KR20130093979A - Electric power transport system and method using secondary battery - Google Patents

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KR20130093979A
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박찬민
조영보
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주식회사 엘지화학
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Abstract

PURPOSE: Electricity transfer system and method using a secondary battery are provided to prevent the power loss by effectively using the green energy. CONSTITUTION: A power generation plant generates electric power using the green energy. A power transmission line (120) transmits power generated from the power generation plant. A mobile power storage apparatus (130) stores the transmitted power. A crane apparatus (140) loads the mobile power storage apparatus on a tank ship. The crane apparatus unloads the mobile power storage apparatus from the tank ship.

Description

이차전지를 이용한 전력 운송 시스템 및 방법{ELECTRIC POWER TRANSPORT SYSTEM AND METHOD USING SECONDARY BATTERY} Power transfer system and method using secondary batteries {ELECTRIC POWER TRANSPORT SYSTEM AND METHOD USING SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지를 이용한 전력 운송 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그린 에너지로부터 생산된 전력을 송전 시스템 없이 운송할 수 있는 전력 운송 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power transport system and method using a secondary battery, and more particularly to a power transport system and method that can transport power generated from green energy without a power transmission system.

현대 사회는 대량의 전기 에너지에 의해 유지되고 있다고 해도 과언이 아니다. 많은 사람이 공조 시스템에 의해 쾌적화된 건물에서 지내며, 휴대전화를 이용하여 멀리 떨어진 사람과 통화하며, 지하철을 이용하여 원하는 장소로 이동한다. 이처럼, 전기는 물과 공기처럼 그 존재마저 인식하지 못할 정도로 현대 사회의 구석구석까지 침투하여 중심 에너지원으로 사용되고 있다.It is no exaggeration to say that modern societies are maintained by large amounts of electrical energy. Many people live in buildings that are comfortable with the HVAC system, use mobile phones to talk to distant people, and use the subway to get to the desired location. Like this, electricity penetrates every corner of modern society so that even its existence, like water and air, cannot be recognized and used as a central energy source.

한편, 세계의 인구는 산업 혁명을 이후로 급격하게 증가하였다. 2012년 현재 전 세계 인구는 약 70억 명으로 추정하고 있다. 그리고 매년 1억 명씩 계속 증가하여, 2050년에는 전 세계 인구가 100억 명을 돌파할 것으로 예상되고 있다.Meanwhile, the world's population has increased dramatically since the Industrial Revolution. As of 2012, the world population is estimated at about 7 billion. It is expected to grow by 100 million people every year, and by 2050 the world population will exceed 10 billion.

인구의 폭발적 증가로 인해 떠오르는 문제는 식량위기와 에너지위기이다. 특히, 전술한 것과 같이 현대인의 편리하고 쾌적한 생활 유지를 위해 대량의 전기 에너지를 소비하고 있어 에너지문제는 커다란 위기로 다가올 것이다. 이러한 사회 유지에 필요한 전기 에너지는 크게 화력 발전과 원자력 발전에 의해 생산되어 공급되고 있다.The problems that arise from the explosive growth of the population are the food crisis and the energy crisis. In particular, as described above, a large amount of electric energy is consumed to maintain a convenient and comfortable life of modern people, so the energy problem will come to a big crisis. Electric energy necessary for the maintenance of society is largely produced and supplied by thermal power generation and nuclear power generation.

화력 발전은 화석 연료인 석유, 석탄, 천연가스 등을 주 에너지원으로 이용하여 전기를 생성한다. 화력 발전은 화석 연료를 연소시켜 얻은 열 에너지로 물을 끓여 증기를 만들고, 증기의 압력을 이용하여 터빈을 구동시켜 발전하는 방식이다. 그러나, 화석 연료는 지구상에 매장량이 제한되어 있다. 현재 전 세계적으로 1년간 사용하는 화석 연료를 석유로 환산하면, 약 100억 톤이다. 이와 같은 대량 소비를 계속할 경우, 석유는 45년, 천연가스는 55년, 석탄은 230년 후에 모두 고갈될 것으로 예상된다.Thermal power generation generates electricity by using fossil fuels such as petroleum, coal and natural gas as main energy sources. Thermal power generation is a method of generating steam by boiling water with thermal energy obtained by burning fossil fuels and generating a turbine by using steam pressure. However, fossil fuels have a limited reserve on Earth. The amount of fossil fuel currently used worldwide for one year is about 10 billion tons. If this mass consumption continues, oil is expected to be depleted after 45 years, natural gas 55 years and coal 230 years.

화석 연료를 이용한 발전은 자원의 고갈 외에 심각한 환경 문제를 야기한다. 화석 연료를 연소시킬 때 발생되는 불완전 연소물과 질소 산화물이 대기 중으로 날아가 발생시키는 산성비 및 대기 오염 문제는 이미 현대 사회의 큰 문제 중 하나이다. 게다가, 화석 연료는 연소 시 반드시 이산화탄소를 배출하는데 이로 인한 지구온난화의 문제는 심각한 수준이다.Power generation using fossil fuels causes serious environmental problems besides the depletion of resources. The problems of acid rain and air pollution caused by incomplete combustion products and nitrogen oxides flying into the atmosphere when burning fossil fuels are already a big problem in modern society. In addition, fossil fuels emit carbon dioxide during combustion, which is a serious global warming problem.

반면, 원자력 발전은 환경 문제를 가지고 있지 않다는 점에서 화석 연료를 이용한 발전 방식에 비해 장점을 가지고 있다. 그러나 마찬가지로, 원자력 발전의 원료인 우라늄은 그 매장량이 전 세계적으로 50년간 사용할 수 있는 양으로 매우 제한적이다. 또한, 원자력 발전은 방사능이라는 치명적인 위험을 항상 가지고 있다는 점에서 문제가 있다.On the other hand, nuclear power has advantages over fossil fuel generation in that it does not have environmental problems. But likewise, uranium, a raw material for nuclear power, is very limited in its reserves that can be used worldwide for 50 years. In addition, nuclear power is problematic in that it always carries a deadly risk of radiation.

원자력 발전은 운용과정에서 생성되는 방사능 폐기물을 처리하기 위한 비용 및 환경적 문제를 가지고 있다. 또한, 1986년 체르노빌 원전사고와 최근 일본 대지진으로 인한 후쿠시마 원전사고는 원자력 발전이 가진 치명적 위험성을 그대로 보여준 사고이다.Nuclear power has a cost and environmental problem for treating radioactive waste generated during operation. In addition, the Chernobyl nuclear accident in 1986 and the Fukushima nuclear accident caused by the recent earthquake in Japan are the fatal dangers of nuclear power.

이처럼 현대 사회는 전력 수요의 증대에 수반하여, 전력의 안정공급(Energy Security), 전기요금의 가격절감과 경제적 성장(Economic Growth), 환경과의 조화(Environmental Protection)의 세 가지 상반하는 문제에 직면하고 있다. 이와 같은 트릴레마(Trilemma) 증후군 문제를 해결할 수 있는 방법으로 최근 그린 에너지를 이용한 전력 생산이 주목을 받고 있다.As the demand for electricity increases, the modern society faces three opposing problems: energy security, electricity price reduction and economic growth, and environmental protection. Doing. In order to solve the Trilemma syndrome problem, power generation using green energy has recently attracted attention.

그린 에너지란 태양광, 태양열, 바람, 조수차, 수력, 지열 등 자연에 존재하는 에너지를 의미한다. 그린 에너지는 자원 고갈 및 환경 오염의 문제가 없다는 점에서 각광을 받고 있다. 그러나, 초기 투자 비용이 많이 필요하다는 점, 날씨와 기후같은 자연 환경의 영향을 많이 받는 점, 발전 플랜트의 건설 위치가 제한되는 점 등 단점이 있다.Green energy refers to energy that exists in nature such as sunlight, solar, wind, tide, hydro, and geothermal energy. Green energy is in the limelight in that there is no problem of resource depletion and environmental pollution. However, there are disadvantages such as the high initial investment cost, the influence of the natural environment such as weather and climate, and the limited construction location of the power plant.

특히, 태양광 또는 풍력 발전과 같이 환경에 의한 지리적 제한이 많은 경우, 전력 수요지와 멀어지는 부가적인 문제가 있다. 경우에 따라서는 전력 생산지와 전력 수요지 관계가 국가 대 국가의 관계가 될 수 있다. 이 경우, 생산된 전력을 송전하기 위해 대규모의 송전탑 및 송전 라인을 필요로 한다.In particular, when there are many geographical restrictions due to the environment, such as solar or wind power generation, there is an additional problem away from the power demand. In some cases, the relationship between power generation and power demand can be a state-to-state relationship. In this case, large-scale power transmission towers and transmission lines are required to transmit the generated power.

대규모 전력 송전 시스템은 경제적 측면에서 초기 설치 비용이 과도할 뿐만 아니라, 유지 보수 비용 역시 천문학적인 비용이 발생한다. 기술적인 측면에서는 전력 송전의 거리가 증가할수록 송전 과정에서 발생하는 전력의 손실, 송전 라인 주변에 발생하는 전자기장에 의한 통신 방해 및 생태계 교란 등의 문제가 있다. 또한, 국가 대 국가 관계에서 발생할 수 있는 정치적 문제 역시 무시할 수 없는 단점이다.Large-scale power transmission systems not only have excessive initial installation costs economically, but also maintenance costs are astronomical. In the technical aspect, as the distance of power transmission increases, there are problems such as loss of power generated in the transmission process, communication disturbance caused by electromagnetic fields around the transmission line, and ecosystem disturbance. In addition, political problems that can arise in state-to-state relations can not be ignored.

또한, 그린 에너지와 같이 자연계에 존재하는 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 방식은 환경 및 기후에 가장 큰 영향을 받는다. 일 예로, 태양광 발전의 경우, 낮 시간에만 전력 생산이 가능하며, 그마저도 악천후에는 전력 생산률이 급격하게 떨어진다.In addition, the method of generating electric power using energy existing in the natural world, such as green energy, is most affected by the environment and climate. For example, in the case of photovoltaic power generation, it is possible to produce electricity only during the day time, and even in bad weather, the power production rate drops sharply.

현재의 송전 시스템을 고려할 때, 그린 에너지를 이용하여 생산된 전력은 곧바로 전력망으로 공급되어 사용되며, 사용되지 않은 전력은 저장되지 못하고 소멸된다. 그러나 그린 에너지의 특성상 원하는 시간에 예를 들어, 전력 수요가 급증하는 시간에 요구되는 전력을 공급하도록 제어하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 그린 에너지를 이용한 발전 방식은 기상 조건 등에 의해 전력 생산이 원활하지 못한 때에 전력망에 전력을 안정적으로 공급하지 못한다는 단점이 있다.In view of current transmission systems, power produced using green energy is supplied directly to the grid for use, and unused power is not stored and is destroyed. However, due to the nature of the green energy, it is difficult to control to supply the required power at a desired time, for example, when the demand for power increases rapidly. In addition, a power generation method using green energy has a disadvantage in that power cannot be stably supplied to a power grid when power generation is not smooth due to weather conditions.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 감안하여 창안된 것으로서, 그린 에너지를 이용하여 생산된 전력을 송전 시스템을 이용하지 않고 장거리 운송할 수 있는 제반 인프라 시스템으로서 전력 운송 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was conceived in view of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a power transport system and method as an infrastructure system capable of transporting power produced by using green energy over a long distance without using a power transmission system. There is this.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 운송 시스템은, 그린 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 플랜트; 상기 발전 플랜트로부터 생산된 전력을 송전하는 전력 송전 라인; 상기 전력 송전 라인을 통해 송전된 전력을 저장하는 이동형 전력 저장 장치; 및 상기 이동형 전력 저장 장치를 탱크 쉽에 적하 또는 양하하는 크레인 장치;를 포함한다.Power delivery system according to the present invention for achieving the above technical problem, the power plant for producing power using green energy; A power transmission line for transmitting electric power produced from the power plant; A mobile power storage device storing power transmitted through the power transmission line; And a crane device for dropping or unloading the mobile power storage device on a tank ship.

본 발명에 따르면, 상기 발전 플랜트는 태양광 발전, 태양열 발전, 풍력 발전, 지열 발전, 수력 발전, 조력 발전, 파력 발전 및 해양온도차 발전 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 방식으로 전력을 생산한다. 상기 발전 플랜트 중 태양광 발전 플랜트 또는 태양열 발전 플랜트는, 사막지대에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 발전 플랜트 중 조력 발전 플랜트, 파력 발전 플랜트 또는 해양온도차 발전 플랜트는, 에너지 아일랜드에 설치되는 것이 바람직하다.According to the present invention, the power plant produces power in at least one of the following methods selected from photovoltaic power generation, solar power generation, wind power generation, geothermal power generation, hydropower generation, tidal power generation, wave power generation and ocean temperature differential power generation. Among the power generation plants, the solar power plant or the solar power plant is preferably installed in a desert area. In addition, it is preferable that the tidal power generation plant, wave power generation plant, or marine thermoelectric power generation plant of the power generation plant is installed in an energy island.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 이동형 전력 저장 장치는, 복수의 배터리 팩이 상하 구조로 적층된 타워형 배터리 랙을 기본 구성 유닛으로 한다. 바람직하게, 상기 이동형 전력 저장 장치는, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 팩을 내장하고 있는 컨테이너형 전력 저장 장치이다.According to an aspect of the present invention, the mobile power storage device includes a tower battery rack in which a plurality of battery packs are stacked in a vertical structure as a basic configuration unit. Preferably, the portable power storage device is a container-type power storage device containing a plurality of battery packs connected in series and / or in parallel.

바람직하게, 본 발명에 따른 전력 운송 시스템은, 상기 송전 라인을 통해 송전된 전력을 상기 이동형 전력 저장 장치로 전달하는 전력 충전 스테이션;을 더 포함한다. Preferably, the power transport system according to the present invention further includes a power charging station for transferring the power transmitted through the power transmission line to the mobile power storage device.

일 실시예에서, 상기 전력 충전 스테이션은, 전력 변환부 및 충전 제어부를 포함한다. 또한, 상기 전력 충전 스테이션은, 상기 전력 변환부와 연결된 전력 충전 라인 및 상기 충전 제어부와 연결된 데이터 통신 라인을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 전력 충전 스테이션은 상기 전력 라인의 연결 단자 및 상기 데이터 통신 라인의 연결 단자를 결합한 충전 플러그를 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment, the power charging station includes a power conversion unit and a charging control unit. The power charging station may include a power charging line connected to the power converter and a data communication line connected to the charging control unit. In this case, the power charging station preferably includes a charging plug combining the connection terminal of the power line and the connection terminal of the data communication line.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 탱크 선은, 전기에 의해 구동되는 전기 선박 또는 전기 및/또는 화석 연료 엔진에 의해 구동되는 하이브리드 선박이다.According to another aspect of the invention, the tanker is an electric vessel driven by electricity or a hybrid vessel driven by an electric and / or fossil fuel engine.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 운송 방법은, 그린 에너지를 이용하여 발전된 전력을 이동형 전력 저장 장치 이용하여 전력 수요지로 운송하는 방법으로서, (a) 상기 그린 에너지를 이용하여 생산된 전력을 이동형 전력 저장 장치에 저장하는 단계; (b) 충전이 완료된 이동형 전력 저장 장치를 탱크 쉽에 적하하는 단계; 및 (c) 전력 수요지의 접안 시설에 상기 이동형 전력 저장 장치를 양하한 후, 이동형 전력 저장 장치에 저장된 전력을 전달하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of transporting power generated by using green energy to a power demand site using a mobile power storage device, the method comprising: (a) power produced using the green energy; Storing the data in a portable power storage device; (b) dropping the charged portable power storage device into the tankship; And (c) unloading the mobile power storage device to an eyepiece facility at a power demand site, and then transferring power stored in the mobile power storage device.

본 발명에 따르면, 상기 (c)단계는, 수요지의 전력 그리드와 전기적으로 커플링하여 전력을 전달하거나, 차량을 이용하여 전력 공급 요청 지점으로 이동형 전력 저장 장치를 이동시킨 후 전력을 전달하는 단계일 수 있다.According to the present invention, step (c) is a step of delivering power after electrically coupling with a power grid of a demand site or by moving a mobile power storage device to a power supply request point using a vehicle. Can be.

본 발명의 일 측면에 따르면, 그린 에너지를 이용하여 발전된 전력을 세계 각 전력 수요지에 운송할 수 있다. 따라서, 종래 전력 송전 시스템이 가졌던 송전 거리에 따른 전력 손실 및 유휴 전력의 낭비 문제를 함께 해결할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the power generated by using the green energy can be transported to the world power demand. Therefore, it is possible to solve the problem of power loss and waste of idle power according to the transmission distance that the conventional power transmission system had.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 그린 에너지 플랜트를 건설할 때, 수요지와 인접하지 않은 장소도 발전소 설립 부지로 선택이 가능하다. 종래 발전소는 설립 부지 선정시 수요지와의 거리가 중요한 요소였으나, 본 발명에 따르면 이러한 거리 제한을 해결할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when constructing a green energy plant, a place not adjacent to the demand site may be selected as a power plant establishment site. In the conventional power plant, the distance from the demand site was an important factor in selecting an establishment site, but according to the present invention, this distance limitation can be solved.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 그린 에너지를 이용한 효과적인 전력 운송 인프라를 제공하여 그린 에너지 사용의 효율성을 제고함으로써 환경 오염 및 자원 고갈의 문제를 함께 해결할 수 있다.According to another aspect of the present invention, by providing an effective power transport infrastructure using green energy to improve the efficiency of green energy use can solve the problems of environmental pollution and resource depletion together.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 운송 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에서 채용하는 배터리 팩의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 상기 이동형 전력 저장 장치의 기본 구성 단위가 될 수 있는 타워형 배터리 랙의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 4는 컨테이너형 전력 저장 장치의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 플러그의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 운송 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 운송 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of a power transport system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing the configuration of a battery pack employed in the present invention.
3 is a perspective view illustrating an example of a tower battery rack which may be a basic structural unit of the mobile power storage device.
4 is a perspective view illustrating an example of a container type power storage device.
5 is an exemplary view of a charging plug according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a power transport system according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a flow of a power transport method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 발명에 따른 전력 운송 시스템 및 방법을 개시하기에 앞서, 본 발명의 사상에 대해서 개략적인 설명을 먼저 하도록 한다. 상술한 종래 기술에서도 알 수 있듯이 화석연료를 이용한 전력 생산은 많은 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 발명에서는 종래 화력 발전 또는 원자력 발전이 가지고 있는 문제점 중 환경 오염과 자원 고갈에 대한 문제를 해결하기 위해 그린 에너지를 이용한 전력 생산 방식을 채택하였다. 본 명세서에서 그린 에너지란 태양광, 태양열, 풍력, 지열, 수력, 조력, 파력, 해양온도차 등 자연계에 존재하는 에너지를 의미한다.Prior to disclosing the power transport system and method according to the present invention, a brief description will be given of the spirit of the present invention. As can be seen from the above-described prior art, power generation using fossil fuels has many problems. Therefore, in the present invention, in order to solve the problems of environmental pollution and resource depletion among the problems with conventional thermal power generation or nuclear power generation, the power generation method using green energy is adopted. Green energy in the present specification means energy existing in the natural world, such as sunlight, solar heat, wind power, geothermal heat, hydropower, tidal power, wave force, ocean temperature difference.

한편, 상기 그린 에너지를 이용한 전력 발전의 단점으로는, 발전 플랜트의 설치에 대한 지리적 조건의 제한이 있는 점, 발전 플랜트에서 전력 수요지까지 전력 송전에 따른 기술적 제한이 있는 점, 기상 조건 등에 따라 상시적으로 원하는 시간에 전력 공급을 원활하게 할 수 없다는 점 등을 들 수 있다. 특히, 전력 생산지와 전력 수요지가 멀어지는 경우, 대규모의 송전 시스템이 필요하다는 문제점은 이미 살펴보았다. 또한, 지리적 조건은 논외로 하더라도, 전력을 원하는 시간에 전력망에 원활하게 공급할 수 없는 문제 역시 큰 단점으로서 이미 살펴보았다.On the other hand, the disadvantages of the power generation using the green energy, there are restrictions on the geographic conditions for the installation of the power plant, technical limitations due to power transmission from the power plant to the power demand site, weather conditions, etc. For example, the power supply cannot be smoothly supplied at a desired time. In particular, we have already discussed the problem that large-scale power transmission systems are required when the power generation site and the power demand site are far apart. In addition, even if the geographical conditions are not discussed, the problem that the power can not be smoothly supplied to the grid at the desired time has been discussed as a big disadvantage.

따라서, 본 발명자는 그린 에너지를 이용하여 생산된 전력을 이차전지에 저장하고, 전력이 저장된 이차전지를 선박을 이용하여 운송하는 발명을 착안하게 되었다. 전력을 이차전지에 저장함으로써 생산된 전력을 곧 바로 소비해야 하는 종래의 기술적 한계를 극복할 수 있다. 또한, 선박을 통한 전력의 운송은 지구상의 어느 수요지라도 운송이 가능하여 발전 플랜트와 전력 수요지가 멀어지는 지리적 한계를 극복할 수 있다.
Therefore, the present inventors came to conceive the invention of storing the electric power produced by using the green energy in the secondary battery, and transporting the secondary battery in which the electric power is stored by the ship. By storing the power in the secondary battery, it is possible to overcome the conventional technical limitation of immediately consuming the produced power. In addition, the transportation of electric power by ship can be transported to any demand on the earth to overcome the geographical limitation that the power plant is far from the power demand.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 운송 시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a power transportation system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력 운송 시스템(100)은 발전 플랜트(110), 전력 송전 라인(120), 이동형 전력 저장 장치(130) 및 크레인 장치(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a power transport system 100 according to the present invention includes a power generation plant 110, a power transmission line 120, a mobile power storage device 130, and a crane device 140.

상기 발전 플랜트(110)는 그린 에너지를 이용하여 전력을 생산한다. 본 명세서에서 그린 에너지란 태양광, 태양열, 풍력, 지열, 수력, 조력, 파력 및 해양온도차 등 자연계에 존재하는 에너지를 의미한다. 따라서 상기 발전 플랜트(110)는 태양광 발전, 태양열 발전, 풍력 발전, 지열 발전, 수력 발전, 조력 발전, 파력 발전 및 해양온도차 발전 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 방식으로 전력을 생산한다. 각각의 구체적인 발전 원리 및 방법에 대해서는 공지 기술로서 당업자에게 널리 알려져 있는바, 자세한 설명은 생략하도록 한다.The power plant 110 produces power using green energy. Green energy in the present specification means energy existing in the natural world, such as sunlight, solar heat, wind power, geothermal power, hydropower, tidal power, wave force and ocean temperature difference. Accordingly, the power plant 110 generates power in at least one of the following methods selected from photovoltaic power generation, solar power generation, wind power generation, geothermal power generation, hydro power generation, tidal power generation, wave power generation, and ocean temperature difference generation. Each specific development principle and method is well known to those skilled in the art as well-known technology, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 발전 플랜트(110) 중 태양광 발전 플랜트 또는 태양열 발전 플랜트는 설치 장소가 특별히 한정되는 것은 아니지만 발전 효율을 고려할 때 사막지대에 설치되는 것이 바람직하다.The solar power plant or the solar power plant of the power plant 110 is not particularly limited in the installation place, but is preferably installed in the desert in consideration of the power generation efficiency.

도 1에 도시된 발전 플랜트(110)는 본 발명의 일 실시예에 따라 사막지대에 설치된 태양광 발전 플랜트이다. 본 발명에 따른 전력 운송 시스템(100)은 그린 에너지로부터 대규모로 생산된 전력을 원격지로 운송하는데 적합한 시스템이다. 한편, 태양광 또는 태양열을 이용한 발전 방식은 전력 생산량이 집광판 또는 집열판의 면적과 비례한다. 따라서, 대규모 전력 생산을 위해서는 기술적 특성상 넓은 공간에 다수의 집광판 또는 집열판이 설치되어야 한다. 이를 위해서 태양광 또는 태양열 발전 플랜트는 사막지대에 설치되었을 때, 경제적 효용성 및 발전 효율성 측면에서 많은 이점이 있다.The power plant 110 shown in FIG. 1 is a photovoltaic power plant installed in a desert area according to an embodiment of the present invention. The power transport system 100 according to the present invention is a system suitable for transporting large amounts of power produced from green energy to remote locations. On the other hand, the power generation method using solar light or solar heat is proportional to the area of the light collecting plate or the heat collecting plate. Therefore, for large-scale power production, a large number of light collecting plates or heat collecting plates must be installed in a large space due to technical characteristics. To this end, solar or solar power plants have a number of advantages in terms of economic utility and power generation efficiency when installed in the desert.

일 예로, 현재 포르투갈 남부 아마렐레자 지역에 설치된 세계 최대 규모의 태양전지 발전 시스템은 이러한 지리적 조건을 고려하여 건설되었다. 또한, 북 아프리카의 사하라 사막, 몽골의 고비 사막 등에 태양열 발전 플랜트를 건설하려는 계획은 이러한 지리적 조건을 고려하여 설계된 계획이다. For example, the world's largest solar cell power generation system, currently installed in the southern Amareleza region of Portugal, was built with these geographical conditions in mind. In addition, plans to build solar power plants in the Sahara Desert in North Africa and the Gobi Desert in Mongolia are designed to address these geographical conditions.

상기 발전 플랜트(110)에서 생산된 전력은 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 저장되기 위해 상기 전력 송전 라인(120)을 통해 송전 된다. 상기 전력 송전 라인(120)은 송전을 위한 전선 및 송전탑을 포함하여 구성된다. 전선을 이용한 전력 송전은 당업자에게 널리 알려진 공지의 기술인바, 자세한 설명은 생략한다.The power produced by the power plant 110 is transmitted through the power transmission line 120 to be stored in the mobile power storage device 130. The power transmission line 120 is configured to include a wire and a transmission tower for power transmission. Power transmission using wires is a well-known technique well known to those skilled in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

상기 이동형 전력 저장 장치(130)는 상기 전력 송전 라인(120)을 통해 송전된 전력을 저장한다. 상기 이동형 전력 저장 장치(130)는 전력 저장을 위해 적어도 2개 이상의 이차전지를 포함하는 배터리 팩(101)으로 이루어진다. 배터리 팩(101)의 개수는 상기 발전 플랜트(110)에서 송전되는 전력량, 전력 저장에 따른 소요 비용 등에 따라 달라질 수 있다.The mobile power storage device 130 stores power transmitted through the power transmission line 120. The mobile power storage device 130 includes a battery pack 101 including at least two secondary batteries for power storage. The number of battery packs 101 may vary depending on the amount of power transmitted from the power plant 110, the cost required for power storage, and the like.

여기서, 이동형의 의미는 상기 배터리 팩(101)으로 이루어진 전력 저장 장치가 상기 발전 플랜트(110)로부터 전력을 전달받은 후, 원하는 지역으로 이동이 가능하다는 것을 의미한다. 따라서, 종래 송전 시스템을 이용한 전력의 송전은 송전 시스템을 매개로 하여 전력만 이동하지만, 본 발명에 따른 전력 운송 시스템은 전력을 저장한 이차전지가 이동함으로써 전력이 송전되는 효과를 얻는 것이다.Here, the mobile type means that the power storage device including the battery pack 101 can move to a desired area after receiving power from the power plant 110. Therefore, while the power transmission using the conventional power transmission system only moves the power through the power transmission system, the power transport system according to the present invention obtains the effect that the power is transmitted by moving the secondary battery that stores the power.

도 2는 본 발명에서 채용하는 배터리 팩(101)의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery pack 101 employed in the present invention.

도 2를 참조하면, 배터리 팩(101)은 복수 개의 이차전지 셀(102)이 집합된 이차전지 모듈(103), 배터리 팩 케이스(104) 및 BMS(105, Battery Management System)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the battery pack 101 includes a secondary battery module 103 in which a plurality of secondary battery cells 102 are assembled, a battery pack case 104, and a battery management system (BMS) 105.

상기 이차전지 셀(102)은 재충전이 가능한 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 이차전지 셀의 종류는 특별히 한정되지 않는다.The secondary battery cell 102 may be a rechargeable lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a nickel zinc battery, or the like, and the type of the secondary battery cell is not particularly limited.

상기 BMS(105)는 충방전 전류, 각 이차전지 셀(102)의 전압 또는 전류를 포함한 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 포함하여 당업자 수준에서 적용 가능한 다양한 제어 기능을 수행한다.The BMS 105 measures charge and discharge current, electrical characteristic values including voltage or current of each secondary battery cell 102, charge and discharge control, equalization control of voltage, estimation of SOC (state of charge), and the like. It performs various control functions applicable at the level of those skilled in the art.

또한, 상기 BMS(105)는 통신망을 통해서 외부 디바이스와 연결될 수 있다. 이 경우 외부 디바이스는 상위 레벨의 BMS, 배터리 분석 장치 또는 BMS의 통합 제어 장치가 될 수 있다. 상기 BMS(105)는 자신이 담당하는 배터리 팩(101)의 상태에 관한 데이터를 통신망을 통해서 송신하거나, 상기 외부 디바이스로부터 상기 배터리 팩(101)의 충방전과 관련된 제어 신호를 수신할 수 있다. 이를 위해 상기 BMS(105)는 배터리 팩(101)의 충방전과 다양한 상기 제어 기능을 수행할 수 있는 제어 로직을 포함한다.In addition, the BMS 105 may be connected to an external device through a communication network. In this case, the external device may be a higher level BMS, a battery analyzer or an integrated control device of the BMS. The BMS 105 may transmit data regarding the state of the battery pack 101 in charge thereof through a communication network or receive a control signal related to charging and discharging of the battery pack 101 from the external device. To this end, the BMS 105 includes control logic capable of charging and discharging the battery pack 101 and performing various control functions.

바람직하게, 상기 이동형 전력 저장 장치(130)는 복수의 배터리 팩(101)이 상하 구조로 적층된 타워형 배터리 랙을 기본 구성 단위로 한다. 이러한 타워형 배터리 랙은 전력 저장 용량의 확장을 위해 직렬 및/또는 병렬 연결을 통해 증설될 수 있다. 따라서 상기 이동형 전력 저장 장치(130)는 다수의 타워형 배터리 랙이 전기적 연결을 통해 집합된 구조를 가지는 것이 보다 바람직하다.Preferably, the mobile power storage device 130 has a tower battery rack in which a plurality of battery packs 101 are stacked in a vertical structure as a basic structural unit. These tower battery racks can be expanded via serial and / or parallel connections to expand power storage capacity. Accordingly, the mobile power storage device 130 may have a structure in which a plurality of tower battery racks are assembled through electrical connection.

도 3은 상기 이동형 전력 저장 장치(130)의 기본 구성 단위가 될 수 있는 타워형 배터리 랙의 일 예를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating an example of a tower battery rack that may be a basic structural unit of the mobile power storage device 130.

도 3에 도시된 바와 같이, 타워형 배터리 랙(200)은 다단으로 적층된 각각의 선반(200a, 200b, 200c)에 다수의 배터리 팩(101)이 수납된 구조를 가진다. 물론, 이러한 구조는 하나의 예시일 뿐이므로 배터리 팩(101)의 개수와 선반(200a, 200b, 200c)의 적층 단수는 본 발명에 따른 전력 운송 시스템(100)의 발전 용량, 충전 용량, 운송 효율, 운송 비용 등을 고려하여 얼마든지 변경이 가능하다.As shown in FIG. 3, the tower battery rack 200 has a structure in which a plurality of battery packs 101 are accommodated in the respective shelves 200a, 200b, and 200c stacked in multiple stages. Of course, such a structure is only one example, so the number of battery packs 101 and the number of stacked tiers of shelves 200a, 200b, and 200c are not limited to power generation capacity, charging capacity, and transportation efficiency of the power transportation system 100 according to the present invention. It can be changed as much as possible considering the cost of transportation.

상기 타워형 배터리 랙(200)에 있어서, 하단(200a)의 배터리 팩(101)들은 제어신호를 보낼 수 있는 외부 디바이스와 통신망(210)으로 연결된 상태이고, 중간 단(200b)의 배터리 팩(101)들은 선반 장착이 완료된 후 통신망(210)이 아직 연결되지 않은 상태이다. 그리고 맨 상단(200c)은 배터리 팩(101)의 장착 작업이 진행되고 있는 상태를 도시하였다.In the tower battery rack 200, the battery pack 101 of the bottom (200a) is connected to the communication device 210 and the external device that can send a control signal, the battery pack 101 of the intermediate stage (200b) After the shelf mounting is completed, the communication network 210 is not connected yet. The top 200c shows a state in which the mounting operation of the battery pack 101 is in progress.

외부 디바이스는 상기 통신망(210)을 통해서 각 배터리 팩(101)의 충방전 상태 등에 관한 정보를 수신할 수 있으며, 각각의 배터리 팩(101)에 제어 신호를 송신할 수도 있다. 상기 통신망(210)의 구성, 각 배터리 팩(101)과 외부 디바이스의 연결, 배터리 팩(101)과 외부 디바이스 사이의 통신 규약 등은 본 발명의 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 공지 기술 또는 공지 기술로부터 용이하게 도출할 수 있는 다양한 시스템 또는 방법으로 구현이 가능하다.The external device may receive information regarding the charge / discharge state of each battery pack 101 through the communication network 210, and may transmit a control signal to each battery pack 101. The configuration of the communication network 210, the connection of each battery pack 101 and an external device, the communication protocol between the battery pack 101 and the external device, and the like are self-known techniques having ordinary knowledge in the technical field of the present invention or It is possible to implement in a variety of systems or methods that can be easily derived from known techniques.

상기 이동형 전력 저장 장치(130)는 그 구조가 특별히 한정되는 것은 아니지만 운송의 편리성을 극대화하기 위해 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 팩을 내장하고 있는 컨테이너형 전력 저장 장치인 것이 바람직하다.Although the structure of the mobile power storage device 130 is not particularly limited, the mobile power storage device 130 is preferably a container type power storage device that includes a plurality of battery packs connected in series and / or in parallel to maximize transportation convenience.

도 4는 컨테이너형 전력 저장 장치(300)의 일 예를 도시한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating an example of a container type power storage device 300.

도 4에 도시된 컨테이너형 전력 저장 장치(300)는 컨테이너 내부에 복수의 배터리 팩(101)을 포함하고 있다. 각각의 배터리 팩(101)은 컨테이너의 바닥면이나 측벽에 견고하게 고정된 선반에 장착된다. 물론, 도 3에서 예시한 타워형 배터리 랙(200)이 컨테이너 내부에 다수 설치될 수도 있다. 이때, 각각의 배터리 팩(101)이나 타워형 배터리 랙(200)은 저장하고자 하는 전력 용량에 따라 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 컨테이너형 전력 저장 장치(300)는 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위해 공조 장치(310)를 포함할 수 있으며, 배터리 팩(101)에 전력을 충전하거나 배터리 팩(101)에 저장된 전력을 방전하기 위한 전력 커넥터(320)를 포함할 수 있다. 또한, 컨테이너형 전력 저장 장치(300)는 각각의 배터리 팩(101)에 대한 충방전을 제어하거나 충방전 상태를 모니터하는 디바이스로서 컴퓨팅 장치(330)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(330)는 각각의 배터리 팩(101)에 구비된 BMS(105)와 통신망을 통해 연결될 수 있으며, BMS(105)와 통신을 수행하여 배터리 팩(101)의 충방전을 제어하고 충방전 상태를 모니터할 수 있다.The container type power storage device 300 shown in FIG. 4 includes a plurality of battery packs 101 in a container. Each battery pack 101 is mounted on a shelf firmly fixed to the bottom or sidewall of the container. Of course, a plurality of tower battery racks 200 illustrated in FIG. 3 may be installed inside the container. At this time, each battery pack 101 or tower battery rack 200 may be connected in series and / or parallel according to the power capacity to be stored. The container-type power storage device 300 may include an air conditioning device 310 to maintain a constant temperature therein, and charge the battery pack 101 or discharge the power stored in the battery pack 101. It may include a power connector 320 for. In addition, the container-type power storage device 300 may include the computing device 330 as a device for controlling the charging and discharging or monitoring the charging and discharging state for each battery pack 101. The computing device 330 may be connected to the BMS 105 provided in each battery pack 101 through a communication network, and communicate with the BMS 105 to control charge and discharge of the battery pack 101 and to charge and discharge the battery pack 101. You can monitor the status.

도 1에는, 상기 이동형 전력 저장 장치(130)로서 타워형 배터리 랙이 다수 설치된 컨테이너 전력 저장 장치(300)를 도시하였다. 이는 본 발명에 따른 전력 운송 시스템(100)의 바람직한 일 실시예에 불과하며, 본 발명의 사상이 상기 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 당업자 수준에서 전력을 저장한 배터리 팩(101)을 운송할 수 있는 수단이라면 그 어떠한 것이라도 이동형 전력 저장 장치(130)로서 사용될 수 있음을 이해해야 한다.FIG. 1 illustrates a container power storage device 300 in which a plurality of tower battery racks are installed as the mobile power storage device 130. This is only one preferred embodiment of the power transportation system 100 according to the present invention, and the spirit of the present invention is not limited to the illustrated embodiment. Therefore, it should be understood that any means capable of transporting the battery pack 101 that stores power at the level of ordinary skill in the art can be used as the mobile power storage device 130.

다시 도 1을 참조하면, 상기 크레인 장치(140)는 상기 이동형 전력 저장 장치(130)를 탱크 쉽(Tank Ship, 150)에 적하 및 양하하는 장치이다.Referring back to FIG. 1, the crane device 140 is a device for loading and unloading the mobile power storage device 130 in a tank ship 150.

상기 크레인 장치(140)는 상기 발전 플랜트(110)에서 송전된 전력을 통해 충전이 완료된 이동형 전력 저장 장치(130)를 상기 탱크 쉽(150)에 적하하는 역할을 한다. 또한, 전력 수요지에서 이동형 전력 저장 장치(130)를 상기 탱크 쉽(150)으로부터 양하하는 역할을 한다. 상기 이동형 전력 저장 장치(130)가 컨테이너형 전력 저장 장치인 경우, 상기 크레인 장치(140)는 컨테이너를 운반하는데 적합한 기계적 메커니즘을 포함하는 것이 바람직하다.The crane device 140 serves to drop the mobile power storage device 130, the charge is completed through the power transmitted from the power plant 110 to the tank ship 150. In addition, it serves to unload the mobile power storage device 130 from the tank ship 150 in the power demand. When the mobile power storage device 130 is a container type power storage device, the crane device 140 preferably includes a mechanical mechanism suitable for transporting the container.

상기 탱크 쉽(150)은 상기 이동형 전력 저장 장치(130)를 포함하여 화물을 싣고 운항하는 배를 의미한다. 탱크 쉽(150)은 대형 선박을 지칭하는 일반적인 명칭으로서 컨테이너를 운반하는 화물선(cargo ship)으로 생각하면 쉽게 이해할 수 있다.The tank ship 150 refers to a ship carrying the cargo including the mobile power storage device 130. Tank ship 150 is a generic name for a large ship and can be easily understood as a cargo ship carrying a container.

상기 탱크 쉽(150)은 충전이 완료된 이동형 전력 저장 장치(130)를 싣고, 전력 수요지로 운항을 한다. 그리고 탱크 쉽(150)은 전력 수요지의 접안 시설에 도착한 후, 상기 이동형 전력 저장 장치(150)를 양하한다. 그 결과, 그린 에너지를 이용하여 생산된 전력을 송전 시스템을 통하지 않고 원격지의 전력 수요지까지 운송이 가능하다. 한편, 상기 이동형 전력 저장 장치(150)의 양하 과정에서는 전술한 크레인 장치와 유사한 장치가 이용될 수 있음은 자명하다.The tank ship 150 is loaded with the portable power storage device 130 is completed, the operation is to the power demand site. The tank ship 150 unloads the mobile power storage device 150 after arriving at the berth of the power demand site. As a result, electric power produced using green energy can be transported to remote electric power demand sites without a transmission system. On the other hand, it is apparent that a device similar to the above-described crane device can be used in the unloading process of the mobile power storage device 150.

본 발명은 상기 탱크 쉽(150)의 구동 방식에 의해 특별히 한정되지 않지만, 전기, 또는 전기 및/또는 화석연료 엔진에 의해 구동되는 전기 선박 (ES, Electric Ship) 또는 하이브리드 선박(HES, Hybrid Electric Ship)인 것이 바람직하다. 전기 선박은 전기 에너지를 동력원으로 하여 모터 등 전기 구동 시스템을 통해 얻은 추진력으로 운항하는 선박이다. 하이브리드 선박은 화석 연료를 동력원으로 하는 엔진과 전기 에너지를 동력원으로 하는 전기 구동 시스템을 함께 포함하는 선박으로서 필요에 따라 엔진과 전기 구동 시스템을 적절하게 조합하여 얻은 추진력으로 운항하는 선박이다. 최근 상용화 기술이 많이 발전한 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle)과 유사한 개념으로 이해할 수 있다.Although the present invention is not particularly limited by the driving method of the tank ship 150, an electric ship (ES, Electric Ship) or a hybrid ship (HES) driven by an electric or an electric and / or fossil fuel engine Is preferable. An electric vessel is a vessel that operates with propulsion power obtained through an electric drive system such as a motor using electric energy as a power source. A hybrid vessel is a vessel that includes an engine driven by fossil fuels and an electric drive system powered by electric energy. The hybrid vessel operates as a propulsion force obtained by appropriately combining the engine and the electric drive system as necessary. It can be understood as a concept similar to an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV), which have recently developed a lot of commercialization technologies.

상기 탱크 쉽(150)이 전기 선박 또는 하이브리드 선박인 경우, 탱크 쉽(150)의 운항에 필요한 전력을 얻기 위해 별도의 전력 저장 장치(Energy Storage System)를 구비할 수도 있다. 또한, 별도의 전력 저장 장치와 더불어 상기 탱크 쉽(150)에 선적된 이동형 전력 저장 장치(130)에 저장된 전력을 이용하여 운항할 수도 있다. 상기 전기 선박 또는 하이브리드 선박은 화석 연료의 연소에 따른 공해 물질을 배출하지 않거나 적게 배출하여 친환경 운항이 가능하다는 장점이 있다. When the tank ship 150 is an electric ship or a hybrid ship, it may be provided with a separate power storage device (Energy Storage System) to obtain the power required for the operation of the tank ship 150. In addition, in addition to a separate power storage device may be operated using the power stored in the mobile power storage device 130 shipped in the tank ship 150. The electric ship or hybrid ship has the advantage that it is possible to eco-friendly operation by discharging or less emission of pollutants caused by the combustion of fossil fuel.

바람직하게, 본 발명에 따른 전력 운송 시스템(100)은 상기 전력 송전 라인(120)을 통해 송전된 전력을 상기 이동형 전력 저장 장치(130)로 전달하는 전력 충전 스테이션(160)을 더 포함한다.Preferably, the power transport system 100 according to the present invention further includes a power charging station 160 for transferring the power transmitted through the power transmission line 120 to the mobile power storage device 130.

일반적으로 전력을 송전할 때, 전력 손실을 줄이기 위해 고전압으로 송전을 한다. 이러한 고전압의 전력을 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 곧바로 충전하는 것은 적합하지 않다. 따라서, 송전된 고전압의 전력을 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 충전하기 적합한 전력으로 변환할 필요가 있다. 또한, 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 포함된 배터리 팩(101)의 충방전 상태에 따라, 적절하게 충전 전력을 분배 및 제어할 필요가 있다.In general, when transmitting power, high voltage is transmitted to reduce power loss. It is not suitable to directly charge this high voltage power to the portable power storage device 130. Therefore, it is necessary to convert the transmitted high voltage power into power suitable for charging the mobile power storage device 130. In addition, according to the charge / discharge state of the battery pack 101 included in the mobile power storage device 130, it is necessary to appropriately distribute and control the charging power.

이와 같은 전력의 변환 및 충전 제어를 상기 전력 충전 스테이션(160)이 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 전력 충전 스테이션(160)은 전력 변환부(161) 및 충전 제어부(162)를 포함한다.Such power conversion and charging control may be performed by the power charging station 160. To this end, the power charging station 160 includes a power conversion unit 161 and a charging control unit 162.

상기 전력 변환부(161)에는 전력 충전 라인이, 상기 충전 제어부(162)에는 데이터 통신 라인이 연결될 수 있다. 그리고, 상기 전력 충전 라인의 연결 단자 및 상기 데이터 통신 라인의 연결 단자는 서로 결합하여 충전 플러그 형태를 가질 수 있다.A power charging line may be connected to the power converter 161 and a data communication line may be connected to the charging control unit 162. The connection terminal of the power charging line and the connection terminal of the data communication line may be coupled to each other to have a charging plug form.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 플러그(500)의 예시도이다. 도 5를 참조하면, 다수의 충전 플러그(500)가 집합된 실시예가 도시되어 있다. 각각의 충전 플러그(500)에는 전력 충전 라인(510)과 데이터 통신 라인(520)이 구비된다. 상기 전력 충전 라인(510)은 상기 송전 라인(120)을 통해 송전된 전력을 상기 이동형 전력 저장 장치(130)로 전달하기 위한 도선이다. 그리고, 상기 데이터 통신 라인(520)은 상기 이동형 전력 저장 장치(130)의 배터리 팩(101)에 대한 상태 정보 및 충전을 위한 제어 신호를 송수신하기 위한 통신 라인이다.5 is an exemplary view of a charging plug 500 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, an embodiment in which a plurality of charging plugs 500 are collected is illustrated. Each charging plug 500 is provided with a power charging line 510 and a data communication line 520. The power charging line 510 is a conductive wire for transferring power transmitted through the power transmission line 120 to the mobile power storage device 130. In addition, the data communication line 520 is a communication line for transmitting and receiving state information and a control signal for charging the battery pack 101 of the mobile power storage device 130.

각각의 전력 충전 라인의 연결 단자(515)와 데이터 통신 라인의 연결 단자(525)는 하나의 페어(pair)를 이루어 충전 플러그(500)로 결합된다. 이처럼 상기 전력 충전 라인의 연결 단자(515) 및 상기 데이터 통신 라인의 연결 단자(525)가 결합된 충전 플러그(500)는 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 전력을 전달하기 위한 전기적 커플링 작업을 보다 수월하게 만든다.The connection terminal 515 of each power charging line and the connection terminal 525 of the data communication line are coupled to the charging plug 500 in a pair. As such, the charging plug 500 coupled with the connection terminal 515 of the power charging line and the connection terminal 525 of the data communication line performs an electrical coupling operation for delivering power to the mobile power storage device 130. Make it easier

즉, 하나의 충전 플러그(500)는 하나의 이동형 전력 저장 장치(130)와 전기적으로 커플링될 수 있다. 또한, 하나의 충전 플러그(500)를 통해 대량의 전력 전달이 가능한 경우 하나의 충전 플러그(500)는 다수의 이동형 전력 저장 장치(130)와 병렬로 연결될 수도 있다. 충전 플러그(500)와 이동형 전력 저장 장치(130)를 전기적으로 커플링시킬 때에는 절연성이 우수하고 전력 전송 특성이 우수한 전력 케이블이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 충전 플러그(500)는 이동형 전력 저장 장치(130)와 통신이 가능하도록 커플링되는 것이 바람직하다. 상기 통신은 이동형 전력 저장 장치(130)와 전력 충전 스테이션(160)에 포함된 충전 제어부(162)가 서로 연동하여 전력 전달 과정을 통합적으로 제어하기 위해 필요하다. 전력 충전 과정에서 적용되는 통신 방식으로는, 전기차 충전 스테이션에서 전기차를 충전할 때 사용되는 통신 프로토콜이 유사하게 적용될 수 있는데, 본 발명이 통신 프로토콜의 구체적인 종류에 의해 한정되는 것은 아니다.That is, one charging plug 500 may be electrically coupled with one mobile power storage device 130. In addition, when a large amount of power can be transferred through one charging plug 500, one charging plug 500 may be connected in parallel with a plurality of mobile power storage devices 130. When electrically coupling the charging plug 500 and the mobile power storage device 130, it is preferable that a power cable having excellent insulation and excellent power transmission characteristics is used. In addition, the charging plug 500 is preferably coupled to communicate with the mobile power storage device 130. The communication is necessary for the mobile power storage device 130 and the charging control unit 162 included in the power charging station 160 to interoperate with each other to integrally control the power transfer process. As a communication method applied in the power charging process, a communication protocol used when charging an electric vehicle in an electric vehicle charging station may be similarly applied, but the present invention is not limited by the specific type of the communication protocol.

한편, 상기 충전 플러그(500)는 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 전달될 전력량, 각각의 충전 플러그(500)에 접속되는 배터리 팩(101)의 개수, 각 배터리 팩(101)에 대한 데이터 처리량에 따라 다양한 개수로 설치될 수 있음은 자명하다. On the other hand, the charging plug 500 is the amount of power to be transferred to the mobile power storage device 130, the number of battery packs 101 connected to each of the charging plugs 500, the amount of data processing for each battery pack 101 Obviously, it can be installed in various numbers depending on.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 운송 시스템(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이다.6 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a power transportation system 100 according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 전력 운송 시스템(100)이 에너지 아일랜드(600)에 설치된 실시예가 도시되어 있다. 에너지 아일랜드(600)는 발명가 도미니크 미카엘리스에 의해 고안된 미래형 발전 방식이다. 에너지 아일랜드(600)는 부력 장치를 이용하여 바다 위에 떠있는 구조물로서, 거대한 인공 섬의 형태를 가진다. 에너지 아일랜드(600)에는 조력 발전, 파력 발전 또는 해양온도차 발전 등 그린 에너지를 이용한 발전 플랜트가 구비된다. 즉, 에너지 아일랜드(600)는 해양에서 얻을 수 있는 그린 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 해양 구조물이다. Referring to FIG. 6, an embodiment is shown in which the power transportation system 100 is installed in an energy island 600. Energy Island 600 is a future generation scheme devised by inventor Dominic Michaelis. The energy island 600 is a structure floating on the sea by using a buoyancy device and has a form of a huge artificial island. The energy island 600 is provided with a power plant using green energy, such as tidal power generation, wave power generation, or ocean temperature differential power generation. That is, the energy island 600 is a marine structure for converting green energy obtained from the ocean into electrical energy.

특히, 에너지 아일랜드(600)는 해양온도차 발전에 유리한데, 이는 바닷물의 온도 차이를 이용한 발전 시스템이다. 해양 온도차 발전은 바다의 표면 온도와 심해의 온도차가 클수록 발전 효율이 높다. 따라서, 적도 부근에 에너지 아일랜드(600)를 설치하여 해양온도차 발전 플랜트를 건설하려는 계획이 진행중이다. 또한, 에너지 아일랜드(600)에는 태양광, 태양열, 파력 또는 풍력 발전 플랜트가 함께 구비될 수도 있다.In particular, the energy island 600 is advantageous to the ocean temperature difference generation, which is a power generation system using the temperature difference of the sea water. Ocean temperature difference generation is more efficient as the surface temperature of the ocean and the temperature difference between the deep sea is larger. Therefore, a plan is underway to build an offshore thermoelectric power plant by installing an energy island 600 near the equator. In addition, the energy island 600 may be provided with solar, solar, wave or wind power plants.

도 6은 본 발명에 따른 전력 저장 시스템(100)의 다른 실시예를 설명하기 위해 발전 플랜트(110), 이동형 전력 저장 장치(130) 및 탱크 쉽(150)만을 간략하게 도시한 개념도이다. 따라서, 도 6에는 앞서 도 1에 도시된 전력 송전 라인(120), 전력 충전 스테이션(160) 및 크레인 장치(140)는 별도로 도시하지 않았다. 하지만 도면에 도시되지 구성이 발명의 범위에서 제외되는 것은 아니다.
FIG. 6 is a conceptual diagram briefly illustrating only the power generation plant 110, the mobile power storage device 130, and the tank ship 150 to describe another embodiment of the power storage system 100 according to the present invention. Therefore, in FIG. 6, the power transmission line 120, the power charging station 160, and the crane device 140 shown in FIG. 1 are not separately illustrated. However, configurations not shown in the drawings are not excluded from the scope of the invention.

이하에서는 상술한 시스템의 운영 메커니즘에 해당하는 전력 운송 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 전력 운송 방법은 상술한 전력 운송 시스템(100)의 이용을 전제로 하고 있다. 따라서, 도 1을 함께 참조하여 본 발명에 따른 전력 운송 방법을 설명한다. 다만, 앞서 설명된 전력 운송 시스템(100)의 발전 플랜트(110), 전력 송전 라인(120), 이동형 전력 저장 장치(130) 및 크레인 장치(140) 등에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter will be described a power transport method corresponding to the operating mechanism of the system described above. The power transport method according to the present invention is based on the use of the power transport system 100 described above. Therefore, the power transportation method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1. However, repetitive descriptions of the power plant 110, the power transmission line 120, the mobile power storage device 130, the crane device 140, and the like of the power transport system 100 described above will be omitted.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 운송 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a flow of a power transport method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 단계 S700에서, 상기 전력 발전 플랜트(110)는 그린 에너지를 이용하여 전력을 생산한다. 그리고, 단계 S710에서, 생산된 전력은 상기 전력 송전 라인(120)을 통해 상기 이동형 전력 저장 장치(130)로 송전된다. 상기 이동형 전력 저장 장치(130)는 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수 개의 배터리 팩(101)으로 구성된다. 따라서, 단계 S720에서, 송전된 전력은 이동형 전력 저장 장치(130)에 포함된 다수의 배터리 팩(101)에 저장된다. First, in step S700, the power generation plant 110 produces power using green energy. In operation S710, the generated power is transmitted to the mobile power storage device 130 through the power transmission line 120. The mobile power storage device 130 includes a plurality of battery packs 101 connected in series and / or in parallel. Therefore, in step S720, the transmitted power is stored in the plurality of battery packs 101 included in the mobile power storage device 130.

다음으로, 단계 S730에서, 충전이 완료된 이동형 전력 저장 장치(130)를상기 크레인 장치(140)를 이용하여 탱크 쉽(150)에 적하한다. 상기 탱크 쉽(150)에 상기 이동형 전력 저장 장치(130)의 적하가 완료된 후, 상기 탱크 쉽(150)은 전력 수요지를 향해 운항을 개시하여 전력 수요지의 접안 시설까지 이동한다.Next, in step S730, the mobile power storage device 130, the charging is completed is dropped into the tank ship 150 using the crane device 140. After the dropping of the mobile power storage device 130 on the tank ship 150 is completed, the tank ship 150 starts sailing toward the power demand site and moves to the eyepiece facility of the power demand site.

그리고, 단계 S740에서, 전력 수요지의 접안시설에 도착한 상기 탱크 쉽(150)은 이동형 전력 저장 장치(130)를 전력 수요지에 양하한다. 이를 위해 전력 수요지의 접안 시설에도 크레인 장치(140)가 구비될 수 있다.Then, in step S740, the tank ship 150 arrives at the eyepiece facility of the power demand site unloads the mobile power storage device 130 to the power demand site. To this end, the crane device 140 may be provided in the eyepiece facility of the power demand.

다음으로, 단계 S750에서 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 저장되어 있는 전력을 전력 수요지에 전달한다. 실시 형태에 따라, 상기 이동형 전력 저장 장치(130)를 수요지의 전력 그리드와 전기적으로 커플링하여 전력을 전달할 수 있다. 또한, 차량을 이용하여 전력 공급 요청 지점으로 이동형 전력 저장 장치(130)를 이동시킨 후 전력 수요 현장에서 전력을 전달하는 것도 얼마든지 가능하다. 상기 이동형 전력 저장 장치(130)에 저장된 전력을 외부로 전달할 때에는 통상적으로 사용되는 전력 방전 기술이 활용된다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Next, in step S750, the power stored in the portable power storage device 130 is transferred to the power demand site. According to an embodiment, the mobile power storage device 130 may be electrically coupled to a power grid of a demand site to transfer power. In addition, after the mobile power storage device 130 is moved to a power supply request point by using a vehicle, it is also possible to transfer power at a power demand site. It is apparent to those of ordinary skill in the art that the conventionally used power discharging technology is utilized when transferring the power stored in the mobile power storage device 130 to the outside.

본 발명에 따르면, 그린 에너지를 이용하여 발전된 전력을 세계 각 전력 수요지로 운송할 수 있다. 따라서, 종래 전력 송전 시스템이 가졌던 송전 거리에 따른 전력 손실 및 유휴 전력의 낭비 문제를 함께 해결할 수 있다. 또한, 그린 에너지 플랜트를 건설할 때, 수요지와 인접하지 않은 장소도 발전소 설립 부지로 선택이 가능하다. 종래 발전소는 설립 부지 선정시 수요지와의 거리가 중요한 요소였으나, 본 발명에 따르면 이러한 거리 제한을 해결할 수 있다. 게다가, 그린 에너지를 이용한 효율적인 전력 운송 인프라를 제공하여 그린 에너지 사용의 효율성을 제고함으로써 환경 오염 및 자원 고갈의 문제를 함께 해결할 수 있다.
According to the present invention, the power generated by using the green energy can be transported to the world power demand. Therefore, it is possible to solve the problem of power loss and waste of idle power according to the transmission distance that the conventional power transmission system had. In addition, when constructing a green energy plant, a site that is not adjacent to the demand site may be selected as the site for the power plant. In the conventional power plant, the distance from the demand site was an important factor in selecting an establishment site, but according to the present invention, this distance limitation can be solved. In addition, by providing an efficient power transport infrastructure using green energy, the efficiency of green energy use can be improved to solve the problem of environmental pollution and resource depletion.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 6에 도시된 본 발명에 따른 전력 운송 시스템(100)에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.Meanwhile, in describing the present invention, each component of the power transport system 100 according to the present invention illustrated in FIGS. 1 to 6 should be understood as logically divided components rather than physically divided components. .

즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.That is, since each configuration corresponds to a logical component for realizing the technical idea of the present invention, even if each component is integrated or separated, if the functions performed by the logical configuration of the present invention can be realized, And it is to be understood that any component that performs the same or similar function should be construed as being within the scope of the present invention irrespective of the consistency of the name.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100 : 전력 운송 시스템 101 : 배터리 팩
102 : 이차전지 셀 103 : 이차전지 모듈
104 : 배터리 팩 케이스 105 : BMS(Battery Management System)
110 : 발전 플랜트 120 : 전력 송전 라인
130 : 이동형 전력 저장 장치 140 : 크레인 장치
150 : 탱크 쉽(Tank Ship) 160 : 전력 충전 스테이션
161 : 전력 변환부 162 : 충전 제어부
200 : 배터리 랙 210 : 통신망
300 : 컨테이너형 전력 저장 장치 310 : 공조 장치
320 : 전력 커넥터 330 : 컴퓨팅 장치
500 : 충전 플러그 510 : 전력 충전 라인
515 : 전력 충전 라인의 연결 단자 520 : 데이터 통신 라인
525 : 데이터 통신 라인의 연결 단자
600 : 에너지 아일랜드100: power transportation system 101: battery pack
102: secondary battery cell 103: secondary battery module
104: battery pack case 105: BMS (Battery Management System)
110: power plant 120: power transmission line
130: mobile power storage device 140: crane device
150: tank ship 160: power charging station
161: power conversion unit 162: charge control unit
200: battery rack 210: communication network
300: container type power storage device 310: air conditioning device
320: power connector 330: computing device
500: charging plug 510: power charging line
515: connection terminal of the power charging line 520: data communication line
525: connection terminal of the data communication line
600: Energy Island

Claims (14)

그린 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 플랜트;
상기 발전 플랜트로부터 생산된 전력을 송전하는 전력 송전 라인;
상기 전력 송전 라인을 통해 송전된 전력을 저장하는 이동형 전력 저장 장치; 및
상기 이동형 전력 저장 장치를 탱크 쉽에 적하 또는 양하하는 크레인 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.A power plant for producing electric power using green energy;
A power transmission line for transmitting electric power produced from the power plant;
A mobile power storage device storing power transmitted through the power transmission line; And
And a crane device for loading or unloading the mobile power storage device onto a tank ship. 제1항에 있어서,
상기 발전 플랜트는 태양광 발전, 태양열 발전, 풍력 발전, 지열 발전, 수력 발전, 조력 발전, 파력 발전 및 해양온도차 발전 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 방식으로 전력을 생산하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 1,
The power plant is a power transport system, characterized in that to produce power in at least one of the selected method of solar power generation, solar power generation, wind power generation, geothermal power generation, hydropower generation, tidal power generation, wave power generation and ocean temperature differential power generation. 제2항에 있어서,
상기 발전 플랜트 중 태양광 발전 플랜트 또는 태양열 발전 플랜트는, 사막지대에 설치된 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 2,
The solar power plant or the solar power plant of the power plant, characterized in that installed in the desert power transmission system. 제2항에 있어서,
상기 발전 플랜트 중 조력 발전 플랜트, 파력 발전 플랜트 또는 해양온도차 발전 플랜트는, 에너지 아일랜드에 설치된 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 2,
Among the power generation plants, tidal power generation plant, wave power generation plant, or marine thermoelectric power generation plant is installed in an energy island. 제1항에 있어서,
상기 이동형 전력 저장 장치는, 복수의 배터리 팩이 상하 구조로 적층된 타워형 배터리 랙을 기본 구성 유닛으로 하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 1,
The mobile power storage device is a power transport system, characterized in that the basic unit is a tower battery rack in which a plurality of battery packs are stacked in a vertical structure. 제5항에 있어서,
상기 이동형 전력 저장 장치는, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 팩을 내장하고 있는 컨테이너형 전력 저장 장치인 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 5,
The mobile power storage device is a power transportation system, characterized in that the container-type power storage device containing a plurality of battery packs connected in series and / or in parallel. 제1항에 있어서,
상기 송전 라인을 통해 송전된 전력을 상기 이동형 전력 저장 장치로 전달하는 전력 충전 스테이션;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 1,
And a power charging station for transferring the power transmitted through the power transmission line to the mobile power storage device. 제7항에 있어서,
상기 전력 충전 스테이션은, 전력 변환부 및 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 7, wherein
The power charging station, the power transfer system, characterized in that it comprises a charge control unit. 제8항에 있어서,
상기 전력 충전 스테이션은, 상기 전력 변환부와 연결된 전력 충전 라인 및 상기 충전 제어부와 연결된 데이터 통신 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.9. The method of claim 8,
The power charging station includes a power charging line connected to the power converter and a data communication line connected to the charging control unit. 제9항에 있어서,
상기 전력 충전 스테이션은, 상기 전력 라인의 연결 단자 및 상기 데이터 통신 라인의 연결 단자를 결합한 충전 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.10. The method of claim 9,
And the power charging station comprises a charging plug combining a connection terminal of the power line and a connection terminal of the data communication line. 제1항에 있어서,
상기 탱크 선은, 전기에 의해 구동되는 전기 선박 또는 전기 및/또는 화석 연료 엔진에 의해 구동되는 하이브리드 선박인 것을 특징으로 하는 전력 운송 시스템.The method of claim 1,
The tanker is an electric ship driven by electricity or a hybrid ship driven by an electric and / or fossil fuel engine. 그린 에너지를 이용하여 발전된 전력을 이동형 전력 저장 장치 이용하여 전력 수요지로 운송하는 방법에 있어서,
(a) 상기 그린 에너지를 이용하여 생산된 전력을 이동형 전력 저장 장치에 저장하는 단계;
(b) 충전이 완료된 이동형 전력 저장 장치를 탱크 쉽에 적하하는 단계; 및
(c) 전력 수요지의 접안 시설에 상기 이동형 전력 저장 장치를 양하한 후, 이동형 전력 저장 장치에 저장된 전력을 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 운송 방법.In the method of transporting the power generated by using the green energy to the power demand site using a mobile power storage device,
(a) storing the power produced using the green energy in a portable power storage device;
(b) dropping the charged portable power storage device into the tankship; And
and (c) delivering the stored power to the mobile power storage device after unloading the mobile power storage device to an eyepiece facility at a power demand site. 제 12항에 있어서,
상기 (c)단계는, 수요지의 전력 그리드와 전기적으로 커플링하여 전력을 전달하는 단계임을 특징으로 하는 전력 운송 방법.13. The method of claim 12,
The step (c) is a step of delivering power by electrically coupling with the power grid of the demand site. 제 12항에 있어서,
상기 (c)단계는, 차량을 이용하여 전력 공급 요청 지점으로 이동형 전력 저장 장치를 이동시킨 후 전력을 전달하는 단계임을 특징으로 하는 전력 운송 방법.13. The method of claim 12,
The step (c) is a power transport method, characterized in that for transmitting power after moving the mobile power storage device to the power supply request point using a vehicle.
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WO2015099349A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 에스케이이노베이션 주식회사 Fire extinguishing device for energy storing system and method for controlling said fire extinguishing device
CN115892360A (en) * 2022-12-16 2023-04-04 广州远和船海研究院有限公司 Wind power transportation ship and offshore wind power transportation method

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