KR102057656B1

KR102057656B1 - 에너지 저장 시스템용 소화 장치 및 상기 소화 장치 제어 방법

Info

Publication number: KR102057656B1
Application number: KR1020130165797A
Authority: KR
Inventors: 김현석; 김태우; 전지훈; 정세훈
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2019-12-19
Also published as: KR20150077006A; WO2015099349A1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 배터리 또는 서로 연결된 복수의 배터리를 운송하는 컨테이너를 포함한 에너지 저장 시스템을 자동으로 소화시키는 에너지 저장 시스템용 소화 장치를 제공하고, 상기 장치는 외부 전력의 교류 전압을 직류 전압으로 조정하여 배터리에 공급하는 전력 조정부; 상기 컨테이너에 설치되어 상기 외부 전력이 공급되어 교류 전압으로 상기 소화 장치의 동작을 가능케 하는 분전반; 및 상기 배터리, 상기 전력 조정부, 상기 분전반, 및 상기 소화 장치에 연결됨으로써, 상기 컨테이너가 운송되거나 운송되지 않을 시에 화재가 발생된 경우에, 상기 소화 장치가 화재를 자동으로 진압할 수 있도록 하고, 상기 컨테이너에 설치된 자동 소화 조정부;를 포함하며, 상기 소화 장치는 상기 컨테이너에 배치되되, 상기 배터리 근방에 배치되고, 본 발명은 또한 상기 장치를 제어하는 방법을 제공한다.

Description

에너지 저장 시스템용 소화 장치 및 상기 소화 장치 제어 방법{FIRE EXTINGUISHING EQUIPMENT FOR ENERGY STORAGE SYSTEM AND MTHEOD FOR CONTROLLING THE EQUIPMENT}

본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 특히 에너지 저장 시스템용 소화 장치 및 상기 소화 장치 제어 방법에 관한 것이다.

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 외부 전력원, 예를 들면, 발전소에서 외부 전력을 공급받아 저장하여, 전력이 필요한 시점에 필요한 곳으로 전송하는 장치를 의미한다. 즉, 에너지 저장 시스템은 전력 저장용 배터리를 포함한 대용량 전력 저장 장치로서, 전력을 저장해 필요한 장소와 시간에 사용할 수 있도록 지원하는 저장 장치이다. 이에 따라 현재에는 신재생 에너지 저장 장치로서 각광받고 있다.

이에 대해, 에너지 저장 시스템이 신재생 에너지 저장 장치로 각광을 받고 있지만, 에너지 저장 시스템의 배터리가 서로 연결되어 집중적으로 배치되어 있기 때문에, 배터리에 열화 또는 발열이 일어난 경우, 발열이 매우 높다는 문제점을 가진다. 이러한 문제점으로 인해, 화재가 일어날 경우, 큰 대형 사고로 일어날 수 있다는 단점을 가진다.

이로 인한 대처법으로, 최근에는 2 가지 방식을 사용하고 있는데, 하나는 외부 전원 없이 소화 장치를 기계적으로 또는 수동적으로 사용하는 경우이고, 나머지 하나는 외부 전원을 자동으로 소화 장치에 인가하여, 소화 장치를 사용하는 경우이다.

상술된 바와 같이, 소화 장치를 기계적으로 또는 수동적으로 사용한다는 것은 사용자가 반드시 있어야 함을 의미하며, 그리고 외부 전원을 자동으로 소화 장치에 인가한다는 것은 외부 전원이 반드시 있어야 함을 의미한다.

예를 들면, 도 1은 외부 전원을 반드시 필요로 하는 종래 기술에 따른 소화 장치가 설치된 에너지 저장 시스템의 개략적인 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 시스템은 일반적으로 에너지 저장 시스템용 컨테이너 및 전력 조정부(PCS, Power Conditioning System)를 포함한다.

구체적으로, 상기 전력 조정부(200)는 일반적으로 외부 전력의 교류 전압을 직류 전압으로 조정하여, 하술된 컨테이너(500)의 배터리를 충전시키며, 그리고, 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 조정하여 컨테이너(500)의 배터리를 방전시키도록 구성된다.

나아가, 상기 컨테이너(500)는, 전력 조정부(200)로 인해 외부 전력의 교류 전압이 직류 전압으로 인가 또는 충전되는, 하나 이상의 배터리 또는 복수의 배터리(100)와, 상기 컨테이너(500)에 설치되어 외부 전력이 공급되어 교류 전압으로 소화 장치(400)의 동작을 가능케 하는 분전반(300)과, 그리고 화재가 발생될 시에, 상기 분전반(300)에서 예를 들면, 스위치 온하면, 발생된 화재를 진압할 수 있는 소화 장치(400)를 포함한다.

상술된 바와 같이, 현재 에너지 저장 시스템은 화재가 발생될 시에, 외부 전원이 이상이 있거나, 차단된 상태이면 소화 장치의 동작이 불가능하기 때문에 능동적으로 화재 진압에 대처하기 힘들고, 이와 동시에, 에너지 저장 시스템, 특히 배터리를 운송하는 중에 또는 임시 보관하는 중에 화재가 발생될 시에는 사람의 힘으로 또는 수동적으로 화재를 진압하여야 하기 때문에, 화재 진압에 많은 어려움이 따른다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 외부 전원 없이 에너지 저장 시스템의 배터리의 전원을 이용한 에너지 저장 시스템용 소화 장치 및 상기 소화 장치를 제어하는 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한, 하나 이상의 배터리 또는 서로 연결된 복수의 배터리를 운송하는 컨테이너와, 외부 전력의 교류 전압을 직류 전압으로 조정하여 상기 배터리에 공급하는 전력 조정부와, 상기 컨테이너에 설치되어 상기 외부 전력이 공급되어 교류 전압으로 상기 소화 장치의 동작을 가능케 하는 분전반과, 그리고 화재 시 화재를 진압시키는 소화 장치를 포함한 에너지 저장 시스템용 소화 장치는:

상기 배터리, 상기 전력 조정부, 상기 분전반, 상기 소화 장치 및 상기 컨테이너에 연결됨으로써, 상기 컨테이너가 운송되거나 운송되지 않을 시에 화재가 발생된 경우에, 상기 소화 장치가 화재를 자동으로 진압할 수 있도록 하고, 상기 컨테이너에 설치된 자동 소화 조정부;를 포함하며,

상기 소화 장치는 상기 컨테이너에 배치되되, 상기 배터리 근방에 배치된다.

상기 자동 소화 조정부는: 상기 컨테이너 또는 상기 분전반 중 적어도 하나에 설치 또는 연결되어 외부 환경의 변화를 감지하는 외부 환경 변화 감지부; 상기 배터리의 전원이 상기 소화 장치에 인가될 수 있도록 하는 인버터부; 및 상기 외부 환경 변화 감지부 및 상기 인버터부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함한다.

상기 외부 환경 변화 감지부는: 상기 컨테이너가 이동할 시에, 상기 컨테이너에 설치 또는 연결되어 상기 컨테이너의 이동을 감지하는 이동 감지부; 상기 분전반에 연결되어, 상기 외부 전력이 변화되는지를 감지하는 외부 전력 변화 감지부; 및 상기 컨테이너에 설치되어 화재가 발생될 시에 화재를 감지하는 화재 감지부;를 포함한다.

상기 인버터부는: 상기 배터리의 전원이 상기 소화 장치에 인가될 수 있도록, 상기 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 DC-AC 인버터; 및 상기 DC-AC 인버터를 통하여 상기 배터리가 상기 소화 장치에 자동으로 연결시키는 스위치부;를 포함한다.

상기 스위치부는: 상기 배터리가 상기 전력 조정부 또는 상기 DC-AC 인버터로 스위칭되도록 하는 배터리용 스위치; 및 상기 소화 장치가 상기 분전반 또는 상기 DC-AC 인버터로 스위칭되도록 하는 소화 장치용 스위치;를 포함한다.

상기 컨테이너가 정지하거나 외부 전력이 이상이 없을 시에는, 상기 제어부는 상기 배터리용 스위치 및 상기 소화 장치용 스위치의 스위칭 동작을 제어함으로써, 상기 배터리가 상기 전력 조정부에 연결될 수 있도록 하며, 상기 소화 장치가 상기 분전반에 연결될 수 있도록 함으로써, 상기 배터리는 상기 전력 조정부에 의해 외부 전력을 공급받을 수 있고, 상기 소화 장치는 상기 분전반의 교류 전압을 공급받아, 화재가 일어날 시에도 상기 화재 감지부에 의해 화재를 진압할 수 있다.

상기 컨테이너가 이동하거나 외부 전력이 변화할 시에는, 상기 제어부는 상기 배터리용 스위치 및 상기 소화 장치용 스위치의 스위칭 동작을 제어함으로써, 상기 배터리가 상기 DC-AC 인버터에 연결될 수 있도록 하며, 상기 소화 장치가 상기 DC-AC 인버터에 연결될 수 있도록 함으로써, 상기 배터리의 직류 전압이 교류 전압으로 변환되어 상기 소화 장치에 인가되어, 상기 컨테이너가 이동하여 화재가 일어날 시에도 상기 화재 감지부에 의해 화재를 진압할 수 있다.

상기 배터리는 1MWh 이상의 대용량으로 이루어진 리튬이온 배터리로서, 상기 전력 조정부에 의해 상기 외부 전력을 직류 전압으로 충전하고, 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용된다.

상기 컨테이너가 1 내지 2 개월 동안 이동하는 경우, 상기 배터리는 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용된다.

상기 화재의 진압은 상기 배터리의 화재 보호를 위해, 상기 배터리가 우선적으로 대상이 된다.

상기 소화 장치의 작동 요건은 상기 배터리의 전원 상태, 상기 배터리의 크기 또는 규모, 및 상기 배터리의 수 중 적어도 하나에 의해 결정된다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한, 하나 이상의 배터리 또는 서로 연결된 복수의 배터리를 운송하는 컨테이너와, 외부 전력의 교류 전압을 직류 전압으로 조정하여 상기 배터리에 공급하는 전력 조정부와, 상기 컨테이너에 설치되어 상기 외부 전력이 공급되어 교류 전압으로 상기 소화 장치의 동작을 가능케 하는 분전반과, 그리고 화재 시 화재를 진압시키는 소화 장치를 포함한 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법은:

a) 상기 에너지 저장 시스템의 제어부가 상기 에너지 저장 시스템의 외부 환경 변화 감지부를 이용하여, 상기 컨테이너의 이동을 감지하거나, 상기 컨테이너에 공급되는 외부 전력이 변화되는지를 감지하는 단계;

상기 제어부가, 감지된 상태에 기반하여, 상기 컨테이너가 정지하거나 외부 전력이 이상이 없다고 판별할 시에,

b-1) 상기 제어부가 상기 외부 환경 변화 감지부를 이용하여, 상기 컨테이너에 화재가 있는지를 감지하는 단계; 및

b-2) 상기 컨테이너 내에 화재가 있다면, 상기 제어부가 상기 분전반을 통한 외부 전력의 교류 전압으로 상기 소화 장치를 작동시키는 단계;를 포함한다.

상기 a) 단계 이후, 상기 제어부가, 상기 감지된 상태에 기반하여, 상기 컨테이너가 이동하거나 외부 전력이 변한다고 판별할 시에, b'-1) 상기 제어부가 상기 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 변환시켜, 상기 변환된 배터리의 교류 전압을 상기 소화 장치로 인가하는 단계; b'-2) 상기 제어부가 상기 외부 환경 변화 감지부를 이용하여, 상기 컨테이너에 화재가 있는지를 감지하는 단계; 및 b'-3) 상기 컨테이너 내에 화재가 있다면, 상기 제어부가 상기 배터리의 변환된 교류 전압으로 상기 소화 장치를 작동시키는 단계;를 포함한다.

상기 b'-1) 단계는, b'-1-1) 상기 제어부가 상기 배터리의 직류 전압이 상기 전력 조정부로부터 상기 에너지 저장 시스템의 DC-AC 인버터로 인가될 수 있도록 스위칭 동작을 제어하는 단계; 및 b'-1-2) 상기 제어부가 상기 소화 장치가 상기 분전반으로부터 상기 DC-AC 인버터로 연결될 수 있도록, 스위칭 동작을 제어하는 단계;를 포함한다.

상기 배터리는 1MWh 이상의 대용량으로 이루어진 리튬이온 배터리로서, 상기 외부 전력으로 충전되고, 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 에너지 저장 시스템용 소화 장치는 에너지 저장 시스템이 운송 중이든 운송 중이지 않든 간에, 외부 환경, 특히 외부 전원에 의존하지 않고, 에너지 저장 시스템용 컨테이너에 존재하는 배터리의 전원을 이용하여 소화 장치의 사용을 자동으로 가능케 하기 때문에, 화재가 발생될 시에 적은 비용으로 배터리의 화재를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장소에 상관없이, 언제든지 자동으로 화재 진압을 대처할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래 기술에 따른 소화 장치가 설치된 에너지 저장 시스템의 개략적인 블럭도이고,
도 2는 본 발명에 따른 소화 장치가 설치된 에너지 저장 시스템의 개략적인 블럭도이며, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

그럼, 본 발명의 에너지 저장 시스템용 소화 장치 및 그 기능에 대해 먼저 설명한다.

에너지 저장 시스템용 소화 장치 및 그 기능

도 2는 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템용 소화 장치가 설치된 블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 시스템은 자동 소화 조정부(600)를 더 포함한 점을 제외하고는 도 1과 동일한 구성을 가진다.

따라서, 도 1과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고, 자동 소화 조정부(600)에 대해 상세하게 설명한다.

자동 소화 조정부(600)는 배터리(100), 전력 조정부(200), 분전반(300), 소화 장치(400) 및 컨테이너(500)에 연결됨으로써, 상기 컨테이너(500)가 운송되거나 운송되지 않을 시에 화재가 발생된 경우에, 상기 소화 장치(400)가 화재를 자동으로 진압할 수 있도록 하고, 상기 컨테이너(500)에 설치된다. 이때 상기 소화 장치(400)는 상기 컨테이너(500)에 배치되고, 특히 화재 발생시 배터리의 화재 보호를 위해 상기 배터리를 우선적으로 화재 진압을 행하여야 하기 때문에, 상기 배터리에 인접하거나, 근방에 배치되는 것이 바람직하다.

소화 장치(400)의 작동 요건이 배터리의 종합적인 상태, 예를 들면, 배터리의 충전률 등의 배터리의 전원 상태, 배터리의 크기 또는 규모, 및 배터리의 수 중 적어도 하나에 의해 결정되기 때문에, 특히 배터리를 포함한 컨테이너가 운송될 시에는 배터리의 종합적인 상태를 사전에 점검하여야 한다.

상기와 같은 배터리(100)는 1MWh 이상의 대용량으로 이루어진 리튬이온 배터리로서, 상기 전력 조정부에 의해 상기 외부 전력을 직류 전압으로 충전하고, 화재 발생시에 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용되도록 구성된다.

상기 1MWh 이상의 대용량인 배터리(100)는 컨테이너가 바람직하게는 1 내지 2 개월, 더 바람직하게는 1 개월, 더 바람직하게는 15일 동안 배터리를 운송하는 경우에도, 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용해도 무방하다.

다시, 상기 자동 소화 조정부(600)의 구성을 살펴보면, 상기 자동 소화 조정부(600)는 컨테이너(500) 또는 분전반(300) 중 적어도 하나에 설치 또는 연결되어 외부 환경의 변화를 감지하는 외부 환경 변화 감지부(630)와, 배터리(100)의 전원이 소화 장치(400)에 인가될 수 있도록 하는 인버터부(620)와, 그리고 외부 환경 변화 감지부(630) 및 인버터부(620)의 동작을 제어하는 제어부(640)를 포함한다.

우선, 상기 외부 환경 변화 감지부(630)는 컨테이너가 이동할 시에, 상기 컨테이너에 설치 또는 연결되어 컨테이너의 이동을 감지하는 이동 감지부(632)와, 분전반(300)에 연결되어, 외부 전력이 변화되는지를 감지하는 외부 전력 변화 감지부(636)와, 그리고 컨테이너에 설치되어 화재가 발생될 시에 화재를 감지하는 화재 감지부(634)를 포함한다.

상기 이동 감지부(632)는 컨테이너 이동이 있을 시에 상기 이동에 관한 제 1 감지 신호를 제어부(640)에 전송할 수 있도록 구성되고, 상기 외부 전력 변화 감지부(636)는 설정된 교류 전압을 벗어난 경우에 제 2 감지 신호를 생성하여 상기 제 2 감지 신호를 제어부(640)에 전송할 수 있도록 구성되며, 그리고 화재 감지부(634)는 설정된 화재 온도에서 제 3 감지 신호를 생성하여 상기 제 3 감지 신호를 제어부(640)에 전송할 수 있도록 구성된다.

그 다음, 상기 인버터부(620)의 구성을 살펴보면, 상기 인버터부는 배터리(100)의 전원이 소화 장치(400)에 인가될 수 있도록, 상기 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 DC-AC 인버터(624)와, 상기 DC-AC 인버터(624)를 통하여 배터리(100)가 소화 장치(400)에 자동으로 연결시키는 스위치부(622, 626)를 포함한다. 여기서, 상기 스위치부는 배터리가 전력 조정부(200) 또는 DC-AC 인버터(624)로 스위칭되도록 하는, 3 단자로 구성된 배터리용 스위치(622) 및 소화 장치(400)가 분전반(600) 또는 상기 DC-AC 인버터(624)로 스위칭되도록 하는, 3 단자로 구성된 소화 장치용 스위치(626)를 포함한다.

제어부(640)에 대해 살펴보면, 상술된 바와 같이, 제어부는 외부 환경 변화 감지부(630) 및 인버터부(620)의 동작을 제어한다.

구체적으로, 제어부(640)가, 컨테이너가 정지하거나 외부 전력이 이상이 없다고 판별할 시에, 상기 제어부(640)는 스위치부(622, 626)의 스위칭 동작을 제어함으로써, 배터리(100)가 전력 조정부(200)에 연결될 수 있도록 하며, 소화 장치(400)가 분전반(300)에 연결될 수 있도록 한다.

이에 따라서, 상기 제어부에 의하여, 배터리는 외부 전력을 공급받을 수 있고, 소화 장치는 분전반의 교류 전압을 공급받을 수 있다. 만약 그 이후에, 화재가 발생될 시에, 상기 제어부는 분전반의 교류 전압을 공급받고 있는 소화 장치를 즉각적으로 동작가능하게 할 수 있되, 화재 감지부의 감지를 통하여 동작가능하게 할 수 있다.

한편, 제어부(640)가, 컨테이너가 이동하거나 외부 전력이 변한다고 판별할 시에, 상기 제어부는 스위치부(622, 626)의 스위칭 동작을 제어함으로써, 배터리(100)가 DC-AC 인버터(624)에 연결될 수 있도록 하며, 소화 장치(400)가 DC-AC 인버터에 연결될 수 있도록 한다.

이에 따라서, 상기 제어부 및 상기 DC-AC 인버터에 의하여, 배터리의 직류 전압은 교류 전압으로 변환되어 상기 소화 장치에 인가될 수 있다. 만약 그 이후에, 화재가 발생될 시에, 상기 제어부는 배터리의 변환된 교류 전압을 공급받고 있는 소화 장치를 즉각적으로 동작가능하게 할 수 있되, 화재 감지부의 감지를 통하여 동작가능하게 할 수 있다.

상기와 같은 구성으로 인해, 본 발명의 에너지 저장 시스템용 소화 장치는 에너지 저장 시스템이 운송 중이든 운송 중이지 않든 간에, 외부 환경, 특히 외부 전원에 의존하지 않고, 에너지 저장 시스템용 컨테이너에 존재하는 배터리의 전원을 이용하여 소화 장치의 사용을 자동으로 가능케 하기 때문에, 화재가 발생될 시에 적은 비용으로 배터리의 화재를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장소에 상관없이, 언제든지 자동으로 화재 진압을 대처할 수 있다.

그 다음으로, 상기 소화 장치를 제어하는 방법을 설명한다.

에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법

도 3은 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단계 S300에서, 제어부는 컨테이너의 이동을 감지하거나, 상기 컨테이너에 공급되는 외부 전력이 변화되는지를 감지한다.

단계 S310에서, 제어부가 감지된 상태에 기반하여, 컨테이너가 정지하거나 외부 전력이 이상이 없다고 판별할 시에, 단계 S360에서, 제어부는 컨테이너에 화재가 있는지를 감지한다. 그 후에, 단계 S370에서, 만약 화재가 컨테이너 내에서 발생된다면, 단계 S380에서, 제어부는 분전반을 통한 외부 전력의 교류 전압으로 소화 장치를 작동시키고 상기 방법은 종료된다. 한편, 컨테이너 내에서 화재가 없을 시에는 상기 방법은 단계 S300로 진행한다.

단계 S310에서, 제어부가 감지된 상태에 기반하여, 컨테이너가 이동하거나 외부 전력이 변한다고 판별할 시에, 단계 S320에서, 제어부는 배터리의 직류 전압이 전력 조정부로부터 DC-AC 인버터로 인가될 수 있도록, 배터리용 스위치(622)의 스위칭 동작을 제어함과 동시에, 소화 장치가 분전반으로부터 DC-AC 인버터로 연결될 수 있도록, 소화 장치용 스위치(626)의 스위칭 동작을 제어한다. 이로 인해, 배터리의 직류 전압은 교류 전압으로 변환되어 소화 장치로 인가될 수 있다.

단계 S330에서, 상기 제어부는 컨테이너에 화재가 있는지를 감지한다. 그 후에, 단계 S340에서, 만약 화재가 컨테이너 내에서 발생된다면, 단계 S350에서, 제어부는 변환된 배터리의 교류 전압으로 소화 장치를 작동시키고, 상기 방법은 종료된다. 한편, 컨테이너 내에서 화재가 없을 시에는 상기 방법은 단계 S300로 진행한다.

본 명세서에서 논의된 구성은 상술된 바와 같이, 구성에 가장 맞는 용어를 사용하였지만, 이에 한정되지 않고, 유사한 기능을 하는 구성이라면, 동일한 구성으로 보아야 할 것이다. 예를 들면, 본 실시예에서는 "소화 장치" 또는 "배터리"라 칭하였지만, 이는 발명의 설명을 위한 목적일 뿐, 본 발명이 이러한 용어에 해당하는 구성만을 의미하지 않는다. 오히려, 상기와 같은 용어는 예를 들면, "소화 장치"에 대해서는 "소화 장비", "소화 시설", "화재 진압 장비" 등, 그리고 "배터리"에 대해서는 "배터리 모듈", "에너지 저장부 또는 장치", "전기 용량 장치" 등 다양한 용어로 확장 또는 변경될 수 있다.

본 명세서에서 논의된 방법은, 적용예에 따라서 다양한 수단을 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 방법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합의 형태로 구현될 수도 있다. 하드웨어를 수반하는 구현예에서, 제어회로 또는 제어부는 하나 이상의 주문형 집적 회로들(ASICs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 장치들, 본 명세서에서 논의된 기능들을 실행하도록 설계된 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100: 배터리
200: 전력 조정부
300: 분전반
400: 소화 장치
500: 컨테이너
600: 자동 소화 조정부
620: 인버터부
622: 배터리용 스위치
624: DC-AC 인버터
626: 소화 장치용 스위치
630: 외부 환경 변화 감지부
632: 이동 감지부
634: 화재 감지부
636: 외부 전력 변화 감지부
640: 제어부

Claims

하나 이상의 배터리 또는 서로 연결된 복수의 배터리를 운송하는 컨테이너와, 외부 전력의 교류 전압을 직류 전압으로 조정하여 상기 배터리에 공급하는 전력 조정부와, 상기 컨테이너에 설치되어 상기 외부 전력이 공급되어 교류 전압으로 소화 장치의 동작을 가능케 하는 분전반과, 그리고 화재 시 화재를 진압시키는 소화 장치를 포함한 에너지 저장 시스템용 소화 장치에 있어서,
상기 배터리, 상기 전력 조정부, 상기 분전반, 상기 소화 장치 및 상기 컨테이너에 연결됨으로써, 상기 컨테이너가 운송되거나 운송되지 않을 시에 화재가 발생된 경우에, 상기 소화 장치가 화재를 자동으로 진압할 수 있도록 하고, 상기 컨테이너에 설치된 자동 소화 조정부;를 포함하며,
상기 자동 소화 조정부는 상기 컨테이너가 이동하거나 외부 전력이 변할 시에 상기 소화 장치를 작동시키기 위해 상기 배터리와 상기 소화 장치가 연결되도록 구성되고,
상기 소화 장치는 상기 컨테이너에 배치되되, 상기 배터리 근방에 배치되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자동 소화 조정부는:
상기 컨테이너 또는 상기 분전반 중 적어도 하나에 설치 또는 연결되어 외부 환경의 변화를 감지하는 외부 환경 변화 감지부;
상기 배터리의 전원이 상기 소화 장치에 인가될 수 있도록 하는 인버터부; 및
상기 외부 환경 변화 감지부 및 상기 인버터부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 외부 환경 변화 감지부는 상기 컨테이너에 설치되어 화재가 발생될 시에 화재를 감지하는 화재 감지부를 포함하는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 외부 환경 변화 감지부는:
상기 컨테이너가 이동할 시에, 상기 컨테이너에 설치 또는 연결되어 상기 컨테이너의 이동을 감지하는 이동 감지부; 및
상기 분전반에 연결되어, 상기 외부 전력이 변화되는지를 감지하는 외부 전력 변화 감지부;를 더 포함하는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 인버터부는:
상기 배터리의 전원이 상기 소화 장치에 인가될 수 있도록, 상기 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 DC-AC 인버터; 및
상기 DC-AC 인버터를 통하여 상기 배터리가 상기 소화 장치에 자동으로 연결시키는 스위치부;를 포함하는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 스위치부는:
상기 배터리가 상기 전력 조정부 또는 상기 DC-AC 인버터로 스위칭되도록 하는 배터리용 스위치; 및
상기 소화 장치가 상기 분전반 또는 상기 DC-AC 인버터로 스위칭되도록 하는 소화 장치용 스위치;를 포함하는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 컨테이너가 정지하거나 외부 전력이 이상이 없을 시에는, 상기 제어부는 상기 배터리용 스위치 및 상기 소화 장치용 스위치의 스위칭 동작을 제어함으로써, 상기 배터리가 상기 전력 조정부에 연결될 수 있도록 하며, 상기 소화 장치가 상기 분전반에 연결될 수 있도록 함으로써, 상기 배터리는 상기 전력 조정부에 의해 외부 전력을 공급받을 수 있고, 상기 소화 장치는 상기 분전반의 교류 전압을 공급받아, 화재가 일어날 시에도 상기 화재 감지부에 의해 화재를 진압할 수 있는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 컨테이너가 이동하거나 외부 전력이 변화할 시에는, 상기 제어부는 상기 배터리용 스위치 및 상기 소화 장치용 스위치의 스위칭 동작을 제어함으로써, 상기 배터리가 상기 DC-AC 인버터에 연결될 수 있도록 하며, 상기 소화 장치가 상기 DC-AC 인버터에 연결될 수 있도록 함으로써, 상기 배터리의 직류 전압이 교류 전압으로 변환되어 상기 소화 장치에 인가되어, 상기 컨테이너가 이동하여 화재가 일어날 시에도 상기 화재 감지부에 의해 화재를 진압할 수 있는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리는 1MWh 이상의 대용량으로 이루어진 리튬이온 배터리로서, 상기 전력 조정부에 의해 상기 외부 전력을 직류 전압으로 충전하고, 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 컨테이너가 1 내지 2 개월 동안 이동하는 경우, 상기 배터리는 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 화재의 진압은 상기 배터리의 화재 보호를 위해, 상기 배터리가 우선적으로 대상이 되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 소화 장치의 작동 요건은 상기 배터리의 전원 상태, 상기 배터리의 크기 또는 규모, 및 상기 배터리의 수 중 적어도 하나에 의해 결정되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치.
하나 이상의 배터리 또는 서로 연결된 복수의 배터리를 운송하는 컨테이너와, 외부 전력의 교류 전압을 직류 전압으로 조정하여 상기 배터리에 공급하는 전력 조정부와, 상기 컨테이너에 설치되어 상기 외부 전력이 공급되어 교류 전압으로 소화 장치의 동작을 가능케 하는 분전반과, 그리고 화재 시 화재를 진압시키는 소화 장치를 포함한 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법에 있어서,
a) 상기 에너지 저장 시스템의 제어부가 상기 에너지 저장 시스템의 외부 환경 변화 감지부를 이용하여, 상기 컨테이너의 이동을 감지하거나, 상기 컨테이너에 공급되는 외부 전력이 변화되는지를 감지하는 단계;
상기 제어부가, 감지된 상태에 기반하여, 상기 컨테이너가 정지하거나 외부 전력이 이상이 없다고 판별할 시에,
b-1) 상기 제어부가 상기 외부 환경 변화 감지부를 이용하여, 상기 컨테이너에 화재가 있는지를 감지하는 단계;
b-2) 상기 컨테이너 내에 화재가 있다면, 상기 제어부가 상기 분전반을 통한 외부 전력의 교류 전압으로 상기 소화 장치를 작동시키는 단계; 및
상기 a) 단계 이후, 상기 제어부가, 상기 감지된 상태에 기반하여, 상기 컨테이너가 이동하거나 외부 전력이 변한다고 판별할 시에, 상기 소화 장치를 작동시키기 위해 상기 배터리와 상기 소화 장치가 연결되도록 하는 단계;를 포함하는 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 소화 장치를 작동시키기 위해 상기 배터리와 상기 소화 장치가 연결되도록 하는 단계는,
b'-1) 상기 제어부가 상기 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 변환시켜, 상기 변환된 배터리의 교류 전압을 상기 소화 장치로 인가하는 단계;
b'-2) 상기 제어부가 상기 외부 환경 변화 감지부를 이용하여, 상기 컨테이너에 화재가 있는지를 감지하는 단계; 및
b'-3) 상기 컨테이너 내에 화재가 있다면, 상기 제어부가 상기 배터리의 변환된 교류 전압으로 상기 소화 장치를 작동시키는 단계;를 포함하는 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 b'-1) 단계는,
b'-1-1) 상기 제어부는 상기 배터리의 직류 전압이 상기 전력 조정부로부터 상기 에너지 저장 시스템의 DC-AC 인버터로 인가될 수 있도록 스위칭 동작을 제어하는 단계; 및
b'-1-2) 상기 제어부는 상기 소화 장치가 상기 분전반으로부터 상기 DC-AC 인버터로 연결될 수 있도록, 스위칭 동작을 제어하는 단계;를 포함하는 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리는 1MWh 이상의 대용량으로 이루어진 리튬이온 배터리로서, 상기 외부 전력으로 충전되고, 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 컨테이너가 1 내지 2 개월 동안 이동하는 경우, 상기 배터리는 화재 진압을 위한 보조 전원으로 사용되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 화재의 진압은 상기 배터리의 화재 보호를 위해, 상기 배터리가 우선적으로 대상이 되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 소화 장치의 작동 요건은 상기 배터리의 전원 상태, 상기 배터리의 크기 또는 규모, 및 상기 배터리의 수 중 적어도 하나에 의해 결정되는 에너지 저장 시스템용 소화 장치 제어 방법.