신장치를 구비함은 당연하다.

상기 제어패널(260)은 도 6의 블럭도를 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치에서 제어패널(260)의 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 상기 제어패널(260)은 상기 컨테이너(230)에서 화재가 발생되면 소화액을 분사하여 화재를 진화하는 소화부(252)와, 온도와 습도를 조절하는 온도 및 습도조절부(263)와, 외부 단말기(도시되지 않음)와 통신을 수행하는 외부통신부(264a)와, 상기 피씨에스(240)(PCS)와 통신을 수행하는 피씨에스 통신부(264b)와, 실내외의 조명등 및 비상등을 구비하여 조명하는 조명부(269)와, 컨테이너(230)의 화재, 온도 및 습도와 도어의 개방여부를 감지하는 센서부(266)와, 실내의 영상을 촬영하는 카메라(267)와, 각 배터리팩(270)의 이상여부 및 구동상태를 출력하는 디스플레이(265)와, 상기 센서부(266)의 감지신호에 따라서 상기 온도 및 습도조절부(263)와 소화부(252) 및 조명부(269)를 제어하는 제어부(261)를 포함한다.

상기 센서부(266)는 컨테이너(230)의 내부온도를 감지하여 상기 제어부(261)에 인가하는 온도센서(266a)와, 연기 및 불꽃을 감지하여 화재감지신호를 상기 제어부(261)에 인가하는 화재감지센서(266b)와, 도어의 개방유무를 감지하는 도어센서(266c)와, 실내의 습도를 감지하여 상기 제어부(261)에 습도감지신호를 인가하는 습도센서(266d)를 포함한다.

상기 도어센서(266c)는 상기 투명도어(234) 또는 상기 비투명도어(235)중 적어도 어느 하나에 설치되어 도어의 개방이나 닫힘을 감지하여 상기 제어부(261)에 도어개방 또는 닫힘신호를 인가한다.

상기 온도센서(266a)는 실내의 온도를 감지하고, 상기 습도센서(266d)는 실내의 습도를 감지하여 상기 제어부(261)에 각각 인가한다.

상기 화재감지센서(266b)는 상기 컨테이너(230)의 실내에서 발생되는 연기나 불꽃을 감지하여 상기 제어부(261)에 인가한다.

상기 소화부(252)는(예를 들면, 스프링쿨러), 상기 컨테이너(230)의 내측에 화재가 발생되면, 상기 화재감지센서(266b)의 화재감지신호를 수신한 제어부(261)의 제어에 의하여 소화액 또는 소방수를 분사하여 화재를 진압한다.

상기 온도 및 습도조절부(263)는 상기 온도센서(266a)와 습도센서(266d)의 감지신호를 각각 수신한 제어부(261)의 제어에 의하여 구동되어 내부를 냉방 또는 난방시키고, 습기를 제거하여 실내의 온도와 습도를 설정된 범위로 유지시킨다. 이때 설정된 온도 및 습도는 여름과 겨울에 작업자가 실내에 거주하면서 작업을 진행함에 무리가 없을 정도의 온도와 습도범위로서 설정됨이 바람직하다.

종래에는 상기 배터리팩(270)의 발열에 의하여 내부온도가 상승되고, 특히 고온 다습한 장마 또는 동남아시아와 같이 고온 다습한 지역에서 설치되는 경우라면 작업자가 실내에 거주할 수 있는 환경을 제공할 수 없다. 하지만 본 발명은 상기 컨테이너(230)의 실내의 온도와 습도를 설정된 범위로서 유지할 수 있어 고온다습한 환경에서의 설치가 가능하다.

상기 디스플레이(265)는 터치형 디스플레이(265)로서 작업자의 조작을 통한 입력신호의 출력이 가능함과 동시에 상기 배터리팩(270)의 이상 여부를 출력하여 작업자가 시각적으로 확인가능하도록 한다.

또한 상기 외부통신부(264a)는 블루투스, 적외선통신, 무선랜중 선택된 어느 하나로 이루어진 근거리 무선통신장치와, 모뎀 및 랜카드를 이용한 유무선 네트워크 통신장치중 하나 또는 모두 포함한다. 상기 외부통신부(264a)는 근거리에서 휴대용 단말기, 리모콘에 의한 무선통신이 가능하고, 또는 인터넷이나 전화선을 통하여 원거리의 단말기와의 통신이 가능하다. 더욱 바람직하게로는 상기 외부통신부(264a)와 상기 터치형 디스플레이(265)를 일체형으로 제조하여 상기 컨테이너(230)의 내부공간 활용도를 높일 수 있도록 한다.

여기서 더욱 바람직하게로는 상기 디스플레이(265)는 터치형 디스플레이(265)로서 입력과 출력이 모두 가능하고, 상기 외부통신부(264a)(특히 근거리 무선통신장치)와 일체형으로 형성됨이 바람직하다.

따라서 본 발명은 상기 외부통신부(264a)를 통하여 근거리 또는 원거리에 위치되는 단말기에 의하여 원격제어가 가능하다.

상기 피씨에스 통신부(264b)는 상기 피씨에스(240)(PCS)와 통신가능하도록 연결되는 근거리 통신장치로서 상기 피씨에스(240)(PCS)에서 배터리팩(270)의 이상감지신호를 수신하여 상기 제어부(261)에 인가한다.

상기 조명부(269)는 실내외의 조명등(도시되지 않음)과 비상등(도시되지 않음) 및/또는 상기 조명등을 소등시키는 조명스위치(도시되지 않음)를 포함한다. 따라서 상기 조명부(269)는 상기 도어센서(266c)의 도어개방신호를 수신한 제어부(261)의 제어에 의하여 실내의 조명등을 점등하거나, 상기 화재감지센서(266b)의 감지신호를 수신한 제어부(261)의 제어에 의하여 비상등을 점등시킨다. 또는 상기 조명부(269)는 상기 조명스위치의 온오프신호에 따라서 조명등과 비상등을 점등 또는 소등시킨다.

상기 카메라(267)는 상기 제어부(261)의 제어에 의하여 실내외의 영상을 촬영하여 상기 제어부(261)에 인가한다.

상기 제어부(261)는 상기 온도센서(266a)와 습도센서(266d)의 온도 및 습도감지신호가 수신되면 상기 온도 및 습도조절부(263)를 제어하여 실내의 온도 및 습도를 설정된 범위내로 유지하도록 제어한다. 아울러 상기 제어부(261)는 상기 피씨에스(240)(PCS)의 배터리팩(270)의 이상감지신호가 수신되면, 상기 디스플레이(265)에 해당 배터리팩(270)의 이상 여부를 표시하고, 상기 외부통신부(264a)를 통하여 이상 발생신호를 송신한다.

또한 상기 제어부(261)는 상기 도어센서(266c)의 도어 개방신호가 인가되면, 상기 조명부(269)를 제어하여 실내의 조명등을 점등하도록 제어하고, 도어의 잠금신호 또는 상기 조명스위치의 오프신호가 인가되면 상기 조명부(269)를 제어하여 실내의 조명등을 소등시킨다.

여기서 상기 컨테이너(230)의 실내 조명등은 상기 조명스위치에 의하여 점등 또는 소등되거나 상기 도어센서(266c)의 도어개방 또는 닫힘신호에 의하여 자동으로 점소등되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제어부(261)는 상기 카메라(267)에서 촬영된 영상신호를 상기 외부통신부(264a)를 통하여 촬영된 영상을 송신하거나 또는 자체 메모리에 저장한다. 상기 카메라(267)의 촬영 영상은 방범 또는 화재 또는 지진시에 내부상황을 확인할 수 있도록 저장 또는 상기 외부통신부(264a)를 통하여 원거리의 단말기에 송신된다.

상기 배터리거치대(220)는 수평으로 연장되는 평면판으로 형성되어 상기 배터리팩(270)이 거치되는 트레이(221)와, 상기 트레이(221)를 지지하는 트레이지지대(222)를 포함하며, 이는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 트레이(221) 및 트레이지지대(222)를 도시한 정면도, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 대용량 에너지 저장장치의 트레이(221)의 일실시예와 타 실시예를 각각 도시한 평면도이다.

도 7 내지 도 8 b를 참조하면, 상기 트레이(221)는 횡방향으로 연장되어 상면에 상기 배터리팩(270)이 안착된다. 이때 상기 트레이(221)는 전후 방향으로 슬라이딩 가능하도록 양 끝단면에 회전가능하도록 고정되는 롤러(221a)와, 전면에서 돌출되는 손잡이(221d)와, 타 배터리팩(270) 또는 BMS와 연결되는 전선이 인출되는 인출공(221c)을 더 구비함이 바람직하다.

상기 트레이지지대(222)는 다 단으로 설치되는 트레이(221)를 고정하도록 상기 컨테이너(230)의 바닥면에서 직립된 다 수개가 고정되어 상기 트레이(221)를 지지한다. 이때 상기 트레이지지대(222)는 상호 대향 된 일면에서 상기 롤러(221a)를 가이드하는 레일(222a)을 포함한다.

상기 레일(222a)은 'ㄷ'자 형으로서 상측과 하측에서 일방향으로 절곡되는 상면과 하면 사이에서 상기 롤러(221a)가 밀착되면서 회전되는 단면을 이루어 상기 트레이(221)를 지지한다.

여기서 상기 트레이(221)는 다 단으로서 상기 트레이지지대(222)에 의하여 슬라이딩식으로 고정되되, 상면에 안착된 배터리팩(270)에서 발열된 열의 방열을 위한 공기의 유로가 형성되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

즉, 상기 트레이(221)는 배터리팩(270)의 방열을 위한 공기 유로를 형성하기 위하여 관통형성되는 다 수개의 방열공(221b)(도 8a 참조) 또는 방열구(221b')(도 8b 참조)를 포함한다. 상기 방열공(221b)은 다 수개가 관통형성되어 상측과 하측의 공기가 원활하게 순환될 수 있도록 하여 안착된 배터리팩(270)에서 발열된 열을 방열시킨다.

마찬가지로 상기 방열구(221b')는 상기 트레이(221)에서 하나 이상이 절개됨에 따라 상 하측으로 공기가 순환될 수 있도록 형성된다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 상기 구성을 통하여 달성되는 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 작업자는 상기 컨테이너(230)이 설치되는 지면에서 콘크리트를 타설 및 경화시켜 건물기초(300)를 설치하고, 상기 건물기초(300)의 상면에서 상기 컨테이너(230)을 안착한다. 여기서 상기 컨테이너(230)는 하측에서 진공판넬(233a)과 진공홈(233b)으로서 복층을 이루는 하부지지대(222)가 상기 건물기초(300)의 상면에 위치된다.

또한 작업자는 상기 컨테이너(230)의 설치가 완료되면, 내측에서 상기 배터리거치대(220)를 고정시킨다. 즉, 상기 컨테이너(230)의 바닥면에서 직립되도록 상호 이격되는 하나 이상의 트레이지지대(222)를 고정하고, 상기 트레이지지대(222) 사이에서 트레이(221)를 각각 연결한다.

이때 상기 트레이(221)는 양측 끝단이 상기 트레이지지대(222)의 일면에 각각 형성되는 레일의 내측으로 삽입되어 롤러(221a)가 상기 트레이지지대(222)의 레일의 단면에 밀착되도록 설치되고, 손잡이(221d)가 내측에 위치되도록 설치된다.

여기서 상기 배터리거치대(220)는 상기 이격지지부(250)에 의하여 상기 측벽과 이격된 상태에서 설치된다. 아울러 상기 컨테이너(230)의 측벽과 바닥면 및 천정은 상기 배터리팩(270)에서 발생되는 전자파 및 노이즈를 차폐하기 위하여 페라이트 또는 퍼멀로이와 같은 전자파 흡수체를 포함하는 내장재로서 마감되는 것이 바람직하다.

이후, 작업자가 상기 배터리거치대(220)에서 다단을 고정되는 트레이(221)를 슬라이딩시켜 외측으로 인출한 뒤에 각각 배터리팩(270)을 안착시키고, 각각의 배터리팩(270)의 전원단자를 케이블 또는 전선으로 직렬 또는 병렬연결한다.

즉, 본 발명은 다 수개의 배터리팩(270)이 설치되는 트레이(221)를 슬라이딩식으로 인출입가능함에 따라 작업자가 배터리팩(270)의 설치 또는 교체시에 확장된 작업공간을 갖기에 편의를 도모할 수 있다.

여기서 상기 작업자는 다 수개의 배터리팩(270)을 하나 이상의 셀로서 분할하고, 각각의 셀에 BMS를 연결한다. 마찬가지로 작업자는 상기 BMS에 상기 피씨에스 통신부(264b)를 연결하여 각각의 BMS에서 감지되는 각 배터리팩(270)의 이상신호가 PCS에 인가되도록 한다.

또한 작업자는 배전반(210)에 컨테이너(230)의 내측에서 외부계통(400)과 내부전원(500)이 각각 연결하고, 상기 피씨에스(240)(PCS)에서 상기 배터리팩(270)과 외부계통(400) 및 내부전원(500)의 전원라인을 절체할 수 있도록 설치한다.

아울러 상기 작업자는 컨테이너(230)의 내측에서 투명도어(234) 및 제어패널(260)을 각각 설치한다. 여기서 상기 제어패널(260)은 외부통신부(264a)를 통하여 원거리에 위치되는 단말기와의 통신이 가능하도록 설치되고, 피씨에스 통신부(264b)를 통하여 상기 피씨에스(240)(PCS)와 연결된다.

이와 같이 장치의 설치가 완료되면, 상기 작업자가 상기 피씨에스(240)(PCS)의 제어값을 변경하여 상기 발전부재(100) 또는 외부계통(400)에서 공급되는 전원이 상기 배터리팩(270)으로 충전되는 배터리 충전시간과, 상기 배터리팩(270)으로부터 외부계통(400) 또는 내부전원(500)으로 전원이 공급되는 배터리전원공급시간을 설정한다.

여기서 바람직하게로는 상기 배터리 전원공급시간은 하루중에서 전력사용량이 많은 시간으로 설정하고, 배터리의 충전시간은 전력사용이 가장적은 심야시간대로 설정함이 바람직하다.

더욱 바람직하게로는 상기 배터리 전원 공급시간은 전력사용량에 따라서 낮시간과 저녁시간(예를 들면, 오후 10시 이전)으로 설정하고, 배터리 충전시간은 오후 10시부터 다음날 오전 9시까지로 설정함이 바람직하다.

따라서 상기 피씨에스(240)(PCS)는 자체적으로 타이머를 카운팅하여 상기 배터리 전원공급시간에 해당 되면, 상기 배터리팩(270)에 충전된 전원을 내부전원(500)으로 공급하고, 배터리 충전시간에 해당되면, 외부계통(400)으로부터 공급되는 전원을 상기 배터리팩(270)에 인가하도록 하여 상기 배터리팩(270)을 충전시킨다.

아울러 본 발명은 상기 외부통신부(264a)에 근거리 무선통신장치를 추가할 수 있기에 작업자가 휴대용 단말기를 조작하여 상기 배터리팩(270)의 충전율이나 동작상태를 확인하고, 충전시간 및 전원공급시간을 포함하는 제어값의 설정이나 수정이 가능하다. 더욱이 상기 투명도어(234)는 투명재질로서 제조됨에 따라서 작업자가 도어 개방 없이 근거리에서 무선통신으로 제어값을 설정하고 상기 디스플레이(265)를 확인할 수 있다.

그리고 상기 대용량 에너지 저장장치는 상기 제어부(261)가 상기 컨테이너(230) 내부의 온도와 습도를 확인하여 설정된 범위내로 유지되도록 상기 온도 및 습도조절부(263)를 제어한다. 또한 상기 제어부(261)는 상기 피씨에스 통신부(264b)를 통하여 배터리팩(270)의 이상감지신호가 수신되면, 상기 디스플레이(265)에 이상 여부를 표시하고, 상기 외부통신부(264a)를 통하여 상기 배터리팩(270)의 이상신호를 송신하도록 제어한다.

또한 상기 화재감지센서(266b)는 컨테이너(230)의 화재시에 발생되는 연기와 불꽃을 감지하여 상기 제어부(261)에 인가하고, 상기 도어센서(266c)는 상기 투명도어(234) 또는 비투명도어(235)의 개방여부를 감지하여 상기 제어부(261)에 인가한다.

따라서 상기 제어부(261)는 상기 화재감지신호가 인가되면 상기 소화부(252)를 구동시켜 화재를 진압함과 동시에 상기 외부통신부(264a)를 통하여 화재발생신호를 송신한다.

그리고 상기 제어부(261)는 상기 도어센서(266c)의 도어개방신호 또는 도어 닫힘신호가 수신되면, 상기 조명부(269)를 제어하여 실내외의 조명등을 점등시킨다. 또한 상기 제어부(261)는 상기 카메라(267)를 통하여 촬영된 영상을 자체 메모리에 저장하거나 또는 외부통신부(264a)를 통하여 송신한다.

아울러 본 발명은 상기 컨테이너(230)의 외측에서 단열재(231)로서 마감하고, 실내에서 전자파 및 노이즈의 차폐가 가능한 절연재(232)로서 내부를 마감함에 따라 외부의 온도에 의한 내부온도의 상승 또는 하강이 최소화되고, 상기 배터리팩의 구동시에 발생되는 노이즈에 의한 통신방해 또는 전자장비의 오작동이 방지된다.

그리고 본 발명은 상기 컨테이너(230)의 하부지지대(222)를 진공판넬(233a)과 진공홈(233b)으로 복층을 형성하여 밀폐시키고, 상기 이격지지부(250)를 통하여 배터리거치대(220)와 측벽 사이를 이격시킬 수 있어 충격이나 진동을 흡수할 수 있어 내부 장치의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 즉 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 필수 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 : 발전부재 200 : 컨테이너부재
210 : 배전반 220 : 배터리거치대
221 : 트레이 221a : 롤러
221b : 관통공 221c : 인출공
221d : 손잡이 222 : 트레이지지대
222a : 지지레일 230 : 컨테이너
231 : 단열재 232 : 절연재
233 : 하부지지대 233a : 진공판넬
233b : 진공홈 234 : 투명도어
235 : 비투명도어 240 : 피씨에스
250 : 이격지지부 260 : 제어패널
261 : 제어부 252 : 소화부
263 : 온도 및 습도조절부 264 : 통신부
264a : 외부통신부 264b : 피씨에스 통신부
265 : 디스플레이 266 : 센서부
266a : 온도센서 266b : 화재감지센서
266c : 도어센서 266d : 습도센서
267 : 카메라 300 : 건물기초

Claims

단열재 및 절연재로서 내외부가 마감되어 다 수개의 배터리팩(Battery Pack)을 수용하는 컨테이너;
상기 컨테이너의 내측에서 고정되어 상기 배터리팩을 지지하는 배터리거치대;
상기 컨테이너의 측벽에서 하나 이상이 돌출되어 상기 배터리거치대와 측벽을 이격시키는 이격지지부;
상기 배터리팩을 충전하거나 충전전원을 공급하도록 상기 컨테이너에 연결되는 외부계통전원과 부하에 연결되는 내부전원과 배터리팩 사이의 전원라인을 절체하는 피씨에스(PCS:Power Condition System); 및
지면에 타설된 건물기초의 상면에 안착되는 하부지지대를 포함하고,
상기 하부지지대는 다 수개의 빈 공간으로 구획되어 밀폐되는 진공판넬과, 상기 진공판넬의 상측에서 다 수개가 내향된 홈으로서 밀폐된 빈공간을 형성하는 진공홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 에너지 저장장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 컨테이너는
투명재질로서 제작되어 입구를 개폐하는 투명도어를 포함하는 대용량 에너지 저장장치.
제1항에 있어서, 상기 대용량 에너지 저장장치는
상기 컨테이너의 내부 온도와 습도, 화재발생여부를 감지하는 센서부;
소화액을 분사하여 화재를 진압하는 소화부;
상기 컨테이너의 온도와 습도를 조절하는 온도 및 습도조절부;
상기 센서부에서 화재감지신호가 인가되면 상기 소화부를 구동시키고, 상기 센서부에서 상기 컨테이너의 실내 온도 및 습도감지신호가 인가되면 상기 온도 및 습도조절부를 구동시켜 설정된 온도와 습도로서 유지되도록 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 의하여 실내의 온도와 습도, 상기 피씨에스(PCS)의 이상 여부를 표시하는 디스플레이; 및
유무선 통신으로서 외부의 단말기와 통신을 수행하는 외부통신부를 포함하는 대용량 에너지 저장장치.
제4항에 있어서, 상기 디스플레이는 터치형 디스플레이 이며,
상기 외부통신부는 적외선통신, 블루투스, 무선랜 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 대용량 에너지 저장장치.
제1항에 있어서, 상기 배터리거치대는
다 수개가 상호 이격되어 상기 컨테이너의 바닥면에 직립되도록 고정되는 트레이지지대와, 상기 트레이지지대 사이에서 횡방향으로 연장되어 상기 배터리팩이 거치되는 트레이를 포함하고,
상기 트레이는 양측 끝단면에서 회전가능하도록 고정되는 롤러를 구비하고,
상기 트레이지지대는 상기 롤러가 회전되도록 가이드하는 레일을 포함하는 대용량 에너지 저장장치.
제3항에 있어서, 상기 컨테이너는
비투명재질로서 제작되어 상기 투명도어의 외측을 개폐하는 비투명도어를 더 포함하는 대용량 에너지 저장장치.