KR20160083632A - 태양전지가 설치된 에너지 저장장치 - Google Patents

태양전지가 설치된 에너지 저장장치 Download PDF

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Abstract

태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 관한 기술이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치는 배터리의 전력을 관리하기 위한 전력변환부, 상기 전력변환부를 냉각시키기 위한 공조부, 상기 전력변환부 및 상기 공조부가 내부에 설치되는 본체, 및 상기 본체의 상면에 설치되어 에너지 저장장치에서 사용할 전력을 생산하는 태양전지를 포함하되, 상기 본체는 상기 공조부로 흡입되는 기체를 통과시키는 흡입통로, 및 상기 공조부로부터 배출되는 기체를 통과시키는 배출통로를 포함한다.

Description

태양전지가 설치된 에너지 저장장치{Energy Storage System Installed Solar Cell}
본 발명은 태양전지가 생산한 전력을 이용하는 에너지 저장장치에 관한 것이다.
산업의 발달과 더불어 전력의 수요가 증대되고 있으며 주야간, 계절간, 일별간의 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다. 최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크 부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있다.
이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 배터리에 저장하거나 계통의 부족 전력을 배터리에서 공급해주는 에너지 저장장치(Energy Storage System, ESS)이다.
에너지 저장장치는 야간의 잉여 전력이나 원거리에 설치된 풍력, 태양광 등의 신재생 에너지원에서 발전된 잉여 전력을 저장하였다가 피크 부하 또는 계통 사고시 배터리에 저장된 전력을 계통에 공급한다. 이를 통해 신재생 에너지원에 의해 불안정하게 변동되는 계통 전력을 안정화시키고 최대부하 삭감과 부하 평준화를 달성할 수 있게 된다. 특히, 최근 다양한 신재생 에너지원의 출현으로 인해 부각되고 있는 지능형 전력망(Smart Grid)에도 이러한 에너지 저장장치가 이용될 수 있다.
이러한 에너지 저장장치는 전력 조절장치(Power Conditioning System, PCS), 및 배터리 조절장치(Battery Conditioning System, BCS)를 포함한다.
전력 조절장치는 계통과 배터리 조절장치 사이에서 전력 변환(AC/DC)을 수행하는 등 배터리 조절장치에 설치된 배터리의 전력을 관리하는 기능을 갖는다.
배터리 조절장치는 배터리의 상태를 관리하는 기능을 담당한다. 배터리 조절장치에 설치된 배터리는 계통에 전력을 공급하기 위해 방전(放電)된다. 배터리 조절장치에 설치된 배터리는 계통으로부터 공급되는 전력을 이용하여 충전(充電)된다.
이러한 전력 조절장치 및 배터리 조절장치를 포함하는 에너지 저장장치는, 계통으로부터 제공되는 전력을 이용하여 가동되었다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 에너지 저장시스템은 가동 과정에서 계통의 전력을 소모함에 따라 시스템 효율을 향상시키는데 한계가 있는 문제가 있다. 또한, 종래 기술에 따른 에너지 저장시스템은 계통이 정상적으로 동작하지 않는 경우 가동이 불가능하므로, 전력 공급처로서의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해소하고자 안출된 것으로, 가동 과정에서 계통의 전력을 소모하는 양을 감소시킬 수 있는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 계통이 정상적으로 동작하지 않는 경우에도 가동이 가능한 태양전지가 설치된 에너지 저장장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치는 배터리의 전력을 관리하기 위한 전력변환부; 상기 전력변환부를 냉각시키기 위한 공조부; 상기 전력변환부 및 상기 공조부가 내부에 설치되는 본체; 및 상기 본체의 상면에 설치되어 에너지 저장장치에서 사용할 전력을 생산하는 태양전지를 포함할 수 있다. 상기 본체는 상기 공조부로 흡입되는 기체를 통과시키는 흡입통로, 및 상기 공조부로부터 배출되는 기체를 통과시키는 배출통로를 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치는 배터리를 수용하는 배터리조절본체를 포함하고, 상기 배터리를 이용하여 전력을 저장하는 배터리 조절장치; 전력을 변환하기 위한 전력변환부를 수용하는 전력조절본체를 포함하고, 상기 배터리의 전력을 관리하는 전력 조절장치; 상기 배터리조절본체의 상면 및 상기 전력조절본체의 상면 중에서 적어도 하나에 설치되어 전력을 생산하는 태양전지부; 및 상기 태양전지부가 생산한 전력을 이용하여 상기 배터리 조절장치 및 상기 전력 조절장치 중에서 적어도 하나를 가동시키는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 가동 과정에서 계통의 전력을 소모하는 양을 감소시킬 수 있도록 구현됨으로써, 운영 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 계통이 정상적으로 동작하지 않는 경우에도 가동이 가능하도록 구현됨으로써, 전력 공급처로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치의 개략적인 사시도
도 3은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 1의 I-I 선을 기준으로 한 정단면도
도 4는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 3의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 한 평단면도
도 5는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 3의 Ⅲ-Ⅲ 선을 기준으로 한 평단면도
도 6은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치의 개략적인 사시도
도 7은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 6의 Ⅳ-Ⅳ 선을 기준으로 한 정단면도
도 8은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 7의 Ⅴ-Ⅴ 선을 기준으로 한 평단면도
도 9는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 7의 Ⅵ-Ⅵ 선을 기준으로 한 평단면도
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 개략적인 구성도
이하에서는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(Energy Storage System, ESS)(1)는 야간의 잉여 전력이나 원거리에 설치된 풍력, 태양광 등의 신재생 에너지원에서 발전된 잉여 전력을 저장하였다가 피크 부하 또는 계통 사고시 배터리에 저장된 전력을 계통에 공급하는 것이다.
본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)는 전력변환부(110) 및 배터리(20) 중에서 적어도 하나가 설치되는 본체, 상기 본체에 설치되는 태양전지부(300)를 포함한다. 상기 태양전지부(300)는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)에서 사용할 전력을 생산한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)는 가동하는 과정에서 계통(G)의 전력을 소모하는 양을 감소시킬 수 있으므로, 운영 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 에너지 저장장치(1)는 상기 계통(G)이 정상적으로 동작하지 않음에 따라 상기 계통(G)으로부터 전력을 공급받을 수 없는 경우에도, 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력을 이용하여 가동될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 에너지 저장장치(1)는 전력 공급처로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)는 상기 배터리(20)의 전력을 관리하는 전력 조절장치(Power Conditioning System, PCS)(100)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 전력 조절장치(100)를 포함하는 실시예를 살펴보면, 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치의 개략적인 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 1의 I-I 선을 기준으로 한 정단면도, 도 4는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 3의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 한 평단면도, 도 5는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 3의 Ⅲ-Ⅲ 선을 기준으로 한 평단면도이다.
본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 전력 조절장치(100)를 포함하는 실시예를 설명함에 있어서, 이하에서는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 전력 조절장치(100)를 포함하는 실시예를 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)로 정의하여 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 계통(G)과 배터리 조절장치(Battery Conditioning System, BCS)(200) 사이에서 전력 변환(AC/DC)을 수행하는 등 배터리 조절장치(200)에 설치된 배터리(20)들의 전력을 관리하는 기능을 담당한다.
본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 전력변환부(110), 공조부(120), 태양전지(130), 및 전력조절본체(140)를 포함한다. 여기서, 상기 전력조절본체(140)는 상술한 본체에 해당한다.
상기 전력변환부(110)는 상기 배터리(20)들의 전력을 관리한다. 상기 전력변환부(110)는 주로 전력변환을 담당한다. 상기 전력변환부(110)는 상기 배터리 조절장치(200)로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환한다. 상기 전력변환부(110)는 신재생 에너지원으로부터 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환한다.
상기 전력변환부(110)는 상기 전력조절본체(140)의 내부에 설치된다. 상기 전력조절본체(140)의 내부에는 상기 전력변환부(110)가 복수개 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 전력변환부(110)들은 하나의 열을 따라 서로 인접하게 배치됨으로써 전력변환그룹을 이루도록 설치된다. 도 2에는 상기 전력변환그룹에 속하는 전력변환부(110)가 하나의 열을 따라 3개가 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 전력변환그룹에 속하는 전력변환부(110)는 하나의 열을 따라 하나 이상이 설치될 수 있다. 상기 전력조절본체(140)의 내부에는 상기 전력변환그룹이 서로 다른 열을 이루며 복수개가 설치될 수도 있다. 도 1에는 2개의 전력변환그룹들이 2개의 열을 이루며 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 전력조절본체(140)의 내부에는 하나 이상의 전력변환그룹이 설치될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 공조부(120)는 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉기(冷氣)를 공급한다. 상기 공조부(120)는 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기(熱氣)를 회수한다. 즉, 상기 공조부(120)는 냉기를 생성하여 공급하면서 열기를 회수한다. 이에 따라, 상기 공조부(120)는 상기 전력변환부(110)가 가동하는 과정에서 발생하는 열을 해소할 수 있다. 또한, 상기 공조부(120)는 상기 전력변환부(110)가 설치된 공간의 습도를 조절할 수도 있다.
상기 공조부(120)는 냉기를 공급하기 위한 송풍력을 발생시키는 송풍기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기는, 상기 송풍기가 발생시키는 음압(Negative Pressure)에 의해 상기 공조부(120)로 회수될 수 있다. 상기 공조부(120)는 회수된 열기를 냉각시켜서 다시 냉기로 변환하는 냉각장치(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 공조부(120)는 상기 전력조절본체(140)의 내부에 설치된다. 상기 공조부(120)는 상기 전력변환부(110)를 냉각시키는 과정에서 상기 전력조절본체(140)의 외부로부터 기체를 흡입하고, 상기 전력조절본체(140)의 외부로 기체를 배출한다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 태양전지(Solar Cell, 130)는 태양의 빛을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 것이다. 예컨대, 상기 태양전지(130)는 P형 반도체 및 N형 반도체를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
상기 태양전지(130)는 상기 전력조절본체(140)에 설치된다. 상기 태양전지(130)는 복수개의 전지셀이 직렬 또는 병렬로 연결된 모듈 형태 또는 어레이 형태로 상기 전력조절본체(140)에 설치될 수 있다. 상기 태양전지(130)는 상기 에너지 저장장치(1)에서 사용할 전력을 생산한다. 예컨대, 상기 태양전지(130)가 생산한 전력은, 상기 에너지 저장장치(1)에서 제어전원으로 이용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 에너지 저장장치(1)에 전력을 공급할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 에너지 저장장치(1)가 가동하는 과정에서 상기 계통(G)의 전력을 소모하는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 운영 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 계통(G)이 정상적으로 동작하지 않음에 따라 상기 에너지 저장장치(1)가 상기 계통(G)으로부터 전력을 공급받을 수 없는 경우에도, 상기 에너지 저장장치(1)를 가동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 에너지 저장장치(1)에 대해 전력 공급처로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 전력조절본체(140)는 상기 전력변환부(110), 상기 공조부(120), 및 상기 태양전지(130)를 지지한다. 상기 전력변환부(110) 및 상기 공조부(120)는 상기 전력조절본체(140)의 내부에 설치된다. 상기 전력조절본체(140)의 내부에는 화재를 진압하기 위한 소방설비, 승압과 강압을 담당하는 변압기, 및 계통에 대한 차단과 투입을 담당하는 스위치기어가 더 설치될 수도 있다. 상기 태양전지(130)는 상기 전력조절본체(140)의 외부에 설치된다.
상기 전력조절본체(140)는 상기 태양전지(130)가 설치되는 상면(141)을 포함한다. 상기 상면(141)은 상기 전력조절본체(140)의 상부를 이룬다. 상기 상면(141)은 상기 전력조절본체(140)의 상부에서 외면에 해당한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 태양전지(130)가 상기 전력조절본체(140)의 다른 부분에 비해 태양광의 입사량이 많은 상면(141)에 설치됨으로써, 전력에 대한 생산량을 증대시킬 수 있다.
상기 전력조절본체(140)는 상기 태양전지(130)가 설치된 상면(141)에 연결되어 서로 마주보게 배치된 제1측벽(142, 도 4에 도시됨) 및 제2측벽(143, 도 4에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 제1측벽(142)은 상기 전력조절본체(140)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제1측벽(142)은 상기 전력조절본체(140)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 장변(長邊)을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제1측벽(142)은 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제1측벽(142)에는 상기 전력변환부(110)가 접촉되도록 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 전력변환부(110)는 상기 제1측벽(142)으로부터 소정 거리 이격되도록 설치될 수도 있다.
상기 제2측벽(143)은 상기 전력조절본체(140)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제2측벽(143)은 상기 전력조절본체(140)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 장변을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제2측벽(143)은 상기 제1측벽(142)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 제2측벽(143)은 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제2측벽(143)에는 상기 전력변환부(110)가 접촉되도록 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 전력변환부(110)는 상기 제2측벽(143)으로부터 소정 거리 이격되도록 설치될 수도 있다.
상기 전력조절본체(140)는 상기 제1측벽(142) 및 상기 제2측벽(143) 각각에 결합되는 바닥(144, 도 3에 도시됨) 및 천장(145, 도 3에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 바닥(144)은 상기 전력조절본체(140)의 하부를 이룬다. 상기 바닥(144)은 일측이 상기 제1측벽(142)에 결합되고, 타측이 상기 제2측벽(143)에 결합됨으로써, 상기 전력조절본체(140)의 하부를 폐쇄한다. 상기 바닥(144)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 천장(145)은 상기 전력조절본체(140)의 상부를 이룬다. 상기 천장(145)은 상기 전력조절본체(140)의 상부에서 내면에 해당한다. 상기 천장(145)은 일측이 상기 제1측벽(142)에 결합되고, 타측이 상기 제2측벽(143)에 결합됨으로써, 상기 전력조절본체(140)의 상부를 폐쇄한다. 상기 천장(145)은 상기 바닥(144)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 천장(145)은 상기 바닥(144)에 비해 높은 높이에 위치되게 설치된다. 상기 천장(145) 및 상기 바닥(144)은, 상기 전력변환부(110)들 각각의 높이보다 큰 거리로 이격되게 설치될 수 있다. 상기 천장(145)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 전력조절본체(140)는 상기 제1측벽(142) 및 상기 제2측벽(143) 각각에 결합되는 제3측벽(146, 도 4에 도시됨) 및 제4측벽(147, 도 4에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 제3측벽(146)은 상기 전력조절본체(140)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제3측벽(146)은 상기 전력조절본체(140)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 단변(短邊)을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제3측벽(146)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 제4측벽(147)은 상기 전력조절본체(140)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제4측벽(147)은 상기 전력조절본체(140)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 단변을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제4측벽(147)은 상기 제3측벽(146)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 제4측벽(147)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 전력조절본체(140)는 상기 제1측벽(142), 상기 제2측벽(143), 상기 천장(145), 상기 바닥(144), 상기 제3측벽(146) 및 상기 제4측벽(147)이 서로 결합됨으로써, 내부가 폐쇄되게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 전력조절본체(140)는 내부가 비어 있는 장방체 형태로 형성될 수 있다.
상기 전력조절본체(140)는 화물 운송용 컨테이너(Container)로 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 선박, 항공기 등과 같은 운송수단에 컨테이너를 하역(Cargo-Working)하기 위해 기존에 구축되어 있는 운송설비 등에 의해 상기 운송수단에 하역될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 별도의 운송설비를 새롭게 마련할 필요가 없으므로, 운송설비를 새롭게 마련하는데 드는 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 운송상태 그대로 설치되어 사용될 수 있도록 구현됨으로써, 운송 및 설치에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 전력조절본체(140)는 20 FT 컨테이너 또는 40 FT 컨테이너일 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 전력조절본체(140)는 흡입통로(148, 도 4에 도시됨) 및 배출통로(149, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 흡입통로(148)는 상기 공조부(120)로 흡입되는 기체를 통과시키는 것이다. 상기 배출통로(149)는 상기 공조부(120)로부터 배출되는 기체를 통과시키는 것이다. 이에 따라, 상기 전력조절본체(140)의 내부에 설치된 공조부(120)는, 상기 전력변환부(110)를 냉각시키는 과정에서 상기 흡입통로(148)를 통해 상기 전력조절본체(140)의 외부로부터 기체를 흡입하고, 상기 배출통로(149)를 통해 상기 전력조절본체(140)의 외부로 기체를 배출할 수 있다.
상기 흡입통로(148) 및 상기 배출통로(149)는 상기 전력조절본체(140)에서 상기 태양전지(130)가 설치되는 상면(141)을 제외한 다른 면에 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 전력조절본체(140)의 상면(141)에 상기 태양전지(130)가 설치될 수 있는 설치면적을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 태양전지(130)에 태양광이 입사되는 면적을 증대시킴으로써, 전력에 대한 생산량을 증대시킬 수 있다.
상기 흡입통로(148) 및 상기 배출통로(149)는 상기 전력조절본체(140)가 갖는 측벽들(142, 143, 146, 147) 중에서 서로 다른 측벽에 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 공조부(120)가 상기 제3측벽(146) 쪽에 설치되는 경우, 상기 흡입통로(148)는 상기 제1측벽(142)에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 배출통로(149)는 상기 제3측벽(146)에 설치될 수 있다. 상기 흡입통로(148)가 상기 제3측벽(146)에 설치되고, 상기 배출통로(149)가 상기 제1측벽(141)에 설치될 수도 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 냉기의 이동통로 및 열기의 이동통로를 분리하는 분리부(150)를 포함할 수 있다.
상기 분리부(150)는 상기 공조부(120)로부터 공급되는 냉기의 이동통로, 및 상기 공조부(120)로 회수되는 열기의 이동통로를 분리한다. 상기 냉기의 이동통로는, 상기 공조부(120)로부터 배출되는 냉기가 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위해 이동하는 통로이다. 상기 열기의 이동통로는, 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기가 상기 공조부(120)로 회수되기 위해 이동하는 통로이다. 상기 분리부(150)는 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉기의 이동통로, 및 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기의 이동통로를 분리한다. 이에 따라, 상기 분리부(150)는 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 전력변환부(110)들 간에 온도 편차를 줄임으로써, 과열로 인해 손상 내지 파손되는 전력변환부(110)가 발생할 위험을 감소시킬 수 있다.
상기 분리부(150)는 제1분리부재(151)를 포함할 수 있다.
상기 제1분리부재(151)는 냉기유입통로(CP, Cooling Path) 및 제1열기통로(HP1, 도 3에 도시됨)를 구획한다. 상기 냉기유입통로(CP)는 상기 공조부(120)로부터 제공된 냉기가 유입되는 통로이다. 상기 냉기유입통로(CP)는 상기 전력변환부(110) 및 상기 제2측벽(143) 사이에 위치한다. 상기 전력조절본체(140)에 2개의 열을 이루며 2개의 전력변환그룹이 설치된 경우, 상기 냉기유입통로(CP)는 상기 전력변환그룹들 사이에 위치한다. 상기 제1열기통로(HP1)는 상기 전력변환부(110)의 상면 및 상기 전력조절본체(140)의 천장(145) 사이에 위치한다. 상기 제1열기통로(HP1)는 열기가 이동하기 위한 열기통로(Heat Path)이다. 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기는, 상기 제1열기통로(HP1)로 배출된 후에 상기 제1열기통로(HP1)를 따라 이동하여 상기 공조부(120)로 회수된다. 상기 제1열기통로(HP1)는 상기 냉기유입통로(CP)와 상기 제1측벽(142) 사이에 위치한다.
상기 제1분리부재(151)는 상기 전력변환부(110)의 상면 및 상기 전력조절본체(140)의 천장(145) 사이를 막도록 상기 전력조절본체(140)에 설치된다. 이에 따라, 상기 제1분리부재(151)는 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기의 이동통로 및 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉기의 이동통로를 분리할 수 있다. 상기 제1분리부재(151)는 상면이 상기 전력조절본체(140)의 천장(145)에 접촉되고, 밑면이 상기 전력변환부(110)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 제1분리부재(151)는 제1측벽(142)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 제1분리부재(151)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제1분리부재(151)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1분리부재(151)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
상기 전력조절본체(140)에 2개의 열을 이루며 2개의 전력변환그룹이 설치된 경우, 상기 분리부(150)는 제2분리부재(152)를 포함할 수 있다.
상기 제2분리부재(152)는 상기 냉기유입통로(CP) 및 제2열기통로(HP2, 도 3에 도시됨)를 구획한다. 상기 제2열기통로(HP2)는 상기 제2측벽(143) 쪽에 배치된 전력변환그룹에 속하는 전력변환부(110)의 상면 및 상기 전력조절본체(140)의 천장(145) 사이에 위치한다. 이 경우, 상기 제1열기통로(HP1)는 상기 제1측벽(142) 쪽에 배치된 전력변환그룹에 속하는 전력변환부(110)의 상면 및 상기 전력조절본체(140)의 천장(145) 사이에 위치한다. 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기는, 상기 제2열기통로(HP2)로 배출된 후에 상기 제2열기통로(HP2)를 따라 이동하여 상기 공조부(120)로 회수된다. 상기 제2열기통로(HP2)는 상기 냉기유입통로(CP)와 상기 제2측벽(143) 사이에 위치한다.
상기 제2분리부재(152)는 상기 전력변환부(110)의 상면 및 상기 전력조절본체(140)의 천장(145) 사이를 막도록 상기 전력조절본체(140)에 설치된다. 이에 따라, 상기 제2분리부재(152)는 상기 전력변환부(110)에 의해 발생된 열기의 이동통로 및 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉기의 이동통로를 분리할 수 있다. 상기 제2분리부재(152)는 상면이 상기 전력조절본체(140)의 천장(145)에 접촉되고, 밑면이 상기 전력변환부(110)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 제2분리부재(152)는 제2측벽(143)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 제2분리부재(152)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제2분리부재(152)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2분리부재(152)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
도 4에는 상기 분리부(150)가 상기 제1분리부재(151)와 상기 제2분리부재(152)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 분리부(150)는 상기 전력변환부(110)들이 배치되는 형태에 따라 3개 이상의 분리부재를 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 분리부재들은 상기 전력변환부(110)들 각각의 상면 및 상기 전력조절본체(140)의 천장(145) 사이를 막도록 상기 전력조절본체(140)에 설치된다. 이에 따라, 상기 분리부재들은 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지함으로써, 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 지지부(160, 도 3에 도시됨) 및 통기부(170, 도 3에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(160)는 상기 전력변환부(110)를 지지한다. 상기 지지부(160)는 상기 전력조절본체(140)의 바닥(144, 도 3에 도시됨)으로부터 이격되게 상기 전력조절본체(140)에 설치된다. 이에 따라, 상기 지지부(160)는 상기 전력조절본체(140)의 바닥(144)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치된다. 상기 전력변환부(110)는 상기 전력조절본체(140)의 바닥(144)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치되게 상기 지지부(160)에 지지된다. 상기 지지부(160)는 상기 공조부(120)가 상기 바닥(144)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치되게 상기 공조부(120)를 지지할 수도 있다. 상기 지지부(160)는 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 지지부(160)는 상기 전력조절본체(140)의 내부를 구획한다. 상기 지지부(160)는 상기 냉기유입통로(CP) 및 바닥통로(BP, Bottom Path)를 구획한다. 상기 바닥통로(BP)는 상기 전력조절본체(140)의 바닥(144) 및 상기 지지부(160) 사이에 위치한다. 상기 공조부(120)는 상기 바닥통로(BP)로 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉기를 공급한다. 냉기는 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동한 후에 상승하여 상기 통기부(170)를 통해 상기 냉기유입통로(CP)로 공급된다.
상기 통기부(170)는 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하는 냉기가 상기 전력변환부(110)로 공급되도록 상기 지지부(160)에 결합된다. 상기 통기부(170)는 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하는 냉기가 상기 냉기유입통로(CP)로 공급되기 위한 통로로 기능할 수 있다. 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하는 냉기는, 상기 통기부(170)를 통해 상기 지지부(160)를 통과하여 상기 냉기유입통로(CP)로 공급될 수 있다. 상기 통기부(170)는 냉기가 통과하기 위한 복수개의 통기공(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 통기부(170)는, 상기 전력조절본체(140)에 2개의 열을 이루며 2개의 전력변환그룹이 설치된 경우, 상기 전력변환그룹들 사이에 위치되게 상기 지지부(160)에 결합된다. 이에 따라, 상기 공조부(120)가 상기 바닥통로(BP)로 공급한 냉기는, 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하다가 상승하여 상기 통기부(170)를 통해 상기 냉기유입통로(CP)로 공급된 후에, 상기 전력변환그룹들 쪽으로 분산됨으로써 상기 전력변환부(110)로 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 상기 통기부(170)를 복수개 포함할 수 있다. 상기 통기부(170)들은 서로 이격되게 상기 지지부(160)에 결합될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 통기부(170)는 상기 전력변환부(110)의 하측에 위치하도록 상기 지지부(160)에 결합될 수도 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)는 차단부(180, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 차단부(180)는 상기 공조부(120)의 상면 및 상기 전력조절본체(140)의 천장(145) 사이를 막는다. 이에 따라, 상기 차단부(180)는 상기 냉기유입통로(CP)에 유입된 냉기가 상기 전력변환부(110)를 냉각시키지 않은 상태로 곧바로 상기 공조부(120)로 회수되는 것을 차단할 수 있다.
따라서, 상기 차단부(180)는 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉기의 유량이 부족해지는 것을 방지함으로써, 상기 전력변환부(110)를 냉각시키기 위한 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 차단부(180)는 상기 공조부(120)가 발생시키는 흡입력이 상기 냉기유입통로(CP)에 직접적으로 전달되는 것을 차단함으로써, 상기 냉기유입통로(CP)에서 상기 공조부(120)에 근접한 부분에 상대적으로 냉기의 유량이 증대되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 차단부(180)는 상기 냉기유입통로(CP)에 부분적으로 냉기의 유량 차이가 발생하는 것을 감소시킴으로써, 상기 전력변환부(110)들의 내부 온도에 대한 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 차단부(180)는 상면이 상기 전력조절본체(140)의 천장(145)에 접촉되고, 밑면이 상기 공조부(120)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 차단부(180)는 상기 제3측벽(146, 도 4에 도시됨)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 차단부(180)는 상기 분리부재들에 접촉되게 설치될 수도 있다. 상기 차단부(180)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 차단부(180)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 차단부(180)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 배터리 조절장치(200)을 포함하는 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치의 개략적인 사시도, 도 7은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 6의 Ⅳ-Ⅳ 선을 기준으로 한 정단면도, 도 8은 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 7의 Ⅴ-Ⅴ 선을 기준으로 한 평단면도, 도 9는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치에 대한 도 7의 Ⅵ-Ⅵ 선을 기준으로 한 평단면도이다.
본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 배터리 조절장치(200)를 포함하는 실시예를 설명함에 있어서, 이하에서는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 배터리 조절장치(200)를 포함하는 실시예를 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)로 정의하여 설명한다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 계통(G)의 잉여 전력을 저장하기 위한 배터리(20)의 상태를 관리하는 기능을 담당한다. 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 배터리랙그룹(210), 공조부(220), 태양전지(230), 및 배터리조절본체(240)를 포함한다. 여기서, 상기 배터리조절본체(240)는 상술한 본체에 해당한다.
상기 배터리랙그룹(210)은 적어도 하나의 배터리랙(30, 도 6에 도시됨)을 포함한다. 상기 배터리랙(30)들은 각각 적어도 하나의 배터리(20)를 수용한다. 상기 배터리랙그룹(210)은 상기 배터리조절본체(240)의 내부에 설치된다. 상기 배터리조절본체(240)의 내부에는 상기 배터리랙(30)이 복수개 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 배터리랙(30)들은 하나의 열을 따라 서로 인접하게 배치됨으로써 상기 배터리랙그룹(210)을 이루도록 설치된다. 도 5에는 상기 배터리랙그룹(210)에 속하는 배터리랙(30)이 하나의 열을 따라 3개가 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 배터리랙그룹(210)에 속하는 배터리랙(30)은 하나의 열을 따라 하나 이상이 설치될 수 있다. 상기 배터리조절본체(240)의 내부에는 상기 배터리랙그룹(210)이 서로 다른 열을 이루며 복수개가 설치될 수도 있다. 도 1에는 2개의 배터리랙그룹(210)들이 2개의 열을 이루며 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 배터리조절본체(240)의 내부에는 하나 이상의 배터리랙그룹(210)이 설치될 수 있다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 상기 공조부(220)는 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉기를 공급한다. 상기 공조부(220)는 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기를 회수한다. 즉, 상기 공조부(220)는 냉기를 생성하여 공급하면서 열기를 회수한다. 이에 따라, 상기 공조부(220)는 상기 배터리(20)가 가동하는 과정에서 발생하는 열을 해소할 수 있다. 또한, 상기 공조부(220)는 상기 배터리(20)가 설치된 공간의 습도를 조절할 수도 있다.
상기 공조부(220)는 냉기를 공급하기 위한 송풍력을 발생시키는 송풍기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기는, 상기 송풍기가 발생시키는 음압(Negative Pressure)에 의해 상기 공조부(220)로 회수될 수 있다. 상기 공조부(220)는 회수된 열기를 냉각시켜서 다시 냉기로 변환하는 냉각장치(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 공조부(220)는 상기 배터리조절본체(240)의 내부에 설치된다. 상기 공조부(220)는 상기 배터리(20)를 냉각시키는 과정에서 상기 배터리조절본체(240)의 외부로부터 기체를 흡입하고, 상기 배터리조절본체(240)의 외부로 기체를 배출한다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 상기 태양전지(230)는 태양의 빛을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 것이다. 예컨대, 상기 태양전지(230)는 P형 반도체 및 N형 반도체를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
상기 태양전지(230)는 상기 배터리조절본체(240)에 설치된다. 상기 태양전지(230)는 복수개의 전지셀이 직렬 또는 병렬로 연결된 모듈 형태 또는 어레이 형태로 상기 배터리조절본체(240)에 설치될 수 있다. 상기 태양전지(230)는 상기 에너지 저장장치(1)에서 사용할 전력을 생산한다. 예컨대, 상기 태양전지(230)가 생산한 전력은, 상기 에너지 저장장치(1)에서 제어전원으로 이용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 에너지 저장장치(1)에 전력을 공급할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 에너지 저장장치(1)가 가동하는 과정에서 상기 계통(G)의 전력을 소모하는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 운영 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 계통(G)이 정상적으로 동작하지 않음에 따라 상기 에너지 저장장치(1)가 상기 계통(G)으로부터 전력을 공급받을 수 없는 경우에도, 상기 에너지 저장장치(1)를 가동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 에너지 저장장치(1)에 대해 전력 공급처로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 상기 배터리조절본체(240)는 상기 배터리랙그룹(210), 상기 공조부(220), 및 상기 태양전지(230)를 지지한다. 상기 배러티랙그룹(210) 및 상기 공조부(220)는 상기 배터리조절본체(240)의 내부에 설치된다. 상기 배터리조절본체(240)의 내부에는 화재를 진압하기 위한 소방설비 등이 더 설치될 수도 있다. 상기 태양전지(230)는 상기 배터리조절본체(240)의 외부에 설치된다.
상기 배터리조절본체(240)는 상기 태양전지(230)가 설치되는 상면(241)을 포함한다. 상기 상면(241)은 상기 배터리조절본체(240)의 상부를 이룬다. 상기 상면(241)은 상기 배터리조절본체(240)의 상부에서 외면에 해당한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 태양전지(230)가 상기 배터리조절본체(240)의 다른 부분에 비해 태양광의 입사량이 많은 상면(241)에 설치됨으로써, 전력에 대한 생산량을 증대시킬 수 있다.
상기 배터리조절본체(240)는 상기 태양전지(130)가 설치된 상면(141)에 연결되어 서로 마주보게 배치된 제1측벽(242, 도 8에 도시됨) 및 제2측벽(243, 도 8에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 제1측벽(242)은 상기 배터리조절본체(240)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제1측벽(242)은 상기 배터리조절본체(240)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 장변(長邊)을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제1측벽(242)은 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제1측벽(242)에는 상기 배터리랙그룹(210)이 접촉되도록 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 배터리랙그룹(210)은 상기 제1측벽(242)으로부터 소정 거리 이격되도록 설치될 수도 있다.
상기 제2측벽(243)은 상기 배터리조절본체(240)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제2측벽(243)은 상기 배터리조절본체(240)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 장변을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제2측벽(243)은 상기 제1측벽(242)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 제2측벽(243)은 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제2측벽(243)에는 상기 배터리랙그룹(210)이 접촉되도록 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 배터리랙그룹(210)은 상기 제2측벽(243)으로부터 소정 거리 이격되도록 설치될 수도 있다.
상기 배터리조절본체(240)는 상기 제1측벽(242) 및 상기 제2측벽(243) 각각에 결합되는 바닥(244, 도 7에 도시됨) 및 천장(245, 도 7에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 바닥(244)은 상기 배터리조절본체(240)의 하부를 이룬다. 상기 바닥(244)은 일측이 상기 제1측벽(242)에 결합되고, 타측이 상기 제2측벽(243)에 결합됨으로써, 상기 배터리조절본체(240)의 하부를 폐쇄한다. 상기 바닥(244)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 천장(245)은 상기 배터리조절본체(240)의 상부를 이룬다. 상기 천장(245)은 상기 배터리조절본체(240)의 상부에서 내면에 해당한다. 상기 천장(245)은 일측이 상기 제1측벽(242)에 결합되고, 타측이 상기 제2측벽(243)에 결합됨으로써, 상기 배터리조절본체(240)의 상부를 폐쇄한다. 상기 천장(245)은 상기 바닥(244)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 천장(245)은 상기 바닥(244)에 비해 높은 높이에 위치되게 설치된다. 상기 천장(245) 및 상기 바닥(244)은, 상기 배터리랙그룹(210)의 높이보다 큰 거리로 이격되게 설치될 수 있다. 상기 천장(245)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 배터리조절본체(240)는 상기 제1측벽(242) 및 상기 제2측벽(243) 각각에 결합되는 제3측벽(246, 도 8에 도시됨) 및 제4측벽(247, 도 8에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 제3측벽(246)은 상기 배터리조절본체(240)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제3측벽(246)은 상기 배터리조절본체(240)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 단변(短邊)을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제3측벽(246)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 제4측벽(247)은 상기 배터리조절본체(240)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제4측벽(247)은 상기 배터리조절본체(240)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 단변을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제4측벽(247)은 상기 제3측벽(246)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 제4측벽(247)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 배터리조절본체(240)는 상기 제1측벽(242), 상기 제2측벽(243), 상기 천장(245), 상기 바닥(244), 상기 제3측벽(246) 및 상기 제4측벽(247)이 서로 결합됨으로써, 내부가 폐쇄되게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 배터리조절본체(240)는 내부가 비어 있는 장방체 형태로 형성될 수 있다.
상기 배터리조절본체(240)는 화물 운송용 컨테이너(Container)로 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 선박, 항공기 등과 같은 운송수단에 컨테이너를 하역(Cargo-Working)하기 위해 기존에 구축되어 있는 운송설비 등에 의해 상기 운송수단에 하역될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 별도의 운송설비를 새롭게 마련할 필요가 없으므로, 운송설비를 새롭게 마련하는데 드는 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 운송상태 그대로 설치되어 사용될 수 있도록 구현됨으로써, 운송 및 설치에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 배터리조절본체(240)는 20 FT 컨테이너 또는 40 FT 컨테이너일 수 있다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 상기 배터리조절본체(240)는 흡입통로(248, 도 8에 도시됨) 및 배출통로(249, 도 8에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 흡입통로(248)는 상기 공조부(220)로 흡입되는 기체를 통과시키는 것이다. 상기 배출통로(249)는 상기 공조부(220)로부터 배출되는 기체를 통과시키는 것이다. 이에 따라, 상기 배터리조절본체(240)의 내부에 설치된 공조부(220)는, 상기 배터리(20)를 냉각시키는 과정에서 상기 흡입통로(248)를 통해 상기 배터리조절본체(240)의 외부로부터 기체를 흡입하고, 상기 배출통로(249)를 통해 상기 배터리조절본체(240)의 외부로 기체를 배출할 수 있다.
상기 흡입통로(248) 및 상기 배출통로(249)는 상기 배터리조절본체(240)에서 상기 태양전지(230)가 설치되는 상면(241)을 제외한 다른 면에 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 배터리조절본체(240)의 상면(241)에 상기 태양전지(230)가 설치될 수 있는 설치면적을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 태양전지(230)에 태양광이 입사되는 면적을 증대시킴으로써, 전력에 대한 생산량을 증대시킬 수 있다.
상기 흡입통로(248) 및 상기 배출통로(249)는 상기 배터리조절본체(240)가 갖는 측벽들(242, 243, 246, 247) 중에서 서로 다른 측벽에 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 공조부(220)가 상기 제3측벽(246) 쪽에 설치되는 경우, 상기 흡입통로(248)는 상기 제1측벽(242)에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 배출통로(249)는 상기 제3측벽(246)에 설치될 수 있다. 상기 흡입통로(248)가 상기 제3측벽(246)에 설치되고, 상기 배출통로(249)가 상기 제1측벽(141)에 설치될 수도 있다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 냉기의 이동통로 및 열기의 이동통로를 분리하는 분리부(250)를 포함할 수 있다.
상기 분리부(250)는 상기 공조부(220)로부터 공급되는 냉기의 이동통로, 및 상기 공조부(220)로 회수되는 열기의 이동통로를 분리한다. 상기 냉기의 이동통로는, 상기 공조부(220)로부터 배출되는 냉기가 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위해 이동하는 통로이다. 상기 열기의 이동통로는, 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기가 상기 공조부(220)로 회수되기 위해 이동하는 통로이다. 상기 분리부(250)는 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉기의 이동통로, 및 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기의 이동통로를 분리한다. 이에 따라, 상기 분리부(250)는 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 배터리(20)들 간에 온도 편차를 줄임으로써, 과열로 인해 손상 내지 파손되는 배터리(20)가 발생할 위험을 감소시킬 수 있다.
상기 분리부(250)는 제1분리부재(251)를 포함할 수 있다.
상기 제1분리부재(251)는 냉기유입통로(CP) 및 제1열기통로(HP1, 도 7에 도시됨)를 구획한다. 상기 냉기유입통로(CP)는 상기 공조부(220)로부터 제공된 냉기가 유입되는 통로이다. 상기 냉기유입통로(CP)는 상기 배터리랙그룹(210) 및 상기 제2측벽(243) 사이에 위치한다. 상기 배터리조절본체(240)에 2개의 열을 이루며 2개의 배터리랙그룹(210)이 설치된 경우, 상기 냉기유입통로(CP)는 상기 배터리랙그룹(210)들 사이에 위치한다. 상기 제1열기통로(HP1)는 상기 배터리랙그룹(210)의 상면 및 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245) 사이에 위치한다. 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기는, 상기 제1열기통로(HP1)로 배출된 후에 상기 제1열기통로(HP1)를 따라 이동하여 상기 공조부(220)로 회수된다. 상기 제1열기통로(HP1)는 상기 냉기유입통로(CP)와 상기 제1측벽(242) 사이에 위치한다.
상기 제1분리부재(251)는 상기 배터리랙그룹(210)의 상면 및 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245) 사이를 막도록 상기 배터리조절본체(240)에 설치된다. 이에 따라, 상기 제1분리부재(251)는 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기의 이동통로 및 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉기의 이동통로를 분리할 수 있다. 상기 제1분리부재(251)는 상면이 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245)에 접촉되고, 밑면이 상기 배터리랙그룹(210)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 제1분리부재(251)는 제1측벽(242)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 제1분리부재(251)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제1분리부재(251)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1분리부재(251)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
상기 배터리조절본체(240)에 2개의 열을 이루며 2개의 배터리랙그룹(210)이 설치된 경우, 상기 분리부(250)는 제2분리부재(252)를 포함할 수 있다.
상기 제2분리부재(252)는 상기 냉기유입통로(CP) 및 제2열기통로(HP2, 도 7에 도시됨)를 구획한다. 상기 제2열기통로(HP2)는 상기 제2측벽(243) 쪽에 배치된 배터리랙그룹(210)의 상면 및 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245) 사이에 위치한다. 이 경우, 상기 제1열기통로(HP1)는 상기 제1측벽(242) 쪽에 배치된 배터리랙그룹(210)의 상면 및 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245) 사이에 위치한다. 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기는, 상기 제2열기통로(HP2)로 배출된 후에 상기 제2열기통로(HP2)를 따라 이동하여 상기 공조부(220)로 회수된다. 상기 제2열기통로(HP2)는 상기 냉기유입통로(CP)와 상기 제2측벽(243) 사이에 위치한다.
상기 제2분리부재(252)는 상기 배터리랙그룹(210)의 상면 및 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245) 사이를 막도록 상기 배터리조절본체(240)에 설치된다. 이에 따라, 상기 제2분리부재(252)는 상기 배터리(20)에 의해 발생된 열기의 이동통로 및 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉기의 이동통로를 분리할 수 있다. 상기 제2분리부재(252)는 상면이 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245)에 접촉되고, 밑면이 상기 배터리랙그룹(210)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 제2분리부재(252)는 제2측벽(243)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 제2분리부재(252)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제2분리부재(252)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2분리부재(252)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
도 7에는 상기 분리부(250)가 상기 제1분리부재(251)와 상기 제2분리부재(252)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 분리부(250)는 상기 배터리랙(30)들이 배치되는 형태에 따라 3개 이상의 분리부재를 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 분리부재들은 상기 배터리랙(30)들 각각의 상면 및 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245) 사이를 막도록 상기 배터리조절본체(240)에 설치된다. 이에 따라, 상기 분리부재들은 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지함으로써, 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 지지부(260, 도 7에 도시됨) 및 통기부(270, 도 7에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(260)는 상기 배터리랙그룹(210)을 지지한다. 상기 지지부(260)는 상기 배터리조절본체(240)의 바닥(244, 도 7에 도시됨)으로부터 이격되게 상기 배터리조절본체(240)에 설치된다. 이에 따라, 상기 지지부(260)는 상기 배터리조절본체(240)의 바닥(244)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치된다. 상기 배터리랙그룹(210)은 상기 배터리조절본체(240)의 바닥(244)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치되게 상기 지지부(260)에 지지된다. 상기 지지부(260)는 상기 공조부(220)가 상기 바닥(244)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치되게 상기 공조부(220)를 지지할 수도 있다. 상기 지지부(260)는 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 지지부(260)는 상기 배터리조절본체(240)의 내부를 구획한다. 상기 지지부(260)는 상기 냉기유입통로(CP) 및 바닥통로(BP)를 구획한다. 상기 바닥통로(BP)는 상기 배터리조절본체(240)의 바닥(244) 및 상기 지지부(260) 사이에 위치한다. 상기 공조부(220)는 상기 바닥통로(BP)로 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉기를 공급한다. 냉기는 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동한 후에 상승하여 상기 통기부(270)를 통해 상기 냉기유입통로(CP)로 공급된다.
상기 통기부(270)는 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하는 냉기가 상기 배터리(20)로 공급되도록 상기 지지부(260)에 결합된다. 상기 통기부(270)는 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하는 냉기가 상기 냉기유입통로(CP)로 공급되기 위한 통로로 기능할 수 있다. 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하는 냉기는, 상기 통기부(270)를 통해 상기 지지부(260)를 통과하여 상기 냉기유입통로(CP)로 공급될 수 있다. 상기 통기부(270)는 냉기가 통과하기 위한 복수개의 통기공(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 통기부(270)는, 상기 배터리조절본체(240)에 2개의 열을 이루며 2개의 배터리랙그룹(210)이 설치된 경우, 상기 배터리랙그룹(210)들 사이에 위치되게 상기 지지부(260)에 결합된다. 이에 따라, 상기 공조부(220)가 상기 바닥통로(BP)로 공급한 냉기는, 상기 바닥통로(BP)를 따라 이동하다가 상승하여 상기 통기부(270)를 통해 상기 냉기유입통로(CP)로 공급된 후에, 상기 배터리랙그룹(210)들 쪽으로 분산됨으로써 상기 배터리(20)로 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 상기 통기부(270)를 복수개 포함할 수 있다. 상기 통기부(270)들은 서로 이격되게 상기 지지부(260)에 결합될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 통기부(270)는 상기 배터리랙그룹(210)의 하측에 위치하도록 상기 지지부(260)에 결합될 수도 있다.
도 1, 도 6 내지 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)는 차단부(280, 도 8에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 차단부(280)는 상기 공조부(220)의 상면 및 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245) 사이를 막는다. 이에 따라, 상기 차단부(280)는 상기 냉기유입통로(CP)에 유입된 냉기가 상기 배터리(20)를 냉각시키지 않은 상태로 곧바로 상기 공조부(220)로 회수되는 것을 차단할 수 있다.
따라서, 상기 차단부(280)는 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉기의 유량이 부족해지는 것을 방지함으로써, 상기 배터리(20)를 냉각시키기 위한 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 차단부(280)는 상기 공조부(220)가 발생시키는 흡입력이 상기 냉기유입통로(CP)에 직접적으로 전달되는 것을 차단함으로써, 상기 냉기유입통로(CP)에서 상기 공조부(220)에 근접한 부분에 상대적으로 냉기의 유량이 증대되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 차단부(280)는 상기 냉기유입통로(CP)에 부분적으로 냉기의 유량 차이가 발생하는 것을 감소시킴으로써, 상기 배터리(20)들의 내부 온도에 대한 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 차단부(280)는 상면이 상기 배터리조절본체(240)의 천장(245)에 접촉되고, 밑면이 상기 공조부(220)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 차단부(280)는 상기 제3측벽(246, 도 8에 도시됨)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 차단부(280)는 상기 분리부재들에 접촉되게 설치될 수도 있다. 상기 차단부(280)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 차단부(280)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 차단부(280)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 전력 조절장치(100) 및 배터리 조절장치(200)을 포함하는 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 개략적인 구성도이다.
본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 전력 조절장치(100) 및 배터리 조절장치(200)를 포함하는 실시예를 설명함에 있어서, 이하에서는 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 에너지 저장장치(1)가 전력 조절장치(100) 및 배터리 조절장치(200)를 포함하는 실시예를 본 발명에 따른 에너지 저장장치(1)로 정의하여 설명한다. 도 11은 도 10의 구성도를 전력 조절장치(100) 관점에서 나타낸 것이고, 도 12는 도 10의 구성도를 배터리 조절장치(200) 관점에서 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 12를 참고하면, 본 발명에 따른 에너지 저장장치(1)는 상기 전력 조절장치(100), 상기 배터리 조절장치(200), 태양전지부(300, 도 10에 도시됨), 및 제어부(400, 도 10에 도시됨)를 포함한다.
상기 전력 조절장치(100)는 상기 배터리(20)의 전력을 관리하는 것이다. 상기 전력 조절장치(100)는 상기 계통(G)에 전기적으로 연결된다. 상기 전력 조절장치(100)는 상술한 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 전력 조절장치(100)와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 배터리 조절장치(200)는 상기 배터리(20)를 이용하여 전력을 저장한다. 상기 배터리 조절장치(200)는 상기 전력 조절장치(100)에 전기적으로 연결된다. 상기 배터리 조절장치(200)는 상기 계통(G)에 전기적으로 연결된다. 상기 배터리 조절장치(200)는 상술한 본 발명에 따른 태양전지가 설치된 배터리 조절장치(200)와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 태양전지부(300)는 태양의 빛을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 것이다. 상기 태양전지부(300)는 상기 전력조절본체(140)의 상면(141)에 설치되는 태양전지(130), 및 상기 배터리조절본체(240)의 상면(241)에 설치되는 태양전지(230) 중에서 적어도 하나를 포함한다. 상기 태양전지들(130, 230)은 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제어부(400)는 상기 태양전지부(300)가 전력을 생산하는 경우, 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력을 이용하여 상기 전력 조절장치(100) 및 상기 배터리 조절장치(200) 중에서 적어도 하나를 가동시킨다. 예컨대, 상기 제어부(400)는 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력을 제어전원으로 이용함으로써, 상기 전력 조절장치(100) 및 상기 배터리 조절장치(200) 중에서 적어도 하나를 가동시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 에너지 저장장치(1)는 가동하는 과정에서 상기 계통(G)의 전력을 소모하는 양을 감소시킬 수 있으므로, 운영 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 에너지 저장장치(1)는 상기 계통(G)이 정상적으로 동작하지 않음에 따라 상기 계통(G)으로부터 전력을 공급받을 수 없는 경우에도, 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력을 이용하여 가동될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 에너지 저장장치(1)는 전력 공급처로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 계통(G) 및 상기 태양전지부(300)를 각각 상기 전력 조절장치(100) 및 상기 배터리 조절장치(200)에 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제어부(400)는 상기 전력 조절장치(100)의 전력조절본체(140) 및 상기 배터리 조절장치(200)의 배터리조절본체(240) 각각의 외부에 설치될 수 있다. 상기 제어부(400)는 상기 전력 조절장치(100)의 전력조절본체(140) 및 상기 배터리 조절장치(200)의 배터리조절본체(240) 각각에 내장되어 설치될 수도 있다.
상기 제어부(400)는 상기 전력 조절장치(100) 및 상기 배터리 조절장치(200) 중에서 적어도 하나를 가동시키기 위한 제어전원을 공급할 수 있다. 제어전원은 전력 관리장치(Power Management System, PMS), 상기 전력 조절장치(100)의 컨트롤러(PCS Controller), 배터리 관리장치(Battery Management System, BMS), 상기 전력 조절장치(100) 및 상기 배터리 조절장치(200) 각각의 소방설비 등의 제어대상에 공급될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(400)는 전지변환모듈(410), 배터리변환모듈(420), 및 제어모듈(430)을 포함할 수 있다.
상기 전지변환모듈(410)은 상기 태양전지부(300)가 생산한 직류전력(DC)을 교류전력(AC)으로 변환한다. 상기 전지변환모듈(410)은 일단이 상기 태양전지부(300)에 연결되고, 타단이 제어전원을 필요로 하는 제어대상에 연결된다. 상기 전지변환모듈(410)은 무정전 전원장치(UPS, 411)를 통해 상기 제어대상에 연결될 수 있다. 상기 전지변환모듈(410)은 전력변환을 수행하는 인버터(Inverter)를 포함할 수 있다. 상기 인버터는 수 kW급으로, 상기 전력 조절장치(100)의 전력조절본체(140) 및 상기 배터리 조절장치(200)의 배터리조절본체(240) 각각에 내장되어 설치될 수도 있다.
상기 배터리변환모듈(420)은 상기 배터리 조절장치(200)에 수용된 배터리(20)로부터 제공되는 직류전력을 교류전력으로 변환한다. 상기 배터리변환모듈(420)은 일단이 상기 배터리(20)에 연결되고, 타단이 제어전원을 필요로 하는 제어대상에 연결된다. 상기 배터리변환모듈(420) 및 상기 전지변환모듈(410)은 상기 제어대상에 함께 연결될 수 있다. 상기 배터리변환모듈(420)은 전력변환을 수행하는 인버터를 포함할 수 있다.
상기 제어모듈(430)은 상기 계통(G)이 정상적으로 동작하는지 여부에 따라 계통연계운전모드 및 독립운전모드 중에서 어느 하나의 운전모드로 제어전원을 공급한다. 상기 제어모듈(430)은 운전모드에 대응되게 상기 전지변환모듈(410)의 인버터 및 상기 배터리변환모듈(420)의 인버터를 제어할 수 있다.
상기 계통연계운전모드는 상기 전지변환모듈(410)에 의해 변환된 교류전력 및 상기 계통(G)으로부터 제공되는 교류전력을 연계하여 제어전원으로 공급하는 운전모드이다.
상기 독립운전모드는 상기 전지변환모듈(410)에 의해 변환된 교류전력 및 상기 배터리변환모듈(420)에 의해 변환된 교류전력 중에서 적어도 하나를 제어전원으로 공급하는 운전모드이다.
상기 제어모듈(430)은 상기 계통(G)이 정상적으로 동작하는 경우, 상기 계통연계운전모드로 제어전원을 공급한다. 이에 따라, 상기 제어모듈(430)은 상기 태양전지부(130)가 생산한 전력 및 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력을 제어전원으로 공급한다. 이 경우, 상기 제어모듈(430)은 상기 태양전지부(130)가 생산한 전력을 기본전력으로 활용하도록 하고, 전력이 부족한 경우에 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력을 활용할 수 있다. 한편, 상기 제어모듈(430)은 상기 태양전지부(130)가 전력을 생산할 수 없는 경우, 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력을 제어전원으로 공급한다.
상기 제어모듈(430)은 상기 계통(G)이 정상적으로 동작하지 않는 경우, 상기 독립운전모드로 제어전원을 공급한다. 이에 따라, 상기 제어모듈(430)은 상기 태양전지부(130)가 생산한 전력 및 상기 배터리(20)에 저장된 전력 중에서 적어도 하나를 제어전원으로 공급한다. 상기 태양전지부(130)가 전력을 생산하는 경우, 상기 제어모듈(430)은 상기 태양전지부(130)가 생산한 전력을 기본전력으로 활용하도록 하고, 전력이 부족한 경우에 상기 배터리(20)에 저장된 전력을 활용할 수 있다. 상기 태양전지부(130)가 전력을 생산할 수 없는 경우, 상기 제어모듈(430)은 상기 배터리(20)에 저장된 전력을 제어전원으로 공급할 수 있다.
도 1 내지 도 12를 참고하면, 상기 제어부(400, 도 10에 도시됨)는 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력을 이용하여 상기 배터리(20)를 충전시킬 수 있다. 이 경우, 상기 배터리변환모듈(420)은 상기 전지변환모듈(410)에 의해 변환된 교류전력을 직류전력으로 변환한다. 상기 제어모듈(430)은 상기 배터리변환모듈(420)에 의해 변환된 직류전력을 상기 배터리(20)에 공급한다. 이에 따라, 상기 배터리(20)는 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력에 의해 충전될 수 있다. 상기 제어모듈(430)은 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력 및 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력 모두를 이용하여 상기 배터리(20)를 충전할 수도 있다.
이 경우, 상기 제어모듈(430)은 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력 및 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 배터리 조절장치(200)에 수용된 배터리(20)들에 대한 전압 밸런싱을 수행할 수도 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(430)은 상기 배터리조절본체(240)에 수용된 배터리(20)들에 대해 배터리랙(30) 단위 또는 배터리랙그룹(210) 단위로 전압 밸런싱을 수행할 수 있다. 상기 제어모듈(430)은 전압이 낮은 특정 배터리랙(30) 또는 배터리랙그룹(210)에만 연결된 상태에서 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력 및 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력을 이용하여 해당 배터리랙(30) 또는 배터리랙그룹(210)이 갖는 배터리(20)들의 전력량을 평균치까지 충전한 후에, 해당 배터리랙(30) 또는 배터리랙그룹(210)을 다른 배터리랙(30) 또는 배터리랙그룹(210)과 연결되도록 제어함으로써 전압 밸런싱을 수행할 수 있다.
도 1 내지 도 12를 참고하면, 상기 제어부(400, 도 10에 도시됨)는 충방전모듈(440)을 포함할 수 있다.
상기 충방전모듈(440)은 상기 전지변환모듈(410)에 의해 변환된 교류전력을 직류전력으로 변환한다. 상기 충방전모듈(440)은 일단이 상기 전지변환모듈(410)에 연결되고, 타단이 상기 배터리 조절장치(200)에 연결된다. 상기 충방전모듈(440)은 상기 계통(G)에도 연결될 수 있다. 상기 충방전모듈(440)은 전력변환을 수행하는 인버터를 포함할 수 있다.
상기 제어모듈(430)은 상기 충방전모듈(440)에 의해 변환된 직류전력으로 상기 배터리(20)에 저장된 전력량을 조절한다. 이 경우, 상기 제어모듈(430)은 상기 배터리 조절장치(200)에 수용된 배터리(20)들 중에서 교체가 필요한 배터리(20)가 발생한 경우, 교체하고자 하는 배터리(20)에 저장된 전력량을 조절하여 기존 배터리(20)와 동등한 전압으로 되도록 충방전을 수행할 수 있다. 상기 제어모듈(430)은 충전을 수행하는 경우, 상기 태양전지부(300)가 생산한 전력, 상기 배터리(20)로부터 제공되는 전력 및 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력 중에서 적어도 하나를 이용하여 충방전전원을 제공할 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 계통(G)으로부터 제공되는 전력을 이용하여 상기 공조부(120, 220)를 가동시키기 위한 공조전원을 공급할 수 있다. 상기 제어부(400)는 상기 태양전지부(300) 및 상기 배터리 조절장치(200) 중에서 적어도 하나로부터 제공되는 전력을 이용하여 상기 공조부(120, 220)를 가동시키기 위한 공조전원을 공급할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 전력조절장치 110 : 전력변환부
120 : 공조부 130 : 태양전지
140 : 전력조절본체 200 : 배터리 조절장치
210 : 배터리랙그룹 220 : 공조부
230 : 태양전지 240 : 배터리 조절장치
300 : 태양전지부 400 : 제어부

Claims (10)

  1. 배터리의 전력을 관리하기 위한 전력변환부;
    상기 전력변환부를 냉각시키기 위한 공조부;
    상기 전력변환부 및 상기 공조부가 내부에 설치되는 본체; 및
    상기 본체의 상면에 설치되어 에너지 저장장치에서 사용할 전력을 생산하는 태양전지를 포함하고,
    상기 본체는 상기 공조부로 흡입되는 기체를 통과시키는 흡입통로, 및 상기 공조부로부터 배출되는 기체를 통과시키는 배출통로를 포함하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  2. 배터리를 수용하는 적어도 하나의 배터리랙을 포함하는 배터리랙그룹;
    상기 배터리를 냉각시키기 위한 공조부;
    상기 배터리랙그룹 및 상기 공조부가 내부에 설치되는 본체; 및
    상기 본체의 상면에 설치되어 에너지 저장장치에서 사용할 전력을 생산하는 태양전지를 포함하고,
    상기 본체는 상기 공조부로 흡입되는 기체를 통과시키는 흡입통로, 및 상기 공조부로부터 배출되는 기체를 통과시키는 배출통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체는 상기 태양전지가 설치된 상면에 연결된 복수개의 측벽을 포함하고,
    상기 흡입통로 및 상기 배출통로는 각각 상기 측벽들 중에서 서로 다른 측벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공조부로부터 공급되는 냉기(冷氣)의 이동통로 및 상기 공조부로 회수되는 열기(熱氣)의 이동통로를 분리하는 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체는 상기 태양전지가 설치된 상면에 연결되어 서로 마주보게 배치된 제1측벽 및 제2측벽을 포함하고,
    상기 본체에는 상기 공조부로부터 공급되는 냉기의 냉기유입통로, 상기 냉기유입통로와 상기 제1측벽 사이에 위치하여 상기 공조부로 회수되는 열기가 이동하는 제1열기통로, 및 상기 냉기유입통로와 상기 제2측벽 사이에 위치하여 상기 공조부로 회수되는 열기가 이동하는 제2열기통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  6. 배터리를 수용하는 배터리조절본체를 포함하고, 상기 배터리를 이용하여 전력을 저장하는 배터리 조절장치;
    전력을 변환하기 위한 전력변환부를 수용하는 전력조절본체를 포함하고, 상기 배터리의 전력을 관리하는 전력 조절장치;
    상기 배터리조절본체의 상면 및 상기 전력조절본체의 상면 중에서 적어도 하나에 설치되어 전력을 생산하는 태양전지부; 및
    상기 태양전지부가 생산한 전력을 이용하여 상기 배터리 조절장치 및 상기 전력 조절장치 중에서 적어도 하나를 가동시키는 제어부를 포함하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 조절장치 및 상기 전력 조절장치 중에서 적어도 하나에서 발생하는 열기를 회수하는 공조부를 더 포함하고,
    상기 배터리조절본체 및 상기 전력조절본체 중에서 적어도 하나에는 상기 공조부로 흡입되는 기체를 통과시키는 흡입통로와 상기 공조부로부터 배출되는 기체를 통과시키는 배출통로가 서로 다른 측벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 조절장치 및 상기 전력 조절장치 중에서 적어도 하나에서 냉기를 공급하고 열기를 회수하는 공조부를 더 포함하고,
    상기 배터리조절본체 및 상기 전력조절본체 중에서 적어도 하나에는 상기 공조부로부터 공급되는 냉기의 이동통로 및 상기 공조부로 회수되는 열기의 이동통로를 분리하는 분리부가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 조절장치 및 상기 전력 조절장치 중에서 적어도 하나에서 냉기를 공급하고 열기를 회수하는 공조부를 더 포함하고,
    상기 배터리조절본체 및 상기 전력조절본체 중에서 적어도 하나는 상기 태양전지부가 설치된 상면에 연결되어 서로 마주보게 배치된 제1측벽 및 제2측벽을 포함하며,
    상기 배터리조절본체 및 상기 전력조절본체 중에서 적어도 하나에는 상기 공조부로부터 공급되는 냉기의 냉기유입통로, 상기 냉기유입통로와 상기 제1측벽 사이에 위치하여 상기 공조부로 회수되는 열기가 이동하는 제1열기통로, 및 상기 냉기유입통로와 상기 제2측벽 사이에 위치하여 상기 공조부로 회수되는 열기가 이동하는 제2열기통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지가 설치된 에너지 저장장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 태양전지부가 생산한 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 전지변환모듈,
    상기 전지변환모듈에 의해 변환된 교류전력을 직류전력으로 변환하기 위한 배터리변환모듈, 및
    상기 배터리변환모듈에 의해 변환된 직류전력으로 상기 배터리가 충전되도록 상기 배터리변환모듈에 의해 변환된 직류전력을 상기 배터리에 공급하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
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