KR102055292B1 - Energy storage system to control sunlight generation by using internet of things - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 기존의 태양광과 연계된 에너지 저장시스템의 운용모드는 태양광발전량 중심으로 설계되어 있어서, 기존 부하기기의 운용상태를 무시한 채 구동시키기 때문에 시스템 과부하에 따른 화재위험과, 부하기기의 잦은 고장으로 인해, 기기구동이 수시로 멈춰버리는 문제점과, 태양광을 통해 축적되는 태양광 발전량 및 기기의 구동상태를 현장에서만 파악할 수 있어, 에너지 저장시스템에 관한 소비자들의 흥미와 관심이 떨어져, 점점 에너지 저장시스템 시장수요가 위축되는 문제점을 개선하고자, 태양광발전부(100), IoT형 ESS(Energy Storage System)부(200)로 구성됨으로서, IoT형 ESS부가 사각박스형상으로 모듈화되어, 태양광발전부에 1:1 컨넥터연결을 통해 빠르고 쉽게 설치할 수 있어 어떠한 환경에서든 설치성과 호환성이 우수하고, 신재생 에너지(태양광에너지)의 출력 변동을 조절하고 전력의 품질을 기존에 비해 80% 향상시켜 신재생에너지의 그리드 통합을 용이하게 하며, 태양광발전부가 여러개로 분산된 곳에 하나의 IoT형 ESS부가 설치되어, 태양광발전부에서 생성된 전기의 전압과 주파수를 기존에 비해 90% 양호하게 제어할 수 있고, 송전 및 발전 시스템의 지원, 특정 가전기기 및 계량기기의 소비자 측의 장비, 배전시스템의 여러 지점에 적용할 수 있으며, 스마트 EMS 제어부의 제1,2,3,4,5,6,7,8 EMS 구동모드를 통해 전력 변환 단계에서 발생하는 손실을 최소화하고 에너지 손실절감 및 전력 에너지 활용을 극대화시킬 수 있고, 태양광발전부의 시간적 한계점인 심야전력을 사용할 때나 기상상태의 한계점인 흐린날 등 전기사용이 필요할 때, 에너지저장시스템에 저장된 전력을 사용함으로서 태양광의 단점을 보완함으로서, 생성된 에너지의 발전량을 기존에 비해 2배~4배 증가시킬 수 있으며, 근거리에 위치한 스마트디바이스 또는 원격지의 원격관리서버쪽으로 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시킬 수 있고, IoT환경구축을 통해 소비자들의 스마트디바이스를 통해 실시간으로 확인할 수가 있어, 에너지 저장 시스템에 관한 소비자들의 흥미와 관심을 기존에 비해 80% 향상시켜 에너지 저장시스템 시장을 활성화시킬 수 있는 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, the operation mode of the energy storage system associated with the conventional solar power is designed around the photovoltaic power generation, so that the operation state of the existing load device is ignored, and thus the risk of fire due to the system overload and frequent load device loads. Due to the failure, the device can be stopped from time to time, and the amount of photovoltaic power accumulated by the solar light and the driving state of the device can be understood only at the site, and consumers are less interested and interested in energy storage systems. In order to improve the problem that the system market demand is contracted, the solar power generation unit 100, IoT type ESS (Energy Storage System) unit 200, the IoT type ESS unit is modularized into a rectangular box shape, the solar power generation unit Quick and easy installation through 1: 1 connector connection to the system, excellent installation and compatibility in any environment, renewable energy It regulates the output fluctuation of (solar energy) and improves the power quality by 80% compared to the existing ones, making it easy to integrate the grid of new and renewable energy, and one IoT type ESS unit is installed where several solar power generation units are distributed. It is possible to control the voltage and frequency of electricity generated by the solar power generation unit 90% better than before, and it supports the power transmission and power generation system, the equipment on the consumer side of certain home appliances and metering equipment, and various points of the distribution system. It can be applied to the 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 EMS driving mode of the smart EMS control unit to minimize the loss in the power conversion stage, maximize energy loss and maximize the use of power energy It is possible to use the power stored in the energy storage system when it is necessary to use electricity, such as midnight power, which is the time limit of the solar power generation department, or cloudy days, which are the limits of weather conditions. By supplementing the shortcomings, the amount of generated energy can be increased 2 ~ 4 times compared to the existing one, and the frequency, voltage, power factor, and current of the energy storage system toward a smart device located at a short distance or a remote management server at a remote location can be increased. Monitoring data, battery charging and discharging data can be transmitted, and through the IoT environment establishment, it can be confirmed in real time through the smart devices of consumers, improving the interest and interest of the energy storage system by 80% compared to the existing energy The purpose is to provide a solar-connected IoT type smart energy storage device that can activate the storage system market.
Description
본 발명에서는 IoT형 ESS부가 사각박스형상으로 모듈화되어, 태양광발전부에 1:1 컨넥터연결을 통해 빠르고 쉽게 설치할 수 있고, 스마트 EMS 제어부의 제1,2,3,4,5,6,7,8 EMS 구동모드를 통해 전력 변환 단계에서 발생하는 손실을 최소화하고 에너지 손실절감 및 전력 에너지 활용을 극대화시킬 수 있으며, 근거리에 위치한 스마트디바이스 또는 원격지의 원격관리서버쪽으로 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 실시간전송시킬 수 있는 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치에 관한 것이다.In the present invention, the IoT-type ESS module is modularized into a rectangular box shape, and can be quickly and easily installed through a 1: 1 connector connection to the photovoltaic power generation unit, and the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and seventh parts of the smart EMS control unit. , 8 EMS operation mode can minimize the loss in the power conversion stage, reduce the energy loss and maximize the use of power energy, and the frequency, voltage, The present invention relates to a solar-connected IoT type smart energy storage device that can transmit power factor, current monitoring data, and battery charge / discharge data in real time.
에너지 저장시스템(Energy Storage System, ESS)은 신재생 에너지원 또는 발전설비로부터 전기 에너지를 생산하고 에너지 저장 매체에 저장해두었다가 필요한 시기에 사용하기 위한 기술이다.Energy Storage System (ESS) is a technology for producing electrical energy from renewable energy sources or power generation facilities and storing it in energy storage media for use when needed.
일반적으로 에너지 저장시스템은 발전소에서 생산된 전력을 공장이나 가정 등에 바로 전달하지 않고 에너지 저장장치에 저장했다가 추후 전력이 필요한 장소와 때에 전달하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.In general, an energy storage system is a system that improves energy efficiency by storing power generated in a power plant in an energy storage device instead of directly transferring it to a factory or a home, and then transferring power to a place and a time when power is needed later.
이런 에너지 저장 기술에 대한 연구는 최근 신재생 에너지의 도입확대, 효율적인 전기 에너지의 사용과 안정적인 전력옥브시스템에 대한 관심의 확대와 더불어 선진국을 중심으로 활발히 진행되고 있다.In recent years, research on energy storage technologies has been actively conducted in advanced countries, with the introduction of new and renewable energy, the use of efficient electric energy, and the growing interest in stable power-oven systems.
하지만, 기존의 태양광과 연계된 에너지 저장시스템의 운용모드는 태양광발전량 중심으로 설계되어 있어서, 기존 부하기기의 운용상태를 무시한 채 구동시키기 때문에 시스템 과부하에 따른 화재위험과, 부하기기의 잦은 고장으로 인해, 기기구동이 수시로 멈춰버리는 문제점이 있었다.However, the operation mode of the energy storage system linked with the conventional solar power is designed based on the amount of photovoltaic power. Therefore, the operation mode of the existing energy storage system is ignored, so the risk of fire due to the system overload and frequent failure of the load equipment. Due to this, there was a problem that the device driving stops from time to time.
또한, 태양광을 통해 축적되는 태양광 발전량 및 기기의 구동상태를 현장에서만 파악할 수 있어, 에너지 저장시스템에 관한 소비자들의 흥미와 관심이 떨어져, 점점 에너지 저장시스템 시장수요가 위축되는 문제점이 있었다.In addition, the amount of photovoltaic power generated by the solar light and the driving state of the device can be grasped only in the field, and consumers' interest and interest in the energy storage system is reduced, and the demand for energy storage system market is gradually reduced.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 In the present invention to solve the above problems
IoT형 ESS부가 사각박스형상으로 모듈화되어, 태양광발전부에 1:1 컨넥터연결을 통해 빠르고 쉽게 설치할 수 있고, 태양광발전부가 여러개로 분산된 곳에 하나의 IoT형 ESS부를 설치할 수 있으며, 스마트 EMS 제어부의 제1,2,3,4,5,6,7,8 EMS 구동모드를 통해 전력 변환 단계에서 발생하는 손실을 최소화하고 에너지 손실절감 및 전력 에너지 활용을 극대화시킬 수 있고, 근거리에 위치한 스마트디바이스 또는 원격지의 원격관리서버쪽으로 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 실시간전송시킬 수 있어, IoT환경을 구축시킬 수 있는 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.IoT type ESS module is modularized into a rectangular box shape, so it can be installed quickly and easily through 1: 1 connector connection to solar power generation unit, and one IoT type ESS unit can be installed where multiple solar power generation units are distributed, and smart EMS The 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th, and 8th EMS driving modes of the control unit can minimize the loss in the power conversion stage, reduce the energy loss and maximize the power energy utilization, Solar-connected IoT type smart that can establish IoT environment by sending monitoring data about frequency, voltage, power factor, and current of battery and charging / discharging data of real time to device or remote management server of remote site The purpose is to provide an energy storage device.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치는Solar-connected IoT type smart energy storage device according to the present invention to achieve the above object
태양의 광에너지를 전기에너지로 변환하여 ESS부로 공급시키는 태양광발전부(100)와,Solar
태양광 발전부와 연결되어, 태양광발전부에서 생성된 전기에너지를 저장시키면서, 외부로 현재 발전량 및 각 기기의 구동상태를 실시간으로 전송시키도록 제어하는 IoT형 ESS(Energy Storage System)부(200)로 구성됨으로서 달성된다.IoT type ESS (Energy Storage System)
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 As described above, in the present invention
첫째, IoT형 ESS부가 사각박스형상으로 모듈화되어, 태양광발전부에 1:1 컨넥터연결을 통해 빠르고 쉽게 설치할 수 있어 어떠한 환경에서든 설치성과 호환성이 우수하다.First, IoT type ESS module is modularized into rectangular box shape, so it can be installed quickly and easily through 1: 1 connector to photovoltaic power generation unit, so installation and compatibility are excellent in any environment.
둘째, 신재생 에너지(태양광에너지)의 출력 변동을 조절하고 전력의 품질을 기존에 비해 80% 향상시켜 신재생에너지의 그리드 통합을 용이하게 할 수 있다.Second, it is possible to adjust the output fluctuations of renewable energy (solar energy) and improve the quality of power by 80% compared to the existing ones, thereby facilitating grid integration of renewable energy.
셋째, 태양광발전부가 여러개로 분산된 곳에 하나의 IoT형 ESS부가 설치되어, 태양광발전부에서 생성된 전기의 전압과 주파수를 기존에 비해 90% 양호하게 제어할 수 있다.Third, one IoT-type ESS unit is installed where several photovoltaic units are distributed, so that the voltage and frequency of electricity generated by the photovoltaic unit can be controlled 90% better than before.
넷째, 송전 및 발전 시스템의 지원, 특정 가전기기 및 계량기기의 소비자 측의 장비, 배전시스템의 여러 지점에 적용할 수 있으며, 스마트 EMS 제어부의 제1,2,3,4,5,6,7,8 EMS 구동모드를 통해 전력 변환 단계에서 발생하는 손실을 최소화하고 에너지 손실절감 및 전력 에너지 활용을 극대화시킬 수 있다.Fourth, it can be applied to the transmission and power generation system support, the consumer-side equipment of specific home appliances and metering equipment, and various points of the distribution system, and the first, second, third, fourth, fifth, six, seven of the smart EMS control unit. In addition, the EMS drive mode can minimize losses in the power conversion stage, reduce energy loss and maximize power energy utilization.
다섯째, 태양광발전부의 시간적 한계점인 심야전력을 사용할 때나 기상상태의 한계점인 흐린날 등 전기사용이 필요할 때, 에너지저장시스템에 저장된 전력을 사용함으로서 태양광의 단점을 보완함으로서, 생성된 에너지의 발전량을 기존에 비해 2배~4배 증가시킬 수 있다.Fifth, when electricity is needed, such as when using the late-night power that is the time limit of the photovoltaic power generation unit or when it is cloudy, which is the limit of the weather condition, it uses the power stored in the energy storage system to compensate for the shortcomings of the sunlight. It can be increased 2 ~ 4 times compared with the existing one.
여섯째, 근거리에 위치한 스마트디바이스 또는 원격지의 원격관리서버쪽으로 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시킬 수 있고, IoT환경구축을 통해 소비자들의 스마트디바이스를 통해 실시간으로 확인할 수가 있어, 에너지 저장 시스템에 관한 소비자들의 흥미와 관심을 기존에 비해 80% 향상시켜 에너지 저장시스템 시장을 활성화시킬 수 있다.Sixth, it can transmit monitoring data about frequency, voltage, power factor and current of the energy storage system and battery charging / discharging data to the smart device located at a short distance or to a remote management server at a remote location. It can be confirmed in real time through the consumer's interest and interest in the energy storage system can be improved by 80% compared to the existing to activate the energy storage system market.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 태양광발전부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 IoT형 ESS(Energy Storage System)부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 근거리무선통신모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 양방향 변환기가 스위칭소자인 IGBT스택과 PWM파형으로 이루어지는 것을 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치의 구체적인 동작과정을 도시한 일실시예도.1 is a block diagram showing the components of the solar-connected IoT type smart
Figure 2 is a block diagram showing the components of the solar link-type IoT smart
3 is a block diagram showing the components of the solar power generation unit according to the present invention,
Figure 4 is a block diagram showing the components of the IoT type ESS (Energy Storage System) unit according to the present invention,
5 is a block diagram showing the components of a smart EMS (Enterprise Management System) control unit according to the present invention;
6 is a block diagram showing the components of a short range wireless communication module according to the present invention;
Figure 7 is an embodiment showing that the bidirectional converter according to the present invention consists of a switching waveform IGBT stack and PWM waveform,
Figure 8 is an embodiment showing a specific operation process of the solar PV-type IoT smart energy storage device according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 태양광발전부(100), IoT형 ESS(Energy Storage System)부(200)로 구성된다.1 is a block diagram showing the components of the solar-powered IoT type smart
먼저, 본 발명에 따른 태양광발전부(100)에 관해 설명한다.First, the
상기 태양광발전부(100)는 태양의 광에너지를 전기에너지로 변환하여 ESS부로 공급시키는 역할을 한다.The
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 태양전지셀(110), 셀배터리(120), 인버터(130), 제어장치(140)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the
첫째, 본 발명에 따른 태양전지셀(110)에 관해 설명한다.First, the
상기 태양전지셀(110)은 p형 반도체와 n형 반도체를 접합시켜 금속전극을 앞, 뒤 표면에 붙여 형성시켜, 태양의 광에너지를 전기에너지로 변환시키는 역할을 한다.The
이는 넓은 면적의 p-n접합 다이오드로 이루어진다.It consists of a large area p-n junction diode.
상기 n형 반도체는 낮은 정공 밀도와 높은 전자 밀도를 갖으며, 이로 인하여 (-)전하를 띠는 전자의 재료 안에서의 흐름은 순조롭지만 (+)전하를 띠는 정공의 재료 안에서의 흐름은 매우 어렵게 된다.The n-type semiconductor has a low hole density and a high electron density, so that the flow in the material of the negatively charged electrons is smooth but the flow in the material of the positively charged hole is very good. Becomes difficult.
그리고, p형 반도체에서는 n형 반도체와는 반대의 상황이 나타나며, 태양전지에 빛을 조사하면 과잉된 정공과 전자의 쌍이 빛에 의해 생성되고, 정공과 전자는 p-n 접합부에 존재하는 전기장의 영향으로 인해 정공은 n형 반도체에서 p형 반도체로 흐르게 되고, 전자는 p형 반도체에서 n형 반도체로 흐르게 된다.In the p-type semiconductor, a situation opposite to that of the n-type semiconductor appears. When light is irradiated to the solar cell, an excessive pair of holes and electrons are generated by light, and the holes and electrons are affected by the electric field present at the pn junction. As a result, holes flow from the n-type semiconductor to the p-type semiconductor, and electrons flow from the p-type semiconductor to the n-type semiconductor.
이로 인하여, 도선으로 연결되어 있는 외부회로에서 전기를 발생, 전력에너지를 생산하게 된다.As a result, electricity is generated in an external circuit connected to the conductor to produce power energy.
상기 태양전지셀은 직병렬 연결된 구조로 이루어진 태양광 어레이구조로 형성된다.The solar cell is formed of a solar array structure consisting of a series-parallel connected structure.
또한, 본 발명에 따른 태양전지셀은 계통연계형 태양전지셀로 구성된다.In addition, the solar cell according to the present invention is composed of a grid-connected solar cell.
둘째, 본 발명에 따른 셀배터리(120)에 관해 설명한다.Second, the
상기 셀배터리(120)는 태양전지셀에서 생성된 전기를 1차 저장하는 역할을 한다.The
셋째, 본 발명에 따른 인버터(130)에 관해 설명한다.Third, the
상기 인버터(130)는 전기를 직류에서 교류로 변환시키고, 이를 IoT형 ESS부에 연결시키는 역할을 한다.The
이는 태양전지셀에서 발생된 직류전력을 IoT형 ESS부에서 설정된 기준 전력과 동일한 주파수와 전력의 교류전력으로 변환시킨다.This converts the DC power generated in the solar cell to AC power of the same frequency and power as the reference power set in the IoT type ESS unit.
넷째, 본 발명에 따른 제어장치(140)에 관해 설명한다.Fourth, the
상기 제어장치(140)는 각 기기의 전반적은 동작을 제어하면서, 기상상태에 따라 변화하는 발전량을 제어시키는 역할을 한다.The
이는 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부와 연결되어, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 구동된다.It is connected to the smart enterprise management system (EMS) control unit, and driven according to the control signal of the smart enterprise management system (EMS) control unit.
다음으로, 본 발명에 따른 IoT형 ESS(Energy Storage System)부(200)에 관해 설명한다.Next, the IoT type ESS (Energy Storage System)
상기 IoT형 ESS(Energy Storage System)부(200)는 태양광 발전부와 연결되어, 태양광발전부에서 생성된 전기에너지를 저장시키면서, 외부로 현재 발전량 및 각 기기의 구동상태를 실시간으로 전송시키도록 제어하는 역할을 한다.The IoT type ESS (Energy Storage System)
이는 도 4에 도시한 바와 같이, ESS본체(210), 양방향 DC/DC 변환부(220), 충전모듈(230), 충전배터리모듈(240), LCD 제어부(250), 양방향 변환기(260), 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부(270), BMS(Battery Management System)부(280), 근거리무선통신모듈(290), WiFi통신모듈(290a)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the
첫째, 본 발명에 따른 ESS본체(210)에 관해 설명한다.First, the ESS
상기 ESS본체(210)는 사각박스형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.The ESS
이는 내부공간 일측에 양방향 DC/DC 변환부가 형성되고, 양방향 DC/DC 변환부 일측에 충전모듈이 형성되며, 충전모듈 일측에 충전배터리모듈이 형성되고, 충전배터리모듈 일측에 LCD 제어부가 형성되며, LCD 제어부 일측에 양방향 변환기가 형성되고, 양방향 변환기 일측에 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부가 형성되며, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부 일측에 BMS(Battery Management System)부가 형성되며, BMS(Battery Management System)부 일측에 근거리무선통신모듈가 형성되고, 근거리무선통신모듈 일측에 WiFi통신모듈이 모듈화되어 형성된다.It is a bi-directional DC / DC converter is formed on one side of the internal space, a charging module is formed on one side of the bi-directional DC / DC converter, a charging battery module is formed on one side of the charging module, the LCD control unit is formed on one side of the charging battery module, A bidirectional converter is formed at one side of the LCD control unit, a smart EMS (Enterprise Management System) control unit is formed at one side of the bidirectional converter, a BMS (Battery Management System) unit is formed at one side of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit, and BMS (Battery Management) The short-range wireless communication module is formed on one side of the system unit, and the WiFi communication module is modularized on one side of the short-range wireless communication module.
그리고, ESS본체의 상면일측, 또는 측면일측에 실내의 급기 및 배기를 담당하는 송풍기(211)가 형성되고, 송풍기 일측에 실내공간의 온도를 측정하는 온도센서가 포함되어 구성된다.In addition, a
상기 송풍기는 스마트 EMS 제어부의 제어신호에 따라 구동된다.The blower is driven according to the control signal of the smart EMS controller.
둘째, 본 발명에 따른 양방향 DC/DC 변환부(220)에 관해 설명한다.Second, the bidirectional DC /
상기 양방향 DC/DC 변환부(220)는 ESS본체의 내부공간 일측에 위치되어, 태양광발전부로부터 유입되는 전원을 DC_DC 변환한 후 PWM 방식으로 제어하여 충전배터리모듈에 전원을 공급하는 역할을 한다.The bidirectional DC /
이는 충전배터리모듈의 전력을 DC-BUS로 방전하거나, 또는 DC-BUS의 전력을 배터리충전모듈로 충전시키도록 Buck 모드와 Boost 모드가 병행되어 구성된다.It is configured in parallel with the Buck mode and Boost mode to discharge the power of the rechargeable battery module to the DC-BUS, or to charge the power of the DC-BUS to the battery charging module.
즉, Buck 모드와 Boost 모드의 두 가지 모드를 가지므로 두 모드에 대해서 고려하여 구성된다.That is, since it has two modes of Buck mode and Boost mode, it is configured considering two modes.
Buck 모드 시에는 입력측이 DC-BUS, 출력측이 배터리 측이 된다. In Buck mode, the input side is DC-BUS and the output side is Battery.
배터리 측 최대 전류는 150 A로 설정하였으며, 출력단 회로가 3병렬로 구성되어 있기 때문에 각 상의 인덕터 전류는 전체 전류의 1/3인 50 A가 된다. The maximum current on the battery side is set to 150 A. Since the output circuit is composed of three parallel circuits, the inductor current of each phase is 50 A, which is 1/3 of the total current.
BUCK 모드를 고려한 각 상의 인덕터는 각 상의 배터리 측 리플 전류가 각 상의 인덕터 전류의 15%로 7.5 A가 되도록 구성된다.Each phase inductor considering the BUCK mode is configured such that the battery side ripple current of each phase is 7.5 A at 15% of the inductor current of each phase.
Buck 모드에서 Duty는 D=0.759가 되고, 인덕터의 인덕턴스 최소값은 LBuck = 0.927 mH가 된다. In Buck mode, the duty is D = 0.759 and the inductance minimum of the inductor is LBuck = 0.927 mH.
따라서 연속 전류 모드의 Buck 모드에서 설계한 0.927 mH를 기준으로 각 상의 인덕터의 인덕턴스 값을 1 mH로 설정된다.Therefore, the inductance value of each phase inductor is set to 1 mH based on 0.927 mH designed in Buck mode of continuous current mode.
셋째, 본 발명에 따른 충전모듈(230)에 관해 설명한다.Third, the
상기 충전모듈(230)은 내부 충전배터리모듈의 입력전압, 입력전류, 출력전류, 출력전압을 읽어들여 검출 및 연산처리한 후, 충전배터리모듈을 충전시키는 역할을 한다.The
이는 태양광발전부에서 생산된 전력을 배터리에 저장 또는 방전하여 사용하기 위한 전기의 특성(AC/DC, 주파수, 전압)을 변환시키도록 제어한다.This controls to convert the characteristics of the electricity (AC / DC, frequency, voltage) for storing or discharging the power generated in the photovoltaic unit to use the battery.
그리고, 상기 충전모듈은 다채널 4단자망 구조로 구성된다.The charging module has a multi-channel 4-terminal network structure.
넷째, 본 발명에 따른 충전배터리모듈(240)에 관해 설명한다.Fourth, the charging
상기 충전배터리모듈(240)은 ESS본체의 내부공간 타측에 위치되어, 캐비넷형상에 복수개의 충전배터리가 셀 구조로 이루어지고, 각 충전배터리의 (+)연결잭에 입력전압 검출단자와 입력전류 검출단자가 연결되고, 각 충전배터리의 (-)연결잭에 출력전압 검출단자와 출력전류 검출단자가 연결되어, 충전모듈를 통해 충전된다.The
이는 바나듐 레독스, 리튬이온, 황산화나트륨, 산화납 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.It is composed of any one selected from vanadium redox, lithium ion, sodium sulfate, and lead oxide.
다섯째, 본 발명에 따른 LCD 제어부(250)에 관해 설명한다.Fifth, the
상기 LCD 제어부(250)는 현재 충전배터리모듈의 충전상태 및 충전배터리모듈 잔량을 LCD 화면상에 표출시키는 역할을 한다.The
여섯째, 본 발명에 따른 양방향 변환기(260)에 관해 설명한다.Sixth, a
상기 양방향 변환기(260)는 계통의 교류전력을 충전배터리모듈에 필요한 직류전력으로 변환하고 태양광 및 배터리의 직류전력을 계통의 교류전력으로 변환시키는 역할을 한다.The
이는 비상시 강제차단기능, 충방전 전력제어기능을 가진다.It has a forced interruption function and a charge / discharge power control function in an emergency.
또한, 정전시 주파수, 전류, 전압 등 보호기능 및 비상전원 공급기능이 포함되어 구성된다.In addition, it is configured to include protection functions such as frequency, current, voltage, and emergency power supply in case of power failure.
동작모드를 전력상황에 따라 설정하여 구동되도록 구성된다.It is configured to drive by setting the operation mode according to the power situation.
상기 양방향 변환기는 도 7에 도시한 바와 같이, 스위칭소자인 IGBT스택과 PWM파형으로 이루어진다.As shown in FIG. 7, the bidirectional converter includes an IGBT stack, which is a switching element, and a PWM waveform.
일곱째, 본 발명에 따른 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부(270)에 관해 설명한다.Seventh, a smart enterprise management system (EMS)
상기 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부(270)는 하나의 플랫폼상에서 양방향 DC/DC 변환부, 충전모듈, 충전배터리모듈, LCD 표시부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어시키면서, 충전배터리모듈의 충전상태 및 충전배터리모듈 잔량에 관한 데이터를 제어하는 역할을 한다.The smart EMS (Enterprise Management System)
이는 배터리 상태 및 충전모듈 상태에 대하여 모니터링과 충전모듈을 제어하는 역할을 한다. This serves to monitor and control the charging module for battery status and charging module status.
즉, 수집된 전력 데이터를 기반으로 하여 에너지 관리 서비스 제공하여 DC/DC 변환부, 배터리의 운전 모드 및 운전상태 감시에 의한 제어시행이 가능하다.That is, by providing the energy management service based on the collected power data, it is possible to perform control by monitoring the operation mode and operation state of the DC / DC converter, battery.
또한, 순시전력, 역률, 전류, 전압의 충방전 상태확인이 가능하며 시스템 제어 및 운영성과 이력조회가 가능하다.In addition, it is possible to check the charging and discharging status of instantaneous power, power factor, current and voltage, and to control the history of system control and operation performance.
상기 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부는 부하의 전력과 태양광 발전량 및 계통 상황, 절전, 최적제어상황에 따라, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 EMS구동모드(271), 제2 EMS구동모드(272), 제3 EMS구동모드(273), 제4 EMS구동모드(274), 제5 EMS구동모드(275), 제6 EMS구동모드(276), 제7 EMS구동모드(277), 제8 EMS구동모드(278)의 8가지 구동모드로 구성된다.The smart EMS (Enterprise Management System) control unit according to the load power, photovoltaic generation amount and system status, power saving, optimal control situation, as shown in Figure 5, the first
상기 제1 EMS구동모드(271)는 태양광 발전 전력이 부하의 사용량보다 적게 발전되는 경우, 충전배터리모듈의 전력을 사용해 부하 전력의 사용량을 보충하는 모드로서, The first
이는 배터리 전력의 부족으로 방전할 수 없게 되면 계통의 전원으로 부하의 전력을 보충하도록 구성된다.It is configured to replenish the power of the load with the power of the system if it cannot discharge due to lack of battery power.
상기 제2 EMS구동모드(272)는 태양광 발전 전력이 부하의 사용량보다 많게 발전되는 경우, 계통 혹은 배터리로 발전 전력을 보내는 모드로서, The second
이는 계통의 가격과 충전배터리모듈의 충전량에 따라 전류의 흐름을 선택하도록 구성된다.It is configured to select the flow of current according to the price of the system and the amount of charge of the rechargeable battery module.
상기 제3 EMS구동모드(273)는 태양광 발전 전력이 없고, 충전배터리모듈의 전력만으로 부하전력을 방전하여 소비하는 모드로서, The third
이는 충전배터리모듈의 용량의 부족으로 더 이상 방전 능력이 되지 않게되면 계통에서 부하의 소비전력을 가져올 수 있도록 구성된다.It is configured to bring the power consumption of the load in the system when the capacity of the rechargeable battery module is no longer discharged due to lack of capacity.
상기 제4 EMS구동모드(274)는 부하의 사용량보다 적게 발전되는 경우 배터리의 전력을 사용하여 부하전력의 사용량을 보충하는 모드로서, The fourth
이는 충전배터리모듈 전력의 부족으로 방전할 수 없을 경우 부하는 태양광 발전 전력만큼만 전력을 사용하도록 구성된다.It is configured to use power as much as photovoltaic power when it cannot be discharged due to lack of power of the rechargeable battery module.
상기 제5 EMS구동모드(275)는 태양광 발전 전력이 부하의 사용량보다 많게 발전되는 경우, 남는 전력으로 배터리를 충전하는 모드로서, 이는 배터리가 모두 충전되었을 경우의 태양광 발전 전력은 부하의 사용전력에 따라서 발전 전력을 제한하도록 구성된다.The fifth
상기 제6 EMS구동모드(276)는 ESS본체의 실내공간 쾌적도가 설정치를 유지하는 동안에 실내의 급기 및 배기를 담당하는 송풍기 동력을 차단하여 에너지를 절감시키는 역할을 한다.The sixth
상기 제7 EMS구동모드(277)는 ESS본체의 실내 및 실내의 엔탈피 차이를 비교하여 실내의 엔탈피가 더 클 때, 외기를 취입하여 냉방시키는 역할을 한다.The seventh
상기 제8 EMS구동모드(278)는 태양광 발전 전력이 없으며, 배터리 전력만으로 부하전력을 소비하는 모드로서, The eighth
이는 배터리 전력의 부족으로 더 이상 방전 능력이 되지 않게 되면 더 이상 부하의 소비 전력을 공급할 수 없도록 구성된다.It is configured to no longer supply the power consumption of the load when the battery power is no longer discharged.
여덟째, 본 발명에 따른 BMS(Battery Management System)부(280)에 관해 설명한다.Eighth, the battery management system (BMS)
상기 BMS(Battery Management System)부(280)는 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링기능을 수행하고, 온도, SOH(State Of Health), SOC(State Of Charge)를 관리하면서, 배터리의 충방전 제어기능을 수행하는 역할을 한다.The battery management system (BMS)
이는 배터리 셀의 전압 및 온도 상태를 주기적으로 확인 가능하며, 전류제어(과전류, 과전압 감지 후 회로 차단) 및 셀 모듈 밸런싱을 통해 최적화된 안정적인 전력공급을 제공한다.It periodically checks the voltage and temperature conditions of the battery cell, and provides optimized power supply through current control (over current, circuit break after over voltage sensing) and cell module balancing.
그리고, 배터리의 충전상태에 대한 정보를 제공하여 과방전 및 과충전 방지, 셀보호, 수명 예측 등 효율적으로 배터리를 사용하기 위하여 제어 및 관리 기능을 수행한다.In addition, by providing information on the state of charge of the battery to perform the control and management functions to efficiently use the battery, such as over-discharge and overcharge prevention, cell protection, life prediction.
아홉째, 본 발명에 따른 근거리무선통신모듈(290)에 관해 설명한다.Ninth, a short range
상기 근거리무선통신모듈(290)은 근거리에 위치한 스마트디바이스쪽으로 근거리무선통신망을 통해 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시키는 역할을 한다.The short range
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 블루투스 통신부(291)와 지그비통신부(292) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.As shown in FIG. 6, one of the
상기 블루투스 통신부(291)는 10미터 이내의 초단거리에서 저전력무선연결하여, 정보를 교환시키는 역할을 한다.The
이는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용한다. It uses the Industrial Scientific and Medical (ISM) frequency band 2400-2483.5 MHz.
이 중 위아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해, 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402~2480MHz, 총 79개 채널을 쓴다.In order to prevent the interference of other systems that use up and down frequencies, a total of 79 channels are used, including 2402 to 2480 MHz, except for 2 MHz after 2400 MHz and 3.5 MHz before 2483.5 MHz.
그리고, 시스템간 전파 간섭을 해소하기 위해, 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식으로 구성된다.And, in order to solve the interference between the systems, it is configured in a frequency hopping (Frequency Hopping) method.
주파수 호핑은 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 패킷(데이터)을 조금씩 전송하는 기법으로, 본 발명에 서는 79개 채널을 1초당 1600번 호핑하도록 구성된다.Frequency hopping is a technique of rapidly moving a large number of channels according to a specific pattern and transmitting packets (data) little by little. In the present invention, 79 channels are configured to hop 1600 times per second.
상기 지그비통신부(292)는 2.4GHz의 주파수 대역을 이용하여 근거리(10m~75m)에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 250kbps의 데이터 전송률을 제공하는 역할을 한다.The
열째, 본 발명에 따른 WiFi통신모듈(290a)에 관해 설명한다.Tenth, the
상기 WiFi통신모듈(290a)은 원거리에 위치한 원격관리서버쪽으로 WiFi통신망을 통해 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시키는 역할을 한다.The
이는 무선기술을 접목한 것으로, 고성능 무선통신을 가능하게 하는 무선랜 기술로 구성된다.This is a combination of wireless technology, consisting of a wireless LAN technology that enables high-performance wireless communication.
상기 무선랜은 네트워크 구축시 유선을 사용하지 않고 전파나 빛 등을 이용하여 네트워크를 구축하는 방식으로서, 2.4GHz의 주파수 대역을 사용한다.The WLAN uses a 2.4 GHz frequency band as a method of constructing a network using radio waves or lights without using a wire when constructing a network.
이하, 본 발명에 따른 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.Hereinafter, a specific operation process of the solar-type IoT smart energy storage device according to the present invention will be described.
먼저, 도 8에 도시한 바와 같이, 태양광발전부의 태양전지셀이 제어장치의 제어신호에 따라 구동되어, 태양의 광에너지를 전기에너지로 변환시킨다.First, as shown in Figure 8, the solar cell of the photovoltaic unit is driven in accordance with the control signal of the control device, converting the light energy of the sun into electrical energy.
다음으로, 태양광발전부의 셀배터리에서, 태양전지셀을 통해 생성된 전기를 저장한다.Next, in the cell battery of the photovoltaic unit, the electricity generated through the solar cell is stored.
다음으로, 태양광발전부의 인버터에서 전기를 직류에서 교류로 변환시키고, 이를 IoT형 ESS부에 연결시킨다.Next, in the inverter of the solar power generation unit converts electricity from direct current to alternating current, it is connected to the IoT type ESS unit.
다음으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 IoT형 ESS부의 양방향 DC/DC 변환부가 구동되어, 태양광발전부로부터 유입되는 전원을 DC_DC 변환한 후 PWM 방식으로 제어하여 충전배터리모듈에 전원을 공급한다.Next, the bidirectional DC / DC converter of the IoT type ESS unit is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit, and converts the power flowing from the photovoltaic unit into DC_DC and controls the battery module in a PWM manner. Power on.
다음으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 IoT형 ESS부의 충전모듈가 구동되어, 충전배터리모듈의 입력전압, 입력전류, 출력전류, 출력전압을 읽어들여 검출 및 연산처리한 후, 충전배터리모듈을 충전시킨다.Next, the charging module of the IoT-type ESS unit is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit, and the input voltage, the input current, the output current, and the output voltage of the rechargeable battery module are detected and processed. Charge the rechargeable battery module.
다음으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 IoT형 ESS부의 충전배터리모듈이 구동되어, 각 충전배터리의 (+)연결잭에 입력전압 검출단자와 입력전류 검출단자가 연결되고, 각 충전배터리의 (-)연결잭에 출력전압 검출단자와 출력전류 검출단자가 연결되어, 충전모듈를 통해 충전된다.Next, the charging battery module of the IoT type ESS unit is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit, and an input voltage detection terminal and an input current detection terminal are connected to a positive connection jack of each charging battery. The output voltage detection terminal and the output current detection terminal are connected to the negative connection jack of the rechargeable battery and charged through the charging module.
다음으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 IoT형 ESS부의 LCD 제어부가 구동되어, 현재 충전배터리모듈의 충전상태 및 충전배터리모듈 잔량을 LCD 화면상에 표출시킨다.Next, the LCD control unit of the IoT-type ESS unit is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) controller to display the current state of charge of the rechargeable battery module and the remaining battery module on the LCD screen.
다음으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 IoT형 ESS부가 구동되어, 양방향 변환기가 계통의 교류전력을 충전배터리모듈에 필요한 직류전력으로 변환하고 태양광 및 배터리의 직류전력을 계통의 교류전력으로 변환시킨다.Next, the IoT type ESS unit is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit, and the bidirectional converter converts the AC power of the system into DC power required for the rechargeable battery module, and converts the DC power of the solar cell and the battery. Is converted to AC power.
다음으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 BMS(Battery Management System)부가 구동되어, 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링기능을 수행하고, 온도, SOH(State Of Health), SOC(State Of Charge)를 관리하면서, 배터리의 충방전 제어기능을 수행한다.Next, the BMS (Battery Management System) unit is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit to perform the monitoring function on the frequency, voltage, power factor, and current of the energy storage system, and the temperature and SOH (State). It performs charge / discharge control function of battery while managing of health and state of charge.
다음으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 근거리무선통신모듈이 구동되어, 근거리에 위치한 스마트디바이스쪽으로 근거리무선통신망을 통해 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시킨다.Next, the short-range wireless communication module is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit, and monitoring data on the frequency, voltage, power factor, and current of the energy storage system through the short-range wireless communication network toward the smart device located in the short distance. And transmits the battery charge / discharge data.
끝으로, 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부의 제어신호에 따라 WiFi통신모듈이 구동되어, 원거리에 위치한 원격관리서버쪽으로 WiFi통신망을 통해 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시킨다.Finally, the WiFi communication module is driven according to the control signal of the smart EMS (Enterprise Management System) control unit, and the monitoring data about the frequency, voltage, power factor, and current of the energy storage system through the WiFi communication network to a remote management server located at a far distance. The battery charges and discharges data.
1 : IoT형 스마트 에너지 저장장치 100 : 태양광발전부
110 : 태양전지셀 120 : 셀배터리
130 : 인버터 140 : 제어장치
200 : IoT형 ESS(Energy Storage System)부1: IoT type smart energy storage device 100: Solar power generation unit
110: solar cell 120: cell battery
130: inverter 140: control device
200: IoT type ESS (Energy Storage System) part
Claims (7)
태양광 발전부와 연결되어, 태양광발전부에서 생성된 전기에너지를 저장시키면서, 외부로 현재 발전량 및 각 기기의 구동상태를 실시간으로 전송시키도록 제어하는 IoT형 ESS(Energy Storage System)부(200)로 구성되고,
상기 IoT형 ESS(Energy Storage System)부(200)는
사각박스형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 ESS본체(210)와,
ESS본체의 내부공간 일측에 위치되어, 태양광발전부로부터 유입되는 전원을 DC_DC 변환한 후 PWM 방식으로 제어하여 충전배터리모듈에 전원을 공급하는 양방향 DC/DC 변환부(220)와,
내부 충전배터리모듈의 입력전압, 입력전류, 출력전류, 출력전압을 읽어들여 검출 및 연산처리한 후, 충전배터리모듈을 충전시키는 충전모듈(230)과,
ESS본체의 내부공간 타측에 위치되어, 캐비넷형상에 복수개의 충전배터리가 셀 구조로 이루어지고, 각 충전배터리의 (+)연결잭에 입력전압 검출단자와 입력전류 검출단자가 연결되고, 각 충전배터리의 (-)연결잭에 출력전압 검출단자와 출력전류 검출단자가 연결되어, 충전모듈를 통해 충전되는 충전배터리모듈(240)과,
현재 충전배터리모듈의 충전상태 및 충전배터리모듈 잔량을 LCD 화면상에 표출시키는 LCD 제어부(250)와,
계통의 교류전력을 충전배터리모듈에 필요한 직류전력으로 변환하고 태양광 및 배터리의 직류전력을 계통의 교류전력으로 변환시키는 양방향 변환기(260)와,
하나의 플랫폼상에서 양방향 DC/DC 변환부, 충전모듈, 충전배터리모듈, LCD 표시부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어시키면서, 충전배터리모듈의 충전상태 및 충전배터리모듈 잔량에 관한 데이터를 제어하는 스마트 EMS(Enterprise Management System)제어부(270)와,
에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링기능을 수행하고, 온도, SOH(State Of Health), SOC(State Of Charge)를 관리하면서, 배터리의 충방전 제어기능을 수행하는 BMS(Battery Management System)부(280)와,
근거리에 위치한 스마트디바이스쪽으로 근거리무선통신망을 통해 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시키는 근거리무선통신모듈(290)과,
원거리에 위치한 원격관리서버쪽으로 WiFi통신망을 통해 에너지 저장 시스템의 주파수, 전압, 역률, 전류에 관한 모니터링데이터와, 배터리 충방전데이터를 전송시키는 WiFi통신모듈(290a)로 구성되는 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치에 있어서,
상기 스마트 EMS 제어부(270)는
태양광 발전 전력이 부하의 사용량보다 적게 발전되는 경우, 충전배터리모듈의 전력을 사용해 부하 전력의 사용량을 보충하는 제1 EMS구동모드(271)와,
태양광 발전 전력이 부하의 사용량보다 많게 발전되는 경우, 충전배터리모듈로 발전 전력을 보내는 제2 EMS구동모드(272)와,
태양광 발전 전력이 없으며, 충전배터리모듈의 전력만으로 부하전력을 방전하여 소비하는 제3 EMS구동모드(273)와,
부하의 사용량보다 적게 발전되는 경우 충전배터리모듈의 전력을 사용하여 부하전력의 사용량을 보충하는 제4 EMS구동모드(274)와,
태양광 발전 전력이 부하의 사용량보다 많게 발전되는 경우, 남는 전력으로 충전배터리모듈을 충전시키는 제5 EMS구동모드(275)와,
ESS본체의 실내공간 쾌적도가 설정치를 유지하는 동안에 실내의 급기 및 배기를 담당하는 송풍기 동력을 차단하여 에너지를 절감시키는 제6 EMS구동모드(276)와,
ESS본체의 실내 및 실내의 엔탈피 차이를 비교하여 실내의 엔탈피가 더 클 때, 외기를 취입하여 냉방시키는 제7 EMS구동모드(277)와,
태양광 발전 전력이 없으면, 충전배터리모듈 전력만으로 부하전력을 소비하는 제8 EMS구동모드(278)로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 연계식 IoT형 스마트 에너지 저장장치.
Solar power generation unit 100 to convert the light energy of the sun into electrical energy to supply to the ESS unit,
IoT type ESS (Energy Storage System) unit 200 is connected to the solar power generation unit, and controls to transmit the current generation amount and the driving state of each device in real time while storing the electrical energy generated by the solar power generation unit 200 ),
The IoT type ESS (Energy Storage System) unit 200
ESS main body 210 formed in a rectangular box shape to protect and support each device from external pressure,
Located in one side of the internal space of the ESS body, DC_DC conversion of the power flowing from the photovoltaic unit after DC-DC control to supply power to the rechargeable battery module by controlling the PWM method, and
A charging module 230 for reading and detecting an input voltage, an input current, an output current, and an output voltage of an internal charging battery module and then charging the charging battery module;
Located at the other side of the internal space of the ESS body, a plurality of rechargeable batteries have a cell structure in a cabinet shape, and an input voltage detection terminal and an input current detection terminal are connected to a positive connection jack of each rechargeable battery. A charge battery module 240 charged with a charging module by connecting an output voltage detection terminal and an output current detection terminal to a (-) connection jack;
An LCD control unit 250 for displaying the current state of charge of the rechargeable battery module and the remaining amount of the charged battery module on the LCD screen;
A bidirectional converter 260 for converting AC power of the system into DC power required for the rechargeable battery module and converting DC power of the solar cell and the battery into AC power of the system;
Connected to the bidirectional DC / DC converter, charging module, charging battery module, and LCD display on one platform, controlling the overall operation of each device, while controlling data about the charging status of the battery module and the remaining battery module Smart EMS (Enterprise Management System) control unit 270,
BMS (Battery) that performs charge / discharge control of the battery while monitoring the frequency, voltage, power factor, and current of the energy storage system, and managing temperature, state of health (SOH), and state of charge (SOC). Management System unit 280,
Short-range wireless communication module 290 for transmitting the monitoring data on the frequency, voltage, power factor, current of the energy storage system and the battery charge and discharge data through the local area network to the smart device located in the local area,
Solar-connected IoT type consisting of WiFi communication module 290a which transmits monitoring data about frequency, voltage, power factor and current of energy storage system and battery charge / discharge data through WiFi communication network to remote management server located at a long distance. In the smart energy storage device,
The smart EMS control unit 270 is
A first EMS driving mode 271 for replenishing the usage of the load power by using the power of the rechargeable battery module when the solar power is generated less than the usage of the load;
A second EMS driving mode 272 for transmitting the generated power to the rechargeable battery module when the photovoltaic power generation is generated more than the load usage;
A third EMS driving mode 273 having no solar power and discharging and consuming load power only by the power of the rechargeable battery module;
A fourth EMS driving mode 274 that replenishes the usage of the load power by using the power of the rechargeable battery module when less than the usage of the load is generated;
A fifth EMS driving mode 275 for charging the rechargeable battery module with the remaining power when the photovoltaic power generation is generated more than the load usage;
A sixth EMS driving mode 276 which cuts off the power of the blower responsible for supplying and exhausting indoors while saving the indoor space comfort level of the ESS main body to save energy;
A seventh EMS driving mode 277 which blows and cools outside air when the enthalpy of the room is greater by comparing the difference between the enthalpy of the room and the room of the ESS body;
If there is no photovoltaic power generation, solar-type IoT smart energy storage device, characterized in that configured as the eighth EMS driving mode (278) that consumes the load power only by the power of the rechargeable battery module.
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