KR101570866B1 - 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템 - Google Patents

태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101570866B1
KR101570866B1 KR1020140055841A KR20140055841A KR101570866B1 KR 101570866 B1 KR101570866 B1 KR 101570866B1 KR 1020140055841 A KR1020140055841 A KR 1020140055841A KR 20140055841 A KR20140055841 A KR 20140055841A KR 101570866 B1 KR101570866 B1 KR 101570866B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
power
unit
power generation
range
Prior art date
Application number
KR1020140055841A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150128453A (ko
Inventor
김형철
강병복
김형주
Original Assignee
주식회사 루젠
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 주식회사 루젠 filed Critical 주식회사 루젠
Priority to KR1020140055841A priority Critical patent/KR101570866B1/ko
Publication of KR20150128453A publication Critical patent/KR20150128453A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101570866B1 publication Critical patent/KR101570866B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • 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
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템에 관한 것으로서, 배터리와, 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전력을 제어신호에 따라 변환하여 중계단을 통해 출력할 수 있도록 된 전력변환부와, 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전류를 검출하는 전류검출부와, 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전압을 검출하는 제1전압검출부와, 배터리의 충방전단자를 중계단 또는 부하단으로 접속할 수 있도록 된 충방전제어스위치부와, 배터리의 전압을 검출하는 제2전압검출부와, 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 배터리로 충전을 수행하는 충전모드에서는 배터리가 전력변환부의 중계단과 접속되게 충방전 제어 스위치부를 제어하고, 온도검출부와 제2전압검출부로부터 검출된 제1정보로부터 배터리의 충전율을 산출하고, 제1전압검출부와 전류검출부로부터 검출된 제2정보로부터 설정된 최대 전력점에 대한 전력생성비율을 산출하며, 산출된 충전율과 전력생성배율 정보로부터 전력변환부를 통해 출력되는 전압 또는 전류가 조정되게 전력변환부를 제어하여 배터리로 충전이 이루어지도록 하는 제어부를 구비한다. 이러한 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템에 의하면, 태양전지 모듈에서 생성되는 전기에너지 정보와 배터리의 충전상태 정보를 이용하여 배터리의 충전조건을 제어함으로써 배터리 충전효율을 높일 수 있는 장점을 제공한다.

Description

태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템{battery charging system of solar module}
본 발명은 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 배터리의 충전효율을 높일 수 있는 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전시스템은 태양전지모듈에 입사되는 일사량의 변동에 따라 출력이 가변하기 때문에 전력변환기에서 최대출력점(MPPT) 추종제어를 적용한다.
계통이 연결되지 않는 독립형 태양광 발전시스템은 낮동안에 배터리에 충전시키고, 밤동안에 방전을 통해서 부하를 동작시킨다.
이러한 태양광 발전시스템에 적용되는 배터리는 납축전지가 주로 사용되었으며, 최근에는 리튬이온전지로 전환되고 있는 추세이다.
태양전지 모듈에 입사되는 에너지를 최대한 이용하기 위해서는 태양광모듈과 충방전제어기, 배터리와 같은 주요 구성요소들이 항상 최적의 운전상태를 유지해야한다.
한편, 태양전지 모듈에서 생성되는 전력을 복수의 배터리를 이용하여 충방전을 제어하는 방식이 국내 충반전 제어시스템이 등록특허 제10-0454896호에 게시되어 있다.
그런데, 상기 충반전 제어시스템은 태양광 모듈에서 생성된 전력을 배터리로 공급 또는 차단의 제어방식에 의해서만 충방전을 제어하기 때문에 배터리의 충전효율을 충분히 높일 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 배터리의 충전율과 태양전지 모듈에서 출력되는 전력정보와 최대 전력점과의 차이 정보를 이용하여 배터리의 충전 조건을 조정하여 배터리 충전효율을 높일 수 있는 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템은 입사된 태양광에 의해 생성된 전력을 출력단을 통해 출력하는 태양전지 모듈과; 상기 태양전지 모듈에서 생성되어 출력되는 전력을 충전하는 배터리와; 상기 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전력을 제어신호에 따라 변환하여 중계단을 통해 출력할 수 있도록 된 전력변환부와; 상기 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전압을 검출하는 제1전압검출부와; 상기 배터리의 충방전단자를 상기 중계단 또는 부하단으로 접속할 수 있도록 된 충방전 제어스위치부와; 상기 배터리의 전압을 검출하는 제2전압검출부와; 상기 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출부와; 상기 배터리로 충전을 수행하는 충전모드에서는 상기 배터리가 상기 전력변환부의 중계단과 접속되게 상기 충방전 제어 스위치부를 제어하고, 상기 온도검출부와 상기 제2전압검출부로부터 검출된 제1정보로부터 배터리의 충전율을 산출하고, 상기 제1전압검출부와 상기 전류검출부로부터 검출된 제2정보로부터 설정된 최대 전력점에 대한 전력생성비율을 산출하며, 산출된 상기 충전율과 상기 전력생성배율 정보로부터 상기 전력변환부를 통해 출력되는 전압 또는 전류가 조정되게 상기 전력변환부를 제어하여 상기 배터리로 충전이 이루어지도록 하는 제어부;를 구비한다.
상기 전력변환부는 상기 제어부에 제어되어 스위치 온/오프 되어 상기 태양전지 모듈의 출력단과 상기 중계단을 상호 접속 또는 분리시키는 제1스위치부와; 일단이 상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 되는 제2스위치부와; 일단이 상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 되는 제3스위치부와; 상기 제2스위치부의 타단과 상기 중계단 사이에 접속되어 입력된 전력을 설정된 정전류로 출력하는 정전류부와; 상기 제3스위치부의 타단과 상기 중계단 사이에 접속되어 입력된 전력을 설정된 제1전압으로 승압하여 출력하는 승압부;를 구비한다.
본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템에 의하면, 태양전지 모듈에서 생성되는 전기에너지 정보와 배터리의 충전상태 정보를 이용하여 배터리의 충전조건을 제어함으로써 배터리 충전효율을 높일 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템을 나타내 보인 블록도이고,
도 2는 태양전지 모듈의 최대전력점을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템을 나타내 보인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템(100)은 태양전지 모듈(110), 배터리(120), 전력변환부(130), 전류검출부(151), 제1전압검출부(161), 제2전압검출부(162), 충방전제어스위치부(165), 온도 검출부(167), 제어부(180)를 구비한다.
태양전지(PV)모듈(110)은 입사된 태양광에 의해 생성된 전력을 출력단(112)을 통해 출력한다.
배터리(120)는 태양전지 모듈(110)에서 생성되어 전력변환부(130)를 통해 공공급되는 전력을 충전한다.
배터리(120)는 리튬이온전지 등 공지된 다양한 충전용 전지가 적용될 수 있다.
전력변환부(130)는 태양전지 모듈(110)의 출력단(112)을 통해 출력되는 전력을 제어부(180)의 제어신호에 따라 변환하여 중계단(138)을 통해 출력한다.
전력변환부(130)는 제1 내지 제3스위치부(131 내지 133), 정전류부(135), 승압부(136)를 구비한다.
제1스위치부(131)는 제어부(180)에 제어되어 스위치 온/오프 되며, 태양전지 모듈(110)의 출력단(112)과 중계단(138)을 상호 접속 또는 분리시킬 수 있도록 설치되어 있다.
제1스위치부(131)는 태양전지 모듈(110)의 출력단(112)을 통해 출력되는 전기에너지를 그대로 중계단(138)으로 출력하거나, 공급 및 차단을 반복하는 형태로 출력하는데 이용된다.
제2스위치부(132)는 일단이 태양전지 모듈(110)의 출력단(112)과 접속되어 있고, 타단은 정전류부(135)에 접속되어 제어부(180)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 되어 정전류(135)로 태양전지 모듈(110)에서 생성된 전기에너지를 공급 및 차단한다.
제3스위치부(133)는 일단이 태양전지 모듈(110)의 출력단(112)과 접속되어 있고, 타단은 승압부(136)에 접속되어 제어부(180)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 되어 승압부(136)로 태양전지 모듈(110)에서 생성된 전기에너지를 공급 및 차단한다.
정전류부(1350는 제2스위치부(132)의 타단과 중계단(138) 사이에 접속되어 입력된 전력을 설정된 정전류로 변환하여 출력한다.
승압부(136)는 제3스위치부(133)의 타단과 중계단(138) 사이에 접속되어 입력된 전력을 설정된 제1전압으로 승압하여 출력한다.
승압부(136)는 디시-디시(DC-DC) 컨버터가 적용될 수 있다.
여기서 제어부(180)와 제1 내지 제3 스위치(131 내지 133)와의 제어신호선은 a, b, c로 대응되게 표기하고 연장부분을 생략하였다.
전류 검출부(151)는 태양전지 모듈(110)의 출력단(112)을 통해 출력되는 전류를 검출하여 제어부(180)에 출력한다.
전류검출부(151)는 커런트 센서가 적용될 수 있다.
제1전압검출부(161)는 태양전지 모듈(110)의 출력단(112)을 통해 출력되는 전압을 검출하여 제어부(180)에 출력한다.
제2전압검출부(162)는 배터리(120)의 전압을 검출하여 제어부(180)에 출력한다.
충방전제어스위치부(165)는 제어부(180)에 제어되며, 배터리(120)의 충방전단자(122)를 중계단(138) 또는 부하단(191)으로 접속할 수 있도록 되어 있다.
온도 검출부(120)는 배터리(120)의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 제어부(180)에 출력한다.
부하단(191)에는 인버터(193)가 접속되어 배터리(120)의 충전전력을 교류전압으로 변환하여 부하(195)에 공급하도록 예시되었고, 도시된 예와 다르게 직류구동 부하인 경우 인버터(193)가 생략되고 직류부하에 직접 접속될 수 있음은 물론이다.
제어부(180)는 배터리(120)로 충전을 수행하는 충전모드에서는 배터리(120)의 충방전단자(122)가 전력변환부(130)의 중계단(138)과 접속되게 충방전 제어 스위치부(165)를 제어한다.
또한, 제어부(180)는 충전모드시 온도검출부(167)와 제2전압검출부(162)로부터 검출된 제1정보로부터 배터리(120)의 충전율(SOC)을 산출하고, 제1전압검출부(161)와 전류검출부(151)로부터 검출된 제2정보로부터 설정된 최대 전력점에 대한 전력생성비율을 산출하며, 산출된 충전율과 전력생성배율 정보로부터 전력변환부(130)로부터 중계단(138)을 통해 출력되는 전압 또는 전류가 조정되게 전력변환부(130)를 제어하여 배터리(120)로 충전이 이루어지도록 한다.
여기서, 배터리(120)의 충전율(SOC)은 제어부(180)에 온도에 대응되는 충전용량 정보가 기록되어 있고, 배터리(120)에 대해 제2전압검출부(162)에서 측정된 전압과 전류검출부(151)를 통해 검출된 전류 또는 미리 기록되어 저장된 승압부(136) 및 정전류부(135)에서 출력되는 전류값 정보를 이용하여 산출하도록 구축될 수 있다.
또 다르게는 배터리(120)에 충전되는 전류를 검출하는 별도의 전류검출기를 더 구비하여 제어부(180)에 제공하도록 구축할 수 있음은 물론이다.
태양전지모듈(110)의 최대전력점은 도 2에 도시된 바와 같이 최대전력을 생성할 수 있는 Vm, Im이 미리 제어부(180)에 기록되어 있다.
제어부(180)는 전류검출부(151)에서 검출된 전류값(I)과 제1전압검출부(161)에서 검출된 전압(V1)의 승산한 제1값을 최대 전력점(Mpp)에 해당하는 Vm과 Im을 승산한 제2값으로 나눈 다음 100을 곱한 백분율 값을 전력생성비율값으로 산출한다.
즉, 전력생성비율={(I×V1)/(Im ×Vm)} ×100(%)이다.
또한, 제어부(180)는 산출된 충전율과 전력생성비율값을 이용하여 제1스위치부(131)만을 지속적으로 스위치 온되게 유지시키는 벌크모드와, 제2스위치부(132)만을 스위치 온시켜 정전류부(135)를 통해 정전류가 공급되게 하는 정전류모드와, 제3스위치부(133)만을 스위치 온시켜 승압부(136)를 통해 승압된 제1전압을 배터리로 공급하는 부스트모드와, 제1스위치부(131)를 설정된 듀티로 온/오프 반복하면서 전력을 공급하는 펄스모드 중 어느 하나를 결정하여 전력변환부(130)를 제어한다.
이하에서는 이러한 제어부(180)의 전력변환부(130) 제어과정을 설명한다.
제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 60% 내지 100%인 제1범위이고, 전력생성비율이 80% 내지 100%이면 부스트모드로 결정하여, 제3스위치(133)가 스위치온되게 제어하여 승압부(136)를 거쳐 배터리(120)에 전력이 인가되게 제어한다.
또한, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제1범위이고, 전력생성비율이 15% 이상 80% 미만의 범위이면 펄스모드로 결정하여, 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 제1스위치부(131)를 제어하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제1범위이고, 전력생성비율이 15% 미만이면 벌크모드로 결정하여, 제1스위치부(131)가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
이와는 다르게, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 40%이상 60%미만인 제2범위이고, 전력생성비율이 70% 내지 100%이면 부스트 모드로 결정하여, 제3스위치(133)가 스위치온되게 제어하여 승압부(136)를 거쳐 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
또한, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제2범위이고, 전력생성비율이 60% 이상 70%미만의 범위이면, 정전류모드로 결정하여, 제2스위치(132)가 스위치온되게 제어하여 정전류부(135)를 거쳐 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제2범위이고, 전력생성비율이 15% 이상 60% 미만의 범위이면 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 하는 펄스모드로 제1스위치부(131)를 제어하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
또한, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제2범위이고, 전력생성비율이 15% 미만이면, 벌크모드로 결정하여, 제1스위치부(131)가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
이와는 다르게, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 10%이상 40%미만인 제3범위이고, 전력생성비율이 90% 내지 100%이면, 부스트모드로 결정하여, 제3스위치(133)가 스위치온되게 제어하여 승압부(136)를 거쳐 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제3범위이고, 전력생성비율이 60% 이상 90%미만의 범위이면, 정전류모드로 결정하여, 제2스위치(132)가 스위치온되게 제어하여 정전류부(135)를 거쳐 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
또한, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 제3범위이고, 전력생성비율이 15% 이상 60% 미만의 범위이면 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 하는 펄스모드로 제1스위치부(131)를 제어하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제3범위이고, 전력생성비율이 15% 미만이면 벌크모드로 결정하고, 제1스위치부(131)가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
한편, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 10%미만인 제4범위이고, 전력생성비율이 80% 내지 100%이면 부스트 모드로 결정하고, 제3스위치부(133)가 스위치온되게 제어하여 승압부(136)를 거쳐 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제4범위이고, 전력생성비율이 70% 이상 80%미만의 범위이면 정전류모드로 결정하고, 제2스위치부(132)가 스위치온되게 제어하여 정전류부(135)를 거쳐 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
또한, 제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제4범위이고, 전력생성비율이 15% 이상 70% 미만의 범위이면 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 하는 펄스모드로 제1스위치부(131)를 제어하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
제어부(180)는 배터리(120)의 충전율이 상기 제4범위이고, 전력생성비율이 15% 미만이면, 벌크모드로 결정하고, 제1스위치부(131)가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 배터리(120)에 전력이 인가되게 한다.
이상에서 설명된 충전율과 전력생성비율 값에 대응한 구동모드를 아래의 표 1에 표기하였다.
전력생성비율(%) 배터리 충전율(%) 구동모드
80~100 60~100 부스트
15~80미만 펄스
15미만 벌크
70~100 40~ 60미만 부스트
60~70미만 정전류
15~60미만 펄스
15미만 벌크
90~100 10~40미만 부스트
60~90미만 정전류
15~60미만 펄스
15미만 부스트
80~100 10미만 부스트
70~80미만 정전류
15~70미만 펄스
15미만 벌크
여기서, 배터리(120)의 충전율 및 태양전지모듈(110)의 전력생성비율에 따라 적용할 전력변환부(130)의 구동조건은 실험을 통해 찾은 최적 충전조건을 적용한 것이다.
이와 같이 제어부(180)는 충전율과 전력생성비율의 값에 따라 충전효율을 높일 수 있는 구동모드 즉, 벌크모드, 정전류모드, 부스트모드, 펄스모드 중 어느 하나를 결정함으로써 충전속도 및 효율을 높일 수 있다.
또한, 제어부(180)는 내장된 타이머(182)로부터 현재시간을 파악하고, 타이머(182)로부터 제공된 현재시간이 설정된 주간 시간 예를 들면 오전 7시부터 오후 6시이면 충전모드로 판단하여 배터리(120)의 충방전단자(122)가 전력변환부(130)의 중계단(138)과 접속되게 충방전 제어 스위치부(165)를 제어하고, 타이머(182)로부터 제공된 현재시간이 설정된 주간 시간을 벗어난 시간으로 판단되면 방전모드로 판단하여 배터리(120)의 충방전단자(122)가 부하단(191)과 접속되게 충방전 제어 스위치부(165)를 제어하도록 구축될 수 있다.
여기서, 제어부(180)는 1년을 단위로 날짜에 따라 주간시간을 조정하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
또 다르게는 제어부(180)는 조도센서(미도시)로부터 검출된 조도정보를 이용하여 충전모드와 방전모드를 결정하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명된 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템(100)에 의하면, 태양전지 모듈(110)에서 생성되는 전기에너지 정보와 배터리의 충전상태 정보를 이용하여 배터리(120)의 충전조건을 제어함으로써 배터리(120) 충전효율을 높일 수 있는 장점을 제공한다.
110: 태양전지 모듈 120: 배터리
130: 전력변환부 151: 전류검출부
161: 제1전압검출부 162: 제2전압검출부
165: 충방전제어스위치부 167: 온도 검출부
180: 제어부

Claims (4)

  1. 입사된 태양광에 의해 생성된 전력을 출력단을 통해 출력하는 태양전지 모듈과;
    상기 태양전지 모듈에서 생성되어 출력되는 전력을 충전하는 배터리와;
    상기 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전력을 제어신호에 따라 변환하여 중계단을 통해 출력할 수 있도록 된 전력변환부와;
    상기 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전류를 검출하는 전류검출부와;
    상기 태양전지 모듈의 출력단을 통해 출력되는 전압을 검출하는 제1전압검출부와;
    상기 배터리의 충방전단자를 상기 중계단 또는 부하단으로 접속할 수 있도록 된 충방전제어스위치부와;
    상기 배터리의 전압을 검출하는 제2전압검출부와;
    상기 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출부와;
    상기 배터리로 충전을 수행하는 충전모드에서는 상기 배터리가 상기 전력변환부의 중계단과 접속되게 상기 충방전 제어 스위치부를 제어하고, 상기 온도검출부와 상기 제2전압검출부로부터 검출된 제1정보로부터 배터리의 충전율을 산출하고, 상기 제1전압검출부와 상기 전류검출부로부터 검출된 제2정보로부터 설정된 최대 전력점에 대한 전력생성비율을 산출하며, 산출된 상기 충전율과 상기 전력생성비율 정보로부터 상기 전력변환부를 통해 출력되는 전압 또는 전류가 조정되게 상기 전력변환부를 제어하여 상기 배터리로 충전이 이루어지도록 하는 제어부;를 구비하고,
    상기 전력변환부는
    상기 제어부에 제어되어 스위치 온/오프 되어 상기 태양전지 모듈의 출력단과 상기 중계단을 상호 접속 또는 분리시키는 제1스위치부와;
    일단이 상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 되는 제2스위치부와;
    일단이 상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 되는 제3스위치부와;
    상기 제2스위치부의 타단과 상기 중계단 사이에 접속되어 입력된 전력을 설정된 정전류로 출력하는 정전류부와;
    상기 제3스위치부의 타단과 상기 중계단 사이에 접속되어 입력된 전력을 설정된 제1전압으로 승압하여 출력하는 승압부;를 구비하고,
    상기 제어부는
    상기 충전율이 60% 내지 100%인 제1범위이고, 상기 전력생성비율이 80% 내지 100%이면 상기 제3스위치부가 스위치온되게 제어하여 상기 승압부를 거쳐 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제1범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 이상 80% 미만의 범위이면 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 하는 펄스모드로 상기 제1스위치부를 제어하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제1범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 미만이면 상기 제1스위치부가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 40%이상 60%미만인 제2범위이고, 상기 전력생성비율이 70% 내지 100%이면 상기 제3스위치부가 스위치온되게 제어하여 상기 승압부를 거쳐 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제2범위이고, 상기 전력생성비율이 60% 이상 70%미만의 범위이면 상기 제2스위치부가 스위치온되게 제어하여 상기 정전류부를 거쳐 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제2범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 이상 60% 미만의 범위이면 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 하는 펄스모드로 상기 제1스위치부를 제어하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제2범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 미만이면 상기 제1스위치부가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 10%이상 40%미만인 제3범위이고, 상기 전력생성비율이 90% 내지 100%이면 상기 제3스위치부가 스위치온되게 제어하여 상기 승압부를 거쳐 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제3범위이고, 상기 전력생성비율이 60% 이상 90%미만의 범위이면 상기 제2스위치부가 스위치온되게 제어하여 상기 정전류부를 거쳐 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제3범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 이상 60% 미만의 범위이면 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 하는 펄스모드로 상기 제1스위치부를 제어하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제3범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 미만이면 상기 제1스위치부가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 10%미만인 제4범위이고, 상기 전력생성비율이 80% 내지 100%이면 상기 제3스위치부가 스위치온되게 제어하여 상기 승압부를 거쳐 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제4범위이고, 상기 전력생성비율이 70% 이상 80%미만의 범위이면 상기 제2스위치부가 스위치온되게 제어하여 상기 정전류부를 거쳐 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제4범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 이상 70% 미만의 범위이면 설정된 듀티로 스위치 온/오프 되게 하는 펄스모드로 상기 제1스위치부를 제어하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하고,
    상기 충전율이 상기 제4범위이고, 상기 전력생성비율이 15% 미만이면 상기 제1스위치부가 스위치온을 지속적으로 유지하도록 하여 상기 배터리에 전력이 인가되게 하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    내부에 타이머가 내장되어 있고, 상기 타이머로부터 제공된 현재시간이 상기 설정된 주간 시간이면 상기 충전모드로 판단하여 상기 배터리가 상기 전력변환부의 중계단과 접속되게 상기 충방전 제어 스위치부를 제어하고, 상기 타이머로부터 제공된 현재시간이 상기 주간 시간을 벗어난 시간으로 판단되면 방전모드로 판단하여 상기 배터리가 상기 부하단과 접속되게 상기 충방전 제어 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장시스템.




KR1020140055841A 2014-05-09 2014-05-09 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템 KR101570866B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140055841A KR101570866B1 (ko) 2014-05-09 2014-05-09 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140055841A KR101570866B1 (ko) 2014-05-09 2014-05-09 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150128453A KR20150128453A (ko) 2015-11-18
KR101570866B1 true KR101570866B1 (ko) 2015-11-20

Family

ID=54839032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140055841A KR101570866B1 (ko) 2014-05-09 2014-05-09 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101570866B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107154781B (zh) * 2017-05-25 2023-05-02 沈阳清能院清洁能源有限公司 智能型光伏调度供电控制系统
KR102273044B1 (ko) * 2019-07-19 2021-07-05 (주)피씨에스컴퍼니 직류 공통 방식을 이용한 하이브리드 신재생 에너지 시스템
KR102652470B1 (ko) * 2021-06-30 2024-03-28 솔라테라스 주식회사 On-Off 그리드 하이브리드 이동식 에너지저장장치
KR102587226B1 (ko) * 2021-12-01 2023-10-10 조선대학교 산학협력단 태양광 발전 시스템
KR102654282B1 (ko) * 2023-12-27 2024-04-04 주식회사 미지에너텍 배터리 충전 장치 및 이를 위한 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001092391A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池サインシステム
KR100993224B1 (ko) * 2010-06-29 2010-11-09 주식회사 미지에너텍 하이브리드 발전 시스템의 에너지 충전 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001092391A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池サインシステム
KR100993224B1 (ko) * 2010-06-29 2010-11-09 주식회사 미지에너텍 하이브리드 발전 시스템의 에너지 충전 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150128453A (ko) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101570866B1 (ko) 태양광 발전을 이용한 배터리 에너지 저장시스템
US9337682B2 (en) Charging control device, solar power generation system and charging control method
US9531297B2 (en) Solar power conversion system
US20110210694A1 (en) Power storage system
JP5882845B2 (ja) 電力貯蔵型太陽光発電システム
US20110221383A1 (en) Battery system
CN105515033A (zh) 一种光储微电网系统的功率协调控制方法
AU2015243061A1 (en) Photovoltaic power generation system, wind power generation system and control methods thereof
JP5541982B2 (ja) 直流配電システム
JP2012161189A (ja) 蓄電池への太陽電池電力の充放電制御方法
US10063090B2 (en) Solar power generation device and control method of solar power generation device
JP6696819B2 (ja) 直列接続された太陽電池又はその他の電源用の動作点制御回路装置
WO2016084400A1 (ja) 蓄電池システムおよび蓄電方法
KR101587488B1 (ko) 계통 연계형 시스템에서의 고효율 배터리 충방전 시스템 및 방법
JP2013099207A (ja) 制御装置および制御方法
JP2013102571A (ja) 電源供給装置および電力制御システムならびに電気機器の起動方法
US8310851B2 (en) Method for operating an inverter having a step-up device connected upstream
KR101737461B1 (ko) 태양전지에서 생성된 전력으로 제어 구동전원을 얻는 태양광 발전 시스템 및 그 방법
JP2015065765A (ja) 充電回路および充電システム
KR20170119439A (ko) 태양광 발전 시스템
JP2017153284A (ja) 太陽光発電システム、その制御方法及び太陽光発電システムを搭載した移動体
JP6074008B2 (ja) 太陽光を用いた用水供給システム
KR101539728B1 (ko) 태양광 에너지 관리시스템
KR20170020579A (ko) 태양광 발전 시스템 및 그 제어 방법
JP5810254B2 (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 5