KR20130078354A - 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ｅｓｓ) 운용 방법 - Google Patents

진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ｅｓｓ) 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 저장 시스템 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 저장 시스템에 진동센서를 이용하여 지진 및 진동에 대한 정확한 센싱을 하고 이를 분석하여 지진에 대한 정전에 대비할 수 있도록 한 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 진동센서가 진동신호를 검출하여 배터리 관리 시스템으로 출력하는 단계(S10); 상기 진동신호가 상기 배터리 관리 시스템으로 입력되면(S20), 상기 터리 관리 시스템이 입력된 신호를 진동 세기로 분석하는 단계(S30); 상기 배터리 관리 시스템은 상기 진동 세기가 지진 진도의 설정된 진도 이상이라면 상기 배터리 관리 시스템은 신호입력시간을 저장하는 단계(S50); 상기 설정된 진도 이상의 신호가 계속해서 유입되지 않는다면 상기 배터리 관리 시스템은 상기 신호 입력 종료시간을 저장하고, 지진 신호 유입 카운트를 증가하는 단계(S70);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법을 제공한다.

Description

진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ＥＳＳ) 운용 방법{Use Method Of Energy Storage System Through Vibration Sensing}
본 발명은 에너지 저장 시스템 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 저장 시스템에 진동센서를 이용하여 지진 및 진동에 대한 정확한 센싱을 하고 이를 분석하여 지진에 대한 정전에 대비할 수 있도록 한 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)은 에너지를 배터리처럼 저장해서 언제든 꺼내 쓸 수 있는 저장장치를 의미하는 것으로, 지금까지의 전기에너지는 생산과 저장의 차이가 있어 전기에너지를 사용하는데 있어 생산이 함께 움직여줘야 하는데 ESS는 에너지를 효과적으로 저장해 사용하는 것으로 에너지 생산에 대한 여유를 가질 수 있게 해준다.
그래서 ESS가 활성화되면 비교적 에너지 소비량이 적은 새벽에 생산되는 에너지를 저장하여 에너지 공급이 몰릴 때 효과적으로 사용할 수 있고 에너지 생산 가동률을 높일 수 있다.
그리고 미미하게 모이는 신재생에너지를 축적하여 에너지를 나눠 쓸 수 있기 때문에 지금의 전력난을 많이 해소시킬 수 있는 중요한 에너지 시스템으로 인식되고 있다.
제주도에서 펼쳐지는 ESS 실증 사업은 한 개의 변전소와 맞먹는 규모의 8메가 와트급으로 진행되고 있어 전력난을 해소해 줄 수 있는 것으로 기대가 되고 있다.
근래 국가적 차원에서 에너지 확보를 위한 신재생 에너지 보급 확대 정책으로 풍력, 태양광 등의 에너지 생산 설비가 급속히 증가하는 추세이다.
이러한, 신재생 에너지는 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 선진국을 비롯하여 각 국가에서 연구가 활발히 진행 중이다.특히 신재생 에너지 중 태양 에너지를 이용하여 전력을 발전시키는 태양광 발전 시스템은 공해가 없고, 설치 및 유지보수가 용이하다는 장점 등으로 인해 최근 각광을 받고 있다.
이러한 태양광 발전 시스템에는 태양광 발전시스템 단독으로만 운전하는 독립형 발전 시스템과, 태양광 발전 시스템과 상용전력 계통과 연계하여 운전하는 계통연계형 발전 시스템 두 종류가 있다.
태양광 발전 시스템을 구성하는 컨버터와 인버터는 시스템 설계시 설정된 정격전압이나 정격전류에 따라 내부 회로 소자가 결정된다. 이 경우 용량이 고정되어 있기 때문에 용량 확장이 요청되는 경우 별도의 시스템을 구축해야 하므로 공간적, 소비전력 면에서 어려운 점이 있다.
그 중에서 대한민국 등록특허 10-1084214호(계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법)에서는 공간 및 소비전력을 개선하면서 용량을 확장할 수 있는 전력저장 시스템에 대하여 게시하고 있다.
그러나 종래의 기술에서는 대부분의 경우 소비전력을 개선하면서 용량을 확장하는데 초점을 맞추고 있을 뿐, 에너지 저장 시스템이 설치된 요소에 대한 위험 감지, 그 중에서도 지진에 따른 에너지 저장 시스템의 변화에 대한 구성이나 대응방안에 대하여는 게시하고 있지 않아 이에 대한 대책이 시급하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 에너지 저장 시스템에 진동센서를 이용하여 지진 및 진동에 대한 정확한 센싱을 하고 이를 분석하여 지진에 대한 정전에 대비할 수 있도록 한 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법은, 진동센서가 진동신호를 검출하여 배터리 관리 시스템으로 출력하는 단계; 진동신호가 배터리 관리 시스템으로 입력되면, 배터리 관리 시스템이 입력된 신호를 진동 세기로 분석하는 단계; 배터리 관리 시스템은 진동 세기가 지진 진도의 설정된 진도 이상이라면 배터리 관리 시스템은 신호입력시간을 저장하는 단계; 설정된 진도 이상의 신호가 계속해서 유입되지 않는다면 배터리 관리 시스템은 신호 입력 종료시간을 저장하고, 지진 신호 유입 카운트를 증가하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 진동센서는 지진센서(seismic sensor)인 것이 바람직하다.
그리고, 설정된 진도는 진도 1을 기준으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 배터리 관리 시스템은 진동신호를 분석하여 진동신호의 진동의 세기, 지속 시간, 주기 데이터를 모으고(logging) 이를 분석하며 에너지 저장 시스템의 운용자에게 지진이 감지되었음과 발생 주기를 알리는 것이 바람직하다.
또한, 에너지 저장 시스템의 운용자에게 지진이 감지되었음과 발생주기를 알리는 것은 디스플레이부를 통해 알리는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 에너지 저장 시스템에서 지진에 대한 감지를 하고 이를 저장 및 분석함으로써 시스템 사용자(운용자)는 이러한 분석 결과를 토대로 정전에 대비하여 에너지 저장 시스템을 충전함으로써 지진에 의한 정전에도 전기 에너지를 안정적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 에너지 저장 시스템에 진동 센서를 추가하여 지진을 감지하고 지진의 세기, 주기, 지속시간을 표시해 줌으로서, 사용자로 하여금 에너지 저장 시스템의 방전 상태 확인 및 충전을 통하여 정전에 대비하여 에너지 저장 시스템을 오래 사용하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진동센서를 통한 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명에 따른 진동센서를 통한 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 진동센서를 통한 에너지 저장 시스템(100)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 진동센서(vibration sensor)(10), 배터리 관리 시스템(20), 디스플레이부(30), 충전기(40), 배터리(50) 및 인버터(60)로 구성된다.
여기서, 진동센서(10)는 기계적인 구조물 및 운동체의 진동을 검출한다. 이때, 진동센서(10)는 진동원 및 주파수에 따라 응용할 수 있는 센서가 결정되는데, 본 발명에서는 지진센서(seismic sensor)를 이용한다.
배터리 관리 시스템(20)은 진동센서(10)로부터 검출된 진동신호를 입력받아 분석하여 진동의 세기로 변환하여 데이터화하며, 데이터화한 진동신호에 따라 배터리(50)의 충전전압, 전류 및 온도 변화에 따라 배터리(50)를 효율적으로 관리하기 위한 시스템이다. 예를 들어 변환한 데이터가 진도 1 이상, 즉, 지진으로 감지될 정도의 세기면 신호 입력 시작시간을 저장한다. 또한, 진동의 세기가 진도 1 이하로 줄어들면 진동신호 입력 종료시간을 저장하고, 신호 입력 시작시간과 차를 계산하여 신호 유입 지속 시간을 저장하며, 지진 신호 유입 카운트를 하나 추가한다. 그리고 이때의 배터리(50)의 충전전압 변화, 전류 변화 및 온도 변화를 관리한다.
디스플레이부(30)는 배터리 관리 시스템(20)에서 지진 유입 신호 유입 카운트를 디스플레이하여 사용자에게 지진 발생에 대한 정보를 전달한다. 이때, 에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storagy System) 사용자(운영자)는 지진 신호 유입 카운트와 배터리 관리 시스템(20)에 저장된 진동 세기, 지속시간을 통하여 지진의 발생 여부를 인지하고 에너지 저장 시스템의 상태 점검 및 방전 상태에 따른 충전을 할 수 있게 하여 앞으로의 지진 발생에 따른 정전에 대비할 수 있게 된다.
충전기(40)는 외부전원을 배터리(50)를 충전시키고, 인버터(60)는 충전기(40)에서 배터리(50)로 충전시키는 외부 전원이 안정적으로 충전되도록 하거나, 배터리(50)의 전원이 안정적으로 출력되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법은 도 2에 나타낸 바와 같이,
진동센서가 진동신호를 검출하여 배터리 관리 시스템으로 출력한다(S10).
그에 따라 진동센서 신호 출력이 배터리 관리 시스템으로 입력된다(S20).
배터리 관리 시스템은 입력된 신호를 진동 세기로 분석한다(S30).
그 다음 배터리 관리 시스템은 진동 세기가 지진 진도의 설정된 진도(예로써 진도 1)이상인가를 판단한다(S40).
판단결과(S40) 진동의 세기가 설정된 진도 이상이 아니면 진동센서가 진동 신호를 검출하여 출력하는 단계(S10)로 복귀한다.
그러나 판단결과(S40) 진동의 세기가 설정된 진도 이상이라면 배터리 관리 시스템은 신호입력시간을 저장한다(S50).
그리고 설정된 진도 이상의 신호가 계속해서 유입되는 가를 판단한다(S60).
판단결과(S60) 설정된 진도 이상의 신호가 계속해서 유입되면 진동센서가 진동 신호를 출력하는 단계(S10)로 복귀한다.
그러나 판단결과(S60) 설정된 진도 이상의 신호가 계속해서 유입되지 않는다면 배터리 관리 시스템은 신호 입력 종료시간을 저장하고, 지진 신호 유입 카운트를 증가한다(S70).
이와 같이 진동센서를 에너지 저장 시스템 내의 배터리 관리 시스템에 추가하여 진동을 감지하여 신호로 받아들이고 이것을 분석하는 경우 진동의 세기, 지속 시간, 주기 데이터를 모으고(logging) 이를 분석하며 에너지 저장 시스템의 디스플레이부를 제어하여 사용자에게 지진이 감지되었음과 발생 주기를 알려준다. 이때, 에너지 저장 시스템은 대기 시 소비 전류가 흐르므로 충전을 마친 후 방전이 일어나 에너지 저장 시스템을 사용하기 전까지 자연 방전에 대한 에너지 저장 시스템의 에너지량을 사용자가 인지하게 하고 충전을 통하여 미리 정전에 대비하도록 하여 에너지 저장 시스템을 안정적으로 사용할 수 있는 효과가 있는 것이다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 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 한다.
10 : 진동센서 20 : 배터리 관리 시스템
30 : 디스플레이부 40 : 충전기
50 : 배터리 60 : 인버터
100 : 에너지 저장 시스템

Claims (5)

  1. 진동센서가 진동신호를 검출하여 배터리 관리 시스템으로 출력하는 단계(S10);
    상기 진동신호가 상기 배터리 관리 시스템으로 입력되면(S20), 상기 터리 관리 시스템이 입력된 신호를 진동 세기로 분석하는 단계(S30);
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 진동 세기가 지진 진도의 설정된 진도 이상이라면 상기 배터리 관리 시스템은 신호입력시간을 저장하는 단계(S50);
    상기 설정된 진도 이상의 신호가 계속해서 유입되지 않는다면 상기 배터리 관리 시스템은 상기 신호 입력 종료시간을 저장하고, 지진 신호 유입 카운트를 증가하는 단계(S70);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진동센서는 지진센서(seismic sensor)인 것을 특징으로 하는 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 설정된 진도는 진도 1을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 이상인 것을 특징으로 하는 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 진동신호를 분석하여 상기 진동신호의 진동의 세기, 지속 시간, 주기 데이터를 모으고(logging) 이를 분석하며 에너지 저장 시스템의 운용자에게 지진이 감지되었음과 발생 주기를 알리는 것을 특징으로 하는 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에너지 저장 시스템의 운용자에게 상기 지진이 감지되었음과 발생주기를 알리는 것은 디스플레이부를 통해 알리는 것을 특징으로 하는 진동 센싱을 통한 에너지 저장 시스템(ESS) 운용 방법.
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