KR101868770B1 - Energy saving solar power system having power control and battery management system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar power generation system, and more particularly, to an energy saving solar power generation system having a power control and a battery state management system.
태양광 발전에서 가장 중요한 이슈는 태양광 전력의 저장 효율이다.The most important issue in solar power generation is the storage efficiency of solar power.
좀 더 구체적으로는 태양광 전지의 저장 용량은 물론 그 충방전 효율에 의해 전력 저장 효율은 물론 전력 소비 효율을 최적화하는 것이 매우 중요하다.More specifically, it is very important to optimize the power storage efficiency as well as the power storage efficiency due to the charge / discharge efficiency as well as the storage capacity of the photovoltaic cell.
특히, 상용 전력을 같이 사용하는 시스템에서는 전력 사용 효율 및 전력 저장 효율을 높일 필요가 있다.Particularly, in a system using commercial power together, it is necessary to increase power use efficiency and power storage efficiency.
또한, 배터리는 배터리 유닛 랙(battery unit rack)에 다수 장착되는데, 각 배터리는 그 자체의 결함이나 물리적 특성에 따라 그 충전 효율과 방전 효율이 다르게 나타난다. 이에 동일한 배터리 유닛 랙에 장착된 배터리는 각각 서로 다른 충/방전 효율과 서로 다른 수명을 갖게 된다.In addition, a large number of batteries are mounted on a battery unit rack, and each battery has different charging efficiency and discharging efficiency depending on its own defects or physical characteristics. The batteries installed in the same battery unit rack have different charging / discharging efficiencies and different lifetimes.
이러한 경우, 배터리 유닛 랙의 배터리 교체에도 어려움이 생기고 배터리 효율도 낮아지게 되는 문제점이 발생한다.In such a case, it is difficult to replace the battery in the battery unit rack and the battery efficiency is lowered.
본 발명의 목적은 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide an energy saving solar power generation system having a power control and a battery state management system.
상술한 본 발명의 목적에 따른 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템은, 태양광 발전을 수행하여 전력을 생성하는 태양광 셀(solar cell); 상기 태양광 셀에 의해 생성된 전력을 저장하는 다수의 배터리 유닛으로 구성되는 배터리 유닛 랙(battery unit rack); 상기 배터리 유닛 랙을 구성하는 배터리 유닛의 충/방전을 제어하고 관리하는 BMS 모듈; 상기 배터리 유닛 랙을 구성하는 각 배터리 유닛의 배터리 충/방전 효율을 산출하고, 산출된 배터리 충/방전 효율에 의해 해당 배터리 유닛의 성능을 평가하고 고장을 진단하여 교체 시점을 판단하는 배터리 유닛 성능 평가 모듈; 상기 배터리 유닛 성능 평가 모듈에서 판단된 각 배터리 유닛의 성능을 상호 대비하여 잔여 충/방전 횟수를 각각 산출하는 잔여 충/방전 횟수 산출 모듈; 상기 잔여 충/방전 횟수 산출 모듈에서 각각 산출된 잔여 충/방전 횟수에 따라 각 배터리 유닛의 교체 시기가 동일해지도록 각 배터리 유닛별로 충/방전 여부를 결정하는 충/방전 결정 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.The energy saving solar power generation system having the power control and battery state management system according to the present invention can be applied to a solar cell that generates solar power by generating solar power; A battery unit rack comprising a plurality of battery units for storing power generated by the solar cells; A BMS module for controlling charge / discharge of a battery unit constituting the battery unit rack; The battery charging / discharging efficiency of each battery unit constituting the battery unit rack is calculated, the performance of the corresponding battery unit is evaluated according to the calculated battery charging / discharging efficiency, and the battery unit performance evaluation module; A remaining charge / discharge number calculation module for calculating the remaining charge / discharge number in relation to the performance of each battery unit determined by the battery unit performance evaluation module; And a charge / discharge determination module for determining charge / discharge for each battery unit so that the replacement time of each battery unit becomes equal according to the number of remaining charge / discharge times calculated by the remaining charge / discharge number calculation module .
여기서, 상기 충/방전 결정 모듈에 의한 충/방전 여부의 결정에 따라 각 배터리 유닛의 충/방전 스위칭을 수행하는 배터리 유닛 스위칭 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.The battery module switching module may further include a battery unit switching module for performing charge / discharge switching of each battery unit according to the determination of charge / discharge by the charge / discharge determination module.
그리고 상기 BMS 모듈의 제어에 의해 상기 배터리 유닛에 DC 전력을 충전하는 전력 충전 실행 모듈; 상기 BMS 모듈의 제어에 의해 상기 배터리 유닛에 충전된 DC 전력을 방전하는 전력 방전 실행 모듈; 상기 전력 충전 실행 모듈에 의해 충전되는 DC 전력의 충전 효율을 실시간 측정하는 전력 충전 효율 측정 모듈; 상기 전력 방전 실행 모듈에서 방전되는 DC 전력의 방전 효율을 실시간 측정하는 전력 방전 효율 측정 모듈; 상기 전력 방전 실행 모듈에서 방전된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 DC-AC 변환 모듈; 상기 DC-AC 변환 모듈에서 변환된 AC 전력을 부하로 공급하는 전력 공급 실행 모듈; 상기 전력 충전 효율 측정 모듈에서 실시간 측정된 충전 효율 및 상기 전력 방전 효율 측정 모듈에서 실시간 측정된 방전 효율을 상호 대비하여 상기 배터리 유닛에 충전된 DC 전력을 소모율을 실시간 산출하는 배터리 전력 소모율 산출 모듈; 상기 배터리 전력 소모율 산출 모듈에서 실시간 산출된 소모율에 의해 배터리 완전 충전 예상 시간 및 배터리 완전 방전 예상 시간을 산출하는 배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈; 상기 배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈에서 산출된 배터리 완전 충전 예상 시간 및 배터리 완전 방전 예상 시간에 따라 상기 전력 공급 실행 모듈이 AC 전력을 부하로 공급하거나 상용 전원이 상용 전력을 공급하도록 스위칭 제어하는 상용 전원 스위칭 제어 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.A power charge execution module for charging DC power to the battery unit under the control of the BMS module; A power discharge execution module for discharging the DC power charged in the battery unit under the control of the BMS module; A power charging efficiency measurement module for real-time measuring charging efficiency of DC power charged by the power charging execution module; A power discharge efficiency measurement module for real-time measuring a discharge efficiency of DC power discharged in the power discharge execution module; A DC-to-AC conversion module for converting the discharged DC power into AC power in the power discharge execution module; A power supply execution module for supplying the AC power converted by the DC-AC conversion module to a load; A battery power consumption rate calculating module for real-time calculating a consumption rate of the DC power charged in the battery unit by comparing the real-time measured charging efficiency and the real-time measured discharging efficiency in the power charging efficiency measurement module in the power charging efficiency measurement module; A battery charge / discharge estimated time calculating module for calculating the battery full charge estimation time and the battery full discharge expected time based on the consumption rate calculated in real time by the battery power consumption rate calculating module; The power supply execution module supplies AC power to the load or the commercial power supply switches the commercial power to supply the commercial power according to the battery full charge estimation time and the battery full discharge estimated time calculated by the battery charge / Power switching control module.
상술한 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템에 의하면, 배터리 유닛 랙 내의 배터리 유닛들이 그 충/방전 가능 횟수에 따라 고르게 충/방전이 될 수 있도록 함으로써, 충/방전 효율을 높여 충/방전 시간 및 충/방전 효율을 높여주는 효과가 있다.According to the energy saving solar power generation system having the above-described power control and battery state management system, the battery units in the battery unit rack can be charged / discharged evenly according to the number of charge / discharge cycles, Thereby increasing the charge / discharge time and charge / discharge efficiency.
그리고 배터리 유닛 랙의 배터리 유닛들의 교체 시기를 가급적 유사하게 유지시켜 일괄 교체가 가능하게 하여 유지/보수를 용이하게 하는 효과가 있다.In addition, the replacement time of the battery units of the battery unit rack is kept as similar as possible, so that the battery unit can be replaced at a time, facilitating maintenance / repair.
그리고 최대 충전량을 실시간 산출하여 최대 출력 지속 시간을 예측하고, 교체 예상 시기를 알려줄 수 있는 효과가 있다.The maximum amount of charge can be calculated in real time to predict the maximum output duration, and the predicted replacement time can be notified.
한편, 배터리 유닛 랙 내의 배터리 유닛들이 실시간으로 충전과 방전을 수행할 때, 부하 사용량이 많아서 방전이 충전보다 더 빨리 진행되는 경우, 그 완전 방전 시간을 예측하고 이에 따라 전력 소모에 대한 효율적인 제어를 할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, when the battery units in the battery unit rack perform charging and discharging in real time, if the load is large and the discharging progresses faster than the charging, the total discharging time is predicted and accordingly the power consumption is efficiently controlled There is an effect that can be.
또한, 필요에 따라 상용 전원 전력과의 스위칭 제어를 수행할 수 있으며, 최적의 전력 제어를 예측하여 수행할 수 있는 효과가 있다.Also, switching control with commercial power supply power can be performed as needed, and optimum power control can be predicted and performed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an energy saving solar power generation system having a power control and battery state management system according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an energy saving solar power generation system having a power control and battery state management system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템(100)은 태양광 셀(101), 배터리 유닛 랙(battery unit rack)(102), BMS(battery management system) 모듈(103), 배터리 유닛 성능 평가 모듈(104), 잔여 충/방전 횟수 산출 모듈(105), 충/방전 결정 모듈(106), 배터리 유닛 스위칭 모듈(107), 전력 충전 실행 모듈(108), 전력 방전 실행 모듈(109), 전력 충전 효율 측정 모듈(110), 전력 방전 효율 측정 모듈(111), DC-AC 변환 모듈(112), 전력 공급 실행 모듈(113), 배터리 전력 소모율 산출 모듈(114), 배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈(115), 상용 전원 스위칭 제어 모듈(116)을 포함하도록 구성될 수 있다.1, an energy saving solar
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
태양광 셀(solar cell)(101)은 태양광 발전을 수행하여 전력을 생성하도록 구성될 수 있다.The solar cell 101 may be configured to perform solar power generation to generate power.
배터리 유닛 랙(102)은 태양광 셀(101)에 의해 생성된 전력을 저장하도록 구성될 수 있다. 배터리 유닛 랙(102)에는 다수의 배터리 유닛이 장착되도록 구성될 수 있다.The battery unit rack 102 may be configured to store the power generated by the solar cell 101. The battery unit rack 102 may be configured to mount a plurality of battery units.
BMS 모듈(103)은 배터리 유닛 랙(102)을 구성하는 배터리 유닛의 충/방전을 제어하고 관리하도록 구성될 수 있다. BMS 모듈(103)은 태양광 셀(101)에서 생성된 태양광 전력을 전력 충전 실행 모듈(108) 및 전력 방전 실행 모듈(109)을 이용하여 배터리 유닛들의 충/방전을 제어하도록 구성될 수 있다.The BMS module 103 can be configured to control and manage charging / discharging of the battery unit constituting the battery unit rack 102. [ The BMS module 103 can be configured to control the charge / discharge of the battery units using the solar charge
배터리 유닛 성능 평가 모듈(104)은 배터리 유닛 랙(102)을 구성하는 각 배터리 유닛의 배터리 충/방전 효율을 산출하도록 구성될 수 있다.The battery unit
배터리 유닛 성능 평가 모듈(104)은 앞서 산출된 배터리 충/방전 효율에 의해 해당 배터리 유닛의 성능을 평가하고 고장을 진단하여 교체 시점을 판단하도록 구성될 수 있다. 배터리 유닛 성능 평가 모듈(104)은 각 배터리 유닛마다 배터리의 효율을 실시간 측정하고 각 배터리 유닛의 충/방전 효율이 소정 임계 범위 또는 평균 범위를 벗어나는 배터리 유닛에 대해서는 고장인 것으로 진단하고 교체 시점을 산정하여 통지하도록 구성될 수 있다.The battery unit
BMS 모듈(102)에 의해 각 배터리 유닛에 동일하게 충전이 이루어지더라도 배터리 유닛마다 충/방전 효율은 다를 수 있다. 이러한 경우 각 배터리 유닛마다 셀 손상이 있을 수 있으며, 저장 용량이 각각 달라질 수 있다.Even if the BMS module 102 charges the battery units equally, the charging / discharging efficiency may be different for each battery unit. In this case, there may be cell damage for each battery unit, and the storage capacity may vary.
잔여 충/방전 횟수 산출 모듈(105)은 배터리 유닛 성능 평가 모듈(104)에서 판단된 각 배터리 유닛의 성능을 상호 대비하여 잔여 충/방전 횟수를 각각 산출하도록 구성될 수 있다. 즉, 각 배터리 유닛의 물리적인 최대 충/방전 횟수가 있는데, 배터리 유닛의 성능 평가에 따라 잔여 충/방전 횟수를 산출할 수 있다.The remaining charge / discharge
충/방전 결정 모듈(106)은 잔여 충/방전 횟수 산출 모듈(105)에서 각각 산출된 잔여 충/방전 횟수에 따라 각 배터리 유닛의 교체 시기가 동일해지도록 각 배터리 유닛별로 충/방전 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 특정 배터리 유닛의 잔여 충/방전 횟수가 동일한 배터리 유닛 랙(102)의 다른 배터리 유닛에 비해 잔여 충/방전 횟수가 적게 산출되는 경우에는 해당 특정 배터리 유닛에 대해서는 다른 배터리 유닛에 비해 충/방전 프로세스의 횟수를 줄이도록 결정할 수 있다. 이에, 각 배터리 유닛의 수명에 따른 교체 시기를 동일하게 유지시키도록 구성될 수 있다.The charge / discharge determination module 106 determines whether charge / discharge is performed for each battery unit so that the replacement timing of each battery unit becomes equal according to the number of remaining charge / discharge cycles calculated by the remaining charge / discharge
배터리 유닛 스위칭 모듈(107)은 충/방전 결정 모듈(106)에 의한 충/방전 여부의 결정에 따라 각 배터리 유닛의 충/방전 스위칭을 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 각 배터리 유닛에 스위치가 연결되어 설치되며, 충/방전 여부의 결정에 따라 스위칭을 수행하도록 구성될 수 있다.The battery unit switching module 107 may be configured to perform charging / discharging switching of each battery unit according to determination of charge / discharge by the charge / discharge determination module 106. That is, a switch is connected to each battery unit, and switching can be performed according to the determination of charging / discharging.
전력 충전 실행 모듈(108)은 BMS 모듈(103)의 제어에 의해 배터리 유닛에 DC 전력을 충전하도록 구성될 수 있다.The power
전력 방전 실행 모듈(109)은 BMS 모듈(103)의 제어에 의해 배터리 유닛에 충전된 DC 전력을 방전하도록 구성될 수 있다.The power
전력 충전 효율 측정 모듈(110)은 전력 충전 실행 모듈(108)에 의해 충전되는 DC 전력의 충전 효율을 실시간 측정하도록 구성될 수 있다.The power charging
전력 방전 효율 측정 모듈(111)은 전력 방전 실행 모듈(109)에서 방전되는 DC 전력의 방전 효율을 실시간 측정하도록 구성될 수 있다.The power discharge
DC 전력의 충전 효율 DC 전력의 시간당 충전량에 의해 소정 충전량의 충전 효율로 산출될 수 있으며, DC 전력의 방전 효율은 DC 전력의 시간당 방전량에 의해 소정 방전량의 방전 효율로 산출될 수 있다.The charging efficiency of the DC power can be calculated by the charging efficiency of the predetermined charging amount based on the charging amount of the DC power of the DC power for the hour and the discharging efficiency of the DC power can be calculated by the discharging efficiency of the predetermined discharging amount by the discharging amount per hour of the DC power.
DC-AC 변환 모듈(112)은 전력 방전 실행 모듈(109)에서 방전된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하도록 구성될 수 있다. 부하(10)에서는 AC 전력이 공급되기 때문에 변환이 요구된다.The DC-to-
전력 공급 실행 모듈(113)은 DC-AC 변환 모듈(112)에서 변환된 AC 전력을 부하로 공급하도록 구성될 수 있다.The power
배터리 전력 소모율 산출 모듈(114)은 전력 충전 효율 측정 모듈(110)에서 실시간 측정된 충전 효율 및 전력 방전 효율 측정 모듈(111)에서 실시간 측정된 방전 효율을 상호 대비하여 배터리 유닛에 충전된 DC 전력의 소모율을 실시간 산출하도록 구성될 수 있다.The battery power consumption
배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈(115)은 배터리 전력 소모율 산출 모듈(114)에서 실시간 산출된 소모율에 의해 배터리 완전 충전 예상 시간 및 배터리 완전 방전 예상 시간을 산출하도록 구성될 수 있다. 즉, 위 소모율에 의해 충전과 방전이 동시에 이루어지는 경우, 충전 효율과 방전 효율을 대비하여 배터리 유닛의 전력이 얼마나 빨리 소모되는지를 알 수 있다.The battery charge / discharge estimation
상용 전원 스위칭 제어 모듈(116)은 배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈(115)에서 산출된 배터리 완전 충전 예상 시간 및 배터리 완전 방전 예상 시간에 따라 전력 공급 실행 모듈(113)이 AC 전력을 부하로 공급하거나 상용 전원(20)이 상용 전력을 공급하도록 스위칭 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 다시 말하면, 완전 방전 예상 시간이 얼마 남지 않은 경우에는 상용 전원(20)이 상용 전력을 공급하도록 제어하고, 완전 충전 예상 시간이 더 긴 경우에는 태양광 전력을 사용하도록 제어하여 전력 요금을 절약할 수 있다.The commercial power switching control module 116 controls the power
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. There will be.
101: 태양광 셀 102: 배터리 유닛 랙
103: BMS 모듈 104: 배터리 유닛 성능 평가 모듈
105: 잔여 충/방전 횟수 산출 모듈
106: 충/방전 결정 모듈 107: 배터리 유닛 스위칭 모듈
108: 전력 충전 실행 모듈 109: 전력 방전 실행 모듈
110: 전력 충전 효율 측정 모듈 111: 전력 방전 효율 측정 모듈
112: DC-AC 변환 모듈 113: 전력 공급 실행 모듈
114: 배터리 전력 소모율 산출 모듈
115: 배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈
116: 상용 전원 스위칭 제어 모듈101: solar cell 102: battery unit rack
103: BMS module 104: Battery unit performance evaluation module
105: Residual charge / discharge count calculation module
106 charge / discharge determination module 107: battery unit switching module
108: Power charge execution module 109: Power discharge execution module
110: Power charging efficiency measuring module 111: Power discharging efficiency measuring module
112: DC-AC conversion module 113: power supply execution module
114: Battery power consumption rate calculating module
115: Battery charge / discharge estimation time calculating module
116: Commercial Power Switching Control Module
Claims (3)
상기 태양광 셀(101)에 의해 생성된 전력을 저장하는 다수의 배터리 유닛으로 구성되는 배터리 유닛 랙(battery unit rack)(102);
상기 배터리 유닛 랙(102)을 구성하는 배터리 유닛의 충/방전을 제어하고 관리하는 BMS 모듈(103);
상기 배터리 유닛 랙(102)을 구성하는 각 배터리 유닛의 배터리 충/방전 효율을 산출하고, 산출된 배터리 충/방전 효율에 의해 해당 배터리 유닛의 성능을 평가하고 고장을 진단하여 교체 시점을 판단하는 배터리 유닛 성능 평가 모듈(104);
상기 배터리 유닛 성능 평가 모듈(104)에서 판단된 각 배터리 유닛의 성능을 상호 대비하여 잔여 충/방전 횟수를 각각 산출하는 잔여 충/방전 횟수 산출 모듈(105);
상기 잔여 충/방전 횟수 산출 모듈(105)에서 각각 산출된 잔여 충/방전 횟수에 따라 각 배터리 유닛의 교체 시기가 동일해지도록 각 배터리 유닛별로 충/방전 여부를 결정하는 충/방전 결정 모듈(106)을 포함하고,
상기 BMS 모듈(103)의 제어에 의해 상기 배터리 유닛에 DC 전력을 충전하는 전력 충전 실행 모듈(108);
상기 BMS 모듈(103)의 제어에 의해 상기 배터리 유닛에 충전된 DC 전력을 방전하는 전력 방전 실행 모듈(109);
상기 전력 충전 실행 모듈(108)에 의해 충전되는 DC 전력의 충전 효율을 실시간 측정하는 전력 충전 효율 측정 모듈(110);
상기 전력 방전 실행 모듈(109)에서 방전되는 DC 전력의 방전 효율을 실시간 측정하는 전력 방전 효율 측정 모듈(111);
상기 전력 방전 실행 모듈(109)에서 방전된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 DC-AC 변환 모듈(112);
상기 DC-AC 변환 모듈(112)에서 변환된 AC 전력을 부하로 공급하는 전력 공급 실행 모듈(113);
상기 전력 충전 효율 측정 모듈(110)에서 실시간 측정된 충전 효율 및 상기 전력 방전 효율 측정 모듈(111)에서 실시간 측정된 방전 효율을 상호 대비하여 상기 배터리 유닛에 충전된 DC 전력의 소모율을 실시간 산출하는 배터리 전력 소모율 산출 모듈(114);
상기 배터리 전력 소모율 산출 모듈(114)에서 실시간 산출된 소모율에 의해 배터리 완전 충전 예상 시간 및 배터리 완전 방전 예상 시간을 산출하는 배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈(115);
상기 배터리 충/방전 예상 시간 산출 모듈(115)에서 산출된 배터리 완전 충전 예상 시간 및 배터리 완전 방전 예상 시간에 따라 상기 전력 공급 실행 모듈(113)이 AC 전력을 부하로 공급하거나 상용 전원이 상용 전력을 공급하도록 스위칭 제어하는 상용 전원 스위칭 제어 모듈(116)을 포함하는 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템(100).
A solar cell 101 for generating electricity by performing solar power generation;
A battery unit rack 102 composed of a plurality of battery units for storing electric power generated by the solar cells 101;
A BMS module 103 for controlling and managing charging / discharging of a battery unit constituting the battery unit rack 102;
A battery charging / discharging efficiency of each of the battery units constituting the battery unit rack 102 is evaluated, the performance of the corresponding battery unit is evaluated according to the calculated battery charging / discharging efficiency, A unit performance evaluation module 104;
A residual charge / discharge count calculation module 105 for calculating the remaining charge / discharge counts with respect to the performance of each battery unit determined by the battery unit performance evaluation module 104;
The charging / discharging determining module 106 determines whether each battery unit is charged / discharged so that the replacing times of the respective battery units become equal according to the remaining charging / discharging times calculated by the remaining charging / discharging count calculating module 105 ),
A power charge execution module (108) for charging DC power to the battery unit under the control of the BMS module (103);
A power discharge execution module (109) for discharging DC power charged in the battery unit under the control of the BMS module (103);
A power charging efficiency measurement module 110 for real-time measuring the charging efficiency of the DC power charged by the power charging execution module 108;
A power discharge efficiency measurement module 111 for measuring the discharge efficiency of the DC power discharged in the power discharge execution module 109 in real time;
A DC-to-AC conversion module 112 for converting the DC power discharged from the power discharge execution module 109 into AC power;
A power supply execution module 113 for supplying the AC power converted by the DC-AC conversion module 112 to a load;
A battery for real-time calculating the consumption rate of the DC power charged in the battery unit by comparing the charging efficiency measured in real time by the power charging efficiency measurement module 110 and the discharging efficiency measured in real time by the power efficiency measurement module 111 A power consumption rate calculation module 114;
A battery charge / discharge estimation time calculating module 115 for calculating the battery full charge estimation time and the battery full discharge expected time based on the consumption rate calculated in real time by the battery power consumption rate calculating module 114;
The power supply execution module 113 supplies the AC power to the load or the commercial power supplies the commercial power according to the battery full charge estimation time and the battery full discharge estimated time calculated by the battery charge / discharge expected time calculation module 115 And a commercial power switching control module (116) that controls switching to supply power to the solar cell.
상기 충/방전 결정 모듈(106)에 의한 충/방전 여부의 결정에 따라 각 배터리 유닛의 충/방전 스위칭을 수행하는 배터리 유닛 스위칭 모듈(107)을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어와 배터리 상태 관리 시스템을 갖춘 에너지 절약형 태양광 발전 시스템(100).
The method according to claim 1,
And a battery unit switching module (107) for performing charging / discharging switching of each battery unit according to determination of charge / discharge by the charge / discharge determination module (106) An energy saving solar power system (100) with a battery condition management system.
Priority Applications (1)
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| KR1020180011379A KR101868770B1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Energy saving solar power system having power control and battery management system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2018
- 2018-01-30 KR KR1020180011379A patent/KR101868770B1/en active IP Right Grant
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