KR20120029596A - 이동식 전력공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이와 같은 필요성을 충족하기 위한 것으로서, 보다 용이하게 전력이 축전되고, 축전된 전력이 전기제품으로 공급될 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력이 축전되는 배터리를 포함하는 본체와; 상기 본체를 구동시키는 구동부와; 상기 본체에 마련되고, 외부에서 제공되는 전력관련 정보에 따라서 상기 배터리에 전력을 축전하거나, 또는 축전된 전력이 소정의 전기제품에 공급하기 위하여 상기 배터리를 전기제품과 연결시킬 수 있도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치를 제공한다.

Description

이동식 전력공급장치 {A movable supplier of electric power }
본 발명은 이동식 전력공급장치에 관한 것으로서, 상세하게는 전력의 수급상황이나, 전력요금의 변화 상황에 맞추어 전력을 축전하거나 또는 축전된 전력을 용이하게 소정의 전기제품에 공급할 수 있는 이동식 전력공급장치에 관한 것이다.
가정에서 사용되는 가전제품 또는 사무실에서 사용되는 사무기기등과 같은 전기제품이 작동하기 위한 전력은 일반적으로 한국전력공사에서 운영하는 전력발전소와, 송전선로, 그리고, 배선선로의 순서를 통하여 공급되는 것이 특징이다.
이는 분산전원이 아닌 중앙전원의 성격을 가지고 있으며, 중앙에서 주변부로 퍼져나가는 방사형구조이고, 수요자 중심이 아닌 단방향의 공급자 중심이라는 특징을 가지고 있다.
또한, 그 기술기반은 아날로그 또는 전자기계적이고, 사고시 수동적으로 복구되어야하고, 설비 또한 수동적으로 복구되어야 한다는 문제점이 있었다.
전기에 대한 가격의 정보도 실시간으로 알 수 있는 것이 아니라, 전력거래소를 통하여 제한적으로만 알 수 있었고, 가격제도 또한 사실상의 고정가격제이기 때문에 가격변화를 통한 수요자에 대한 인센티브와 같은 유인책을 사용할 수 없다는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해결하고, 에너지의 효율성을 제고하기 위하여 최근에는 스마트 그리드(Smart Grid, 지능형 전력망)에 대한 연구가 활발하게 진행중이다.
스마트 그리드라 함은 현대화된 전력기술과 정보통신 기술의 융합과 복합을 통하여 구현된 차세대 전력시스템 및 이의 관리체제를 의미한다.
상술한 바와 같이, 현재의 전력망은 중앙에 집중되고 생산자가 통제하는 수직적, 중앙 집중적인 네트워크인 반면에, 스마트 그리드는 공급자에게 덜 집중되어 있고, 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능케 해주는 수평적, 협력적, 분산적 네트워크이다.
스마트 그리드에서는 모든 전기기기, 전력저장장치 및 분산된 전원이 네트워크로 연결되어 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능하게 하므로, 스마트 그리드를 "에너지 인터넷"으로 부르기도 한다.
한편, 이러한 스마트 그리드가 가정이나 빌딩과 같은 전력수요자 입장에서 구현되기 위해서는 개별적인 가전기기 및 복수개의 가전기기가 연결되는 네트워크가 일방적으로 전력을 받기만 하는 것에서 벗어나서 전력공급원과 전력정보에 관하여 양방향 통신을 해야 한다는 필요성과, 이러한 양방향 통신을 위한 새로운 장치들에 대한 필요성이 제기 되었다.
그리고, 스마트 그리드에서 분산 전원의 일 실시예로 할 수 있는 것이 축전이 가능한 전력공급 장치인데, 이러한 축전이 가능한 전력공급장치를 마련하는 경우, 사용자의 편의성 및 축전 및 전력공급의 용이성이 충분하게 고려되어야 한다는 필요성이 제기되었다.
본 발명은 이와 같은 필요성을 충족하기 위한 것으로서, 보다 용이하게 전력이 축전되고, 축전된 전력이 전기제품으로 공급될 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,전력이 축전되는 배터리를 포함하는 본체와;상기 본체를 구동시키는 구동부와;상기 본체에 마련되고, 외부에서 제공되는 전력관련 정보에 따라서 상기 배터리에 전력을 축전하거나, 또는 상기 배터리에 축전된 전력을 소정의 전기제품에 공급하기 위하여 상기 구동부를 제어하여 해당 전기제품으로 상기 본체를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치를 제공한다.
외부에서 제공되는 전력관련 정보는 시간에 따라 변화하는 시간당 전력요금정보를 포함하되, 상기 전력관련 정보를 수신하고, 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부로 상기 전력관련 정보를 제공하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 통신부는 상기 전기제품이나, 상기 본체 외부에 마련되는 에너지관리장치 또는 스마트 미터와 통신 가능하게 마련되는 것을 특징으로 한다.
시간당 전력요금이 축전 허여 기준 이하가 되는 경우, 상기 제어부는 상기 구동부를 제어하여 상기 전력공급부 방향으로 상기 본체가 움직이도록 하여, 상기 전력공급부와 상기 배터리를 연결하여 축전이 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
시간당 전력요금이 소정 기준 이상이 되는 경우, 상기 제어부는 상기 구동부를 제어함으로써 소정의 전기제품으로 상기 본체가 움직이도록 하되,,
상기 전기제품과 상기 배터리가 연결되어 상기 배터리에서 상기 전기제품 방향으로 전력이 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체 내부에 마련되어 상기 본체 외부에 마련되는 전력공급부와 착탈가능하게 결합하여 전력공급부로부터 상기 배터리로 전력을 공급하는 단자부와;
상기 단자부와 연결되어 단자부에서 유입되는 전력의 전압이 교류인 경우, 이를 직류로 전환하는 정류기 및 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단자부는 상기 구동부의 동작에 의하여 상기 본체가 이동하는 경우, 전력공급 대상이 되는 전기제품 또는 상기 전력공급부에 착탈가능하게 연결될 수 있게 마련되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하여, 단위 시간당 전력요금이 저렴할 때 전력을 축전하고, 단위시간당 전력요금이 비쌀 때 축전된 전력을 이용하여 전기제품을 구동시킬 수 있게 되어 전력요금을 절감할 수 있다.
또한, 축전된 배터리를 포함하고 있는 전력공급장치가 이동식으로 마련되어, 전력이 필요한 전기제품으로 이동하여 전력을 공급할 수 있기 때문에 편의성도 제공할 수 있다.
특히, 가정내의 또는 지역내의 전력망에 일시적으로 문제가 생겨서 전력공급이 불가능한 경우에는 계통전원이나, 집안 내의 고정된 상태의 보조전원에 의하여 전력공급이 불가능해 질 수 있기 때문에, 이러한 경우 이동식 전력공급장치가 비상 전력공급장치로서 기능할 수 있다는 장점이 있다.
도1은 스마트 그리드의 개략도이다.
도2는 본 발명에 의한 전력네트워크 시스템의 개략도이다.
도3은 본 발명에 의한 에너지 관리장치의 정면도이다.
도4는 본 발명에 의한 전력네트워크 시스템의 제어블록도이다.
도5는 본 발명에 의한 이동식 전력공급장치의 제어블록도이다.
도6은 본 발명에 의한 이동식 전력공급장치의 제어흐름도이다.
도7은 본 발명에 의한 이동식 전력공급장치의 축전 상태 및 전력공급상태를 도시한 도면이다.
도8은 본 발명에서 단위 시간당 전력요금의 변화 그래프 및 시간의 변화에 따른 소비전력의 변화 그래프를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.
도1은 스마트 그리드의 개략도에 관한 것으로서, 스마트 그리드는 화력발전이나 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 발전소와, 신재생에너지인 태양광 또는 풍력을 이용한 태양광 발전소와 풍력발전소를 포함한다.
그리고, 상기 화력발전 또는 원자력발전소 또는 수력발전소는 송전선을 통하여 전력소로 전력을 보내고, 전력소에서는 변전소로 전기를 보내어 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다.
그리고, 신재생 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 보내져 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전력저장장치를 거쳐서 삼무실이나 각 가정으로 분배된다.
가정용 전력네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전기를 자체적으로 생산하여 전기를 자체공급할 수 있고, 남는 전기는 외부에 되팔수도 있다.
그리고, 사무실이나 가정에는 스마트 계측장치가 마련되어서 각 수요처에서 사용되는 전력 및 전기요금을 실시간을 파악할 수 있고, 이를 통하여 사용자는 현재 사용되는 전력량 및 전기요금을 인지하여 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다.
한편, 상기 발전소, 전력소, 저장장치 및 수요처는 양방향 통신이 되기 때문에 수요처에서 일방적으로 전기를 받도록 하는 것만을 떠나서, 수요처의 상황을 저장장치, 전력소, 발전소로 통지함으로써 수요처의 상황에 맞게 전기 생산 및 전기분배를 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 스마트 그리드에서는 수요처의 실시간 전력관리 및 소요전력의 실시간 예측을 담당하는 에너지관리장치(EMS, Energy Management System) 및 전력의 소모량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI,Advanced Metering infrastructure)가 중추적인 역할을 담당한다.
여기서 스마트 그리드 하에서의 계측장치는 오픈 아키텍쳐를 근거로 하여 소비자를 통합하려는 기반기술로서 소비자에게는 전기를 효율적으로 사용하도록 하고, 전력공급자에게는 시스템상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다.
여기서, 오픈아키텍쳐란 일반적인 통신망과는 달리 스마트 그리드 시스템에서 전기기구가 어느 제조업체에서 제조되었는지 상관없이 모든 전기기구가 서로 연결될 수 있도록 하는 기준을 의미한다.
따라서, 상기 스마트 그리드에서 사용되는 계측장치는 "가격 대 장치(Prices to Devices)" 와 같은 소비자 친화적인 효율성 개념을 가능케 한다.
즉, 전력시장의 실시간 가격신호가 각 가정에 설치된 에너지관리장치(EMS)를 통하여 중계되며, 에너지관리장치(EMS)는 각 전기장치와 통신을 하며 이를 제어하므로 사용자는 에너지관리장치(EMS)를 보고 각 전기장치의 전력정보를 인식하고 이를 기초로 소모전력량이나 전기요금 한계설정 등과 같은 전력정보처리를 수행함으로써 에너지 및 비용을 절약할 수 있다.
여기서 에너지관리장치(EMS)는 사무실이나 가정에서 사용되는 로컬에너지관리장치(EMS)와, 상기 로컬에너지관리장치(EMS)와 양방향 통신을 하여 로컬에너지관리장치(EMS)에서 취합된 정보를 처리하는 중앙에너지관리장치(EMS)로 구성되는 것이 바람직하다.
스마트 그리드에서 공급자와 수요자간의 전력정보에 관한 실시간 통신이 가능하게 되기 때문에, "실시간 전력망 반응"을 현실화 시킬 수 있고, 이에 따라서, 피크 수요(peak demand)를 맞추는데 소요되는 높은 비용을 줄일 수 있다.
도2는 스마트 그리드의 주요 수요처인 가정에서의 전력공급네트워크 시스템(10)을 도시한 것으로서, 상기 전력공급네트워크 시스템(10)은 각 가정에 공급되는 전력 및 전기요금을 실시간으로 측정할 수 있는 계측장치(스마트미터)(20)와, 상기 계측장치(스마트미터)(20)와 연결되며 가전장치와 같은 복수개의 전기장치와 연결되고 이들의 동작을 제어하는 에너지관리장치(EMS)(30)을 구비한다.
여기서, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 현재의 전기 소모상태 및 외부의 환경(온도, 습도)를 표시하는 화면(31)을 구비하고, 사용자의 조작이 가능한 입력버튼(32) 등을 구비한 단말기 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 다시 가정 내부의 네트워크망을 통하여 냉장고(101), 세탁기 및 건조기(102), 에어컨(103), TV(105) 또는 조리기기(104)와 같은 전기제품과 연결되어, 이들과 양방향 통신을 하게 된다.
이러한 통신은 무선 또는 PLC와 같은 유선을 통하여 이루어질 수 있다.
그리고, 각 전기제품들도 다른 전기제품들과 연결되어 통신이 가능해지도록 배치하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 전력수요처로 전력을 공급하는 전력공급원(50)는 전력회사와 같이 계통전력망을 이용하여 발전소에서 생성된 전력을 공급하는 계통전원(51)과, 전력수요처와 연결되며 태양광 발전이나 풍력발전을 이용하는 자가발전시설(52)과, 계통전원(51) 또는 상기 자가발전시설(52)과 연결되어 이들로부터 공급되는 전력을 임시적으로 저장하였다가 전력수요처로 공급하는 축전지 또는 배터리와 같은 보조전원(53)을 포함한다.
여기서, 상기 보조전원(53)은 전력수요처 내부 또는 외부에 고정되는 형태로 마련되며 후술할 이동식 전력공급장치에 비하여 상대적으로 보다 많은 전력을 축전할 수 있는 고용량의 축전지 또는 배터리로 구성되는 것이 바람직하다.
전력수요처 내부에는 이동식 로봇 형태로 구성되는 이동식 전력공급장치(200)가 마련된다. 상기 이동식 전력공급장치(200)는 역시 전력 수요처 내부에 마련되는 도킹 스테이션 형태의 전력공급부(300)와 선택적으로 연결되어 축전을 하거나, 또는 축전된 전력을 소정의 전기제품에 공급하는 역할을 한다.
즉, 전력요금이 상대적으로 저렴한 시간대에서 축전된 전력이 적은 경우에는 상기 전력공급부(300)로 이동하고, 상기 전력공급부(300)와 도킹되어 전력을 공급받아서 축전을 한다.
그리고, 전력요금이 상대적으로 비싼 상태에서 특정 전기제품에서의 계통 전원을 통한 전력소비가 많아져서 그 전력소비로 인하여 누적 전력요금이 폭등할 가능성이 있는 경우, 이러한 전력요금의 상승을 방지하기 위해서, 소비되는 전력의 일부 또는 전부를 상기 이동식 전력공급장치(200) 내부에 축전된 전력을 충당하는 것이다.
이를 위하여, 상기 이동식 전력공급장치(200)는 전력을 공급받는 대상이 되는 전기제품으로 이동하여, 그 전기제품과 도킹하여 전력을 공급할 수 있다.
여기서, 상기 이동식 전력공급장치(200)는 상기 에너지 관리장치(30)와 통신 가능하게 마련되는 것이 바람직하다.
그리하여, 전력요금 정보를 포함한 전력관련 정보를 받아 그 정보에 근거하여 전력공급부(300)와 도킹하여 축전을 수행하거나, 또는 특정 전기제품(100)과 도킹하여 전력을 공급할 수 있다.
여기서 설명되지 않은 도면 부호 200a는 상기 이동식 전력공급장치(200)의 외관을 형성하는 본체이다.
도3은 본 발명의 에너지관리장치(EMS)의 일 실시예를 도시하고 있는데, 상기 에너지관리장치(EMS)는 터치패널(33)을 구비한 단말기 형태를 띠고 있다.
상기 터치패널(33)에는 현재 전기사용량, 및 전기요금, 그리고 누적된 히스토리에 의하여 예상되는 예상요금 및 이산화 탄소 발생량과 같은 금일의 에너지 정보와, 현재 시간 구간의 전기요금 및, 다음 시간구간의 전기요금 그리고, 전기요금이 변하는 시간대를 포함하는 실시간 에너지 정보 및 날씨정보가 디스플레이되는 화면(31)이 표시된다.
그리고, 터치패널의 화면(31)은 각 전기제품의 시간대별 전력소모량 및 그 변화를 나타내는 그래프를 포함하며, 상기 이동식 전력공급장치에서의 축전률도 표시할 수 있다.
이를 통하여 사용자는 축전량이 충분한지 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
한편, 이러한 화면(31)의 일측에는 사용자가 필요에 따라 전기제품의 동작 등을 설정할 수 있는 버튼부(32)가 마련된다.
이러한 버튼부(32)를 이용하여 사용자는 자기가 사용하고자하는 전력량 또는 전기요금의 한계를 설정할 수 있고, 이러한 설정에 따라 에너지관리장치(EMS)(30)는 각 전기제품의 동작을 제어할 수 있게 되는 것이다.
도4는 스마트 그리드 하에서의 전력공급원과, 가정 내의 전기제품에 대한 전력공급을 담당하는 전력공급네트워크 시스템의 제어블록도를 도시한 것이다.
상기 계통전원(51), 상기 자가 발전시설(52), 상기 보조전원(53) 등으로 구성되는 상기 전력공급원(50)은 상기 계측장치(스마트미터)(20)와 연결되고, 상기 계측장치(스마트미터)(20)는 상기 에너지관리장치(EMS)(30)와 연결된다.
여기서, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)의 구성을 보면, 제어부(35) 및 입력부(38), 통신부(34), 표시부(39)를 포함하고 있다.
상기 통신부(34)는 가정내의 전기제품, 즉, 냉장고(101), 세탁기 또는 건조기(102), 그리고, 공기조화기(103), 조리기기(104) 등과 통신을 하며, 이들의 전력정보 및 구동정보를 송수신하는 역할을 한다.
그리고, 상기 제어부(35)는 상기 입력부(38)에 의하여 사용자가 입력한 설정정보 및 기존에 누적된 전기제품의 동작 및 전력사용 히스토리 정보, 그리고 외부에서 공급되는 전력량을 실시간으로 파악하고 이들 정보를 실시간으로 처리하여 전기제품들의 동작을 제어하고, 이들 전기제품에 공급되는 전력을 제어한다.
한편, 도킹 스테이션 형태로 마련되어 상기 이동식 전력공급장치(200)와 선택적으로 도킹을 하는 상기 전력 공급부(300)는 상기 전력공급원(50)과 연결되어, 상기 전력공급부(300)에 상기 이동식 전력공급장치(200)가 도킹하는 경우, 상기 이동식 전력공급장치(200)에 전력이 공급되어 축전되도록 한다.
특히, 상기 이동식 전력공급장치(200)는 상기 에너지관리장치(30)의 제어를 받아서 상기 전력공급부(300)로 이동하여 도킹하여 축전을 수행할 수 있으며, 또는, 상기 에너지관리장치(30) 또는 스마트 미터(20)로 부터 전력요금 정보에 관한 사항을 받아서 현재 전력요금의 수준을 직접 판단하여, 전력요금이 비교적 싼 시간 구간에서 상기 전력공급부(300)와 도킹하여 축전을 수행할 수 도 있다.
도5에서 도시한 바와 같이, 상기 이동식 전력공급장치(200)의 구성을 보면, 외관을 형성하는 상기 본체(200a)와, 제어부(201)와, 상기 에너지관리장치(30) 또는 상기 스마트 미터(20) 또는 각 전기제품과 통신하여 전력정보 및 제어정보를 송수신하는 통신부(202)와, 현재의 축전상태 및 상기 이동식 전력공급장치(200)의 운전 상태를 표시하는 표시부(203)와, 모터 및 이와 연결되는 바퀴 등으로 구성되어 상기 이동식 전력공급장치(200)의 이동을 담당하는 구동부(204)를 포함한다.
또한, 상기 이동식 전력공급장치(200)에는 전력이 축전되는 배터리(205)와, 외부에서 전력이 인입되거나, 또는 외부로 전력이 인출되는 경우, 게이트 역할을 하는 단자부(208)과, 상기 배터리(205)와 상기 단자부(208) 사이에 마련되어, 인입되는 교류 전압을 직류전압으로 변환하는 정류기(206)와 컨버터(207)를 포함한다.
여기서, 상기 정류기(206)와 상기 컨버터(207)는 상기 배터리(205)와 상기 단자부(208) 사이에 마련된다.
상술하였다 시피, 상기 단자부(208)는 상기 전력공급부(300)에 마련되는 단자와 결합되어 축전시 전력 이동 채널의 역할을 하고, 또는 각 전기제품에 마련되는 단자부와 결합하여 전력 제공시 전력 이동 채널의 역할을 한다.
추가적으로, 상기 이동식 전력공급장치(200)에는 센서부(209)가 마련되어, 상기 이동식 전력공급장치(200) 주변의 전기제품 및 장애물의 위치, 또는 전력공급부(300)의 위치를 감지할 수 있다.
이와 같이 센서부(209)를 둔 이유는 장애물 및 기타 주변 물체와의 충돌을 방지하여 상기 이동식 전력공급장치(200)의 파손을 방지하기 위함이다.
또한, 전기제품이나 상기 전력공급부(300)의 위치를 일단 한번 파악하여 저장해 놓으면, 현재 위치에서 저장된 특정 전기제품 및 상기 전력공급부(300)의 위치 및 그 위치에 도달하기 위한 경로에 근거하여 보다 신속하게 해당 전기제품이나 전력공급부(300)에 도달할 수 있기 때문이다.
상기 센서부(209)는 초음파 센서, 적외선 센서인 경우도 가능하고 또는 카메라로 구성되어 주변의 상황을 촬영하여 주변 상황을 인식하는 것도 가능하다.
한편, 각 전기제품(100;101~104)) 에는 각 전기제품의 동작을 제어하는 제어부(101a,102a,103a, 104a)와, 상기 이동식 전력공급장치(200)에 마련되는 단자부(208)와 선택적으로 결합하는 단자부(101b,102b,103b, 104b)가 마련된다.
그리고, 직류로 저장된 전력을 교류로 전환시키는 인버터(101c,102c,103c, 104c)가 마련되어, 교류전압을 사용하는 구성요소에 전력이 공급되도록 한다.
다만, 교류전압을 사용하지 않는 전기제품이 있는 경우 이러한 인버터는 부가되지 않는다.
한편, 상기 인버터(101c,102c,103c, 104c)와 연결되고, 상기 제어부(101a,102a,103a, 104a)의 제어를 받아 동작하는 전력소비유닛(101d,102d,103d, 104d)도 포함되는데, 상기 전력소비 유닛은 전력을 소비하면서, 각 전기제품이 본연의 기능을 수행할 수 있도록 돕는 구성요소들을 말한다.
즉, 전기제품이 냉장고인 경우에는 압축기와, 제상히터, 또는 제빙장치가 전력소비 유닛에 포함될 것이고, 세탁기인 경우에는 드럼을 회전시키는 모터, 건조기인 경우에는 건조 히터, 에어컨인 경우에는 실내기 팬과 실외기 팬, 그리고 압축기 등이 이 범주에 들어갈 수 있다.
그리고, 상기 각 전기제품(100)에는 스위치부(101e,102e,103e,104e)가 마련되는데, 상기 스위치부(101e,102e,103e, 104e)의 기능은 전력요금이 저렴한 시간 구간에서는 계통전원에서 전력을 받고, 전력요금이 비싼 시간구간에서는 상기 이동식 전력공급장치(200)에서 받을 수 있게, 내부의 전력이동 통로를 변환하는 기능을 한다.
상기 스위치부(101e,102e,103e, 104e)는 상기 제어부(101a,102a,103a, 104a)의 제어를 받아서 동작을 하며, 상기 제어부(101a,102a,103a, 104a)는 통신부의 기능을 구비하고, 상기 에너지관리장치(30) 또는 상기 스마트 미터(20) 또는 상기 이동식 전력공급장치(200)와 통신을 하여, 그 통신 결과 주고 받은 전력요금정보를 포함한 전력정보를 근거로 하여 상기 스위치부(101e,102e,103e, 104e)를 제어한다.
그럼으로써 전력요금정보 또는 기타 정보에 따라서 단위 시간당 전력요금이 저렴한 경우에는 계통 전원의 전력을 공급받고, 비싼 경우에는 상기 이동식 전력공급장치(200)를 통하여 전력을 공급받을 수 있다.
상기 이동식 전력공급장치(200)는 상기 자가발전시설(52)이나 상기 보조전원(53)과 같이 전력을 공급할 수 도 있고, 또는 단독으로 전력을 공급할 수 도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작에 대하여 알아보기로 하겠다.
도4 및 도6에서 도시한 바와 같이, 전기제품이 작동을 하는 상태에서(S601), 상기 에너지관리장치(30) 또는 상기 스마트 미터(20) 등이 전력요금 정보 및 전력사용 정보를 포함하는 전력정보를 인식한다,
여기서 전력정보의 인식은 상기 에너지관리장치(30) 또는 스마트 미터(20)에서 이루어지고, 인식에 따른 결과인 축전 전력공급은 이들의 명령에 의하여 상기 자가발전시설(52), 상기 보조전원(53), 또는 상기 이동식 전력공급장치(200)가 수행하는 것이 바람직하다.
그러나, 이러한 정보는 상기 각 전기제품에 마련되는 제어부에 의하여 인식되거나 또는 상기 이동식 전력공급장치(200)의 제어부에 의하여도 인식될 수 도 있으며, 이러한 경우, 전력정보 인식의 결과(현재 시간이 전력요금이 소정 기준 이상이 되는 시간구간인지, 또는 축전이 가능한 축전허여시간구간에 속하는지 여부)에 따라서 필요한 동작을 수행할 수도 있다.
즉, 현재 시간이 전력요금이 소정 기준 이상인 경우에는 각 전기제품에서 계통전원의 사용을 감소시키고 그 대신에 대체 전력(보조전원 또는 이동식 전력공급장치, 또는 자가발전시설에서 공급될 수 있는 전력)을 사용하는 경우를 생각할 수 있다.
그리고, S602단계에서 현재 시간의 전력요금이 축전허여 범위에 속하는지 판단한다(S603). 판단결과, 현재 시간의 단위 시간당 전력요금이 축전 허여 범위에 속하는 경우, 도7(a)에서 도시한 바와 같이, 상기 전력공급부(300)로 상기 이동식 전력공급장치(200)가 이동하여 도킹하여 배터리에 전력을 축전할 수 있다(S604)
여기서 축전 허여 범위란 축전을 할 수 있을 정도로 전력요금이 저렴한 구간을 의미하며, 도8(a)를 참고하여 보면, t1으로 표시되는 시각 이전 시간 구간이나, 또는 t4으로 표시되는 시각 이후 시간 구간이 될 것이다.
한편, 상기 배터리에 축전이 일정 기준 이상 되는 상태에서, 시간이 경과함에 따라서, 단위 시간당 전력요금이 소정기준 이상인지 또는 특정 전기제품의 소비전력이 소정기준 이상인지 판단한다(S605).
판단 결과, 여기서 소정 기준은 계통 전원으로부터 공급되는 전력만을 사용하여도 전력요금의 부담이 그다지 크지 않는 경우와 그렇지 않은 경우를 나누는 기준이 될 것이며, 이 기준은 사용자가 정의할 수 도 있고, 아니면 외부에서 지정할 수도 있다.
즉, 단위 시간당 전력요금이 적절한지 여부를 판단하여, 전력요금이 비교적 싸다면, 계통전원을 계속 사용하고, 소정 기준을 초과하여 적절하지 않다고 판단되면, 계통전원(51)으로부터 전력공급을 차단하거나 전력공급량을 감소시키고, 보조전원(53)이나, 이동식 전력공급장치(200)로부터 전력을 공급받게 되는 것이다.
단위 시간당 전력요금의 변화 및 기준은 도8(a)에 도시되어 있다.
한편, 소비전력의 소정 기준이란, 특정 전기제품에서 소비되는 전력이 적절한지 여부를 판단하는 기준이 되는데, 여기서도, 전기제품의 소비전력이 그 기준을 넘어가게 되면, 그 만큼 전력요금이 증가하게 되는 것이므로, 그 기준을 넘어가면 초과분에 대해서는 보조전원(53)이나, 상기 이동식 전력공급장치(200)의 축전전력을 이용하는 것이다.
소비전력의 변화 및 그 기준은 도8(b)에 도시되어 있다.
도8(a)에서 상기 축전허여 기준과 단위 시간당 전력요금의 기준은 서로 다른 것으로 표시되어 있지만, 같은 값을 가지는 것도 무방하다.
도6으로 돌아와서, S605단계에서, 단위 시간당 전력요금이나 소비전력이 소정 기준 이하라고 판단되면, 현재로써는 계통 전원 이외의 전력을 사용할 필요는 없으므로 상기 이동식 전력공급장치의 배터리에 축전된 전력은 미사용 상태를 유지한다(S609).
그러나, 단위 시간당 전력요금이나 소비전력이 소정 기준 이상이 되는 경우, 즉, 도8(a)에서는 t2~t3구간, 도8(b)에서는 t5~t6구간, t7~t8구간 인 경우, 상기 이동식 전력공급장치를 이용하여 전력을 공급해야할 필요가 생긴다.
따라서, 우선 배터리의 축전량이 기준량 이상인지 판단하여, 축전량이 충분한지 여부를 판단하고,
축전량이 그 기준량 이상이 되는 경우에는 도7(b)와 같이, 상기 이동식 전력공급장치(200)가 전기제품(100)으로 이동하여, 전기제품에 마련되는 단자부와 상기 이동식 전력공급장치에 마련되는 단자부가 연결되어, 배터리에 축전된 전력이 해당 전기제품으로 전달된다.
20: 계측장치(스마트미터) 30: 에너지관리시스템
100: 전기제품 200: 이동식 전력공급장치
201: 제어부 202: 통신부
203: 표시부 204: 구동부
205: 배터리 206: 정류기
207: 컨버터 208: 단자부
209: 센서부

Claims (8)

  1. 전력이 축전되는 배터리를 포함하는 본체와;
    상기 본체를 구동시키는 구동부와;
    상기 본체에 마련되고, 외부에서 제공되는 전력관련 정보에 따라서 상기 배터리에 전력을 축전하거나, 또는 상기 배터리에 축전된 전력을 소정의 전기제품에 공급하기 위하여 상기 구동부를 제어하여 해당 전기제품으로 상기 본체를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    외부에서 제공되는 전력관련 정보는 시간에 따라 변화하는 단위 시간당 전력요금정보를 포함하되,
    상기 전력관련 정보를 수신하고, 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부로 상기 전력관련 정보를 제공하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 전기제품이나, 상기 본체 외부에 마련되는 에너지관리장치 또는 스마트 미터와 통신 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    단위 시간당 전력요금이 축전 허여 기준 이하가 되는 경우, 상기 제어부는 상기 구동부를 제어하여 상기 전력공급부 방향으로 상기 본체가 움직이도록 하여, 상기 전력공급부와 상기 배터리를 연결하여 축전이 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치.
  5. 제3항에 있어서,
    단위 시간당 전력요금이 소정 기준 이상이 되는 경우, 상기 제어부는 상기 구동부를 제어함으로써 소정의 전기제품으로 상기 본체가 움직이도록 하되,,
    상기 전기제품과 상기 배터리가 연결되어 상기 배터리에서 상기 전기제품 방향으로 전력이 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치.
  6. 제3항에 있어서,
    특정 전기제품의 소비전력량이 소정 기준 이상이 되는 경우, 상기 제어부는 상기 구동부를 제어함으로써 해당 전기제품으로 상기 본체가 움직이도록 하되,
    상기 전기제품과 상기 배터리가 연결되어 상기 배터리에서 상기 전기제품 방향으로 전력이 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체 내부에 마련되어 상기 본체 외부에 마련되는 전력공급부와 착탈가능하게 결합하여 전력공급부로부터 상기 배터리로 전력을 공급하는 단자부와;
    상기 단자부와 연결되어 단자부에서 유입되는 전력의 전압이 교류인 경우, 이를 직류로 전환하는 정류기 및 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 전력공급장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단자부는 상기 구동부의 동작에 의하여 상기 본체가 이동하는 경우, 전력공급 대상이 되는 전기제품 또는 상기 전력공급부에 착탈가능하게 연결될 수 있게 마련되는 것을 특징으로 하는 이동시 전력공급장치.
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