KR20110074965A - 가정용 전력 저장장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용 할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체의 좁은 공간에 세워서 설치할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.

Description

가정용 전력 저장장치{ELECTRIC POWER STORAGE APPARATUS FOR HOME USE}
본 발명은 가정용 전력 저장장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용 할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체의 좁은 공간에 세워서 설치할 수 있는 가정용 전력 저장장치에 관한 것이다.
통상적으로 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 가정에서 비상전원으로도 사용할 수 있는 최저의 필수 기본소비전력은 전등 100W, 냉장고 200W, TV 및 컴퓨터 200W가 필요하여 총 500W 정도의 전력이 반드시 필요하다.
이러한 최소한의 전력을 화보하기 위하여 종래로부터 널리 사용되고 있는 태양광 발전장치로서는 대한민국 공개특허번호 제10-2011-38230호(공개일; 2011년 04월 14일)에 개시되어 있다.
상기 대한민국 공개특허번호 제10-2011-38230호에 개시되어 있는 태양광 발전장치는 태양 광을 이용한 발전장치는 태양전지판(1), 열전소자(3), 방열부(6) 및 축전부(10)를 포함하고 있다.
상기 태양전지판(1)은 태양광 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생하며, 이러한 태양전지판(1)은 다수개의 태양전지(2)가 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 행렬로 배치되고 사각형상으로 이루어질 수 있다.
열전소자(3)는 제베크(seebeck) 효과에 의해 태양전지판(1)에서 발생한 폐열을 전기에너지로 변환하고, 이때, 열전소자(3)의 일측면(4)과 타측면(5)은 금속판으로 이루어지며, 일측면(4)과 타측면(5) 사이에서 P형 반도체 및 N형 반도체가 π형으로 결합되어 형성될 수 있다.
이러한 열전소자(3)의 일측면(4)은 태양전지판(1)의 배면에 부착되어, 태양전지판(1)에서 발생한 폐열에 의해서 가열되고, 이와 같이 가열된 일측면(4)은 P형 반도체에 전자를 내주게 되어 전자가 부족하게 된다. 이 부족한 전자는 N형 반도체에서 끌어오며, 이러한 과정을 거치게 되면 회로가 연결되어 있는 양 전극 간에는 전 위치가 발생해서 결국 N형 반도체 쪽에서 P형 반도체 쪽으로 흘러들어가는 전류가 발생하게 된다. 즉, 태양전지판(1)에서 발생한 폐열이 열전소자(3)에서 전기로 변환된다. 방열부(6)는 열전소자(3)의 타측면(5)에 부착되어, 열전소자(3)에서 발생하는 열을 방출한다. 이때, 방열부(6)는 열전소자(3)의 타 측면(5)과 부착되어 열전소자(3)에서 발생한 열을 전달받는 방열판(7)과, 방열판(7)에 일정 간격으로 배열되게 형성되어, 방열판(7)에 전달된 열을 공기 중으로 방출하는 다수개의 방열 핀(8)을 포함하여 구성될 수 있다.
나아가, 방열부(6)의 방열판(7)에는 냉각제가 유입 및 유출되도록 방열판(7)의 전후 측면 또는 좌우 측면을 관통하여 다수개의 유로(9)가 형성될 수 있다.
그런데, 이와 같이 구성된 종래의 태양광 발전장치는 소규모의 전력이 사용되는 광고판용 전력을 축전기에서 공급할 수는 있으나, 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 없을 뿐만 아니라, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해, 화재 기타 정전사고의 등의 비상조건에서 비상전원으로도 사용할 수 없고, 태양광만을 사용하여 발전하므로, 발전회사에서 공급하는 전력이나 풍력발전에 의한 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용할 수 없다는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해, 화재 기타 정전사고의 등의 비상조건에서 사용할 수 있는 비상전원으로도 사용 할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 태양광이나 풍력발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용 할 수 있는 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존 건물내부 또는 외부 벽체에 세워서 설치할 수 있는 소형(예를 들면, 가로 × 높이 × 깊이 = 2m × 2m ×0.6m)의 가정용 전력 저장장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기 및 과전류방지기를 통해 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널의 제어에 의해 DC전압로 변환하여 축전지에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치와; 통상시에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원이 제2 누전차단기에 인가되도록 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 축전된 DC전원을 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 축전된 DC전원을 상기 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 인가되도록 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치;를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사에서 공급되는 AC전원을 전력계량기 및 과전류방지기를 통해 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널의 제어에 의해 DC전압로 변환하여 축전지에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치와; 통상시에 전력회사에서 공급되는 전력을 전력계량기를 통해 받아서 과전류방지기에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 AC전원을 공급함과 동시에, E단자와 B단자를 접속하여 태양전지모듈에서 발전되는 AC전원을 분배기를 통해 상기 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사에서 공급되는 AC전원이 제2 누전차단기에 인가되도록 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 분배기의 제어하에 태양전지모듈에서 발전되는 AC전원을 분배기 및 솔라충전기를 통해 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 충전하며, 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 축전된 축전기를 전력피크 시간대, 정전 시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치의 축전지에 축전된 DC전원을 상기 가정용 분전반의 제1 누전차단기에 인가되도록 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치;를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 가정용 전력 저장장치에 의하면, 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체에 세워서 설치할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 전력회사에서 공급되는 전력을 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 비축된 전력을 사용하는 상태를 개략적으로 도시한 회로 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 전력회사에서 공급되는 전력을 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 비축된 전력을 사용하는 상태를 개략적으로 도시한 회로 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치의 제어패널을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 일정레벨로 다운 변환하고, 어패널(24)의 제어에 의해 DC전압로 변환하여 축전지(24)에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치(20)와; 통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원이 제2 누전차단기(21)에 인가되도록 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시(예를 들면, 지진, 태풍, 홍수 등의 재난 발생시), 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가되도록 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있다.
다음에, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치의 작용에 관하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.
가정용 분전반에 AC전원을 공급합 경우
가정용 분전반에 AC전원을 공급합 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 구동한다.
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 축전기에 축전
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 축전기(25)에 축전하는 경우는 가정용 분전반에 AC전원을 공급합 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 C단자를 접속하여 가정용 전력 저장장치(20)의 제2 누전차단기(21)에 AC전원을 공급하며, 이때 제2 누전차단기(22)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, AC전원이 다운/승압 변환기(22)에서 AC전원을 일정레벨로 다운하며, 상기 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운된 AC전원을 AC/DC 변환기(23)에 출력한다.
상기 AC/DC 변환기(23)에서는 일정레벨로 다운된 AC전원을 받아서 제어 패널(24)의 제어에 의해 AC전원을 DC전원으로 변환하여 축전지(25)를 축전한다.
축전된 DC전원을 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에 비상전원으로의 사용
지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에는 제어패널(24)의 온/오프 버튼(24a)을 온시키고, 절환스위치(30)의 D단자를 B단자에 접속시키면, 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원(축전기)를 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시(예를 들면, 지진, 태풍, 홍수 등의 재난 발생시), 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25에 축전된 DC전원을 AC/DC 변환기(23)에서 받아 AC전원으로 변환하여 다운/승압 변환기(22)에 출력한다.
이때, 절환스위치(30)의 D단자가 B단자에 접속되어 있으므로, 상기 다운/승압 변환기(22)에서는 AC/DC 변환기(23)로부터 다운된 AC전원을 받아서 일정레벨로 승압하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 출력하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 구동한다.
다시 말하면, 상기 AC/DC 변환기(23)는 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 비상조건시 또는 전력소모의 피크시간대에 상기 축전지(25)에 축전된 DC전원을 정전압 및 정주파수의 AC전원으로 변환하여 상기 다운/승압 변환기(22)에 출력하고, 상기 다운/승압 변환기(22)는 상기 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환된 AC전원을 받아 일정레벨의 AC전원으로 승압하여 상기 절환스위치(30)를 통해서 상기 가정용 분전반(10)에 비상전원으로 공급한다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 제2 실시예의 설명에 있어서, 제2 실시예와 동일한 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널(24)의 제어에 의해 DC전압로 변환하여 축전지(24)에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치(20)와; 통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 전력을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급함과 동시에, E단자와 B단자를 접속하여 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52)를 통해 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원이 제2 누전차단기(21)에 인가되도록 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 분배기(52)의 제어하에 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52) 및 솔라충전기(53)를 통해 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 충전하며, 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 축전기를 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시(예를 들면, 지진, 태풍, 홍수 등의 재난 발생시), 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가되도록 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있다.
상기 가정용 전력 저장장치(20)는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 받아서 누전여부를 검출하는 제2 누전차단기(21)와; 상기 제2 누전차단기(21)에 의해 AC전원이 누전되고 있지 않음을 검출하였을 경우에 상기 제2 누전차단기(21)로부터 AC전원을 받아 일정레벨의 AC전원으로 다운 변환하는 다운/승압 변환기(22)와; 상기 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운된 AC전원을 일정레벨의 DC전원로 변환하는 AC/DC 변환기(23)와; 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작을 제어함과 동시에, 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작 상태를 표시하는 제어패널(24)과; 상기 제어패널(24)의 제어에 의해 상기 AC/DC 변환기(23)에서 일정레벨의 DC전압으로 변환된 DC전압을 받아서 축전하는 축전지(25);로 구성되어 있다.
상기 제어패널(24)은 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작을 제어하는 온/오프버튼(24a)과, 축전지(25)의 관리시스템(도시하지 않음)에 데이터를 전송하는 데이터 전송 커넥터(24n ; RS-232C 커넥터)와, 상기 데이터 전송 커넥터(24n)의 에러발생시(접속불량발생시)에 재설정하는 리셋버튼(24b)과, 상기 온/오프버튼(24a)의 스위칭 온시에 상기 축전지(25)로부터 상기 AC/DC 변환기(23)에 DC전원이 공급되고 있음을 표시함과 동시에, 상기 절환스위치(30)를 통해 전력회사(1)에서 AC전원이 공급되고 있음을 표시하도록 발광되고, 상기 태양전지모듈(50)에서 발전된 AC전원이 분배기(52) 및 절환스위치(30)를 통해 가정용 분전반(10)의 제1 누선차단기(14)에 AC전원이 공급되고 있음을 표시하도록 발광되는 전원공급 표시LED(24c; 전원공급 표시 발광다이오드)와, 이상상태가 발생하였을 경우, 이상상태 발생을 경보하도록 발광되는 경보표시 LED(24d)와, 상기 AC/DC 변환기(23)가 정상동작 중임을 표시하도록 발광되는 동작표시LED(24e)와, 상기 축전기(25)에 충전되고 있음을 표시하도록 발광되는 충전표시LED(24f)와, 상기 축전기(25)에 충전된 DC전원이 방전되고 있음을 표시하도록 발광되는 방전표시표시LED(24g)와, 상기 축전기(25)에 충전된 충전량이 100％임을 표시하도록 발광되는 100％충전상태 표시LED(24h)와, 상기 축전기(25)에 충전된 충전량이 80％임을 표시하는 80％충전상태 표시LED(24i)와, 상기 축전기(25)에 충전된 충전량이 60％임을 표시하도록 발광되는 60％충전상태 표시표시LED(24j)와, 상기 축전기(25)에 충전된 충전량이 40％임을 표시하도록 발광되는 40％충전상태 표시표시LED(24k)와, 상기 축전기(25)에 충전된 충전량이 20％임을 표시하는 20％충전상태 표시LED(24m)로 구성되어 있다.
상기 제1 및 제2 실시예의 설명에 있어서, 상기 축전지(25)는 납축전지, 리튬이온(Li-ion) 축전지, 리튬 폴리머 축전지, 리튬인산철 축전지 또는 Ni-MH 축전지 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 태양전지모듈(50)에서 발전된 AC전원을 사용하고 남을 경우에는 분배기(52)에서 AC전원 라인(P) 및 전력 계량기(2)를 통하여 전력회사(1)에 판매할 수도 있다.
다음에, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치의 작용에 관하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.
가정용 분전반에 AC전원을 공급합 경우
가정용 분전반에 AC전원을 공급합 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 구동한다.
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 축전기에 축전
심야시간 또는 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 축전기(25)에 축전하는 경우는 가정용 분전반에 AC전원을 공급합 통상시의 경우는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 절환스위치(30)의 A단자와 C단자를 접속하여 가정용 전력 저장장치(20)의 제2 누전차단기(21)에 AC전원을 공급하며, 이때 제2 누전차단기(22)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, AC전원이 다운/승압 변환기(22)에서 AC전원을 일정레벨로 다운하며, 상기 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운된 AC전원을 AC/DC 변환기(23)에 출력한다.
상기 AC/DC 변환기(23)에서는 일정레벨로 다운된 AC전원을 받아서 제어 패널(24)의 제어에 의해 AC전원을 DC전원으로 변환하여 축전지(25)를 축전한다.
태양전지모듈(50)에서 발전된 AC 전원을 이용한 축전지(25)의 축전
태양전지모듈(50)에서 발전된 AC 전원을 이용한 축전지(25)의 축전은 분배기(52) 및 솔라충전기(53)를 통해서 축전지(25)를 충전한다.
축전지(25)에 축전된 DC전원을 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 비상조건시 비상전원으로의 사용
지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고 등의 비상조건시에는 제어패널(24)의 온/오프 버튼(24a)을 온시키고, 절환스위치(30)의 D단자를 B단자에 접속시키면, 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원(축전기)를 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시(예를 들면, 지진, 태풍, 홍수 등의 재난 발생시), 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 축전된 DC전원을 AC/DC 변환기(23)에서 받아 AC전원으로 변환하여 다운/승압 변환기(22)에 출력한다.
이때, 절환스위치(30)의 D단자가 B단자에 접속되어 있으므로, 상기 다운/승압 변환기(22)에서는 AC/DC 변환기(23)로부터 다운된 AC전원을 받아서 일정레벨로 승압하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 출력하며, 이때 제1 누전차단기(14)에서 AC전원의 누전여부를 검출하여 누전이 검출되지 않았을 경우, 제1 및 제2 개폐기(15,17)에 각각 AC전원이 공급되므로, 제1 및 제2 부하(16,18)를 구동한다.
다시 말하면, 상기 AC/DC 변환기(23)는 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 비상조건시 또는 전력소모의 피크시간대에 상기 축전지(25)에 축전된 DC전원을 정전압 및 정주파수의 AC전원으로 변환하여 상기 다운/승압 변환기(22)에 출력하고, 상기 다운/승압 변환기(22)는 상기 AC/DC 변환기(23)에서 AC전원으로 변환된 AC전원을 받아 일정레벨의 AC전원으로 승압하여 상기 절환스위치(30)를 통해서 상기 가정용 분전반(10)에 비상전원으로 공급한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 가정용 전력 저장장치는 태양전지모듈(50)에서 발전된 AC전원을 사용하고 남을 경우에는 분배기(52)에서 AC전원 라인(P) 및 전력계량기(2)를 통하여 전력회사(1)에 판매할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 전력요금이 싼 시간대 또는 심야에 남아도는 전력을 이용하여 전력을 비축하였다가 전력피크 시간대에 사용하여 전력의 사용시간대별 평준화를 도모할 수 있고, 지진, 태풍, 홍수 등의 자연재해 또는 화재 기타 정전사고의 등의 비상 조건시에 비상전원으로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전회사, 태양광 발전 또는 풍력 발전의 잉여 전력을 저장하였다가 전력의 피크시간 또는 비상시에 사용 할 수 있음과 동시에, 빌딩, 오피스텔, 아파트 등 공간이 제약되는 기존건물 내부 또는 외부 벽체의 좁은 공간에 세워서 설치할 수 있다.
상기 설명에 있어서, 특정 실시 예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 일탈하지 않는 범위 내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지로 설계 변경하는 것도 본 발명의 청구범위에 포함되는 것은 물론이다.
1 :전력회사 2 :전력계량기
3 :과전류방지기 10 :가정용 분전반
14 :제1 누전차단기 15 :제1 개폐기
16 :제1 부하 17 :제2 개폐기
18 :제2 부하 20 :가정용 전력 저장장치
21 :제2 누전차단기 22 :제2 누전차단기
23 :AC/DC 변환기 24 :제어 패널
24a :온/오프버튼 24b :리셋버튼
24c :전원공급 표시LED 24d :경보표시 LED
24e :동작표시LED 24f :충전표시LED
24g :방전표시표시LED 24h :100％충전상태 표시LED
24i :80％충전상태 표시LED 24j :60％충전상태 표시표시LED
24k :40％충전상태 표시표시LED 24m :20％충전상태 표시LED
24n :데이터 전송 커넥터 25 :축전기
30 :절환스위치 50 :태양전지모듈
52 :분배기 53 :솔라충전기

Claims (4)

  1. 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널(24)의 제어에 의해 DC전압로 변환하여 축전지(24)에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치(20)와;
    통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원이 제2 누전차단기(21)에 인가되도록 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(22)에 축전된 DC전원을 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(22)에 축전된 DC전원을 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가되도록 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가정용 전력 저장장치.
  2. 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 받아서 누전여부를 검출함과 동시에, 일정레벨로 다운 변환하고, 제어패널(24)의 제어에 의해 DC전압로 변환하여 축전지(24)에 DC전압을 축전하는 가정용 전력 저장장치(20)와;
    통상시에 전력회사(1)에서 공급되는 전력을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에서 과전류를 검출하여 과전류가 검출되지 않았을 경우 A단자와 B단자를 접속하여 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급함과 동시에, E단자와 B단자를 접속하여 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52)를 통해 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 AC전원을 공급하고, 전력요금이 저렴한 시간대 또는 심야에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원이 제2 누전차단기(21)에 인가되도록 A단자와 C단자를 접속하여 상기 제2 누전차단기(21)의 스위칭 온 상태를 유지함과 동시에, 상기 분배기(52)의 제어하에 태양전지모듈(50)에서 발전되는 AC전원을 분배기(52) 및 솔라충전기(53)를 통해 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(25)에 충전하며, 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(22)에 축전된 축전기를 전력피크 시간대, 정전시간대, 자연재해 발생시, 화재 발생시에 상기 가정용 전력 저장장치(20)의 축전지(22)에 축전된 DC전원을 상기 가정용 분전반(10)의 제1 누전차단기(14)에 인가되도록 D단자와 B단자를 접속하도록 절환하는 절환스위치(30);를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가정용 전력 저장장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가정용 전력 저장장치(20)는 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2)를 통해 받아서 과전류방지기(3)에 의해 과전류가 흐르는지 여부를 검출하여 과전류가 흐르지 않을 경우에 전력회사(1)에서 공급되는 AC전원을 전력계량기(2) 및 과전류방지기(3)를 통해 받아서 누전여부를 검출하는 제2 누전차단기(21)와; 상기 제2 누전차단기(21)에 의해 AC전원이 누전되고 있지 않음을 검출하였을 경우에 상기 제2 누전차단기(21)로부터 AC전원을 받아 일정레벨의 AC전원으로 다운 변환하는 다운/승압 변환기(22)와; 상기 다운/승압 변환기(22)에서 일정레벨로 다운된 AC전원을 상기 제어패널(24)의 제어에 의해 일정레벨의 DC전원로 변환하는 AC/DC 변환기(23)와; 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작을 제어함과 동시에, 상기 AC/DC 변환기(23)의 동작 상태를 표시하는 제어패널(24)과; 상기 제어패널(24)의 제어에 의해 상기 AC/DC 변환기(23)에서 일정레벨의 DC전압으로 변환된 DC전압을 받아서 축전하는 축전지(25);로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가정용 전력 저장장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축전지(25)는 납축전지, 리튬이온(Li-ion) 축전지, 리튬 폴리머 축전지, 리튬인산철 축전지 또는 Ni-MH 축전지 중에서 선택된 어느 하나인 것을 있는 것을 특징으로 하는 가정용 전력 저장장치.
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