KR101766648B1 - Remote control and solar energy strage system using wireless resonant power transfer apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기존의 리튬이온 전지 이외에 액상 플로우(flow,liquid) 전지를 이용한 태양광 에너지 저장시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력회사의 전력망이 미치지 못하는 도서 지역 등에서 태양광으로 생산된 전력을 저장하는 착탈식 배터리와 근접된 군락지 끼리의 상호간 무선 에너지 충전을 유도하여 간편하게 기간 시설인 전력망을 구축할 수 있고 개별 집, 건물에서 에너지 부족을 무선 에너지 전송을 가능하게 하고 , 착탈식으로 구성하여 개별 가정간의 에너지 충전 용이 및 호환, 야외 또는 캠핑 현장에서 용이하게 이용 가능한 전지를 이용한 태양광 에너지 저장시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic energy storage system using a liquid, flow cell in addition to a conventional lithium ion battery. More particularly, the present invention relates to a photovoltaic The system is designed to be able to easily construct a power grid as a facility by inducing mutual wireless energy charging between adjacent batteries and close proximity to each other. And to a solar energy storage system using batteries that are readily available in an outdoor or camping environment.
전력 저장 기술은 전력 이용의 효율화, 전력 공급 시스템의 능력이나 신뢰성 향상, 시간에 따라 변동 폭이 큰 신재생 에너지의 도입 확대, 이동체의 에너지 회생 등 에너지 전체에 걸쳐 효율적 이용을 위해 중요한 기술이며 그 발전 가능성 및 사회적 기여에 대한 요구가 점점 증대되고 있다.Power storage technology is an important technology for efficient use of energy, such as efficient use of power, improvement of power supply system's ability and reliability, expansion of new and renewable energy with a large fluctuation over time, energy recovery of mobile body, There is a growing demand for possibilities and social contributions.
전력수급 안정화 및 신성장 동력인 에너지저장 산업육성을 위해 안전하고 대용량 에너지저장이 가능한 기술개발 사업을 본격적으로 추진할 필요가 발생하고 있다. In order to stabilize power supply and supply and foster the energy storage industry, which is a new growth engine, there is a need to start full-scale development of a technology for safe and large-energy storage.
에너지저장장치(이하 ESS, Energy Storage System)는 발전된 전력을 여러 가지 형태로 저장하였다가, 필요시 전력 형태로 변환하여 사용함으로써 에너지 이용률을 증대시키는 시스템이다.Energy Storage System (ESS) is a system that increases the energy utilization rate by storing the developed electric power in various forms and converting it into electric power form when necessary.
ESS는 크게 전력계통 수요관리용과 신재생에너지 출력안정화용 그리고 전력회사의 전력계통 주파수 조정용으로 이용된다.ESS is mainly used for power system demand management, stabilization of renewable energy output, and power company's power system frequency adjustment.
전력계통에 연계된 ESS는 경부하시 남는 전기를 저장하였다가, Peak부하시 저장된 전기를 사용하는 부하평준화(Load leveling 또는 Peak-Shifting 등)를 통해 전력계통 안정화와 효율화를 기여토록 사용된다.The ESS associated with the power system stores the remaining electricity at the light load and is used to contribute to the stabilization and efficiency of the power system through load leveling or peak-shifting using stored electricity at peak load.
태양광 및 풍력 등과 같이 출력변동이 심한 신재생에너지 전원출력은 ESS를 통해 고품질 전력으로 전환하여 전력계통의 안정성과 신뢰성을 향상시키도록 사용된다.Renewable energy power output, such as solar power and wind power, is used to improve the stability and reliability of the power system by switching to high quality power through ESS.
아래 표 1의 에너지 저장장치를 분류한 표이다.Table 1 shows energy storage devices in Table 1 below.
[표 1][Table 1]
이 중에서 플로우 전지는 에너지 저장시스템(ess, energy storage system)을 대용량화 해 원자력 등에서 발전된 전력 중 남는 전력을 저장하여 피크시간대에 활용할 수 있는 스마트그리드 전력저장시스템에 적극 활용할 수 있다. Among them, flow cells can be utilized in a smart grid power storage system that can store the remaining power of the power generated from nuclear power by utilizing a large capacity of energy storage system (ess, energy storage system) and utilize it in peak time.
특히 레독스플로우전지는 가수(假數)가 변화하는 금속이온을 가진 수용성 전해액을 탱크에 저장하고 그 전해액을 펌프로 셀이라고 불리는 부분에 보내어 충방전하는 전지로서 다음과 같은 특징이 있다.In particular, a redox flow battery is a battery that stores a water-soluble electrolytic solution having a metal ion with a variable number of tangent in a tank and sends the electrolytic solution to a portion called a cell by a pump to charge and discharge the battery.
- 전지의 반응이 바나듐 이온의 원자가 변화에 의존하기 때문에 수명이 김- Since the reaction of the cell depends on the valence change of the vanadium ion,
- 셀과 탱크부를 분리할 수 있어 설치 장소에 적합하게 제작 가능- It is possible to separate the cell and the tank part, so that it can be manufactured to the installation site
- 펌프, 냉각장치 등의 가동부분이 필요없기 때문에 온도 안정 유지- It keeps temperature stable because there is no need for moving part such as pump, cooling device
- stack설비의 바나듐 이온 멤브레인의 교환이 필요- Vanadium ion membrane of stack facility needs to be replaced.
한편 에너지관리시스템(이하 EMS, Energy Management System)은 정보통신(ICT) 기술과 제어 기술을 활용하여 상업용 빌딩, 사업장(공장), 주택 사회 인프라(전력망, 교통망) 등을 대상으로 에너지 흐름과 사용의 시각화 및 최적화를 위한 통합 에너지 관리 솔루션으로 정의된다. EMS를 통해 전력 등 에너지 사용량과 생산량을 모니터링하고, 에너지의 합리적 사용을 위해 설비 및 기기의 제어, 태양광 발전 등 신재생에너지나 에너지저장장치(ESS)를 제어 할 수 있다.Meanwhile, the Energy Management System (EMS) uses information and communication (ICT) technology and control technology to control energy flow and use of commercial buildings, business sites (factories), housing society infrastructure It is defined as an integrated energy management solution for visualization and optimization. EMS can be used to monitor energy use and production, such as electricity, and to control new and renewable energy and energy storage devices (ESS) such as facilities and equipment control, photovoltaic power generation, etc. for rational use of energy.
EMS는 에너지 사용을 계측하고 실시간으로 모니터링하여 제어하는 통합에너지관리 솔루션엔 EMS는 계측, 통신 및 시각화 장비 등 하드웨어와 데이터 집계, 분석 및 제어 등 소프트웨어 기술로 구성되어 있다.EMS is an integrated energy management solution that measures energy usage and monitors and controls it in real time. EMS is composed of software technology such as hardware, data aggregation, analysis and control such as measurement, communication and visualization equipment.
현재, 예비전력으로 사용하는 전지는 소용량으로 다량의 셀을 직렬 연결해 사용함에 따라 에너지 효율 감소와 잦은 고장으로 에너지 저장에 한계를 보여 왔고, 지구 온난화로 인해 전력사용량이 매년 증가하고 있어 정전사태 등을 예방하기 위해선 대용량 에너지저장 시스템이 반드시 필요한 상황이다.Currently, the batteries used as reserve power have a limitation in energy storage due to energy efficiency reduction and frequent failure due to the use of a small amount of cells connected in series with a small capacity. As the global warming increases the electric power consumption every year, In order to prevent this, a large-capacity energy storage system is indispensable.
에너지저장 시스템은 전력공급 안정화, 신재생에너지 확산 등의 부가가치를 창출하는 녹색에너지 분야의 핵심기술로 급격한 시장 확대가 예상되는 신산업 분야로, 전력피크 관리에 효과적인 수단이자 신성장동력산업으로서 중요성이 크게 부각되고 있다.The energy storage system is a core technology in the green energy sector that creates added value such as stabilization of power supply and diffusion of new and renewable energy. It is a new industry that is expected to expand rapidly. It is an effective means for power peak management and it is very important as a new growth engine industry. .
일반적인 기술로써 무선으로 전력을 송수신하는 방식으로 크게 3가지 방식이 있다. 첫째 전자기 유도 방식, 둘째 전자파 방식, 셋째 전자기 공명 방식이 있다. 전자기 유도 방식의 경우에는, 수 mm 내에서 비접촉 무선 전력전송의 높은 효율로 전력을 전달할 때 효과적이며, 전자파 발진 방식의 경우 수 mW급으로 수 m의 근거리에서 전력을 전달할 수 있으나, 전력이 너무 약하고 다른 무선기기에 간섭 등 노이즈의 영향을 줄 수 있기 때문에 그 실효성이 없다. 전자기 공명 방식의 경우는 다수의 알려진 실험에 의하여도 알 수 있듯이, 수 m까지 근거리로 전력을 전달이 가능하고 타 기기에 영향이 없어 많은 개발이 진행되고 있다As a general technique, there are three ways of transmitting and receiving power wirelessly. The first is the electromagnetic induction method, the second is the electromagnetic wave method, and the third is the electromagnetic resonance method. In the case of the electromagnetic induction method, it is effective when the electric power is transmitted at a high efficiency of the non-contact wireless power transmission within a few millimeters, and in the case of the electromagnetic wave oscillation method, the electric power can be transmitted at a few meters at a few mW. However, It is not effective because it may affect other wireless devices such as interference. In the case of the electromagnetic resonance method, as can be seen from a number of known experiments, it is possible to transmit electric power to a short distance up to a few meters,
그러나, 상술한 종래 장치를 적용하기에는 도서 지역 또는 산간 지역에서 태양광 패널로 충전시키는 저장장치가 효율이 높아야 하며, 각 가정에서 남아 도는 전력의 분배 과정이 원활해야하는 문제점이 있었다.However, in order to apply the above-described conventional apparatus, there is a problem that the storage device for charging the solar panel in the book area or the mountainous area must be high in efficiency, and the distribution process of power remaining in each household must be smooth.
또한 야외 활동이 증가하는 계절에 캠핑 등에서 개인휴대용 전자기기를 위한 배터리의 용량을 증가시키기 위한 많은 노력에도 불구하고, 사용자들은 더 오랜 시간 동안 더 많은 기능을 수행하기를 원하기 때문에 전자기기에 본래 장착된 배터리 이외에 외부 전원 공급 장치가 필요하지만 이에 대한 적절한 대응책이 없었다.Despite much efforts to increase the capacity of batteries for personal portable electronic devices in camping and other seasons when outdoor activities are increasing, users are eager to perform more functions for a longer period of time, In addition to the battery, an external power supply was needed, but there was no adequate countermeasure.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 무선충전 유도 장치를 통해 무선 충전 방식으로 태양광에너지 저장장치에 저장된 전력 에너지를 계통 연계하여 무선으로 분배하도록 유도할 수 있는 에너지 저장 장치를 이용한 태양광 에너지 저장시스템을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for wirelessly charging a solar energy storage device, And to provide a solar energy storage system using a storage device.
또한 본 발명은 배터리에 충전된 충전전력 등의 정보를 포함하는 전력 정보를 저장하고, 이를 근거로 전력이 많은 곳과 적은 곳을 그룹핑(grouping)하여 상호간 전력을 배분하거나 배분받을 수 있도록 제어하고 플로우 전지를 이용한 태양광 에너지 저장시스템을 제공하는 데 목적이 있다.In addition, the present invention stores power information including information such as a charging power charged in a battery, and controls the grouping of power and less power based on the power information to distribute or distribute mutual power, The present invention provides a solar energy storage system using a battery.
또한 본 발명은 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터와 분리되는 착탈식 전지 케이스 내부에 탈착 가능하게 장착된 에너지 저장 장치를 이용한 태양광 에너지 저장시스템을 제공하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a solar energy storage system using an energy storage device detachably mounted in a detachable battery case separate from a bidirectional DC / DC or DC / AC converter.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 태양광패널; 상기 태양광패널로부터 생성되는 전력을 저장하거나, 저장된 해당 전력을 계통부하로 방전시키는 태양광에너지 저장장치; 및 상기 태양광에너지 저장장치에 저장된 전력 에너지를 하기 태양광에너지 무선충전 유도 장치를 통해 주변에 계통 연계 시키도록 제어하는 제어 장치;를 포함하는 태양광에너지 계통연계 콘트롤러; 및 일정 거리 내의 타 태양광에너지 저장장치에 무선 충전 방식으로 상기 태양광에너지 저장장치에 저장된 전력 에너지를 계통 연계하여 분배하도록 유도하는 태양광에너지 무선충전 유도 장치;로 구성된다.In order to solve the above problems, the present invention provides a solar panel, A solar energy storage device that stores power generated from the solar panel or discharges the stored power to a system load; And a control device for controlling the power energy stored in the solar energy storage device to be systematically connected to the periphery through a solar energy energy charging induction device. And a photovoltaic energy charging device for guiding the power energy stored in the photovoltaic energy storage device to the other solar energy storage device within a certain distance in a systematic manner in a wireless charging manner.
상기 태양광에너지 저장장치는 입력 받은 전력을 저장하였다가, 태양전지에서 전력을 생산하지 않을 경우 또는 태양전지로부터 생산되는 전력보다 더 많은 양의 전력을 계통부하에서 필요로 할 경우, 배터리에 저장된 전력을 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터를 통해 계통부하로 방전하는 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터;를 더 포함한다.The solar energy storage device stores the input power, and when it does not produce power in the solar cell, or when it requires more power from the system load than the power produced from the solar cell, Directional DC / DC or DC / AC converter that discharges the power to the system load through a bidirectional DC / DC or DC / AC converter.
상기 태양광에너지 저장장치는 일반적인 리툼이온 전지 또는 플로우전지이다.The solar energy storage device is a general lithium ion battery or a flow battery.
상기 기존 태양광에너지 저장장치인 리튬이온 또는 플로우전지는 상기 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터와 분리되는 착탈식 전지이다.The lithium ion or flow cell, which is a conventional solar energy storage device, is a detachable battery which is separated from the bidirectional DC / DC or DC / AC converter.
상기 태양광에너지 무선충전 유도 장치는 도서 지역에서 밀집되어 형성된 마을의 중심 가옥에 설치되어, 주변 가옥으로 전력을 균등 분배 또는 차등 분배 할 수 있다.The photovoltaic energy wireless charging induction device is installed in the central house of a densely constructed village in a book area and can distribute or even distribute the electric power to surrounding houses.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 무선 충전 방식으로 태양광에너지 저장장치에 저장된 전력 에너지를 계통 연계하여 무선으로 분배하도록 유도할 수 있어 도서 지역이나 군락을 지어 모여 사는 마을에 적용하면 효율적인 전력 분배로 태양광이 전달 잘 되는 지역과 안되는 지역 간의 에너지 균형을 맞출 수 있다.According to the present invention as described above, the power energy stored in the solar energy storage device can be guided to be distributed in a systematic manner and wirelessly distributed in a wireless charging system. Thus, when applied to a village living in a book area or community, This can balance the energy balance between good and bad areas.
또한 본 발명은 배터리에 충전된 충전전력 등의 정보를 포함하는 전력 정보를 저장하고, 이를 근거로 전력이 많은 곳과 적은 곳을 그룹핑(grouping)하여 상호간 전력을 배분하거나 배분받을 수 있다.In addition, the present invention stores power information including information such as a charging power charged in a battery, and groups and distributes power to a large number of power sources or a small number of power sources based on the stored power information.
또한 본 발명은 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터와 분리되는 착탈식 전지 케이스 내부에 탈착 가능하게 장착되어 상기 전기에너지를 저장하는 배터리 모듈 케이스에 저장된 상기 전기에너지를 야외 또는 캠핑 현장에서 사용이 가능하다.In addition, the present invention can be used in an outdoor or camping site, wherein the electric energy stored in the battery module case, which is detachably mounted in a detachable battery case separate from the bidirectional DC / DC or DC / AC converter, .
도 1은 본 발명에 따라 기존 리튬이온 또는 플로우 전지를 이용한 태양광 에너지 저장시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 장치를 도서 지역에서 사용하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 무선 충전유도 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 착탈식 에너지 저장 배터리의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a solar energy storage system using an existing lithium ion or flow cell according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state where the apparatus of FIG. 1 is used in a book area.
3 is a diagram illustrating a configuration of a wireless charging device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a configuration of a removable energy storage battery according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that in the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. Further, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.
도 1은 본 발명에 따라 리튬이온 또는 플로우 전지를 이용한 태양광 에너지 저장시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 장치를 도서 지역에서 사용하는 모습을 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a view showing the overall structure of a solar energy storage system using a lithium ion or flow cell according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing a state where the apparatus of FIG. 1 is used in a book area.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 지붕의 태양광 패널(1)과 전기적으로 연결된 콘트롤러(31)와 에너지 저장시스템(ess, energy storage system;32)으로 플로우 배터리를 사용하여 종래의 2차 전지를 사용할 때 보다 주택 전체에 많은 양의 에너지를 저장하고 제공할 수 있고, 이하 저장된 플로우 배터리의 에너지를 계통 연계하여 무선으로 분배하도록 유도할 수 있어 도서 지역이나 군락을 지어 모여 사는 마을에 적용하면 효율적인 전력 분배로 태양광이 전달 잘 되는 지역과 안되는 지역 간의 에너지 균형을 맞출 수 있는 것에 대한 설명이 이어진다.As shown in FIG. 1, the present invention uses a flow battery as a
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 태양광패널(11); 상기 태양광패널(11)로부터 생성되는 전력을 저장하거나, 저장된 해당 전력을 계통부하로 방전시키는 태양광에너지 저장장치(121); 및 상기 태양광에너지 저장장치(121)에 저장된 전력 에너지를 하기 태양광에너지 무선충전 유도 장치(14)를 통해 주변에 계통 연계 시키도록 제어하는 제어 장치(122);를 포함하는 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12); 및 일정 거리 내의 타 태양광에너지 저장장치에 무선 충전 방식으로 상기 태양광에너지 저장장치에 저장된 전력 에너지를 계통 연계하여 분배하도록 유도하는 태양광에너지 무선충전 유도 장치(14);로 구성된다.As shown in FIG. 2, the present invention provides a
따라서, 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12) 내의 태양광에너지 저장장치(121)로부터 전력을 인출하고, 수요 전력에 따라 계통부하에 전력을 공급할 수 있다. 이를 위해 태양광에너지 저장장치(121)는 태양광패널로부터 생성되는 전력을 저장하거나, 또는 저장된 해당 전력을 계통부하로 방전시킬 수 있어 근접된 군락지의 경우 상호간 무선 충전을 유도하여 간편하게 기간 시설인 전력망을 구축할 수 있Therefore, power can be drawn out from the solar
또한 상기 태양광에너지 저장장치(121)는 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터를 통하여 입력 받은 전력을 저장하였다가, 태양광패널에서 전력을 생산하지 않을 경우 또는 태양광패널로부터 생산되는 전력보다 더 많은 양의 전력을 계통부하에서 필요로 할 경우, 배터리에 저장된 전력을 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터를 통해 계통부하로 방전함으로써, 안정된 전력공급을 가능하게 할 수 있다.Also, the solar
또한 상기 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터는 태양광패널에서 생성된 전력을 승압하여 승압직류전력을 출력하고, 인버터를 더 포함하여 상기 승압된 직류전력을 교류전력으로 스위칭하여 계통전력에 연계할 수도 있다.Further, the bidirectional DC / DC or DC / AC converter boosts the power generated by the solar panel to output boosted DC power, and further includes an inverter to switch the boosted DC power to AC power to be connected to the grid power It is possible.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 무선 충전유도 장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 착탈식 리튬이온 또는 플로우 배터리의 구성을 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view showing a configuration of a wireless charging induction device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view illustrating a configuration of a removable lithium ion or flow battery according to an embodiment of the present invention.
한편 도 3에 도시된 바와 같이 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12)는 상기 태양광에너지 저장장치(121)에 저장된 전력 에너지를 태양광에너지 무선충전 유도 장치를 통해 주변에 계통 연계 시키는 콘트롤러로서, 태양광패널(11)에서 생산된 전기를 상기 태양광에너지 저장장치에 충전하거나, 상기 태양광에너지 저장장치에 충전된 전원을 일정 부하측으로 공급되게 제어할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the solar energy
즉, 본 발명에 따른 무선충전 유도 장치(14)를 통해 태양광에너지 저장장치(121)에 저장된 전력 에너지를 계통 연계하여 무선으로 분배하도록 유도할 수 있어 도서 지역이나 군락을 지어 모여 사는 마을에 적용하면 효율적인 전력 분배로 태양광이 전달 잘 되는 지역과 안되는 지역 간의 에너지 균형을 맞출 수 있다.That is, the power energy stored in the solar
상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12)는 배터리에 충전된 충전전력 등의 정보를 포함하는 전력 정보를 저장하고, 이를 근거로 전력이 많은 곳과 적은 곳을 그룹핑(grouping)하여 상호간 전력을 배분하거나 배분받을 수 있도록 제어한다.The solar energy
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 태양광에너지 무선충전 유도 장치는 자기 공명 방식 등을 통하여 일정 거리 내의 충전 장치에 무선으로 충전을 유도하여, 특정 가정(100)에서 다른 가정들(102, 104...)로 전력을 균등하게 나누어 줄 수 있는 장치로서 도서 지역에서 밀집되어 형성된 마을의 중심 가옥에서 주변 가옥으로 전력을 균등 분배 또는 차등 분배 할 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the photovoltaic energy wireless charging device induces charging to a charging device within a certain distance wirelessly through a magnetic resonance method or the like, 102, 104 ...), which can distribute or even distribute electric power from the central house of the village, which is concentrated in the island area, to the surrounding houses.
또한 상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12)는 태양광패널이 계통과 분리된 경우, 발전된 전기에너지를 배터리에 충전하고, 또한, 상기 계통과 재연계된 경우, 상기 배터리에 충전한 전기에너지를 상기 계통에 공급함으로써, 지속적으로 발전하는 것이 가능해지고, 발전설비의 효율 및 이용률을 높일 수 있다.In addition, the solar energy
이 때, 상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12)는 태양광패널에서 발전된 전기에너지 및 상기 배터리에 충전된 전기에너지가, 상기 계통에 일정한 비율 또는 미리 입력받은 기 설정치로 공급되도록 제어한다.At this time, the solar energy
예를 들어, 상기 계통에 일정한 비율 또는 미리 입력받은 기 설정치로 공급하기 어려울 경우 상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12)는 획득된 전력 정보를 근거로 배터리에 충전된 충전전력 또는 외부의 상용전원 중 어느 하나를 전력공급원으로 선택하고, 상기 선택된 전력공급원을 통하여 부하 단말에 전력을 공급하도록 제어한다.For example, when it is difficult to supply the power to the system at a predetermined ratio or a previously set preset value, the solar energy
또는 사용자 내지 관리자는 별도의 단말을 통해 상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러에 접속하여 상기 태양광패널에서 발전된 전기에너지 및 상기 배터리에 충전된 전기에너지를 원격에서 관리할 수 있게 된다.Alternatively, the user or the manager can remotely manage the electric energy generated in the solar panel and the electric energy charged in the battery by connecting to the solar energy system connection controller through a separate terminal.
상기 별도의 단말은 넓은 의미의 단말을 의미하는 것으로, 휴대용 단말을 포함하는 개념일 수 있다. 예를 들어, 상기 별도의 단말은 PC(Personal Computer), 스마트 TV, 스마트 폰(Smart Phone), 휴대 단말기(Portable Terminal), 이동 단말기(Mobile Terminal), 노트북 컴퓨터, 와이브로(Wibro) 단말기 등과 같은 다양한 기기 또는 장치를 의미하는 것일 수 있다.The separate terminal means a terminal in a broad sense, and may be a concept including a portable terminal. For example, the separate terminal may be a variety of terminals such as a personal computer (PC), a smart TV, a smart phone, a portable terminal, a mobile terminal, a notebook computer, a wibro terminal, Device " or " device ".
예를 들어 상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12)는 "오후 1:00 ~ 2:00"라는 시간대에 상기 전력 계통에 대한 전력 사용량이 최대치(또는 피크치)에 도달한 경우, 상기 배터리에 충전된 충전전력을 상기 전력공급원으로 선택하는 것일 수 있다.For example, when the power consumption of the power system reaches a maximum value (or a peak value) in a time zone of "1:00 PM to 2:00 PM ", the solar energy
상기 전력 사용량이 최대치 또는 피크치에 도달하였는지에 대한 판단은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.The determination as to whether the power usage has reached a maximum value or a peak value may be performed in various manners.
예를 들어, 상기 전력 사용량이 기준 피크 전력 사용량을 초과한 경우, 상기 전력 사용량이 최대치 또는 피크치에 항상 도달한다고 판단될 수 있다.For example, when the power consumption exceeds the reference peak power consumption, it can be determined that the power consumption always reaches a maximum value or a peak value.
여기에서 상기 전력 사용량 등이 제공되는 기능과 관련된UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시할 수 있다.Here, a UI (User Interface) or a GUI (Graphic User Interface) related to the function for which the power consumption and the like are provided can be displayed.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12)에서 착탈식 플로우 저장장치(124)는 상기 제어 장치(122), 무선 충전 유도 장치(14), 양방향 DC/DC 컨버터 등과 분리되는 착탈식 전지 케이스 내부에 탈착 가능하게 장착되며, 상기 전기에너지를 저장하는 플로우 배터리 모듈 케이스는 폴리머 재질일 수 있다. 여기에서 상기 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터는 상기 제어장치(122)에 포함되는 것이 바람직하다.4, the removable
상기 플로우 배터리 모듈 케이스의 제조비용 측면에서 폴리머 재질은 알루미늄 재질에 비해 비용절감이 가능하다. 또는 다양한 색깔로 제작되어 소비자의 구매 욕구를 자극할 수 있고, 상측면에 휴대용 손잡이가 설치되어 외부로 이동 가능하여 전력이 필요한 가옥에 긴급 공급이 가능하다.In terms of manufacturing cost of the flow battery module case, the cost of the polymer material can be reduced as compared with that of the aluminum material. Or various colors to stimulate a consumer's desire to purchase, and a portable handle is provided on the upper side to move to the outside, thereby enabling urgent supply to a house requiring electric power.
또한, 상기 플로우 배터리 모듈 케이스에는 휴대용 손잡이 뿐만 아니라 배터리 모듈에 저장된 상기 전기에너지를 야외 또는 캠핑 현장에서 사용하기 위해 필요한 케이블을 수납하기 위해 상기 케이스 하판의 내부면에 부착된 케이블 포켓을 더 포함할 수 있다.The flow battery module case may further include not only a portable handle but also a cable pocket attached to an inner surface of the lower case plate to receive cables necessary for using the electric energy stored in the battery module in an outdoor or camping site have.
상술한 구성에 의하여 본 발명은 무선충전 유도 장치(14)를 통해 무선 충전 방식으로 태양광에너지 저장장치에 저장된 전력 에너지를 계통 연계하여 무선으로 분배하도록 유도할 수 있어 도서 지역이나 군락을 지어 모여 사는 마을에 적용하면 효율적인 전력 분배로 태양광이 전달 잘 되는 지역과 안되는 지역 간의 에너지 균형을 맞출 수 있다.According to the above-described configuration, the present invention can induce the power energy stored in the solar energy storage device to be distributed in a systematic manner and wirelessly distributed through a
또한 본 발명은 태양광에너지 계통연계 콘트롤러(12) 등의 제어를 통해 배터리에 충전된 충전전력 등의 정보를 포함하는 전력 정보를 저장하고, 이를 근거로 전력이 많은 곳과 적은 곳을 그룹핑(grouping)하여 상호간 전력을 배분하거나 배분받을 수 있다.In addition, the present invention stores power information including information such as charging power charged in a battery through the control of the solar energy
또한 본 발명은 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터와 분리되는 착탈식 전지 케이스 내부에 탈착 가능하게 장착되어 상기 전기에너지를 저장하는 배터리 모듈 케이스에 저장된 상기 전기에너지를 야외 또는 캠핑 현장에서 사용이 가능하다.In addition, the present invention can be used in an outdoor or camping site, wherein the electric energy stored in the battery module case, which is detachably mounted in a detachable battery case separate from the bidirectional DC / DC or DC / AC converter, .
본 명세서의 설명은 예시와 설명의 목적으로 제공되었고, 개시된 형태로 본 명세서를 포괄하거나 또는 제한함을 의도하는 것은 아니다. 많은 수정과 변형이 본 명세서의 범위와 정신으로부터 벗어남이 없이 해당 기술 분야에서 통상의 기술을 가진자들에게 자명할 것이다. 그 실시예가 본 명세서의 원리와 실제 어플리케이션을 가장 잘 설명하기 위하여, 그리고 해당 기술분야의 통상의 기술자들이 고려된 특정 용도에 적합한 것처럼 다양한 수정을 갖는 다양한 실시예에 대한 개시를 이해할 수 있게 하도록, 선택되었고 설명되었다.The description herein has been presented for purposes of illustration and description, and is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed. Many modifications and variations will be apparent to those of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of this disclosure. It is to be understood that the embodiments are chosen and described in order to best explain the principles of the invention and the practical application and to enable others of ordinary skill in the art to understand the disclosure of various embodiments with various modifications as are suited to the particular use contemplated And explained.
따라서 본 출원의 명세서를 설명하고, 이들의 실시예들을 참조하는 것에 의해, 수정 및 변형이 첨부된 청구항들에 정의된 개시의 범위를 벗어남 없이 가능하다는 점이 명백해질 것이다.It will thus be apparent that modifications and variations are possible without departing from the scope of the disclosure as defined in the appended claims, by describing the specification of the present application and by referring to the embodiments thereof.
이차 전지는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말한다. 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 "충전식 전지"(rechargeable battery)라는 명칭도 쓰인다.A secondary battery is a device that converts external electrical energy into a form of chemical energy, stores it, and generates electricity when it is needed. The term "rechargeable battery" also means that the battery can be recharged several times.
ESS 시장은 초기시장 단계이나, 신재생에너지 확산 및 고품질 전력수요 증가에 더불어 빠르게 성장하고 있으며 2012년 142억 달러를 시작으로 2020년 536억 달러, 2030년 1,300억 달러 규모로 성장할 것으로 예측된다.The ESS market is in the early stages of the market, but is expected to grow rapidly with the spread of renewable energy and high-quality electricity demand, and will grow from US $ 14.2 billion in 2012 to US $ 53.6 billion in 2020 and US $ 130 billion in 2030.
[그림 1][Figure 1]
분야별로는 2012년 비상전원용 105억 달러, 전력용 34억 달러, 가정용 3억 달러로 비상전원용이 전체 에너지저장장치 시장의 74%를 차지, 하지만 2015년에는 비상전원용 시장은 35%로 시장점유율이 크게 하락하고 전력용 시장이 162억 달러로 성장하여 전체 시장의 60%를 차지 할 전망이며 이는 ESS 단가하락 및 신재생에너지 보급 확대에 따른 전력용 수요가 급증에 따른 것으로 분석되고 있다.By sector, emergency power supply accounts for 74% of the total energy storage market in 2012, with emergency power supply of US $ 10.5 billion, power supply of US $ 3.4 billion, and household power of US $ 300 million. But by 2015, And the electric power market will grow to $ 16.2 billion, accounting for 60% of the total market. This is attributed to the surge in demand for electric power due to the decline in ESS unit price and expansion of new and renewable energy.
국내시장 현황은 현재 연구단계에서 설치되는 물량이 주도적이나, 공공기관을 중심으로 초기시장이 형성될 것으로 전망되며, 특히 2014년 정부의 제2차 에너지기본계획 발표에 따라 수요관리시장이 형성되고 풍력과 ESS 결합시 가중치 부여 제도가 시행되면서 ESS 수요가 급속히 늘 것으로 전망되고 있다.It is expected that the initial market will be formed mainly in the public sector, but the demand management market will be formed according to the announcement of the second energy basic plan of the government in 2014, And the weighting system is applied when ESS is combined, ESS demand is expected to increase rapidly.
기술현황은 리튬이차전지 제조기술을 제외하고는 에너지저장기술 전반에 걸쳐 선진국 대비 기술격차가 큰 상황. 리튬이차전지 제조기술은 2012년 기준으로 시장점유율 42.3%를 차지하여 일본 35.4%를 크게 앞서고 있는 상황이며, 원천기술 및 소재부분에서 일본기업 50~70% 수준으로 분석되고 있다.Except for lithium secondary battery manufacturing technology, there is a big technology gap compared to advanced countries in overall energy storage technology. Lithium secondary battery manufacturing technology accounted for 42.3% of the market share in 2012, surpassing Japan's 35.4%, and Japanese companies account for 50 ~ 70% of the original technology and materials.
11 : 태양광패널
12 : 태양광에너지 계통연계 콘트롤러
121 : 태양광에너지 저장장치
122 : 제어 장치
14 : 태양광에너지 무선충전 유도 장치11: Solar panel
12: Solar energy grid connection controller
121: Solar energy storage device
122: Control device
14: Photovoltaic energy wireless charging induction device
Claims (5)
상기 계통부하에 일정한 비율 또는 미리 입력받은 기 설정치로 공급하기 어려울 경우, 제어 장치를 통해 획득된 전력 정보를 근거로 이미 충전된 배터리 또는 외부의 상용전원 중 어느 하나를 전력공급원으로 선택하고, 상기 선택된 전력공급원을 통하여 부하 단말에 전력을 공급하도록 제어하며,
일정 시간대에 전력 계통에 대한 전력 사용량이 최대치에 도달한 경우, 제어 장치를 통해 상기 배터리에 충전된 충전전력을 상기 전력공급원으로 선택하는 태양광에너지 계통연계 콘트롤러;
일정 거리 내의 타 태양광에너지 저장장치에 무선 충전 방식으로 상기 태양광에너지 저장장치에 저장된 전력 에너지를 계통 연계하여 분배하도록 유도하기 위해, 도서 지역이나 군락을 지어 모여 사는 마을에서, 전력 사용량이 많은 곳과 적은 곳을 그룹핑(grouping)하여 도서 지역이나 군락 상호간 전력을 배분하거나 배분받도록 제어하거나,
도서 지역에서 밀집되어 형성된 마을의 중심 가옥에 설치되어, 주변 가옥으로 전력을 균등 분배 또는 차등 분배하도록 제어하는 태양광에너지 무선충전 유도 장치;
상기 태양광에너지 저장장치는 입력 받은 전력을 저장하였다가, 태양전지에서 전력을 생산하지 않을 경우 또는 태양전지로부터 생산되는 전력보다 더 많은 양의 전력을 계통부하에서 필요로 할 경우, 배터리에 저장된 전력을 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터를 통해 계통부하로 방전하는 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터;로 구성되고,
상기 태양광에너지 계통연계 콘트롤러는 일정 시간대에 상기 전력 계통에 대한 전력 사용량이 최대치에 도달한 경우, 상기 배터리에 충전된 충전전력을 상기 전력공급원으로 선택하고,
상기 전력 사용량이 일정 시간대에 기준 피크 전력 사용량을 초과한 경우, 상기 전력 사용량이 상기 일정 시간대에는 항상 최대치에 도달하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 시스템을 이용한 원격 제어 및 전송이 가능한 태양광 에너지 저장 시스템.Solar panels; A solar energy storage device that stores power generated from the solar panel or discharges the stored power to a system load; And a controller for controlling the power energy stored in the solar energy storage device to be systematically connected to the environment through a solar photovoltaic energy charging induction device. The electric energy generated in the solar panel and the battery The charged electric energy is supplied to the system at a predetermined ratio or at a predetermined preset value,
When it is difficult to supply power to the system load at a predetermined ratio or a pre-set preset value, either the already-charged battery or the external commercial power source is selected as the power source based on the power information obtained through the control device, Controls to supply power to the load terminal through a power supply source,
A solar energy system link controller for selecting the charge power charged in the battery through the control device as the power supply source when the power consumption for the power system reaches a maximum value in a predetermined time period;
In order to systematically distribute the power energy stored in the solar energy storage device by wireless charging method to another solar energy storage device within a certain distance, And a small number of groups to control distribution or allocation of electric power between book sites or communities,
A solar photovoltaic energy charging device installed in the center of a densely populated village in a book area to control the distribution of electricity to the surrounding houses or to distribute the power evenly;
The solar energy storage device stores the input power, and when it does not produce power in the solar cell, or when it requires more power from the system load than the power produced from the solar cell, Directional DC / DC or DC / AC converter for discharging the power to the system load via a bidirectional DC / DC or DC / AC converter,
Wherein the solar energy system grid controller selects the charging power charged in the battery as the power supply source when the power consumption for the power system reaches a maximum value in a predetermined time period,
Wherein the control unit determines that the power usage reaches a maximum value in a predetermined time period when the power usage exceeds a reference peak power consumption in a certain time period. Energy storage system.
상기 태양광에너지 저장장치는 리튬이온 또는 플로우전지인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 시스템을 이용한 원격 제어 및 전송이 가능한 태양광 에너지 저장 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the photovoltaic energy storage device is a lithium ion or a flow cell, and wherein the photovoltaic energy storage device is capable of remote control and transmission using the wireless power transmission / reception system.
상기 태양광에너지 저장장치는 양방향 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터와 분리되는 착탈식 전지인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 시스템을 이용한 원격 제어 및 전송이 가능한 태양광 에너지 저장 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the photovoltaic energy storage device is a removable battery separated from a bidirectional DC / DC or DC / AC converter.
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|---|---|---|---|
| KR1020160031684A KR101766648B1 (en) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | Remote control and solar energy strage system using wireless resonant power transfer apparatus |
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|---|---|---|---|
| KR1020160031684A KR101766648B1 (en) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | Remote control and solar energy strage system using wireless resonant power transfer apparatus |
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| KR1020160031684A KR101766648B1 (en) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | Remote control and solar energy strage system using wireless resonant power transfer apparatus |
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| KR (1) | KR101766648B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220370043A1 (en) * | 2019-03-19 | 2022-11-24 | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. | Wireless transducer charging for handheld ultrasound systems |
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2016
- 2016-03-16 KR KR1020160031684A patent/KR101766648B1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220370043A1 (en) * | 2019-03-19 | 2022-11-24 | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. | Wireless transducer charging for handheld ultrasound systems |
| US11903764B2 (en) * | 2019-03-19 | 2024-02-20 | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. | Wireless transducer charging for handheld ultrasound systems |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |