KR101852161B1 - Solar cell electricity generation, storage and switchover system, and its method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템 및 그 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 내부의 일정한 온도조절 및 전력공급 제공을 사용자가 내, 외부에서 편리하게 자동 및 수동으로 제어할 수 있도록 하고, 태양광 발전기의 모듈트레이서를 통하여 태양광 발전의 효율을 극대화할 수 있는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템과 이를 이용한 발전 및 축전, 절체 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar power generation, power generation and transmission system and a method thereof, and more particularly, to a solar power generation, power generation and transmission system and method thereof, in which a user can easily and automatically and manually control the internal temperature and power supply, The present invention relates to a photovoltaic power generation, power generation and transfer system capable of maximizing the efficiency of photovoltaic power generation through a module tracer of a photovoltaic power generator, and a power generation, storage and transfer method using the same.
일반적으로 태양광 및 태양열, 풍력 등의 환경 친화적인 대체에너지를 통하여 발전을 진행하는 경우, 각 가정 또는 건물에서 소규모로 설치되어 발전하게 되는 경우가 많은데 상기와 같이 소규모 발전을 실시하는 경우 발전된 전기를 다수의 축전기를 포함하는 축전지반에 축전한 뒤 사용하게 된다.Generally, when electricity is generated through environmentally friendly alternative energy such as solar power, solar heat, and wind power, it is often installed in a small scale in each home or building. In such a case, It is used after being stored in a storage ground including a plurality of capacitors.
상기와 같은 축전지반은 일반적으로, 발전된 전기를 저장하는 하나 이상의 축전지와, 이러한 축전지를 일괄적으로 거치하여 보관할 수 있는 캐비닛으로 구성하게 된다.Generally, the storage ground is composed of one or more accumulators for storing electricity and a cabinet for collectively storing the accumulators.
상기와 같이 구성되는 축전지반에서 중요한 것은, 축전지를 보관하는 캐비닛 내부의 환경을 일정하게 유지하여 주는 것이다. 높은 수준의 전기에너지를 저장하게 되는 축전지는 축전 시에 열을 발산하게 되며, 이러한 축전지를 내부로 다수 개 수납해야 하는 만큼 축전지부의 캐비닛 내부 온도는 쉽게 가열된다. 그리고 가열된 내부 온도는 축전지에 영향을 미치게 되어 축전지를 파손시키거나 축전 효율을 저하시킬 수 있으며, 심각하게는 화재 발생의 가능성 또한 가지게 된다.What is important in the storage ground configured as described above is to keep the environment inside the cabinet for storing the battery constant. A battery that stores a high level of electrical energy will dissipate heat during storage, and the temperature inside the cabinet of the battery section is easily heated because a plurality of such batteries must be stored therein. And, the heated internal temperature affects the battery, which can damage the battery or lower the efficiency of the storage, and seriously, it also has the possibility of fire.
상기와 같은 축전지반의 내부 온도를 조절하기 위한 기술로서, 공개특허 10-2007-0070347호는 축전지 수납용 항온 캐비넷을 개시하고 있다. 상기의 공개특허는 외부와 내부에 각각 설치된 온도감지장치와, 전류의 흐름 여부와 방향을 결정하는 제어장치, 냉각 또는 가열 기능을 수행하는 열전소자를 이용하여 내부의 납축전지의 온도를 일정한 범위 안에서 유지시켜 납축전지 수명 연장 및 유지관리의 용이성을 제공하기 위한 축전지 수납용 항온 캐비넷을 제공하고 있다.As a technique for controlling the internal temperature of the storage ground as described above, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-0070347 discloses a thermostatic cabinet for storing a battery. The above-mentioned patent discloses a method for controlling the temperature of a lead-acid battery inside a certain range by using a temperature sensing device installed outside and inside, a control device for determining the flow direction and direction of a current, and a thermoelectric element performing a cooling or heating function Thereby providing a thermostatic cabinet for accommodating a battery for extending the life of the lead-acid battery and providing ease of maintenance.
상기의 공개특허는 열전소자만을 이용하여 캐비넷 내부의 온도를 조절하는데, 이러한 방법으로 캐비닛 내부의 온도를 용이하게 조절할 수 있을 지에 대해서는 의문스럽다. 본 발명은 상기의 공개특허보다 더욱 진보되어, 열전소자를 가장 효율적으로 사용할 수 있도록 온도변화부 및 공기순환부를 더 추가하여 내부의 온도를 용이하고 편리하게 제어할 수 있도록 하고 있다. 또한 본 발명의 우선순위절체부를 통한 절체 우선순위에 따른 공급전원의 절체, 태양광발전기 솔라셀의 모듈트레이서 등은 상기 공개특허에서는 전혀 제공하고 있지 않다.The above patent discloses that only the thermoelectric element is used to control the temperature inside the cabinet. It is questionable whether the temperature inside the cabinet can be easily controlled by this method. The present invention is more advanced than the above-described patents, and a temperature changing unit and an air circulating unit are further added to easily and conveniently control the internal temperature so as to use the thermoelectric element most efficiently. In addition, the supply of power according to the transfer priority through the priority transfer unit of the present invention, the module tracer of the solar cell solar cell, and the like are not provided at all in the above patent.
그 외에도 등록특허 10-0298348호는 기지국 열 조절 시스템 및 방법으로서, 메인챔버 및 배터리챔버를 가열 및 냉각할 수 있는 2단계 기지국 인클로저 열 조절 시스템 및 방법을 개시하고 있다. 상기 등록특허는 본 발명과는 그 용도 및 구성이 완전히 상이한 발명으로 판단된다.In addition, Patent No. 10-0298348 discloses a base station thermal conditioning system and method that discloses a two-stage base station enclosure thermal conditioning system and method that can heat and cool the main and battery chambers. It is judged that the patent is completely different from the invention in its use and configuration.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 해결하여, 태양광 발전 시스템으로서 제어부를 갖춘 독립형 축전지반이 축전지반 내부의 온도조절, 전력공급의 절체 등을 자동 및 수동으로 조절할 수 있도록 하고, 또한 태양광 발전용 솔라셀에 모듈트레이서를 설치하여 상기 축전지반의 제어부가 모듈트레이서를 제어, 발전 효율을 극대화 할 수 있도록 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 제공하고, 또한 이를 이용한 발전, 축전 및 절체 방법을 제공한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above problems of the prior art and it is an object of the present invention to provide a solar power generation system in which an independent storage ground base equipped with a control unit can automatically and manually control temperature control, The present invention provides a photovoltaic power generation, power generation and transfer system in which a module tracer is installed in a photovoltaic solar cell to control the module tracer and maximize power generation efficiency, Provides a switching method.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,In order to accomplish the object of the present invention as described above,
태양광 발전, 축전 및 절체 시스템으로서 태양광으로부터 발전을 실시하는 하나 이상의 태양광발전기와, 상기 태양광발전기로부터 생산된 전력을 저장하고 분배하는 독립형 축전지반을 포함하고, 상기 독립형 축전지반은 각 구성요소들의 제어를 실시하는 제어부; 발전된 전력을 축전할 수 있는, 하나 이상의 배터리와 온도센서를 포함하는 배터리부; 상기 독립형 축전지반 내부의 온도를 조절하는 온도조절부; 상기 배터리부에서 축전된 전력을 각 사용처로 배분하여 전송하게 되는 우선순위절체부; 그리고 사용자가 상기 독립형 축전지반의 상태를 내부에서 확인할 수 있도록 축전지반 내부의 온도 및 전력 공급 현황 등을 가시적으로 제공할 수 있는 하나 이상의 디스플레이를 포함하고 있는 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 제공한다.1. A photovoltaic power generation, storage and transfer system comprising at least one solar power generator for generating electricity from solar power, and a stand-alone storage ground for storing and distributing power produced from said solar power generator, A controller for controlling the elements; A battery unit including at least one battery and a temperature sensor capable of storing the advanced electric power; A temperature regulator for regulating the temperature inside the independent storage battery; A priority switching unit that distributes power stored in the battery unit to each use destination and transmits the same; And at least one display capable of visually providing temperature and electric power supply status inside the storage battery so that the user can check the state of the independent storage battery from the inside of the storage battery, .
상기에서, 디스플레이는 적어도 둘 이상 구성되어, 그 중 적어도 하나의 디스플레이가 상기 축전지반의 내부에 설치되고, 적어도 하나 이상의 디스플레이가 상기 축전지반의 외부에 설치하여 내, 외부에서 사용자가 모두 확인할 수 있도록 한다.At least one display is installed inside the storage ground and at least one display is installed outside the storage ground so that the user can check all of the displays from outside. do.
상기에서, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템은 상기 제어부와 무선 연결되어, 상기 제어부가 제공하는 상기 축전지반의 내부 온도 및 전력 공급 현황 정보를 전송 받아 사용자가 가시적으로 확인할 수 있는 프로그램이 설치된 단말기를 더 포함할 수도 있다.In the above, the solar power generation, power generation and transmission system is wirelessly connected to the control unit, and receives a temperature and power supply status information of the power storage unit provided by the control unit, .
상기 제어부는 데이터의 연산처리에 필요한 연산기; 저장장치인 기억장치; 그리고 유, 무선 통신을 위한 통신부를 포함한다.Wherein the control unit includes: an arithmetic unit required for arithmetic processing of data; A storage device which is a storage device; And a communication unit for wired and wireless communication.
상기에서, 제어부의 저장장치에는 PWM제어를 통하여 배터리의 충전을 실시할 수 있는 PWM제어 프로그램이 설치되어 배터리 충전 시 사용한다.In the above, the storage device of the control unit is provided with a PWM control program that can charge the battery through PWM control, and is used when the battery is charged.
상기에서, 온도조절부는 내부의 공기 온도를 변화시킬 수 있는 하나 이상의 온도변화부; 상기 온도변화부를 통하여 온도가 변화된 공기를 순환시킬 수 있는 하나 이상의 공기순환부; 그리고 하나 이상의 외부배출팬을 포함한다.In the above, the temperature regulating unit may include at least one temperature changing unit capable of changing the internal air temperature; At least one air circulation unit capable of circulating air whose temperature has changed through the temperature change unit; And one or more external exhaust fans.
상기에서, 공기순환부는 상기 온도변화부에 의해 온도가 변화된 공기를 이송할 수 있도록 하는 통로인 공기순환통로; 상기 공기순환통로의 측면부에 형성되어, 상기 공기순환통로 내부에서 흐르던 공기가 다시 상기 축전지반의 내부로 분출될 수 있도록 하는 하나 이상의 배출구; 그리고 상기 공기순환통로의 내측면에 설치되는 하나 이상의 공기가림막을 포함한다.In the above, the air circulation unit may include an air circulation passage that is a passage through which the temperature-changed air can be transferred by the temperature change unit; At least one discharge port formed in a side surface of the air circulation passage for allowing the air flowing inside the air circulation passage to be ejected into the inside of the storage ground again; And at least one air shielding film provided on an inner surface of the air circulation passage.
상기에서, 공기순환통로는 상기 축전지반의 외부격벽에 부착 설치되고, 또한 상기 축전지반의 문짝을 제외한 좌, 우측면 및 후면부에 둘러서 'ㄷ'자 형태가 되도록 설치하는 것이 바람직하다.It is preferable that the air circulation passage is installed on the outer partition wall of the storage battery, and is formed in a 'C' shape surrounding the left, right and rear sides except for the door of the storage battery.
상기에서, 배출구는 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 공기가림막은 상기 각각의 배출구의 앞쪽에 배치하여 고정 설치하는 것이 바람직하다.It is preferable that the discharge ports are formed at regular intervals, and the air shielding film is disposed in front of each of the discharge ports and fixedly installed.
상기에서, 공기순환통로는 내부가 비어 있는 삼각기둥 형태로 형성되고, 상기 배출구는 상단배출구 및 하단배출구가 한 쌍이 되어, 각각 상기 삼각기둥 형태로 형성된 공기순환통로의 상단면, 하단면 면상에 각각 형성하는 것이 바람직하다.The air circulation passage is formed in the form of a triangular prism with an empty interior. The outlet has a pair of upper discharge ports and lower discharge ports. The upper and lower discharge ports are respectively formed on the upper surface and the lower surface of the air circulation passage formed in the triangular- .
상기에서, 온도변화부는 내부공기 온도를 변화시킬 수 있도록 하는 열전소자; 상기 열전소자의 일측에 부착 설치되는 인입방열판; 상기 인입방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 인입팬; 상기 열전소자의 타측에 부착 설치되는 보조방열판; 그리고 상기 보조방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 보조팬을 포함한다.In the above, the temperature changing part may include a thermoelectric element for changing the internal air temperature; An inlet heat sink attached to one side of the thermoelectric element; An inlet fan mounted on the inlet heat sink and capable of changing a flow of air; An auxiliary heat sink attached to the other side of the thermoelectric element; And an auxiliary fan mounted on the auxiliary heat sink and capable of changing a flow of air.
상기에서, 인입방열판은 보조방열판보다 더 크게 형성되고, 상기 인입팬은 상기 보조팬에 비해 송풍 용량이 더 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.Preferably, the inlet heat sink is formed larger than the auxiliary heat sink, and the inlet fan has a larger ventilation capacity than the auxiliary fan.
상기에서, 인입팬의 돌출된 부분과 온도변화부 내부격벽 사이로는 단열재를 충진하는 것이 바람직하다.In the above, it is preferable to fill the heat insulating material between the protruded portion of the draw-in fan and the internal partition wall of the temperature changing portion.
상기에서, 태양광발전기는 발전을 실시하는 솔라셀; 상기 솔라셀을 지지하는 기둥; 그리고 상기 기둥의 일측단과 회전 가능하도록 연결 설치되어, 상기 기둥의 타측단에 고정 설치되어 있는 상기 솔라셀을 회전시킬 수 있도록 하는 모듈트레이서를 포함한다.In the above, the solar generator is a solar cell for generating electric power; A column supporting the solar cell; And a module tracer connected to one end of the column so as to be rotatable to rotate the solar cell fixedly installed at the other end of the column.
상기에서, 모듈트레이서는 상기 기둥의 일측단에 설치되어, 상기 기둥 및 이와 연결된 솔라셀을 움직이게 할 수 있는 트레이싱모터와, 상기 트레이싱모터의 움직임 기준이 되는 시간을 측정하는 시간측정기를 포함한다.The module tracer includes a tracing motor installed at one end of the column to move the column and the solar cell connected to the column, and a time measuring unit measuring a time that is a movement reference of the tracing motor.
상기에서, 시간측정기는 모래시계와 상기 모래시계 내부의 시간측정용 입자의 압력을 측정하여 시간을 계산할 수 있는 압력센서를 포함하여 시간을 측정하는 것이 바람직하다.In the above, the time measuring device preferably includes a hourglass and a pressure sensor capable of measuring the time of the time measuring particles in the hourglass to calculate the time.
상기의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 이용하여 생산된 전기를 축전한 축전지반의 내부 온도를 일정하게 유지하는 방법으로서,As a method of maintaining the internal temperature of a power storage ground charged with electricity produced using the above-described solar power generation, storage and transfer system constant,
상기 온도센서가 실시간으로 상기 축전지반의 내부온도값(tc)을 측정하여, 이를 실시간으로 제어부에 전송하는 온도측정단계(S1-1);A temperature measuring step (S1-1) of measuring the internal temperature value (tc) of the storage ground in real time and transmitting it to the control unit in real time;
상기 단계(S1-1)에서, 상기 내부온도값(tc)이 상기 제어부 내에서 이미 입력되어 있는 내부온도 최소값(tc.min) 미만이거나 내부온도 최대값(tc.max)을 초과한 상태이면, 상기 제어부가 상기 온도변화부 내 상기 열전소자에 전류를 공급하여 동작시키는 열전소자 동작단계(S1-2);If the internal temperature value tc is less than the internal temperature minimum value tc.min already input in the control unit or exceeds the internal temperature maximum value tc.max in the step S1-1, A thermoelectric element operation step (S1-2) of supplying the current to the thermoelectric element in the temperature change part and operating the control part;
상기 단계(S1-2) 후, 상기 제어판이 상기 인입팬 및 보조팬을 동작시키는 공기순환단계(S1-3); An air circulation step (S1-3) of operating the inlet fan and the auxiliary fan after the step (S1-2);
상기 단계(S1-3)이후 측정된 상기 내부 온도값(tc)이 상기한 내부온도 최소값(tc.min) 이상 내부온도 최대값(tc.max) 이하의 범위에 속하면, 상기 열전소자 및 인입팬의 동작을 중단시키는 내부공기 인입중단단계(S1-4);If the internal temperature value tc measured after the step S1-3 falls within a range equal to or greater than the internal temperature minimum value tc.min and not greater than the internal temperature maximum value tc.max, An internal air intake stop step (S1-4) for stopping the operation of the fan;
상기 단계(S1-4) 이후, 상기 제어부(200)가 상기 열전소자온도(th)를 측정하는 열전소자온도 측정단계(S1-5);A thermoelectric-element temperature measuring step (S1-5) of the controller (200) for measuring the thermoelectric-element temperature (th) after the step (S1-4);
상기 단계(S1-5) 결과 상기 열전소자온도(th)가 정해진 열전소자온도 최소값(th.min) 이상 열전소자온도 최대값(th.max) 이하의 범위 안에 진입하면, 상기 보조팬(315)의 동작을 중단시키는 열전소자동작 중지단계(S1-6)를 실시하여 상기 충전지반의 내부 온도를 일정하게 유지한다.If the thermoelectric conversion element temperature th is within the range of the thermoelectric element temperature maximum value th.max or lower than the predetermined minimum thermoelectric element temperature th.min as a result of the step S1-5, (S1-6) of stopping the operation of the thermoelements (S1-6) to maintain the internal temperature of the charged soil constant.
상기에서. 상기열전소자 동작단계(S1-2)에서 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최소값(tc.min) 미만이라면 상기 열전소자는 가열되고, 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최대값(tc.max)을 초과하면, 상기 열전소자는 냉각시키도록 한다.In the above. If the internal temperature value tc is less than the internal temperature minimum value tc.min in the thermoelement operation step S1-2, the thermoelectric element is heated, and if the internal temperature value tc is less than the internal temperature maximum value tc.min, (tc.max), the thermoelectric element is allowed to cool.
상기의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템을 이용하여 생산된 전기를 절체시키는 방법으로서,As a method for transferring electricity produced using the solar power generation, power generation and transmission system described above,
상기 배터리부의 축전 가능한 최대전압(V.Max)을 100%로 하고, 완전 방전상태를 0%로 한 전압 구간을 적어도 셋 이상의 구획으로 나누어 설정한 상태에서,In a state where the maximum voltage (V. Max) that can be stored in the battery section is 100% and the voltage section in which the full discharge state is 0% is divided into at least three sections,
상기 제어부가 상기 배터리부의 전압(V)을 측정하였을 때 측정된 전압이 상기 최대전압(V.Max)을 포함한 제1구간에 위치하면, 연결된 모든 사용처에 전력을 공급하는 전력공급단계(S2-1);When the control unit measures the voltage (V) of the battery unit, if the measured voltage is located in the first section including the maximum voltage (V.Max), power supply step S2-1 );
상기 단계(S2-1)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제1구간을 벗어나 제2구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 가장 낮은 사용처의 전력공급을 차단하는 첫번째 절체단계(S2-2); 그리고If the voltage V in the
상기 단계(S2-2)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제2구간을 벗어나 제3구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 두 번째로 낮은 사용처의 전력을 차단하는 두번째 절체단계(S2-4)를 실시하여 순차적으로 절체를 실시한다.If the voltage V in the
상기에서, 상기 단계들(S2-2, S2-4)에서 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 현재의 구간을 벗어나 전압 % 상태가 더 높은 구간으로 복귀하게 되면, 해당 단계 전에 절체된 사용처의 절체를 복구시켜 다시 전력을 공급하는 절체복구단계(S2-3)를 실시할 수 있다.If the voltage (V) in the battery unit (100) is out of the current interval and the voltage is returned to a higher level in the steps (S2-2, S2-4) (S2-3) for restoring the switching of the used place and supplying the electric power again.
상기에서, 상기 전압 구간이 적어도 4개 이상의 구획으로 나누어 설정되어 있을 때, 상기 제어부가 최우선순위로 설정된 사용처를 제외한 나머지 사용처를 모두 절체하는 최종절체단계(S2-6); 그리고 상기 단계(S2-6)에 따라 최우선순위 사용처를 제외한 나머지 사용처가 모두 절체되었음을 상기 하나 이상의 디스플레이에 통보하도록 하는 상황전송단계(S2-7)를 더 실시할 수도 있다.A final switching step (S2-6) of switching all of the remaining uses except for the use destination set to the highest priority when the voltage section is divided into at least four sections; And a status transmission step (S2-7) of notifying the at least one display that all of the use destinations other than the highest priority usage destination have been switched according to the step (S2-6).
본 발명에 의하면, 충전지반 내부의 일정한 온도조절 및 전력공급 제공을 사용자가 내, 외부에서 편리하게 자동 및 수동으로 확인 및 필요시 제어할 수 있도록 하고, 태양광 발전기의 모듈트레이서를 통하여 태양광 발전의 효율을 극대화할 수 있다.According to the present invention, a user can conveniently and automatically check and, if necessary, control the temperature inside the charged bed and provide power supply conveniently and externally to the user, Can be maximized.
도 1은 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템의 구조도.
도 2는 본 발명의 충전지반의 내부 평면 구조도.
도 3은 본 발명의 온도변화부의 구조도.
도 4는 본 발명의 충전지반 내 온도 조절 순서도.
도 5는 본 발명의 충전지반 내 절체 제어 순서도.
도 6은 본 발명의 충전지반 내 절체 전압 구간 개략도.
도 7은 본 발명의 태양광발전기의 구조도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a structural diagram of a photovoltaic power generation, power generation and switching system according to the present invention; FIG.
Fig. 2 is an internal plan view of the filling ground of the present invention. Fig.
3 is a structural view of the temperature changing portion of the present invention.
4 is a flow chart of the temperature control in the charged bed of the present invention.
FIG. 5 is a flow chart of the switching control in the charging ground of the present invention. FIG.
6 is a schematic diagram of a transfer voltage section in a charged bed of the present invention.
7 is a structural view of a solar generator according to the present invention.
이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 실시와 이해를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 특허등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The following description is intended to assist in the understanding and understanding of the present invention, but is not to be construed as limiting the invention thereto. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made within the spirit of the invention as set forth in the following claims.
도 1은 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템(1000)의 구조도이다. 이하에서는 도 1을 통하여 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템(1000)의 구성요소에 대하여 설명한다.1 is a structural diagram of a solar power generation, power storage and
설명에 앞서, 도 1에서 굵은 실선 화살표는 전력의 이동 방향을 나타낸 것이며, 가는 점선 화살표는 유, 무선 통신을 통한 제어의 방향을 나타낸 것이다.Prior to the description, the bold solid arrows in FIG. 1 indicate the direction of power movement, and the thin dotted arrows indicate the directions of control through wire and wireless communications.
도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템(1000)은 실제로 태양광으로부터 발전을 실시하는 태양광발전기(600)와, 상기 태양광발전기(600)로부터 생산된 전력을 저장하고 분배하는 독립형 축전지반(10)을 포함한다.1, the solar power generation, power generation and
상기 독립형 축전지반(10)에 대해 설명하면, 상기 독립형 축전지반(10)은 우선 발전된 전력을 축전할 수 있는 배터리부(100), 각 구성요소들의 제어를 실시하는 제어부(200), 상기 독립형 축전지반(10) 내부의 온도를 조절하는 온도조절부(300), 상기 배터리부(100)에서 축전된 전력을 각 사용처(E1~E4)로 배분하여 전송하게 되는 우선순위절체부(400), 그리고 사용자가 상기 독립형 축전지반(10)의 상태를 내부에서 확인할 수 있도록 축전지반(10) 내부의 온도 및 전력 공급 현황 등을 가시적으로 제공할 수 있는 내측디스플레이(510)를 포함한다.The stand-alone
그리고 상기 독립형 축전지반(10)의 외부에도 하나 이상의 외측디스플레이(520)가 설치되어, 상기 제어부(200)가 제공하는 상기 축전지반(10)의 내부 온도 정보 및 전력 공급 현황 정보 등을 전송 받아 사용자가 확인할 수 있도록 가시적으로 제공한다.One or more
또한 상기 사용자가 소유 또는 소지하고 있는 단말기(530) 상에도, 프로그램을 설치하여 상기 제어부(200)와 무선 연결될 수 있고, 이를 통하여 상기 제어부(200)가 제공하는 상기 축전지반(10)의 내부 온도 정보 및 전력 공급 현황 정보 등을 전송 받아, 사용자가 자신의 단말기(530)를 통해서 이를 확인할 수 있다.Also, a program may be installed on the terminal 530 owned or possessed by the user so as to be wirelessly connected to the controller 200, and the internal temperature of the
여기서, 상기 디스플레이 및 단말기(510, 520, 530)는 상기 축전지반(10)의 내부 온도 및 전력 공급 현황 등을 제공할 뿐 아니라, 사용자가 상기 디스플레이 및 단말기(510, 520, 530) 중 어느 하나를 조작하여 상기 축전지반(10) 내 설정 온도 또는 절체 우선순위의 설정 및 수동 절체 등을 직접 조작할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.Here, the display and the
상기 독립형 축전지반(10) 내부의 구성요소에 대하여 더 자세히 설명하면, 우선 상기 배터리부(100)는 하나 이상의 배터리(#1~#6)를 포함하는데, 이때 배터리의 수는 축전 용량 등을 고려하여 사용자가 정하면 된다. 이러한 상기 배터리는 종래에 일반적으로 사용하는 대용량 축전용 배터리를 사용하면 된다.First, the
그리고 상기 배터리부(100)는 하나 이상의 온도센서(110)를 포함하는데, 상기 온도센서(110)는 상기 독립형 축전지반(10)의 내부 온도를 실시간으로 측정하여, 측정한 내부 온도 정보를 상기 제어부(200)에 제공한다.The
상기 제어부(200)는 상기 온도조절부(300), 우선순위절체부(400), 태양광발전기(600)를 제어하는 역할을 하며, 이를 위하여 데이터의 연산처리에 필요한 연산기(210), 저장장치인 기억장치(220), 유, 무선 통신을 위한 통신부(230)를 적어도 하나 이상 포함한다. 이러한 상기 제어부(200)의 구성은 종래에 일반적으로 사용하는 MCU(Micro Controller Unit)를 통해서도 확보할 수 있으므로, 종래의 MCU를 사용하여 상기 제어부(200)를 구성할 수도 있다.The control unit 200 controls the
그리고 상기 제어부(200)의 저장장치(220)에는 상기 제어부(200)의 제어 기능에 필요한 프로그램들이 설치될 수 있는데, 특히 상기 저장장치(220)에는 상기 태양광발전기(600)에서 발전한 전력을 상기 배터리부(100) 내 배터리(#1~#6)에 용이하게 축전할 수 있도록 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조)제어를 실시하여야 하는 PWM제어 프로그램(240)이 설치되고, 상기 제어부(200)에는 상기 PWM제어 프로그램(240)에 필요한 기타 물리적인 전기장치들을 더 포함할 수 있다. In addition, the
상기에서, 일반적으로 다양하게 사용되고 있는 전압 및 전류의 제어방식 및 축전방식 중 PWM제어를 선택하여 사용하는 이유는, 상기 PWM제어 방식이 전압 기반의 제어방식으로서 축전 상태에 따라 전압의 온(ON)/오프(OFF)의 비율을 다르게 하여 전압이 기준치보다 낮으면 온(ON)의 비율을 100%에 가깝게 제어하고, 전압이 기준치에 가까워질수록 상기 온(ON)의 비율을 0%에 가깝게 제어하는 제어 방식으로서, 상기 배터리부(10)의 축전에 가장 적합한 방식으로 판단되었기 때문이다. The PWM control method is a voltage-based control method in which the voltage is turned on according to the power storage state, and the reason why the voltage control method and the PWM control method among the power storage method, The ON ratio is controlled to be close to 100% when the voltage is lower than the reference value and the ON ratio is controlled to be close to 0% as the voltage approaches the reference value This is because it is judged as a control method which is most suitable for the storage of the
그리고 상기 온도조절부(300)는 상기 독립형 축전지반(10)의 내부 온도를 조절하기 위한 것으로, 내부의 공기 온도를 변화시킬 수 있는 하나 이상의 온도변화부(310), 그리고 상기 온도변화부(310)를 통하여 변화된 공기들을 순환시키도록 하는 하나 이상의 공기순환부(320), 그리고 상기 내부의 공기를 배출하여 환기시킬 수 있는 하나 이상의 외부배출팬(330)을 포함한다.The
그리고 상기 우선순위절체부(400)는 상기 배터리부(100)에서 축전되어 있는 전력을 각 사용처(E1~E4)로 분배하는 역할을 하며, 분전반(410) 및 인버터(420)로 구성된다. 상기 분전반(410) 및 인버터(420)는 기존에 잘 알려진 전기 부품들로 동작 또한 일반적이기에 설명은 생략한다. 여기에서, 절체(Switchover)를 실제로 실시하는 구성요소는 분전반(410)이 된다.The
그리고 내측디스플레이(510)의 역할을 상술한 바와 같다. 사용자에게 정보를 가시적으로 제공하는 기능은 종래의 LED, LCD디스플레이 또는 LED등이나 디지털 출력 모듈 등을 이용하여 구현하면 된다.And the role of the inner display 510 is as described above. The function of visually providing information to the user may be realized by using a conventional LED, an LCD display, an LED, or a digital output module.
도 2는 상기 축전지반(10)의 평면 구조도이고, 도 3은 상기 온도변화부(310)의 구조도이다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 통하여 상기 온도조절부(300)의 구체적인 구성요소 및 동작, 그리고 이를 통하여 상기 축전지반(10)의 내부 온도를 조절하는 방법에 대하여 설명한다.FIG. 2 is a plan view of the
설명에 앞서, 도 2 및 도 3에서 점선 화살표는 상기 축전지반(10) 내부에서 필요로 하는 온도보다 높거나 또는 낮은 이상온도 공기(E-A)를 뜻하며 화살표는 그 흐름을 뜻한다. 또한 상기 실선 화살표는 상기 이상온도 공기(E-A)가 상기 온도변화부(310)에 의해 냉각 또는 가열되어 상기 축전지반(10)의 내부의 동작에 적합한 온도로 변화된 정상온도 공기(O-A)를 뜻하며 화살표는 그 흐름을 뜻한다.Prior to the description, the dotted arrows in FIG. 2 and FIG. 3 indicate abnormal temperature air (E-A) higher or lower than the temperature required in the
우선 도 2를 통하여 상기 공기순환부(320)의 구체적인 구성요소 및 설치형태에 대해 설명하면, 우선 상기 공기순환부(320)는 상기 축전지반(10)의 내부에 설치하며, 구체적으로는 상기 온도변화부(310)와 연결 설치되어, 상기 온도변화부(310)에 의해 변화된 정상온도 공기(O-A)를 이송할 수 있도록 하는 통로인 공기순환통로(321), 상기 공기순환통로(322)의 측면부에 형성되어, 상기 공기순환통로(321) 내부에서 흐르던 정상온도 공기(O-A)가 다시 상기 축전지반(10)의 내부로 분출될 수 있도록 하는 하나 이상의 배출구(322), 그리고 상기 배출구(322)의 주변에 설치되어, 상기 정상온도 공기(O-A)의 흐름을 일정 부분 방해함으로서 상기 배출구(322)로 상기 정상온도 공기(O-A)가 배출되는 것을 돕는 하나 이상의 공기가림막(323)을 포함한다.2, the
그리고 바람직하게는, 상기 공기순환통로(321)는 상기 축전지반(10)의 외부격벽(11)에 부착 설치하며, 또한 상기 축전지반(10)의 문짝(12)을 제외한 좌, 우측면 및 후면부에 둘러서 설치하여, 'ㄷ'자 형태가 되도록 설치한다. 이는 상기 정상온도 공기(O-A)가 상기 축전지반(10)의 내부에 전체적으로, 또한 신속하게 전파될 수 있도록 하기 위함이다.The
또한 상기 배출구(322) 또한 일정 간격을 두고 상기 공기순환통로(321) 내에 여러 개 형성하는 것이 바람직하며, 또한 상기 공기가림막(323)은 상기 각각의 배출구(322)의 앞쪽에 배치하여 고정 설치하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of the
상기 공기순환통로(321) 및 배출구(322)에 대해 더 설명하면, 도 2의 A-A단면도를 통해 확인할 수 있듯이, 상기 공기순환통로(321)는 상기 축전지반의 격벽(11)을 하나의 변으로 하는, 내부가 비어 있는 삼각기둥 형태로 형성되며, 또한 상기 배출구(322) 또한 상단배출구(322a) 및 하단배출구(322b)가 한 쌍이 되어, 각각 상기 삼각기둥 형태로 형성된 공기순환통로(321)의 상단면, 하단면 면상에 각각 형성하도록 하는 것이 바람직하다.The
상기와 같이 상기 공기순환통로(321)가 내부로 정상온도 공기(O-A)가 흐를 수 있도록 내부가 비어 있는 삼각기둥 형태로 형성되어 한쪽 변을 상기 축전지반 격벽(11)이 되도록 부착 설치하고, 나머지 변에 한 쌍의 배출구(322)를 각각 형성함으로서, 상기 정상온도 공기(O-A)가 상기 배터리부(100)의 내부로 보다 빠르게 확산될 수 있도록 할 수 있다.As described above, the
상기 도 2에서의 이상온도 공기(E-A)를 냉각 또는 가열하여 정상온도 공기(O-A)로 변환하고, 또한 상기 두 공기(E-A, O-A)의 흐름을 형성하는 역할을 상기 온도변화부(310)가 담당한다. 도 3은 상기 온도변화부(310)의 구조도이다. 이하에서는 도 3을 통하여 상기 온도변화부(310)의 구성 및 동작에 대해 설명한다.The
도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 온도변화부(310)는 상기 축전지반(10)의 격벽(11) 상에 설치되며, 상술한 바와 같이 상기 공기순환통로(321)의 양 측과 연결된다.3, the
그리고 상기 온도변화부(310)는 실제로 상기 이상온도 공기(E-A)의 온도를 변화시킬 수 있도록 하는 열전소자(311)를 포함하며, 상기 열전소자(311)의 일측에 인입방열판(313)이 부착 설치되고, 또한 상기 인입방열판(313) 상에는 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 인입팬(312)이 거치되어 설치된다.The
또한 상기 열전소자(311)의 타측으로는 또한 보조방열판(316)이 부착 설치되고, 또한 상기 보조방열판(316) 상에는 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 보조팬(315)이 거치되어 설치된다.An
여기서, 상기 인입방열판(313) 및 보조방열판(316)은 종래에 일반적으로 사용하는 구리나 알루미늄 재질 등의 방열판을 사용하면 되며, 또한 상기 인입팬(312) 및 보조팬(315) 또한 종래의 송풍팬이나 방열팬을 사용하면 된다. 다만, 효율을 위하여 상기 인입방열판(313)의 크기를 상기 보조방열판(316)보다 더 큰 것을 사용하는 것이 바람직하고, 송풍 용량 또한 상기 인입팬(312)이 상기 보조팬(315)에 비해 송풍 용량이 더 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.The
상기와 같은 구성요소들의 설치 형태에 대해 설명하면, 상기 열전소자(311)는 우선 상기 축전지반의 격벽(11)에 형성되어 있는 구멍 상에 끼워진 후 움직이지 않게 부착 설치된다.The thermoelectric elements 311 are first mounted on the holes formed in the
또한 나머지 구성요소의 설치를 위하여, 상기 격벽(11) 중 공기순환통로(321)가 설치된 부분에 부착 설치되며, 또한 상기 공기순환통로(321)의 외주면에 형성된 홀에 상기 인입팬(312)이 설치된다. 그리고 상기 공기순환통로(321)의 외주면상으로는 상기 인입팬(312)과 일정 거리를 두고 상기 온도변화부 내부격벽(312)이 형성된다. 그리고 상기 인입팬(312) 및 열전소자(311)와 상기 온도변화부 내부격벽(312) 사이 벌어진 공간으로는 단열재(314)를 충진한다. 상기와 같은 형태로 상기 인입방열판(313) 및 인입팬(312)을 설치함으로서, 상기 이상온도 공기(E-A)가 바깥으로 새어나가지 않고 온전히 상기 인입팬(312)을 통해 인입되어 상기 인입방열판(313)에 전달될 수 있도록 한다.The
그리고 상기 보조방열판(316) 및 보조팬(315)의 설치를 위하여, 상기 축전지반 격벽(11) 외부쪽으로 온도변화부 외부격벽(13)이 설치된다.In order to install the
상기 외부격벽(13)은 상기 열전소자(311)를 고정하고 또한 외부의 장애물 또는 환경적 요인으로부터 상기 열전소자(311) 및 상기 보조방열판(316), 보조팬(315)을 보호하기 위한 것으로 환기를 위하여 하나 이상의 환기구멍(14)이 형성될 수 있다.The
또한 상기 보조방열판(316) 및 보조팬(315)은 상기 열전소자(311)의 과열 또는 과냉각으로부터 상기 열전소자(311)를 보호하기 위한 것으로 이는 일반적인 방열판 및 방열팬의 기능과 동일하기에 이에 대한 설명은 생략한다.The
상기와 같은 공기순환부(320) 및 온도변화부(310)의 동작을 바탕으로, 이하에서는 도 4를 통하여 본 발명의 축전지반(10)이 내부의 온도를 순환시키는 단계에 대하여 설명한다. 도 4는 상기 축전지반(10)이 내부의 온도를 일정하게 유지하도록 하는 단계를 나타낸 순서도이다.Referring to FIG. 4, a description will be given of the step of circulating the internal temperature of the
우선 상술한 바와 같이, 온도센서(110)는 실시간으로 상기 축전지반(10)의 내부온도값(tc)을 측정하여, 이를 실시간으로 제어부(200)에 전송하는 온도측정단계(S1-1)를 실시한다. 만약 상기 내부온도값(tc)이 상기 제어부(200) 내에서 이미 입력되어 있는 내부온도 최소값(tc.min) 이상 내부온도 최대값(tc.max) 이하의 범위 안에 있다면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도는 정상이므로 상기 온도조절부(300)가 동작할 필요가 없다.As described above, the temperature sensor 110 measures the internal temperature value tc of the
만약 상기 내부온도값(tc)이 상기한 범위를 벗어나면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 정상이 아니라는 것을 뜻하므로, 상기 제어부(200)는 이를 감지하고 상기 온도변화부(310)의 동작을 실시하기 위해 상기 열전소자(311)에 전류를 공급하여 동작시키는 열전소자 동작단계(S1-2)를 실시한다.If the internal temperature value tc deviates from the above range, it means that the internal temperature of the
여기서, 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최소값(tc.min) 미만이라면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 지나치게 낮다는 것을 의미하므로, 상기 열전소자(311)는 가열된다.Here, if the internal temperature value tc is less than the internal temperature minimum value tc.min, it means that the internal temperature of the
마찬가지로, 상기 내부온도값(tc)이 상기 내부온도 최대값(tc.max) 초과라면, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 지나치게 높다는 것을 의미하므로, 상기 열전소자(311)는 냉각되어야 할 것이다.Likewise, if the internal temperature value tc exceeds the internal temperature maximum value tc.max, it means that the internal temperature of the
상기와 같이 열전소자 동작단계(S1-2)를 통하여 열전소자가 가열 또는 냉각되었다면, 이에 영향을 받아 상기 인입방열판(313) 또한 따라서 가열 또는 냉각될 것이다. 이때 상기 제어판(200)은 상기 인입팬(312) 및 보조팬(315)을 동작시키는 공기순환단계(S1-3)를 실시한다. 상기 단계(S1-3)를 실시함으로서, 상기 인입팬(312)은 축전지반(10) 내부의 이상온도 공기(E-A)를 흡기하여 상기 인입방열판(313)에 전달하게 된다. 이렇게 함으로서 지나치게 가열 또는 냉각되어 있던 상기 이상온도 공기(E-A)는 상기 인입팬(312)과 인입방열판(313)을 지나치면서 냉각되거나 또는 가열되어, 정상온도 공기(O-A)로 변환되고, 상기 인입팬(312)의 구동 압력에 의하여 상기 공기순환통로(321)를 따라 이송, 상술한 바와 같이 상기 여러 개의 배출구(322)를 통하여 상기 축전지반(10) 내부로 다시 배출됨으로서, 상기 축전지반(10)의 내부 온도값(tc)이 정상으로 복귀할 수 있도록 하는 것이다.If the thermoelectric element is heated or cooled through the thermoelement operation step S1-2 as described above, the
그리고 상기 보조팬(315)은 상기 열전소자(311)가 지나치게 과열되거나 과냉각되는 것을 방지하기 위하여 작동한다.The
상기와 같은 동작에 의하여, 상기 축전지반(10)의 내부 온도값(tc)이 상기한 내부온도 최소값(tc.min) 이상 내부온도 최대값(tc.max) 이하의 범위로 다시 돌아왔다면, 상기 열전소자(311) 및 인입팬(312)의 동작을 중단시키는 내부공기 인입중단단계(S1-4)를 실시한다.If the internal temperature value tc of the
이때, 상기 열전소자(311)는 전류를 차단하여 동작을 중단시키더라도 아직까지 냉각 또는 과열되어 있을 것이므로, 상기 보조팬(315)은 상기 단계(S1-4) 후에도 동작할 수 있다. 이때 열전소자(311)에는 별도의 센서를 설치하여, 상기 열전소자(311)의 온도를 측정하거나 또는 설치된 열전소자(311)의 이미 계산된 투입전력 대비 온도변화를 이용하여 온도를 예측할 수 있는데, 상기 제어부(200)는 상기 열전소자온도(th)를 측정하는 열전소자온도 측정단계(S1-5)를 실시하고, 상기 열전소자온도 측정단계(S1-5) 결과 상기 열전소자온도(th)가 정해진 열전소자온도 최소값(th.min) 이상 열전소자온도 최대값(th.max) 이하의 범위 안에 진입하면, 상기 보조팬(315)의 동작을 중단시키는 열전소자동작 중지단계(S1-6)를 실시하여 상기 온도변화부(310)의 동작을 끝냄으로서, 상기 축전지반(10)의 내부 온도가 조절될 수 있게 된다.At this time, even though the thermoelectric element 311 interrupts the current to interrupt the operation, the
도 5는 상기 제어부(200)가 상기 우선순위절체부(400)를 이용하여 상기 배터리부(100)의 전력을 분배 또는 절체하는 과정을 나타낸 순서도이며, 도 6은 상기 배터리부의 최대전압(V.max)을 100%로 하여, 완전방전 상태인 0%부터 최대전압(V.max) 상태인 100%까지의 전압 범위를 4개의 구간으로 나눈 것을 도시한 개략도이다. 이하에서는 도 5 및 도 6을 통하여 상기 축전지반(10)의 전력 공급 및 절체에 대하여 설명한다.5 is a flowchart illustrating a process of distributing or switching the power of the
설명에 앞서, 도 6에서는 그 구간을 4개의 구간으로 하였지만, 이는 사용자의 필요에 따라서 임의대로 설정하면 된다. 적어도 2개 이상의 구간으로 설정하면 되는데, 3개 이상의 구간으로 하는 것이 우선순위 절체를 구현하는 데 바람직하다.Prior to description, FIG. 6 shows four intervals, which may be set arbitrarily according to the needs of the user. At least two intervals may be set. More than three intervals are preferable for implementing priority switching.
또한 설명에 앞서, 상기 도 1에 도시된 각 사용처(E1~E6)의 우선순위는 E1이 가장 필수적인 시설로 우선순위가 가장 높고, 그 다음으로 E2, E3, E4, E5 순으로 우선순위가 높으며, E6이 가장 우선순위가 낮은 것을 일예시로 하여 설명하기로 한다.Prior to the explanation, the priorities of the usage destinations E1 to E6 shown in FIG. 1 are the facilities in which E1 is the most essential, the highest priority, followed by E2, E3, E4 and E5, , And E6 have the lowest priority, as an example.
도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 제어부(200)는 전력 공급의 요청이 있을 때, 각 사용처(E1~E6)에 전력을 공급하는 전력공급단계(S2-1)를 실시한다.As shown in FIG. 5, the control unit 200 performs a power supply step (S2-1) for supplying electric power to each of the usage destinations (E1 to E6) when a power supply request is made.
상기 전력공급단계(S2-1)에서, 상기 제어부(200)는 상기 배터리부(100) 내 전압(V)을 측정하는데, 상기 전압(V)이 제1구간에 있을 경우, 즉 상기 전압(V)이 1단계 절체전압(V.Lv1) 이상 최대전압(V.Max) 이하에 위치하여 있을 경우에는 상기 전압(V)이 충분하여 절체할 필요가 없으므로 상기 배터리부(100)는 각 사용처 전원(E1~E6)에 전력을 공급한다.In the power supply step S2-1, the controller 200 measures the voltage V in the
상기 단계(S2-1)를 지속적으로 진행하게 되면, 상기 전압(V)은 상기 태양광발전기(600)로부터 추가적으로 전력이 공급되지 않게 되면 줄어들게 되어, 제2구간으로 진입하게 된다. 상기 제2구간은 2단계 절체전압(V.Lv2) 이상 1단계 절체전압(V.Lv1) 미만의 구간이다. When the step S2-1 continues, the voltage V decreases as the power is not supplied from the
상기 전압(V)이 제2구간에 진입하면, 상기 제어부(200)는 우선순위가 가장 낮은 사용처(E6)의 전력공급을 차단하는 첫번째 절체단계(S2-2)를 실시한다. 이때 절체는 상기 분전반(410)에서 실시할 수 있으므로, 상기 제어부(200)는 상기 분전반(410) 내 상기 사용처(E6)와 연결된 전력선의 절체스위치를 동작시킴으로서 상기 절체 기능을 수행할 수 있다.When the voltage V enters the second section, the controller 200 performs the first switching step S2-2 for cutting off the power supply to the use destination E6 having the lowest priority. At this time, since the switching can be performed in the
상기 단계(S2-2)가 실시되고 있는 상태에서, 상기 전압(V)이 제2구간을 벗어나게 되는 경우는 두 가지가 있게 되는데, 상기 전압(V)이 추가적인 전력의 공급으로 증가하여 상기 1단계 절체전압(V.Lv1) 이상이 되면, 상기 절체된 사용처(E6)의 절체를 복구시켜 다시 전력을 공급하는 첫번째 절체복구단계(S2-3)를 실시한 뒤 다시 전력공급단계(S2-1)로 복귀한다.There are two cases in which the voltage V deviates from the second section in the state where the step S2-2 is being performed. The voltage V increases due to the supply of additional power, When the changeover voltage V.Lv1 is exceeded, the first transfer restoration step S2-3 for restoring the transfer of the transfer destination E6 is performed again and then the power supply step S2-1 is performed again Return.
그리고 상기 전압(V)이 지속적으로 감소하여 상기 2단계 절체전압(V.Lv2) 미만이 되면, 상기 전압(V)은 3단계 절체전압(V.Lv3) 이상 2단계 절체전압(V.Lv2) 미만의 제3구간에 속하게 되고, 이에 따라 우선순위가 두 번째로 낮은 사용처(E5)의 전력을 차단하는 두번째 절체단계(S2-4)를 실시한다.When the voltage V is continuously decreased to be less than the two-step changeover voltage V.Lv2, the voltage V is higher than the three-step changeover voltage V.Lv3, And the second switching step S2-4 for cutting off the electric power of the second lowest usage destination E5 is performed.
상기 단계(S2-4)가 실시되고 있는 상태에서, 상기 전압(V)이 제3구간을 벗어나게 되는 경우는 마찬가지로 두 가지가 있게 되는데, 상기 전압(V)이 추가적인 전력의 공급으로 증가하여 상기 2단계 절체전압(V.Lv2) 이상이 되면, 상기 절체된 사용처(E5)의 절체를 복구시켜 다시 전력을 공급하는 두번째 절체복구단계(S2-5)를 실시한다. 이때 상기 두 번째 절체복구단계(S2-5) 실시 후에도 상기 우선순위가 가장 낮은 사용처(E6)는 여전히 절체되어 있는 상태이므로, 상기 제어부(200)는 지속적으로 상기 전압(V)을 측정하여 상기 첫번째 절체복구단계(S2-3)의 실시 여부를 결정하면 된다.There are two cases in which the voltage V deviates from the third section in the state where the step S2-4 is being performed. The voltage V increases due to the supply of additional power, When the step-change voltage V.Lv2 is exceeded, a second transfer restoring step S2-5 for restoring the transfer of the transfer destination E5 and supplying the power again is performed. At this time, since the use destination E6 having the lowest priority is still in the switched state after the second transfer recovery step S2-5, the controller 200 continuously measures the voltage V, It may be determined whether or not to perform the transfer restoration step (S2-3).
그리고 상기 전압(V)이 지속적으로 감소하여 상기 3단계 절체전압(V.Lv2) 미만이 되면, 상기 전압(V)은 3단계 절체전압(V.Lv3) 미만의 제4구간에 속하게 되고, 이는 상기 전압(V)이 거의 고갈되었음을 의미한다. 여기서 상기 사용처(E1~E6) 중 최우선순위 사용처(E1)은 가장 필수적인 사용처로 전력공급이 중단되면 안 돼는 시설이라고 가정한다면, 상기 전압(V)을 최대한 아껴서 상기 최우선순위 사용처(E1)에게만 전력을 공급하는 것이 바람직할 것이다. 따라서 상기와 같이 전력공급이 중단되면 안 돼는 필수적인 사용처(E1)가 최우선순위로 설정되어 있을 경우, 상기 제어부(200)는 상기 최우선순위 사용처(E1)를 제외한 나머지 사용처(E2~E4)를 모두 절체하는 최종절체단계(S2-6)를 실시한다. 그리고 상기 최종절체단계(S2-6)에 따라 최우선순위 사용처(E1)를 제외한 나머지 사용처가 모두 절체되었음을 상기 디스플레이(510, 520, 530)에 통보하도록 하는 상황전송단계(S2-7)를 실시한다. 상기와 같이 상황전송단계(S2-7)를 실시하면 상황을 전송 받은 사용자가 적절한 조치를 하여 상기 전압(V)을 복구시키면 된다.When the voltage V continuously decreases and becomes less than the three-step transfer voltage V.Lv2, the voltage V belongs to a fourth section that is less than the three-step transfer voltage V.Lv3, Which means that the voltage V is almost exhausted. If it is assumed that the highest priority usage destination E1 of the usage destinations E1 to E6 is a facility where the power supply should not be interrupted as the most essential usage destination, it is possible to save the voltage V only to the highest priority usage destination E1 It would be desirable to supply. Therefore, when the essential use place E1 which is not required to stop the power supply is set as the highest priority, the control unit 200 switches all the used places E2 to E4 except for the highest priority use place E1 The final switching step S2-6 is performed. Then, in accordance with the final switching step S2-6, a status transmission step S2-7 is performed to notify the
도 7은 상기 태양광발전기(600)의 내부 구조도이다. 이하에서는 상기 제어부(200)가 상기 태양광발전기(600)를 동작시키는 구조에 대하여 설명한다.7 is an internal structural view of the
도 7에서 도시된 바와 같이, 상기 태양광발전기(600)는 일반적인 구성요소인 발전용 솔라셀(601)과 상기 솔라셀(601)을 지지하는 기둥(602)을 포함하며, 또한 상기 태양광발전기(600) 내부로는 상기 기둥(602)의 일측단과 회전 가능하도록 연결 설치되어, 상기 기둥(602)의 타측단에 고정 설치되어 있는 솔라셀(601)을 회전운동시킬 수 있도록 하는 모듈트레이서(610)가 추가적으로 설치된다.7, the
상기 모듈트레이서(610)는 상술한 바와 같이 상기 기둥(602)의 일측단에 설치되어, 상기 기둥(602) 및 이와 연결된 솔라셀(601)을 움직이게 할 수 있도록 하는 트레이싱모터(611)와, 상기 트레이싱모터(611)의 움직임 기준이 되는 시간을 측정할 수 있도록 하는 시간측정기(612)를 포함한다.The
이때, 상기 시간측정기(612)는 모래시계와 상기 모래시계 내부의 시간측정용 입자의 압력을 측정하여 시간을 계산할 수 있는 압력센서를 포함하여, 상기 모래시계의 동작에 따라 시간을 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The
상기와 같이 모래시계를 동작시킴으로서, 상기 트레이싱모터(611)가 움직임 기준이 되는 시간에 따라 상기 솔라셀(601)를 일정 각도로 회전시킬 수 있도록 하고, 또한 미리 설정된 동작정지시간이 지나면 상기 솔라셀(601)이 원점으로 복구할 수 있도록 한다. 또한 상기 모래시계는 상기 움직임 기준이 되는 시간이 지나면 자동으로 회전하여 시간 측정하도록 하는 것이 바람직하다.By operating the hourglass as described above, the
상기와 같이 시간측정기(612)가 시간을 측정하게 되면, 상기 측정한 시간값이 상기 제어부(200)에 전달되고, 상기 제어부(200)는 상기 측정된 시간값 및 날씨 정보를 토대로 하여 상기 트레이싱모터(611)를 구동시킨다. 상기 트레이싱모터(611)의 구동에 따라, 상기 솔라셀(601)은 태양광을 최대로 제공받을 수 있는 방향 및 각도를 유지할 수 있게 된다.When the
100 : 배터리부. 110 : 온도센서.
200 : 제어부. 210 : 연산기.
220 : 기억장치. 230 : 통신부.
240 : PWM제어 프로그램. 300 : 온도조절부.
310 : 온도변화부. 311 : 열전소자.
312 : 인입팬. 313 : 인입방열판.
314 : 단열재. 315 : 보조팬.
316 : 보조방열판. 320 : 공기순환부.
321 : 공기순환통로. 322 : 배출구.
323 : 공기가림막. 330 : 외부배출팬.
400 : 우선순위절체부. 410 : 분전반.
420 : 인버터. 510, 520 : 디스플레이.
530 : 단말기. 600 : 태양광발전기.
610 : 모듈트레이서. 611 : 트레이싱모터.
612 : 시간측정기.100: Battery compartment. 110: Temperature sensor.
200: Control section. 210: Operator.
220: storage device. 230: Communication section.
240: PWM control program. 300: Temperature control section.
310: temperature change part. 311: Thermoelectric element.
312: Incoming fan. 313: Incoming heat sink.
314: Insulation. 315: Auxiliary fan.
316: Auxiliary heat sink. 320: Air circulation part.
321: Air circulation passage. 322: Outlet.
323: Air curtains. 330: External exhaust fan.
400: Priority transfer part. 410: Distribution board.
420: Inverter. 510, 520: Display.
530: terminal. 600: Solar generator.
610: Module tracer. 611: Trace motor.
612: Time measuring instrument.
Claims (21)
태양광으로부터 발전을 실시하는 하나 이상의 태양광발전기와, 상기 태양광발전기로부터 생산된 전력을 저장하고 분배하는 독립형 축전지반을 포함하고, 상기 독립형 축전지반은 각 구성요소들의 제어를 실시하는 제어부; 발전된 전력을 축전할 수 있는, 하나 이상의 배터리와 온도센서를 포함하는 배터리부; 상기 독립형 축전지반 내부의 온도를 조절하는 온도조절부; 상기 배터리부에서 축전된 전력을 각 사용처로 배분하여 전송하게 되 는 우선순위절체부; 그리고 사용자가 상기 독립형 축전지반의 상태를 내부에서 확인할 수 있도록 축전지반 내부의 온도 및 전력 공급 현황 등을 가시적으로 제공할 수 있는 하나 이상의 디스플레이를 포함하고,
상기 온도조절부는 내부의 공기 온도를 변화시킬 수 있는 하나 이상의 온도변화부; 상기 온도변화부를 통하여 온도가 변화된 공기를 순환시킬 수 있는 하나 이상의 공기순환부; 그리고 하나 이상의 외부배출팬을 포함하며,
상기 공기순환부는 상기 온도변화부에 의해 온도가 변화된 공기를 이송할 수 있도록 하는 통로인 공기순환통로; 상기 공기순환통로의 측면부에 형성되어, 상기 공기순환통로 내부에서 흐르던 공기가 다시 상기 축전지반의 내부로 분출될 수 있도록 하는 하나 이상의 배출구; 그리고 상기 공기순환통로의 내측면에 설치되는 하나 이상의 공기가림막을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.
As a photovoltaic power generation, power generation and transmission system,
At least one solar generator for generating electricity from solar light, and a stand-alone accumulator for storing and distributing electric power produced from the solar generator, wherein the stand-alone accumulator comprises a controller for controlling each component; A battery unit including at least one battery and a temperature sensor capable of storing the advanced electric power; A temperature regulator for regulating the temperature inside the independent storage battery; A priority switching unit for distributing power stored in the battery unit to each use destination and transmitting the same; And at least one display capable of visually providing a temperature and a power supply status inside the storage battery so that the user can check the state of the independent storage battery from the inside,
Wherein the temperature regulating unit includes at least one temperature changing unit capable of changing an internal air temperature; At least one air circulation unit capable of circulating air whose temperature has changed through the temperature change unit; And at least one external exhaust fan,
Wherein the air circulation unit comprises: an air circulation passage that is a passage through which the temperature-changed air can be transferred by the temperature change unit; At least one discharge port formed in a side surface of the air circulation passage for allowing air flowing inside the air circulation passage to be ejected into the inside of the storage ground again; And at least one air shielding film provided on an inner surface of the air circulation passage.
데이터의 연산처리에 필요한 연산기;
저장장치인 기억장치; 그리고
유, 무선 통신을 위한 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.The apparatus of claim 1, wherein the control unit
An arithmetic unit required for arithmetic processing of data;
A storage device which is a storage device; And
And a communication unit for wireless communication with the solar cell.
The solar power generation, power storage and transmission system according to claim 4, wherein a PWM control program capable of charging the battery through PWM control is installed in the storage device of the control unit.
내부공기 온도를 변화시킬 수 있도록 하는 열전소자;
상기 열전소자의 일측에 부착 설치되는 인입방열판;
상기 인입방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 인입팬;
상기 열전소자의 타측에 부착 설치되는 보조방열판;
그리고 상기 보조방열판에 거치되어 설치되며, 공기의 흐름을 변화시킬 수 있는 보조팬을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.The apparatus according to claim 1, wherein the temperature changing portion
A thermoelectric element for changing an internal air temperature;
An inlet heat sink attached to one side of the thermoelectric element;
An inlet fan mounted on the inlet heat sink and capable of changing a flow of air;
An auxiliary heat sink attached to the other side of the thermoelectric element;
And an auxiliary fan mounted on the auxiliary heat sink and capable of changing a flow of air.
발전을 실시하는 솔라셀;
상기 솔라셀을 지지하는 기둥; 그리고 상기 기둥의 일측단과 회전 가능하도록 연결 설치되어, 상기 기둥의 타측단에 고정 설치되어 있는 상기 솔라셀을 회전시킬 수 있도록 하는 모듈트레이서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체 시스템.The photovoltaic apparatus according to claim 1,
Solar cells to generate electricity;
A column supporting the solar cell; And a module tracer connected to one end of the column so as to be rotatable and capable of rotating the solar cell fixedly installed at the other end of the column, .
상기 배터리부의 축전 가능한 최대전압(V.Max)을 100%로 하고, 완전 방전상태를 0%로 한 전압 구간을 적어도 셋 이상의 구획으로 나누어 설정한 상태에서,
상기 제어부가 상기 배터리부의 전압(V)을 측정하였을 때 측정된 전압이 상기 최대전압(V.Max)을 포함한 제1구간에 위치하면, 연결된 모든 사용처에 전력을 공급하는 전력공급단계(S2-1);
상기 단계(S2-1)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제1구간을 벗어나 제2구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 가장 낮은 사용처의 전력공급을 차단하는 첫번째 절체단계(S2-2); 그리고
상기 단계(S2-2)에서, 상기 배터리부(100) 내 전압(V)이 상기 제2구간을 벗어나 제3구간에 진입하게 되면, 상기 제어부가 우선순위가 두 번째로 낮은 사용처의 전력을 차단하는 두번째 절체단계(S2-4)를 실시하여 순차적으로 절체를 실시하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체방법.A method of switching electricity produced using the solar power generation, power generation and transmission system of claim 1,
In a state where the maximum voltage (V. Max) that can be stored in the battery section is 100% and the voltage section in which the full discharge state is 0% is divided into at least three sections,
When the control unit measures the voltage (V) of the battery unit, if the measured voltage is located in the first section including the maximum voltage (V.Max), power supply step S2-1 );
If the voltage V in the battery unit 100 goes out of the first period and enters the second period in step S2-1, the control unit cuts off the power supply of the lowest priority source First switching step S2-2; And
If the voltage V in the battery unit 100 goes out of the second section and enters the third section in the step S2-2, And a second switching step (S2-4) is performed to sequentially perform the switching.
그리고 상기 단계(S2-6)에 따라 최우선순위 사용처를 제외한 나머지 사용처가 모두 절체되었음을 상기 하나 이상의 디스플레이에 통보하도록 하는 상황전송단계(S2-7)를 더 실시할 수도 있는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전, 축전 및 절체방법.The method as claimed in claim 19, further comprising: a final switching step (S2-6) of switching all of the remaining use objects except for the use place whose priority is set to the highest priority when the voltage section is divided into at least four compartments;
And a status transmission step (S2-7) of notifying the at least one display that all of the usage destinations other than the highest priority usage destination have been switched in accordance with the step (S2-6) Generation, accumulation and transfer method.
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