KR101825060B1 - 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템 및 운영 방법 - Google Patents
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Abstract
전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템 및 운영 방법이 개시된다. 주택마다 설치되며 태양광을 이용하여 전력을 생산하고, 상기 생산된 전력의 일부를 전력 수급 제어 서버(130)의 통제에 따라 인근 다른 주택으로 전송하거나 다른 주택으로부터 전력을 전송받고, 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 2개 이상의 주택별 태양광 전력 장치(110)와; 상기 주택별 태양광 전력 장치와 1:1로 맞대응되고 캘린더 어플리케이션(calendar application)에 기록된 사용자의 주택 부재 일정을 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 사용자 단말(120); 상기 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)로부터 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 실시간 수신하고, 상기 사용자 단말(120)로부터 주택 부재 일정을 실시간 수신하고, 상기 실시간 수신된 주택 부재 일정에 따라 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 산출하고, 상기 실시간 전력 생산 상황과, 실시간 전력 저장량, 실시간 전력 사용량 및 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 참고하여 주택별 태양광 전력 장치(110) 간 전력을 실시간으로 분배 제어하는 전력 수급 제어 서버(130)를 포함한다.
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템 및 운영 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템 및 운영 방법에 관한 것이다.
태양광 발전 시스템은 청정 에너지로서 점차 그 저변이 확대되어 가고 있다.
아직까지는 화력 발전이나 원자력 발전에 의한 상용 전원과 병행하여 운영되고 있으며, 전력 요금의 절감과 환경 보호의 차원에서 상당한 장점을 갖고 있다.
상용 전원의 전력과 태양광 발전 전력이 병용되는 시점에서 상용 전원의 전력보다는 태양광 발전 전력을 최대한 활용하는 것이 전력 요금의 절감에 상당한 영향을 끼치게 되므로, 전력의 사용에 대한 분배를 어떻게 제어할지가 하나의 관건이 될 수 있다.
전력 사용시 태양광 발전 전력을 최대한 사용하고 상용 전력 사용을 최소화하는 것이 가장 유리하지만, 가가호호마다 태양 전지의 용량, 날씨, 장기 출장이나 휴가로 인한 부재, 집집마다 서로 다른 전력 사용 패턴과 전력량 등으로 인해 전력 요금 절감을 최적화하는 것은 쉽지 않은 실정이다.
최근에는 주택 단지가 들어설 때 주택마다 태양광 발전 시스템이 개별적으로 갖추어지는 경우가 많은데, 어느 주택은 태양광 발전 전력만으로는 전력이 모자라는 경우도 있고 어느 주택은 태양광 발전 전력이 남아도는 경우도 있다.
예를 들면, 태양광 발전 전력으로 모자라는 주택에서는 상용 전력을 사용할 수밖에 없다. 월별로 살펴볼 때, 태양광 발전량보다 적게 전력을 사용하는 주택에서도 시간대별로 집중 사용 시간이 몰리는 경우에는 상용 전력을 사용할 수밖에 없다.
현재의 시스템에서는 각각의 주택이 각각 태양광 발전을 하고 각각 해당 주택에서 사용한다. 주택 단지 전체로 볼 때에는 태양광 발전의 수급 상황이 나쁘지 않더라도 집집마다 개별적으로 볼 때에는 태양광 발전의 수급 상황이 좋지 않아 상용 전력의 사용율이 높아지고 전력 요금도 많아지게 되는 문제점이 있다.
이에, 전력 요금을 최소화하기 위한 보다 획기적인 전력 수급 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템의 운영 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템은 주택마다 설치되며 태양광을 이용하여 전력을 생산하고, 상기 생산된 전력의 일부를 전력 수급 제어 서버의 통제에 따라 인근 다른 주택으로 전송하거나 다른 주택으로부터 전력을 전송받고, 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 전력 수급 제어 서버로 전송하는 2개 이상의 주택별 태양광 전력 장치와; 상기 주택별 태양광 전력 장치와 1:1로 맞대응되고 캘린더 어플리케이션(calendar application)에 기록된 사용자의 주택 부재 일정을 전력 수급 제어 서버로 전송하는 사용자 단말; 상기 각각의 주택별 태양광 전력 장치로부터 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 실시간 수신하고, 상기 사용자 단말로부터 주택 부재 일정을 실시간 수신하고, 상기 실시간 수신된 주택 부재 일정에 따라 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 산출하고, 상기 실시간 전력 생산 상황과, 실시간 전력 저장량, 실시간 전력 사용량 및 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 참고하여 주택별 태양광 전력 장치 간 전력을 실시간으로 분배 제어하는 전력 수급 제어 서버를 포함한다.
상술한 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템 및 운영 방법에 의하면, 인근 주택 간에 태양광 발전 전력을 서로 분배하여 사용할 수 있도록 구성됨으로써, 상용 전력의 사용을 최소화하여 전력 요금을 최적화하는 효과가 있다.
특히, 전력 수급 제어 서버에서 각 주택의 태양광 발전량, 태양광 전력 사용량을 실시간 모니터링하고 전력 사용 예상량을 실시간 예측하여 각 주택들의 전력 수급을 태양광 발전 전력으로 충당할 수 있도록 최적화하여 전력 발전/사용 효율을 최대한 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주택별 태양광 전력 장치의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 수급 제어 서버의 블록 구성도,
도면 4는 태양광 발전 감지 모듈의 제어 블록도,
도면 5는 전압 측정부의 제어 블록도,
도면 6은 전압측 로우 패스 필터의 제어 회로도,
도면 7은 전류 측정부의 제어 블록도,
도면 8은 전류측 로우 패스 필터의 제어 회로도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템의 운영 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주택별 태양광 전력 장치의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 수급 제어 서버의 블록 구성도,
도면 4는 태양광 발전 감지 모듈의 제어 블록도,
도면 5는 전압 측정부의 제어 블록도,
도면 6은 전압측 로우 패스 필터의 제어 회로도,
도면 7은 전류 측정부의 제어 블록도,
도면 8은 전류측 로우 패스 필터의 제어 회로도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템의 운영 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템(100)은 주택별 태양광 전력 장치(110), 사용자 단말(120) 및 전력 수급 제어 서버(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템은 도면 1에 도시한 바와 같이, 주택마다 설치되며 태양광을 이용하여 전력을 생산하고, 상기 생산된 전력의 일부를 전력 수급 제어 서버(130)의 통제에 따라 인근 다른 주택으로 전송하거나 다른 주택으로부터 전력을 전송받고, 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 2개 이상의 주택별 태양광 전력 장치(110)와; 상기 주택별 태양광 전력 장치와 1:1로 맞대응되고 캘린더 어플리케이션(calendar application)에 기록된 사용자의 주택 부재 일정을 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 사용자 단말(120); 상기 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)로부터 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 실시간 수신하고, 상기 사용자 단말(120)로부터 주택 부재 일정을 실시간 수신하고, 상기 실시간 수신된 주택 부재 일정에 따라 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 산출하고, 상기 실시간 전력 생산 상황과, 실시간 전력 저장량, 실시간 전력 사용량 및 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 참고하여 주택별 태양광 전력 장치(110) 간 전력을 실시간으로 분배 제어하는 전력 수급 제어 서버(130)를 포함한다.
전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템(100)은 주택 단지의 각 주택의 전력 수급 상황을 실시간 모니터링하고 예측하도록 구성된다.
전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템(100)은 각 주택에서 각각 태양광 발전을 하여 저장해 놓은 태양광 발전 전력을 태양광 발전 가능 시간대와 각 주택의 전력 수급 상황에 따라 각 주택에 분배하여 사용하도록 구성된다.
이에, 각 주택에서는 상용 전력의 사용을 최소화할 수 있으며, 주택 단지 내 전체 태양광 발전 전력의 범위 내에서 각 주택이 전력 수급을 해결할 수 있도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
주택별 태양광 전력 장치(110)는 주택마다 구비되며 태양광 발전을 수행하고 사용하는 데 이용된다.
주택별 태양광 전력 장치(110)는 주택에서 태양광을 이용하여 태양광 발전 전력을 생산하여 사용하고, 사용하고 남는 태양광 발전 전력 또는 사용 예정이 없는 태양광 발전 전력을 사설 전력 송수신망을 통해 인근 다른 주택의 주택별 태양광 전력 장치(110)로 송신하도록 구성될 수 있다.
반대로 주택별 태양광 전력 장치(110)는 태양광 발전 전력을 사용하는 데 모자라는 경우 인근 주택의 주택별 태양광 전력 장치(110)로부터 사설 전력 송수신망을 통해 태양광 발전 전력을 수신하여 사용하도록 구성될 수 있다.
하나의 주택 단지 내 주택들이 각자의 태양광 발전 전력을 서로 공유하고 분배하여 사용할 수 있도록 구성되어 상용 전원(10)의 전력 사용을 최소화하여 전력 요금을 절감하도록 구성될 수 있다.
이를 위해 주택별 태양광 전력 장치(110)는 해당 주택별 태양광 전력 장치(110)의 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 전력 수급 제어 서버(130)는 사설 전력 송수신망(130)으로 연결된 하나의 주택 단지 내지는 주택 그룹의 주택들의 태양광 발전 전력을 분배하여 전력 수급(공급 및 수요)을 제어하도록 구성될 수 있다.
사용자 단말(120)은 각 주택에 구비된 주택별 태양광 전력 장치(110)의 사용자의 단말이며, 여기서, 사용자는 그 주택의 상시 거주자이다.
사용자 단말(120)에는 캘린더 어플리케이션(calendar application)이 설치되도록 구성될 수 있다.
사용자 단말(120)에 설치된 캘린더 어플리케이션에는 사용자의 주택 거주 상황에 대해 기록될 수 있으며, 사용자가 장기 출장이나 해외 여행 등으로 인해 장기간 부재인 경우 그 주택 부재 일정을 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
이러한 주택 부재 일정은 실시간 전력 사용 예상량을 예측하여 산출하는 데 이용될 수 있다.
전력 수급 제어 서버(130)는 사설 전력 송수신망에 의해 연결된 주택들의 전력 수급 상황을 파악하고 이에 따라 전체 주택들의 태양광 발전 전력으로 전체 주택들의 전력 사용을 충당할 수 있도록 태양광 발전 전력을 상호 간에 공유하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
이를 위해 전력 수급 제어 서버(130)는 각 주택별 태양광 전력 장치(110)로부터 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 실시간 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 전력 수급 제어 서버(130)는 사용자 단말(120)로부터 주택 부재 일정을 실시간 수신하도록 구성될 수 있다.
전력 수급 제어 서버(130)는 앞서 수신된 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량과 주택 부재 일정을 이용하여 실시간 전력 사용 예상량을 산출하도록 구성될 수 있다. 실시간 전력 사용 예상량은 현재 그리고 가까운 몇 시간의 미래 또는 하루나 이틀 정도의 시간에 대한 사용 예상량이 될 수 있다. 이러한 실시간 전력 사용 예상량에 따라 전력 수급 제어 서버(130)가 현재 태양광 발전 전력의 실시간 전력 저장량이 실시간 전력 사용 예상량보다 남는 주택에서 모자라는 주택으로 송신하도록 제어할 수 있다.
좀 더 구체적으로는, 현재 태양광 발전 전력의 실시간 전력 저장량은 현재 태양광 발전 중인지 아니면 몇시간 후부터 태양광 발전이 가능한지, 실시간 전력 생산 용량이 얼마나 되는지 등을 고려하여 실시간 전력 저장 예상량이 산출될 수 있다.
여기서, 실시간 전력 저장 예상량은 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 그리고 현재 및 가까운 미래의 날씨 등이 고려되어 산출될 수 있다.
즉, 전력 수급 제어 서버(130)는 실시간 전력 저장 예상량과 실시간 전력 사용 예상량을 실시간 대비하여 현재 해당 주택의 태양광 발전 전력이 남는지 아니면 모자라는지 판단하도록 구성될 수 있다. 여기서, 실시간 전력 저장 예상량과 실시간 전력 사용 예상량은 현재로부터 6시간, 12시간, 18시간 또는 24시간과 같이 가까운 미래의 시간대로 구분되어 산출될 수 있다.
전력 수급 제어 서버(130)는 실시간 전력 저장 예상량과 실시간 전력 사용 예상량에 따라 각 주택의 주택별 태양광 전력 장치(110) 간 전력 송신 및 전력 수신을 실시간 제어하도록 구성될 수 있다.
주택 상호 간의 전력 송신과 전력 수신의 경우, 전력 수급 제어 서버(130)는 상호 간에 대해 태양광 발전 전력을 사용하는 대가인 태양광 발전 전력 사용 요금을 산출하여 상호 정산하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주택별 태양광 전력 장치의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주택별 태양광 전력 장치(110)는 태양광 발전 모듈(111a), 태양광 발전 감지 모듈(111b), 태양 전지 모듈(112a), 태양 전지 감지 모듈(112b), 전력 송신 모듈(113a), 전력 송신 감지 모듈(113b), 전력 수신 모듈(114a), 전력 수신 감지 모듈(114b), 인버터(inverter) 모듈(115), 스위치(switch) 모듈(116), 부하 전력량 감지 모듈(117), 스위칭 제어 모듈(118)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
태양광 발전 모듈(111a)은 태양광 발전을 수행하여 전력을 생산하도록 구성될 수 있다. 태양광 발전 모듈(111a)의 발전 용량, 날씨 등에 따라 발전량이 달라질 수 있다.
태양광 발전 감지 모듈(111b)은 태양광 발전 모듈(111a)에서 생산되는 전력의 전력량을 실시간 감지하여 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하도록 구성될 수 있다. 전력 수급 제어 서버(130)는 각 주택의 실시간 전력 생산 상황을 모니터링할 수 있으며, 각 주택의 태양광 발전 모듈(111a)의 발전 용량을 미리 등록해 놓도록 구성될 수 있다.
태양 전지 모듈(112a)은 태양광 발전 모듈(111a)에서 생산된 전력이 저장되고 출력될 수 있다. 태양 전지 모듈(112a)의 저장 용량은 주택마다 다를 수 있다.
태양 전지 감지 모듈(112b)은 태양 전지 모듈(112a)에 저장되는 전력의 전력량을 실시간 감지하여 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하도록 구성될 수 있다. 전력 수급 제어 서버(130)는 태양 전지 모듈(112a)의 저장량에 의해 각 주택의 실시간 전력 저장 예상량을 파악할 수 있다. 전력 수급 제어 서버(130)는 저장 용량을 미리 등록해 놓도록 구성될 수 있다.
전력 송신 모듈(113a)은 전력 수급 제어 서버(130)의 제어에 따라 태양 전지 모듈(112a)에 저장된 전력을 사설 전력 송수신망을 통해 인근 주택의 태양 전지 모듈(100)로 송신하도록 구성될 수 있다. 전력 수급 제어 서버(130)의 판단에 의해 어느 주택의 실시간 전력 저장 예상량이 실시간 전력 사용 예상량보다 많은 경우, 그 주택의 태양광 발전 전력을 실시간 전력 저장 예상량이 실시간 전력 사용 예상량보다 적은 다른 주택으로 송신하도록 제어할 수 있다. 여러 주택에서 하나의 주택으로 전력이 송신될 수도 있으며, 하나의 주택에서 여러 주택으로 전력이 송신될 수도 있고, 여러 주택에서 여러 주택으로 조금씩 나누어 분배될 수도 있다.
전력 송신 감지 모듈(113b)은 전력 송신 모듈(113a)에서 송신되는 전력의 전력량을 감지하여 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 송신 전력량 감지는 차후에 전력 요금을 그 이용한 주택의 사용자에게 부과하기 위한 것이다. 이러한 전력 요금은 상용 전력 요금보다는 싸게 책정될 수 있다.
전력 수신 모듈(114a)은 전력 수급 제어 서버(130)의 제어에 따라 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)에 저장된 전력을 사설 전력 송수신망을 통해 인근 주택으로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 전력 수급 제어 서버(130)의 판단에 의해 어느 주택의 태양광 발전 전력이 실시간 전력 저장 예상량이 실시간 전력 사용 예상량보다 적은 경우, 그 주택이 다른 주택으로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
전력 수신 감지 모듈(114b)은 전력 수신 모듈(114a)에서 수신되는 전력의 전력량을 감지하여 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하도록 구성될 수 있다. 전력을 수신한 주택의 사용자는 전력을 송신한 주택의 사용자에게 전력 요금을 지불할 수 있다.
인버터 모듈(115)은 태양 전지 모듈(112a)에서 출력되는 전력을 교류로 변환하여 출력하도록 구성될 수 있다. 인버터 모듈(115)에 의해 변환된 전력은 각 부하(20)에서 다시 직류로 변환되어 사용된다.
스위치 모듈(116)은 인버터 모듈(115)에 의해 출력되는 전력과 상용 전원(10)의 전력 중 어느 하나를 선택하여 부하(20)로 공급하도록 구성될 수 있다.
부하 전력량 감지 모듈(117)은 스위치 모듈(116)을 통해 부하(20)로 공급되는 전력의 전력량을 감지하여 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 전력 수급 제어 서버(130)가 소정 주택의 전력 사용 패턴과 전력 사용량을 통해 실시간 전력 사용 예상량을 산출하는 데 이용하기 위한 것이다.
스위칭 제어 모듈(118)은 인버터 모듈(115)에 의해 출력되는 전력 또는 상용 전원(10)으로부터 출력되는 전력 중 어느 하나를 소정의 알고리즘(algorithm)에 따라 자동으로 선택하여 스위치 모듈(116)을 제어하도록 구성될 수 있다. 기본적으로는 현재 태양 전지 모듈(112a)에 저장된 태양광 발전 전력량이 없거나 전력 수신 모듈(114a)을 통해 수신되는 전력이 감지되지 않을 때 상용 전원(10)의 전력으로 사용을 전환하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 수급 제어 서버의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 수급 제어 서버(130)는 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈(131), 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈(132), 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈(133), 주택 부재 일정 수신 모듈(134), 빅데이터 분석 모듈(135), 실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈(136), 전력 송수신 제어 모듈(137), 전력 송수신 요금 산출 모듈(138)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
상기 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈(131)은 태양광 발전 감지 모듈(111b)에 의해 실시간 제공되는 태양광 발전 모듈(111a)에서 생산되는 전력의 전력량을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다. 이는 실시간 전력 저장 예상량을 산출하는 데 이용될 수 있다.
실시간 전력 저장량 모니터링 모듈(132)은 태양 전지 감지 모듈(111b)에 의해 실시간 제공되는 태양 전지 모듈(111a)에 저장되는 전력의 전력량을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시간 전력 저장량 역시 실시간 전력 저장 예상량을 산출하는 데 이용될 수 있다.
실시간 전력 사용량 모니터링 모듈(133)은 부하 전력량 감지 모듈(117)에 의해 실시간 제공되는 부하(20)로 공급되는 전력의 전력량을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다. 태양광 발전 전력이든 상용 전력이든 한 주택의 모든 부하(20)에서 소모되는 전력의 전력량을 실시간 모니터링하며, 이는 실시간 전력 사용 예상량을 산출하는 데 이용될 수 있다.
주택 부재 일정 수신 모듈(134)은 사용자 단말(120)로부터 유무선 통신 네트워크를 통해 주택 부재 일정을 수신하도록 구성될 수 있다. 주택 부재 일정에 따라 3일, 1주일 또는 1달과 같은 장기간 동안 전력 사용이 평소와 달리 현저하게 줄어들 수 있으며, 이는 실시간 전력 사용 예상량에 큰 영향을 미칠 수 있다.
빅데이터 분석 모듈(135)은 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈(131)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈(132)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈(133)에서 실시간 모니터링되는 전력량을 소정 기간 단위로 빅데이터(big data) 분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서, 소정 기간은 주간/야간 시간대, 1일, 1주일, 1달, 1년, 그리고 계절별, 날씨별로 분석되어 해당 인자와 기간에 따라 어떠한 전력 생산 패턴, 전력 사용 패턴이 나타나는지 알 수 있다.
이러한 빅데이터 분석의 결과는 실시간 전력 저장 예상량과 실시간 전력 사용 예상량을 산출하는 데 이용될 수 있다.
실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈(136)은 현재로부터 소정 기간까지의 주택별 전력 공급/수요 상황을 예측하여 산출하도록 구성될 수 있다. 이 결과에 따라 전력의 공유/분배 등이 이루어질 수 있다. 현재로부터 1시간의 전력 수급 제어, 현재로부터 6시간의 전력 수급 제어, 현재로부터 12시간의 전력 수급 제어, 현재로부터 18시간의 전력 수급 제어, 현재로부터 24시간의 전력 수급 제어가 각각 수행될 수 있다.
실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈(136)은 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈(131)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈(132)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈(133)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 빅데이터 분석 모듈(135)에 의해 분석된 빅데이터 분석 결과 및 주택 부재 일정 수신 모듈(134)에서 수신되는 주택 부재 일정을 고려하여 실시간 주택별 전력 수급 상황을 산출하도록 구성될 수 있다.
전력 송수신 제어 모듈(137)은 실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈(136)에서 산출된 실시간 주택별 전력 수급 상황에 따라 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)가 태양광 발전 전력을 송신하거나 수신하도록 구성될 수 있다.
여기서, 전력 송수신 제어 모듈(137)은 1차적으로는 각 주택의 주택별 태양광 전력 장치(110)의 태양 전지 모듈(112a)의 전력을 각자 먼저 사용하고, 전력이 모자라는 경우 2차적으로 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로부터 전력을 수신하여 사용하고, 그래도 모자라는 경우 3차적으로 상용 전원(10)의 전력을 사용하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
전력 송수신 요금 산출 모듈(138)은 전력 송신 모듈(113a)에 의해 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로 송신되는 전력의 전력 송신 요금을 소정의 요율에 따라 산출하고, 전력 수신 모듈(114a)에 의해 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로부터 수신되는 전력의 전력 수신 요금을 소정의 요율에 따라 산출하도록 구성될 수 있다.
전력 송신 요금은 전력을 수신한 인근 주택의 사용자로부터 수취할 요금이며, 전력 수신 요금은 전력을 송신한 인근 주택의 사용자에게 지불할 요금이다.
전력 송수신 요금 실시간 통지 모듈(139)은 전력 송수신 요금 산출 모듈(138)에 의해 산출되는 전력 송신 요금 및 전력 수신 요금을 해당 사용자의 사용자 단말(120)로 실시간 통지하도록 구성될 수 있다. 전력 송수신 요금 실시간 통지 모듈(139)은 사용자별로 전력 송신 요금과 전력 수신 요금을 서로 상계하여 정산 처리하고 이를 통지하도록 구성될 수도 있다.
상기 태양광 발전 감지 모듈(111b)은 도면 4에 도시한 바와 같이, 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압을 측정하는 전압 측정부(200)와; 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전류를 측정하는 전류 측정부(202); 상기 전압 측정부(200)로부터 측정된 전압과 전류 측정부(202)로부터 측정된 전류를 이용하여 태양광 발전 모듈(111a)로부터 출력되는 전력량을 계산하는 MCU(204)(Micro Controller Unit); 및 상기 MCU(204)에 의해 계산된 전력량을 유·무선 통신을 통해 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 유·무선 송신부(206)를 포함한다.
상기 전압 측정부(200)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압을 측정하기 위해 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압을 소정 비율로 분배하는 직류 전압 분배부(208)와; 상기 직류 전압 분배부(208)로부터 출력되는 전압을 증폭하는 전압측 증폭부(210); 상기 전압측 증폭부(210)로부터 출력되는 고주파 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하는 전압측 로우 패스 필터(212)(Low Pass Filter); 상기 전압측 로우 패스 필터(212)로부터 출력되는 전압이 설정된 전압 레벨(Level)을 넘어섬을 방지하는 전압측 상한 전압 제한부(214); 및 상기 전압측 상한 전압 제한부(214)로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하는 전압측 A/D 변환부(216)로 이루어질 수 있다.
상기 MCU(204)는 전압측 A/D 변환부(216)로부터 출력된 디지털 신호를 전압 값으로 환산하고, 환산된 전압 값을 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압으로 보정한다.
상기 전압측 로우 패스 필터(212)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 일단이 전압측 증폭부(210)의 타단에 연결된 제1 저항(218)과; 일단이 제1 저항(218)의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프(226)의 비반전 입력 단자에 연결된 제2 저항(220); 한쪽 전극이 제1 저항(218)의 타단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 제1 오피 앰프(226)의 출력 단자에 연결된 제1 커패시터(222); 한쪽 전극이 제1 오피 앰프(226)의 비반전 입력 단자에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 제2 커패시터(224); 및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결된 제1 오피 앰프(226)로 구성되어, 상기 전압측 증폭부(210)로부터 출력되는 신호 중 
이상의 노이즈(Noise) 성분을 감쇄한다.
상기 전압측 상한 전압 제한부(214)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 애노드(Anode)단이 전압측 로우 패스 필터(212)의 출력단에 연결된 전압측 다이오드(252)(Diode)와, 플러스(+)극이 전압측 다이오드(252)의 캐소드(Cathode)단에 연결되고 마이너스(-)극이 접지된 전압측 바이어스(Bias) 전압 공급부(254)로 이루어져, 전압측 로우 패스 필터(212)로부터 출력된 전압이 전압측 바이어스 전압 공급부(254)로부터 출력된 전압에 0.7V를 더한 합산 전압을 넘어서지 않도록 한다.
상기 전류 측정부(202)는 도면 7에 도시한 바와 같이, 태양광 발전 모듈(111a)로부터 출력되는 전류를 감지한 다음, 감지된 전류를 전류량에 비례하는 전압으로 변환하는 전류 전압 변환부(228)와; 상기 전류 전압 변환부(228)로부터 출력되는 전압을 소정 이득으로 증폭하는 전류측 증폭부(230); 상기 전류측 증폭부(230)로부터 출력되는 고주파 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하는 전류측 로우 패스 필터(232); 상기 전류측 로우 패스 필터(232)로부터 출력되는 전압이 설정된 전압 레벨(Level)을 넘어섬을 방지하는 전류측 상한 전압 제한부(234); 및 상기 전류측 상한 전압 제한부(234)로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하는 전류측 A/D 변환부(236)로 이루어질 수 있다.
상기 MCU(204)는 전류측 A/D 변환부(236)로부터 출력된 디지털 신호를 이용하여 태양광 발전 모듈(111a)로부터 출력되는 전류값을 계산하고, 계산된 전류값과 전압값을 통해 도출된 전력량을 유·무선 송신부(206)를 통해 전력 수급 제어 서버(130)로 전송한다.
상기 전류측 로우 패스 필터(232)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 일단이 전류측 증폭부(230)의 타단에 연결된 제3 저항(238)과; 일단이 제3 저항(238)의 타단에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(250)의 비반전 입력 단자에 연결된 제4 저항(240); 한쪽 전극이 제3 저항(238)의 타단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 제2 오피 앰프(250)의 출력 단자에 연결된 제3 커패시터(242); 한쪽 전극이 제2 오피 앰프(250)의 비반전 입력 단자에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 제4 커패시터(244); 일단이 제2 오피 앰프(250)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 접지된 레퍼런스(Reference) 저항(246); 일단이 제2 오피 앰프(250)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(250)의 출력 단자에 연결된 게인(Gain) 저항(248);
및 상기 전류측 증폭부(230)로부터 출력되는 신호 중 
이상의 고주파 노이즈 성분을 감쇄하고, 상기 전류측 증폭부(230)로부터 출력되는 신호를 
배만큼 증폭하는 제2 오피 앰프(250)를 포함한다.
상기 전류측 상한 전압 제한부(234)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 애노드(Anode)단이 전류측 로우 패스 필터(232)의 출력단에 연결된 전류측 다이오드(256)(Diode)와, 플러스(+)극이 전류측 다이오드(256)의 캐소드(Cathode)단에 연결되고 마이너스(-)극이 접지된 전류측 바이어스(Bias) 전압 공급부(258)로 이루어져, 전류측 로우 패스 필터(232)로부터 출력된 전압이 전류측 바이어스 전압 공급부(258)로부터 출력된 전압에 0.7V를 더한 합산 전압을 넘어서지 않도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템의 운영 방법에 대한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 주택마다 구비되는 주택별 태양광 전력 장치(110)가 해당 주택에서 태양광을 이용하여 생산하는 전력의 생산량, 전력의 저장량, 부하의 전력 사용량을 실시간 감지하여 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 송신한다(S101).
다음으로, 사용자 단말(120)이 캘린더 어플리케이션(calendar application)에 기록된 사용자의 주택 부재 일정을 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 송신한다(S102).
다음으로, 전력 수급 제어 서버(130)가 주택별 태양광 전력 장치(110)로부터 전력의 생산량, 전력의 저장량, 부하의 전력 사용량을 실시간 수신하고 사용자 단말(120)로부터 주택 부재 일정을 실시간 수신한다(S103).
다음으로, 전력 수급 제어 서버(130)가 실시간 수신된 전력의 생산량, 전력의 저장량, 부하의 전력 사용량 및 주택 부재 일정에 따라 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 실시간 모니터링하고 실시간 전력 사용 예상량을 실시간 산출하여 모니터링한다(S104).
다음으로, 전력 수급 제어 서버(130)가 실시간 수신된 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량 및 실시간 산출된 실시간 전력 사용 예상량을 이용하여 주택별 태양광 전력 장치(110) 간 전력 송신 및 전력 수신을 실시간 제어한다(S105).
이때, 전력 수급 제어 서버(130)가 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 이용하여 소정 기간 단위로 빅데이터(big data) 분석을 수행하고, 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량, 빅데이터 분석 결과 및 주택 부재 일정에 따른 실시간 전력 사용 예상량을 고려하여 실시간 주택별 전력 수급 상황을 산출하고, 산출된 실시간 주택별 전력 수급 상황에 따라 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)가 1차적으로는 해당 주택별 태양광 전력 장치(110)의 태양 전지 모듈(112a)의 전력을 사용하고 2차적으로는 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로부터 전력을 수신하여 사용하고 3차적으로 상용 전원(10)의 전력을 사용하도록 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)의 전력 송수신을 실시간 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
다음으로, 전력 수급 제어 서버(130)의 제어에 따라 주택별 태양광 전력 장치(110)가 상호 간에 전력 송신 및 전력 수신을 수행한다(S106).
여기서, 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로 송신되는 전력의 전력 송신 요금을 소정의 요율에 따라 산출하고, 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로부터 수신되는 전력의 전력 수신 요금을 소정의 요율에 따라 산출하며, 산출된 전력 송신 요금 및 전력 수신 요금을 사용자 단말(120)로 실시간 통지하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 주택별 태양광 전력 장치(110)가 소정의 알고리즘에 따라 태양광 전력 또는 상용 전력 중 어느 하나를 부하(20)로 출력하여 사용한다(S107).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 주택별 태양광 전력 장치 111a: 태양광 발전 모듈
111b: 태양광 발전 감지 모듈 112a: 태양 전지 모듈
112b: 태양 전지 감지 모듈 113a: 전력 송신 모듈
113b: 전력 송신 감지 모듈 114a: 전력 수신 모듈
114b: 전력 수신 감지 모듈 115: 인버터 모듈
116: 스위치 모듈 117: 부하 전력량 감지 모듈
118: 스위칭 제어 모듈 120: 사용자 단말
130: 전력 수급 제어 서버
131: 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈
132: 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈
133: 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈
134: 주택 부재 일정 수신 모듈
135: 빅데이터 분석 모듈
136: 실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈
137: 전력 송수신 제어 모듈
138: 전력 송수신 요금 산출 모듈
200: 전압 측정부 202: 전류 측정부
204: MCU 206: 유·무선 송신부
208: 직류 전압 분배부 210: 전압측 증폭부
212: 전압측 로우 패스 필터 214: 전압측 상한 전압 제한부
216: 전압측 A/D 변환부 218: 제1 저항
220: 제2 저항 222: 제1 커패시터
224: 제2 커패시터 226: 제1 오피 앰프
228: 전류 전압 변환부 230: 전류측 증폭부
232: 전류측 로우 패스 필터 234: 전류측 상한 전압 제한부
236: 전류측 A/D 변환부 238: 제3 저항
240: 제4 저항 242: 제3 커패시터
244: 제4 커패시터 246: 레퍼런스 저항
248: 게인 저항 250: 제2 오피 앰프
252: 전압측 다이오드 254: 전압측 바이어스 전압 공급부
256: 전류측 다이오드 258: 전류측 바이어스 전압 공급부
111b: 태양광 발전 감지 모듈 112a: 태양 전지 모듈
112b: 태양 전지 감지 모듈 113a: 전력 송신 모듈
113b: 전력 송신 감지 모듈 114a: 전력 수신 모듈
114b: 전력 수신 감지 모듈 115: 인버터 모듈
116: 스위치 모듈 117: 부하 전력량 감지 모듈
118: 스위칭 제어 모듈 120: 사용자 단말
130: 전력 수급 제어 서버
131: 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈
132: 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈
133: 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈
134: 주택 부재 일정 수신 모듈
135: 빅데이터 분석 모듈
136: 실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈
137: 전력 송수신 제어 모듈
138: 전력 송수신 요금 산출 모듈
200: 전압 측정부 202: 전류 측정부
204: MCU 206: 유·무선 송신부
208: 직류 전압 분배부 210: 전압측 증폭부
212: 전압측 로우 패스 필터 214: 전압측 상한 전압 제한부
216: 전압측 A/D 변환부 218: 제1 저항
220: 제2 저항 222: 제1 커패시터
224: 제2 커패시터 226: 제1 오피 앰프
228: 전류 전압 변환부 230: 전류측 증폭부
232: 전류측 로우 패스 필터 234: 전류측 상한 전압 제한부
236: 전류측 A/D 변환부 238: 제3 저항
240: 제4 저항 242: 제3 커패시터
244: 제4 커패시터 246: 레퍼런스 저항
248: 게인 저항 250: 제2 오피 앰프
252: 전압측 다이오드 254: 전압측 바이어스 전압 공급부
256: 전류측 다이오드 258: 전류측 바이어스 전압 공급부
Claims (7)
- 주택마다 설치되며 태양광을 이용하여 전력을 생산하고, 상기 생산된 전력의 일부를 전력 수급 제어 서버(130)의 통제에 따라 인근 다른 주택으로 전송하거나 다른 주택으로부터 전력을 전송받고, 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 2개 이상의 주택별 태양광 전력 장치(110)와;
상기 주택별 태양광 전력 장치와 1:1로 맞대응되고 캘린더 어플리케이션(calendar application)에 기록된 사용자의 주택 부재 일정을 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 사용자 단말(120);
상기 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)로부터 실시간 전력 생산 상황, 실시간 전력 저장량 및 실시간 전력 사용량을 실시간 수신하고, 상기 사용자 단말(120)로부터 주택 부재 일정을 실시간 수신하고, 상기 실시간 수신된 주택 부재 일정에 따라 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 산출하고, 상기 실시간 전력 생산 상황과, 실시간 전력 저장량, 실시간 전력 사용량 및 각 주택별 실시간 전력 사용 예상량을 참고하여 주택별 태양광 전력 장치(110) 간 전력을 실시간으로 분배 제어하는 전력 수급 제어 서버(130)를 포함하고,
상기 주택별 태양광 전력 장치(110)는,
태양광 발전을 수행하여 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈(111a);
상기 태양광 발전 모듈(111a)에서 생산되는 전력의 전력량을 실시간 감지하여 상기 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하는 태양광 발전 감지 모듈(111b);
상기 태양광 발전 모듈(111a)에서 생산된 전력이 저장되고 출력되는 태양 전지 모듈(112a);
상기 태양 전지 모듈(112a)에 저장되는 전력의 전력량을 실시간 감지하여 상기 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하는 태양 전지 감지 모듈(112b);
상기 전력 수급 제어 서버(130)의 제어에 따라 상기 태양 전지 모듈(112a)에 저장된 전력을 인근 주택의 태양 전지 모듈(100)로 송신하는 전력 송신 모듈(113a);
상기 전력 송신 모듈(113a)에서 송신되는 전력의 전력량을 감지하여 상기 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하는 전력 송신 감지 모듈(113b);
상기 전력 수급 제어 서버(130)의 제어에 따라 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)에 저장된 전력을 인근 주택으로부터 수신하는 전력 수신 모듈(114a);
상기 전력 수신 모듈(114a)에서 수신되는 전력의 전력량을 감지하여 상기 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하는 전력 수신 감지 모듈(114b);
상기 태양 전지 모듈(112a)에서 출력되는 전력을 교류로 변환하여 출력하는 인버터(inverter) 모듈(115);
상기 인버터 모듈(115)에 의해 출력되는 전력과 상용 전원(10)의 전력 중 어느 하나를 선택하여 부하로 공급하는 스위치(switch) 모듈(116);
상기 스위치 모듈(116)을 통해 부하로 공급되는 전력의 전력량을 감지하여 상기 전력 수급 제어 서버(130)로 실시간 제공하는 부하 전력량 감지 모듈(117);
상기 인버터 모듈(115)에 의해 출력되는 전력 또는 상기 상용 전원(10)에 전력 중 어느 하나를 소정의 알고리즘(algorithm)에 따라 자동으로 선택하여 상기 스위치 모듈(116)을 제어하는 스위칭 제어 모듈(118)을 포함하도록 구성되고,
상기 태양광 발전 감지 모듈(111b)은 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압을 측정하는 전압 측정부(200)와,
태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전류를 측정하는 전류 측정부(202),
상기 전압 측정부(200)로부터 측정된 전압과 전류 측정부(202)로부터 측정된 전류를 이용하여 태양광 발전 모듈(111a)로부터 출력되는 전력량을 계산하는 MCU(204)(Micro Controller Unit),
및 상기 MCU(204)에 의해 계산된 전력량을 유·무선 통신을 통해 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하는 유·무선 송신부(206)를 포함하고,
상기 전압 측정부(200)는 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압을 측정하기 위해 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압을 소정 비율로 분배하는 직류 전압 분배부(208)와,
상기 직류 전압 분배부(208)로부터 출력되는 전압을 증폭하는 전압측 증폭부(210),
상기 전압측 증폭부(210)로부터 출력되는 고주파 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하는 전압측 로우 패스 필터(212)(Low Pass Filter),
상기 전압측 로우 패스 필터(212)로부터 출력되는 전압이 설정된 전압 레벨(Level)을 넘어섬을 방지하는 전압측 상한 전압 제한부(214),
및 상기 전압측 상한 전압 제한부(214)로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하는 전압측 A/D 변환부(216)로 이루어지며,
상기 MCU(204)는 전압측 A/D 변환부(216)로부터 출력된 디지털 신호를 전압 값으로 환산하고, 환산된 전압 값을 태양광 발전 모듈(111a)에서 출력되는 전압으로 보정하며,
상기 전류 측정부(202)는 태양광 발전 모듈(111a)로부터 출력되는 전류를 감지한 다음, 감지된 전류를 전류량에 비례하는 전압으로 변환하는 전류 전압 변환부(228)와,
상기 전류 전압 변환부(228)로부터 출력되는 전압을 소정 이득으로 증폭하는 전류측 증폭부(230),
상기 전류측 증폭부(230)로부터 출력되는 고주파 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하는 전류측 로우 패스 필터(232),
상기 전류측 로우 패스 필터(232)로부터 출력되는 전압이 설정된 전압 레벨(Level)을 넘어섬을 방지하는 전류측 상한 전압 제한부(234),
및 상기 전류측 상한 전압 제한부(234)로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하는 전류측 A/D 변환부(236)로 이루어지며,
상기 MCU(204)는 전류측 A/D 변환부(236)로부터 출력된 디지털 신호를 이용하여 태양광 발전 모듈(111a)로부터 출력되는 전류값을 계산하고, 계산된 전류값과 전압값을 통해 도출된 전력량을 유·무선 송신부(206)를 통해 전력 수급 제어 서버(130)로 전송하고,
상기 전력 수급 제어 서버(130)는,
상기 태양광 발전 감지 모듈(111b)에 의해 실시간 제공되는 상기 태양광 발전 모듈(111a)에서 생산되는 전력의 전력량을 실시간 모니터링하는 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈(131);
상기 태양 전지 감지 모듈(112b)에 의해 실시간 제공되는 상기 태양 전지 모듈(112a)에 저장되는 전력의 전력량을 실시간 모니터링하는 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈(132);
상기 부하 전력량 감지 모듈(117)에 의해 실시간 제공되는 부하(20)로 공급되는 전력의 전력량을 실시간 모니터링하는 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈(133);
상기 사용자 단말(120)로부터 주택 부재 일정을 수신하는 주택 부재 일정 수신 모듈(134);
상기 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈(131)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 상기 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈(132)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 상기 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈(133)에서 실시간 모니터링되는 전력량을 소정 기간 단위로 빅데이터(big data) 분석을 수행하는 빅데이터 분석 모듈(135);
상기 실시간 전력 생산 상황 모니터링 모듈(131)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 상기 실시간 전력 저장량 모니터링 모듈(132)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 상기 실시간 전력 사용량 모니터링 모듈(133)에서 실시간 모니터링되는 전력량, 상기 빅데이터 분석 모듈(135)에 의해 분석된 빅데이터 분석 결과 및 상기 주택 부재 일정 수신 모듈(134)에서 수신되는 주택 부재 일정을 고려하여 실시간 주택별 전력 수급 상황을 산출하는 실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈(136);
상기 실시간 주택별 전력 수급 상황 산출 모듈(136)에서 산출된 실시간 주택별 전력 수급 상황에 따라 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)가 1차적으로는 해당 주택별 태양광 전력 장치(110)의 태양 전지 모듈(112a)의 전력을 사용하고 2차적으로는 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로부터 전력을 수신하여 사용하고 3차적으로 상용 전원(10)의 전력을 사용하도록 상기 각각의 주택별 태양광 전력 장치(110)의 전력 송수신을 실시간 제어하는 전력 송수신 제어 모듈(137);
상기 전력 송신 모듈(113a)에 의해 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로 송신되는 전력의 전력 송신 요금을 소정의 요율에 따라 산출하고, 상기 전력 수신 모듈(114a)에 의해 인근 주택의 태양 전지 모듈(112a)로부터 수신되는 전력의 전력 수신 요금을 소정의 요율에 따라 산출하는 전력 송수신 요금 산출 모듈(138);
상기 전력 송수신 요금 산출 모듈(138)에 의해 산출되는 전력 송신 요금 및 전력 수신 요금을 상기 사용자 단말(120)로 실시간 통지하는 전력 송수신 요금 실시간 통지 모듈(139)을 포함하도록 구성되며,
상기 전압측 로우 패스 필터(212)는, 일단이 전압측 증폭부(210)의 타단에 연결된 제1 저항(218)과; 일단이 제1 저항(218)의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프(226)의 비반전 입력 단자에 연결된 제2 저항(220); 한쪽 전극이 제1 저항(218)의 타단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 제1 오피 앰프(226)의 출력 단자에 연결된 제1 커패시터(222); 한쪽 전극이 제1 오피 앰프(226)의 비반전 입력 단자에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 제2 커패시터(224); 및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결된 제1 오피 앰프(226)로 구성되어, 상기 전압측 증폭부(210)로부터 출력되는 신호 중이상의 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하고,
상기 전압측 상한 전압 제한부(214)는, 애노드(Anode)단이 전압측 로우 패스 필터(212)의 출력단에 연결된 전압측 다이오드(252)(Diode)와, 플러스(+)극이 전압측 다이오드(252)의 캐소드(Cathode)단에 연결되고 마이너스(-)극이 접지된 전압측 바이어스(Bias) 전압 공급부(254)로 이루어져, 전압측 로우 패스 필터(212)로부터 출력된 전압이 전압측 바이어스 전압 공급부(254)로부터 출력된 전압에 0.7V를 더한 합산 전압을 넘어서지 않도록 하며,
상기 전류측 로우 패스 필터(232)는, 일단이 전류측 증폭부(230)의 타단에 연결된 제3 저항(238)과; 일단이 제3 저항(238)의 타단에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(250)의 비반전 입력 단자에 연결된 제4 저항(240); 한쪽 전극이 제3 저항(238)의 타단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 제2 오피 앰프(250)의 출력 단자에 연결된 제3 커패시터(242); 한쪽 전극이 제2 오피 앰프(250)의 비반전 입력 단자에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지된 제4 커패시터(244); 일단이 제2 오피 앰프(250)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 접지된 레퍼런스(Reference) 저항(246); 일단이 제2 오피 앰프(250)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(250)의 출력 단자에 연결된 게인(Gain) 저항(248); 및 상기 전류측 증폭부(230)로부터 출력되는 신호 중이상의 고주파 노이즈 성분을 감쇄하고, 상기 전류측 증폭부(230)로부터 출력되는 신호를
배만큼 증폭하는 제2 오피 앰프(250)를 포함하고,
상기 전류측 상한 전압 제한부(234)는, 애노드(Anode)단이 전류측 로우 패스 필터(232)의 출력단에 연결된 전류측 다이오드(256)(Diode)와, 플러스(+)극이 전류측 다이오드(256)의 캐소드(Cathode)단에 연결되고 마이너스(-)극이 접지된 전류측 바이어스(Bias) 전압 공급부(258)로 이루어져, 전류측 로우 패스 필터(232)로부터 출력된 전압이 전류측 바이어스 전압 공급부(258)로부터 출력된 전압에 0.7V를 더한 합산 전압을 넘어서지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 요금을 절약하는 태양광 발전 시스템.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020046653A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Sean Walsh | Cryptocurrency processing center solar power distribution architecture |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005086953A (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | エネルギー需給制御方法及び装置 |
| JP2012060760A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Sekisui Chem Co Ltd | 地域内電力融通システム |
| KR101739738B1 (ko) * | 2017-02-21 | 2017-05-25 | (주)세명이앤씨 | 태양광 모듈의 접속반 감시 장치 |
| KR101739740B1 (ko) * | 2017-02-21 | 2017-05-25 | (주)세명이앤씨 | 태양광 모듈에 장착된 인버터 상태 감시 장치 |
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