KR20120077941A

KR20120077941A - 태양광을 이용한 이중 충전 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120077941A
Application number: KR1020100140081A
Authority: KR
Inventors: 조경래
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-07-10

Abstract

본 발명은 태양광을 이용하여 생산한 전력을 이용하여 전기 장치에공급하고, 상기 태양광에 의해 생산된 전력이 소모되면 계통측으로부터 수신한 전력을 전기 장치에 공급함으로써, 태양광 에너지를 이용한 전력 공급 장치의 단점을 보완하는 방법을 제공한다.

Description

태양광을 이용한 이중 충전 장치 및 방법{A DUAL CHARGING APPARATUS USING PHOTOVOLTAIC AND A METHOD THEREOF}

본 발명은 태양광을 이용한 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 태양광을 이용하여 생산한 전력을 이용하여 전기 장치에공급하고, 상기 태양광에 의해 생산된 전력이 소모되면 계통측으로부터 수신한 전력을 전기 장치에 공급함으로써, 태양광 에너지를 이용한 전력 공급 장치의 단점을 보완하는 방법을 제공한다.

최근 전기 자동차에 대한 관심이 급증하고, 전기 자동차는 미래 산업으로 많은 주목을 받고 있다.

전기 자동차에는 대형 충전지가 장착되어 있으며, 이를 충전하기 위해 휘발유 자동차들과 마찬가지로 곳곳에 충전소가 설치될 것으로 예상된다. 이들 충전소에서는 계통으로부터 수신한 전기를 전기 자동차에 공급하게 되지만, 이에 친환경적인 태양광 에너지를 접목할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 일반적인 계통으로부터 전력을 공급받아 제공하는 전력 공급 장치에 태양광 발전 시스템을 설치하고 이를 연계함으로써 계통에서 받는 전력량을 줄이는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 충전 장치는, 태양광을 사용하여 전력을 생산하여 저장하고, 상기 저장된 전력으로 전기 장치를 충전하는 태양광 발전부; 및 상기 태양광 발전부와 연결되고, 상기 태양광 발전부에 저장된 전력량이 일정량 이하가 되면, 계통으로부터 전력을 수신하여 상기 전기 장치를 충전하는 계통 충전부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 충전 방법은, 태양광을 사용하여 전력을 생산하여 충전지에 저장하는 단계; 전기 장치가 플러그인 되면 상기 저장된 전력으로 전기 장치를 충전하는 단계; 및 상기 저장된 전력량이 일정량 이하가 되면, 계통으로부터 전력을 수신하여 상기 전기 장치를 충전하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 일반적인 계통으로부터 전력을 공급받아 제공하는 전력 공급 장치에 태양광 발전 시스템을 설치하고 이를 연계함으로써 계통에서 받는 전력량을 줄일 수 있다.

또한, 태양광 발전 시스템을 주 공급원으로 사용하고, 계통 전력을 보완 수단으로 사용함으로써, 태양광 발전 시스템을 단독으로 하는 경우에 발생하는 문제점인 생산된 전력이 모자라는 문제에도 대비할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 사용한 이중 충전 장치의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 발전부(10+20)의 전력 저장 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 태양광 발전부(10+20)에서 생산된 전력과 계통(30)으로부터 수신한 전력으로 이중으로 전력을 충전하는 방법을 나타내는 순서도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 사용한 이중 충전 장치의 구성을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 사용한 이중 충전 장치는, 태양광을 사용하여 전력을 생산하여 저장하고, 상기 저장된 전력으로 전기 장치(50)를 충전하는 태양광 발전부(10+20), 및 상기 태양광 발전부(10+20)와 연결되고, 상기 태양광 발전부(10+20)에 저장된 전력량이 일정량 이하가 되면, 계통(30)으로부터 전력을 수신하여 상기 전기 장치(50)를 충전하는 계통 충전부(40)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 전기 장치(50)는 전기 자동차 등 임의의 직류 전원을 필요로 하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 전기 장치(50)가 플러그인 되지 않았을 때는 태양광 발전부(10+20)에 의해 전력이 생산되고, 생산된 전력은 충전지(24)에 저장된다. 충전지(24)가 완충되면 전력 생산은 중단된다.

태양광 발전부(10+20)에 의해 충전지(24)를 충전하는 중에, 또는 충전이 완료된 후에 전기 장치(50)가 플러그인되면, 충전지(24)에 저장된 전력이 전기 장치(50)에 공급된다.

태양광 발전부(10+20)의 충전지(24)에 저장된 전력이 소모되면, 즉 남은 전력량이 예컨대 10% 이하가 되면, 계통 충전부(40)가 동작하여 계통(30)으로부터 수신한 전력을 전기 장치(50)에 공급한다.

후술하는 바와 같이, 태양광 발전부(10+20) 내에 포함된 DC 링크부(22)와 계통 충전부(40)의 DC 링크부(42)는 서로 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 태양광 발전부(10+20)는, 직류 전력을 생산하는 솔라셀 어레이(10)와, 인버터 모듈(20)로 구성된다.

상기 인버터 모듈(20)은, 상기 변환된 직류 전력에 대해 MPPT 제어를 수행하는 직류-직류 컨버터(21), 상기 직류 전력을 저장하는 충전지(24), 상기 충전지(24)가 완충되면 상기 충전지(24)의 충전을 중단시키는 충전지 스위치(25), 상기 직류 전력을 평활하는 DC 링크부(22)를 포함하고, 상기 태양광 발전부(10+20)의 DC 링크부(22)와 상기 계통 충전부(40)의 DC 링크부(42)는 연결부(26)에 의해 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 계통 충전부(40)는, 계통(30)으로부터 교류 전력을 수신하여 직류로 변환하는 교류-직류 컨버터(41), 상기 변환된 직류 전력을 평활하여 전달하는 DC 링크부(42), 및 상기 평활된 직류 전력을 출력 전력을 변환하는 직류-직류 컨버터(43)를 포함하고, 상기 계통 충전부(40)의 DC 링크부(42)와 상기 태양광 발전부(10+20)의 DC 링크부(22)는 연결부(26)에 의해 연결된다. DC 링크부(22,42)는 평활 캐패시터로 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 발전부(10+20)의 전력 저장 방법을 나타내는 순서도이다.

단계(S11)에서 솔라셀 어레이(10)에 태양광으로 전력을 생산한다.

단계(S12)에서 생산된 전력을 충전지(24)에 저장한다.

단계(S13)에서 충전지(24)가 완충되었는지 판단하고, 충전지(24)가 완충되었으면, 단계(S14)에서 충전지 스위치(25)를 오픈하여 충전을 중단하여 과도 충전으로 인한 충전지의 손상을 방지한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 태양광 발전부(10+20)에서 생산된 전력과 계통(30)으로부터 수신한 전력으로 이중으로 전력을 충전하는 방법을 나타내는 순서도이다.

단계(S21)에서 태양광으로 전력을 생산하여 충전지에 저장한다. 이 단계는 도 3에 도시된 방법에 따라 수행될 수 있다.

단계(S22)에서 전기 장치가 플러그인되었는지를 검출한다. 전기 자동차 등 전기 장치(50)의 플러그인이 검출되지 않으면 태양광에 의해 충전지를 충전하는 단계를 반복한다.

전기 장치가 플러그인 되었음이 검출되면, 단계(S23)에서 태양광 발전부(10+20)의 충전지에 저장되어 있는 전력을 전기 장치(50)에 공급한다.

단계(S24)에서 태양광 발전부(10+20)의 충전지(24)에 저장된 전력이 일정량, 예컨대 10% 이하로 떨어졌는지를 판단한다. 저장된 전력이 일정량 이하로 소모되었으면, 단계(S25)에서 계통(30)으로부터 전력을 수신하여 전기 장치에 공급한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 솔라셀 어레이 20 : 인버터 모듈
21 : 직류-직류 컨버터 22 : DC 링크부
24 : 충전지 25 : 충전지 스위치
26 : 연결부 30 : 계통 40 : 계통 충전부 41 : 교류-직류 컨버터
42 : DC 링크부 43 : 직류-직류 컨버터
50 : 전기 장치

Claims

태양광을 사용하여 전력을 생산하여 저장하고, 상기 저장된 전력으로 전기 장치를 충전하는 태양광 발전부; 및
상기 태양광 발전부와 연결되고, 상기 태양광 발전부에 저장된 전력량이 일정량 이하가 되면, 계통으로부터 전력을 수신하여 상기 전기 장치를 충전하는 계통 충전부를 포함하는 이중 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 태양광 발전부는,
직류 전력을 생산하는 솔라셀 어레이;
상기 변환된 직류 전력에 대해 MPPT 제어를 수행하는 직류-직류 컨버터;
상기 직류 전력을 저장하는 충전지;
상기 충전지가 완충되면 상기 충전지의 충전을 중단시키는 충전지 스위치;
상기 직류 전력을 평활하는 DC 링크부; 및
상기 태양광 발전부의 DC 링크부와 상기 계통 충전부의 DC 링크부를 연결하는 연결부를 포함하는 이중 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 계통 충전부는,
계통으로부터 교류 전력을 수신하여 직류로 변환하는 교류-직류 컨버터;
상기 변환된 직류 전력을 평활하여 전달하는 DC 링크부;
상기 평활된 직류 전력을 출력 전력을 변환하는 직류-직류 컨버터;
상기 계통 충전부의 DC 링크부와 상기 태양광 발전부의 DC 링크부를 연결하는 연결부를 포함하는 이중 충전 장치.
태양광을 사용하여 전력을 생산하여 충전지에 저장하는 단계;
전기 장치가 플러그인 되면 상기 저장된 전력으로 전기 장치를 충전하는 단계; 및
상기 저장된 전력량이 일정량 이하가 되면, 계통으로부터 전력을 수신하여 상기 전기 장치를 충전하는 단계를 포함하는 이중 충전 방법.
제4항에 있어서,
상기 태양광을 사용하여 전력을 생산하여 충전지에 저장하는 단계는,
태양광을 사용하여 직류 전력을 생산하는 단계;
상기 생산된 전력을 상기 충전지에 저장하는 단계; 및
상기 충전지가 완충되면 상기 충전지의 충전을 중단시키는 단계를 포함하는 이중 충전 방법.
제4항에 있어서,
상기 계통으로부터 전력을 수신하여 상기 전기 장치를 충전하는 단계는,
상기 계통으로부터 교류 전력을 수신하여 직류로 변환하는 단계;
상기 변환된 직류 전력을 평활하는 단계;
상기 변환된 직류 전력을 상기 전기 장치에 공급할 전력으로 변환하는 단계를 포함하는 이중 충전 방법.