KR102298838B1 - Low temperature storage system with hybrid optimal operation method using solar energy - Google Patents

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KR102298838B1 KR1020210033424A KR20210033424A KR102298838B1 KR 102298838 B1 KR102298838 B1 KR 102298838B1 KR 1020210033424 A KR1020210033424 A KR 1020210033424A KR 20210033424 A KR20210033424 A KR 20210033424A KR 102298838 B1 KR102298838 B1 KR 102298838B1
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Abstract

The present invention relates to a low-temperature storage system using a hybrid optimal operation method using solar energy. The low-temperature storage system comprises: a low-temperature storage body for providing a low-temperature storage space; a dual cooling device implemented as two cooling devices installed inside the low-temperature storage body; a solar panel installed on the roof of the low-temperature storage body to generate and output electrical energy through solar energy; energy storage system (ESS) for charging the electric energy of the solar panel; a temperature sensor installed inside the low-temperature storage body to measure and notify the internal temperature of the low-temperature storage body; an inverter for receiving DC power output from at least one of the solar panel and the ESS, converting the same into AC power, and providing the AC power to at least one of the cooling devices; and a control device for frequently adjusting the conditions of use of the solar panel and the ESS for the inverter based on the amount of power generated by the solar panel and the amount of charge of the ESS, while adjusting the number of the cooling devices to be driven according to the temperature measured by the temperature sensor. Therefore, commercial power consumption can be minimized.

Description

태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템{Low temperature storage system with hybrid optimal operation method using solar energy}Low temperature storage system with hybrid optimal operation method using solar energy

본 발명은 저온 저장고 시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 에너지를 최적의 효율로 이용할 수 있도록 하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a low-temperature storage system, and more particularly, to a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy that allows solar energy to be used with optimum efficiency.

저온 저장고 시스템은 약 3평 정도의 저온 저장 공간을 가지는 냉각 시스템이다. The cold storage system is a cooling system having a cold storage space of about 3 pyeong.

이는 냉각 장치를 저장고 내부에 설치하는 구조로 구현되는 데, 이때의 냉각 장치는 약 2-3Hp의 콤프레셔를 구비하여 상대적으로 매우 큰 냉각 용량을 제공하도록 한다. This is implemented in a structure in which the cooling device is installed inside the storage, and in this case, the cooling device is provided with a compressor of about 2-3 Hp to provide a relatively very large cooling capacity.

이에 저온 저장고 시스템이 시스템 구동 전력을 전력 계통의 상용 전력만을 활용하여 생성한다면, 냉각 장치의 전력 소모량으로 인해 전기 요금이 과다 청구되는 문제가 발생하게 된다. Accordingly, if the low-temperature storage system generates system driving power by using only commercial power of the power system, a problem arises in that electricity bills are excessively charged due to the power consumption of the cooling device.

한편, 냉각 장치는 냉각 용량에 따라 기동 전류가 증가하는 문제가 있으며, 최악의 경우에는 과도한 기동 전류로 인해 시스템 전체가 다운되는 현상이 발생할 수도 있다.On the other hand, the cooling device has a problem in that the starting current increases according to the cooling capacity, and in the worst case, the entire system may be down due to the excessive starting current.

국내등록특허 제10-1589805호(등록일자 : 2016.01.22.)Domestic Registered Patent No. 10-1589805 (Registration Date: 2016.01.22.)

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 태양광 패널과 ESS(Energy Storage System)를 활용하여 태양광 에너지 기반으로 시스템 구동 전력을 생성할 수 있도록 하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 제공하고자 한다. Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention is a hybrid optimal driving method using solar energy to generate system driving power based on solar energy using a solar panel and an ESS (Energy Storage System). to provide a cold storage system of

또한 듀얼 냉각 장치를 이용하여 시스템 냉각 정도를 보다 세밀하게 조정할 수 있도록 함과 동시에 기동 전류 발생량을 최소화할 수 있도록 하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 제공하고자 한다. In addition, it is intended to provide a low-temperature storage system with a hybrid optimal operation method using solar energy that allows the system cooling degree to be more precisely adjusted using the dual cooling device and at the same time minimizes the amount of starting current.

더하여 전력피크 감소운전 동작을 수행할 수 있도록 하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 제공하고자 한다. In addition, it is intended to provide a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy that enables a power peak reduction operation operation to be performed.

뿐 만 아니라 사용자 단말과의 연동을 통해 사용자 편이성을 극대화할 수 있도록 하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 제공하고자 한다. In addition, it is intended to provide a low-temperature storage system with a hybrid optimal operation method using solar energy that maximizes user convenience through interworking with user terminals.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 저온 저장 공간을 제공하는 저온 저장고 본체; 상기 저온 저장고 본체의 내측에 설치되는 두 개의 냉각 장치로 구현되는 듀얼 냉각 장치; 상기 저온 저장고 본체의 지붕에 설치되어, 태양광 에너지를 통해 전기 에너지를 생성 및 출력하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널의 전기 에너지를 충전하는 ESS(Energy Storage System); 상기 저온 저장고 본체의 내측에 설치되어, 저온 저장고 내부 온도를 측정 및 통보하는 온도 센서; 상기 태양광 패널과 상기 ESS 중 적어도 하나로부터 출력되는 DC 전력을 입력받아 AC 전력으로 변환하여 상기 냉각 장치 중 적어도 하나에 제공하는 인버터; 및 상기 온도 센서의 측정 온도에 따라 상기 냉각 장치의 구동 개수를 조정함과 동시에 상기 태양광 패널의 발전량과 상기 ESS의 충전량에 기반하여 상기 인버터의 상기 태양광 패널과 상기 ESS의 이용 조건을 수시 조정하는 제어 장치를 포함하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 제공한다. As a means for solving the above problems, according to an embodiment of the present invention, a cold storage body providing a cold storage space; a dual cooling device implemented by two cooling devices installed inside the cold storage body; a solar panel installed on the roof of the cold storage body to generate and output electrical energy through solar energy; ESS (Energy Storage System) for charging the electric energy of the solar panel; a temperature sensor installed inside the cold storage body to measure and notify the internal temperature of the cold storage; an inverter receiving DC power output from at least one of the solar panel and the ESS, converting it into AC power, and providing it to at least one of the cooling devices; and adjusting the driving number of the cooling device according to the temperature measured by the temperature sensor and at the same time adjusting the conditions of use of the solar panel of the inverter and the ESS based on the amount of power generation of the solar panel and the amount of charge of the ESS To provide a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy including a control device.

상기 제어 장치는 상기 온도 센서의 측정 온도와 기 설정된 목표 온도간의 편차에 비례하여 냉각 장치의 구동 개수를 증가하는 것을 특징으로 한다. The control device may increase the number of cooling devices driven in proportion to a deviation between the temperature measured by the temperature sensor and a preset target temperature.

상기 제어 장치는 두 개의 냉각 장치 모두가 구동되어야 하는 경우, 상기 두 개의 냉각 장치를 기 설정된 시간 간격을 두고 순차적으로 기동시키는 것을 특징으로 한다. The control device is characterized in that when both cooling devices are to be driven, the two cooling devices are sequentially started at a preset time interval.

상기 제어 장치는 상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 이상인 경우에는 상기 인버터가 상기 태양광 패널의 출력 전력만을 이용하여 구동 전력을 생성하도록 하고, 상기 태양광 패널의 잉여 전력은 상기 ESS에 충전되도록 하는 것을 특징으로 한다. The control device causes the inverter to generate driving power using only the output power of the solar panel when the amount of power generated by the solar panel is greater than or equal to the load power by the dual cooling device, and the surplus power of the solar panel is the It is characterized in that it is charged in the ESS.

상기 제어 장치는 상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 보다 작고, 상기 ESS의 충전 전력이 전력 부족분 이상인 경우에는 상기 인버터가 상기 태양광 패널과 상기 ESS의 출력 전력 모두를 이용하여 구동 전력을 생성하도록 하는 것을 특징으로 한다. In the control device, when the amount of power generated by the solar panel is smaller than the load power by the dual cooling device, and the charging power of the ESS is equal to or greater than the power shortage, the inverter is driven using both the output power of the solar panel and the ESS It is characterized in that it generates power.

상기 제어 장치는 상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 보다 작고, 상기 ESS의 충전 전력이 전력 부족분 보다 작은 경우, 상기 인버터가 상기 태양광 패널과 상기 ESS 이외에 비상 발전기 또는 상용 전력을 추가 이용하여 구동 전력을 생성하도록 하는 것을 특징으로 한다. When the amount of power generation of the solar panel is smaller than the load power by the dual cooling device, and the charging power of the ESS is smaller than the power shortage, the inverter provides an emergency generator or commercial power in addition to the solar panel and the ESS It is characterized in that it is additionally used to generate driving power.

상기 제어 장치는 상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 이상이고, 상기 ESS의 충전 전력이 충전 상한치 이상인 경우, 상기 인버터가 상기 태양광 패널과 상기 ESS를 이용하여 구동 전력을 생성하되, 잉여 전력은 전력 계통에 판매하도록 하는 것을 특징으로 한다. When the amount of power generated by the solar panel is greater than or equal to the load power by the dual cooling device, and the charging power of the ESS is equal to or greater than the upper limit of charging, the inverter generates driving power using the solar panel and the ESS , characterized in that the surplus power is sold to the power system.

상기 제어 장치는 전력 계통에 연계된 경우, 상기 전력 계통이 계측 및 통보하는 상용 전력 이용량에 기반하여 상기 ESS의 충방전 시간과 비율을 조정하는 전력피크 감소운전 동작을 수행하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The control device further comprises a function of performing a power peak reduction operation to adjust the charging/discharging time and ratio of the ESS based on the commercial power usage measured and notified by the power system when it is linked to the power system characterized in that

상기 제어 장치는 사용자 단말과의 상호 연동을 지원하여, 사용자가 상기 사용자 단말을 저온 저장고 시스템의 구동 상태를 원격 제어하거나 모니터링할 수 있도록 한다.The control device supports interworking with the user terminal, so that the user can remotely control or monitor the operating state of the cold storage system by using the user terminal.

본 발명은 태양광 패널과 ESS(Energy Storage System)를 활용하여 태양광 에너지를 최대 효율로 이용하여 시스템 구동 전력을 생성할 수 있도록 함으로써, 상용 전력 이용량을 최소화할 수 있도록 한다. The present invention utilizes a solar panel and an Energy Storage System (ESS) to generate system driving power using solar energy with maximum efficiency, thereby minimizing commercial power usage.

또한 기존의 냉각 장치를 듀얼 냉각 장치로 대체한 후, 듀얼 냉각 장치를 다단 제어함으로써, 냉각 장치의 전력 소모량을 최소화함과 동시에 냉각 장치로 인한 시스템 다운 현상 발생을 사전 차단할 수 있도록 한다. In addition, by replacing the existing cooling device with a dual cooling device and then controlling the dual cooling device in multiple stages, it is possible to minimize the power consumption of the cooling device and to prevent the occurrence of a system down phenomenon due to the cooling device in advance.

더하여 상용 전력의 이용량 기반으로 ESS의 충방전 조건을 달리함으로써, 전력피크 감소 운전 동작을 수행할 수 있도록 한다. In addition, by changing the charging and discharging conditions of the ESS based on the amount of commercial power used, the power peak reduction operation operation can be performed.

마지막으로, 사용자 단말과의 연동을 지원하여 사용자가 원격지에서도 저온 장고의 동작을 원격 제어하거나 동작 상태를 모니터링할 수 있도록 한다. Finally, interworking with the user terminal is supported so that the user can remotely control the operation of the low-temperature Janggo or monitor the operation state even at a remote location.

도 1 및 도 2는 본 발명에 제1 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명에 제2 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 제3 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 제4 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명에 따른 냉각 효율 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 하이브리드 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 피크 감소 운전 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 and 2 are diagrams for explaining a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy according to a second embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy according to a third embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a cooling efficiency optimization method according to the present invention.
7 is a diagram for explaining a power hybrid method according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a power peak reduction operation method according to an embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following is merely illustrative of the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art will be able to devise various devices which, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the present invention and are included within the spirit and scope of the present invention. Moreover, it is to be understood that all conditional terms and examples listed herein are, in principle, expressly intended solely for the purpose of enabling the concept of the present invention to be understood, and not limited to the specifically enumerated embodiments and states as such. should be

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Moreover, it is to be understood that all detailed description reciting the principles, aspects, and embodiments of the invention, as well as specific embodiments, are intended to cover structural and functional equivalents of such matters. It is also to be understood that such equivalents include not only currently known equivalents, but also equivalents developed in the future, i.e., all devices invented to perform the same function, regardless of structure.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing conceptual views of illustrative circuitry embodying the principles of the present invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, etc. may be tangibly embodied on computer-readable media and be understood to represent various processes performed by a computer or processor, whether or not a computer or processor is explicitly shown. should be

도 1 및 도 2는 본 발명에 제1 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면으로, 도 1은 외관도를, 도 2는 구성도를 도시한 도면이다.1 and 2 are views for explaining a hybrid optimal operation method low-temperature storage system using solar energy according to a first embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is an external view, and Fig. 2 is a configuration diagram It is a drawing.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 저온 저장고 시스템(100)은 저온 저장고 본체(110), 듀얼 냉각 장치(121,122), 적어도 하나의 태양광 패널(130), ESS(Energy Storage System, 140), 온도 센서(150), 인버터(160), 및 제어 장치(170) 등을 포함하여, 전력 계통과의 연계를 필요로 하지 않는 독립형 장치로 구현된다. 1 and 2 , the cold storage system 100 of the present invention includes a cold storage body 110 , dual cooling devices 121 and 122 , at least one solar panel 130 , and an Energy Storage System (ESS) 140 . ), a temperature sensor 150 , an inverter 160 , and a control device 170 , and is implemented as a standalone device that does not require connection with the power system.

저온 저장고 본체(110)는 컨테이너 박스 등의 형태로 구현되어, 소형 평수의 저온 저장 공간을 제공한다. The low temperature storage body 110 is implemented in the form of a container box, etc., and provides a low temperature storage space of small square water.

듀얼 냉각 장치(121,122)는 저온 저장고 본체의 내측에 설치되는 두 개의 냉각 장치로 구현되며, 저온 저장 공간의 내부 온도를 목표 온도로 유지시키기 위한 냉각 동작을 수행한다. The dual cooling devices 121 and 122 are implemented as two cooling devices installed inside the cold storage body, and perform a cooling operation to maintain the internal temperature of the low temperature storage space at a target temperature.

특히, 본 발명에서는 기존의 저온 저장고에 구비되던 하나의 냉각 장치를 듀얼 냉각 장치로 대체하는 대신에, 각 냉각 장치의 냉각 용량이 기존에 비해 작아지도록 한다. 즉, 기존의 냉각 장치가 약 2-3Hp의 콤프레셔를 사용하는 대신에, 본 발명의 냉각 장치 각각은 1~1.5Hp의 콤프레셔를 사용할 수 있도록 한다. In particular, in the present invention, instead of replacing one cooling device provided in the existing low temperature storage with a dual cooling device, the cooling capacity of each cooling device is reduced compared to the existing one. That is, instead of the conventional cooling device using a compressor of about 2-3 Hp, each of the cooling devices of the present invention can use a compressor of 1-1.5 Hp.

태양광 패널(130) 각각은 저온 저장고 본체(110)의 외측 상부에 설치되어, 태양광 에너지를 통해 전기 에너지를 생성 및 출력한다. Each of the solar panels 130 is installed on the outer upper portion of the cold storage body 110, and generates and outputs electrical energy through solar energy.

ESS(140)는 제어 장치(170)의 제어하에 태양광 패널(130)의 출력 전력을 충전하거나, 충전된 전력을 인버터(160)로 방전한다. The ESS 140 charges the output power of the solar panel 130 under the control of the control device 170 , or discharges the charged power to the inverter 160 .

온도 센서(150)는 저온 저장고 본체의 내측에 설치되어, 저온 저장 공간의 내부 온도를 측정 및 통보한다. The temperature sensor 150 is installed inside the main body of the cold storage, and measures and notifies the internal temperature of the cold storage space.

인버터(160)는 태양광 패널(130)과 ESS(140) 중 적어도 하나로부터 출력되는 DC 전력을 입력받아 AC 전력으로 변환한 후, 냉각 장치(121,122) 중 적어도 하나에 제공한다. The inverter 160 receives DC power output from at least one of the solar panel 130 and the ESS 140 , converts it into AC power, and provides it to at least one of the cooling devices 121 and 122 .

제어 장치(170)는 온도 센서(150)의 센싱 결과에 따라 냉각 장치(121,122)의 구동 개수를 조정함으로써, 냉각 효율의 최적화를 지원하도록 한다. The control device 170 supports optimization of cooling efficiency by adjusting the number of drives of the cooling devices 121 and 122 according to the sensing result of the temperature sensor 150 .

더하여, 제어 장치(170)는 태양광 패널(130)의 발전량, ESS(140)의 충전량, 듀얼 냉각 장치(121,122)의 부하 전력을 수시 측정하고, 측정 결과에 기반하여 인버터(160)의 태양광 패널과 ESS의 이용 조건을 수시 조정하거나 ESS 충전 여부를 결정하도록 한다. 즉, 태양광 패널의 발전량만으로 냉각 장치(121,122)의 부하 전력 모두를 충당할 수 없는 경우에는 인버터(160)가 ESS의 충전 전력을 추가 이용하여 구동 전력을 생성하도록 하고, 태양광 패널의 발전량이 잉여되는 경우에는, ESS(140)이 잉여 전력 모두를 충전하도록 한다. In addition, the control device 170 frequently measures the amount of power generation of the solar panel 130 , the charge amount of the ESS 140 , and the load power of the dual cooling devices 121 and 122 , and based on the measurement result, the solar power of the inverter 160 . Adjust the conditions of use of the panel and ESS from time to time or decide whether to charge the ESS or not. That is, when the amount of power generated by the solar panel alone cannot cover all of the load power of the cooling devices 121 and 122 , the inverter 160 additionally uses the charging power of the ESS to generate driving power, and the amount of power generated by the solar panel is If there is a surplus, the ESS 140 charges all of the surplus power.

이와 같이, 본 발명은 저용량의 냉각 장치를 듀얼로 구비한 후, 냉각 장치를 다단 구동하는 방식으로 냉각 효율 최적화를 도모할 수 있도록 하며, 이와 동시에 태양광 패널과 ESS를 동시에 이용하는 하이브리드 방식으로 저온 저장고 시스템 구동에 필요한 전력 모두를 생성할 수 있도록 함으로써, 태양광 에너지를 보다 안정적이고 효율적으로 이용할 수 있도록 한다. As described above, the present invention enables optimization of cooling efficiency by a method of operating a cooling device in multiple stages after having dual low-capacity cooling devices, and at the same time, a hybrid method using a solar panel and an ESS at the same time. By making it possible to generate all the power required to drive the system, solar energy can be used more stably and efficiently.

도 3는 본 발명에 제2 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy according to a second embodiment of the present invention.

참고로, 장마철과 같이 태양광 발전 동작이 장기간 동안 수행되지 못하면, 태양광 패널(130)의 발전량과 ESS(140)의 충전량 모두가 불충분해지는 상황이 발생할 수 있다. For reference, if the photovoltaic power generation operation is not performed for a long period of time, such as during the rainy season, a situation may occur in which both the power generation amount of the solar panel 130 and the charge amount of the ESS 140 become insufficient.

이에 본 발명에서는 도 3에서와 같이, 도 1 및 도 2의 구성 요소 이외에 천연 가스, 디젤과 같은 천연 자원을 이용하여 전기 에너지를 발생하는 비상 발전기(181)와 비상 발전기(181)의 출력을 DC 전력으로 변환하여 ESS(140)에 제공하는 ADC(Analog Digital Converter, 182)를 더 구비할 수 있도록 한다. Accordingly, in the present invention, as in FIG. 3 , the output of the emergency generator 181 and the emergency generator 181 that generates electrical energy using natural resources such as natural gas and diesel in addition to the components of FIGS. 1 and 2 is DC An ADC (Analog Digital Converter, 182) that is converted into power and provided to the ESS 140 can be further provided.

그리고 제어 장치(170)는 태양광 패널(130)의 발전량과 ESS(140)의 충전량에 기반하여 비상 발전기(181)의 전력 발생량을 결정 및 통보하는 기능을 추가로 구비함으로써, 비상 발전기(181)이 태양광 패널(130)과 ESS(140)의 전력 부족분을 안정적으로 보충할 수 있도록 한다.And the control device 170 is additionally provided with a function of determining and notifying the amount of power generation of the emergency generator 181 based on the amount of power generation of the solar panel 130 and the amount of charge of the ESS 140, so that the emergency generator 181 It is possible to stably supplement the power shortage of the solar panel 130 and the ESS 140 .

도 4는 본 발명에 제3 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면으로, 이는 전력 계통 연계형으로 구현되는 시스템에 관한 것이다. 4 is a view for explaining a hybrid optimal operation method cold storage system using solar energy according to a third embodiment of the present invention, which relates to a system implemented as a power grid-connected type.

도 4를 참고하면, 본 발명의 저온 저장고 시스템은 도 1 및 도 2의 구성 요소 이외에 상용 전력을 인버터(160)에 제공하거나 인버터(160)의 출력 전력을 전력 계통으로 전달함과 동시에, 저온 저장고 시스템의 상용 전력 이용량을 계측하여 제어 장치(170)에 제공하는 전력 계통(191)과, 전력 계통(191)의 상용 전력을 DC 전력으로 변환하여 ESS(140)에 제공하는 ADC(192)를 더 구비할 수 있도록 한다. Referring to FIG. 4 , the cold storage system of the present invention provides commercial power to the inverter 160 in addition to the components shown in FIGS. 1 and 2 or transmits the output power of the inverter 160 to the power system, and at the same time, the cold storage system. A power system 191 that measures the amount of commercial power usage of the system and provides it to the control device 170, and an ADC 192 that converts commercial power of the power system 191 into DC power and provides it to the ESS 140 make more available.

그리고 제어 장치(170)는 태양광 패널(130)의 발전량과 ESS(140)의 충전량에 기반하여 인버터(160)의 태양광 패널, ESS, 및 상용 전력의 이용 조건을 수시 조정할 수 있도록 한다. 즉, 태양광 패널(130)과 ESS(140)의 전력 부족분을 상용 전력을 통해 보충할 수 있도록 한다.In addition, the control device 170 may adjust the conditions of use of the solar panel, the ESS, and commercial power of the inverter 160 at any time based on the amount of power generated by the solar panel 130 and the amount of charge of the ESS 140 . That is, the power shortage of the solar panel 130 and the ESS 140 can be supplemented with commercial power.

더하여, 본 발명의 제어 장치(170)는 전력 계통(191)이 계측 및 통보하는 상용 전력 이용량에 기반하여, ESS(140)의 충전 또는 방전 조건을 능동 제어하는 전력피크 감소운전 동작을 추가로 수행할 수도 있도록 한다. In addition, the control device 170 of the present invention based on the commercial power usage measured and notified by the power system 191, the power peak reduction operation to actively control the charging or discharging conditions of the ESS 140 additionally make it possible to do

도 5는 본 발명에 제4 실시예에 따른 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for explaining a low-temperature storage system of a hybrid optimal operation method using solar energy according to a fourth embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 본 발명의 제어 장치(170)는 시스템 외부에 존재하는 사용자 단말(200)과의 상호 연동을 지원하는 통신 모듈(172)을 더 구비하고, 이를 통해 사용자 단말(200)에 저온 저장고 시스템의 구동 상태를 실시간 공유하거나, 사용자 단말(200)에 의해 입력 및 제공되는 사용자 제어값을 수신하여 처리할 수도 있도록 한다. Referring to FIG. 5 , the control device 170 of the present invention further includes a communication module 172 that supports interworking with the user terminal 200 existing outside the system, and through this, The operating state of the cold storage system may be shared in real time, or a user control value input and provided by the user terminal 200 may be received and processed.

즉, 사용자가 시스템에 구비된 제어 패널이 아닌 자신이 항상 휴대하고 다니는 사용자 단말(200)을 통해 저온 저장고 시스템의 구동 상태를 원격 제어하거나 모니터링 할 수 있도록 해준다. That is, it enables the user to remotely control or monitor the operating state of the cold storage system through the user terminal 200 that the user always carries instead of the control panel provided in the system.

이때, 사용자 단말(200)은 스마트 폰, 태블릿 PC 등과 같이 통신 기능을 구비하는 소형 컴퓨팅 장치 모두로 구현될 수 있을 것이다. In this case, the user terminal 200 may be implemented as any small computing device having a communication function, such as a smart phone or a tablet PC.

도 6는 본 발명에 따른 냉각 효율 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a cooling efficiency optimization method according to the present invention.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 저온 저장고 본체(110)의 내측에 소용량의 냉각 장치(121,122)를 두 개 설치한 후, 측정 온도와 목표 온도간의 온도 편차에 따라 냉각 장치(121,122)의 구동 조건을 다양하게 조정할 수 있도록 한다. As described above, in the present invention, after installing two small-capacity cooling devices 121 and 122 inside the cold storage body 110, the driving conditions of the cooling devices 121 and 122 are determined according to the temperature deviation between the measured temperature and the target temperature. Allows for various adjustments.

예를 들어, 측정 온도와 목표 온도간의 온도 편차가 기 설정치 이상이면, 냉냉각 장치(121,122) 모두를 구동하도록 한다. 다만, 듀얼 냉각 장치(121,122) 모두를 동시에 기동하게 되면, 기동 전류로 인한 순간 전력 소모량이 매우 커질 수 있으며, 이로 인해 인버터가 다운되는 현상이 발생할 수 있다. For example, if the temperature deviation between the measured temperature and the target temperature is greater than or equal to a preset value, both the cooling and cooling devices 121 and 122 are driven. However, if both of the dual cooling devices 121 and 122 are started at the same time, instantaneous power consumption due to the starting current may be very large, which may cause the inverter to go down.

이에 본 발명의 제어 장치(170)는 듀얼 냉각 장치(121,122) 모두를 이용하여 구동 전력을 생산해야 하는 경우, 제1 냉각 장치(121)와 제2 냉각 장치(122)를 기 설정된 시간 간격을 두고 순차적으로 기동시킴으로써, 기동 전류로 인해 인버터 다운되는 현상의 발생을 사전에 차단할 수 있도록 한다. Accordingly, when the control device 170 of the present invention needs to generate driving power using both the dual cooling devices 121 and 122 , the first cooling device 121 and the second cooling device 122 are separated by a preset time interval. By sequentially starting the inverter, the occurrence of a phenomenon in which the inverter goes down due to the starting current can be prevented in advance.

반면, 측정 온도와 목표 온도간의 온도 편차가 기 설정치 보다 작으면, 냉각 장치(121,122) 중 어느 하나만을 구동한다. 이러한 경우, 본 발명에서는 냉각 장치 각각의 구동 시간을 카운팅하고, 이에 따라 냉각 장치(121,122)가 교대로 구동하는 방식으로, 두 개의 냉각 장치(121,122)의 구동 비율이 동일 값을 유지할 수 있도록 한다. 즉, 특정 냉각 장치의 집중 사용으로 인한 화재 발생 가능성, 노후화 현상 발생 가능성을 사전 차단할 수도 있도록 한다. On the other hand, when the temperature deviation between the measured temperature and the target temperature is smaller than the preset value, only one of the cooling devices 121 and 122 is driven. In this case, in the present invention, the driving time of each cooling device is counted, and accordingly, the cooling devices 121 and 122 are alternately driven, so that the driving ratio of the two cooling devices 121 and 122 can be maintained at the same value. That is, it is also possible to block in advance the possibility of occurrence of fire and deterioration due to the intensive use of a specific cooling device.

마지막으로, 본 발명에서는 온도 편차가 기 설정치 이상인 상태가 기 설정 시간 동안 유지되면(즉, 냉각 장치의 구동에도 불구하고 측정 온도가 유의미하게 변하지 않으면), 냉각 장치(121,122) 각각을 교대로 강제 구동시키면서 냉각 장치(121,122) 각각의 부하 전력을 확인하도록 한다. Finally, in the present invention, if the temperature deviation is greater than or equal to the preset value is maintained for the preset time (that is, if the measured temperature does not change significantly despite the driving of the cooling device), each of the cooling devices 121 and 122 is forcibly driven alternately while checking the load power of each of the cooling devices 121 and 122 .

그리고 특정 냉각 장치의 부하 전력이 변하지 않거나 정상 범위를 벗어남이 감지되면, 해당 냉각 장치가 고장 상태라고 판단하고 사용자에 안내하도록 한다. 그리고 고장난 냉각 장치를 전원 오프시킨 후, 나머지 냉각 장치만을 이용하여 저온 저장고 본체(110)의 냉각 동작을 수행하도록 한다. In addition, when the load power of a specific cooling device does not change or it is detected that it is out of the normal range, it is determined that the corresponding cooling device is in a faulty state and the user is informed. And, after the failed cooling device is powered off, the cooling operation of the cold storage body 110 is performed using only the remaining cooling devices.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 하이브리드 방법을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a diagram for explaining a power hybrid method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명은 태양광 발전 전력과 부하 전력을 체크하도록 한다. First, the present invention is to check the photovoltaic power and load power.

만약, 태양광 패널(130)이 부하 전력 이상의 전력을 발전하면, 제어 장치(170)는 인버터(160)가 태양광 패널(130)의 출력 전력만을 이용하여 시스템 구동 전력을 발생하도록 한다. If the solar panel 130 generates power greater than or equal to the load power, the control device 170 causes the inverter 160 to generate system driving power using only the output power of the solar panel 130 .

반면, 태양광 패널(130)이 부하 전력 보다 작은 전력을 발전하면, 제어 장치(170)는 ESS(140)의 충전 전력을 추가 체크하고, ESS(140)의 충전 전력이 전력 부족분 이상이면, 인버터(160)가 태양광 패널(130)과 ESS(140)의 출력 전력을 동시 이용하여 시스템 구동 전력을 발생하도록 한다. On the other hand, when the solar panel 130 generates power smaller than the load power, the control device 170 additionally checks the charging power of the ESS 140 , and if the charging power of the ESS 140 is more than the power shortage, the inverter The 160 uses the output power of the solar panel 130 and the ESS 140 at the same time to generate system driving power.

그러나 ESS(140)의 충전 전력이 전력 부족분보다도 작으면, 인버터(160)는 태양광 패널(130)과 ESS(140)의 출력 전력 이외에 전력 계통 또는 비상 발전기의 전력을 추가 이용하여 시스템 구동 전력을 발생하도록 한다. However, if the charging power of the ESS 140 is smaller than the power shortage, the inverter 160 additionally uses the power of the power system or emergency generator in addition to the output power of the solar panel 130 and the ESS 140 to increase the system driving power. make it happen

즉, 본 발명은 태양광 패널(130)과 ESS(140)을 최대한으로 이용하여 구동 전력을 생성하되, 전력 부족 상태 발생 가능성이 있으면서 전력 계통 또는 비상 발전기를 추가적으로 이용할 수 있도록 함으로써, 전력 공급의 신뢰성을 안정적으로 확보할 수 있도록 한다. That is, the present invention generates driving power by maximally using the solar panel 130 and the ESS 140 , but while there is a possibility that a power shortage condition may occur, the power system or an emergency generator can be additionally used, so the reliability of power supply to be stably secured.

또한 본 발명은 태양광 패널(130)의 발전량이 부하 전력 이상이며, ESS(140)의 충전 전력도 상한치 이상일 때에는, ESS(140)의 충전을 중지하고 인버터(160)를 통해 태양광 패널(130)의 출력 전력 모두를 변환한 후, "변환 전력-부하 전력"만큼의 잉여 전력은 전력 계통에 역 조류시켜 판매하도록 한다. In addition, in the present invention, when the amount of power generated by the solar panel 130 is equal to or greater than the load power, and the charging power of the ESS 140 is also higher than the upper limit, the charging of the ESS 140 is stopped and the solar panel 130 through the inverter 160 ) after converting all of the output power, the surplus power as much as “converted power-load power” is reversed to the power system and sold.

즉, 태양광 패널(130)의 발전 전력량을 전력 계통에 판매하는 수익 창출 동작을 수행할 수도 있도록 한다. That is, it is also possible to perform a profit generating operation of selling the amount of power generated by the solar panel 130 to the power system.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 피크 감소 운전 방법을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a view for explaining a power peak reduction operation method according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템이 전력 계통 연계형으로 구현되며 전력 피크 요금제를 이용하는 경우, 제어 장치(170)는 상용 전력 이용량을 주기적으로 체크한 후 ESS의 충전시간 및 방전시간을 조정함으로써, 기 설정된 피크 전력을 초과하여 상용 전력을 사용하는 것을 최대한 억제할 수 있도록 한다. As shown in FIG. 7 , when the system of the present invention is implemented as a power grid-connected type and uses the power peak rate system, the control device 170 periodically checks the commercial power usage and then the charging time and discharging time of the ESS. By adjusting , the use of commercial power exceeding the preset peak power can be suppressed as much as possible.

예를 들어, 상용 전력 이용량이 기 설정된 피크 전력에 근접하면 ESS의 충전 전력을 우선 사용함으로써 상용 전력 이용을 최대한 억제하도록 하고, 상용 전력 이용량이 기 설정된 피크 전력 보다 매우 작으면, 상용 전력을 ESS에 충전함으로써, 보다 많은 태양광 발전량을 전력 계통에 판매할 수 있도록 한다. For example, when commercial power usage approaches the preset peak power, the ESS's charging power is used first to suppress commercial power usage as much as possible. By charging, more solar power generation can be sold to the power system.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

Claims (9)

저온 저장 공간을 제공하는 저온 저장고 본체;
상기 저온 저장고 본체의 내측에 설치되는 두 개의 냉각장치로 구현되는 듀얼 냉각 장치;
상기 저온 저장고 본체의 지붕에 설치되어, 태양광 에너지를 통해 전기 에너지를 생성 및 출력하는 태양광 패널;
상기 태양광 패널의 전기 에너지를 충전하는 ESS(Energy Storage System);상기 저온 저장고 본체의 내측에 설치되어, 저온 저장고 내부 온도를 측정 및 통보하는 온도 센서;
상기 태양광 패널과 상기 ESS 중 적어도 하나로부터 출력되는 DC 전력을 입력받아 AC 전력으로 변환하여 상기 냉각 장치 중 적어도 하나에 제공하는 인버터; 및
상기 온도 센서의 측정 온도에 따라 상기 냉각 장치의 구동 개수를 조정함과 동시에 상기 태양광 패널의 발전량과 상기 ESS의 충전량에 기반하여 상기 인버터의 상기 태양광 패널과 상기 ESS의 이용 조건을 수시 조정하는 제어 장치를 포함하며,
상기 제어 장치는 상기 온도 센서의 측정 온도와 기 설정된 목표 온도간의 편차에 비례하여 냉각 장치의 구동 개수를 증가시키는 기능과, 두 개의 냉각 장치 모두가 구동되어야 하는 경우, 상기 두 개의 냉각 장치를 기 설정된 시간 간격을 두고 순차적으로 기동시키는 기능과, 두 개의 냉각 장치 각각의 구동 시간을 카운팅하고, 구동 시간 카운팅 결과에 따라 두 개의 냉각 장치의 구동 비율이 동일 값을 유지하도록 하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템. a cold storage body providing a cold storage space;
a dual cooling device implemented with two cooling devices installed inside the cold storage body;
a solar panel installed on the roof of the cold storage body to generate and output electrical energy through solar energy;
an ESS (Energy Storage System) for charging the electric energy of the solar panel; a temperature sensor installed inside the cold storage body to measure and notify the internal temperature of the low temperature storage;
an inverter that receives DC power output from at least one of the solar panel and the ESS, converts it into AC power, and provides it to at least one of the cooling devices; and
Adjusting the number of drives of the cooling device according to the temperature measured by the temperature sensor and at the same time adjusting the usage conditions of the solar panel of the inverter and the ESS based on the amount of power generation of the solar panel and the amount of charge of the ESS control device;
The control device has a function of increasing the number of cooling devices in proportion to a deviation between the temperature measured by the temperature sensor and a preset target temperature, and, when both cooling devices are to be driven, set the two cooling devices to a preset value. and a function of sequentially starting at an interval of time, counting the driving times of each of the two cooling devices, and maintaining the driving ratio of the two cooling devices at the same value according to the driving time counting result. A hybrid low-temperature storage system with an optimal operation method using solar energy. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 이상인 경우에는 상기 인버터가 상기 태양광 패널의 출력 전력만을 이용하여 구동 전력을 생성하도록 하고, 상기 태양광 패널의 잉여 전력은 상기 ESS에 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템. According to claim 1, wherein the control device
When the amount of power generated by the solar panel is greater than or equal to the load power by the dual cooling device, the inverter generates driving power using only the output power of the solar panel, and the surplus power of the solar panel is charged in the ESS Hybrid optimal operation method cold storage system using solar power, characterized in that 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 보다 작고, 상기 ESS의 충전 전력이 전력 부족분 이상인 경우에는 상기 인버터가 상기 태양광 패널과 상기 ESS의 출력 전력 모두를 이용하여 구동 전력을 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템. According to claim 1, wherein the control device
When the amount of power generated by the solar panel is smaller than the load power by the dual cooling device and the charging power of the ESS is equal to or greater than the power shortage, the inverter generates driving power using both the output power of the solar panel and the ESS. Hybrid optimal operation method cold storage system using solar power, characterized in that 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 보다 작고, 상기 ESS의 충전 전력이 전력 부족분 보다 작은 경우, 상기 인버터가 상기 태양광 패널과 상기 ESS 이외에 비상 발전기 또는 상용 전력을 추가 이용하여 구동 전력을 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템. According to claim 1, wherein the control device
When the amount of power generated by the solar panel is smaller than the load power by the dual cooling device and the charging power of the ESS is smaller than the power shortage, the inverter is driven by additionally using an emergency generator or commercial power in addition to the solar panel and the ESS A hybrid optimal operation method cold storage system using sunlight, characterized in that it generates electric power. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
상기 태양광 패널의 발전량이 듀얼 냉각 장치에 의한 부하 전력 이상이고, 상기 ESS의 충전 전력이 충전 상한치 이상인 경우, 상기 인버터가 상기 태양광 패널과 상기 ESS를 이용하여 구동 전력을 생성하되, 잉여 전력은 전력 계통에 판매하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템. According to claim 1, wherein the control device
When the amount of power generated by the solar panel is equal to or greater than the load power by the dual cooling device, and the charging power of the ESS is equal to or greater than the upper limit of charging, the inverter generates driving power using the solar panel and the ESS, but the surplus power is Hybrid optimal operation method cold storage system using solar power, characterized in that it is sold to the power system. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
전력 계통에 연계된 경우, 상기 전력 계통이 계측 및 통보하는 상용 전력 이용량에 기반하여 상기 ESS의 충방전 시간과 비율을 조정하는 전력피크 감소운전 동작을 수행하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지를 이용한 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템. According to claim 1, wherein the control device
When connected to the power system, the power system further comprises a function of performing a power peak reduction operation to adjust the charging/discharging time and ratio of the ESS based on the commercial power usage measured and notified by the power system. Hybrid low-temperature storage system with optimal operation method using solar energy. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 사용자 단말과의 상호 연동을 지원하여, 사용자가 상기 사용자 단말을 통해 저온 저장고 시스템의 구동 상태를 원격 제어하거나 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 최적 운전방식의 저온 저장고 시스템. The hybrid optimal driving method according to claim 1, wherein the control device supports interworking with a user terminal so that the user can remotely control or monitor the operating state of the cold storage system through the user terminal. of the cold storage system.
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