KR102237996B1 - 에너지 저장 장치용 컨테이너 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 저장 장치용 컨테이너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양의 위치에 관계 없이 효율적인 태양광 발전을 수행할 수 있고, 발전된 전력을 곧바로 변환하여 계통 또는 배터리에 공급할 수 있는 에너지 저장 장치용 컨테이너에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치용 컨테이너는 상판 및 측벽이 상호 결합되어 내부 공간을 형성하는 에너지 저장 장치용 컨테이너에 있어서, 상기 상판의 외면에 구비된 고정 태양광 패널, 상기 상판의 외면 또는 상기 고정 태양광 패널에 힌지 결합되어 회동하는 하나 이상의 회동 태양광 패널, 상기 내부 공간에 구비되고, 상기 고정 태양광 패널 및 상기 회동 태양광 패널에서 발전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 PCS(Power Conditioning System), 상기 내부 공간에 구비되고, 상기 PCS에 의해 변환된 교류 전력을 변압하는 변압기 및 상기 내부 공간에 구비되고, 상기 변압된 교류 전력을 전력계통으로 공급하는 수배전반을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 저장 장치용 컨테이너{CONTAINER FOR ENERGY STORAGE SYSTEM}
본 발명은 에너지 저장 장치용 컨테이너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광의 입사 각도와 관계 없이 효율적인 태양광 발전을 수행할 수 있고, 발전된 전력을 곧바로 변환하여 전력계통 또는 배터리에 공급할 수 있는 에너지 저장 장치용 컨테이너에 관한 것이다.
에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)는 발전소에서 발전된 전력을 저장하거나, 발전소에서 생산된 전력을 전력계통에 공급함으로써, 전력을 저장 및 관리하는 장치이다.
이러한 에너지 저장 장치는 전력을 저장 및 공급하기 위해 전력 변환을 수행하는 PCS(Power Conditioning System)와, 변환된 전력의 크기를 전력계통에 적합한 크기로 변압하는 변압기 및 변압된 전력을 전력계통에 공급하는 수배전반으로 구성된다.
한편, 최근 주요 에너지원인 화석연료의 사용은 기후변화 등의 부작용이 초래되면서 그 사용에 대한 제약이 심화되고 있고 최근에는 석탄 및 석유의 고갈에 따라 신재생에너지가 각광 받고 있다. 이에 따라 친환경적인 전력 생산이 가능하고, 생산된 전력을 안정적이고 효율적으로 공급할 수 있는 신재생에너지 발전의 중요성이 대두되고 있는 실정이다.
그 중 태양광 발전(Photo Voltaic; PV)은 에너지원의 다양화 및 분산화가 추진되는 현 상황에서 설치 위치에 제약이 적고 설치 규모를 필요에 따라 자유롭게 결정할 수 있는 장점이 있어 보급이 확대되고 있다.
이에 따라, 전술한 에너지 저장 장치를 태양광 발전에 적용한 태양광 발전 연계형 에너지 저장 장치(이하, PV-ESS)가 이용되고 있다.
그러나, 종래 PV-ESS는 태양광을 수광하여 전력을 생산하는 태양광 패널과 에너지 저장 장치가 서로 분리되어 독립된 위치에 설치된다.
이에 따라, PV-ESS를 설치하기 위해서는 태양광 패널의 설치 공간을 미리 마련해야 하는 문제점이 있다. 또한, 도서 지역과 같이 장비의 운반이 어려운 곳에 PV-ESS를 설치하기 위해서는 태양광 패널과 전술한 PCS, 변압기 및 수배전반을 각 장비별로 운반해야 하는 불편함이 있다.
본 발명은 컨테이너 상판에 다양한 구조로 태양광 패널을 구비함으로써, 태양광의 입사각도와 관계 없이 효율적으로 태양광을 수광하여 태양광 발전을 수행할 수 있는 에너지 저장 장치용 컨테이너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양광 패널과 태양광 패널에서 발전된 전력을 저장 및 공급하는 장치를 하나의 컨테이너에 구비함으로써, 에너지 저장 장치의 운반이 용이할 뿐만 아니라 태양광 패널의 설치 공간을 줄일 수 있는 에너지 저장 장치용 컨테이너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치용 컨테이너는 상판 및 측벽이 상호 결합되어 내부 공간을 형성하는 에너지 저장 장치용 컨테이너에 있어서, 상기 상판의 외면에 구비된 고정 태양광 패널, 상기 상판의 외면 또는 상기 고정 태양광 패널에 힌지 결합되어 상기 회동하는 하나 이상의 회동 태양광 패널, 상기 내부 공간에 구비되고, 상기 고정 태양광 패널 및 상기 회동 태양광 패널에서 발전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 PCS(Power Conditioning System), 상기 내부 공간에 구비되고, 상기 PCS에 의해 변환된 교류 전력을 변압하는 변압기 및 상기 내부 공간에 구비되고, 상기 변압된 교류 전력을 전력계통으로 공급하는 수배전반을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 컨테이너 상판에 다양한 구조로 태양광 패널을 구비함으로써, 태양광의 입사각도와 관계 없이 효율적으로 태양광을 수광하여 태양광 발전을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 태양광 패널과 태양광 패널에서 발전된 전력을 저장 및 공급하는 장치를 하나의 컨테이너에 구비함으로써, 에너지 저장 장치의 운반이 용이할 뿐만 아니라 태양광 패널의 설치 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치용 컨테이너를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 고정 태양광 패널 및 회동 태양광 패널이 구비되는 컨테이너의 구조를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 에너지 저장 장치용 컨테이너의 제어 흐름을 도시한 도면.
도 4 내지 도 7은 힌지 결합되어 회동하는 회동 태양광 패널의 다양한 예를 도시한 도면.
도 8은 상판에 대해 슬라이드 이동 및 회동하는 회동 태양광 패널을 도시한 도면.
도 9는 도 8에 도시된 회동 태양광 패널과 힌지 결합되는 보조 태양광 패널을 도시한 도면.
도 10은 고정 태양광 패널의 전면에 형성된 돌출 부재 및 고정 태양광 패널과 회동 태양광 패널이 접하는 모습을 도시한 도면.
도 11은 접철식으로 연결되어 내부 공간에 인입출되는 회동 태양광 패널을 도시한 도면.
도 12는 컨테이너의 측벽에 구비된 송풍기와 컨테이너의 하판에 연결된 배출구 사이에서 공기 유로를 형성하는 송풍관을 도시한 도면.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 에너지 저장 장치용 컨테이너의 구조와 동작 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치용 컨테이너를 도시한 도면, 도 2는 도 1에 도시된 고정 태양광 패널 및 회동 태양광 패널이 구비되는 컨테이너의 구조를 도시한 도면이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 에너지 저장 장치용 컨테이너의 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 고정 태양광 패널(110), 회동 태양광 패널(120), PCS(Power Conditioning System, 130), 변압기(140) 및 수배전반(150)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
본 발명의 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)의 기능을 수행하는 컨테이너에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 태양광 패널을 구비하여 태양광 패널에서 발전되는 전력을 저장하거나 전력계통(300)에 공급하는 컨테이너에 관한 것이다.
여기서 전력계통(300)은 발전소, 변전소, 송배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 발생 및 이용이 이루어지는 시스템을 의미한다. 예를 들어, 전력계통(300)은 전력을 생산하는 화력 및 원자력 발전소와 풍력, 태양력 및 기타 다양한 신재생에너지를 이용한 발전소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 전력계통(300)은 전력을 사용하는 일반 가정으로부터 공장과 같은 산업시설을 포함할 수도 있다.
이에 따라, 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 전력계통(300)에서 소모되는 전력량이 적을 때, 태양광 패널에서 발전되는 전력을 저장할 수 있다. 반면, 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 전력계통(300)에서 소모되는 전력량이 많을 때, 저장된 전력을 전력계통(300)으로 공급할 수 있다.
도 2를 참조하면, 고정 태양광 패널(110) 및 회동 태양광 패널(120)이 구비되는 컨테이너(10)는 상판(11) 및 측벽(13)이 상호 결합되어 내부 공간을 형성할 수 있다. 이에 더하여, 컨테이너(10)는 상판(11) 및 측벽(13)과 상호 결합되는 하판(12)을 더 구비할 수 잇다.
상판(11), 하판(12) 및 측벽(13) 중 적어도 하나는 이중격벽으로 이루어질 수 있다. 여기서 이중격벽은 벽과 벽 사이에 일정 공간이 형성된 격벽이며, 벽과 벽 사이의 공간에는 결로, 진동 방지 등을 위한 부재가 충진될 수 있으며, 단열을 위한 부재가 충진될 수도 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 측벽(13)에는 하나 이상의 개폐수단이 구비될 수 있고, 각각의 개폐수단은 후술하는 PCS(130), 변압기(140) 및 수배전반(150)이 구비된 내부 공간과 외부를 연결할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 고정 태양광 패널(110)은 컨테이너 상판(11)의 외면에 구비될 수 있다.
고정 태양광 패널(110)과 후술하는 회동 태양광 패널(120)은 태양광 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산(발전)하는 하나 이상의 태양전지를 직렬 또는 병렬로 이어놓은 집합체일 수 있다. 이와 같은 태양광 패널은 입사되는 태양광의 빛 에너지를 변환하여 직류 전력으로 출력할 수 있다.
고정 태양광 패널(110)은 임의의 결속부재에 의해 컨테이너 상판(11)의 외면에 결속될 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널은 컨테이너 상판(11)의 외면에 볼트 체결(bolt fastening)될 수도 있고, 컨테이너 상판(11)에 형성된 홈에 삽입되어 결속될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고정 태양광 패널(110)은 배면이 컨테이너 상판(11)의 외면에 결속됨으로써, 전면이 상면을 향하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에서 태양광 패널의 전면은 입사되는 태양광을 수광하는 면을 의미할 수 있다.
회동 태양광 패널(120)은 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)에 힌지 결합되어 회동하는 패널로서, 하나 이상의 패널로 구성될 수 있다.
여기서, 힌지 결합은 두 물체가 힌지축을 기준으로 회전 운동은 가능하나 수평 몇 연직 운동이 고정되도록 결합된 것을 의미한다. 이에 따라, 회동 태양광 패널(120)은 컨테이너 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)에 대해 회전 운동은 가능하나 수평 및 연직 운동이 고정되도록 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 컨테이너 상판(11)의 양측 모서리에는 힌지 체결 홈이 형성될 수 있고, 회동 태양광 패널(120)의 양 측단에는 힌지축이 형성될 수 있다. 이에 따라, 회동 태양광 패널(120)의 힌지축은 컨테이너 상판(11)의 힌지 체결 홈에 삽입될 수 있고, 회동 태양광 패널(120)은 힌지축을 기준으로 컨테이너의 상판(11)에 대해 회동할 수 있다.
이와 달리, 고정 태양광 패널(110)의 양측 모서리에는 힌지 체결 홈이 형성될 수 있고, 회동 태양광 패널(120)의 양 측단에는 힌지축이 형성될 수 있다. 이에 따라, 회동 태양광 패널(120)의 힌지축은 고정 태양광 패널(110)의 힌지 체결 홈에 삽입될 수 있고, 회동 태양광 패널(120)은 힌지축을 기준으로 고정 태양광 패널(110)에 대해 회동할 수 있다.
회동 태양광 패널(120)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, PCS(Power Conditioning System, 130)는, 컨테이너(10)의 내부 공간에 구비되고, 고정 태양광 패널(110) 및 회동 태양광 패널(120)에서 발전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.
이를 위해, PCS(130)는 전술한 태양광 패널과 전기적으로 접속될 수 있고, 하나 이상의 전력변환장치를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, PCS(130)는 태양광 패널에서 발전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하기 위한 DC/AC 컨버터를 포함할 수 있다.
PCS(130)는 태양광 패널에서 발전된 직류 전력을 전력계통(300)으로 공급하기 위하여, 직류 전력을 저전압의 교류 전력으로 변환할 수 있고, 변환된 교류 전력의 전압 크기는 예를 들어, 220[V], 380[V] 등일 수 있다.
한편, PCS(130)는 고정 태양광 패널(110) 및 회동 태양광 패널(120)에서 발전된 직류 전력을, 컨테이너(10) 내부 공간 또는 컨테이너(10) 외부에 구비된 배터리(160)에 공급할 수 있다. 또한, PCS(130)는 배터리(160)에 저장된 전력을 전력계통(300)으로 공급할 수 있다. 이를 위해, PCS(130)는 배터리(160)와 전기적으로 접속될 수 있다.
배터리(160)의 용량이 상대적으로 적은 경우, 배터리(160)는 전술한 컨테이너(10)의 내부 공간에 PCS(130)와 함께 구비될 수 있다. 반면, 배터리(160)의 용량이 상대적으로 큰 경우, 배터리(160)는 전술한 컨테이너(10) 외부에 구비될 수 있고, 배터리 전용 컨테이너(미도시) 내부에 구비될 수도 있다.
이 경우, PCS(130)는 태양광 패널에서 발전된 직류 전력의 전기적 특성을 배터리(160)에 저장되는 전력의 전기적 특성에 맞게 변환하는 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다. 또한, PCS(130)는 배터리(160)에 저장된 전력을 전력계통(300)에 공급하기 위하여, 배터리(160)에 저장된 직류 전력을 저전압의 교류 전력으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 포함할 수도 있다.
변압기(140)는 컨테이너(10)의 내부 공간에 구비되고, 전술한 PCS(130)의 출력단과 전기적으로 접속되어 PCS(130)에 의해 변환된 교류 전력을 변압할 수 있다. 보다 구체적으로, 변압기(140)는 PCS(130)에 의해 변환된 교류 전력의 크기를 전력계통(300)에 공급되는 전력의 크기로 변압할 수 있다.
일반적으로, 전력계통(300)에 공급되는 전력의 크기는 PCS(130)에서 출력되는 교류 전력의 크기보다 클 수 있다. 이에 따라, 변압기(140)는 PCS(130)에 의해 저전압으로 변환된 교류 전력을 일정 크기의 고전압으로 변압할 수 있고, 변환된 교류 전력의 전압 크기는 예를 들어, 22,900[V]일 수 있다.
수배전반(150)은 컨테이너(10)의 내부 공간에 구비되고, 전술한 변압기(140)의 출력단과 전력계통(300) 사이에 전기적으로 접속되어, 변압기(140)에 의해 변압된 교류 전력을 전력계통(300)으로 공급할 수 있다.
부가적으로, 수배전반(150)은 전력계통(300)의 교류 전력을 모니터링 하여, 정전, 단락, 쇼트 등과 같은 사고로부터 전체 설비를 보호하기 위한 차단기 등을 구비할 수도 있다.
전술한 태양광 패널, PCS(130), 변압기(140) 및 수배전반(150)은 하나의 시스템으로 구성되어 에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)를 구성할 수 있다. 다시 말해, 에너지 저장 장치(ESS)는 태양광 패널, PCS(130), 변압기(140) 및 수배전반(150)을 이용하여 발전된 전력을 저장하거나 전력계통(300)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다.
PCS(130), 변압기(140) 및 수배전반(150)은 각각 서로 분리된 내부 공간에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 내부공간은 각각 분리된 제1 내지 제3 내부 공간을 포함할 수 있다.
이 때, PCS(130) 는 제1 내부 공간에 구비될 수 있고, 변압기(140)는 제2 내부 공간에 구비될 수 있으며, 수배전반(150)은 제3 내부 공간에 구비될 수 있다. 제1 내지 제3 내부 공간의 위치는 컨테이너(10) 내부 임의의 위치로 설정될 수 있다. 다만, 배선의 간소화를 위하여, 변압기(140)가 구비된 제2 내부 공간은 전력의 흐름에 따라 PCS(130) 및 수배전반(150)이 구비된 제1 내부 공간 및 제3 내부 공간 사이에 위치할 수 있다.
한편, 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 측벽(13)에 내부 공간의 공기를 외부로 토출하는 하나 이상의 송풍기(210)를 포함할 수 있다. 송풍기(210)는 컨터이너의 임의의 측벽(13)에 구비될 수 있고, 내부 공간의 공기를 외부로 토출함으로써, 내부 공간의 온도를 낮출 수 있다.
보다 구체적으로, 송풍기(210)는 PCS(130)가 구비된 제1 내부 공간의 측벽(13)에 구비되어, 제1 내부 공간의 공기를 외부로 토출할 수 있다.
전술한 바와 같이 PCS(130)는 DC/AC 컨버터, DC/DC 컨버터 등의 전력변환장치를 포함할 수 있고, 전력변환장치는 다수의 전력 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
태양광 패널에서 발전된 직류 전력은 전력 스위칭 소자의 온 및 오프 동작에 따라 교류 전력으로 변환되는데, 이 때, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 열이 발생할 수 있다. 이에 따라, PCS(130)가 구비된 제1 내부 공간의 온도는 제2 및 제3 내부 공간의 온도보다 높아질 수 있다.
한편, 스위칭 소자는 해당 소자의 성능에 따라 정상 동작이 가능한 온도 범위가 미리 설정될 수 있는데, 제1 내부 공간의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하면 스위칭 소자는 비정상적으로 동작할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 하나 이상의 송풍기(210)는 PCS(130)가 구비된 제1 내부 공간의 측벽(13)에 구비되어 제1 내부 공간의 공기를 외부로 토출함으로써 제1 내부 공간의 온도를 낮출 수 있다.
이와 달리, 송풍기(210)가 PCS(130), 변압기(140) 및 수배전반(150)이 구비된 제1 내지 제3 내부 공간에 각각 구비될 수 있음은 당연하다.
한편, 본 발명의 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는 제1 내부 공간의 온도를 낮추기 위하여, 송풍관을 더 포함할 수 있다. 회동 태양광 패널(120)의 다양한 형태를 설명하기에 앞서, 도 12를 먼저 참조하여 송풍관을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 12는 컨테이너의 측벽에 구비된 송풍기와 컨테이너의 하판에 연결된 배출구 사이에서 공기 유로를 형성하는 송풍관을 도시한 도면이다. 한편, 도 12에서는 설명의 편의를 위해 고정 태양광 패널(110) 및 회동 태양광 패널(120)이 생략되었다.
도 12를 참조하면, 송풍관은 송풍기(210)와 연결되어 외부로 배출된 공기를 유입하는 유입구(131)와, 컨테이너의 하판(12)과 연결되어 유입구를 통해 유입된 공기를 내부 공간으로 배출하는 배출구(131')와, 지하에 매립되어 유입구와 배출구 사이의 공기 유로를 형성하는 배관(132, 133)을 구비하는 송풍관을 더 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 송풍기(210)는 도 1에 도시된 송풍기(210)와는 달리 송풍관의 유입구(131) 연결되는 별도의 송풍기(210)일 수 있다.
유입구(131)는 송풍기(210)에 의해 외부로 배출된 공기를 유입할 수 있다. 배출구(131')는 유입구(131)를 통해 유입된 공기를 내부 공간으로 배출할 수 있다. 다시 말해, 송풍기(210)를 통해 외부로 배출된 컨테이너(10) 내부 공간의 공기는 유입구(131) 및 배출구(131')를 거쳐 다시 컨테이너(10) 내부 공간으로 배출됨으로써 순환될 수 있다.
유입구(131)를 통해 유입된 공기는 배관(132, 133)을 따라 이동할 수 있다. 이 때, 배관(132, 133)은 유입구(131)와 지면 사이에서 공기 유로를 형성하는 지상배관(132)과, 지면(200)과 배출구(131') 사이에서 공기 유로를 형성하는 지하배관(133)을 포함할 수 있다.
즉, 유입구(131)를 통해 유입된 공기는 지상배관(132)을 따라 이동하다가, 지하에 매립된 지하배관(133)을 통과하게 되고, 이에 따라 공기의 온도가 낮아질 수 있다.
지하배관(133)은 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 공기의 온도를 낮추기 위해 지하배관(133)은 공기 유로가 길어지도록 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 지하배관(133)은 복수의 굴곡부(133')가 지면(200)과 수직 또는 수평으로 교변 배열되어 굴곡진 형상으로 형성될 수 있다.
일 예에서, 지하배관(133)은 도 12에 도시된 바와 같이, 종으로 배열된 복수의 굴곡부(133')가 상하로 교번 배열되어 굴곡진 형상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 지하배관(133)은 지면과 수직으로 교번 배열된 복수의 굴곡부(133')를 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 굴곡부(133')는 예시적인 것이며, U자 형상, V자 형상 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 11을 참조하여 회동 태양광 패널(120)의 다양한 형태를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 7은 힌지 결합되어 회동하는 회동 태양광 패널의 다양한 예를 도시한 도면이다. 도 8은 상판에 대해 슬라이드 이동 및 회동하는 회동 태양광 패널을 도시한 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 회동 태양광 패널과 힌지 결합되는 보조 태양광 패널을 도시한 도면이다.
또한, 도 10은 고정 태양광 패널의 전면에 형성된 돌출 부재 및 고정 태양광 패널과 회동 태양광 패널이 접하는 모습을 도시한 도면이고, 도 11은 접철식으로 연결되어 내부 공간에 인입출되는 회동 태양광 패널을 도시한 도면이다.
제1 예에서, 회동 태양광 패널(120)은 전면이 고정 태양광 패널(110)의 전면과 마주보도록 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)의 일 측 모서리에 힌지 결합되는 제1 회동 태양광 패널(121)과, 전면이 고정 태양광 패널(110)의 전면과 마주보도록 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)의 타 측 모서리에 힌지 결합되는 제2 회동 태양광 패널(122)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1 회동 태양광 패널(121)의 폭과 제2 회동 태양광 패널(122)의 폭의 합은 고정 태양광 패널(110)의 폭과 동일할 수 있다.
본 발명에서, 컨테이너 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)의 일 측 모서리는 컨테이너 상판(11) 외면의 모서리 또는 고정 태양광 패널(110)의 모서리 중 어느 하나의 모서리를 의미하며, 타 측 모서리는 전술한 일 측 모서리와 마주보는 방향의 모서리를 의미할 수 있다.
전술한 바와 같이, 힌지 체결 홈은 컨테이너 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110) 중 어느 하나에 구비될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 힌지 체결 홈이 컨테이너 상판(11)에 구비된 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
이에 따라, 후술되는 컨테이너 상판(11)과 회동 태양광 패널(120)의 연결관계는 고정 태양광 패널(110)과 회동 태양광 패널(120)의 연결관계에 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 회동 태양광 패널(121)은 상판(11) 외면의 일 측 모서리에 힌지 결합되어, 닫힌 상태로부터 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 또한, 제2 회동 태양광 패널(122)은 상판(11) 외면의 타 측 모서리에 힌지 결합되어 닫힌 상태로부터 시계 방향으로 회동할 수 있다.
여기서 닫힌 상태는 제1 회동 태양광 패널(121) 또는 제2 회동 태양광 패널(122)이 고정 태양광 패널(110)과 포개진 상태를 의미할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고정 태양광 패널(110)의 폭은 H 이고, 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)의 폭은 각각 H/2 이므로, 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)이 모두 닫힌 상태에서는, 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)과 고정 태양광 패널(110)이 완전히 포개질 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)의 전면은 각각 고정 태양광 패널(110)의 전면과 접할 수 있다.
제2 예에서, 회동 태양광 패널(120)은 전면이 고정 태양광 패널(110)의 전면과 마주보도록 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)의 일 측 모서리에 힌지 결합되는 제1 회동 태양광 패널(121)과, 전면이 제1 회동 태양광 패널(121)의 배면과 마주보도록 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)의 타 측 모서리에 힌지 결합되는 제2 회동 태양광 패널(122)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)의 폭은 고정 태양광 패널(110)의 폭과 동일할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 회동 태양광 패널(121)은 상판(11) 외면의 일 측 모서리에 힌지 결합되어 닫힌 상태로부터 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 또한, 제2 회동 태양광 패널(122)은 상판(11) 외면의 타 측 모서리에 힌지 결합되어 닫힌 상태로부터 시계 방향으로 회동할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고정 태양광 패널(110)과 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)의 폭은 모두 H 이므로, 제1 회동 태양광 패널(121)이 닫힌 상태에서 고정 태양광 패널(110)과 제1 회동 태양광 패널(121)은 완전히 포개질 수 있다. 이 때, 제1 회동 태양광 패널(121)의 전면은 고정 태양광 패널(110)의 전면과 접할 수 있다.
제2 회동 태양광 패널(122)은 제1 회동 태양광 패널(121)이 닫힌 상태에 한해 닫힐 수 있고, 이를 위해, 제2 회동 태양광 패널(122)과 힌지 결합되는 상판(11)의 외면에는 단차 보상부재(220)가 더 구비될 수 있다.
단차 보상부재(220)는, 제2 회동 태양광 패널(122)이 제1 회동 태양광 패널(121) 위로 포개질 때, 제1 회동 태양광 패널(121)의 두께만큼의 단차를 보상함으로써, 제2 회동 태양광 패널(122)의 비틀림을 방지할 수 있다. 이 때, 제2 회동 태양광 패널(122)의 전면은 제1 회동 태양광 패널(121)의 배면과 접할 수 있다.
제3 예에서, 회동 태양광 패널(120)은 배면이 고정 태양광 패널(110)의 전면과 마주보도록 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)의 일 측 모서리에 힌지 결합되는 제1 회동 태양광 패널(121)과, 전면이 제1 회동 태양광 패널(121)의 전면과 마주보도록 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)의 타 측 모서리에 힌지 결합되는 제2 회동 태양광 패널(122)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)의 폭은 고정 태양광 패널(110)의 폭과 동일할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 회동 태양광 패널(121)은 상판(11) 외면의 일 측 모서리에 힌지 결합되어 닫힌 상태로부터 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 또한, 제2 회동 태양광 패널(122)은 상판(11) 외면의 타 측 모서리에 힌지 결합되어 닫힌 상태로부터 시계 방향으로 회동할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 고정 태양광 패널(110)과 제1 및 제2 회동 태양광 패널(121, 122)의 폭은 동일하므로, 제1 회동 태양광 패널(121)이 닫힌 상태에서 고정 태양광 패널(110)과 제1 회동 태양광 패널(121)은 완전히 포개질 수 있다. 이 때, 제1 회동 태양광 패널(121)의 배면은 고정 태양광 패널(110)의 전면과 접할 수 있다.
제2 회동 태양광 패널(122)은 제1 회동 태양광 패널(121)이 닫힌 상태에 한해 닫힐 수 있고, 이를 위해, 제2 회동 태양광 패널(122)과 힌지 결합되는 상판(11)의 외면에는 단차 보상부재(220)가 더 구비될 수 있다.
단차 보상부재(220)는, 제2 회동 태양광 패널(122)이 제1 회동 태양광 패널(121) 위로 포개질 때, 제1 회동 태양광 패널(121)의 두께만큼의 단차를 보상함으로써, 제2 회동 태양광 패널(122)의 비틀림을 방지할 수 있다. 이 때, 제2 회동 태양광 패널(122)의 전면은 제1 회동 태양광 패널(121)의 전면과 접할 수 있다.
제4 예에서, 회동 태양광 패널(120)은 전면이 고정 태양광 패널(110)의 전면과 마주보도록 일 측 모서리가 상기 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)에 힌지 결합될 수 있다. 이 때, 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는, 배면이 회동 태양광 패널(120)의 배면과 마주보도록 회동 태양광 패널(120)의 타 측 모서리에 힌지 결합되는 보조 태양광 패널(120')을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 태양광 패널의 일 측 모서리는 태양광 패널의 모서리 중 어느 하나의 모서리를 의미하며, 타 측 모서리는 전술한 일 측 모서리와 마주보는 방향의 모서리를 의미할 수 있다.
도 7을 참조하면, 회동 태양광 패널(120)의 일 측 모서리는, 상판(11) 외면의 일 측 모서리에 힌지 결합되어, 닫힌 상태로부터 시계 방향으로 회동할 수 있다. 또한, 보조 태양광 패널(120')은 회동 태양광 패널(120)의 타 측 모서리에 힌지 결합되어 닫힌 상태에서 반시계 방향으로 회동할 수 있다.
이에 따라, 회동 태양광 패널(120)의 전면은 고정 태양광 패널(110)의 전면과 접할 수 있고, 보조 태양광 패널(120')의 배면은 회동 태양광 패널(120)의 배면과 접할 수 있다.
한편, 보조 태양광 패널(120')의 회동 각도는 180도로 제한될 수 있다. 다시 말해, 회동 태양광 패널(120)의 배면과 보조 태양광 패널(120')의 배면이 이루는 각도는 0도에서 180도 사이일 수 있다.
이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120')이 완전히 열린 상태일 때, 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120')은 상판(11) 외면의 일 측 모서리와 지면 사이에 고정 형성될 수 있다.
제5 예에서, 회동 태양광 패널(120)은 상판(11)의 외면에 구비된 슬라이딩 부재(230)에 따라 상판(11)의 측방향으로 슬라이드 이동하여, 일 측 모서리가 상판(11)의 외면 또는 고정 태양광 패널(110)에 힌지 결합될 수 있다.
도 8을 참조하면, 컨테이너 상판(11) 외면의 상측 및 하측에는 한 쌍의 슬라이딩 부재(230)가 구비될 수 있다. 회동 태양광 패널(120)의 좌측단에는 슬라이딩 부재(230)에 따라 측방향으로 슬라이드 이동하는 힌지축(40)이 구비될 수 있고, 힌지축(40)이 슬라이딩 부재(230)에 따라 상판(11)의 우측 방향으로 완전히 이동하면, 힌지축(40)은 컨테이너 상판(11)의 일 측 모서리에 구비된 힌지 체결 홈(50)에 삽입될 수 있다.
이에 따라, 회동 태양광 패널(120)은 컨테이너 상판(11)에 대해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다.
여기서, 에너지 저장 장치용 컨테이너(1)는, 전면이 회동 태양광 패널(120)의 전면과 마주보도록 회동 태양광 패널(120)의 타 측 모서리에 힌지 결합되는 보조 태양광 패널(120')을 더 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 회동 태양광 패널(120)이 슬라이딩 부재(230)에 따라 완전히 슬라이드 이동하면, 회동 태양광 패널(120)의 일 측 모서리는 상판(11) 외면의 일 측 모서리에 힌지 결합될 수 있다.
보조 태양광 패널(120')은 회동 태양광 패널(120)의 타 측 모서리에 힌지 결합되어 닫힌 상태에서 시계 방향으로 회동할 수 있다. 이 때, 회동 태양광 패널(120)의 전면은 보조 태양광 패널(120')의 전면과 접할 수 있다.
한편, 보조 태양광 패널(120')의 회동 각도는 180도에서 고정될 수 있다. 다시 말해, 보조 태양광 패널(120')의 회동 각도가 시계 방향으로 180도까지 회동하면, 회동 태양광 패널(120)과 보조 태양광 패널(120')은 임의의 고정 부재(미도시)를 통해 상호 고정될 수 있다.
이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120')이 완전히 열린 상태일 때, 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120')은 컨테이너 상판(11) 외면의 일 측 모서리와 지면 사이에 고정 형성될 수 있다.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 9에 도시된 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120')이 고정 태양광 패널(110)에 완전히 포개지면, 태양광 패널의 배면만이 외부로 노출되므로 외부 오염물질이나 습기의 침투를 차단할 수 있다.
이와 달리, 도 7 및 도 8에 도시된 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120')이 고정 태양광 패널(110)에 완전히 포개지면, 태양광 패널의 전면이 외부로 노출될 수 있다. 이 경우, 본 발명은 태양광 패널의 전면을 보호하기 위한 커버(미도시)를 더 구비할 수 있다.
한편, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 9에 도시된 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120')이 고정 태양광 패널(110)에 완전히 포개지면, 어느 하나의 태양광 패널의 전면은 다른 태양광 패널의 전면과 접할 수 있다.
이 때, 태양광 패널의 전면간의 충돌로 인해 태양광 패널의 고장을 방지하기 위해, 고정 태양광 패널(110), 회동 태양광 패널(120) 및 보조 태양광 패널(120') 중 적어도 하나의 전면에는 돌출 부재(240)가 형성될 수 있다.
돌출 부재(240)는 전면이 서로 접하는 두 패널에 모두 형성될 수도 있고, 전면이 서로 접하는 두 패널 중에서 어느 하나의 패널에만 형성될 수도 있다.
돌출 부재(240)는 태양광 패널이 서로 접할 때 발생하는 충격을 완화하기 위한 임의의 소재로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 고무, 우레탄과 같이 탄성을 갖는 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 돌출 부재(240)의 위치 및 구조는 사용자의 설계에 따라 결정될 수 있으며 태양광 패널의 임의의 위치에서 임의의 구조로 형성될 수 있다. 다만, 태양광 패널의 수광 능력을 보장하기 위해 태양광 패널의 모서리에 형성됨이 바람직하다.
예를 들어, 도 10을 참조하면, 고정 태양광 패널(110)의 테두리 부분에는 고무로 이루어진 복수의 돌출 부재(240)가 형성될 수 있다. 반면, 고정 태양광 패널(110)과 접하는 회동 태양광 패널(120)에는 돌출 부재(240)가 형성되지 않을 수 있다.
각 태양광 패널이 접하게 되면, 회동 태양광 패널(120)은 고정 태양광 패널(110)에 형성된 돌출 부재(240)에 접할 수 있다. 이에 따라, 고정 태양광 패널(110)의 전면과 회동 태양광 패널(120)의 전면은 물리적으로 접촉하지 않으므로, 태양광 패널의 전면간의 충돌로 인해 태양광 패널의 고장을 방지할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한 예와 달리, 회동 태양광 패널(120)은 컨테이너(10) 내부에 구비되고, 컨테이너의 측벽(13)을 통해 외부와 연결되는 수납 공간(310)에 수납될 수 있다.
이 때, 회동 태양광 패널(120)은 접철식으로 힌지 결합되는 복수의 서브 태양광 패널(120'', 120''')로 구성되고, 서브 태양광 패널(120'', 120''')은 수납 공간(310)에 구비된 슬라이딩 부재(230')에 따라 수납 공간(310)에 인입출될 수 있다.
도 11을 참조하면, 수납 공간(310)에는 접철식으로 연결되는 복수의 서브 태양광 패널(120'', 120''')이 수납되고, 수납 공간(310)과 컨테이너 상판(11)이 인접하는 부분에는 슬라이딩 부재(230')가 구비될 수 있다. 또한, 수납 공간(310)은 컨테이너 측벽(13)에 힌지 결합되는 수납 도어(311)를 통해 외부와 연결될 수 있다.
서브 태양광 패널(120'', 120''')은, 슬라이딩 부재(230')에 따라 측방향으로 슬라이드 이동하는 힌지축(40')이 구비된 제1 서브 태양광 패널(120'')과, 인접한 서브 태양광 패널(120'', 120''')에 접철식으로 힌지 결합되는 복수의 제2 서브 태양광 패널(120''')을 포함할 수 있다.
제1 서브 태양광 패널(120'')에 구비된 힌지축(40')은 슬라이딩 부재(230')에 따라 상판(11)의 우측 방향으로 완전히 이동하면, 힌지축(40')은 컨테이너 상판(11)의 일 측 모서리에 구비된 힌지 체결 홈(50')에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 태양광 패널(120'')은 컨테이너 상판(11)에 대해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다.
한편, 제2 서브 태양광 패널(120''')의 회동 각도는 180도에서 고정될 수 있다. 다시 말해, 제2 서브 태양광 패널(120''')의 회동 각도가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 180도까지 회동하면, 임의의 고정 부재(미도시)를 통해 인접한 서브 태양광 패널(120'', 120''')과 상호 고정될 수 있다.
이에 따라, 사용자가 수납 도어를 개방하고, 컨테이너 측벽(13)에 인접한 제2 서브 태양광 패널(120''')을 바깥쪽으로 연장시키면, 도 11에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 서브 태양광 패널(120'', 120''')은 컨테이너 상판(11) 외면의 일 측 모서리와 지면 사이에 고정 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 컨테이너 상판에 다양한 구조로 태양광 패널을 구비함으로써, 태양광의 입사각도와 관계 없이 효율적으로 태양광을 수광하여 태양광 발전을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 태양광 패널과 태양광 패널에서 발전된 전력을 저장 및 공급하는 장치를 하나의 컨테이너에 구비함으로써, 에너지 저장 장치의 운반이 용이할 뿐만 아니라 태양광 패널의 설치 공간을 줄일 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (13)

  1. 상판 및 측벽이 상호 결합되어 내부 공간을 형성하는 에너지 저장 장치용 컨테이너에 있어서,
    상기 컨테이너 내부에 구비되고 상기 컨테이너의 측벽을 통해 외부와 연결되는 수납공간;
    슬라이딩 부재에 의해서 상기 상판과 연결되며 상기 슬라이딩 부재에 따라 측방향으로 슬라이드 이동하는 힌지축이 구비된 제1 서브 태양광 패널 및 상기 제1 서브 태양광 패널 또는 인접하는 서브 태양광 패널에 접철식으로 힌지 결합되는 복수의 제2 서브 태양광 패널을 포함하는 회동 태양광 패널;
    상기 내부 공간에 구비되고, 상기 회동 태양광 패널에서 발전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 PCS(Power Conditioning System);
    상기 내부 공간에 구비되고, 상기 PCS에 의해 변환된 교류 전력을 변압하는 변압기; 및
    상기 내부 공간에 구비되고, 상기 변압된 교류 전력을 전력계통으로 공급하는 수배전반을 포함하는
    에너지 저장 장치용 컨테이너.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회동 태양광 패널 중 적어도 하나의 전면에는 돌출 부재가 형성되는 에너지 저장 장치용 컨테이너.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간은
    각각 분리된 제1 내지 제3 내부 공간을 포함하고,
    상기 PCS는 상기 제1 내부 공간에 구비되고, 상기 변압기는 상기 제2 내부 공간에 구비되고, 상기 수배전반은 상기 제3 내부 공간에 구비되는 에너지 저장 장치용 컨테이너.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내부 공간의 측벽에는 상기 제1 내부 공간의 공기를 외부로 토출하는 하나 이상의 송풍기가 구비되는 에너지 저장 장치용 컨테이너.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 송풍기와 연결되어 상기 외부로 배출된 공기를 유입하는 유입구와, 상기 컨테이너의 하판과 연결되어 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 상기 내부 공간으로 배출하는 배출구와, 지하에 매립되어 상기 유입구와 상기 배출구 사이의 공기 유로를 형성하는 배관을 구비하는 송풍관을 더 포함하는 에너지 저장 장치용 컨테이너.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 PCS는
    상기 회동 태양광 패널에서 발전된 직류 전력을 상기 내부 공간 또는 외부에 구비된 배터리에 공급하거나, 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력계통으로 공급하는 에너지 저장 장치용 컨테이너.
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