KR20110067857A - 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 컨버터 또는 배터리 팩의 교체가 용이하고, 배터리 팩을 효율적으로 사용할 수 있는 에너지 저장 시스템이 개시된다.
일 예로, 계통과 태양 전지의 사이에 연결되어 전력을 충방전하는 복수의 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 시스템에 있어서, 상기 계통과 상기 배터리 팩 및 태양 전지의 사이에 연결되어 충방전에 따라 교류-직류 또는 직류-교류로 전력을 인버팅하는 인버터와, 상기 배터리 팩과 상기 태양 전지 및 계통의 사이에 연결되고, 상기 배터리 팩에 일대일로 연결되어 각각 상기 배터리 팩의 충방전 전력을 컨버팅하는 복수의 컨버터와, 상기 컨버터 및 배터리 팩의 사이에 각각 연결된 복수의 배터리 스위칭 소자와, 상기 인버터 및 컨버터에 연결되어 구동을 제어하고, 상기 배터리 스위칭 소자의 온오프 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 에너지 저장 시스템이 개시된다.
계통, 태양 전지, 컨버터, 스위치

Description

에너지 저장 시스템{Energy Storage System}
본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
태양광 발전 시스템은 태양 전지가 발전한 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 이것을 계통에 연계하여 부하에 전력을 공급하는 시스템이다. 태양 전지의 발전 전력이 부하의 소비 전력보다 작은 경우 태양 전지의 전력은 부하에서 모두 소비되고, 계통에서는 그 부족분을 공급하게 된다. 그리고 태양 전지의 발전 전력이 부하의 소비 전력보다 큰 경우 태양 전지의 발전 전력 중 부하에서 소비되고 남은 잉여 전력이 계통에 역조류 전력으로 공급된다.
한편, 전력 저장 시스템은 계통으로부터 야간에 발생한 잉여 전력을 에너지 저장 장치에 저장하고, 주간에 이것을 이용하는 시스템이다. 이러한 전력 저장 시스템은 주간의 발전 전력의 피크를 억제하고, 야간 전력을 활용하는 시스템이다. 전력 저장 시스템은 에너지 저장 장치로서 축전지를 사용함으로써 공간을 줄여 일반 수용가 내에 설치할 수 있고, 정전시 축전지로부터 전력 공급이 가능한 장점을 갖는다.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 태양광 발전 시스템과 전력 저장 시스템을 융화시킨 개념으로, 태양 전지 및 계통의 잉여 전력을 저장하고 있다가 부하에 공급할 수 있으며, 정전 등의 경우에도 부하에 안정적인 전력을 공급할 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명은 컨버터 또는 배터리 팩의 교체가 용이하고, 배터리 팩을 효율적으로 사용할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은 계통과 태양 전지의 사이에 연결되어 전력을 충방전하는 복수의 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 시스템에 있어서, 상기 계통과 상기 배터리 팩 및 태양 전지의 사이에 연결되어 충방전에 따라 교류-직류 또는 직류-교류로 전력을 인버팅하는 인버터; 상기 배터리 팩과 상기 태양 전지 및 계통의 사이에 연결되고, 상기 배터리 팩에 일대일로 연결되어 각각 상기 배터리 팩의 충방전 전력을 컨버팅하는 복수의 컨버터; 상기 컨버터 및 배터리 팩의 사이에 각각 연결된 복수의 배터리 스위칭 소자; 및 상기 인버터 및 컨버터에 연결되어 구동을 제어하고, 상기 배터리 스위칭 소자의 온오프 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배터리 스위칭 소자는 상기 컨버터 및 배터리 팩의 사이에 각각 직렬로 연결될 수 있다.
그리고 상기 제어부는 상기 배터리 스위칭 소자를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 배터리 스위칭 소자는 상기 배터리 팩이 상기 태양 전지 및 계통 에 연결된 경로를 개폐할 수 있다.
또한, 상기 배터리 스위칭 소자는 릴레이 스위치로 이루어질 수 있다.
또한, 인접한 상기 배터리 스위칭 소자의 사이에는 상기 배터리 스위칭 소자의 대응되는 일단들을 서로 연결하는 복수의 컨버터 스위칭 소자가 더 연결될 수 있다.
또한, 상기 컨버터 스위칭 소자는 상기 배터리 팩과 상기 배터리 스위칭 소자의 사이에 형성된 노드간을 연결하거나 또는 상기 컨버터와 상기 배터리 스위칭 소자의 사이에 연결된 노드간을 연결할 수 있다.
또한, 상기 컨버터 스위칭 소자는 델타(△)형의 순환 연결 방식으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 컨버터 스위칭 소자의 개폐 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 컨버터 스위칭 소자들을 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 컨버터 스위칭 소자는 릴레이 스위치로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 에너지 저장 시스템은 배터리 팩과 양방향 컨버터의 사이에 구비된 스위칭 소자를 통해 전류 경로를 개폐하여 배터리 팩 또는 양방향 컨버터의 일부만 구동될 수 있도록 함으로써, 배터리 팩의 일부를 용이하게 교체할 수 있고, 배터리 팩을 부하 또는 태양 전지의 발전량에 따라 탄력적으로 구동할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 계통(110), 태양 전지(120), 배터리 팩(130), 인버터(140), 단방향 컨버터(150), 양방향 컨버터(160), 스위칭 소자(170)를 포함한다.
상기 계통(110)은 전력 회사로부터 공급받는 전력 라인이다. 상기 계통(110)은 교류 전압의 형태로 발전하고, 이를 변전 및 배전하여 일반 수용가와 같은 부하(10)에 전력을 전달한다. 이 때, 부하(10)는 상기 계통(110)과 인버터(140)의 사이에 연결되어 상기 계통(110) 또는 인버터(140)로부터 전력을 공급받는다.
상기 계통(110)은 상기 부하(10)의 소비 전력 중에서 상기 태양 전지(120)와 배터리 팩(130)에 의해 공급된 것을 제외한 부족분을 공급한다. 또한, 야간에 상기 배터리 팩(130)은 상기 계통(110)의 전력을 이용하여 충전될 수 있다.
상기 태양 전지(120)는 태양광을 이용하여 발전을 수행한다. 따라서, 상기 태양 전지(120)는 주간 시간에 발전을 수행할 수 있다. 상기 태양 전지(120)는 주간에 발전된 전력을 상기 부하(10)에 공급한다. 또한, 상기 태양 전지(120)는 부하(10)가 소비하고 남는 전력을 상기 배터리 팩(130)에 공급하여, 상기 배터리 팩(130)에서 충전이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 태양 전지(120)는 상기 계통(110)에 잉여 전력을 공급할 수도 있다.
상기 배터리 팩(130)은 상기 계통(110) 및 태양 전지(120)의 사이에 연결된다. 상기 배터리 팩(130)은 상기 계통(110) 및 태양 전지(120) 중 적어도 어느 하나로부터 전력을 공급받아 충전을 수행한다. 또한, 상기 부하(10)가 추가적인 전력을 필요로 하는 경우 예를 들어, 상기 계통(110)으로부터의 전력이 정전된 경우 또는 부하(10)의 전력 소모량이 상기 계통(110) 및 태양 전지(120)의 전력 공급량 보다 높은 경우, 상기 배터리 팩(130)은 방전되어 상기 부하(10)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(130)은 복수개의 배터리 팩(130a 내지 130c)으로 구비될 수 있다. 도면에는 설명의 편의상 상기 배터리 팩(130)을 3개의 제 1 배터리 팩 내지 제 3 배터리 팩(130a 내지 130c)으로 도시하였지만, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 상기 배터리 팩(130)을 구성하는 상기 제 1 배터리 팩 내지 제 3 배 터리 팩(130a 내지 130c)은 상호간에 병렬로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 팩(130)의 출력 전압은 상기 제 1 배터리 팩 내지 제 3 배터리 팩(130a 내지 130c)의 출력 전압과 같을 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(130)은 상기 스위칭 소자(170)에 의해 상기 양방향 컨버터(160)로의 연결 경로가 개폐된다. 따라서, 만약 상기 배터리 팩(130) 중 어느 일부, 예를 들어 제 1 배터리 팩(130a)이 교체되어야 하는 경우, 상기 제 2 배터리 팩(130b) 및 제 3 배터리 팩(130c)은 정상 구동하면서 상기 제 1 배터리 팩(130a)을 교체하는 것이 가능하다. 또한, 상기 부하(10)에서 필요로 하는 전력이 적거나, 상기 태양 전지(120)의 발전량이 적은 경우에도 탄력적으로 배터리 팩(130) 중 일부만을 구동함으로써, 효율을 높일 수 있다.
상기 인버터(140)는 상기 계통(110)과 상기 태양 전지(120) 및 배터리 팩(130)의 사이에 연결된다. 또한, 상기 인버터(140)는 상기 제어부(180)에 연결되어, 상기 제어부(180)의 구동 신호에 의해 인버팅 동작을 수행한다. 그리고 상기 인버터(140)는 양방향으로 인버팅을 수행한다. 즉, 상기 인버터(140)는 상기 계통(110)의 교류 전압을 직류 전압으로 인버팅하거나, 상기 인버터(140)에 인가된 직류 전압을 상기 계통(110) 또는 부하(10)에서 이용할 수 있는 교류 전압으로 인버팅할 수 있다.
또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 단방향 컨버터(150) 및 양방향 컨버터(160)와 상기 인버터(140)의 사이에는 용량성 소자가 구비되어, 상기 단방향 컨버터(150) 및 양방향 컨버터(160)로부터 인가되는 직류 전압이 상기 인버터(140)에 일정하게 공급되도록 할 수도 있다.
상기 단방향 컨버터(150)는 상기 태양 전지(120)와 상기 계통(110) 및 배터리 팩(130)의 사이에 연결된다. 또한, 상기 단방향 컨버터(150)는 상기 제어부(180)에 연결되어, 상기 제어부(180)의 구동 신호에 의해 컨버팅 동작을 수행한다. 즉, 상기 단방향 컨버터(150)는 상기 태양 전지(120)로부터 생성된 직류 전압을 상기 인버터(140) 또는 상기 배터리 팩(130)에 필요한 스케일로 컨버팅한다.
한편, 상기 태양 전지(120)는 태양의 일사량 및 전지 셀의 전압에 따라 생성되는 전력이 달라지게 된다. 따라서, 상기 단방향 컨버터(150)는 일사량에 따라 최대 전력이 생성되도록 출력 전압을 변경하는 통상적인 최대 전력점 추종(Maximum Power Point Tracking) 컨버터일 수 있다.
상기 양방향 컨버터(160)는 상기 배터리 팩(130)과 상기 계통(110) 및 태양 전지(120)의 사이에 연결된다. 상기 양방향 컨버터(160)는 상기 배터리 팩(130)의 수와 대응되도록 복수개로 구비된다. 즉, 상기 양방향 컨버터(160)는 상기 배터리 팩(130)의 제 1 배터리 팩 내지 제 3 배터리 팩(130a 내지 130c)에 각각 대응되는 제 1 컨버터 내지 제 3 컨버터(160a 내지 160c)로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제 1 컨버터 내지 제 3 컨버터(160a 내지 160c)는 상기 제 1 배터리 팩 내지 제 3 배터리 팩(130a 내지 130c)과 각각 하나씩 대응되어 단일 패키지로 구성될 수 있 다. 이 경우, 상기 양방향 컨버터(160) 및 배터리 팩(130)을 제조하는 단가를 낮출 수 있다.
상기 양방향 컨버터(160)는 상기 스위칭 소자(170)에 의해 상기 배터리 팩(130)과의 연결 경로가 개폐된다. 그리고 상기 양방향 컨버터(160)를 구성하는 제 1 컨버터 내지 제 3 컨버터(160a 내지 160c) 중에서 상기 배터리 팩(130)과 연결된 것만 선택적으로 구동될 수 있다. 따라서, 상기 양방향 컨버터(160) 중에서 일부, 예를 들어 상기 제 1 컨버터(160a)가 고장 등으로 인하여 교체될 필요가 있는 경우, 상기 제 2 컨버터(160b) 및 제 3 컨버터(160c)만 구동되도록 함으로써, 정상 운행을 하면서도 용이하게 교체가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 스위칭 소자(170)는 상기 배터리 팩(130) 및 양방향 컨버터(160)의 사이에 연결된다. 또한, 상기 스위칭 소자(170)는 상기 제어부(180)에 전기적으로 연결된다. 상기 스위칭 소자(170)는 상기 배터리 팩(130)과 양방향 컨버터(160) 사이의 연결 경로를 개폐하여, 상기 배터리 팩(130) 및 양방향 컨버터(160)의 구동을 제어한다. 이러한 스위칭 소자(170)는 릴레이(relay) 소자로 이루어질 수 있으며, 이 경우 릴레이 코일은 상기 제어부(180)에 연결되고, 릴레이 스위치가 상기 스위칭 소자(170)를 구성할 수 있다.
상기 스위칭 소자(170)는 상기 배터리 팩(130) 및 양방향 컨버터(160)의 사이에 직렬로 연결된 배터리 스위칭 소자(171), 상기 배터리 스위칭 소자(171) 각각의 사이에 연결된 컨버터 스위칭 소자(172)를 포함한다.
상기 배터리 스위칭 소자(171)는 상기 배터리 팩(130)과 동일한 수로 구비된 제 1 배터리 스위칭 소자 내지 제 3 배터리 스위칭 소자(171a 내지 171c)를 포함한다. 상기 제 1 배터리 스위칭 소자(171a)는 상기 제 1 배터리 팩(130a)과 제 1 컨버터(160a)의 사이에 직렬로 연결된다. 동일한 방식으로 상기 제 2 배터리 스위칭 소자(171b)는 상기 제 2 배터리 팩(130b)과 제 2 컨버터(160b)의 사이, 상기 제 3 배터리 스위칭 소자(171c)는 상기 제 3 배터리 팩(130c)과 제 3 컨버터(160c)의 사이에 각각 직렬로 연결된다. 상기 배터리 스위칭 소자(171)는 상기 제어부(180)의 제어 신호에 의해 개폐되고, 이에 따라 상기 배터리 팩(130) 및 컨버터(160)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 제 1 배터리 스위칭 소자(171a)가 닫히면, 그에 연결된 상기 제 1 배터리 팩(130a) 및 제 1 컨버터(160a)는 구동된다. 반면, 상기 제 1 배터리 스위칭 소자(171a)가 열리면, 상기 제 1 배터리 팩(130a) 및 제 1 컨버터(160a)는 전기적인 연결 경로가 개방되었기 때문에 구동되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 배터리 스위칭 소자(171)는 상기 배터리 팩(130)을 각각 구동시키거나 또는 상기 컨버터(160)를 각각 구동시킬 수 있다.
상기 컨버터 스위칭 소자(172)는 상기 배터리 스위칭 소자(171)의 사이에 연결된다. 상기 컨버터 스위칭 소자(172)는 상기 배터리 스위칭 소자(171)와 동일한 수의 제 1 컨버터 스위칭 소자 내지 제 3 컨버터 스위칭 소자(172a 내지 172c)로 구비되어, 인접한 상기 배터리 스위칭 소자(171)의 사이를 연결한다. 이 때, 상기 제 1 컨버터 스위칭 소자 내지 제 3 스위칭 소자(172a 내지 172c)는 상기 배터리 팩(130)과 상기 배터리 스위칭 소자(171)의 사이에 형성된 노드(node)들을 상호간에 연결하면서 형성된다. 또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 당업자의 선택에 따라 상기 제 1 컨버터 스위칭 소자 내지 제 3 스위칭 소자(172a 내지 172c)는 상기 컨버터(160)와 상기 배터리 스위칭 소자(171)의 사이에 형성된 노드들을 상호간에 연결하면서 형성될 수도 있다.
상기 컨버터 스위칭 소자(172)는 상기 배터리 스위칭 소자(171)의 사이를 순환 연결 방식인 델타(△)형으로 연결한다. 예를 들어, 상기 제 1 컨버터 스위칭 소자(172a)는 상기 제 1 배터리 스위칭 소자(171a)와 제 2 배터리 스위칭 소자(171b)의 사이에 연결되고, 상기 제 2 컨버터 스위칭 소자(172b)는 상기 제 2 배터리 스위칭 소자(171b)와 제 3 배터리 스위칭 소자(171c)의 사이에 연결되며, 상기 제 3 컨버터 스위칭 소자(172c)는 상기 제 3 배터리 스위칭 소자(171c)와 제 1 배터리 스위칭 소자(171a)의 사이에 연결된다.
상기 컨버터 스위칭 소자(172)는 상기 제어부(180)에 연결되어, 상기 제어부(180)의 제어 신호에 의해 개폐되며, 이에 따라 상기 양방향 컨버터(160)의 동작이 제어된다. 예를 들어, 정상적인 상태에서는 상기 컨버터 스위칭 소자(172)가 열려서, 상기 배터리 팩(130) 및 이에 연결된 양방향 컨버터(160)가 각각 동작을 수행할 수 있다. 반면, 상기 양방향 컨버터(160) 중에서 일부, 예를 들어 제 1 컨버터(160a)가 고장 등으로 교체되어야 하는 경우, 상기 제 1 배터리 스위칭 소자(171a)가 열린 상태에서 상기 제 1 컨버터 스위칭 소자(172a)가 닫히는 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 컨버터(160a)는 구동되지 않는 반면, 상기 제 2 컨버터(160b) 및 제 3 컨버터(160c)는 정상적으로 구동할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 컨버터(160a)를 용이하게 교체할 수 있게 된다.
상기 제어부(180)는 상기 인버터(140), 단방향 컨버터(150), 양방향 컨버터(160) 및 스위칭 소자(170)에 연결된다. 상기 제어부(180)는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)의 전력 흐름에 따라 상기 인버터(140), 컨버터(150), 양방향 컨버터(160) 및 스위칭 소자(170)의 동작을 제어한다.
특히, 상기 제어부(180)는 상기 스위칭 소자(170)를 구성하는 배터리 스위칭 소자(171) 및 컨버터 스위칭 소자(172)에 제어 신호를 인가한다. 따라서, 상기 제어부(180)는 상기 배터리 스위칭 소자(171) 및 컨버터 스위칭 소자(172)가 각각 독립적으로 개폐되도록 제어한다. 따라서, 상기 배터리 팩(130) 또는 컨버터(160)의 일부만 구동될 수 있기 때문에 교체가 용이하며, 부하(10)의 전력의 양이 적은 경우나 상기 태양 전지(120)의 발전량이 적은 경우에 일부의 배터리 팩(130)만을 구동하여 효율을 높일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구동 방법을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 정상 상태 운행을 도시한 것이다.
도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 상기 스위칭 소자(170) 중에서 상기 배터리 스위칭 소자(171)는 모두 닫혀 있고, 상기 컨버터 스위칭 소자(172)는 모두 열린 상태에서 구동된다. 그 결과 상기 제 1 컨버터 내지 제 3 컨버터(160a 내지 160c)에 상기 제 1 배터리 팩 내지 제 3 배터리 팩(130c)이 각각 일대일로 연결된다. 따라서, 상기 배터리 팩(130) 및 컨버터(160)가 전체적으로 구동될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 컨버터 중 하나를 사용하지 않는 경우의 동작을 도시한 것이다.
도 3은 상기 제 1 컨버터(160a)가 고장 등의 사유로 교체되어야 하는 경우를 상정한 것이다. 이 경우, 상기 배터리 스위칭 소자(170) 중에서 제 1 배터리 스위칭 소자(170a)는 열리고, 상기 제 2 배터리 스위칭 소자(170b) 및 제 3 배터리 스위칭 소자(170c)는 닫힌 상태를 유지한다. 또한, 상기 컨버터 스위칭 소자(172)는 모두 닫힌 상태를 유지한다. 그 결과, 상기 제 1 컨버터(160a)는 구동되지 않는 반면, 제 2 컨버터(160b) 및 제 3 컨버터(160c)는 정상적으로 구동된다. 또한, 상기 배터리 팩(130)을 구성하는 제 1 배터리 팩 내지 제 3 배터리 팩(130a 내지 130c)은 정상적으로 구동되며, 상기 배터리 팩(130)의 전류는 상기 제 2 컨버터(160b) 및 제 3 컨버터(160c)를 통해 입출력된다. 따라서, 고장 등이 발생한 상기 제 1 컨버터(160a)만 독립적으로 구동을 정지할 수 있기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)을 정지시키지 않고도 상기 제 1 컨버터(160a)를 용이하게 교체할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 중 하나를 사용하지 않는 경우의 동작을 도시한 것이다.
도 4는 상기 제 1 배터리 팩(130a)이 고장 등의 사유로 교체되어야 하는 경우 또는 상기 부하(10)의 전력량이 적거나 상기 태양 전지(120)의 발전량이 적어서 상기 제 1 배터리 팩(130a)의 구동을 할 필요가 없는 경우를 상정한 것이다. 이 경우, 상기 배터리 스위칭 소자(171)의 제 1 배터리 스위칭 소자(171a)는 열리고, 제 2 배터리 스위칭 소자(171b) 및 제 3 배터리 스위칭 소자(171c)는 닫힌다. 그리고 상기 컨버터 스위칭 소자(172)는 모두 열린다. 그 결과, 상기 제 1 배터리 팩(130a) 및 제 1 컨버터(160a)는 구동되지 않고, 상기 제 2 배터리 팩(130b), 제 3 배터리 팩(130c), 제 2 컨버터(160b) 및 제 3 컨버터(160c)는 정상 구동이 이루어진다. 따라서, 상기 제 1 배터리 팩(130a)을 용이하게 교체하거나, 상기 부하(10)에 효율적으로 전력을 전달하거나 또는 상기 태양 전지(120)로부터 전력을 효율적으로 인가받을 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 상기 배터리 팩(130)과 양방향 컨버터(160)의 사이에 구비된 스위칭 소자(170)를 통해 전류 경로를 개폐하여 배터리 팩(130) 또는 양방향 컨버터(160)의 일부만 구동될 수 있도록 함으로써, 상기 배터리 팩(130)의 일부를 용이하게 교체할 수 있고, 배터리 팩(130)을 부하(10) 또는 태양 전지(120)의 발전량에 따라 탄력적으로 구동 할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 에너지 저장 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 정상 상태 운행을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 컨버터 중 하나를 사용하지 않는 경우의 동작을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 중 하나를 사용하지 않는 경우의 동작을 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100; 에너지 저장 시스템 110; 계통
120; 태양 전지 130; 배터리 팩
140; 인버터 150; 단방향 컨버터
160; 양방향 컨버터 170; 스위칭 소자
171; 컨버터 스위칭 소자 172; 배터리 스위칭 소자
180; 제어부

Claims (11)

  1. 계통과 태양 전지의 사이에 연결되어 전력을 충방전하는 복수의 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 시스템에 있어서,
    상기 계통과 상기 배터리 팩 및 태양 전지의 사이에 연결되어 충방전에 따라 교류-직류 또는 직류-교류로 전력을 인버팅하는 인버터;
    상기 배터리 팩과 상기 태양 전지 및 계통의 사이에 연결되고, 상기 배터리 팩에 일대일로 연결되어 각각 상기 배터리 팩의 충방전 전력을 컨버팅하는 복수의 컨버터;
    상기 컨버터 및 배터리 팩의 사이에 각각 연결된 복수의 배터리 스위칭 소자; 및
    상기 인버터 및 컨버터에 연결되어 구동을 제어하고, 상기 배터리 스위칭 소자의 온오프 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 스위칭 소자는
    상기 컨버터 및 배터리 팩의 사이에 각각 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 배터리 스위칭 소자를 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 스위칭 소자는
    상기 배터리 팩이 상기 태양 전지 및 계통에 연결된 경로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 스위칭 소자는
    릴레이 스위치로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    인접한 상기 배터리 스위칭 소자의 사이에는
    상기 배터리 스위칭 소자의 대응되는 일단들을 서로 연결하는 복수의 컨버터 스위칭 소자가 더 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨버터 스위칭 소자는
    상기 배터리 팩과 상기 배터리 스위칭 소자의 사이에 형성된 노드간을 연결하거나 또는 상기 컨버터와 상기 배터리 스위칭 소자의 사이에 연결된 노드간을 연결하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨버터 스위칭 소자는
    델타(△)형의 순환 연결 방식으로 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 컨버터 스위칭 소자의 개폐 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 컨버터 스위칭 소자들을 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨버터 스위칭 소자는 릴레이 스위치로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
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