KR101731349B1 - 분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템으로서, 세대전력을 통합하여 제어할 수 있고, 개별적인 전력소비장치에서의 사용량에 대한 정보를 수집할 수 있는 분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템 {Distribution Board and Distribution Board System}
본 발명은 분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템으로서, 세대전력을 통합하여 제어할 수 있고, 개별적인 전력소비장치에서의 사용량에 대한 정보를 수집할 수 있는 분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.
분전반은 인가되는 상용전원을 적절하게 분배하여 각 분기에 AC 또는 DC 전원을 공급하며, 각 분기에 설치된 센서를 이용하여 각 분기의 전력정보를 검출하고, 이상상황 발생시 분기를 통한 전원공급을 제어하는 기능을 수행한다.
이와 같은 분전반은 건물의 각층과 방 또는 공장 등에서 각각의 장치로 전기를 공급하기 위하여 메인 전원의 모선에서 사용하고자 하는 전기부하별로 전원을 분배하여 공급하며, 한편 전원 공급 시에 과부하로 인한 과전류를 차단하기 위한 배선용 차단기와, 선로의 누전으로부터 보호할 수 있는 누전차단기로 구성되어 각각의 부하기기로 전원을 공급한다.
이러한 분전반은 분전함 내에 메인 배선용 차단기 및 누전 차단기, 그리고 메인 차단기 및 누전 차단기를 전기적으로 연결하는 부스바들로 이루어지며, 전력의 공급 및 차단이 이루어지도록 하고 각 차단기에 연결되는 선로의 노출을 방지하여 누전, 감전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 역할을 한다.
한편, IT 기술의 발달로 인하여, 전술한 바와 같은 분전반의 기능이 점점 다양해 지고 있으며, 분전반에서 소비되는 전력정보를 모니터링하여 네트워크를 통해 외부장치(단말 및/또는 서버)로 전송하는 기능을 이용하여 전력소비를 최적화할 수 있는 스마트 분전반의 개발이 이루어지고 있다.
이와 같은 종래의 스마트 분전반의 경우 차단기에 센서를 내장하여 전기사용 정보를 실시간으로 감시하며, 누설전류, 과전류, 아크 등의 다양한 상태 정보의 모니터링이 가능한 형태의 스마트 분전반이다. 이와 같은 스마트 분전반은 누전, 절연저항, 과전류 및 부스바의 온도 등을 실시간으로 측정하여 이상 유무를 판단 표시하고 이상 조건이면 경보와 차단동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 등록특허공보 제10-1302576호(2013.8.27 등록)는 분전반의 차단기의 전력량, 전압, 전류 등의 검출할 수 있는 디지털 미터를 갖는 스마트 분전반을 개시하고 있다. 이와 같은 스마트 분전반은 외함 내에 수납 설치되는 메인 부스바와, 이 메인 부스바와 조립되어 전기적으로 접속이 이루어지는 분기 부스바를 포함하여 메인 전원의 모선으로부터 사용하고자 하는 전기부하별로 전원을 분배하게 되는 분전반의 형태를 가지고 있다.
그러나, 이러한 종래기술에 따른 스마트 분전반의 경우 분전반 자체에서 각각 분기되는 전력선에 대한 정보를 수집하고 전력선에 대한 제어를 수행하기 때문에, 개별적인 전력소비장치에 대해서 에너지 소비량을 측정하거나 제어를 수행하거나 혹은 통합적으로 정보를 관리 및 활용하기가 어렵다는 문제점이 있다.
한국 등록특허번호 제10-1302576호
본 발명의 세대전력을 통합하여 제어할 수 있고, 개별적인 전력소비장치에서의 사용량에 대한 정보를 수집할 수 있는 분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 분전반으로서, 외부로부터 전력을 공급받는 세대전원인입부; 상기 세대전원인입부로부터 공급받은 전력을 복수의 전력선으로 분배하는 전력분배부; 상기 전력분배부에서 분기하는 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선이 연결되어 있는 통합전열제어부; 및 상기 통합전열제어부에 전기적으로 접속되어 있는 에너지컨트롤러;를 포함하고, 상기 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선은 상기 통합전열제어부를 통하여 전력소비장치에 연결되는, 분전반을 제공한다.
본 발명에서는, 상기 전력분배부는, 상기 복수의 전력선 각각 혹은 상기 복수의 전력선 전체에 대해 차단을 수행할 수 있는 누전차단부; 및 외부로 전력선을 출력하는 전력선출력부;를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지컨트롤러는 상기 전력분배부에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부에 연결되지 않은 전력선 중, 1 이상의 전력선 혹은 상기 전력선에 연결된 1 이상의 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 통합전열제어부는, 상기 통합전열제어부에 연결된 전력선 중 1 이상에 대하여 각각 전력 사용량 정보를 미터링하는 전력미터링부; 및 상기 에너지컨트롤러와 데이터의 송신 혹은 수신 혹은 송신과 수신을 수행하는 에너지컨트롤러접속부;를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지컨트롤러는, 상기 통합전열제어부의 상기 전력미터링부에 의하여 미터링된 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지컨트롤러는, 상기 통합전열제어부에서 미터링된 전력 사용량 정보를 수신하는 통합전열제어부접속부; 및 상기 전력분배부에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부에 연결되지 않은 전력선 중, 1 이상의 전력선 혹은 상기 전력선에 연결된 1 이상의 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신하는 사용량정보수집부;를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지컨트롤러는, 상기 통합전열제어부에 구비된 상기 통합전열제어부에 연결된 전력선을 제어하는 전력선 제어부; 상기 전력분배부에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상; 및 상기 전력분배부에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상에 연결되어 있는 전력소비장치 중, 1 이상에 대한 전력사용 제어를 수행하는 전력 소비 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지컨트롤러는, 외부와 유선적 혹은 무선적으로 통신을 수행할 수 있는 제1 통신모듈부를 더 포함하고, 상기 상기 에너지컨트롤러는 제1 통신모듈부를 통하여 외부기기, 서버, 및 전력소비장치의 전력소비량을 측정하는 에너지미터링기 중 1 이상에 접속될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 사용량정보수집부는 전력소비장치의 전력소비량을 측정하는 에너지미터링기와 유선적 혹은 무선적 통신으로 연결되어 있고, 상기 에너지미터링기에 의하여 전력소비량이 측정되는 전력소비장치는 상기 전력분배부에서 분기되는 복수의 전력선 중 상기 통합전열제어부에 연결되지 않은 전력선 중 1 이상의 전력선으로부터 전력을 공급받을 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지미터링기에 의하여 전력소비량이 측정되는 전력소비장치는 외부와 무선통신을 수행할 수 있고, 전력사용량을 측정할 수 있는 미터링콘센트이고, 상기 에너지미터링기는 1 이상의 상기 미터링콘센트로부터 전력소비량에 대한 정보를 수신할 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 분전반 및 에너지미터링기를 포함하는 에너지 관리 시스템으로서, 상기 분전반은, 외부로부터 전력을 공급받는 세대전원인입부; 상기 세대전원인입부로부터 공급받은 전력을 복수의 전력선으로 분배하는 전력분배부; 상기 전력분배부에서 분기하는 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선이 연결되어 있는 통합전열제어부; 및 상기 통합전열제어부 및 상기 에너지미터링기에 전기적으로 접속되어 있는 에너지컨트롤러;를 포함하고, 상기 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선은 상기 통합전열제어부를 통하여 전력소비장치에 연결될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지미터링기는 상기 전력분배부에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부에 연결되지 않은 전력선 중, 1 이상의 전력선 혹은 상기 전력선에 연결된 1 이상의 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 통합전열제어부는, 상기 통합전열제어부에 연결된 전력선 중 1 이상에 대하여 각각 전력 사용량 정보를 미터링하는 전력미터링부; 및 상기 에너지컨트롤러와 데이터의 송신 혹은 수신 혹은 송신과 수신을 수행하는 에너지컨트롤러접속부;를 포함하고, 상기 에너지컨트롤러는, 상기 통합전열제어부의 상기 전력미터링부에 의하여 미터링된 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지컨트롤러는, 상기 통합전열제어부에 구비된 상기 통합전열제어부에 연결된 전력선을 제어하는 전력선 제어부; 상기 전력분배부에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상; 및 상기 전력분배부에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상에 연결되어 있는 전력소비장치 중, 1 이상에 대한 전력사용 제어를 수행하는 전력 소비 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지컨트롤러는, 외부와 유선적 혹은 무선적으로 통신을 수행할 수 있는 제1 통신모듈부를 더 포함하고, 상기 에너지컨트롤러는 제1 통신모듈부를 통하여 외부기기, 서버, 및 상기 에너지미터링기 중 1 이상에 접속될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에너지미터링기에 의하여 전력 사용량 정보가 측정되는 상기 전력소비장치는 외부와 무선통신을 수행할 수 있고, 전력사용량을 측정할 수 있는 미터링콘센트이고, 상기 에너지미터링기는 1 이상의 상기 미터링콘센트로부터 전력소비량에 대한 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에 대한 전력 사용량 정보를 수집할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에 대한 전력 제어 혹은 자동화 제어를 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에 대하여 통합적인 에너지 제어를 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 배선의 복잡도 및 시공난이도를 최소화하고 적은 비용으로 통합적인 에너지 제어 및 정보 수집을 할 수 있는 에너지 관리 시스템을 구축할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에서의 에너지 사용의 패턴에 대한 데이터를 수집할 수 있고, 이를 통하여 예측활용 혹은 지능형 에너지 관리를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 내부 릴레이 등의 복잡한 구조를 제거하고 보다 효율적인 구조로 개별적인 전력소비장치에 대한 미터링 및 제어를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 분전반의 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력분배부 의 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세대전원인입부와 전력분배부를 전력선을 기준으로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반을 전력선을 기준으로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합전열제어부의 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러 및 에너지미터링기의 연결관계 및 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러의 데이터 수집 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러의 외부 접속 형태들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명에 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러가 외부 장치와 접속된 구성을 도시하는 도면이다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 ‘~부’, 혹은 ‘~모듈’등은 1 이상의 물리적 부재, 1 이상의 하드웨어, 1 이상의 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 혹은 1 이상의 소프트웨어를 통하여 구현될 수 있다. 또한, 복수의 ‘~부’ 혹은 ‘~모듈’가 있는 경우, 각각의 ‘~부’ 혹은 ‘~모듈은’은 각각의 1 이상의 물리적 부재, 1 이상의 하드웨어, 1 이상의 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 혹은 1 이상의 소프트웨어에 의하여 구현될 수도 있지만, 이에 한정되지 않고 복수의 ‘~부’ 혹은 ‘~모듈’를 구현함에 있어서, 중복적으로 적용되는 1 이상의 하드웨어, 1 이상의 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 혹은 1 이상의 소프트웨어가 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 하드웨어, 제2 하드웨어, 제1 소프트웨어가 있고, A부, B부, C부, D부가 있는 경우, A부는 제1 하드웨어 및 제1 소프트웨어의 조합에 의하여 구현되고, B부는 제1 하드웨어와 제2 소프트웨어의 조합에 의하여 구현되고, C부는 제2하드웨어에 의하여 구현되고, D부는 제1 소프트웨어에 구현될 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표면들을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 분전반(1000)의 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 분전반(1000)은 스마트 분전반으로서, 외부로부터 전력을 공급받는 세대전원인입부(100); 상기 세대전원인입부(100)로부터 공급받은 전력을 복수의 전력선으로 분배하는 전력분배부(200); 상기 전력분배부(200)에서 분기하는 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선이 연결되어 있는 통합전열제어부(300); 및 상기 통합전열제어부(300)에 전기적으로 접속되어 있는 에너지컨트롤러(400);를 포함하고, 상기 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선은 상기 통합전열제어부(300)를 통하여 전력소비장치에 연결된다.
여기서, 상기 분전반(1000)은 가정내 세대에서 사용되는 분전반 뿐만 아니라 빌딩, 산업용 공장들을 포함하는 건물시설에 사용되는 분전반을 모두 포함하고, 상기 세대전원인입부(100)는 상기 분전반에 의하여 전력이 공급되는 공간에 대한 전원인입부에 해당될 수 있다.
본 명세서에서, 상기 전력소비장치는 콘센트뿐만 아니라 조명, 보일러, 난방시설, 홈 네트워크 단말기, 보안시설, 가전제품 등과 같이 직접적으로 전력을 소비하는 장치뿐만 아니라 다른 전자장치로 전력을 공급함으로써 전력을 소비하는 장치를 모두 포함하는 최광의로 해석되어야 할 것이다.
본 명세서에서, 전기적으로 접속되어 있다는 것은, 데이터를 송수신할 수 있는 형태, 유선적으로 통신이 가능하게 되는 형태, 및 전력을 공급할 수 있는 형태 중 1 이상을 포함한다.
본 발명의 분전반(1000)에서는 상기 전력분배부(200)에서 분기하는 복수의 전력선에 대하여 동일한 방법으로 미터링 혹은 제어를 수행하는 것이 아니라 이를 제1 그룹 전력선 및 제2 그룹 전력선으로 나누고, 제2 그룹 전력선에 대해서는 통합전열제어부(300)에 의하여 제어 및 모니터링을 수행하고, 상기 에너지컨트롤러(400)와 데이터 등을 송수신한다. 그리고, 제1 그룹 전력선 혹은 제1 그룹 전력선에 연결되어 있는 전력소비장치에 대해서는 통합전열제어부(300)를 통하지 않고 직접적 혹은 간접적으로 상기 에너지컨트롤러(400)로 데이터 등을 송수신할 수 있다.
이와 같이, 일부 전력선에 대해서는 분전반(1000) 내부의 통합전열제어부(300)를 이용하기 때문에, 보다 전원이 공급되는 세대의 전력 사용 형태에 맞추어 최적으로 전력 사용량 정보를 수집하고, 전력 사용에 대한 제어를 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력분배부(200) 의 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세대전원인입부(100)와 전력분배부(200)를 전력선을 기준으로 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 전력분배부(200)는, 상기 복수의 전력선 각각 혹은 상기 복수의 전력선 전체에 대해 차단을 수행할 수 있는 누전차단부(210); 및 외부로 전력선을 출력하는 전력선출력부(220);를 포함한다.
도 3을 참조하면 외부로부터 전력이 1차적으로 세대전원인입부(100)에 공급되고, 상기 세대전원인입부(100)에서 전력분배부(200)를 통하여 복수의 전력선으로 분기된다. 한편, 상기 전력분배부(200)는 전체 전력에 대해 차단을 수행할 수 있는 제1 누전차단부(211) 및 상기 제1 누전차단부(211)에서 분기되는 개별적인 전력선에 대하여 차단을 수행할 수 있는 제2 누전차단부(212)를 포함함이 바람직하고, 상기 제2 누전차단부(212)를 통해서 전력선이 나오는 부분이 전력선출력부(220)에 해당한다.
이와 같이 전력분배부(200)를 통하여 복수의 전력선으로 분기되고, 이와 같은 전력선은 중 일부는 상기 통합전열제어부(300)에 연결된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반(1000)을 전력선을 기준으로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 좌측의 전력선 4개는 바로 전력소비장치 #1 내지 #4로 연결된다. 한편, 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 우측의 전력선 4개는 상기 통합전열제어부(300)를 통하여 전력소비장치 #5 내지 #8으로 연결된다. 한편, 이와 같은 전력선의 개수는 예시적인 것이고, 본 발명은 8개의 전력선이 아닌 다른 개수의 전력선에 대한 실시예를 모두 포함한다.
이와 같은 구성에서, 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 우측의 전력선 4개에 대한 제어 및 미터링은 상기 통합전열제어부(300)에서 수행되고, 상기 통합전열제어부(300)와 상기 에너지컨트롤러(400)는 데이터의 송수신을 수행함으로써, 에너지컨트롤러(400)로부터의 명령신호가 상기 통합전열제어부(300)로 전송되거나 혹은 상기 통합전열제어부(300)에서 획득된 데이터들이 상기 에너지컨트롤러(400)로 송신될 수 있다.
바람직하게는, 상기 통합전열제어부(300)는 상기 에너지컨트롤러(400)와 데이터를 송수신함과 함께 구동전원을 제공하는 형태일 수 있다. 한편, 상기 에너지컨트롤러(400)와 상기 통합전열제어부(300)는 RS-485 규격에 따른 시리얼 통신으로 데이터를 송수신하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부(300)에 연결되지 않은 전력선, 즉 상기 도 4에서 좌측의 4개의 전력선에 대한 정보를 수집할 수 있다.
즉, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부(300)에 연결되지 않은 전력선 중, 1 이상의 전력선 혹은 상기 전력선에 연결된 1 이상의 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다. 즉, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 통합전열제어부(300)에 연결되지 않은 전력선에서 사용되는 전력 사용량 전체 혹은 일부에 대한 정보를 수집할 수 있다.
여기서 전력선의 전력 사용량 정보는 상기 전력선 자체에 대한 미터링을 수행하여 얻은 정보를 포함하고, 상기 전력소비장치의 전력 사용량 정보는 예를 들어 상기 전력소비장치가 콘센트인 경우, 콘센트에서 사용된 전력 사용량 정보를 포함한다. 한편, 하나의 전력선에 연결된 하나의 전력소비장치가 단일의 플러그만을 구비한 콘센트인 경우에는, 상기 전력선의 전력 사용량 정보와 상기 전력소비장치(콘센트)의 전력 사용량 정보가 동일할 수 있다.
이와 같은 구성에서 상기 전력소비장치 #1 내지 #4에서의 전력 사용량 정보는 상기 에너지컨트롤러(400)에 바로 수집이 되고, 상기 전력소비장치 #5 내지 #8의 전력 사용량 정보, 혹은 상기 우측의 4개의 전력선에서의 전력 사용량 정보는 상기 통합전열제어부(300)를 통하여 상기 에너지컨트롤러(400)에 수집이 될 수 있다.
또한, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력소비장치 #1 내지 #4에 대해서는 상기 통합전열제어부(300)를 통하지 않고 직접적 혹은 간접적으로 제어를 할 수 있고, 상기 전력소비장치 #5 내지 #8에 대해서는 상기 통합전열제어부(300)를 통하여 제어를 할 수 있다.
즉, 이와 같은 구성에서 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력소비장치 #1 내지 #8에 대해서 미터링 및 제어를 수행할 수 있고, 미터링된 정보들을 수집할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전력소비장치 #1 내지 #4, 즉 상기 통합전열제어부(300)에 연결되어 있지 않는 전력선에 연결된 전력소비장치는 미터링콘센트에 해당하고, 상기 전력소비장치 #5 내지 #8, 즉 상기 통합전열제어부(300)에 연결된 전력소비장치는, 일반상시콘센트, 혹은 조명에 해당한다.
상기 미터링콘센트는 외부와 무선통신을 수행할 수 있고, 전력사용량을 측정할 수 있으며, 대기전력을 차단할 수 있는 콘센트임이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합전열제어부(300)의 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 상기 통합전열제어부(300)는, 상기 통합전열제어부(300)에 연결된 전력선 중 1 이상에 대하여 각각 전력 사용량 정보를 미터링하는 전력미터링부(310); 상기 통합전열제어부(300)를 통과하는 전력선들에 대해 차단 등의 제어를 수행할 수 있는 전력선제어부(320); 및 상기 에너지컨트롤러(400)와 데이터의 송신 혹은 수신 혹은 송신과 수신을 수행하는 에너지컨트롤러접속부(330);를 포함한다.
이와 같은 구성에서 상기 통합전열제어부(300)는 상기 에너지컨트롤러(400)로부터 명령 신호를 수신하고, 상기 전력선제어부(320)에서 상기 명령신호에 따라서 해당 전력선에 대한 차단등의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 통합전열제어부(300)를 통과하는 전력선에 대해서 미터링을 수행하고, 이와 같이 미터링에 의하여 수집된 정보가 상기 에너지컨트롤러(400)로 전송됨으로써, 상기 에너지컨트롤러(400)는 통합적으로 에너지를 관리할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러(400) 및 에너지미터링기(2000)의 연결관계 및 내부구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 에너지컨트롤러(400)는 통합전열제어부접속부(410); 제1 통신모듈부(420); 사용량정보수집부(430); 전력 소비 제어부(440); 및 제1 처리부(450)를 포함한다.
상기 통합전열제어부접속부(410)는 상기 통합전열제어부(300)에서 미터링된 전력 사용량 정보를 수신하거나 혹은 상기 통합전열제어부(300)와 데이터를 송수신하거나 혹은 상기 통합전열제어부(300)로부터 구동전원을 공급받는 역할을 수행한다.
상기 통합전열제어부접속부(410)를 통하여 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 통합전열제어부(300)에 전기적으로 접속되어 있다.
한편, 제1 통신모듈부(420)는 상기 에너지컨트롤러(400)가 외부의 기기와 통신을 수행할 수 있도록 하는 모듈에 해당한다. 상기 제1 통신모듈부(420)는 유선적 통신 및 무선적 통신 중 하나 혹은 모두를 구현할 수 있는 통신모듈에 해당한다.
상기 유선적 통신으로는 PLC (Power Line Communication), RS방식 통신, RS-485 (Recommend Standard number 485), TCP/IP 혹은 PSTN (Public Switched Telephone Network) 등의 통신방식이 사용될 수 있다.
상기 무선적 통신으로는, RF 통신 모듈, 블루투스(bluetooth) 통신 모듈, 지그비(zigbee) 통신 모듈, 적외선 통신 모듈, BLE(bluetooth low energy) 통신 모듈, 오디오 통신 모듈, LTE(long term evolution) 통신 모듈, 및 WiFi 통신 모듈, IrDA 기반의 적외선 통신 모듈, 무선 랜(WLAN), 와이브로(WiBro) 모듈, 무선 USB(Wireless USB) 모듈 등이 사용될 수 있다.
상기 제1 통신모듈부(420)는 독립적으로 동작하거나 혹은 상기 통합전열제어부접속부(410) 혹은 상기 사용량정보수집부(430) 등의 동작을 보조하기 위하여 동작할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 에너지컨트롤러(400)는 제1 통신모듈부(420)를 통하여 외부기기, 서버, 및 전력소비장치의 전력소비량을 측정하는 에너지미터링기(2000) 중 1 이상에 접속될 수 있다.
바람직하게는, 상기 에너지미터링기는 상기 에너지미터링기에 인접한 조명장치에 대해 직접적으로 조명을 공급할 수도 있다.
한편, 상기 사용량정보수집부(430)는 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부(300)에 연결되지 않은 전력선에 관한 전력 사용량 정보를 수신한다.
구체적으로, 상기 사용량정보수집부(430)는 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부(300)에 연결되지 않은 전력선 중, 1 이상의 전력선 혹은 상기 전력선에 연결된 1 이상의 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신한다.
이와 같은 통합전열제어부접속부(410) 및 상기 사용량정보수집부(430)에 의하여 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 전력선 전체에 대해서 미터링 정보를 수집할 수 있다. 한편, 상기 사용량정보수집부(430)는 정보에 대한 수신뿐만 아니라 명령신호에 대한 송신을 수행할 수도 있다.
또한, 상기 전력 소비 제어부(440)는 상기 통합전열제어부(300)에 구비된 상기 통합전열제어부(300)에 연결된 전력선을 제어하는 전력선 제어부(320); 상기 전력분배부(200)에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상; 및 상기 전력분배부(200)에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상에 연결되어 있는 전력소비장치 중, 1 이상에 대한 전력사용 제어를 수행한다.
이와 같은 전력 소비 제어부(440)는 상기 제1 통신모듈부(420), 상기 통합전열제어부접속부(410), 혹은 상기 사용량정보수집부(430)를 통하여 전력선 혹은 전력선에 연결되어 있는 전력소비장치에 명령 신호를 송수신함으로써 전력 사용에 대한 제어를 수행할 수 있다.
상기와 같이, 상기 에너지컨트롤러(400)는 직접적 혹은 간접적으로 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 개별적인 전력선 및 상기 전력선 중 하나에 연결되는 복수의 전력소비장치 중 하나의 개별적인 전력소비장치로부터 이들의 미터링 정보를 수신하거나 혹은 이들에게 제어신호를 송신할 수 있기 때문에, 본 발명의 분전반(1000)에서는 상기 에너지컨트롤러(400)를 통하여 통합적으로 에너지 사용을 관리할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 상기 제1 처리부(450)는 상기 에너지컨트롤러(400)의 작동을 제어하거나 혹은 상기 에너지컨트롤러(400)에서 데이터에 대한 가공 혹은 분석을 하는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 에너지미터링기(2000)는 상기 에너지컨트롤러접속부(2100), 제2 통신모듈부(2200), 제2 처리부(2300), 및 조명접속부(2400)를 포함한다.
상기 에너지컨트롤러접속부(2100)는 상기 에너지미터링기(2000)를 상기 에너지컨트롤러(400)에 접속하는 역할을 수행한다. 이와 같은 접속은 유선적 접속 혹은 무선적 접속에 의하여 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 에너지컨트롤러접속부(2100)는 유선적 방식에 의하여 상기 에너지컨트롤러(400)에 접속되고, PLC (Power Line Communication), RS방식 통신, RS-485 (Recommend Standard number 485), TCP/IP 혹은 PSTN (Public Switched Telephone Network) 등의 통신규격에 따라서 에너지컨트롤러(400)와 데이터를 송수신함이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 에너지컨트롤러접속부(2100)는 상기 에너지컨트롤러(400)의 사용량정보수집부(430)에 UTP 케이블 형태로 접속됨이 바람직하다.
한편, 제2 통신모듈부(2200)는 상기 에너지컨트롤러(400)가 외부의 기기와 통신을 수행할 수 있도록 하는 모듈에 해당한다. 상기 제2 통신모듈부(2200)는 유선적 통신 및 무선적 통신 중 하나 혹은 모두를 구현할 수 있는 통신모듈에 해당한다.
상기 유선적 통신으로는 PLC (Power Line Communication), RS방식 통신, RS-485 (Recommend Standard number 485), TCP/IP 혹은 PSTN (Public Switched Telephone Network) 등의 통신방식이 사용될 수 있다.
상기 무선적 통신으로는, RF 통신 모듈, 블루투스(bluetooth) 통신 모듈, 지그비(zigbee) 통신 모듈, 적외선 통신 모듈, BLE(bluetooth low energy) 통신 모듈, 오디오 통신 모듈, LTE(long term evolution) 통신 모듈, 및 WiFi 통신 모듈, IrDA 기반의 적외선 통신 모듈, 무선 랜(WLAN), 와이브로(WiBro) 모듈, 무선 USB(Wireless USB) 모듈 등이 사용될 수 있다.
상기 제2 통신모듈부(2200)는 독립적으로 동작하거나 혹은 상기 에너지컨트롤러접속부(330), 상기 조명접속부(2400) 등의 동작을 보조하기 위하여 동작할 수도 있다.
한편, 상기 에너지미터링기(2000)는 1 이상의 개별적인 전력소비장치로부터 전력사용량 정보를 수신한다. 바람직하게는 상기 에너지미터링기(2000)는 상기 제2 통신모듈부(2200)를 통하여 전력소비장치로부터 무선 통신 방식, 바람직하게는 블루투스 통신, BLE 통신, 혹은 WIFI 통신에 의하여 전력소비장치로부터 전력 사용량 정보를 수신하고, 이와 같이 수신된 정보를 상기 에너지컨트롤러접속부(330)를 통하여 상기 에너지컨트롤러(400)에 송신한다.
혹은, 상기 에너지미터링기(2000)는 상기 에너지컨트롤러(400)로부터 1 이상의 개별 전력소비장치에 대한 제어명령신호를 수신하고, 상기 제2 통신모듈부(2200)를 통하여 상기 개별 전력소비장치에 제어명령신호를 송신할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 전력소비장치는 전력소비량을 측정할 수 있는 미터링콘센트임이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 전력소비장치는 외부와 무선통신을 수행할 수 있고, 전력사용량을 측정할 수 있으며, 대기전력을 차단할 수 있는 대기전력차단콘센트임이 바람직하다.
즉, 상기 사용량정보수집부(430)는 전력소비장치의 전력소비량을 측정하는 에너지미터링기(2000)와 유선적 혹은 무선적 통신으로 연결되어 있다.
한편, 상기 에너지미터링기(2000)에 의하여 전력소비량이 측정되는 전력소비장치는 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 복수의 전력선 중 상기 통합전열제어부(300)에 연결되지 않은 전력선 중 1 이상의 전력선으로부터 전력을 공급받는다. 이와 같은 구성으로 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력분배부(200)로부터 분기되는 전력선들에 대한 통합적인 정보 수집 및/또는 제어를 수행할 수 있다.
한편, 상기 제2 처리부(2300)는 상기 에너지미터링기(2000)의 작동을 제어하고, 혹은 필요에 따라 상기 에너지미터링기(2000)에 수신된 정보들을 분석 혹은 가공하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 상기 조명접속부(2400)는 상기 에너지미터링기(2000)에 구비됨으로써, 연결되어 있는 조명을 제어한다. 한편, 에너지미터링기(2000)는 유선적 통신 혹은 무선적 통신으로, 혹은 상기 제2 통신모듈부(2200)를 통하여 조명장치에 연결되어 있다. 이 경우, 상기 에너지미터링기(2000)는 조명장치에서의 전력 사용량 혹은 사용 정보들을 수신할 수 있고, 혹은 상기 에너지컨트롤러(400)로부터 수신된 조명제어명령을 조명장치에 전달함으로써 상기 에너지컨트롤러(400)가 조명장치를 제어하게끔 할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러(400)의 데이터 수집 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 통합전열제어부(300) 및 상기 에너지미터링기(2000)에 접속되어 있다. 따라서, 상기 전력분배부(200)로부터 분기되는 전력선 중 통합전열제어부(300)를 통과한 전력선 및 상기 통합전열제어부(300)를 통과하지 않고 전력소비장치에 연결된 전력선 혹은 상기 전력소비장치 각각에서 소비되는 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
또한, 상기 에너지미터링기(2000)는 상기 전력분배부(200)로부터 분기되는 전력선 중 통합전열제어부(300)를 통과한 전력선 및 상기 통합전열제어부(300)를 통과하지 않고 전력소비장치에 연결된 전력선 혹은 상기 전력소비장치에 대해서 제어를 수행할 수도 있다.
한편, 바람직하게는 상기 전력분배부(200)로부터 분기되는 전력선 중 통합전열제어부(300)를 통과하지 않는 전력선에 의하여 연결되는 전력소비장치는 상기 에너지미터링기(2000)와 무선적 통신을 수행함으로써 데이터를 송수신함이 바람직하다. 이와 같은 전력소비장치는 콘센트뿐만 아니라 조명, 보일러, 난방시설, 홈 네트워크 단말기, 보안시설, 가전제품 등과 같이 직접적으로 전력을 소비하는 장치뿐만 아니라 다른 전자장치로 전력을 공급함으로써 전력을 소비하는 장치를 모두 포함하고, 바람직하게는 전력소비량을 측정할 수 있는 미터링콘센트임이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 전력소비장치는 외부와 무선통신을 수행할 수 있고, 전력사용량을 측정할 수 있으며, 대기전력을 차단할 수 있는 대기전력차단콘센트임이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의하여 상기 에너지컨트롤러(400)는 전력분배부(200)로부터 분기되는 전력선 전체에 대해서 정보를 수집하거나 제어명령을 송신할 수 있다. 바람직하게는 상기 에너지컨트롤러(400)는 통합전열제어부(300)를 통과하는 전력선에 대해서는 전력선 단위로 미터링 및/또는 제어를 수행할 수 있고, 상기 통합전열제어부(300)를 통과하지 않는 전력선에 대해서는 개별 전력소비장치 단위로 보다 세부적으로 정보를 수집하거나 제어명령을 송수신할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력분배부(200)로부터 전력선1, 전력선2, 전력선3이 분기되고, 이중 전력선 1은 통합전열제어부(300)의 통과 없이 전력소비장치1, 전력소비장치2, 전력소비장치3에 연결되는 경우에, 상기 에너지컨트롤러(400)는 전력선 1에 대해서는 전력소비장치 단위로 미터링 및/또는 제어를 수행할 수 있고, 전력선 2, 3에 대해서는 전력선 단위로 미터링 및/또는 제어를 수행할 수 있다.
즉, 상세하게 미터링 및/또는 제어가 수행되어야 하는 전력소비장치의 경우 상기 통합전열제어부(300)를 통과하지 않는 전력선에 연결을 하고, 전력선 단위로 미터링/또는 제어가 수행되어도 충분한 전력소비장치의 경우에는 상기 통합전열제어부(300)를 통과시킨 전력선에 연결한다.
또한, 이와 같은 구성에 의하면 상기 통합전열제어부(300)를 통과한 하나의 전력선에 연결된 복수의 개별적인 전력소비장치에서의 사용량 등에 대한 정보를 수집할 수 있다.
예를 들어, 상기 통합전열제어부(300)를 통과한 전력선 1에 방1조명, 콘센트 1가 연결되어 있다고 가정시, 상기 방1조명에 대한 전력 사용량 정보를 상기 에너지미터링기(2000)가 수신하여 에너지컨트롤러(400)에 송신하고, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력선 1에서의 전력 사용량 총량으로부터 상기 방1조명에서의 전력 사용량 정보를 제외함으로써, 상기 콘센트 1에 대한 개별적인 전력 사용량 정보를 획득할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러(400)의 외부 접속 형태들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 에너지미터링기(2000) 및 상기 통합전열제어부(300)에 접속함으로써 이들과 데이터송수신을 수행할 수 있다. 한편, 상기 에너지컨트롤러(400)는 외부기기에 연결될 수 있고, 상기 외부기기(3000)는 서버(4000)에 연결될 수 있다. 이와 같은 방식으로 각각의 상기 에너지컨트롤러(400)에서 수집된 정보는 서버에서 수집되어 서버에서 이들 정보에 대한 머신러닝, 패턴추출, 사용량 계산 등의 가공처리 등이 수행될 수 있다.
도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 에너지미터링기(2000) 및 상기 통합전열제어부(300)에 접속함으로써 이들과 데이터송수신을 수행할 수 있다. 한편, 상기 에너지컨트롤러(400)는 서버(4000)에 연결될 수 있고, 상기 서버는 외부기기(3000)에 연결될 수 있다. 이와 같은 방식으로 각각의 상기 에너지컨트롤러(400)에서 수집된 정보는 서버에서 수집되어 서버에서 이들 정보에 대한 머신러닝, 패턴추출, 사용량 계산 등의 가공처리 등이 수행되고 이와 같은 정보가 외부기기들에 전달될 수 있다.
한편, 상기 외부기기는 계량기, 홈 네트워크 단말기(월 패드), 컴퓨팅 장치, 모바일장치, 사용자단말기 등이 될 수 있고, 상기 서버는 바람직하게는 클라우드 서버에 해당한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반(1000)을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 에너지 관리 시스템은 분전반(1000) 및 에너지미터링기(2000)를 포함하는 에너지 관리 시스템으로서, 상기 분전반(1000)은, 외부로부터 전력을 공급받는 세대전원인입부(100); 상기 세대전원인입부(100)로부터 공급받은 전력을 복수의 전력선으로 분배하는 전력분배부(200); 상기 전력분배부(200)에서 분기하는 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선이 연결되어 있는 통합전열제어부(300); 및 상기 통합전열제어부(300) 및 상기 에너지미터링기(2000)에 전기적으로 접속되어 있는 에너지컨트롤러(400);를 포함하고, 상기 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선은 상기 통합전열제어부(300)를 통하여 전력소비장치에 연결된다.
도 9 내지 도 13에 대하여는, 상기 분전반(1000) 및 상기 에너지미터링기(2000)에 대한 설명은 상기 도 1 내지 도 8 및 이에 대한 발명의 설명의 내용을 참조하고, 중복되는 내용 중 일부에 대해서는 편의상 생략하기로 한다. 도 9 내지 도 13에 도시된 에너지 관리 시스템은 본 발명의 에너지 관리 시스템에 따른 일 실시예에 해당할 뿐, 본 발명의 에너지 관리 시스템은 이에 한정되지 않고, 다양한 균등물 및 치환물을 포함한다고 할 것이다.
상기 에너지미터링기(2000)는 상기 전력분배부(200)에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부(300)에 연결되지 않은 전력선 중, 1 이상의 전력선 혹은 상기 전력선에 연결된 1 이상의 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
도 9에서는 상기 에너지미터링기(2000)는 전력분배부(200)에서 분기되는 전력선 중 전력선 1에 연결된 미터링콘센트(500)에 연결되어 있다.
도 9에서는 상기 전력선 1로부터 전력을 공급받는 미터링콘센트(500)에서의 전력 사용량이 상기 에너지미터링기(2000)를 통하여 상기 에너지컨트롤러(400)로 전송될 수 있다.
또한, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 에너지미터링기(2000)를 통하여 상기 미터링콘센트(500)에 대하여 전력공급차단 혹은 대기전력모드 전환 등의 제어 명령을 송신할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 통합전열제어부(300)는, 상기 통합전열제어부(300)에 연결된 전력선 중 1 이상에 대하여 각각 전력 사용량 정보를 미터링하는 전력미터링부(310); 및 상기 에너지컨트롤러(400)와 데이터의 송신 혹은 수신 혹은 송신과 수신을 수행하는 에너지컨트롤러접속부(330);를 포함하고, 상기 에너지컨트롤러(400)는, 상기 통합전열제어부(300)의 상기 전력미터링부(310)에 의하여 미터링된 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
이와 같은 구성에서 결과적으로 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력선 5 내지 8 에 대해서는 전력선 단위의 전력 사용량 정보를 수신할 수 있고, 상기 전력성 1 내지 4에 대해서는 전력선 단위 혹은 상기 전력선으로부터 전원을 공급받는 1 이상의 개별적인 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신할 수 있다.
한편, 상기 전력선 2 내지 4는 각각 공간 2 내지 4에 연결되어 있고, 상기 공간은 방일 수 있다. 예를 들어 공간 1은 거실에 해당하고, 공간 2는 방 1, 공간 3은 방2, 공간 4는 방 3일 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 에너지컨트롤러(400)는, 상기 통합전열제어부(300)에 구비된 상기 통합전열제어부(300)에 연결된 전력선을 제어하는 전력선 제어부(320); 상기 전력분배부(200)에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상; 및 상기 전력분배부(200)에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상에 연결되어 있는 전력소비장치 중, 1 이상에 대한 전력사용 제어를 수행하는 전력 소비 제어부(440)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성으로 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 전력선 5 내지 8 에 대해서는 전력선 단위의 제어를 수행할 수 있고, 상기 전력성 1 내지 4에 대해서는 전력선 단위 혹은 상기 전력선으로부터 전원을 공급받는 1 이상의 개별적인 전력소비장치 단위로 제어를 수행할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 에너지컨트롤러(400)는, 외부와 유선적 혹은 무선적으로 통신을 수행할 수 있는 제1 통신모듈부(420)를 더 포함하고, 상기 에너지컨트롤러(400)는 제1 통신모듈부(420)를 통하여 통합전열제어부(300), 외부기기, 서버, 및 상기 에너지미터링기(2000) 중 1 이상에 접속될 수 있다. 즉, 에너지컨트롤러(400)는 상기 제1 통신모듈부(420)를 이용하여 다른 컴포넌트들과 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 에너지미터링기(2000)에 의하여 전력 사용량 정보가 측정되는 상기 전력소비장치는 외부와 무선통신을 수행할 수 있고, 전력사용량을 측정할 수 있는 미터링콘센트(500)이고, 상기 에너지미터링기(2000)는 1 이상의 상기 미터링콘센트로부터 전력소비량에 대한 정보를 수신할 수 있다.
이와 가은 구성으로 상기 에너지컨트롤러(400)는 하나의 전력선에 연결되는 각각의 개별 전력소비장치의 사용량 등을 측정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반(1000)을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 전력분배부(200)를 통해 분기되는 2개의 전력선 중에 통합전열제어부(300)를 통과하는 전력선은 조명(3010) 및 콘센트(3010.1)에 연결되고, 통합전열제어부(300)를 통과하지 않는 전력선은 2개의 미터링콘센트에 연결된다.
이와 같은 구성에서, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 통합전열제어부(300)에 대해 미터링 및/또는 제어를 수행함으로써 결과적으로 상기 조명(3010) 및 콘센트(3010.1)에 대하여 미터링/제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 에너지미터링기(2000)에 대하여 미터링 및/또는 제어를 수행함으로써 상기 2개의 미터링콘센트(500)에 대하여 미터링 및/또는 제어를 수행할 수 있다.
또한 도 10에 도시된 바와 같이 상기 에너지미터링기(2000)는 조명접속부(2400)를 통하여 조명에 접속되어 있고, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 에너지미터링기(2000)를 통하여 상기 조명(3010)에 대해서도 미터링 및/또는 제어를 수행할 수도 있다. 이 경우, 상기 에너지컨트롤러는 콘센트(3010.1)에서의 전력량을 계산할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반(1000)을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전력분배부(200)를 통해 분기되는 4개의 전력선 중에 통합전열제어부(300)를 통과하는 3개의 전력선은 각각 첫번째 행의 3개의 콘센트(3020)로 이루어진 그룹, 두번째 행의 3개의 콘센트(3020)로 이루어진 그룹, 및 4개의 조명(3010)으로 이루어진 그룹에 연결되어, 각각 전력을 공급하는 구성이다.
한편, 이와 같은 구성에서, 상기 에너지컨트롤러(400)는 상기 통합전열제어부(300)에 대해 미터링 및/또는 제어를 수행함으로써 결과적으로 상기 각각 첫번째 행의 3개의 콘센트(3020)로 이루어진 그룹, 두번째 행의 3개의 콘센트(3020)로 이루어진 그룹, 및 4개의 조명(3010)으로 이루어진 그룹에 대하여 각각 미터링/제어를 수행할 수 있다.
한편, 전력분배부(200)를 통해 분기되는 4개의 전력선 중에 통합전열제어부(300)를 통과하지 않는 1개의 전력선은 4개의 미터링콘센트로 이루어진 그룹에 연결된다. 한편, 4개의 미터링콘센트(500)는 각각 상응하는 월패드(2010), 에너지미터링기(2000)와 무선적으로 데이터를 송신 혹은 수신 혹은 송수신을 수행할 수 있다. 도 11에서의 실시예에서는 상기 월패드(2010)가 에너지미터링기(2000)를 포함하거나 혹은 상기 월패드가 내부적인 컴포넌트의 조작을 통하여 에너지미터링기(2000)를 구현할 수 있다. 상기 월패드(2010) 및 에너지미터링기(2000)는 해당 공간 내의 공조장치, 혹은 난방장치 등과 통신하여 공조장치 혹은 난방장치를 제어할 수도 있다.
한편, 공간 1 내지 4는 각각 하기의 요소들을 가지고 있다.
-2개의 (일반) 콘센트 (공간 4는 없음)
-1개의 미터링콘센트
-1개의 에너지미터링기(2000)(혹은 월패드)
-1개의 조명 (및 조명제어부)
예를 들어, 공간 1에서는 미터링콘센트(500)는 상기 에너지컨트롤러(400) 및 상기 월패드(2010)를 통하여 미터링 및/또는 제어가 수행될 수 있다. 한편, 상기 월패드(2010)는 상기 조명제어부(3011)와 접속하여 조명의 동작을 제어할 수 있다.
이와 같은 공간 1에서 개별적인 에너지 제어 및 미터링이 중요한 기기에 대해서는 미터링콘센트(500)에 기기를 연결하고, 그렇지 않은 기기들은 2개의 일반 콘센트(3020)에 연결한다. 한편, 사용자는 에너지컨트롤러(400)를 통하여 상기 미터링콘센트(500)에 및 조명(3010)에 대하여 미터링 및/또는 제어를 수행할 수 있다.
한편, 공간 1 내지 4에 있어서 전체적인 전력 사용량에 대한 미터링 및/또는 제어는 상기 에너지컨트롤러(400)를 통하여 수행할 수 있다. 다만, 일반콘센트(3020), 및 조명(3010)에 대한 제어는 기본적으로 전력선 단위로 수행될 수 있다. 다만, 통합전열제어부(300)에 의하여 전력을 공급받는 기기 중 예외적으로 조명(3010)의 경우에는 월패드(2010) 혹은 에너지미터링기(2000)에 의하여 개별적으로 미터링 및/또는 제어를 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반(1000)을 포함하는 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12에 도시된 분전반(1000)은 APU(600)를 더 포함한다. 이와 같은 APU는 전력선이 전체적으로 누전차단이 된 경우, 비상전원으로부터 전원을 공급받아 비상등 혹은 조명라인에 대하여 전력을 공급하는 기능을 수행할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 전력분배부(200)로부터 분기되는 7개의 전력선 중 거실/침실2, 침실1/침실3, 주방으로의 전력선은 기타전열제어기를 통하지 않고 바로 전력소비장치인 대기전력차단콘센트에 연결된다.
한편, 전력분배부(200)로부터 분기되는 7개의 전력선 중 에어컨 x 3, 욘실 x 6, 냉장고/오븐으로의 전력선은 기타전열제어기를 통하여 일반상시콘센트에 연결이 되고, 조명으로의 전력선은 거실조명등, 주방조명등, 침실조명등, 일반조명등(보조등)에 대해 전력을 공급하게 된다.
한편, 상기 거실조명등, 주방조명등, 침실조명등, 일반조명등(보조등)의 조명제어부는 월패드, 에너지미터링기, 혹은 스위치 (혹은 무선 스위치)에 연결되어 있다. 바람직하게는, 상기 조명 장치들이 상기 월패드 혹은 에너지미터링기에 대해서는 RS-485 규격에 따른 통신으로 연결되어 있다.
에너지컨트롤러(400)는 상기 월패드, 에너지미터 등을 통하여 상기 거실조명등, 주방조명등, 침실조명등, 일반조명등(보조등)에 대한 미터링 및/또는 제어를 수행할 수 있다.
한편, 사용자는 자신의 단말기로 상기 월패드, 에너지미터, 에너지컨트롤러(400) 중 1 이상에 접속함으로써 세대내의 전력선 및 전력선으로부터 분기되는 개별 전력소비장치 혹은 그 전체에 대해 미터링 정보를 수신하거나 제어신호를 송신할 수 있다.
여기서 사용자 단말기는 스마트홈 콘트롤 디바이스, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC), 이동 전화기, 화상 전화기, 전자책 리더(e-book reader), 데스크 탑(desktop) PC, 랩탑(laptop) PC, 넷북(netbook) PC, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA), 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP), 엠피3 플레이어(mp3 player), 이동 의료 디바이스, 카메라, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일 예로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD), 전자 의류, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 혹은 스마트 워치(smart watch) 등이 될 수 있다.
도 13은 본 발명에 일 실시예에 따른 에너지컨트롤러(400)가 외부 장치와 접속된 구성을 도시하는 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이 상기 에너지컨트롤러(400)는 게이트웨이에 접속할 수 있고, 상기 게이트웨이는 계량기, 밸브제어기, 보일러, 월패드, 조명, 및 미터링 콘센트에 대하여 직접적 혹은 간접적으로 접속될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여 본 발명의 에너지컨트롤러(400)는 세대내의 전력 혹은 에너지 사용에 대한 정보를 수집하거나 혹은 제어신호를 송신할 수 있고, 또한 외부의 장치에 대해서도 확장적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에 대한 전력 사용량 정보를 수집할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에 대한 전력 제어 혹은 자동화 제어를 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에 대하여 통합적인 에너지 제어를 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 배선의 복잡도 및 시공난이도를 최소화하고 적은 비용으로 통합적인 에너지 제어 및 정보 수집을 할 수 있는 에너지 관리 시스템을 구축할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 개별적인 전력소비장치에서의 에너지 사용의 패턴에 대한 데이터를 수집할 수 있고, 이를 통하여 예측활용 혹은 지능형 에너지 관리를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분전반은 내부 릴레이 등의 복잡한 구조를 제거하고 보다 효율적인 구조로 개별적인 전력소비장치에 대한 미터링 및 제어를 수행할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 분전반 및 에너지미터링기를 포함하는 에너지 관리 시스템으로서,
    상기 분전반은,
    외부로부터 전력을 공급받는 세대전원인입부;
    상기 세대전원인입부로부터 공급받은 전력을 복수의 전력선으로 분배하는 전력분배부;
    상기 전력분배부에서 분기하는 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선이 연결되어 있는 통합전열제어부; 및
    상기 통합전열제어부에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 에너지미터링기와 데이터송수신을 수행할 수 있는 에너지컨트롤러;를 포함하고,
    상기 복수의 전력선 중 1 이상의 전력선은 상기 통합전열제어부를 통하여 전력소비장치에 연결되고,
    상기 에너지컨트롤러는,
    상기 통합전열제어부에서 미터링된, 상기 전력분배부에서 분기되는 복수의 전력선 중 상기 통합전열제어부에 연결된 상기 1 이상의 전력선의 전력 사용량 정보를 수신하는 통합전열제어부접속부; 및
    상기 전력분배부에서 분기되는 복수의 전력선 중, 상기 통합전열제어부에 연결되지 않은 전력선에 연결된 1 이상의 전력소비장치의 전력 사용량 정보를 수신하는 사용량정보수집부;를 포함하고,
    상기 에너지미터링기는 상기 분전반의 외부에 위치하고,
    상기 에너지미터링기는 무선 통신 방식으로 1 이상의 전력소비장치로부터 전력 사용량정보를 수신하고,
    상기 에너지컨트롤러의 상기 사용량정보수집부는, 상기 에너지미터링기로부터 상기 에너지미터링기가 수신한 상기 전력 사용량정보를 수신하는, 에너지 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력분배부는,
    상기 복수의 전력선 각각 혹은 상기 복수의 전력선 전체에 대해 차단을 수행할 수 있는 누전차단부; 및
    외부로 전력선을 출력하는 전력선출력부;를 포함하는 에너지 관리 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 통합전열제어부는,
    상기 통합전열제어부에 연결된 전력선 중 1 이상에 대하여 각각 전력 사용량 정보를 미터링하는 전력미터링부; 및
    상기 에너지컨트롤러와 데이터의 송신 혹은 수신 혹은 송신과 수신을 수행하는 에너지컨트롤러접속부;를 포함하는 에너지 관리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 에너지컨트롤러는,
    상기 통합전열제어부의 상기 전력미터링부에 의하여 미터링된 전력 사용량 정보를 수신하는, 에너지 관리 시스템.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 에너지컨트롤러는,
    상기 전력분배부에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상; 및 상기 전력분배부에 의하여 분기되는 복수의 전력선 중 1 이상에 연결되어 있는 전력소비장치 중, 1 이상에 대한 전력사용 제어를 수행하는 전력 소비 제어부를 더 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 에너지컨트롤러는,
    외부와 유선적 혹은 무선적으로 통신을 수행할 수 있는 제1 통신모듈부를 더 포함하고,
    상기 상기 에너지컨트롤러는 제1 통신모듈부를 통하여 외부기기, 서버, 및 전력소비장치의 전력소비량을 측정하는 에너지미터링기 중 1 이상에 접속될 수 있는, 에너지 관리 시스템.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 에너지미터링기에 의하여 전력소비량이 측정되는 전력소비장치는 외부와 무선통신을 수행할 수 있고, 전력사용량을 측정할 수 있는 미터링콘센트이고,
    상기 에너지미터링기는 1 이상의 상기 미터링콘센트로부터 전력소비량에 대한 정보를 수신하는, 에너지 관리 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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  15. 삭제
  16. 삭제
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