KR101836118B1 - 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건물의 상측에 설치되어 풍향 및 풍속을 측정하는 풍향 풍속계; 상기 건물 주위의 대기 전계의 세기 및 뇌운의 위치를 감지하는 전계 센서; 및 상기 건물에 설치되는 태양광 발전기; 및 상기 태양광 발전기 및 상기 건물과의 원거리에서 발전하는 전력원과 연결되며 전기 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장부를 포함하고, 상기 태양광 발전기는, 태양으로부터 전달된 빛을 이용하여 발전하는 태양광 패널과, 상기 태양광 패널로부터 전달되는 직류를 교류로 변환시키는 인버터를 포함하고, 상기 에너지 저장부는, 내부에 수용 공간이 형성된 랙 케이스와, 상기 랙 케이스에 설치되어 진동을 감지하는 진동 센서와, 상기 수용 공간에 배치되며, 전기 에너지가 충전 및 방전되는 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀과 각각 연결되어 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 진단하는 배터리 관리부와, 상기 복수의 배터리 셀과 각각 연결되며, 상기 인버터 및 상기 전력원으로부터 전달되는 전력을 상기 복수의 배터리 셀에 저장하거나, 상기 복수의 배터리 셀의 전력을 외부 부하로 공급하는 전력 조절부와, 상기 진동 센서, 상기 풍향 풍속계 및 상기 전계 센서로부터 신호를 전달 받아, 상기 전력 조절부를 제어하는 파워 관리부를 포함하고, 차단 플레이트에 의해, 상기 랙 케이스의 내부공간은 하측에 배치되는 제1공간과 상기 제1공간의 상측에 배치되는 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간과 상기 제2공간은 상기 차단 플레이트에 형성된 연통구를 통해 서로 연결되며, 상기 제1공간에는 상기 전력 조절부와 상기 파워 관리부가 배치되고, 상기 제2공간에는 상기 배터리 관리부와 상기 복수의 배터리 셀이 배치되며, 상기 각 배터리 셀은 직사각형의 판형이며, 상기 각 배터리 셀의 넓은 면이 상기 랙 케이스 내부의 측면을 향하도록 배치되고, 상기 랙 케이스의 하면에는 상기 제1공간과 연통되는 공기 유입구가 형성되고, 상기 랙 케이스의 상측 후면에는 상기 제2공간과 연통되는 공기 유출구가 각각 형성되어, 상기 공기 유입구를 통해 상기 제1공간으로 유입되는 외부 공기는, 상기 각 배터리 셀에서 발생하는 열에 의해 상기 제2공간의 상기 각 배터리 셀의 사이를 통과하여 상기 공기 유출구로 배출되고, 상기 공기 유입구는 상기 랙 케이스 하면 후측에 배치되고, 상기 연통구는 상기 랙 케이스 내부 전방에 배치되며, 상기 파워 관리부는, 상기 전계 센서에서 측정된 대지 전계가 설정된 값 이하 범위일 때 상기 전력 조절부와 상기 전력원의 연결을 차단하고, 상기 전계 센서에서 측정된 대지 전계가 상기 설정된 값 이상일 때 상기 전력 조절부와 상기 인버터의 연결도 차단하는 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템을 제공한다.

Description

자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템{ENERGY STORAGE SYSTEM FOR PREVENTING NATURAL DISASTER}
본 발명은 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
지진, 태풍, 낙뢰, 해일 등의 자연 재해는 사람이 생명뿐 아니라 재산 등에 큰 피해를 준다.
예컨대, 지진은 도로, 수도, 철도 등의 산업인프라의 파괴와, 건물, 시설물 등을 파괴시킨다.
특히, 지진은 건물에 진동을 가하므로 건물에 배치되어 사용되는 각종 전기 제품들은 지진에 의해 혼촉, 서지 등의 비정상적인 전류 및 전압 등에 노출된다.
따라서, 지진이 발생하면, 각종 전기 제품은 고장이 나거나 합선에 의한 스파크 등은 건물 화재의 원인이 된다.
한편, 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)는 과잉 생산된 전력을 저장했다가 전력 부족이 발생하면 부하(load)로 송전을 하는 장치를 의미한다.
이러한 에너지 저장 시스템은 태양광, 풍력 등으로 신재생에너지를 생산할 때 출력을 안정화하는 것에 쓰이고 있다.
또한, 에너지 저장 시스템은 건물에 설치되어 경부하 시간대의 전력을 저장하였다가, 최대 부하 시간대에 전력을 사용하여 최대 부하 시간대의 부과되는 전력 요금을 절감하는데 사용될 수 있다.
그런데 이러한 에너지 저장 시스템은 원자력 발전시설, 화력 발전시설, 수력 발전시설, 조력 발전시설, 풍력 발전시설 등의 외부의 전력원 또는 태양광 발전기 등의 건물에 인접하여 설치되는 전력원 등과 연결되기 때문에, 자연 재해에 의해 발생할 수 있는 비정상적인 전압 또는 서지에 영향을 받기 쉽다는 문제점이 있다.
한편, 대한민국 공개특허 제2014-0023109호에서는 낙뢰로 인한 서지를 차단하는 인버터의 선로 차단장치를 개시하고 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 자연 재해를 감지하고, 사전에 전력을 차단하여 자연 재해 시 피해를 최소화 할 수 있는 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템을 제공한다.
본 발명의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템은, 건물의 상측에 설치되어 풍향 및 풍속을 측정하는 풍향 풍속계; 상기 건물 주위의 대기 전계의 세기 및 뇌운의 위치를 감지하는 전계 센서; 및 상기 건물에 설치되는 태양광 발전기; 및 상기 태양광 발전기 및 상기 건물과의 원거리에서 발전하는 전력원과 연결되며 전기 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장부를 포함하고, 상기 태양광 발전기는, 태양으로부터 전달된 빛을 이용하여 발전하는 태양광 패널과, 상기 태양광 패널로부터 전달되는 직류를 교류로 변환시키는 인버터를 포함하고, 상기 에너지 저장부는, 내부에 수용 공간이 형성된 랙 케이스와, 상기 랙 케이스에 설치되어 진동을 감지하는 진동 센서와, 상기 수용 공간에 배치되며, 전기 에너지가 충전 및 방전되는 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀과 각각 연결되어 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 진단하는 배터리 관리부와, 상기 복수의 배터리 셀과 각각 연결되며, 상기 인버터 및 상기 전력원으로부터 전달되는 전력을 상기 복수의 배터리 셀에 저장하거나, 상기 복수의 배터리 셀의 전력을 외부 부하로 공급하는 전력 조절부와, 상기 진동 센서, 상기 풍향 풍속계 및 상기 전계 센서로부터 신호를 전달 받아, 상기 전력 조절부를 제어하는 파워 관리부를 포함하고, 차단 플레이트에 의해, 상기 랙 케이스의 내부공간은 하측에 배치되는 제1공간과 상기 제1공간의 상측에 배치되는 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간과 상기 제2공간은 상기 차단 플레이트에 형성된 연통구를 통해 서로 연결되며, 상기 제1공간에는 상기 전력 조절부와 상기 파워 관리부가 배치되고, 상기 제2공간에는 상기 배터리 관리부와 상기 복수의 배터리 셀이 배치되며, 상기 각 배터리 셀은 직사각형의 판형이며, 상기 각 배터리 셀의 넓은 면이 상기 랙 케이스 내부의 측면을 향하도록 배치되고, 상기 랙 케이스의 하면에는 상기 제1공간과 연통되는 공기 유입구가 형성되고, 상기 랙 케이스의 상측 후면에는 상기 제2공간과 연통되는 공기 유출구가 각각 형성되어, 상기 공기 유입구를 통해 상기 제1공간으로 유입되는 외부 공기는, 상기 각 배터리 셀에서 발생하는 열에 의해 상기 제2공간의 상기 각 배터리 셀의 사이를 통과하여 상기 공기 유출구로 배출되고, 상기 공기 유입구는 상기 랙 케이스 하면 후측에 배치되고, 상기 연통구는 상기 랙 케이스 내부 전방에 배치되며, 상기 파워 관리부는, 상기 전계 센서에서 측정된 대지 전계가 설정된 값 이하 범위일 때 상기 전력 조절부와 상기 전력원의 연결을 차단하고, 상기 전계 센서에서 측정된 대지 전계가 상기 설정된 값 이상일 때 상기 전력 조절부와 상기 인버터의 연결도 차단한다.
상기 파워 관리부는, 상기 풍향 풍속계에서 측정된 풍속이 설정된 속도 이상이면, 상기 전력 조절부와 상기 태양광 발전기의 연결을 차단할 수 있다.
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본 발명의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템은, 자연 재해에 의한 외부의 서지를 사전에 차단하여 복수의 배터리 셀, 배터리 관리부 및 전력 조절부 등이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템 강풍, 지진, 낙뢰 등으로부터 발생할 수 있는 건물의 전기 기기의 피해를 최소활 할 수 있다.
또한 상기 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 랙 케이스는 복수의 배터리 셀에서 발생하는 열을 외부로 신속히 배출시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 개념도이고,
도 2는 도 1a의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 블록도이고,
도 3는 도 1a의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 태양광 발전기의 블록도이고,
도 4은 도 1a의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 에너지 저장부의 사시도이고,
도 5 및 도 6은 도 4의 에너지 저장부 내부에서 공기의 순환을 설명하기 위한 도면이고,
도 7는 도 4의 에너지 저장부의 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
그리고 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템을 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 개념도이고, 도 2는 도 1a의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 블록도이고, 도 3는 도 1a의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 태양광 발전기의 블록도이고, 도 4은 도 1a의 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템의 에너지 저장부의 사시도이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 에너지 저장부 내부에서 공기의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a 내지 도 6을 참조하면, 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템(100)은, 풍향 풍속계(110), 전계 센서(120), 태양광 발전기(130), 및 에너지 저장부(140)을 포함한다.
상기 풍향 풍속계(110)는 건물(10)의 상측에 설치되어 상기 건물(10) 주위의 풍향 및 풍속을 측정할 수 있다.
상기 풍향 풍속계(110)에서 측정된 상기 건물(10) 주위의 풍향 및 풍속에 관한 정보는 상기 에너지 저장부(140)로 전송될 수 있다.
상기 전계 센서(120)는 상기 건물(10) 주위의 대지 전계의 세기를 측정하거나, 상기 건물(10) 주위의 뇌운의 위치를 감지할 수 있다.
예컨대, 상기 전계 센서(120)는 상기 건물(10)로부터 반경 10km 이내의 뇌운의 위치를 감지할 수 있다.
상기 태양광 발전기(130)는 태양광 패널(131)과 인버터(132)를 포함한다.
상기 태양광 패널(131)은, P형 반도체와 N형 반도체를 구비하며, 태양으로부터 전달된 빛을 이용하여 전류를 발생시킬 수 있다.
이러한 상기 태양광 패널(131)은 빌딩, 아파트, 단독 주택 등의 건물(10)의 옥상 등에 설치될 수 있다.
그리고 상기 인버터(132)는 상기 태양광 패널(131)과 연결된다.
상기 인버터(132)는 상기 태양광 패널(131)로부터 전달되는 직류를 교류로 변환시킬 수 있다. 그리고 상기 인버터(132)는 에너지 저장부(140)와 연결되어 상기 에너지 저장부(140)에 전력을 전달할 수 있다.
상기 에너지 저장부(140)는 상기 건물(10)의 옥상이나 상기 건물(10) 근처 실외에 설치되거나(도 1a 참조), 상기 건물(10)의 내부에 설치되어(도 1b 참조),경부하 시간대의 전력을 저장하였다가, 최대 부하 시간대에 전력을 사용하여 최대 부하 시간대의 부과되는 전력 요금을 절감시킬 수 있다.
도 7는 도 4의 에너지 저장부의 블록도이다.
도 7을 더 참조하면, 상기 에너지 저장부(140)는 랙 케이스(141), 진동 센서(142), 복수의 배터리 셀(143), 배터리 관리부(144), 전력 조절부(145) 및 파워 관리부(146)를 포함한다.
상기 랙 케이스(141)는 내부에 수용 공간이 형성되고, 상기 수용 공간에는 상기 복수의 배터리 셀(143), 상기 배터리 관리부(144), 상기 전력 조절부(145) 및, 파워 관리부(146)가 수용될 수 있다.
그리고 상기 랙 케이스(141)에는 상기 진동 센서(142)가 설치될 수 있다.
상기 진동 센서(142)는 지진에 의한 상기 랙 케이스(141)의 진동을 감지할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 상기 진동 센서(142)는 지진의 P파(primary wave) 또는 S파(secondary wave)에 의해 발생하는 상기 랙 케이스(141)의 진동을 감지할 수 있다.
상기 진동 센서(142)에서 감지한 P파 및 S파에 관한 정보는 상기 파워 관리부(146)로 전송될 수 있다.
이러한, 랙 케이스(141)는 제1공간(S1)과 제2공간(S2)으로 구획될 수 있다.
한편, 상기 제1공간(S1)은 상기 랙 케이스(141)의 하부에 배치되고, 상기 제2공간(S2)은 상기 제1공간(S1)의 상측에 배치되며 연통구(c)를 통해 상기 제1공간(S1)과 연결될 수 있다.
즉, 상기 랙 케이스(141)의 내부에는 상기 제1공간(S1)과 상기 제2공간(S2)을 구획하는 차단 플레이트(141a)가 설치되고, 상기 차단 플레이트(141a)에는 상기 연통구(c)가 형성될 수 있다.
그리고 상기 제1공간(S1)에는 상기 전력 조절부(145) 및 파워 관리부(146)가 배치되고, 상기 제2공간(S2)에는 상기 배터리 관리부(144) 및 상기 복수의 배터리 셀(143)이 배치될 수 있다.
즉, 상기 랙 케이스(141)의 내부에서 상기 배터리 관리부(144) 및 상기 복수의 배터리 셀(143)은, 상기 전력 조절부(145) 및 파워 관리부(146)와 분리 배치되어, 상기 복수의 배터리 셀(143)에서 발생하는 열이 상기 전력 조절부(145) 및 파워 관리부(146)로 이동하는 것을 차단될 수 있다.
한편, 상기 랙 케이스(141)의 하측 후면에는 상기 제1공간(S1)과 연통되는 공기 유입구(a)가 형성되고, 상기 랙 케이스(141)의 상측 후면에는 상기 제2공간(S2)과 연통되는 공기 유출구(b)가 각각 형성되어, 상기 제1공간(S1)으로 유입되는 외부 공기는 상기 제2공간(S2)을 통해 상기 공기 유출구(b)로 배출될 수 있다.
즉, 상기 랙 케이스(141)에서는 상기 제1공간(S1)에서 상기 제2공간(S2)으로 공기가 유동하기 때문에, 상기 복수의 배터리 셀(143)에서 발생하는 열이, 상기 전력 조절부(145) 및 파워 관리부(146)로 이동하는 것을 차단될 수 있다.
상기 연통구(c)는 상기 랙 케이스(141) 내부 전방, 예컨대, 상기 차단 플레이트(141a)의 전방에 배치될 수 있다.
따라서, 상기 공기 유입구(a)를 통해 상기 랙 케이스(141)의 하면 후측에서 유입된 공기는 상기 제1공간(S1)의 전방으로 이동하면서, 상기 전력 조절부(145) 및 파워 관리부(146)의 열을 흡수한 후, 상기 연통구(c)를 통해 상기 제2공간(S2)으로 이동한다.
그리고 상기 제2공간(S2)에서 공기는 상기 제2공간(S2)의 하측 전방에서, 상기 제2공간(S2)의 상측 후방으로 이동하면서, 상기 복수의 배터리 셀(143) 및 상기 배터리 관리부(144)의 열을 흡수하여 상기 공기 유출구(b)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
한편, 상기 랙 케이스(141)에는 팬(141b)이 구비될 수 있다. 상기 팬(141b)은 상기 공기 유출구(b)에 설치되어, 상기 제2공간(S2)의 공기를 외부로 강제로 이동시킬 수 있다.
그리고 상기 팬(141b)은 상기 랙 케이스(141)의 내부 온도가 설정된 온도 이상이 되면 작동하여, 상기 랙 케이스(141)의 내부 온도를 설정된 수준으로 유지시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 각 배터리 셀(143)은 직사각형의 판형일 수 있는데, 상기 각 배터리 셀(143)의 넓은 면은 상기 랙 케이스(141) 내부의 측면을 볼 수 있도록 배치된다.
이에 따라, 상기 제2공간(S2)에서 공기는 상기 각 배터리 셀(143)의 사이를 통과하여 상기 공기 유출구(b)로 원활히 유동할 수 있다.
상기 복수의 배터리 셀(141, Battery Cell)은, LiB(리튬이온전지), NaS(나트륨황전지), RFB(레독스흐름전지), Super Capacitor(슈퍼커패시터) 등으로 구성될 수 있으며, 전기 에너지가 충전 또는 방전될 수 있다.
그리고 상기 배터리 관리부(144, Battery Management Portoin)는 상기 복수의 배터리 셀(143)과 각각 연결되어 상기 각 배터리 셀(143)의 상태를 진단 및 상기 각 배터리 셀(143)을 관리할 수 있다.
예컨대, 상기 배터리 관리부(144)는 상기 각 배터리 셀(143)과 연결되며, 상기 각 배터리 셀(143)의 전압, 전류, 온도 등을 측정하여 상기 각 배터리 셀(143)의 안전 상태 및 고장 유무 등을 진단하고 상기 각 배터리 셀(143)의 온도와 셀 밸런싱을 제어할 수 있다.
또한, 상기 배터리 관리부(144)는 상기 전력 조절부(145)로부터 상기 각 배터리 셀(143)로 과전류 또는 과전압 등이 인가되는 경우, 상기 전력 조절부(145)와 상기 각 배터리 셀(143)을 차단하여 상기 각 배터리 셀(143)을 보호할 수 있다.
상기 전력 조절부(145, Power Conditioning Portoin)는, 상기 인버터(132) 및 외부의 전력원(20)과 연결되어, 상기 인버터(132) 및 상기 전력원(20)으로부터 전달되는 전력을 상기 각 배터리 셀(143)에 저장할 수 있다.
그리고 상기 전력 조절부(145)는 상기 각 배터리 셀(143)의 전력을 외부 부하(30, load)로 공급할 수 있다.
상기 전력원(20)은, 상기 건물(10)과 원거리에서 발전하는 시설을 의미한다.
예컨대, 상기 전력원(20)은, 원자력 발전시설, 화력 발전시설, 수력 발전시설, 조력 발전시설, 풍력 발전시설 등 대규모로 발전하여, 고전압으로 송전하는 시설을 의미한다.
그리고, 상기 부하(30)는 상기 건물(10)에서 전력을 소모하는 각종 전기 기기일 수 있다.
그리고 상기 파워 관리부(146, Power Management Portoin)은, 상기 진동 센서(142), 상기 풍향 풍속계(110) 및 전계 센서(120)와 각각 연결되고, 자연 재해를 예측하여 상기 전력 조절부(145)를 제어할 수 있다.
예컨대, 상기 파워 관리부(146)는 상기 전력 조절부(145) 및 상기 전계 센서(120)와 각각 연결되어, 상기 전계 센서(120)에서 측정된 대지 전계의 세기에 따라 상기 전력 조절부(145)를 제어할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 상기 파워 관리부(146)는, 상기 전계 센서(120)에서 측정된 대지 전계가 설정된 값 이하 범위일 때 상기 전력 조절부(145)와 상기 전력원(20)의 연결을 차단하고, 상기 전계 센서(120)에서 측정된 대지 전계가 상기 설정된 값 이상일 때 상기 전력 조절부(145)와 상기 인버터(132)의 연결도 차단할 수 있다.
그리고 상기 전계 센서(120)에서 측정된 대지 전계는 그 세기에 따라 복수의 단계로 구별될 수 있다.
예컨대, 상기 복수의 단계는, 대지 전계의 세기에 따라, 제1단계, 제2단계, 제3단계 및 제4단계로 구별될 수 있다.
그리고 상기 제1단계는 0kV/m 내지 15kV/m의 대지 전계의 세기 구간이고, 상기 제2단계는 16kV/m 내지 25kV/m의 대지 전계의 세기 구간이며, 상기 제3단계는 26kV/m 내지 40kV/m의 대지 전계의 세기 구간이고, 상기 제4단계는 41kV/m 내지 50kV/m의 대지 전계의 세기 구간이다.
다만, 상기 각 단계 별 대지 전계의 세기는 예시적인 것에 불과하고, 범위와 그 세기는 가감이 가능하다.
그리고 상기 파워 관리부(146)는, 상기 전계 센서(120)에서 측정된 대지 전계가 상기 설정된 값 이하 범위일 때, 예컨대, 상기 제1단계 또는 상기 제2단계에서 상기 전력 조절부(145)와 상기 전력원(20)의 연결을 차단할 수 있다.
즉, 상기 파워 관리부(146)는, 상기 제1단계 또는 상기 제2단계의 낮은 단계에서, 상기 전력 조절부(145)와 상기 전력원(20)의 연결을 차단하여, 상기 전력 조절부(145)와 상기 전력원(20)의 연결하는 선로로부터 상기 전력 조절부(145)로 서지의 유입을 방지한다. 이때에는, 상기 인버터(132)의 발전은 유지된다.
그리고 상기 파워 관리부(146)는 상기 제2단계 내지 상기 제4단계의 높은 단계에서, 상기 전력 조절부(145)와 상기 인버터(132)의 연결도 차단하여, 상기 인버터(132)로부터 상기 전력 조절부(145)로의 서지의 유입을 방지한다. 이때에는, 상기 인버터(132)의 작동은 중지될 수 있다.
즉, 상기 파워 관리부(146)는 상기 전력 조절부(145)로 유입되는 전력을 선택적으로 차단하여, 대지 전계가 약할 때는 상기 인버터(132)의 작동을 유지시키기 위해, 상기 전력 조절부(145)와 상기 전력원(20)의 연결만 차단하고, 대지 전계가 강할 때는 상기 전력 조절부(145)와 상기 인버터(132)의 연결도 차단하여, 상기 전력 조절부(145) 및, 상기 복수의 배터리 셀(143), 상기 배터리 관리부(144)에 낙뢰 피해가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 파워 관리부(146)는 상기 풍향 풍속계(110)로부터 전송된 풍향 및 풍속 정보와, 상기 전계 센서(120)에서 측정된 대지 전계의 세기 및 뇌운의 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 전력 조절부(145)를 제어할 수 있다.
예컨대, 상기 파워 관리부(146)는 상기 전계 센서(120)에서 측정된 대지 전계의 세기가 상기 제2단계에 해당되면, 상기 전계 센서(120)에서 측정된 뇌운의 위치 정보와, 상기 풍향 풍속계(110)에서 측정된 풍향 및 풍속 정보를 기초로, 뇌운의 접근을 예측할 수 있다.
즉, 상기 파워 관리부(146)는 상기 전계 센서(120)에서 뇌운이 상기 건물(10)을 기준으로 설정된 구역안으로 접근이 예상되면, 상기 전력 조절부(145)와 상기 인버터(132)의 연결을 차단하여, 상기 인버터(132)로부터 상기 전력 조절부(145)로의 서지의 유입을 방지한다. 이때에는, 상기 인버터(132)의 작동은 중지될 수 있다.
상기 파워 관리부(146)는 상기 풍향 풍속계(110)에서 측정된 풍속이 설정된 속도 이상이면, 상기 전력 조절부(145)와 상기 태양광 발전기(130)의 연결을 차단할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 상기 파워 관리부(146)는 상기 풍향 풍속계(110)에서 측정된 풍속이 설정된 속도 이상이면, 상기 전력 조절부(145)와 상기 태양광 발전기(130)의 상기 인버터(132)와의 연결을 차단할 수 있다.
또한, 상기 파워 관리부(146)는 상기 진동 센서(142)로부터 전송된 P파(primary wave)와 S파(secondary wave) 정보를 기초로, 상기 전력 조절부(145)와, 상기 전력원(20) 및 상기 인버터(132)의 연결을 차단할 수 있다.
예컨대, 상기 진동 센서(142)에서 P파(primary wave)을 감지하면, 상기 파워 관리부(146)는 상기 전력 조절부(145)와, 상기 전력원(20) 및 상기 인버터(132)의 연결을 차단하고, 상기 전력 조절부(145)에서 상기 부하(30)로 공급되는 전력도 차단된다.
그리고, 상기 진동 센서(142)에서 S파(secondary wave) 을 감지하면 설정된 시간 경과 후, 상기 파워 관리부(146)는 상기 전력 조절부(145)에서 상기 부하(30)로 전력을 공급되도록 할 수 있다.
이렇게, 상기 전력 조절부(145)는 지진이 발생한 이후에, 상기 부하(30)로 전력을 공급하기 때문에, 지진 과정에서 합선 등에 의해 전기 기기가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 파워 관리부(146)는, 통신 유닛이 구비되어 상기 전계 센서(140)에서 측정된 전계의 세기에 따라, 건물(10) 근처에 낙뢰가 예상될 경우, 외부로 낙뢰 정보를 전달할 수 있다.
즉, 상기 파워 관리부(146)는 통신 유닛 및 중계기 등을 통해 외부 관리자의 사용자 단말로 낙뢰 정보를 전달할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
그리고 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템
110: 풍향 풍속계
120: 전계 센서
130: 태양광 발전기
140: 에너지 저장부

Claims (5)

  1. 건물의 상측에 설치되어 풍향 및 풍속을 측정하는 풍향 풍속계;
    상기 건물 주위의 대기 전계의 세기 및 뇌운의 위치를 감지하는 전계 센서; 및
    상기 건물에 설치되는 태양광 발전기; 및
    상기 태양광 발전기 및 상기 건물과의 원거리에서 발전하는 전력원과 연결되며 전기 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장부를 포함하고,
    상기 태양광 발전기는,
    태양으로부터 전달된 빛을 이용하여 발전하는 태양광 패널과,
    상기 태양광 패널로부터 전달되는 직류를 교류로 변환시키는 인버터를 포함하고,
    상기 에너지 저장부는,
    내부에 수용 공간이 형성된 랙 케이스와,
    상기 랙 케이스에 설치되어 진동을 감지하는 진동 센서와,
    상기 수용 공간에 배치되며, 전기 에너지가 충전 및 방전되는 복수의 배터리 셀과,
    상기 복수의 배터리 셀과 각각 연결되어 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 진단하는 배터리 관리부와,
    상기 복수의 배터리 셀과 각각 연결되며, 상기 인버터 및 상기 전력원으로부터 전달되는 전력을 상기 복수의 배터리 셀에 저장하거나, 상기 복수의 배터리 셀의 전력을 외부 부하로 공급하는 전력 조절부와,
    상기 진동 센서, 상기 풍향 풍속계 및 상기 전계 센서로부터 신호를 전달 받아, 상기 전력 조절부를 제어하는 파워 관리부를 포함하고,
    차단 플레이트에 의해, 상기 랙 케이스의 내부공간은 하측에 배치되는 제1공간과 상기 제1공간의 상측에 배치되는 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간과 상기 제2공간은 상기 차단 플레이트에 형성된 연통구를 통해 서로 연결되며,
    상기 제1공간에는 상기 전력 조절부와 상기 파워 관리부가 배치되고, 상기 제2공간에는 상기 배터리 관리부와 상기 복수의 배터리 셀이 배치되며,
    상기 각 배터리 셀은 직사각형의 판형이며, 상기 각 배터리 셀의 넓은 면이 상기 랙 케이스 내부의 측면을 향하도록 배치되고,
    상기 랙 케이스의 하면에는 상기 제1공간과 연통되는 공기 유입구가 형성되고, 상기 랙 케이스의 상측 후면에는 상기 제2공간과 연통되는 공기 유출구가 각각 형성되어, 상기 공기 유입구를 통해 상기 제1공간으로 유입되는 외부 공기는, 상기 각 배터리 셀에서 발생하는 열에 의해 상기 제2공간의 상기 각 배터리 셀의 사이를 통과하여 상기 공기 유출구로 배출되고,
    상기 공기 유입구는 상기 랙 케이스 하면 후측에 배치되고, 상기 연통구는 상기 랙 케이스 내부 전방에 배치되며,
    상기 파워 관리부는, 상기 전계 센서에서 측정된 대지 전계가 설정된 값 이하 범위일 때 상기 전력 조절부와 상기 전력원의 연결을 차단하고, 상기 전계 센서에서 측정된 대지 전계가 상기 설정된 값 이상일 때 상기 전력 조절부와 상기 인버터의 연결도 차단하는 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 파워 관리부는,
    상기 풍향 풍속계에서 측정된 풍속이 설정된 속도 이상이면, 상기 전력 조절부와 상기 태양광 발전기의 연결을 차단하는 자연 재해 방지를 위한 에너지 저장 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013038885A (ja) * 2011-08-06 2013-02-21 Takayasu Kanemura 自家発電システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013038885A (ja) * 2011-08-06 2013-02-21 Takayasu Kanemura 自家発電システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020171417A1 (ko) * 2019-02-21 2020-08-27 주식회사 엘지화학 Ess의 안정화 시스템 및 그 방법

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