KR101841052B1 - Energy storage with charging and discharging simultaneously - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충방전이 동시 수행되는 에너지 저장 장치로서, 에너지 저장 장치에서 부하로 전력을 공급하면서 동시에 전력 생산 수단으로부터 공급되는 전력을 에너지 저장 장치에서 저장할 수 있도록 전해액을 저장 및 순환시키는 방안을 개시한다.Disclosed herein is an energy storage device in which charging and discharging are performed simultaneously, and discloses a method of storing and circulating an electrolytic solution so that power supplied from the energy storage device to the load and simultaneously power supplied from the power production device can be stored in the energy storage device .

Figure R1020150144159
Figure R1020150144159

Description

충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치{Energy storage with charging and discharging simultaneously}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an energy storage device capable of charging /

본 발명은 충방전이 동시 수행되는 에너지 저장 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지 저장 장치에서 부하로 전력을 공급하면서 동시에 전력 생산 수단으로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있도록 전해액을 저장 및 순환시키는 에너지 저장 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an energy storage device for storing and circulating an electrolyte solution so as to simultaneously store power supplied from a power generating means while supplying power from the energy storage device to a load ≪ / RTI >

화석연료의 고갈과 지구온난화 등의 심각한 문제들이 대두됨에 따라 햇빛, 바람, 물, 지열, 생물유기체 등의 신재생 에너지원을 이용하는 다양한 기술들이 개발되고 있으며 점차 그 의존도가 높아지고 있다. 하지만 풍력 발전기와 같은 자연 에너지로부터 생산된 전력의 경우, 특성상 출력의 맥동이 매우 심하기 때문에 전체 계통의 전력 품질에 매우 나쁜 영향을 미치고 있다. 따라서 최근에는 이와 같은 신재생 에너지원을 이용하여 생산된 에너지를 보다 효율적으로 사용하기 위해 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치에 대한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.With the emergence of serious problems such as depletion of fossil fuels and global warming, various technologies using new and renewable energy sources such as sunlight, wind, water, geothermal and bio-organisms have been developed and increasingly relied on. However, in the case of power produced from natural energy such as wind power generators, due to their characteristics, the pulsation of the output is so severe that it has a very bad influence on the power quality of the entire system. Therefore, in recent years, in order to more efficiently use energy produced by using such a renewable energy source, development of an energy storage device for storing energy has been actively carried out.

현재 에너지 저장 장치의 기술은 주로 보다 많은 양의 에너지를 저장하면서 저정된 에너지를 보다 효과적으로 방전하는 기술들이 다양하게 제시되고 있다. 하지만 대부분의 에너지 저장 장치는 베터리에 그 에너지를 저장하게 되는데 현재 존재하는 배터리는 충전과 방전을 동시에 수행하는 것이 불가능하기 때문에 이를 적용하는 에너지 저장 장치 역시 충전 모드와 방전 모드가 구분된 상태로만 동작하고 있다.Currently, the technology of energy storage devices is mainly presented with various technologies for discharging stored energy more effectively while storing a larger amount of energy. However, since most energy storage devices store their energy in a battery, since an existing battery can not perform charging and discharging at the same time, the energy storage device to which this energy storage device is applied is operated only in a state of being separated from a charging mode and a discharging mode have.

가령, 상기 도 1에 도시된 종래기술에 따른 배터리의 방전과 충전에 대한 동작을 살펴보면, 배터리(70) 상에는 양극 단자(71)와 음극 단자(75)가 각 하나씩 구비됨에 따라 상기 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 배터리(70)의 방전 모드시 양극 단자(71)와 음극 단자(75)를 통해 부하(50)로 전력을 공급하고, 상기 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 배터리(70)의 충전 모드시 양극 단자(71)와 음극 단자(75)를 통해 외부 전원(10)으로부터 전력을 공급받아 배터리(70)에 전력을 저장하도록 구성되어 있다.1, the battery 70 includes a positive electrode terminal 71 and a negative electrode terminal 75, which are disposed on the battery 70, As shown in FIG. 1 (a), power is supplied to the load 50 through the positive terminal 71 and the negative terminal 75 in the discharge mode of the battery 70, The battery 70 is configured to receive power from the external power source 10 via the positive terminal 71 and the negative terminal 75 and store the power in the battery 70 in the charging mode of the battery 70. [

즉, 배터리(70)는 방전 동작과 충전 동작이 시간적으로 명확히 구분되어 있기에 배터리(70)의 충전시에는 배터리(70)로부터 전력을 공급받을 수 없고 반대로 배터리(70)의 방전시에는 배터리(70)에 전력을 저장할 수 없는 구조이다. 이로 인해 여유 전력이 남아 있음에도 불구하고 배터리(70)의 방전이 수행되고 있으면 남아 있는 여유 전력을 사용하지 못한체 그대로 버릴 수 밖에 없으며, 또한 부하에서 전력이 요구되는 시점임에도 불구하고 배터리(70)가 충전 중에 있거나 잔여 충전량이 부족한 경우 배터리(70)로부터 부하에 적절한 전력을 공급하지 못하는 문제점이 있다.That is, since the discharging operation and the charging operation of the battery 70 are clearly distinguished in terms of time, when the battery 70 is charged, the battery 70 can not receive power from the battery 70. On the other hand, when the battery 70 is discharged, ) Can not store power. In this case, when the battery 70 is being discharged, the remaining battery power can not be used as it is, and the battery 70 is charged There is a problem in that an appropriate power can not be supplied from the battery 70 to the load.

이를 해결하기 위해서는 다수의 배터리를 설치하고 다수의 배터리 중 충전을 수행하는 배터리와 방전을 수행하는 배터리를 구분하여 다수의 배터리에 대한 충전 모드와 방전 모드를 교대로 교번하여 수행하도록 에너지 저장 시스템을 구축할 수 있으나, 에너지 저장 시스템의 대부분의 비용을 차지하는 배터리를 그만큼 설치하여야 함에 따라 에너지 저장 시스템의 구축 비용이 높아지게 되며, 또한 전력 피크 시간대에는 결국 에너지 저장 시스템의 모든 배터리를 방전 모드로 동작시킬 수 밖에 없거나 그만큼 더 많은 배터리를 설치하여야 적절한 충전과 방전이 교번하여 수행될 수 있는 문제점이 여전히 존재한다.In order to solve this problem, a plurality of batteries are installed and an energy storage system is constructed to alternately perform a charging mode and a discharging mode for a plurality of batteries by separating a battery performing charging among a plurality of batteries and a battery performing discharging However, since it is necessary to install a battery that occupies most of the cost of the energy storage system, the cost of constructing the energy storage system is increased, and in the power peak time period, all the batteries of the energy storage system are operated in the discharge mode There is still a problem in that proper charging and discharging can be alternately performed when there is no or more batteries to be installed.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 배터리에 대한 충전 모드와 방전 모드가 시간적으로 명확하게 구분되기에 배터리의 충전 모드 중에는 여유 전력을 저장하지 못하고 그대로 버릴 수 밖에 없는 문제점을 해결하고, 또한 부하에서 전력이 요구되는 시점임에도 불구하고 배터리가 충전 중에 있거나 잔여 충전량이 부족한 경우 배터리로부터 부하에 적절한 전력을 공급하지 못하는 문제점을 해결하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above and it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art in which a charging mode and a discharging mode for a battery are clearly distinguished in terms of time, And to solve the problem that the battery can not be supplied with the proper power from the battery when the battery is being charged or when the remaining charge is insufficient even when power is required at the load.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치는, 양극 활물질을 포함하는 양극 전해액을 저장하는 양극 전해액 저장부; 음극 활물질을 포함하는 음극 전해액을 저장하는 음극 전해액 저장부; 상기 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 환원 반응과 상기 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 산화 반응을 유도하여 전류를 생성하여 제공하는 방전부; 외부 전류를 공급받아, 상기 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 산화 반응과 상기 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 환원 반응을 유도하는 충전부; 상기 양극 전해액 저장부, 상기 방전부 및 상기 충전부 간에 상기 양극 전해액을 순환시키는 양극 전해액 순환로; 및 상기 음극 전해액 저장부, 상기 방전부 및 상기 충전부 간에 상기 음극 전해액을 순환시키는 음극 전해액 순환로를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging, comprising: a cathode electrolyte storage part for storing a cathode electrolyte containing a cathode active material; A negative electrode electrolytic solution storage portion for storing a negative electrode electrolytic solution containing the negative active material; A discharger for generating a current by inducing a reduction reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte and an oxidation reaction of the anode active material contained in the cathode electrolyte; A charging unit that receives an external current and induces an oxidation reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte and a reduction reaction of the anode active material contained in the anode electrolyte; A positive electrode electrolyte circulation path for circulating the positive electrode electrolyte between the positive electrode electrolyte reservoir, the discharger, and the charging unit; And a negative electrode electrolyte circulation path for circulating the negative electrode electrolyte between the negative electrode electrolyte reservoir, the discharger, and the charging unit.

바람직하게는 상기 방전부는, 상기 양극 전해액의 환원 반응과 상기 음극 전해액의 산화 반응으로 전류를 생성하는 양전극과 음전극; 및 상기 양전극과 음전극 사이에 위치되어, 산화 반응과 환원 반응 사이에 이온 교환이 가능한 이온 교환막을 포함하는 방전 스택을 포함할 수 있다.Preferably, the discharge unit includes a positive electrode and a negative electrode which generate a current by a reduction reaction of the positive electrode electrolyte and an oxidation reaction of the negative electrode electrolyte; And an ion exchange membrane disposed between the positive electrode and the negative electrode to allow ion exchange between the oxidation reaction and the reduction reaction.

그리고 상기 충전부는, 외부 전류가 인가되어 상기 양극 전해액의 산화 반응과 상기 음극 전해액의 환원 반응을 유도하는 양전극과 음전극; 및 상기 양전극과 음전극 사이에 위치되어, 산화 반응과 환원 반응 사이에 이온 교환이 가능한 이온 교환막을 포함하는 충전 스택을 포함할 수 있다.The charging unit may include a positive electrode and a negative electrode to which an external current is applied to induce an oxidation reaction of the positive electrode electrolyte and a reduction reaction of the negative electrode electrolyte; And a charge stack disposed between the positive electrode and the negative electrode and including an ion exchange membrane capable of ion exchange between an oxidation reaction and a reduction reaction.

나아가서 상기 양극 전해액의 환원 반응과 상기 음극 전해액의 산화 반응으로 전류를 생성하는 양전극과 음전극; 및 상기 양전극과 음전극 사이에 위치되어, 산화 반응과 환원 반응 사이에 이온 교환이 가능한 이온 교환막을 포함하는 상기 방전부; 외부 전류가 인가되어 상기 양극 전해액의 산화 반응과 상기 음극 전해액의 환원 반응을 유도하는 양전극과 음전극; 및 상기 양전극과 음전극 사이에 위치되어, 산화 반응과 환원 반응 사이에 이온 교환이 가능한 이온 교환막을 포함하는 상기 충전부; 상기 방전부와 상기 충전부를 포함하는 하우징; 및 상기 하우징의 중단에 배치되어 상기 방전부와 상기 충전부를 구획하며, 상기 방전부와 상기 충전부 간의 전해액의 흐름을 유도하는 분리막을 포함하는 충방전스택을 포함할 수도 있다. A positive electrode and a negative electrode which generate a current by a reduction reaction of the positive electrode electrolyte and an oxidation reaction of the negative electrode electrolyte; And an ion exchange membrane disposed between the positive electrode and the negative electrode and capable of ion exchange between an oxidation reaction and a reduction reaction; A positive electrode and a negative electrode for inducing an oxidation reaction of the positive electrode electrolyte and a reduction reaction of the negative electrode electrolyte by an external current; And an ion exchange membrane disposed between the positive electrode and the negative electrode and capable of ion exchange between an oxidation reaction and a reduction reaction; A housing including the discharge unit and the charging unit; And a charge / discharge stack disposed at an end of the housing to partition the discharging unit and the charging unit and to guide the flow of the electrolyte between the discharging unit and the charging unit.

또한 상기 충전 스택은, 상기 외부 전류를 생성하는 복수개의 전력 생성 수단 각각에 대응되어 복수개의 충전 스택을 포함하며, 상기 양극 전해액 저장부는, 각각의 상기 충전 스택에 대응되어 복수개의 양극 전해액 개별 저장부와 각각의 양극 전해액 개별 저장부로부터의 양극 전해액을 취합하여 저장하며 양극 전해액을 상기 방전 스택에 공급하는 양극 전해액 통합 저장부를 포함하고, 상기 음극 전해액 저장부는, 각각의 상기 충전 스택에 대응되어 복수개의 음극 전해액 개별 저장부와 각각의 음극 전해액 개별 저장부로부터의 음극 전해액을 취합하여 저장하며 음극 전해액을 상기 방전 스택에 공급하는 음극 전해액 통합 저장부를 포함할 수 있다.The charge stack further includes a plurality of charge stacks corresponding to each of the plurality of power generation means for generating the external current, and the anode electrolyte storage portion includes a plurality of anode electrolyte individual storage portions corresponding to the respective charge stacks, And a positive electrode electrolyte collecting unit for collecting and storing the positive electrode electrolytes from the individual positive electrode electrolytic solution storing unit and supplying the positive electrode electrolytic solution to the discharging stack, wherein the negative electrode electrolyte storing unit includes a plurality of And a cathode electrolytic solution integrated storage unit for collecting and storing the cathode electrolytic solution from the individual cathode electrolytic solution separate storage unit and each cathode electrolytic solution separate storage unit and supplying the cathode electrolytic solution to the discharge stack.

바람직하게는 상기 양극 전해액 통합 저장부는, 상기 양극 전해액 개별 저장부로부터의 양극 전해액을 취합하여 저장하며, 산화된 양극 전해액을 상기 방전부로 공급하는 산화 양극 전해액 저장부; 및 상기 방전부에서 환원된 양극 전해액을 저장하며, 환원된 양극 전해액을 각각의 충전 스택으로 공급하는 환원 양극 전해액 저장부를 포함하며, 상기 음극 전해액 통합 저장부는, 상기 음극 전해액 개별 저장부로부터의 음극 전해액을 취합하여 저장하며, 환원된 음극 전해액을 상기 방전부로 공급하는 환원 음극 전해액 저장부; 및 상기 방전부에서 산화된 음극 전해액을 저장하며, 산화된 음극 전해액을 각각의 충전 스택으로 공급하는 산화 음극 전해액 저장부를 포함할 수도 있다.Preferably, the positive electrode electrolyte integrated storage unit includes an oxidized positive electrode electrolyte storage unit for collecting and storing the positive electrode electrolyte solution from the separate storage unit for the positive electrode electrolyte, and supplying the oxidized positive electrode electrolyte to the discharge unit; And a reduced-amount positive-electrode electrolyte storage part for storing the reduced-amount positive-electrode electrolyte solution in the discharging part and supplying the reduced positive-electrode electrolyte solution to each of the packed stacks, wherein the negative-electrode-electrolyte-integrated storage part comprises a negative- A reducing cathode electrolytic solution storage part for storing the reduced cathode electrolytic solution and supplying the reduced cathode electrolytic solution to the discharge part; And an oxidizing cathode electrolyte storage part for storing the cathode electrolyte oxidized in the discharging part and supplying the oxidized cathode electrolyte to each of the packed stacks.

보다 바람직하게는 상기 양극 전해액 순환로는, 상기 양극 전해액 통합 저장부로부터의 양극 전해액이 흐르는 메인 양극 전해액 순환로; 및 상기 메인 양극 전해액 순환로를 각각의 상기 충전 스택 및 각각의 양극 전해액 개별 저장부와 병렬 연결시키는 개별 양극 전해액 순환로를 포함하며, 상기 음극 전해액 순환로는, 상기 음극 전해액 통합 저장부로부터의 음극 전해액이 흐르는 메인 음극 전해액 순환로; 및 상기 메인 음극 전해액 순환로를 각각의 상기 충전 스택 및 각각의 음극 전해액 개별 저장부와 병렬 연결시키는 개별 음극 전해액 순환로를 포함할 수도 있다.More preferably, the positive electrode electrolyte circulation path includes a main positive electrode electrolyte circulation path through which the positive electrode electrolyte flows from the positive electrode electrolyte integrated storage part; And a separate anodic electrolytic solution circulation path for connecting the main anode electrolytic solution circulation path with each of the packed stack and each of the anode electrolytic solution individual storage parts, wherein the cathode electrolytic solution circulation path is formed by flowing a cathodic electrolytic solution from the cathode- Main cathode electrolyte circulation path; And a separate negative electrode electrolyte circulation path for connecting the main negative electrode electrolyte circulation path with each of the charge stack and each of the negative electrode electrolyte individual storage sections in parallel.

나아가서 상기 개별 양극 전해액 순환로와 상기 개별 음극 전해액 순환로 각각에 구비되어 대응되는 전력 생성 수단의 동작에 따라 상기 충전 스택으로의 전해액 유입과 상기 양극 전해액 개별 저장부 또는 상기 음극 전해액 개별 저장부로부터의 전해액 유출을 제어하는 제어 밸브를 포함할 수도 있다.Furthermore, in accordance with the operation of the corresponding power generating means provided in each of the individual anode electrolyte circulation path and the individual anode electrolyte circulation path, the flow of electrolytic solution into the charge stack and the electrolytic solution outflow from the individual cathode electrolytic solution separate storage section or the anode electrolytic solution separate storage section And a control valve for controlling the control valve.

한걸음 더 나아가서 상기 충전부는, 충전 전류를 통해 상기 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 산화 반응과 상기 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 환원 반응을 유도하는 충전 스택이 복수개 연결된 충전 스택 그룹을 포함하고, 상기 방전부는, 상기 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 환원 반응과 상기 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 산화 반응을 유도하여 방전 전류를 출력하는 방전 스택이 복수개 직렬 연결된 방전 스택 그룹을 포함하며, 상기 충전 스택 그룹의 충전 스택 개수와 상기 방전 스택 그룹의 방전 스택 개수의 조절로 충전 전압에 대한 방전 전압을 조정할 수도 있다.The charging unit further includes a charge stack group including a plurality of charge stacks for inducing an oxidation reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte and a reduction reaction of the anode active material contained in the anode electrolyte through a charging current, The discharge unit includes a discharge stack group in which a plurality of discharge stacks are connected in series to generate a discharge current by inducing a reduction reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte and an oxidation reaction of the anode active material contained in the anode electrolyte, The discharge voltage for the charge voltage may be adjusted by adjusting the number of charge stacks of the group and the number of discharge stacks of the discharge stack group.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 부하로 전력을 공급하면서 동시에 전력 생산 수단으로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있는 에너지 저장 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to provide an energy storage device capable of storing power supplied from a power generating means while supplying power to a load.

특히, 충전 모드와 방전 모드를 시간적으로 분리하여 수행하지 않고 동시에 수행 가능하기에 여유 전력의 발생시 언제든지 에너지의 저장이 가능해지고 또한 잔여 충전량이 부족한 상황에서도 부하에 대한 전력을 공급하면서 계속적인 충전이 가능해진다.In particular, since the charging mode and the discharging mode can be performed at the same time without being separated from each other, energy can be stored at any time when the redundant power is generated, and continuous charging can be performed while supplying power to the load even when the remaining capacity is insufficient It becomes.

나아가서 복수의 전력 생성 수단 각각이 생산하는 에너지를 취합하여 저장할 수 있으며, 에너지 생성 수단의 시간대별, 상황별 차이에 따른 동작으로 각기 다른 시간대와 다른 양으로 생성되는 에너지를 취합하여 저장할 수 있기에 생산된 에너지를 효과적으로 모으면서 부하로 안정적인 에너지 공급이 가능해진다.Furthermore, since the energy generated by each of the plurality of power generation means can be collected and stored, the energy generated by the energy generation means can be collected and stored in different amounts from the different time zones by operation according to the time and the situation. It is possible to supply stable energy to the load while effectively collecting the energy.

한걸음 더 나아가서 직렬 연결된 선택적인 개수의 충전 스택과 직렬 연결된 선택적인 개수의 방전 스택으로 에너지 저장 장치를 구성함으로써, 충전 스택의 개수와 방전 스택의 개수에 따라 충전 전압에 대한 방전 전압의 조절이 가능하여 에너지 저장 장치가 직류-직류 변환을 수행하는 일종의 컨버터 기능을 수행할 수 있다.By further configuring the energy storage device with a selective number of charge stacks in series and a selective number of discharge stacks connected in series, the discharge voltage to the charge voltage can be adjusted according to the number of charge stacks and the number of discharge stacks The energy storage device can perform a kind of converter function performing DC-DC conversion.

도 1은 종래기술에 따른 배터리의 충전 구조와 방전 구조를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 일실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 일실시예의 동작도를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 다른 실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 5는 다양한 다수의 전력 생산 수단을 적용한 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 구현예를 도시하며,
도 6은 상기 도 5의 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 구현예에 대한 세부 구성도를 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치가 직류-직류 변환 기능을 수행하는 실시예를 도시한다.1 shows a charging structure and a discharging structure of a battery according to the prior art,
FIG. 2 shows a configuration of an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 shows an operation diagram of an embodiment of an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging according to the present invention,
4 is a block diagram illustrating another embodiment of an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging according to the present invention,
FIG. 5 shows an embodiment of an energy storage device capable of simultaneously performing charge and discharge according to the present invention to which various power production means are applied,
FIG. 6 is a detailed block diagram of an embodiment of an energy storage device capable of charging / discharging simultaneously according to the present invention of FIG. 5,
FIG. 7 illustrates an embodiment in which an energy storage device capable of simultaneously performing charge and discharge operations performs a DC-DC conversion function according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.First, the terminology used in the present application is used only to describe a specific embodiment, and is not intended to limit the present invention, and the singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Also, in this application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify that there are stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명은 에너지 저장 장치에서 부하로 전력을 공급하면서 동시에 전력 생산 수단이나 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있도록 전해액을 저장 및 순환시키는 에너지 저장 장치를 개시한다.The present invention discloses an energy storage device for storing and circulating an electrolyte solution so as to supply power from the energy storage device to the load while at the same time storing power supplied from the power generating means or the external power source.

본 발명에서는 전해액의 저장과 순환을 통해 충전과 방전을 동시에 수행할 수 있는 에너지 저장 장치를 제시하는데, 본 발명에는 전해액의 산화와 환원 반응에 따른 이온 교환으로 충전과 방전이 수행되는 다양한 방식의 에너지 저장 장치가 적용될 수 있다.In the present invention, an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging through storage and circulation of an electrolyte solution is proposed. In the present invention, various kinds of energy in which charging and discharging are performed by ion exchange according to oxidation and reduction reactions of an electrolyte solution A storage device can be applied.

일례로서 본 발명의 에너지 저장 장치로는 플로우 전지(Flow Battery) 방식 등이 적용될 수 있는데, 플로우 전지는 산화 상태가 각각 다른 활물질을 포함하는 전해액이 저장소에 저장되어 펌프를 통해 활물질을 포함하는 전해액을 충전과 방전시 순환시키면서 반응 스택에서 전해액의 산화 또는 환원 반응에 따라 발생되는 이온으로 전류를 생성하는 전지이다.As an energy storage device of the present invention, for example, a flow battery system or the like can be applied. The flow cell is an electrolytic solution containing an active material, which is stored in a reservoir and contains an active material, And generates an electric current by the ions generated by the oxidation or reduction reaction of the electrolyte in the reaction stack while circulating during charging and discharging.

여기서, 전해액은 활물질로서 V, Fe, Cr, Cu, Ti, Mn, Sn 등의 전이금속을 강산 수용액에 용해하여 제조할 수 있는데, 일례로서 하기 [표 1]과 같은 활물질 쌍의 양극 전해액과 음극 전해액을 통한 산화, 환원 반응을 이용하여 전류를 생성하고 저장할 수 있다. Here, the electrolytic solution can be prepared by dissolving a transition metal such as V, Fe, Cr, Cu, Ti, Mn, or Sn as an active material in a strong acid aqueous solution. As an example, The current can be generated and stored using oxidation and reduction reactions through the electrolyte.

활물질 쌍Active material pair 반응식Reaction formula Fe/CrFe / Cr Fe2 + - e ↔ F3+ / Cr3 + + e ↔ Cr2 + Fe 2 + - e ↔ F 3+ / Cr 3 + + e ↔ Cr 2 + V/VV / V VO2+ + H2O - e ↔ VO3+ + 2H+ / V3+ + e ↔ V2+ VO 2+ + H 2 O - e - VO 3+ + 2H + / V 3+ + e - V 2+ V/BrV / Br 2Br - 2e ↔ Br2 / V3+ + e ↔ V2+ 2Br - 2e - Br 2 / V 3+ + e - V 2+ Zn/BrZn / Br 3Br - 2e ↔ Br3 - / Zn2 + + 2e ↔ Zn3Br - 2e ↔ Br 3 - / Zn 2 + + 2e ↔ Zn Zn/CeZn / Ce 2Ce3 + - 2e ↔ 2Ce4 + / Zn2 + + 2e ↔ Zn2Ce 3 + - 2e ↔ 2Ce 4 + / Zn 2 + + 2e ↔ Zn

도 2는 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 일실시예에 대한 구성도를 도시한다.FIG. 2 illustrates a configuration of an energy storage device capable of simultaneously performing charge and discharge operations according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 에너지 저장 장치는, 방전부(100), 충전부(200), 양극 전해액 저장부(300), 음극 전해액 저장부(400), 양극 전해액 순환로(350), 음극 전해액 순환로(450) 등을 포함하여 구성될 수 있다.The energy storage device according to the present invention includes a discharger 100, a charger 200, a positive electrode electrolyte reservoir 300, a negative electrode electrolyte reservoir 400, a positive electrode electrolyte circulation path 350, a negative electrode electrolyte circulation path 450, As shown in FIG.

양극 전해액 저장부(300)는 양극 활물질을 포함하는 양극 전해액을 저장하며, 음극 전해액 저장부(400)는 음극 활물질을 포함하는 음극 전해액을 저장한다.The anode electrolyte storage part 300 stores a cathode electrolyte containing a cathode active material, and the cathode electrolyte storage part 400 stores a cathode electrolyte containing a cathode active material.

방전부(100)는 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 환원 반응과 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 산화 반응을 유도하여 전류를 생성하고, 생성된 전류를 부하(50)로 공급하는데, 상기 도 2에 도시된 바와 같은 방전 스택으로 구성될 수 있다.The discharger 100 generates a current by inducing a reduction reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte and an oxidation reaction of the anode active material contained in the cathode electrolyte, and supplies the generated current to the load 50. In FIG. 2 As shown in FIG.

충전부(200)는 외부 전류를 공급받아, 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 산화 반응을 유도하여 산화된 활물질을 포함하는 양극 전해액과 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 환원 반응을 유도하여 환원된 활물질을 포함하는 음극 전해액을 생성하는데, 상기 도 2에 도시된 바와 같은 충전 스택으로 구성될 수 있다.The charging unit 200 receives an external current and induces an oxidation reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte to induce a reduction reaction of the anode active material including the oxidized active material and the anode active material contained in the anode electrolyte, To form a negative electrode electrolyte, which may be comprised of a charge stack as shown in FIG.

양극 전해액 순환로(350)는 양극 전해액 저장부(300), 방전부(100) 및 충전부(200) 간에 양극 전해액을 순환시키는데, 상기 도 1에 도시되지 않았으나 양극 전해액을 순환시키기 위한 순환 펌프가 양극 전해액 순환로(350) 상에 설치될 수 있다.The positive electrode electrolyte circulation path 350 circulates the positive electrode electrolyte between the positive electrode electrolyte reservoir 300, the discharger 100 and the charger 200. Although not shown in FIG. 1, the circulation pump for circulating the positive electrode electrolyte is a positive electrode electrolyte And may be installed on the circulation path 350.

음극 전해액 순환로(450)는 음극 전해액 저장부(400), 방전부(100) 및 충전부(200) 간에 음극 전해액을 순환시키는데, 상기 도 1에 도시되지 않았으나 양극 전해액 순환로(250)와 마찬가지로 음극 전해액을 순환시키기 위한 순환 펌프가 음극 전해액 순환로(450) 상에 설치될 수 있다.The negative electrode electrolyte circulation path 450 circulates the negative electrode electrolyte between the negative electrode electrolyte reservoir 400, the discharger 100 and the charger 200. Although not shown in FIG. 1, the negative electrode electrolyte circulation path 250, A circulation pump for circulating can be installed on the anode electrolyte circulation path 450.

상기 도 1에서 양극 전해액 순환로(350)와 음극 전해액 순환로(450)는 방전부(100)와 충전부(200) 간에 전해액을 바로 순환시키도록 구성되어 있으나, 필요에 따라서는 방전부(100)로부터의 전해액을 임시적으로 저장하는 저장부와 충전부(200)로부터의 전해액을 임시적으로 저장하는 저장부가 개별적으로 구성될 수도 있다.1, the positive electrode electrolyte circulation path 350 and the negative electrode electrolyte circulation path 450 are configured to directly circulate the electrolyte between the discharger 100 and the charger 200. However, if necessary, A storage unit for temporarily storing the electrolyte solution and a storage unit for temporarily storing the electrolyte solution from the charging unit 200 may be separately constructed.

그리고 상기 도 1에서는 방전부(100)의 후단에 양극 전해액 순환로(350)와 음극 전해액 순환로(450)를 통해 충전부(200)의 전단이 연결되는 것으로 도시되었으나 방전부(100)와 충전부(200) 간의 선후 배치는 필요에 따라 선택적으로 변경될 수 있다.1, the front end of the charging part 200 is connected to the rear end of the discharging part 100 through the anode electrolyte circulation path 350 and the cathode electrolyte circulation path 450. However, since the discharging part 100 and the charging part 200, The rearrangement of the interchannel can be selectively changed as necessary.

본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 동작과 관련하여 도 3에 도시된 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 일실시예의 동작도를 참고하여 살펴보기로 한다.Referring to an operation diagram of an energy storage device capable of simultaneously performing charge and discharge operations according to the present invention shown in FIG. 3 with respect to the operation of an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging according to the present invention, do.

상기 도 3은 바나듐(Vanadium)을 활물질로 포함하는 전해액을 이용하는 플로우 전지를 적용한 경우로서, 상기 도 3의 (a)는 본 발명의 방전부에서의 동작을 도시하고, 상기 도 3의 (b)는 본 발명의 충전부에서의 동작을 도시한다.3 (a) and 3 (b) illustrate the operation of the discharge cell of the present invention. FIG. 3 (a) shows the operation of the discharge cell of the present invention, Shows the operation in the live part of the present invention.

먼저 상기 도 3의 (a)에 도시된 본 발명의 방전부의 동작을 살펴보면, 방전부는, 양극 전해액의 환원 반응과 음극 전해액의 산화 반응으로 전류를 생성하는 양전극(110)과 음전극(130) 및 양전극(110)과 음전극(130) 사이에 위치되어 산화 반응에 따라 발생된 이온을 환원 반응을 위해 공급하는 이온 교환막(150)을 포함하는 방전 스택(100)으로 구성될 수 있다.3 (a), the discharge unit includes a positive electrode 110 and a negative electrode 130, which generate a current by the reduction reaction of the positive electrode electrolyte and the oxidation reaction of the negative electrode electrolyte, And a discharge stack 100 including an ion exchange membrane 150 positioned between the positive electrode 110 and the negative electrode 130 and supplying ions generated by the oxidation reaction for a reduction reaction.

양전극(110)에서는 양극 전해액 순환로(350)로부터 공급된 양극 전해액에 포함된 바나듐 5가 이온이 바나듐 4가 이온으로 환원되고, 음전극(130)에서는 음극 전해액 순환로(450)로부터 공급된 음극 전해액에 포함된 바나듐 2가 이온이 바나듐 3가 이온으로 산화되면서, 양극에서의 환원 반응과 음극에서의 산화 반응에 따라 이온 교환막(150)을 통해 이온이 양전극(110)으로부터 음전극(130)으로 흐르면서 전류가 생성된다. In the positive electrode 110, vanadium pentavalent ions included in the positive electrode electrolyte supplied from the positive electrode electrolyte circulation path 350 are reduced to vanadium tetravalent ions and negative electrode 130 is included in the negative electrode electrolyte supplied from the negative electrode electrolyte circulation path 450 The vanadium divalent ions are oxidized to vanadium trivalent ions and ions are caused to flow from the positive electrode 110 to the negative electrode 130 through the ion exchange membrane 150 according to the reduction reaction at the positive electrode and the oxidation reaction at the negative electrode do.

그리고 양전극(110)에서 환원된 바나듐 4가 이온을 포함하는 양극 전해액은 양극 전해액 순환로(350)를 통해 배출되고 음전극(130)에서 산화된 바나듐 3가 이온을 포함하는 음극 전해액은 음극 전해액 순환로(450)를 통해 배출된다.The positive electrode electrolyte solution containing vanadium tetravalent ions reduced in the positive electrode 110 is discharged through the positive electrode electrolyte circulation path 350 and the negative electrode electrolyte solution containing vanadium trivalent ions oxidized in the negative electrode 130 is discharged to the negative electrode electrolyte circulation path 450 .

이와 같이 방전부는 방전 스택(100)을 통해 생성된 전류를 부하(50)로 공급하는데, 상기 도 3의 (a)에 도시되진 않았으나 방전 스택(100)으로부터 흐르는 전류를 조절하기 위한 컨버터 등이 추가적으로 설치될 수도 있다.The discharge unit supplies a current generated through the discharge stack 100 to the load 50. Although not shown in FIG. 3 (a), a converter or the like for controlling the current flowing from the discharge stack 100 is additionally provided May be installed.

다음으로 상기 도 3의 (b)에 도시된 본 발명의 충전부의 동작을 살펴보면, 충전부는, 외부 전원(10)으로부터 공급되는 외부 전류를 통해 양극 전해액의 산화 반응과 음극 전해액의 환원 반응을 유도하는 양전극(210)과 음전극(230) 및 양전극(210)과 음전극(230) 사이에 위치되어 산화 반응에 따라 발생된 이온을 환원 반응을 위해 공급하는 이온 교환막(250)을 포함하는 충전 스택(200)으로 구성될 수 있다.3 (b), the charging unit induces the oxidation reaction of the anode electrolyte and the reduction reaction of the cathode electrolyte through the external current supplied from the external power source 10 A charge stack 200 including a positive electrode 210 and a negative electrode 230 and an ion exchange membrane 250 disposed between the positive electrode 210 and the negative electrode 230 and supplying ions generated by the oxidation reaction for a reduction reaction, .

이때 외부 전원(10)으로부터 공급되는 외부 전류를 조절하기 위한 컨버터 등이 충전 스택(200)의 전단에 추가적으로 설치될 수도 있다.At this time, a converter or the like for adjusting the external current supplied from the external power supply 10 may be additionally provided at the front end of the charge stack 200.

양전극(210)과 음전극(230) 간에 흐르는 외부 전류를 이용하여, 양전극(210)에서는 방전부에서 환원된 바나듐 4가 이온을 포함하는 양극 전해액을 양극 전해액 순환로(350)로부터 공급받아 바나듐 4가 이온이 바나듐 5가 이온으로 산화되며, 음전극(230)에서는 방전부에서 산화된 바나듐 2가 이온을 포함하는 음극 전해액을 음극 전해액 순환로(450)로부터 공급받아 바나듐 2가 이온이 바나듐 3가 이온으로 환원된다.A positive electrode electrolytic solution containing vanadium tetravalent ions reduced at the discharging portion is supplied from the positive electrode electrolytic solution circulation path 350 to the positive electrode 210 using the external current flowing between the positive electrode 210 and the negative electrode 230, The vanadium divalent ions are oxidized to vanadium pentavalent ions and the cathode electrolyte containing vanadium divalent ions oxidized at the discharging portion is supplied from the anode electrolyte circulation path 450 to the vanadium divalent ions to be reduced to vanadium divalent ions .

그리고 양전극(210)에서 산화된 바나듐 5가 이온을 포함하는 양극 전해액은 양극 전해액 순환로(350)를 통해 배출되어 양극 전해액 저장부(300)에 저장되며, 음전극(230)에서 환원된 바나듐2가 이온을 포함하는 음극 전해액은 음극 전해액 순환로(450)를 통해 배출되어 음극 전해액 저장부(400)에 저장된다.The positive electrode electrolyte solution containing vanadium pentavalent ions oxidized in the positive electrode 210 is discharged through the positive electrode electrolyte circulation path 350 and stored in the positive electrode electrolyte storage part 300. The negative electrode electrolyte solution containing the vanadium bi- Is discharged through the cathode electrolyte circulation path (450) and stored in the cathode electrolyte storage part (400).

나아가서 방전부의 방전 스택(100)에서 배출되는 전해액은 충전부의 충전 스택(200)에 공급되기 전에 임시적으로 별도 저장부에 저장될 수도 있으며, 부하(50)에 전력 공급이 필요하지 않은 경우, 방전부의 방전 스택(100)은 동작하지 않고 방전부의 방전 스택(100)에서 배출된 전해액이 저장된 별도 저장부로부터의 전해액이 충전부의 충전 스택(200)으로 공급되어 충전 스택(200)의 동작으로 배출되는 전해액이 양극 전해액 저장부(300)과 음극 전해액 저장부(400)에 기설정된 양만큼 계속적으로 저장될 수 있다.Further, the electrolyte discharged from the discharging stack 100 of the discharging part may be temporarily stored in the separate storing part before being supplied to the charging stack 200 of the charging part. If the power supply to the load 50 is not required, The entire discharge stack 100 does not operate and the electrolytic solution from the separate storage part in which the electrolytic solution discharged from the discharging stack 100 of the discharging part is stored is supplied to the charging stack 200 of the charging part 200, The discharged electrolyte can be continuously stored in the anode electrolyte storage part 300 and the cathode electrolyte storage part 400 by a predetermined amount.

상기 도 3에서는 바나듐 이온을 활물질로 포함하는 전해액을 적용하여 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 동작을 설명하였으나, 본 발명에 따른 에너지 저장 장치에는 앞서 살펴본 상기 [표 1]에 제시된 다양한 활물질 등이 적용될 수 있으며, 바나듐 외의 다양한 활물질을 적용하는 본 발명에 따른 에너지 저장 장치의 동작은 상기 도 3을 통해 유추 가능하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.3, the operation of the energy storage device capable of performing charge / discharge according to the present invention is explained by applying the electrolytic solution containing vanadium ions as an active material. In the energy storage device according to the present invention, And the operation of the energy storage device according to the present invention using various kinds of active materials other than vanadium can be inferred from FIG. 3, so that a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 본 발명에서는 방전부와 충전부가 같이 구비되고 방전부와 충전부에 흐르는 전해액을 순환시키면서 방전부를 통해 부하에 전류를 공급하는 동시에 충전부를 통해 이온 반응에 따른 전해액을 저장부에 저장함으로써 충전과 방전이 동시에 수행될 수 있다.As described above, according to the present invention, the discharge unit and the charging unit are provided, and current is supplied to the load through the discharging unit while circulating the electrolyte flowing in the discharging unit and the charging unit. At the same time, the electrolyte according to the ion reaction is stored in the storing unit through the charging unit, Can be performed simultaneously.

도 4는 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 다른 실시예에 대한 구성도를 도시한다.4 is a block diagram illustrating another embodiment of an energy storage device capable of simultaneously performing charge and discharge operations according to the present invention.

상기 도 4의 실시예는 방전부(510)와 충전부(520)가 하나의 하우징에 포함된 충방전스택(500)을 적용하는데, 상기 하우징의 중단에 방전부(510)와 충전부(520)를 구획하며, 방전부(510)와 충전부(520) 간의 전해액 흐름을 유도하는 분리막(550)이 설치된다. 분리막(550)은 전해액이 통과 가능한 다공성 물질로 형성되면서 일정 시간 동안 분리막(550)의 상부에 형성된 방전부(510) 상에 전해액을 유지시키면서 방전부(510)에서 산화, 환원 반응이 수행된 전해액을 서서히 분리막(550)의 하부에 형성된 충전부(520) 상으로 흐르게 한다.4, the charge and discharge stack 500 including the discharge unit 510 and the charging unit 520 is applied to the housing. The discharge unit 510 and the charging unit 520 And a separator 550 for guiding the flow of the electrolyte between the discharger 510 and the charger 520 is provided. The separator 550 is formed of a porous material through which the electrolyte can pass and is maintained at a predetermined temperature for a predetermined period of time while the electrolyte is maintained on the discharger 510 formed on the separator 550, Gradually flows onto the charger 520 formed at the lower portion of the separator 550.

방전부(510)는 앞서 살펴본 상기 도 3의 (a)에 도시된 구성과 유사하며, 양극 전해액의 환원 반응과 음극 전해액의 산화 반응으로 전류를 생성하는 양전극(511)과 음전극(513) 및 양전극(511)과 음전극(513) 사이에 위치되어 산화 반응에 따라 발생된 이온을 환원 반응을 위해 공급하는 이온 교환막(515)을 포함할 수 있다.3, the discharging unit 510 includes a positive electrode 511, a negative electrode 513, and a positive electrode 513 generating a current by the reduction reaction of the positive electrode electrolyte and the oxidation reaction of the negative electrode electrolyte, And an ion exchange membrane 515 disposed between the cathode electrode 511 and the cathode electrode 513 and supplying ions generated by the oxidation reaction for the reduction reaction.

또한 충전부(520)도 앞서 살펴본 상기 도 3의 (b)에 도시된 구성과 유사하며, 외부 전원(10)으로부터 공급되는 외부 전류를 통해 양극 전해액의 산화 반응과 음극 전해액의 환원 반응을 유도하는 양전극(521)과 음전극(523) 및 양전극(521)과 음전극(523) 사이에 위치되어 산화 반응에 따라 발생된 이온을 환원 반응을 위해 공급하는 이온 교환막(525)을 포함할 수 있다.The charging unit 520 is also similar to the configuration shown in FIG. 3 (b). The charging unit 520 includes a positive electrode (not shown) for inducing the oxidation reaction of the positive electrode electrolyte and the reduction reaction of the negative electrode electrolyte through the external current supplied from the external power source 10, And an ion exchange membrane 525 disposed between the positive electrode 521 and the negative electrode 523 and between the positive electrode 521 and the negative electrode 523 to supply ions generated by the oxidation reaction for the reduction reaction.

상기 도 4의 실시예에서 방전부(510)와 충전부(520)는 바나듐(Vanadium)을 활물질로 포함하는 전해액을 적용하는 경우이므로, 상기 도 3의 동작과 유사하여 그에 대한 설명은 생략하며, 그 외에 상기 [표 1]에 제시된 다양한 활물질 등을 포함하는 전해액의 적용이 가능하다.4, the discharge unit 510 and the charging unit 520 are similar to the operation of FIG. 3, so that an electrolytic solution containing vanadium as an active material is applied. It is possible to apply an electrolytic solution containing various active materials as shown in Table 1 above.

도 5는 다양한 다수의 전력 생산 수단을 적용한 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 구현예를 도시한다.FIG. 5 shows an embodiment of an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging according to the present invention to which various power generating means are applied.

상기 도 5의 구현예는 앞서 살펴본 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 기본 구조를 적용한 경우인데, 복수개의 전력 생성 수단(10a, 10b,... 10n) 각각마다 개별 충전 스택(200a, 200b,...200n)이 연결되며, 각 전력 생성 수단(10a, 10b,... 10n)에서 생성된 전류를 통해 각각의 충전 스택(200a, 200b,...200n)이 동작하여 각 전력 생성 수단(10a, 10b,... 10n)에서 생산한 에너지를 전해액으로 저장하게 된다.In the embodiment of FIG. 5, the basic structure of the energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging according to the present invention is applied. In the power storage device 10a, 10b, ... 10n, The stacks 200a, 200b, ..., 200n are connected and the respective charge stacks 200a, 200b, ..., 200n are connected through the currents generated by the respective power generating means 10a, 10b, And stores the energy produced by the respective power generating means 10a, 10b, ... 10n as an electrolytic solution.

여기서 전력 생성 수단으로는 태양광 발전 수단(10a), 풍력 발전 수단(10b) 등 신재생 에너지원을 이용하는 다양한 발전 수단이 적용될 수 있으며, 또한 여유 전력을 저장하거나 심야 시간 등의 상대적으로 단가가 저렴한 전력을 저장하기 위해 상용 전력(10n)이 포함될 수도 있다.Here, various power generation means using a renewable energy source such as the solar power generation means 10a and the wind power generation means 10b can be applied as the power generation means. Further, it is possible to store the spare power, A commercial power 10n may be included to store power.

각 전력 생성 수단(10a, 10b,... 10n)마다 구비된 개별 충전 스택(200a, 200b,...200n)을 통해 에너지를 산화, 환원 반응에 따른 전해액으로 변환하여 각 충전 스택(200a, 200b,...200n)마다의 양극 전해액 개별 저장부(310a, 310b,...310n)와 음극 전해액 개별 저장부(410a, 410b,...410n)에 저장한 후 각각의 양극 전해액 개별 저장부(310a, 310b,...310n)에 저장된 양극 전해액을 취합하여 양극 전해액 통합 저장부(330)에 저장하고, 각각의 음극 전해액 개별 저장부(410a, 410b,...410n)에 저장된 음극 전해액을 취합하여 음극 전해액 통합 저장부(430)에 저장한다.The energy is converted into an electrolyte depending on the oxidation and reduction reaction through the individual charge stacks 200a, 200b, ..., 200n provided for each of the power generating means 10a, 10b, ... 10n, 310b, ..., 310n for each of the anode electrodes 200a, 200b, ... 200n, and the individual catholyte storage sections 410a, 410b, ... 410n for individual storage of the anode electrolytes The anode electrolytic solution stored in the cathode electrolytic solution collecting units 310a, 310b, ... 310n is collected and stored in the anode electrolytic solution integrated storing unit 330, And the electrolyte solution is collected and stored in the anode electrolyte integrated storage unit 430.

그리고 양극 전해액 통합 저장부(330)에 저장된 양극 전해액과 음극 전해액 통합 저장부(430)에 저장된 음극 전해액은 부하(50)로부터의 전력이 요구되는 경우 방전 스택(100)으로 공급되어 방전 스택(100)에서 전해액의 산화, 환원 반응에 따른 전류를 생성하여 부하(50)로 공급하게 된다.The anode electrolyte stored in the anode electrolyte integrated storage unit 330 and the cathode electrolyte stored in the cathode electrolyte integrated storage unit 430 are supplied to the discharge stack 100 when power from the load 50 is required to be supplied to the discharge stack 100 The current generated by the oxidation and reduction reaction of the electrolyte is generated and supplied to the load 50.

이와 같이 본 발명에서는 복수의 전력 생성 수단 각각이 생산하는 에너지를 취합하여 저장할 수 있으며, 특히 에너지 생성 수단의 시간대별, 상황별 차이에 따른 동작으로 각기 다른 시간대와 다른 양으로 생성되는 에너지를 취합하여 저장할 수 있기에 생산된 에너지를 효과적으로 모으면서 부하로의 안정적인 에너지 공급이 가능해진다.As described above, according to the present invention, the energy produced by each of the plurality of power generation units can be collected and stored. In particular, the energy generated by the energy generation unit in different amounts from the different time zones by the operation according to the time- It is possible to store the energy efficiently and to supply stable energy to the load.

본 발명에서 복수의 전력 생산 수단에서 생산된 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치의 세부적인 구성과 관련하여, 도 6은 상기 도 5의 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치의 구현예의 세부 구성도를 도시한다.6 is a block diagram of an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging according to the present invention shown in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention. Fig.

충전 스택 #1(200a)은 하나의 전력 생성 수단으로부터 외부 전류를 공급받으며 상기 외부 전류를 통해 양극 전해액의 산화 반응을 유도하고 음극 전해액의 환원 반응을 유도한다. 그리고 양극 전해액 개별 저장부 #1(310a)가 충전 스택 #1(200a)에서 산화된 양극 전해액을 저장하고 음극 전해액 개별 저장부 #1(410a)가 충전 스택 #1(200a)에서 환원된 음극 전해액을 저장한다.The charge stack # 1 200a receives an external current from one electric power generating means, induces an oxidation reaction of the anode electrolyte through the external current, and induces a reduction reaction of the cathode electrolyte. And the anode electrolyte individual storage unit # 1 310a stores the oxidized anode electrolyte in the charge stack # 1 200a and the cathode electrolyte individual storage unit # 1 410a stores the cathode electrolyte discharged from the charge stack # .

마찬가지로 충전 스택 #2(200b)에서도 다른 하나의 전력 생성 수단으로부터 외부 전류를 공급받아 양극 전해액의 산화 반응과 음극 전해액의 환원 반응을 유도하며, 양극 전해액 개별 저장부 #2(310b)와 음극 전해액 개별 저장부 #2(410b)에 각각 산화된 양극 전해액과 환원된 음극 전해액을 저장한다.Similarly, in the charge stack # 2 (200b), an external current is supplied from the other power generating means to induce the oxidation reaction of the anode electrolyte and the reduction reaction of the cathode electrolyte, And the oxidized anode electrolyte and the reduced cathode electrolyte are stored in the storage # 2 (410b).

그리고 양극 전해액 개별 저장부 #1(310a)와 양극 전해액 개별 저장부 #2(310b) 등은 저장된 각각의 양극 전해액을 양극 전해액 통합 저장부(330)로 전달하여 양극 전해액 통합 저장부(330)에서 양극 전해액이 취합되어 저장된다. 여기서 양극 전해액 통합 저장부(330)는 산화 양극 전해액 저장부(331)와 환원 양극 전해액 저장부(335)가 분리되어 구성될 수 있으며, 양극 전해액 개별 저장부 #1(310a)와 양극 전해액 개별 저장부 #2(310b) 등으로부터 전달된 양극 전해액은 양극 전해액 통합 저장부(330)의 산화 양극 전해액 저장부(331)로 취합되어 저장된다.The positive electrode electrolyte storage part # 1 310a and the positive electrode electrolyte storage part # 2 310b transfer the stored positive electrode electrolyte solution to the positive electrode electrolyte integrated storage part 330 and the positive electrode electrolyte integrated storage part 330 The positive electrode electrolyte is collected and stored. Here, the anode electrolyte integrated storage unit 330 may be constructed by separately separating the oxidized anode electrolyte storage unit 331 and the reduced anode electrolyte storage unit 335, and separately storing the anode electrolyte individual storage unit # 1 310a and the anode electrolyte storage The positive electrode electrolytic solution transferred from the negative electrode # 2 310b and the like is collected and stored in the oxidized positive electrode electrolyte storage unit 331 of the positive electrode electrolyte integrated storage unit 330. [

또한 음극 전해액 개별 저장부 #1(410a)와 음극 전해액 개별 저장부 #2(310b) 등은 저장된 음극 전해액을 음극 전해액 통합 저장부(430)로 전달하여 음극 전해액 통합 저장부(430)에서 음극 전해액이 취합되어 저장된다. 여기서 음극 전해액 통합 저장부(430)는 환원 음극 전해액 저장부(431)와 산화 음극 전해액 저장부(435)가 분리되어 구성될 수 있으며, 음극 전해액 개별 저장부 #1(410a)와 음극 전해액 개별 저장부 #2(410b) 등에 저장된 음극 전해액은 음극 전해액 통합 저장부(430)의 환원 음극 전해액 저장부(431)로 취합되어 저장된다.The cathodic electrolytic solution storing unit # 1 410a and the cathodic electrolytic solution storing unit # 2 310b transfer the stored cathode electrolytic solution to the cathode electrolytic solution storing unit 430 and the cathode electrolytic solution storing unit 430 stores the cathode electrolytic solution Are collected and stored. Here, the cathode electrolyte integrated storage unit 430 may be constructed by separately separating the cathode cathode electrolyte storage unit 431 and the cathode cathode electrolyte storage unit 435, and may separately store the cathode electrolyte individual storage unit # 1 410a and the cathode electrolyte storage And the negative electrode electrolyte stored in the negative electrode # 2 410b and the like is collected and stored in the reduced negative electrode electrolyte reservoir 431 of the negative electrode electrolyte integrated storage 430.

그리고 방전 스택(100)은 양극 전해액 통합 저장부(330)의 산화 양극 전해액 저장부(331)로부터 공급되는 양극 전해액과 음극 전해액 통합 저장부(430)의 환원 음극 전해액 저장부(431)로부터 공급되는 음극 전해액을 공급받고, 양극 전해액과 음극 전해액 간의 산화, 환원 반응을 통해 전류를 생성하여 부하로 제공한다. 방전 스택(100)에서의 양극 전해액의 환원 반응에 따라 환원된 양극 전해액은 양극 전해액 통합 저장부(330)의 환원 양극 전해액 저장부(335)에 저장되어 이후 각 충전 스택들(200a, 200b)로 공급되며, 방전 스택(100)에서의 음극 전해액의 산화 반응에 따라 산화된 음극 전해액은 음극 전해액 통합 저장부(430)의 산화 음극 전해액 저장부(435)에 저장되어 이후 각 충전 스택들(200a, 200b)로 공급된다.The discharge stack 100 is supplied from the anode electrolyte supplied from the oxidized anode electrolyte storage 331 of the anode electrolyte integrated storage 330 and the reduced cathode electrolyte storage 431 of the cathode electrolyte integrated storage 430 And a current is generated through the oxidation and reduction reaction between the anode electrolyte and the cathode electrolyte to provide a load. The anode electrolyte reduced in response to the reduction reaction of the anode electrolyte in the discharge stack 100 is stored in the reduced anode electrolyte reservoir 335 of the anode electrolyte integrated storage 330 and then discharged to the respective charge stacks 200a and 200b And the cathode electrolyte that is oxidized in response to the oxidation reaction of the cathode electrolyte in the discharge stack 100 is stored in the anode cathode electrolyte storage unit 435 of the cathode electrolyte integrated storage unit 430 and then discharged to the respective charge stacks 200a, 200b.

나아가서 각각의 충전 스택들(200a, 200b)과 방전 스택(100) 간의 전해액 순환을 위해서 양극 전해액 순환로와 음극 전해액 순환로가 형성되는데, 상기 양극 전해액 순환로는 메인 양극 전해액 순환로(351)와 개별 양극 전해액 순환로(355a, 355b)를 포함할 수 있고, 상기 음극 전해액 순환로는 메인 음극 전해액 순환로(451)와 개별 음극 전해액 순환로(455a, 455b)를 포함할 수 있다.In addition, a positive electrode electrolyte circulation path and a negative electrode electrolyte circulation path are formed for circulating electrolyte between each of the charge stacks 200a and 200b and the discharge stack 100. The positive electrode electrolyte circulation path includes a main positive electrode electrolyte circulation path 351, And the negative electrode electrolyte circulation path may include a main negative electrode electrolyte circulation path 451 and individual negative electrode electrolyte circulation paths 455a and 455b.

메인 양극 전해액 순환로(351)는 양극 전해액 통합 저장부(330)와 각각의 각 개별 양극 전해액 순환로(355a, 355b) 간을 연결하여 양극 전해액을 순환시키며, 개별 양극 전해액 순환로(355a, 355b)는 각 충전 스택(200a, 200b)과 각 양극 전해액 개별 저장부(310a, 310b)마다 개별적으로 형성되어 개별적인 충전 스택(200a, 200b)과 양극 전해액 개별 저장부(310a, 310b) 간의 양극 전해액을 공급하면서 이를 메인 양극 전해액 순환로(351)와 연결시킨다.The main anode electrolyte circulation path 351 connects the anode electrolyte integrated storage unit 330 and each individual anode electrolyte circulation path 355a and 355b to circulate the anode electrolyte solution and the individual anode electrolyte circulation paths 355a and 355b The positive electrode electrolyte solution is separately provided for each of the packed stacks 200a and 200b and the respective positive electrode electrolyte reservoirs 310a and 310b to supply the positive electrode electrolyte between the respective charge stacks 200a and 200b and the positive electrode electrolyte individual storage units 310a and 310b And is connected to the main anode electrolyte circulation path 351.

또한 메인 음극 전해액 순환로(451)는 음극 전해액 통합 저장부(430)와 각각의 각 개별 음극 전해액 순환로(455a, 455b) 간을 연결하여 음극 전해액을 순환시키며, 개별 음극 전해액 순환로(455a, 455b)는 각 충전 스택(200a, 200b)과 각 음극 전해액 개별 저장부(410a, 410b)마다 개별적으로 형성되어 개별적인 충전 스택(200a, 200b)과 음극 전해액 개별 저장부(410a, 410b) 간의 음극 전해액을 공급하면서 이를 메인 음극 전해액 순환로(451)와 연결시킨다.The main negative electrode electrolyte circulation path 451 connects the negative electrode electrolyte integrated storage unit 430 and each of the individual negative electrode electrolyte circulation paths 455a and 455b to circulate the negative electrode electrolyte solution and the individual negative electrode electrolyte circulation paths 455a and 455b Each of the charge stacks 200a and 200b and each of the cathode electrolytic solution separate storage units 410a and 410b is separately formed to supply a cathode electrolytic solution between the individual charge stacks 200a and 200b and the cathode electrolytic solution separate storage units 410a and 410b And connects it to the main cathode electrolyte circulation path 451.

한걸음 더 나아가서 개별 양극 전해액 순환로(355a, 355b)와 개별 음극 전해액 순환로(455a, 455b)에는 전해액의 흐름을 제어하는 제어 밸브(360a, 360b, 370a, 370b, 460a, 460b, 470a, 470b)가 구비될 수도 있다.Further, control valves 360a, 360b, 370a, 370b, 460a, 460b, 470a, 470b for controlling the flow of the electrolytic solution are provided in the individual anode electrolyte circulation paths 355a, 355b and the individual anode electrolyte circulation paths 455a, 455b .

또한 대응되는 전력 생성 수단의 동작에 따라 해당 충전 스택(200a, 200b)으로의 전해액 유입을 제어하기 위한 제어 밸브(360a, 360b, 460a, 460b)가 구비될 수도 있고, 양극 전해액 개별 저장부(310a, 310b) 또는 음극 전해액 개별 저장부(410a, 410b)로부터의 전해액 유출을 제어하기 위해 제어 밸브 (370a, 370b, 470a, 470b)가 구비될 수도 있다.Also, control valves 360a, 360b, 460a, and 460b for controlling the flow of electrolyte into the charge stacks 200a and 200b may be provided according to the operation of the corresponding power generating means, The control valves 370a, 370b, 470a, and 470b may be provided to control the outflow of the electrolyte from the cathode storage portions 410a and 410b.

상기 도 6에 도시되진 않았으나, 이러한 제어 밸브(360a, 360b, 370a, 370b, 460a, 460b, 470a, 470b)는 제어부에서 각 전력 생성 수단의 동작에 따라 제어할 수 있으며, 메인 양극 전해액 순환로(351), 메인 음극 전해액 순환로(451), 개별 양극 전해액 순환로(355a, 355b), 개별 음극 전해액 순환로(455a, 455b) 등에는 전해액을 순환시키기 위한 펌프가 선택적으로 복수의 위치에 설치될 수 있다.Although not shown in FIG. 6, the control valves 360a, 360b, 370a, 370b, 460a, 460b, 470a, and 470b can be controlled by the control unit in accordance with the operation of each power generating unit, and the main anode electrolyte circulation path 351 A pump for circulating the electrolytic solution may be selectively installed at a plurality of positions in the main negative electrode electrolytic solution circulation path 451, the individual positive electrode electrolytic solution circulation paths 355a and 355b, and the individual negative electrode electrolytic solution circulation paths 455a and 455b.

나아가서 본 발명에서는 에너지 저장 장치가 직류-직류 변환 기능을 수행할 수도 있는데, 이와 관련하여 도 7은 본 발명에 따른 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치가 직류-직류 변환 기능을 수행하는 실시예를 도시한다.Further, in the present invention, the energy storage device may perform a DC-DC conversion function. In this regard, FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which an energy storage device capable of simultaneously performing charging and discharging performs a DC- / RTI >

상기 도 7의 실시예에서 에너지 저장 장치는, 하나의 충전 스택(200)에 대응하여 N개의 방전 스택(600a, 600b,...600n)이 서로 직렬 연결되어 하나의 방전 스택 그룹(600)으로 구성된다.In the embodiment of FIG. 7, N discharge stacks 600a, 600b,... 600n are connected in series to one discharge stack group 600 corresponding to one charge stack 200, .

여기서 충전 스택(200)과 방전 스택 그룹(600)으로 구성된 각 방전 스택(600a, 600b,...600n)의 내부 구성은 앞서 살펴본 충전 스택 및 방전 스택의 내부 구성과 유사하므로 구체적인 설명은 생략한다.Here, the internal structures of the discharge stacks 600a, 600b,... 600n constituted by the charge stack 200 and the discharge stack group 600 are similar to the internal structures of the charge stack and discharge stack described above, .

이와 같이 하나의 충전 스택(200)에 대응되는 N개의 방전 스택(600a, 600b,...600n)의 방전 스택 그룹(600)으로 에너지 저장 장치를 구성함으로써, 충전 스택(600)에 입력되는 충전 전압과 N개의 방전 스택(600a, 600b,...600n)으로 구성된 방전 스택 그룹(600)에서 출력되는 방전 전압은 상이하게 되며 이를 이용하여 직류-직류 변환이 수행될 수 있다.By configuring the energy storage device as the discharge stack group 600 of the N discharge stacks 600a, 600b, ..., 600n corresponding to one charge stack 200, The discharge voltages output from the discharge stack group 600 composed of the N and N discharge stacks 600a, 600b,... 600n are different from each other, and the DC-DC conversion can be performed using the discharge voltages.

즉, 충전 스택(200)을 통해 에너지가 변환된 전해액이 각각의 방전 스택(600a, 600b,...600n)을 통과하면서 방전 스택마다의 방전 전압이 얻어지게 되며, N개의 방전 스택(600a, 600b,...600n)이 직렬 연결로 구성됨으로써 방전 스택 그룹(600)에서는 각 방전 스택(600a, 600b,...600n)마다의 방전 전압이 합산된 방전 전압을 출력하게 된다. 물론 이때 양극 전해액 저장부(300)와 음극 전해액 저장부(400)에는 에너지가 변환된 일정량 이상의 전해액이 저장된 상태가 전제되어야 한다.In other words, a discharge voltage is obtained for each discharge stack as the electrolyte in which energy is converted through the charge stack 200 passes through each of the discharge stacks 600a, 600b, ..., 600n, and the N discharge stacks 600a, 600b,... 600n are connected in series so that the discharge voltage of each discharge stack 600a, 600b, ... 600n is summed in the discharge stack group 600. At this time, it is assumed that the anode electrolyte storage part 300 and the cathode electrolyte storage part 400 store a predetermined amount or more of the electrolytic solution in which energy is converted.

예를 들어 충전 스택(200)과 각 방전 스택(600a, 600b,...600n)이 유사한 조건으로 구성되어 이상적인 입출력이 이루어지는 경우를 고려한다면, 충전 스택(200)에 충전 전압 V를 인가하면 각 방전 스택(600a, 600b,...600n)마다 방전 전압 V가 출력되며, N개의 방전 스택(600a, 600b,...600n)이 직렬 연결로 구성된 방전 스택 그룹(600)에서는 방전 전압 V에 대한 N배의 방전 전압이 출력된다.Considering the case where the charge stack 200 and the respective discharge stacks 600a, 600b,... 600n are configured in a similar condition and ideal input / output is performed, if the charge voltage V is applied to the charge stack 200, The discharge voltage V is output for each of the discharge stacks 600a, 600b, ..., 600n, and in the discharge stack group 600 in which the N discharge stacks 600a, 600b, ... 600n are connected in series, N discharge voltage is output.

상기 도 7에서는 설명의 편의를 위해 하나의 충전 스택(200)을 포함하는 에너지 저장 장치로 설명하였으나, 요구되는 직류 변환치에 따라 선택적인 개수의 충전 스택이 직렬 연결된 충전 스택 그룹과 선택적인 개수의 방전 스택이 직렬 연결된 방전 스택 그룹으로 에너지 저장 장치가 구성될 수도 있다. Although FIG. 7 illustrates the energy storage device including one charge stack 200 for convenience of explanation, it is also possible to use a charge stack group in which a selective number of charge stacks are connected in series according to a required DC conversion value, The energy storage device may be configured as a discharge stack group in which the discharge stack is connected in series.

이와 같이 본 발명에서는 직렬 연결된 선택적인 개수의 충전 스택과 직렬연결된 선택적인 개수의 방전 스택으로 에너지 저장 장치를 구성함으로써, 충전 스택의 개수와 방전 스택의 개수에 따라 충전 전압에 대한 방전 전압의 조절이 가능하여 에너지 저장 장치가 직류-직류 변환을 수행하는 일종의 컨버터 기능을 수행할 수 있다.Thus, according to the present invention, by configuring the energy storage device with a selective number of charge stacks connected in series and a selective number of discharge stacks connected in series, the adjustment of the discharge voltage to the charge voltage according to the number of charge stacks and the number of discharge stacks As a result, the energy storage device can perform a type of converter function that performs DC-DC conversion.

상기에서 살펴본 본 발명에 의하면, 부하로 전력을 공급하면서 동시에 전력 생산 수단으로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있는 에너지 저장 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to provide an energy storage device capable of storing power supplied from a power generation means while supplying power to a load.

특히, 충전 모드와 방전 모드를 시간적으로 분리하여 수행하지 않고 동시에 수행 가능하기에 여유 전력의 발생시 언제든지 에너지의 저장이 가능해지고 또한 잔여 충전량이 부족한 상황에서도 부하에 대한 전력을 공급하면서 계속적인 충전이 가능해진다.In particular, since the charging mode and the discharging mode can be performed at the same time without being separated from each other, energy can be stored at any time when the redundant power is generated, and continuous charging can be performed while supplying power to the load even when the remaining capacity is insufficient It becomes.

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 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 전원,
50 : 부하,
100, 600a, 600b,...600n : 방전 스택,
200 : 충전 스택,
300 : 양극 전해액 저장부,
350 : 양극 전해액 순환로,
400 : 음극 전해액 저장부,
450 : 음극 전해액 순환로,
500 : 충방전스택.
600 : 방전 스택 그룹.10: Power supply,
50: load,
100, 600a, 600b, ... 600n: discharge stack,
200: Charge stack,
300: anode electrolyte storage part,
350: anode electrolytic solution circulation path,
400: cathode electrolytic solution storage part,
450: negative electrode electrolyte circulation path,
500: charge / discharge stack.
600: Discharge stack group.

Claims (9)

양극 활물질을 포함하는 양극 전해액을 저장하는 양극 전해액 저장부;
음극 활물질을 포함하는 음극 전해액을 저장하는 음극 전해액 저장부;
상기 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 환원 반응과 상기 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 산화 반응을 유도하여 전류를 생성하여 제공하는 방전부;
외부 전류를 공급받아, 상기 양극 전해액에 포함된 양극 활물질의 산화 반응과 상기 음극 전해액에 포함된 음극 활물질의 환원 반응을 유도하는 충전부;
상기 양극 전해액 저장부, 상기 방전부 및 상기 충전부 간에 상기 양극 전해액을 순환시키는 양극 전해액 순환로; 및
상기 음극 전해액 저장부, 상기 방전부 및 상기 충전부간에 상기 음극 전해액을 순환시키는 음극 전해액 순환로를 포함하며,
상기 양극 전해액의 환원 반응과 상기 음극 전해액의 산화 반응으로 전류를 생성하는 양전극과 음전극; 및 상기 양전극과 음전극 사이에 위치되어, 산화 반응과 환원 반응 사이에 이온 교환이 가능한 이온 교환막을 포함하는 상기 방전부;
외부 전류가 인가되어 상기 양극 전해액의 산화 반응과 상기 음극 전해액의 환원 반응을 유도하는 양전극과 음전극; 및 상기 양전극과 음전극 사이에 위치되어, 산화 반응과 환원 반응 사이에 이온 교환이 가능한 이온 교환막을 포함하는 상기 충전부;
상기 방전부와 상기 충전부를 포함하는 하우징; 및
상기 하우징의 중단에 배치되어 상기 방전부와 상기 충전부를 구획하며, 상기 방전부와 상기 충전부 간의 전해액의 흐름을 유도하는 분리막을 포함하는 충방전스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치. A positive electrode electrolyte storage part for storing a positive electrode electrolyte containing a positive electrode active material;
A negative electrode electrolytic solution storage portion for storing a negative electrode electrolytic solution containing the negative active material;
A discharger for generating a current by inducing a reduction reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte and an oxidation reaction of the anode active material contained in the cathode electrolyte;
A charging unit that receives an external current and induces an oxidation reaction of the cathode active material contained in the anode electrolyte and a reduction reaction of the anode active material contained in the anode electrolyte;
A positive electrode electrolyte circulation path for circulating the positive electrode electrolyte between the positive electrode electrolyte reservoir, the discharger, and the charging unit; And
And a negative electrode electrolyte circulation path for circulating the negative electrode electrolyte between the negative electrode electrolyte reservoir, the discharger, and the charging unit,
A positive electrode and a negative electrode which generate a current by the reduction reaction of the positive electrode electrolyte and the oxidation reaction of the negative electrode electrolyte; And an ion exchange membrane disposed between the positive electrode and the negative electrode and capable of ion exchange between an oxidation reaction and a reduction reaction;
A positive electrode and a negative electrode for inducing an oxidation reaction of the positive electrode electrolyte and a reduction reaction of the negative electrode electrolyte by an external current; And an ion exchange membrane disposed between the positive electrode and the negative electrode and capable of ion exchange between an oxidation reaction and a reduction reaction;
A housing including the discharge unit and the charging unit; And
And a charge / discharge stack disposed at an end of the housing to partition the discharging part and the charging part, and a separation membrane for guiding the flow of the electrolyte between the discharging part and the charging part. Possible energy storage. 제 1 항에 있어서,
상기 분리막은 전해액이 통과 가능한 다공성 물질로 형성되어 있는 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치.The method according to claim 1,
Wherein the separation membrane is formed of a porous material through which an electrolyte can pass. 제 1 항에 있어서,
상기 양극 전해액 순환로상에 설치되어 있으며, 양극 전해액을 순환시키기 위한 제1 순환 펌프; 및
상기 음극 전해액 순환로상에 설치되어 있으며, 음극 전해액을 순환시키기 위한 제2 순환 펌프를 더 포함하는 충방전의 동시 수행이 가능한 에너지 저장 장치.The method according to claim 1,
A first circulation pump installed on the anode electrolyte circulation path for circulating the anode electrolyte; And
And a second circulation pump installed on the anode electrolyte circulation path for circulating the cathode electrolyte. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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