KR20150107258A - Battery monitoring system using the energy harvesting for the ship - Google Patents

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KR20150107258A
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Abstract

The present invention relates to a battery monitoring system of a ship using energy harvesting. The ship using a ship battery as a main power source uses energy harvesting which supplies power with harvesting energy when an auxiliary power source can be used. According to the present invention, the battery monitoring system of a ship using energy harvesting comprises: a harvesting sensor obtaining energy which can be used for a ship through a peripheral resource of the ship; an energy storage unit converting energy obtained from the harvesting sensor into a usable harvesting energy, storing the harvesting energy, and supplying the harvesting energy to a load; a power management unit monitoring a capacity and usage of the energy storage unit, and controlling the energy storage unit; and a power monitoring system (PMS) transmitting a command signal with respect to a usage of the harvesting energy to the power management unit in accordance with the capacity data and usage data of the energy storage unit transmitted from the power management unit.

Description

에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 시스템{Battery monitoring system using the energy harvesting for the ship}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery monitoring system using energy harvesting,

본 발명은 에너지 하베스팅 적용 선박의 배터리 모니터링 시스템에 관한 것으로 선박 배터리를 주 전력원으로 사용하는 선박에 있어서 보조 전력원을 사용해도 되는 경우에는 하베스팅 에너지로 전력을 공급하는 에너지 하베스팅 적용 선박의 배터리 모니터링 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery monitoring system for an energy harvesting vessel, and in a ship using a ship battery as a main power source, when an auxiliary power source can be used, an energy harvesting vessel for supplying power by harvesting energy Battery monitoring system.

일반적으로 선박 또는 해양 구조물의 경우는 육상 전원 공급과 분리되어 있어 전원 공급을 자체 전원 장치를 사용하여 선박 또는 해양 구조물에 필요한 전원을 생산하여 사용한다. 선박 또는 해양 구조물의 경우 독립적인 전력 체계를 구성하여 발전, 송전, 배전 등의 시스템을 구성하며 전원 공급 관리가 매우 중요하여 전원 공급원 또는 전원 공급 관리 시스템 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.In general, ships or offshore structures are separated from the offshore power supply, so the power supply is used to produce the necessary power for the ship or offshore structure using its own power supply. In the case of ships or offshore structures, an independent power system constitutes a system of power generation, transmission, distribution, etc., and power supply management is very important, and development of a power supply or power supply management system is continuously being carried out.

최근에는 이러한 전원 공급원 또는 전원 공급 관리 시스템에 태양광, 풍력 등을 이용한 풍력 발전원으로부터 발전된 전기 에너지를 생산하는 전원 공급 관리 시스템 개발이 이루어지고 있다. 또한, 자가 발전 장치를 구비하여 선박에 전력을 공급하는 장치의 개발도 이루어지고 있다.Recently, a power supply management system for generating electric energy generated from a wind power source using sunlight, wind power, and the like is being developed for such a power source or a power supply management system. In addition, a device for supplying electric power to a ship with a self-generating device has been developed.

하지만 종래 기술은 선박에 자가 발전 장치를 구비하여 전력을 공급하지만, 전력 부하를 해소하고 설비 유지 보수 비용을 절감할 수 없는 문제점이 있다.However, the prior art has a problem that the ship is provided with an electric power generating device to supply electric power, but the electric power load is eliminated and the maintenance cost of the facility can not be reduced.

또한, 전력 공급을 위해 발전원, 또는 자가 발전 장치를 구비해야 하므로 기존의 전력 공급 시스템을 간소화 할 수 없는 문제점이 있다.
In addition, since the power source or the self-power generation device must be provided for power supply, there is a problem that the existing power supply system can not be simplified.

한국공개 특허공보 10-2011-0070534호, 발명의 명칭 '선박용 자가발전장치 및 이를 구비하는 선박'Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2011-0070534, entitled " Ship Self-Generating Device and Ship Having It,

본 발명은 상술한 종래 기술을 개선하기 위한 것으로 선박의 배터리 관리와 수명에 대한 관리에 따른 비용 및 시간을 절감하기 위한 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to reduce the cost and time required for battery management and lifetime management of a ship.

또한, 본 발명은 설비 유지 보수 비용을 절감하기 위한 목적이 있다.Further, the present invention has an object to reduce facility maintenance cost.

또한, 본 발명은 기존의 배터리 용량을 줄이고 지속 충전할 수 있는 에너지 공급원을 사용하며, 시스템 모니터링을 통해 효율적인 관리와 운용을 하기 위한 목적이 있다.
In addition, the present invention aims at using an energy supply source capable of reducing the capacity of the battery and continuously charging the battery, and performing efficient management and operation through system monitoring.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치는 선박의 주변 자원을 통해 상기 선박에서 사용 가능한 에너지를 획득하는 하베스팅 센서와 상기 하베스팅 센서로부터 획득한 에너지를 사용 가능한 에너지인 하베스팅 에너지로 변환 및 저장하며 부하에 상기 하베스팅 에너지를 공급하는 에너지 저장부와 상기 에너지 저장부의 용량 및 사용량을 모니터링하고 상기 에너지 저장부를 제어하는 전력 관리부 및 상기 전력 관리부로부터 전송받은 상기 에너지 저장부의 용량 데이터 및 사용량 데이터에 따라 상기 전력 관리부로 상기 하베스팅 에너지 사용에 대한 명령 신호를 전송하는 PMS(Power Monitoring System)를 포함한다.In order to solve the above-described problems, an apparatus for monitoring a battery of a ship to which energy harvesting is applied according to the present invention includes a harvesting sensor for acquiring energy usable in the ship through peripheral resources of the ship and an energy harvesting sensor A power management unit for monitoring the capacity and usage of the energy storage unit and controlling the energy storage unit, and a power management unit for controlling the power storage unit to transmit the harvesting energy to the power storage unit, And a power monitoring system (PMS) for transmitting a command signal for using the harvesting energy to the power management unit according to capacity data and usage data of the energy storage unit.

상기 하베스팅 센서는 조류, 태양광, 진동, 열 중 어느 하나 이상인 상기 선박의 주변 자원을 통해 에너지를 획득하는 것을 특징으로 한다.The harvesting sensor acquires energy through the surrounding resources of the ship, which is at least one of algae, sunlight, vibration, and heat.

상기 선박은 선박 배터리를 구비하여 상기 선박 배터리를 상기 선박의 주 전력원으로 사용하는 것을 특징으로 한다.The ship is equipped with a ship battery, and the ship battery is used as a main power source of the ship.

상기 선박이 보조 전력원을 사용할 경우, 상기 하베스팅 에너지를 상기 보조 전력원으로 사용하는 것을 특징으로 한다.And when the ship uses an auxiliary power source, the harvesting energy is used as the auxiliary power source.

상기 PMS는 상기 선박 배터리의 용량 및 사용량과 상기 전력 관리부로부터 수신한 상기 에너지 저장부의 용량 데이터 및 사용량 데이터, 상기 부하의 전력 소비 현황 중 어느 하나 이상을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.The PMS monitors at least one of a capacity and a consumption amount of the ship battery, capacity data and usage amount data of the energy storage unit received from the power management unit, and power consumption status of the load.

본 발명의 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법은 선박의 주변 자원을 통해 에너지를 획득하는 에너지 획득 단계와 상기 에너지 획득 단계에서 획득한 에너지를 사용 가능한 에너지인 하베스팅 에너지로 변환하여 에너지 저장부에 저장하는 하베스팅 에너지 저장 단계와 리부에서 상기 에너지 저장부의 용량 및 사용량을 모니터링하여 에너지 저장부 용량 데이터 및 사용량 데이터를 PMS로 전송하는 에너지 저장부 모니터링 단계와 상기 선박에서 보조 전력원을 사용할 경우 PMS에서 상기 전력 관리부로 에너지 저장부 사용에 대한 명령 신호를 전송하는 사용 신호 전송 단계 및 상기 전력 관리부에서 상기 에너지 저장부로 상기 하베스팅 에너지를 부하에 공급하기 위한 명령 신호를 전송하는 하베스팅 에너지 공급 신호 전송 단계를 포함한다.The battery monitoring method of a ship to which the energy harvesting of the present invention is applied includes an energy acquiring step of acquiring energy through a peripheral resource of the ship and an energy storing step of converting the energy acquired in the energy acquiring step into harvesting energy, Monitoring the capacity and usage of the energy storage unit and transmitting the energy storage capacity data and usage amount data to the PMS; monitoring an energy storage unit monitoring step of monitoring the capacity and usage amount of the energy storage unit in the harvesting energy storing step and the ripping unit, A power control unit for transmitting a command signal for use of the energy storage unit to the power management unit, and a power control unit for transmitting a command signal for supplying the harvesting energy to the energy storage unit, Step It should.

상기 에너지 획득 단계는, 조류를 통해 에너지를 획득하는 조류 에너지 획득 단계와 태양광을 통해 에너지를 획득하는 태양광 에너지 획득 단계와 상기 선박에서 발생하는 진동을 통해 에너지를 획득하는 진동 에너지 획득 단계 및 상기 선박에서 발생하는 열을 통해 에너지를 획득 하는 열 에너지 획득 단계중 어느 하나 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The energy obtaining step may include a tidal energy obtaining step of obtaining energy through algae, a solar energy obtaining step of obtaining energy through sunlight, a vibration energy obtaining step of obtaining energy through vibration generated in the ship, And a thermal energy acquisition step of acquiring energy through heat generated in the ship.

상기 선박에서 주 전력원을 사용할 경우 PMS에서 선박 배터리를 사용하기 위한 명령 신호를 선박 배터리로 전송하는 선박 배터리 사용 신호 전송 단계 및 상기 선박 배터리에서 상기 명령 신호를 수신하면 상기 선박 배터리에서 부하로 전력을 공급하는 선박 배터리 공급 단계를 포함한다.A ship battery use signal transmission step of transmitting a command signal for using the ship battery in the PMS to the ship battery when the main power source is used in the ship, and a step of transmitting the command signal from the ship battery to the load And supplying a ship battery.

상기 사용 신호 전송 단계 이전에, 상기 PMS가 상기 선박 배터리의 용량 및 사용량과 상기 전력 관리부로부터 수신한 상기 에너지 저장부의 용량 데이터 및 사용량 데이터, 상기 부하의 전력 소비 현황 중 어느 하나 이상을 모니터링하는 선박 전력 모니터링 단계를 더 포함한다.
Wherein the PMS is operable to monitor at least one of capacity and usage of the ship battery and capacity data and usage data of the energy storage unit received from the power management unit and power consumption status of the load, Monitoring step.

본 발명은 선박의 배터리 관리와 수명에 대한 관리에 따른 비용 및 시간을 절감하는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the cost and time of the battery management and life management of the ship.

또한, 본 발명은 설비 유지 보수 비용을 절감하는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of reducing the maintenance cost of facilities.

또한, 본 발명은 기존의 배터리 용량을 줄이고 지속 충전할 수 있는 에너지 공급원을 사용하며, 시스템 모니터링을 통해 효율적인 관리와 운용할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention uses an energy supply source capable of reducing the capacity of a battery and continuously charging the battery, and has an effect of being efficiently managed and operated through system monitoring.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하베스팅 센서부를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법을 개략적으로 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 획득 단계를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 배터리 공급 단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치를 포함하는 선박 또는 해양 구조물을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing a battery monitoring apparatus for a ship to which energy harvesting is applied according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a block diagram schematically illustrating a harvesting sensor unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart schematically illustrating a method of monitoring a battery of a ship to which energy harvesting is applied according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating an energy obtaining step according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart schematically showing a ship battery supplying step according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view illustrating a ship or an offshore structure including a battery monitoring apparatus for a ship to which energy harvesting is applied according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.The foregoing and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치(100)는 선박(200)의 주변 자원을 통해 선박(200)에서 사용 가능한 에너지를 획득하는 하베스팅 센서부(110)와 하베스팅 센서부(110)로부터 획득한 에너지를 사용 가능한 에너지인 하베스팅 에너지로 변환 및 저장하며 부하(160)에 하베스팅 에너지를 공급하는 에너지 저장부(120)와 에너지 저장부(120)의 용량 및 사용량을 모니터링하고 에너지 저장부(120)를 제어하는 전력 관리부(130) 및 전력 관리부(130)로부터 전송받은 에너지 저장부(120)의 용량 데이터 및 사용량 데이터에 따라 전력 관리부(130)로 하베스팅 에너지 사용에 대한 명령 신호를 전송하는 PMS(Power Monitoring System)(140)을 포함한다.1 is a block diagram schematically illustrating a battery monitoring apparatus for a ship to which energy harvesting is applied according to an embodiment of the present invention. 1, a battery monitoring apparatus 100 for a ship to which energy harvesting is applied according to the present invention includes a harvesting sensor unit 110 for acquiring energy usable in a ship 200 through peripheral resources of the ship 200, And an energy storage unit 120 for converting and storing energy obtained from the harvesting sensor unit 110 into harvesting energy which is usable energy and supplying harvesting energy to the load 160, The power management unit 130 monitors the capacity and usage of the energy storage unit 120 and controls the power storage unit 120 according to capacity data and usage data of the energy storage unit 120 received from the power management unit 130 And a Power Monitoring System (PMS) 140 for transmitting command signals for harvesting energy usage.

본 발명의 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 시스템으로서, 하베스팅 센서부(110)를 통해 획득한 에너지를 선박(200)의 전력원으로 사용한다. 에너지 하베스팅은 주변에서 버려지는 에너지를 수확(하베스팅: harvesting)하여 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환하고 이용하는 것을 뜻한다. 에너지 하베스팅의 주요 에너지원은 진동, 사람의 움직임, 빛, 열, 전자기파, 진동, 조류 등이 있습니다. 주위 환경으로부터 에너지를 수확하여 배터리 교체나 충전, 전원 배선을 할 필요가 없이 장기간 이용할 수 있는 전원이다.In the battery monitoring system of a ship to which the energy harvesting of the present invention is applied, energy obtained through the harvesting sensor unit 110 is used as a power source of the ship 200. Energy harvesting means harvesting energy from the surrounding area and converting it into usable electrical energy. Energy The main energy sources of Harvesting are vibration, movement of people, light, heat, electromagnetic waves, vibration, and algae. It is a power source that can be used for a long time without harvesting energy from the surrounding environment and needing battery replacement, charging, and power wiring.

따라서, 본 발명의 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치(100)는 선박(200)의 주변 자원을 통해 선박(200)에서 사용 가능한 에너지를 획득하게 된다.Accordingly, the battery monitoring apparatus 100 of the ship to which the energy harvesting of the present invention is applied obtains the energy available in the ship 200 through the surrounding resources of the ship 200.

선박(200)의 주변 자원이라 함은, 조류, 태양, 바람과 같은 자연 환경의 자원뿐 아니라 선박(200) 내에서 발생하는 진동, 열, 전자기파, 사람의 움직임 등도 포함한다. 하베스팅 센서부(110)는 선박(200)의 전력원으로 사용하기 위해 이러한 주변 자원을 통해 에너지를 획득하게 된다.The peripheral resources of the ship 200 include not only natural resources such as algae, sun and wind, but also vibrations, heat, electromagnetic waves, and human motion generated in the ship 200. The harvesting sensor unit 110 acquires energy through these peripheral resources for use as a power source of the ship 200.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하베스팅 센서부(110)를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하베스팅 센서부(110)는 조류를 통해 에너지를 획득하는 조류 센서부(111)와 태양광을 통해 에너지를 획득하는 태양광 센서부(112), 선박(200)에서 발생하는 진동을 통해 에너지를 획득하는 진동 센서부(113), 선박(200)에서 발생하는 열을 통해 에너지를 획득하는 열 센서부(114) 중 어느 하나 이상을 포함한다.2 is a block diagram schematically illustrating a harvesting sensor unit 110 according to an embodiment of the present invention. 2, the harvesting sensor unit 110 of the present invention includes a bird sensor unit 111 for acquiring energy through algae, a solar sensor unit 112 for acquiring energy through sunlight, A vibration sensor unit 113 for obtaining energy through vibration generated in the ship 200, and a heat sensor unit 114 for obtaining energy through heat generated from the ship 200.

조류 센서부(111)에서는 선박(200)이 위치한 바다 또는 강의 조류를 통해 에너지를 획득합니다. 조수 간만의 차, 또는 바닷물, 강물에서 발생한 위치 에너지 또는 운동 에너지를 전기 에너지로 생산하는 것이다. 태양광 센서부(112)에서는 태양광을 포집하여 태양 에너지를 전기 에너지로 생산하게 된다. 이러한 조류 센서부(111) 및 태양광 센서부(112)는 일반적으로 사용되는 조류 발전, 태양광 발전 장치 및 방법이 사용될 수 있으며 앞으로 개발되는 장치 및 방법 또한 사용될 수 있다.The algae sensor unit (111) acquires energy through algae of the sea or river where the ship (200) is located. It is the production of electric energy as kinetic energy or kinetic energy generated in the tidal river or sea water or river. The solar sensor unit 112 collects sunlight to produce solar energy as electric energy. The algae sensor unit 111 and the solar sensor unit 112 may be a commonly used algae generator, a photovoltaic generator and a method, and apparatuses and methods developed in the future may also be used.

진동 센서부(113)는 선박(200) 내부에서 발생하는 진동을 통해 에너지를 획득하게 된다. 선박(200)의 엔진, 발전기 등에서 발생하는 진동뿐 아니라 해수에 의한 선박(200)의 진동, 대형 회전기나 구조물의 진동과 같이 선박(200) 내부에서 발생하는 모든 진동에 의해 에너지를 획득할 수 있다. 또한, 진동 에너지는 사람이 보행 시 지면과의 충돌 에너지를 신발에 장착된 압전소자를 이용할 수도 있다. 열 센서부(114)도 마찬가지로 선박(200)의 발전기, 배터리, 엔진 등에서 발생하는 열, 자연 온도와의 온도차 등과 같은 선박(200)의 내부에서 발생하는 모든 열에 의해 에너지를 획득할 수 있다. 이뿐 아니라, 통신 전파, 이동 단말기 전파 등의 전자파 에너지 등 에너지 하베스팅으로 알려진 모든 에너지 획득 장치 및 방법이 이용될 수 있다.The vibration sensor unit 113 acquires energy through vibration generated in the ship 200. Energy can be obtained by all the vibrations generated inside the ship 200, such as vibrations of the ship 200 due to seawater, vibrations of a large rotating machine and a structure, as well as vibrations generated in an engine, a generator, and the like of the ship 200 . In addition, the vibration energy may use a piezoelectric element mounted on a shoe with a collision energy with a ground when a person is walking. The heat sensor unit 114 can also acquire energy by all the heat generated in the ship 200, such as the heat generated by the generator, the battery, the engine, etc., and the temperature difference with the natural temperature. In addition, all energy acquisition devices and methods known as energy harvesting, such as electromagnetic waves such as communication radio waves and mobile terminal waves, can be used.

하베스팅 센서부(110)에서 획득한 에너지는 선박(200)에서 사용 가능한 에너지로 변환되어 에너지 저장부(120)에 저장되고 이 때의 에너지를 하베스팅 에너지라 한다. 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치(100)는 제1 전력 변환부(170), 제2 전력 변환부(180)를 통해 획득한 에너지를 변환시킨다. 이는 전력의 전압을 DC-DC 변환, AC-DC 변환, DC-AC 변환 등으로 필요에 따라 변환시키는 것이다.The energy acquired by the harvesting sensor unit 110 is converted into energy usable in the ship 200 and stored in the energy storage unit 120, and the energy at this time is referred to as harvesting energy. The battery monitoring apparatus 100 of the ship to which the energy harvesting is applied converts the energy acquired through the first power conversion unit 170 and the second power conversion unit 180. This converts the voltage of the power to DC-DC conversion, AC-DC conversion, and DC-AC conversion as necessary.

전력 관리부(130)는 주로 에너지 저장부(120)의 용량 및 사용량을 모니터링하고 에너지 저장부(120)를 제어하게 된다. 또한, 제1 전력 변환부(170), 제2 전력 변환부(180) 등 본 발명의 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치(100)를 제어하게 된다.The power management unit 130 mainly monitors the capacity and usage of the energy storage unit 120 and controls the energy storage unit 120. Also, the battery monitoring apparatus 100 of the ship to which the energy harvesting of the present invention is applied, such as the first power conversion unit 170 and the second power conversion unit 180, is controlled.

전력 관리부(130)는 필요에 따라 전력을 변환시키기 위해 제1 전력 변환부(170), 제2 전력 변환부(180)에 전력 변환에 대한 명령 신호를 전송하여 제1 전력 변환부(170), 제2 전력 변환부(180)가 하베스팅 센서부(110)를 통해 획득한 에너지 또는 에너지 저장부(120)에 저장되어 있는 하베스팅 에너지를 변환시키게 된다.The power management unit 130 transmits a command signal for power conversion to the first power conversion unit 170 and the second power conversion unit 180 in order to convert power as required, The second power conversion unit 180 converts the energy acquired through the harvesting sensor unit 110 or the harvesting energy stored in the energy storage unit 120.

또한, 전력 관리부(130)는 모니터링한 에너지 저장부(120)의 용량 데이터 및 사용량 데이터를 PMS(Power Monitoring System)(140)으로 전송한다. 선박(200)에는 선박 배터리(150)가 구비되어 선박 배터리(150)를 주 전력원으로 사용하게 된다. 선박(200)에서 조명, 센서 등과 같은 보조 전력원을 사용할 경우 본 발명의 하베스팅 에너지를 보조 전력원으로 사용하게 되는 것인데, 이를 위해 PMS(140)는 선박 배터리(160)의 용량 및 사용량과 전력 관리부(130)에서 수신한 에너지 저장부(120)의 용량 데이터 및 사용량 데이터, 부하(160)의 전력 소비량 중 어느 하나 이상을 모니터링하게 된다.Also, the power management unit 130 transmits the capacity data and usage data of the monitored energy storage unit 120 to the PMS (Power Monitoring System) 140. The ship 200 is equipped with a ship battery 150 to use the ship battery 150 as a main power source. When the auxiliary power source such as illumination, sensor, etc. is used in the ship 200, the harvesting energy of the present invention is used as an auxiliary power source. To this end, the PMS 140 controls the capacity and usage of the ship battery 160, The monitoring unit 130 monitors at least one of the capacity data and the usage amount data of the energy storage unit 120 and the power consumption amount of the load 160 received by the management unit 130.

PMS(140)는 선박 배터리(150), 부하(160) 및 에너지 저장부(120)를 모니터링하여 부하(160)에서 주 전력원을 사용할 경우, 보조 전력원을 사용할 경우를 판단하여 선박 배터리(150)에서 전력을 사용할 것인지 에너지 저장부(120)를 통해 전력을 사용할 것인지 판단하게 된다. 때문에, PMS(140)는 선박(200) 내부의 모든 전력 사용 현황을 모니터링해야 한다. 보조 전력원을 사용하기 위한 전력량보다 에너지 저장부(120)에 하베스팅 에너지가 적은 경우 PMS(140)는 선박 배터리(150)에서 전력을 사용하며, 선박 배터리(150)가 방전되는 등의 비상 상황이 발생했을 때, 에너지 저장부(120)가 비상 전력원으로 사용될 수 있다.The PMS 140 monitors the ship battery 150, the load 160 and the energy storage unit 120 to determine whether to use the auxiliary power source when the main power source is used in the load 160, Or whether to use the power through the energy storage unit 120. [ Thus, the PMS 140 should monitor all power usage states within the vessel 200. The PMS 140 uses electric power in the ship battery 150 when the harvesting energy is less in the energy storage unit 120 than the power amount for using the auxiliary power source and the emergency situation such as discharging the ship battery 150 The energy storage unit 120 can be used as an emergency power source.

PMS(140)에서 에너지 저장부(120)의 하베스팅 에너지를 사용하는 것을 판단하면, PMS(140)는 전력 관리부(130)로 에너지 저장부 사용 신호를 전송한다. 에너지 저장부 사용 신호를 수신한 전력 관리부(130)는 에너지 저장부(120)에 하베스팅 에너지 공급 신호를 전송하고 하베스팅 에너지 공급 신호를 수신한 에너지 저장부(120)는 부하(160)에 하베스팅 에너지를 공급하게 되는 것이다.When the PMS 140 determines to use the harvesting energy of the energy storage unit 120, the PMS 140 transmits the energy storage unit use signal to the power management unit 130. The energy management unit 130 receives the energy storage unit use signal and transmits the harvesting energy supply signal to the energy storage unit 120. The energy storage unit 120 receives the harvesting energy supply signal, Thereby supplying energy to the robot.

또한, PMS(140)에서 선박 배터리(150)의 전력을 사용하는 것으로 판단하면, PMS(140)는 선박 배터리(150)로 선박 배터리 공급 신호를 전송하고 선박 배터리 공급 신호를 수신한 선박 배터리(150)는 부하(160)에 전력을 공급하게 된다.When the PMS 140 determines that the power of the ship battery 150 is to be used, the PMS 140 transmits the ship battery supply signal to the ship battery 150 and the ship battery 150 ) Supplies power to the load (160).

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법은 선박(200)의 주변 자원을 통해 에너지를 획득하는 에너지 획득 단계(S210), 에너지 획득 단계에서 획득한 에너지를 사용 가능한 에너지인 하베스팅 에너지로 변환하여 에너지 저장부(120)에 저장하는 하베스팅 에너지 저장 단계(S220), 전력 관리부(130)에서 에너지 저장부(120)의 용량 및 사용량을 모니터링하여 에너지 저장부 용량 데이터 및 사용량 데이터를 PMS(Power Monitoring System)(140)로 전송하는 에너지 저장부 모니터링 단계(S230), 선박(200)에서 보조 전력원을 사용할 경우 PMS(140)에서 전력 관리부(130)로 에너지 저장부 사용에 대한 명령 신호를 전송하는 사용 신호 전송 단계(S240), 전력 관리부(130)에서 에너지 저장부(120)로 하베스팅 에너지를 부하(160)에 공급하기 위한 명령 신호를 전송하는 하베스팅 공급 신호 전송 단계(S250)을 포함한다.3 is a flowchart schematically illustrating a method of monitoring a battery of a ship to which energy harvesting is applied according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a method of monitoring a battery of a ship to which energy harvesting is applied includes an energy acquisition step (S210) of acquiring energy through peripheral resources of the ship 200, an energy acquisition step And a power management unit 130 monitors the capacity and the amount of usage of the energy storage unit 120 to store the energy storage capacity data and the energy storage capacity data in the energy storage unit 120. [ The energy storage unit monitoring step S230 of transmitting the usage data to the PMS 140 and the energy storage unit using the auxiliary power source in the ship 200 from the PMS 140 to the power management unit 130 A command signal transmission step S240 for transmitting a command signal to the energy storage unit 120 from the power management unit 130, And a step of transmitting a harvesting supply signal (S250) for transmitting the call.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 획득 단계(S210)을 나타낸 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 에너지 획득 단계(S210)는 조류를 통해 에너지를 획득하는 조류 에너지 획득 단계(S211), 태양광을 통해 에너지를 획득하는 태양광 에너지 획득 단계(S212), 선박(200)에서 발생하는 진동을 통해 에너지를 획득하는 진동 에너지 획득 단계(S213), 선박에서 발생하는 열을 통해 에너지를 획득하는 열 에너지 획득 단계(S214) 중 어느 하나 이상의 단계를 포함한다.FIG. 4 is a block diagram illustrating an energy obtaining step S210 according to an embodiment of the present invention. 4, the energy obtaining step S210 includes a tidal energy obtaining step S211 for obtaining energy through algae, a solar light energy obtaining step S212 for obtaining energy through sunlight, a vessel 200 A vibration energy obtaining step S213 for obtaining energy through vibration generated in the ship, and a heat energy obtaining step S214 for obtaining energy through heat generated in the ship.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 배터리 공급 단계를 개략적으로 나타낸 순서도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치를 포함하는 선박 또는 해양 구조물을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 선박 배터리 공급 단계는, 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법은 선박(200)의 주변 자원을 통해 에너지를 획득하는 에너지 획득 단계(S210), 에너지 획득 단계에서 획득한 에너지를 사용 가능한 에너지인 하베스팅 에너지로 변환하여 에너지 저장부(120)에 저장하는 하베스팅 에너지 저장 단계(S220), 전력 관리부(130)에서 에너지 저장부(120)의 용량 및 사용량을 모니터링하여 에너지 저장부 용량 데이터 및 사용량 데이터를 PMS(Power Monitoring System)(140)로 전송하는 에너지 저장부 모니터링 단계(S230), 선박(200)에서 주 전력원을 사용할 경우 PMS(140)에서 선박 배터리(150)를 사용하기 위한 명령 신호를 선박 배터리(150)로 전송하는 선박 배터리 사용 신호 전송 단계(S241), 선박 배터리(150)에서 선박 배터리(150)를 사용하기 위한 명령 신호를 수신하면 선박 배터리(150)에서 부하(160)로 전력을 공급하는 선박 배터리 공급 단계(S251)을 포함한다.FIG. 5 is a flowchart schematically showing a ship battery supplying step according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of supplying a ship battery or an offshore structure including a battery monitoring apparatus for a ship applying energy harvesting according to an embodiment of the present invention Fig. As shown in FIGS. 5 and 6, in the ship battery supplying step, a battery monitoring method of a ship to which energy harvesting is applied includes an energy acquiring step (S210) of acquiring energy through peripheral resources of the ship 200, The energy storage unit 120 converts the energy obtained in the energy storing unit 120 into the harvesting energy that is usable energy and stores the harvesting energy in the energy storage unit 120, Monitoring an energy storage unit monitoring step (S230) of monitoring energy storage capacity data and usage data to a PMS (Power Monitoring System) 140; A ship battery use signal transmission step S241 of transmitting a command signal for using the battery 150 to the ship battery 150, a step S242 of using a ship battery 150 in the ship battery 150 When receiving the command signal group includes a supply vessel battery supplying power to the load 160 in the battery vessel (150) (S251).

사용 신호 전송 단계(S240) 이전에, PMS(140)가 선박 배터리(150)의 용량 및 사용량과 전력 관리부(130)로부터 수신한 에너지 저장부(120)의 용량 데이터 및 사용량 데이터, 부하(160)의 전력 소비량 중 어느 하나 이상을 모니터링하는 선박 전력 모니터링 단계(S231)가 더 포함될 수 있다.The usage data of the energy storage unit 120 received from the power management unit 130 and the usage amount data and the load 160 of the ship battery 150 received by the PMS 140 before the use signal transmission step S240, And a power monitoring step S231 for monitoring at least one of the power consumption of the first and second power sources.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치
110: 하베스팅 센서 111: 조류 센서부
112: 태양광 센서부 113: 진동 센서부
114: 열 센서부 120: 에너지 저장부
130: 전력 관리부 140: PMS(Power Monitoring System)
150: 선박 배터리 160: 부하
170: 제1 전력 변환부 180: 제2 전력 변환부
200: 선박100: Battery monitoring device for ships with energy harvesting
110: harvesting sensor 111: algae sensor unit
112: solar light sensor unit 113: vibration sensor unit
114: thermal sensor unit 120: energy storage unit
130: Power Management Unit 140: Power Monitoring System (PMS)
150: Ship battery 160: Load
170: first power converting section 180: second power converting section
200: Ship

Claims (10)

선박의 주변 자원을 통해 상기 선박에서 사용 가능한 에너지를 획득하는 하베스팅 센서;
상기 하베스팅 센서로부터 획득한 에너지를 사용 가능한 에너지인 하베스팅 에너지로 변환 및 저장하며 부하에 상기 하베스팅 에너지를 공급하는 에너지 저장부;
상기 에너지 저장부의 용량 및 사용량을 모니터링하고 상기 에너지 저장부를 제어하는 전력 관리부;
상기 전력 관리부로부터 전송받은 상기 에너지 저장부의 용량 데이터 및 사용량 데이터에 따라 상기 전력 관리부로 상기 하베스팅 에너지 사용에 대한 명령 신호를 전송하는 PMS(Power Monitoring System);
을 포함하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치.
A harvesting sensor for acquiring available energy from the ship through surrounding resources of the ship;
An energy storage unit for converting and storing energy acquired from the harvesting sensor into harvesting energy, which is usable energy, and supplying the harvesting energy to a load;
A power management unit monitoring the capacity and usage of the energy storage unit and controlling the energy storage unit;
A PMS (Power Monitoring System) for transmitting a command signal for using the harvesting energy to the power management unit according to capacity data and usage amount data of the energy storage unit received from the power management unit;
A battery monitoring device for a ship to which energy harvesting is applied.
제 1항에 있어서,
상기 하베스팅 센서는 조류, 태양광, 진동, 열 중 어느 하나 이상인 상기 선박의 주변 자원을 통해 에너지를 획득하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the harvesting sensor acquires energy through peripheral resources of the ship having at least one of algae, sunlight, vibration, and heat.
제 1항에 있어서,
상기 선박은 선박 배터리를 구비하여 상기 선박 배터리를 상기 선박의 주 전력원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ship has a ship battery and uses the ship battery as a main power source of the ship.
제 3항에 있어서,
상기 선박이 보조 전력원을 사용할 경우, 상기 하베스팅 에너지를 상기 보조 전력원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치.
The method of claim 3,
Wherein when the ship uses an auxiliary power source, the harvesting energy is used as the auxiliary power source.
제 1항에 있어서,
상기 PMS는 상기 선박 배터리의 용량 및 사용량과 상기 전력 관리부로부터 수신한 상기 에너지 저장부의 용량 데이터 및 사용량 데이터, 상기 부하의 전력 소비 현황 중 어느 하나 이상을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the PMS monitors at least one of capacity and usage of the ship battery, capacity data and usage data of the energy storage unit received from the power management unit, and power consumption status of the load. Battery monitoring device.
선박의 주변 자원을 통해 에너지를 획득하는 에너지 획득 단계;
상기 에너지 획득 단계에서 획득한 에너지를 사용 가능한 에너지인 하베스팅 에너지로 변환하여 에너지 저장부에 저장하는 하베스팅 에너지 저장 단계;
전력 관리부에서 상기 에너지 저장부의 용량 및 사용량을 모니터링하여 에너지 저장부 용량 데이터 및 사용량 데이터를 PMS로 전송하는 에너지 저장부 모니터링 단계;
상기 선박에서 보조 전력원을 사용할 경우 PMS에서 상기 전력 관리부로 에너지 저장부 사용에 대한 명령 신호를 전송하는 사용 신호 전송 단계; 및
상기 전력 관리부에서 상기 에너지 저장부로 상기 하베스팅 에너지를 부하에 공급하기 위한 명령 신호를 전송하는 하베스팅 에너지 공급 신호 전송 단계;
를 포함하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법.
An energy acquisition step of acquiring energy through the surrounding resources of the ship;
A hubbing energy storing step of converting the energy acquired in the energy acquiring step into harvesting energy, which is usable energy, and storing the harvesting energy in the energy storing unit;
Monitoring an energy storage unit capacity and usage amount of the energy storage unit by a power management unit and transmitting energy storage unit capacity data and usage amount data to a PMS;
A use signal transmitting step of transmitting a command signal for using the energy storage unit from the PMS to the power management unit when the ship uses an auxiliary power source; And
Transmitting a command signal for supplying the harvesting energy to the load from the power management unit to the energy storage unit;
A method for monitoring a battery of a ship to which energy harvesting is applied.
제 6항에 있어서,
상기 에너지 획득 단계는,
조류를 통해 에너지를 획득하는 조류 에너지 획득 단계;
태양광을 통해 에너지를 획득하는 태양광 에너지 획득 단계;
상기 선박에서 발생하는 진동을 통해 에너지를 획득하는 진동 에너지 획득 단계;
상기 선박에서 발생하는 열을 통해 에너지를 획득 하는 열 에너지 획득 단계;
중 어느 하나 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법.
The method according to claim 6,
The energy acquiring step includes:
Tidal energy acquisition phase to acquire energy through algae;
A solar energy acquisition step of acquiring energy through sunlight;
A vibration energy obtaining step of obtaining energy through vibration generated in the ship;
A thermal energy obtaining step of obtaining energy through heat generated in the ship;
The method of claim 1, wherein the energy harvesting comprises:
제 6항에 있어서,
상기 선박에서 주 전력원을 사용할 경우 PMS에서 선박 배터리를 사용하기 위한 명령 신호를 선박 배터리로 전송하는 선박 배터리 사용 신호 전송 단계;
상기 선박 배터리에서 상기 명령 신호를 수신하면 상기 선박 배터리에서 부하로 전력을 공급하는 선박 배터리 공급 단계;
를 포함하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법.
The method according to claim 6,
A ship battery use signal transmission step of transmitting a command signal for using the ship battery in the PMS to the ship battery when the main power source is used in the ship;
A ship battery supplying step of supplying power from the ship battery to a load upon receipt of the command signal from the ship battery;
A method for monitoring a battery of a ship to which energy harvesting is applied.
제 6항에 있어서,
상기 사용 신호 전송 단계 이전에, 상기 PMS가 상기 선박 배터리의 용량 및 사용량과 상기 전력 관리부로부터 수신한 상기 에너지 저장부의 용량 데이터 및 사용량 데이터, 상기 부하의 전력 소비 현황 중 어느 하나 이상을 모니터링하는 선박 전력 모니터링 단계;
를 더 포함하는 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the PMS is operable to monitor at least one of capacity and usage of the ship battery and capacity data and usage data of the energy storage unit received from the power management unit and power consumption status of the load, Monitoring phase;
Wherein the energy harvesting method further comprises:
제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 에너지 하베스팅을 적용한 선박의 배터리 모니터링 장치를 포함하는 선박 또는 해양 구조물.A ship or an offshore structure comprising a battery monitoring device for a ship to which said energy harvesting is applied according to any one of claims 1 to 5.
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