KR101711526B1 - Energy storage system and method using wireless charging - Google Patents

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Abstract

효율이 더욱 증대된 에너지 저장 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 에너지 저장 장치는 전력생산부에서 생산된 전력의 일부를 저장하거나 저장된 전력을 방전하는 전력저장부와, 상기 전력생산부에서 생산된 전력 중 일부를 상기 전력저장부에 저장하고 나머지는 전력망에 공급되도록 충전 제어 신호를 출력하거나, 상기 전력저장부에 저장된 전력을 방전하여 상기 전력생산부에서 생산된 전력과 함께 상기 전력망에 공급되도록 방전 제어 신호를 출력하는 전력제어부가 전력라인으로 연결되어 있고, 상기 전력라인에서 발생되는 자기장에 의한 유도 전류 발생에 의해 전력을 무선으로 집전하는 집전장치를 포함한다. Thereby providing an energy storage device and a method with increased efficiency. The energy storage device according to the present invention includes a power storage unit for storing a part of electric power produced by the electric power generation unit or discharging electric power stored therein, and a power storage unit for storing part of the electric power generated by the electric power generation unit, A power control unit connected to a power line for outputting a charge control signal to discharge the power stored in the power storage unit and outputting a discharge control signal to be supplied to the power network together with the power generated by the power generation unit, And a current collecting device for collecting electric power by radio by the induction current generation by the magnetic field generated in the power line.

Description

무선 충전 방식을 이용한 에너지 저장 장치 및 방법 {Energy storage system and method using wireless charging}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an energy storage system using a wireless charging method,

본 발명은 에너지 저장 장치(Energy Storage System : ESS) 및 방법에 관한 것으로, 특히 에너지 저장 장치의 전력저장부와 전력제어부를 분리하여 전력라인으로 연결하고 이로부터 발생되는 자기장을 이용하여 전력저장부의 충전상태를 보조하는 방식으로 에너지 저장 장치의 효율을 증대시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system (ESS) and method, and more particularly to a power storage unit and a power control unit of an energy storage device, which are separated from each other by a power line, To an apparatus and method for increasing the efficiency of an energy storage device in a manner that assists the state.

에너지 저장 장치는 과잉 생산된 전력을 저장했다가 전력 부족이 발생하면 송전해주는 저장 장치이다. 태양광, 풍력 등 신재생 에너지를 생산할 때 출력을 안정화하는 데 쓰이지만, 정전 등 비상시에도 활용할 수 있을 뿐 아니라 전기 자동차 보급을 위한 핵심 인프라로도 쓰인다. 가정에서는 심야 전력 등을 저장했다가 피크 타임에 쓸 수 있도록 해 전기 요금을 아낄 수 있는 제품으로 주목받고 있다. 특히, 폭염과 홍수, 한파 등 예기치 못한 기상 이변과 산업 고도화 등으로 전력의 수요와 공급이 일치하지 않는 경우가 잦아지는 요즘, 에너지 저장 장치에 대한 관심이 높아지고 있다.An energy storage device is a storage device that stores excess power and transmits power when power shortage occurs. It is used to stabilize the output when producing new and renewable energy such as solar power and wind power, but it can be used not only in case of emergency such as power failure but also as a core infrastructure for electric vehicle supply. At home, it is getting attention as a product that can save electricity bill by storing late-night power etc. and allowing it to be used at peak time. Particularly, there is a growing interest in energy storage devices in recent times when demand and supply of electric power are not consistent due to unexpected weather events such as heat, flood, cold wave, and industrial upsurge.

에너지 저장 장치에는 전기를 모아두는 배터리와 배터리를 효율적으로 관리해 주는 관련 장치들이 있다. 저장 방식으로는 리튬 이온전지(LIB), 나트륨황전지(SaS), 레독스흐름전지(RFB), 압축공기저장 시스템(CAFS) 등이 있는데, 현재 대용량 에너지 저장 장치 에는 리튬 이온전지가 이용되고 있다. 리튬 이온전지의 특성은 매우 다양하다. 보통 축전지는 자기 방전에 의하여 축전된 전기를 다소 잃게 되지만, 리튬 이온전지에는 그러한 현상이 없다. 단위 부피당 축전 능력도 높고, 주택의 태양광 발전에서 생기는 적은 양의 전기라도 문제없이 저장할 수 있다. 또 다른 축전지들의 약점인 '전기가 남아있는 동안에 충전하면 축전지 용량이 감소하는 (메모리 효과)' 것과 같은 현상도 나타나지 않는다. 이러한 특징이 리튬 이온전지의 축전 기능을 높이는 이유이다. Energy storage devices include batteries that store electricity and related devices that can efficiently manage the battery. Lithium-ion battery (LIB), sodium sulfur battery (SaS), redox flow battery (RFB) and compressed air storage system (CAFS) . The characteristics of lithium-ion batteries vary widely. Normally, batteries lose some electricity stored by self-discharge, but lithium-ion batteries do not. The storage capacity per unit volume is also high, and even a small amount of electricity generated in the solar power generation of a house can be stored without any problem. The weakness of other batteries is that they do not cause a phenomenon such as a decrease in the capacity of a battery when the battery is left while electricity remains (memory effect). This is one of the reasons why the lithium ion battery improves its storage function.

에너지 저장 장치는 기존의 신재생 에너지(태양광, 풍력에너지 등)의 불안정한 전력 생산을 극복할 수 있다. 기후변화에 따라 생산량이 일정하지 않아도 잉여 전력을 저장할 수 있기에 전체적인 전력량은 부족하지 않게 된다. 그러나, 초기 설치 비용이 매우 높다는 단점이 있다. 또한 충·방전시 손실되는 전력 소모를 줄이기 위한 기술 개발도 필요하다. Energy storage devices can overcome the unstable power generation of existing renewable energy (solar, wind energy, etc.). Even if the production volume is not constant due to climate change, the surplus power can be stored, so the total amount of power is not short. However, there is a drawback that the initial installation cost is very high. It is also necessary to develop a technique to reduce the power consumption lost during charging and discharging.

에너지 저장 장치의 전력저장부와 전력제어부를 따로 구성하여 전력라인으로 연결하면, 전력라인 주변에 자기장이 발생한다. 본 발명자들은 에너지 저장 장치에서 충·방전시 손실되는 전력 소모를 줄이기 위해 거듭 연구한 결과, 전력라인 주변에 발생한 자기장으로부터 에너지를 하베스팅(harvesting)하여 에너지 저장 장치의 효율을 증대시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명에 이르게 되었다. When the power storage unit and the power control unit of the energy storage device are separately constructed and connected to the power line, a magnetic field is generated around the power line. The present inventors have repeatedly studied to reduce the power consumption in the energy storage device. As a result, they found that the efficiency of the energy storage device can be increased by harvesting energy from the magnetic field generated around the power line Leading to the present invention.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 효율이 더욱 증대된 에너지 저장 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an energy storage device and a method of increasing efficiency.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 에너지 저장 장치는 전력생산부에서 생산된 전력의 일부를 저장하거나 저장된 전력을 방전하는 전력저장부와, 상기 전력생산부에서 생산된 전력 중 일부를 상기 전력저장부에 저장하고 나머지는 전력망에 공급되도록 충전 제어 신호를 출력하거나, 상기 전력저장부에 저장된 전력을 방전하여 상기 전력생산부에서 생산된 전력과 함께 상기 전력망에 공급되도록 방전 제어 신호를 출력하는 전력제어부가 전력라인으로 연결되어 있고, 상기 전력라인에서 발생되는 자기장에 의한 유도 전류 발생에 의해 전력을 무선으로 집전하는 집전장치를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an energy storage device including: a power storage unit that stores a part of electric power generated by a power generation unit or discharges a stored electric power; And a power control unit for outputting a charge control signal to be supplied to the power network and discharging the power stored in the power storage unit and outputting a discharge control signal to be supplied to the power network together with the power produced by the power generation unit, And a current collecting device connected to the line for collecting electric power by the induction current generated by the magnetic field generated in the power line.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 집전장치에 보조 배터리 시스템이 부착되어 있다.According to a preferred embodiment, a secondary battery system is attached to the current collector.

상기 전력제어부에는 상기 전력저장부의 직류를 교류로 바꾸기 위한 컨버터가 포함되고, 상기 집전장치는 상기 전력망 기준으로 상기 컨버터(converter) 후단에 연결되어 있다.The power control unit includes a converter for converting a direct current of the power storage unit into an alternating current, and the power collecting unit is connected to a rear end of the converter based on the power network.

상기 전력저장부에 전력 저장시 상기 집전장치에서 발생된 유도 전류로 상기 전력저장부의 충전을 보조하거나, 상기 전력저장부에 저장된 전력 방전시 상기 집전장치에서 발생된 유도 전류가 상기 전력저장부의 전력과 합쳐져 상기 전력저장부의 방전 속도를 줄이고 백업(backup)한다. 이 때, 상기 전력라인에 흐르는 전류 방향이 바뀌면 변경된 자기장 전달 방향에 의해 상기 집전장치에 유도 전류가 형성되지 않도록 제어함이 바람직하다. Wherein the power storage unit assists the charging of the power storage unit with the induction current generated in the power storage unit when the power is stored in the power storage unit or the induction current generated in the power storage unit in the power storage unit is stored in the power storage unit, Thereby reducing the discharge speed of the power storage unit and backing up. At this time, if the direction of the current flowing through the power line changes, it is preferable that the induction current is not formed in the current collector due to the changed magnetic field transmission direction.

본 발명에서는 또한 이러한 에너지 저장 장치에 의한 에너지 저장 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of storing energy by the energy storage device.

본 발명에 따른 에너지 저장 방법에서는 전력생산부에서 생산된 전력 중 일부를 전력저장부에 저장하고 나머지는 전력망에 공급되도록 충전 제어 신호를 출력하거나, 상기 전력저장부에 저장된 전력을 방전하여 상기 전력생산부에서 생산된 전력과 함께 상기 전력망에 공급되도록 방전 제어 신호를 출력하는 전력제어부를 전력라인으로 연결하고, 상기 전력라인에서 발생되는 자기장에 의한 유도 전류 발생에 의해 전력을 무선으로 집전하는 집전장치를 이용해 상기 전력저장부를 보조한다.In the energy storing method according to the present invention, a part of the electric power produced by the electric power generating unit is stored in the electric power storing unit, the remaining electric power is outputted to the electric power network, or the electric power stored in the electric power storing unit is discharged, A power control unit for outputting a discharge control signal to be supplied to the power grid together with the generated power is connected to a power line and a power collecting unit for collecting power wirelessly by generating an induced current by a magnetic field generated in the power line, And assists the power storage unit.

본 발명에 따르면, 에너지 저장 장치의 전력저장부와 전력제어부를 분리하여 전력라인으로 연결하고 이로부터 발생되는 자기장을 이용하여 유도 전류 발생에 의해 전력을 무선으로 집전하여 전력저장부를 보조한다. According to the present invention, a power storage unit and a power control unit of an energy storage device are separated from each other, connected to a power line, and a power storage unit is assisted by wirelessly collecting power by induction current generation using a magnetic field generated therefrom.

전력저장부에 전력 저장시에는 전력저장부의 충전을 더욱 빠르게 도와주어 효율을 높일 수 있고, 전력저장부에 저장된 전력 방전시에는 전력저장부의 방전을 천천히 하고 백업(backup)하여 효율을 높일 수 있다. When the power is stored in the power storage unit, the power storage unit can be charged more quickly and the efficiency can be improved. In the power discharge stored in the power storage unit, the discharge in the power storage unit can be slowed down and backed up.

이에 따라 에너지 저장 장치의 효율이 더욱 증대된다. As a result, the efficiency of the energy storage device is further increased.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에너지 저장 장치에 포함되는 집전 장치의 일 실시예 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of an energy storage device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an embodiment of a current collector included in an energy storage device according to the present invention.
3 is a block diagram schematically showing the configuration of an energy storage device according to another embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically showing a configuration of an energy storage device according to another embodiment of the present invention.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of an energy storage device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 에너지 저장 장치(10)는 전력생산부(20), 전력저장부(30, Battery Control System : BCS) 및 전력제어부(40, Power Control System : PCS)를 포함한다. 그리고, 상기 전력생산부(20), 전력저장부(30) 및 전력제어부(40)는 전력라인(50)을 통해서 서로 연결되어 있다. 상기 전력라인(50)은 전력이 이동할 수 있는 경로를 제공할 뿐만 아니라, 상기 에너지 저장 장치(10)을 운영하기 위한 제어 신호의 경로가 될 수도 있다. 전력라인(50)은 반드시 도시한 연결 구성에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 1, the energy storage device 10 includes a power generation unit 20, a battery control system (BCS) 30, and a power control system (PCS) 40. The power generation unit 20, the power storage unit 30, and the power control unit 40 are connected to each other through the power line 50. The power line 50 not only provides a path through which power can travel, but may also be a path of a control signal for operating the energy storage device 10. The power line 50 is not necessarily limited to the illustrated connection configuration.

상기 에너지 저장 장치(10)는 전력을 생산하고, 생산된 전력을 전력망(60)에 공급하는 시스템이다. 상기 전력망(60)은 상용 전력망이 될 수 있으며, 소규모 지역의 자체 전력망이 될 수도 있다. 또한, 경우에 따라 스마트 그리드에서 전력을 저장하는 전력 저장 장치가 될 수 있으며, 생산된 전력을 바로 소비하는 부하 또는 전력변환장치가 될 수도 있다.The energy storage device 10 is a system that generates electric power and supplies the generated electric power to the electric power network 60. [ The power grid 60 may be a commercial power grid or a small area power grid. In some cases, it may be a power storage device that stores electric power in a smart grid, or may be a load or a power conversion device that directly consumes generated electric power.

상기 전력생산부(20)는 다양한 발전 원리에 의해 전력을 생산하도록 구성된 발전기를 포함한다. 상기 전력저장부(30)는 상기 전력제어부(40)의 제어 신호에 의해 상기 전력생산부(20)에서 생산된 전력의 일부를 저장하거나, 상기 전력제어부(40)의 제어 신호에 의해 저장된 전력의 일부를 방전한다. 이를 위해, 상기 전력저장부(30)는 전력을 저장 및 방전할 수 있는 리튬 이온 이차전지와 같은 배터리를 포함한다. The power generation unit 20 includes a generator configured to generate power by various power generation principles. The power storage unit 30 stores a part of the power generated by the power generation unit 20 by a control signal of the power control unit 40 or a part of the power stored by the control signal of the power control unit 40 . To this end, the power storage unit 30 includes a battery such as a lithium ion secondary battery capable of storing and discharging electric power.

상기 전력제어부(40)는 상기 전력생산부(20)에서 생산된 전력이 상기 전력망(60)에 공급될 때, 전력의 품질 안정화를 위해 상기 전력망(60)에 공급되는 전력량을 제어한다. 본 명세서에서 전력의 품질 안정화란, 상기 에너지 저장 장치 (10)에서 공급되는 전력의 전압 및 전류, 교류(AC) 형태의 출력인 경우 주파수, 위상 등 상기 전력망(60)이 요구하는 전력의 형태를 유지하는 것을 의미한다.The power control unit 40 controls the amount of power supplied to the power grid 60 to stabilize the quality of the power when the power generated by the power generation unit 20 is supplied to the power grid 60. In this specification, the stabilization of the quality of electric power refers to the type of electric power required by the electric power network 60 such as the voltage and current of the electric power supplied from the energy storage device 10 and the frequency and phase in the case of an AC .

대용량 에너지 저장 장치는 구동전압의 유지 및 효율적인 에너지 출력을 위해, 수십~수백 개의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 다수의 배터리 팩을 구성하고, 각 배터리 팩을 병렬로 연결하여 전력저장부(30)를 구성하게 되고, 이 때 전류는 직류(DC)이다. 따라서, 전력망(60)에 연결을 하기 위해서는 직류를 교류로 바꾸는 장비인 컨버터(converter, 42)가 전력제어부(40)에 필요하다. In order to maintain a driving voltage and to output energy efficiently, a large-capacity energy storage device comprises several to several hundreds of battery cells connected in series or in parallel to constitute a plurality of battery packs, ), And the current at this time is DC (direct current). Accordingly, in order to connect to the power network 60, a converter 42, which is a device for converting direct current into alternating current, is required for the power control unit 40.

전력제어부(40)는 상기 전력생산부(20)에서 생산된 전력 중 일부를 상기 전력저장부(30)에 저장하고 나머지는 전력망(60)에 공급되도록 충전 제어 신호를 출력하거나, 상기 전력저장부(30)에 저장된 전력을 방전하여 상기 전력생산부(20)에서 생산된 전력과 함께 상기 전력망(60)에 공급되도록 방전 제어 신호를 출력한다.The power control unit 40 outputs a charge control signal to store a part of the electric power produced by the electric power generating unit 20 in the electric power storage unit 30 and the remaining electric power to be supplied to the electric power network 60, 30 and outputs a discharge control signal to be supplied to the power grid 60 together with the power produced by the power generation unit 20. [

에너지 저장 장치(10)가 작다면 컨버터(42)까지 이동하는 전력라인(50)의 길이가 짧고 가늘겠지만 발전소 등 대형의 에너지 저장 장치를 요구하는 곳에서는 주로 전력저장부(30)와 전력제어부(40)을 따로 구성하여 지상이나 지하로 전력라인(50)을 연결하며 전력라인(50)이 길고 굵어진다.If the energy storage device 10 is small, the length of the power line 50 moving to the converter 42 may be short and thin. However, in a place requiring a large energy storage device such as a power plant, 40, respectively, and connects the power lines 50 to the ground or underground, and the power lines 50 are long and thick.

이런 경우 플레밍의 법칙에 따라 전력라인(50) 주변에 자기장이 발생하게 되고, 본 발명에서는 이러한 자기장을 이용하여 전력저장부(30) 안의 배터리 충전 상태를 보조하는 방식으로 에너지 저장 장치 효율을 증대시키는 에너지 저장 장치 및 그 방법을 제공한다. In this case, a magnetic field is generated around the power line 50 according to Fleming's law. In the present invention, the efficiency of the energy storage device is increased by using such a magnetic field to assist the battery charging state in the power storage unit 30. [ An energy storage device and method are provided.

이를 위하여, 본 발명에서는 집전장치(70)를 전력라인(50) 주변에 설치한다. 집전장치(70)는 전력라인(50)에서 발생되는 자기장을 전기 에너지로 변환하며, 자기장의 자기 유도에 의해 자기장을 전력으로 변환하여 충전한다. 즉, 집전장치(70)는 상기 전력라인(50)에서 발생되는 자기장에 의한 유도 전류 발생에 의해 전력을 무선으로 집전하여 전력저장부(30)를 보조한다. 이와 같이 집전장치(70)는 전력라인(50)에서 발진되는 자기장을 통해서 유도 기전력을 발생시켜 충전을 달성하는 것이다.To this end, in the present invention, the current collector 70 is installed around the power line 50. [ The current collector 70 converts the magnetic field generated in the power line 50 into electric energy, and charges the magnetic field by converting the magnetic field into electric power by magnetic induction of the magnetic field. That is, the current collector 70 wirelessly collects the electric power by generating the induced current by the magnetic field generated in the electric power line 50, and assists the electric power storage unit 30. As described above, the current collector 70 generates an induced electromotive force through a magnetic field generated in the power line 50 to achieve charging.

집전장치(70)는 전력라인(50)으로부터 발생된 자기장과 폐자기회로를 구성할 수 있으며, 바람직하게는, 도 2에 도시한 바와 같이, 집전코어(72)에 권취되어 전력라인(50)에서 발생된 자기장에 의해 자기유도되어 전력을 무선으로 집전하게 되는 집전케이블(74)로 구성될 수도 있다. 그러나, 집전장치(70)의 구성은 얼마든지 변경 가능하다. The current collector 70 may constitute a magnetic field generated from the power line 50 and a closed magnetic circuit and is preferably wound around the current collector core 72 and is connected to the power line 50, And a current collecting cable 74 that is magnetically induced by a magnetic field generated in the power collecting unit and collects power wirelessly. However, the configuration of the current collector 70 can be changed in any way.

잘 알려진 바와 같이, 전류에는 직류와 교류가 있다. 직류는 전류 흐름의 방향(음과 양의 방향)과 전압이 일정하다. 교류는 전류 흐름의 방향과 전압이 주기적으로 변한다. 전력생산부(20)가 발전소이면 여기서 만드는 전력은 교류이다. 전력생산부(20)가 태양전지이면 전력생산부(20)가 만들어 내는 전류는 직류이다. 이와 같이 전력생산부(20) 종류에 따라 만들어 내는 전류는 직류 또는 교류이나, 전력저장부(30)가 저장할 수 있는 전류는 반드시 직류이다. 그리고, 전력망(60)은 교류이다. 따라서, 전력라인(50) 중 일부 구간은 교류가 흐르고 일부 구간은 직류가 흐를 수 있다. 본 발명에 따라서 집전장치(70)는 직류인 구간에 설치될 수도 있고, 교류인 구간에 설치될 수도 있다. 뿐만 아니라, 필요하다면 전력라인(50)의 여러 군데에 하나 이상의 집전장치를 설치할 수도 있다. As is well known, currents include direct current and alternating current. The direct current is a constant voltage with a direction of current flow (negative and positive direction). The alternating current changes the direction and voltage of the current flow periodically. If the power generation unit 20 is a power plant, the power generated here is AC. If the power generation unit 20 is a solar cell, the current generated by the power generation unit 20 is a direct current. The current generated according to the type of the power generation unit 20 is either DC or AC, but the current that the power storage unit 30 can store is always DC. And, the power grid 60 is AC. Therefore, some sections of the power line 50 may flow alternating currents, and some sections may flow direct currents. According to the present invention, the current collector 70 may be installed in a DC section or an AC section. In addition, one or more power collecting devices may be installed at various points in the power line 50, if necessary.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of an energy storage device according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 에너지 저장 장치(100)는 기본적으로 도 1을 참조하여 설명한 에너지 저장 장치(10)와 유사하다. 본 실시예에서는 특히 전력생산부(20), 전력저장부(30) 및 전력제어부(40)가 전력라인(50a, 50b, 50c)을 통해서 서로 연결되어 있다. 전력라인(50a)은 직류 혹은 교류 구간, 전력라인(50b)은 직류 구간, 전력라인(50c)은 교류 구간이다. Referring to FIG. 3, the energy storage device 100 is basically similar to the energy storage device 10 described with reference to FIG. In this embodiment, the power generation unit 20, the power storage unit 30, and the power control unit 40 are connected to each other through the power lines 50a, 50b, and 50c. The power line 50a is a DC or AC section, the power line 50b is a DC section, and the power line 50c is an AC section.

집전장치(70)는 전력망(60) 기준으로 컨버터(42) 후단에 직류 구간인 전력라인(50b) 부분에 설치되어 있다. 이러한 구성에서는, 상기 전력저장부(30)에 전력 저장시, 즉 전력저장부(30) 배터리 입장에서의 충전시, 상기 집전장치(70)에서 발생된 유도 전류로 상기 배터리의 충전을 더욱 빠르게 도와주어 효율을 높일 수 있다. 그리고, 상기 전력저장부(30)에 저장된 전력 방전시, 즉 전력망(60)으로 전류를 내보내는 경우에는 상기 집전장치(70)에서 발생된 유도 전류가 상기 배터리의 전류와 합쳐져 상기 배터리의 방전을 천천히 하고 백업(backup)하여 효율을 높일 수 있다. The power collecting device 70 is installed on the power line 50b, which is a DC section, at the rear end of the converter 42 on the basis of the power grid 60. In this configuration, when the power is stored in the power storage unit 30, that is, when the battery is charged in the power storage unit 30, the charging current of the battery can be more quickly accelerated by the induced current generated in the current collector 70 It is possible to increase the efficiency of the subject. When the current is discharged to the power grid 60, the induced current generated by the current collector 70 is added to the current of the battery to slowly discharge the battery. And can be backed up to improve efficiency.

이 때, 상기 전력라인(50b)에 흐르는 전류 방향이 바뀌는 경우, 변경된 자기장 전달 방향에 의해 상기 집전장치(70)에 유도 전류가 형성되지 않도록, 제어 스위치(80)를 설치하여 신호라인(90)을 통해 한 방향 제어(충전 또는 방전 선택)함으로써, 충전 또는 방전시 저절로 차단되게 함이 바람직하다. 제어 스위치(80)는 집전장치(70)에 유도되는 전류량을 제어하거나 전원을 온/오프(on/off)하는 기능으로도 이용될 수 있다. When the direction of the current flowing through the power line 50b is changed, a control switch 80 is provided to prevent the induction current from being formed in the current collector 70 due to the changed magnetic field transmission direction, (Charge or discharge is selected) through the one-directional control (for example, by way of example). The control switch 80 can also be used as a function of controlling the amount of current induced in the current collector 70 or turning on / off the power.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.4 is a block diagram schematically showing a configuration of an energy storage device according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 에너지 저장 장치(200)는 도 3을 참조하여 설명한 에너지 저장 장치(100)와 비교시 집전장치(70)에 보조 배터리 시스템(95)이 부착되어 있는 점이 차이가 있다. Referring to FIG. 4, the energy storage device 200 differs from the energy storage device 100 described with reference to FIG. 3 in that a secondary battery system 95 is attached to the current collector 70.

도 3을 참조하여 설명한 에너지 저장 장치(100)에서는 전력저장부(30)에 전력 저장시 상기 집전장치(70)에서 발생된 유도 전류로 상기 전력저장부(30) 안의 배터리 충전을 직접적으로 보조한다. 도 4의 에너지 저장 장치(200)는 전력저장부(30) 충전 상태를 직접적으로 보조하는 대신, 상기 집전장치(70)가 집전한 전력으로 상기 보조 배터리 시스템(95)을 충전함으로써 상기 전력저장부(30)를 보조하도록 한다. The energy storage apparatus 100 described with reference to FIG. 3 directly assists the charging of the battery in the power storage unit 30 by the induction current generated in the power storage unit 70 when storing power in the power storage unit 30 . The energy storage device 200 of Figure 4 may be configured to charge the auxiliary battery system 95 by the power collected by the current collector 70 instead of directly assisting the charging state of the power storage unit 30, (30).

충전된 보조 배터리 시스템(95)이 전력저장부(30)의 충전, 방전시에 이를 보조하는 역할을 수행할 수 있도록 다양한 연결 및 제어 구조가 에너지 저장 장치(200)에 구현될 수 있다. 전력저장부(30)를 직접적으로 제어하기 어려운 경우, 전력저장부(30)를 변화시키지 않고 충전, 방전을 보조하는 목적으로만 이용하고자 하는 경우에 에너지 저장장치(200)가 유용하다.Various connection and control structures may be implemented in the energy storage device 200 so that the charged auxiliary battery system 95 may assist in charging and discharging the power storage unit 30. [ The energy storage device 200 is useful when it is difficult to directly control the power storage unit 30 and the power storage unit 30 is used only for the purpose of assisting charging and discharging without changing the power storage unit 30. [

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

10, 100, 200 : 에너지 저장 장치 20 : 전력생산부
30 : 전력저장부 40 : 전력제어부
50, 50a, 50b, 50c : 전력라인 60 : 전력망
70 : 집전 장치 80 : 제어 스위치
90 : 신호라인 95 : 보조 배터리 시스템10, 100, 200: Energy storage device 20:
30: Power storage unit 40: Power control unit
50, 50a, 50b, 50c: power line 60:
70: current collector 80: control switch
90: Signal line 95: Auxiliary battery system

Claims (11)

전력생산부에서 생산된 전력의 일부를 저장하거나 저장된 전력을 방전하는 전력저장부와,
상기 전력생산부에서 생산된 전력 중 일부를 상기 전력저장부에 저장하고 나머지는 전력망에 공급되도록 충전 제어 신호를 출력하거나, 상기 전력저장부에 저장된 전력을 방전하여 상기 전력생산부에서 생산된 전력과 함께 상기 전력망에 공급되도록 방전 제어 신호를 출력하는 전력제어부가 전력라인으로 연결되어 있고,
상기 전력라인에서 발생되는 자기장에 의한 유도 전류 발생에 의해 전력을 무선으로 집전하는 집전장치를 포함하며,
상기 전력제어부에는 상기 전력저장부의 직류를 교류로 바꾸기 위한 컨버터가 포함되고,
상기 집전장치는 상기 전력라인 중 상기 전력생산부와 전력제어부 사이의 직류 구간 중에서도 상기 전력망 기준으로 상기 컨버터(converter) 후단에 설치되어,
상기 전력생산부에서 생산된 전력을 상기 전력저장부에 저장시 상기 집전장치에서 발생된 유도 전류를 상기 전력저장부 안의 배터리에 더 충전하여 상기 전력저장부의 충전을 직접적으로 보조하며,
상기 전력저장부에 저장된 전력 방전시 상기 집전장치에서 발생된 유도 전류가 상기 전력저장부의 전력과 합쳐져 상기 전력저장부의 방전 속도를 줄이고 백업(backup)하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.A power storage unit for storing a part of the electric power produced by the electric power generating unit or for discharging the stored electric power,
The power generation unit may output a charge control signal to some of the electric power produced by the electric power generation unit in the electric power storage unit and the remaining electric power to be supplied to the electric power network or may discharge electric power stored in the electric power storage unit, A power control unit for outputting a discharge control signal to be supplied to the power grid is connected to a power line,
And a current collecting device for collecting power wirelessly by induction current generation by a magnetic field generated in the power line,
Wherein the power control unit includes a converter for converting a direct current of the power storage unit into an alternating current,
Wherein the power collecting device is installed in the downstream of the converter based on the power network among the power lines among the power generating part and the power controlling part among the power lines,
Wherein the power storage unit further charges the power storage unit by charging the battery in the power storage unit with an induction current generated in the power storage unit when the power produced by the power generation unit is stored in the power storage unit,
Wherein the inductive current generated in the current collector during the power discharge stored in the power storage unit is combined with the power in the power storage unit to reduce the discharge speed of the power storage unit and back up. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 전력라인에 흐르는 전류 방향이 바뀌면 변경된 자기장 전달 방향에 의해 상기 집전장치에 유도 전류가 형성되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치. The energy storage device of claim 1, wherein when the direction of the current flowing through the power line is changed, control is performed so that an induced current is not formed in the current collector due to the changed magnetic field transmission direction. 제6항에 있어서, 제어 스위치를 설치하여 신호라인을 통해 한 방향 제어(충전 또는 방전 선택)함으로써, 상기 전류 방향이 바뀌면 충전 또는 방전시 차단되게 하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치. The energy storage device according to claim 6, wherein a control switch is provided to control one direction (charge or discharge selection) through a signal line so as to be blocked when charging or discharging when the current direction is changed. 전력생산부에서 생산된 전력 중 일부를 전력저장부에 저장하고 나머지는 전력망에 공급되도록 충전 제어 신호를 출력하거나, 상기 전력저장부에 저장된 전력을 방전하여 상기 전력생산부에서 생산된 전력과 함께 상기 전력망에 공급되도록 방전 제어 신호를 출력하는 전력제어부를 전력라인으로 연결하고, 상기 전력라인에서 발생되는 자기장에 의한 유도 전류 발생에 의해 전력을 무선으로 집전하는 집전장치를 이용해 상기 전력저장부를 보조하되,
상기 전력생산부에서 생산된 전력을 상기 전력저장부에 저장시 상기 집전장치에서 발생된 유도 전류를 상기 전력저장부 안의 배터리에 더 충전하여 상기 전력저장부의 충전을 직접적으로 보조하며, 상기 전력저장부에 저장된 전력 방전시 상기 집전장치에서 발생된 유도 전류가 상기 전력저장부의 전력과 합쳐져 상기 전력저장부의 방전 속도를 줄이고 백업(backup)하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 방법.The power generation unit outputs a charge control signal to some of the electric power generated by the electric power generation unit in the electric power storage unit and the remaining electric power to be supplied to the electric power network, discharges the electric power stored in the electric power storage unit, A power control unit for outputting a discharge control signal to be supplied to the power storage unit is connected to the power line and the power storage unit is assisted by using a current collector for wirelessly collecting power by induction current generation by a magnetic field generated in the power line,
Wherein the power storage unit further charges the power storage unit by charging the battery in the power storage unit with the induction current generated in the power storage unit when the power produced by the power generation unit is stored in the power storage unit, Wherein an induced current generated in the current collecting device during a stored power discharge is combined with a power of the power storage unit to reduce a discharge speed of the power storage unit and back up. 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서, 상기 전력라인에 흐르는 전류 방향이 바뀌면 변경된 자기장 전달 방향에 의해 상기 집전장치에 유도 전류가 형성되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 방법.The energy storing method according to claim 8, wherein when the direction of the current flowing through the power line is changed, an induced current is not formed in the current collector due to the changed magnetic field transmission direction.
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