KR20160096505A - 전력생성장치 - Google Patents

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KR20160096505A
KR20160096505A KR1020150018251A KR20150018251A KR20160096505A KR 20160096505 A KR20160096505 A KR 20160096505A KR 1020150018251 A KR1020150018251 A KR 1020150018251A KR 20150018251 A KR20150018251 A KR 20150018251A KR 20160096505 A KR20160096505 A KR 20160096505A
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Abstract

본 발명은, 광패널을 채용하여 전력을 생성하는데 있어 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써, 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있는 전력생성장치를 개시하고 있다.

Description

전력생성장치{APPARATUS FOR POWER GENERATING}
본 발명은, 전력생성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광패널을 채용하여 전력을 생성하는데 있어 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써, 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있는 전력생성장치에 관한 것이다.
최근에는, 광패널(예 : Solar Panel)을 채용하여, 실외에서 태양을 광원으로 하여 태양광을 전기에너지 즉 전력으로 변환/생성하고 적용시스템에 공급하는 기술의 전력생성시스템 이용이 활발해지고 있다.
헌데, 이와 같은 기존의 전력생성시스템의 경우, 실내의 미약한 광원, 예컨대 인공광원(예 : 전등, 조명 등)의 광을 전력으로 변환/생성하여 안정적이고 지속적으로 적용시스템에 공급할 수 없는 한계를 갖는다.
이에, 강한 광원 즉 태양이 있는 실외 뿐만 아니라 미약한 강원 즉 인공광원이 있는 실내에서도, 전기에너지 즉 전력을 안정적이고 지속적으로 생성하여 적용시스템에 공급하기 위한 방안 모색이 필요하다.
따라서, 본 발명에서는, 실외 뿐 아니라 실내에서도 안정적이고 지속적인 전력 생성을 가능하게 하며, 특히 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 실외 뿐 아니라 실내에서도 안정적이고 지속적인 전력 생성을 가능하게 하며, 특히 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있는 전력생성장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 전력생성장치는, 광원의 광을 이용하여 전력을 생성하는 광패널; 상기 광패널에서 생성된 전력이 저 전력인지 또는 고 전력인지에 따라, 제1패스 및 제2패스 중 적어도 하나를 선택적으로 개통하여 상기 전력을 전달하는 패스스위치부; 상기 제1패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압이 되도록 승압 처리하여, 적용시스템에 전달하는 제1처리부; 및 상기 제2패스를 통해 전달되는 전력을 상기 특정 전압이 되도록 승압 처리하여, 상기 적용시스템에 전달하는 제2처리부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 패스스위치부는, 상기 광패널에서 생성된 전력의 전압이 기 설정된 기준전압 이하이면 저 전력인 것으로 판단하고, 상기 광패널에서 생성된 전력의 전압이 상기 기준전압 이하가 아니면 고 전력인 것으로 판단할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1처리부는, 임계전류값 이상의 전력에 대해서는 상기 승압 처리가 불가능한 한계를 가지며, 상기 기준전압은, 상기 광패널에서 생성되는 전력의 전류 및 전압에 기초하여, 상기 전력의 전류가 임계전류값인 경우 상기 전력의 전압값일 수 있다.
바람직하게는, 상기 패스스위치부는, 상기 광패널에서 생성된 전력이 저 전력인 경우 상기 제1패스를 개통하고, 상기 광패널에서 생성된 전력이 고 전력인 경우, 상기 제2패스를 개통하거나 또는 상기 제1패스 및 상기 제2패스를 모두 개통할 수 있다.
바람직하게는, 상기 적용시스템은, 상기 특정 전압의 전력으로 충전되는 충전용 배터리일 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 전력생성장치에 의하면, 광패널을 채용하여 전력을 생성하는데 있어 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써, 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 도출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력생성장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력생성장치의 동작 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력생성장치(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전력생성장치(100)는, 광패널을 채용하여 광원의 광을 전기에너지 즉 전력으로 변환/생성하고 적용시스템에 공급하는 기술과 관련된다.
이러한 기술에서 기존의 전력생성시스템의 경우, 강한 광원 즉 태양이 있는 실외에서 태양의 태양광을 전력으로 변환/생성하고 적용시스템에 공급하게 된다.
헌데, 기존의 전력생성시스템의 경우, 미약한 광원 즉 인공광원(예 : 전등, 조명 등)이 있는 실내에서는 인공광원의 광을 전력으로 변환/생성하여 안정적이고 지속적으로 적용시스템에 공급하는 것이 불가능한 한계를 갖는다.
이에, 강한 광원 즉 태양이 있는 실외 뿐만 아니라 미약한 강원 즉 인공광원이 있는 실내에서도, 전기에너지 즉 전력을 안정적이고 지속적으로 생성하여 적용시스템에 공급하기 위한 방안 모색이 필요하다.
따라서, 본 발명에서는, 실외 뿐 아니라 실내에서도 안정적이고 지속적인 전력 생성을 가능하게 하며, 특히 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있는 전력생성장치(100)을 제안한다.
이와 같은 본 발명의 전력생성장치(100)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 전력생성장치(100)는, 광원의 광을 이용하여 전력을 생성하는 광패널(110)과, 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인지 또는 고 전력인지에 따라, 제1패스 및 제2패스 중 적어도 하나를 선택적으로 개통하여 상기 전력을 전달하는 패스스위치부(120)와, 상기 제1패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압이 되도록 승압 처리하여, 적용시스템(200)에 전달하는 제1처리부(130)와, 상기 제2패스를 통해 전달되는 전력을 상기 특정 전압이 되도록 승압 처리하여, 적용시스템(200)에 전달하는 제2처리부(140)를 포함한다.
광패널(110)은, 광원의 광을 이용하여 전력을 생성한다.
즉, 광패널(110)은, 광원의 광을 전기에너지 즉 전력으로 변환하여 생성하는 패널로서, 대표적으로 솔라패널(Solar Panel)이라 할 수 있다.
이러한 광패널(110)은, 패널이 갖는 특성(예 : 크기, 효율 등)에 따라, 일정 범위의 전력을 생성할 수 있으며, 이하에서는, 일 예로서 최소 2.0V~ 최대 3.2V 전압의 전력을 생성하는 것으로 설명하겠다.
광패널(110)은, 본 발명의 전력생성장치(100)가 실외에 위치한 경우라면, 실외에 있는 강한 광원 즉 태양의 태양광을 흡수하여 전력으로 변환/생성할 것이다.
반면, 광패널(110)은, 본 발명의 전력생성장치(100)가 실내에 위치한 경우라면, 실내에 있는 미약한 광원 즉 인공광원(예 : 전등, 조명 등)의 광을 흡수하여 전력으로 변환/생성할 것이다.
따라서, 예외적인 상황(예 : 심야시간 등)을 제외한다면, 실외에서 광패널(110)이 생성하는 전력은, 실내에서 광패널(100)이 생성하는 전력에 비해 그 전력의 세기(전압, 전류)가 큰 고(high) 전력이라고 볼 수 있고, 실내에서 광패널(110)이 생성하는 전력은, 실외에서 광패널(100)이 생성하는 전력에 비해 그 전력의 세기(전압, 전류)가 작은 저(low) 전력이라고 볼 수 있다.
패스스위치부(120)는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인지 또는 고 전력인지에 따라, 제1패스 및 제2패스 중 적어도 하나를 선택적으로 개통하여 전력을 전달한다.
도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 전력생성장치(100)는, 광패널(110)에서 생성된 전력을 적용시스템에 공급(전달)하는 경로로서, 단일 패스(path)가 아닌 듀얼 패스 즉 제1패스 및 제2패스로 구비하고 있다.
이에, 패스스위치부(120)는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인지 또는 고 전력인지에 따라, 제1패스 및 제2패스 중 적어도 하나를 선택적으로 개통함으로써, 광패널(110)에서 생성된 전력을 개통된 패스(제1패스, 제2패스, 제1패스 및 제2패스)를 통해 전달한다.
보다 구체적으로 설명하면, 패스스위치부(120)는, 광패널(110)에서 생성된 전력의 전압이 기 설정된 기준전압(Vd) 이하이면 저 전력인 것으로 판단하고, 광패널(110)에서 생성된 전력의 전압이 기준전압(Vd) 이하가 아니면 고 전력인 것으로 판단할 수 있다.
즉, 패스스위치부(120)는, 전술과 같이 광패널(110)에서 생성된 전력이 인가되면, 전력의 전압을 측정하여 기준전압(Vd) 이하이면 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인 것으로 판단한다.
여기서, 저 전력으로 판단되는 경우는, 광패널(110)에서 생성된 전력의 세기(전압, 전류)가 작을수록 조도가 낮은 미약한 광원에 노출된 것으로 볼 수 있기 때문에, 본 발명의 전력생성장치(100)가 실내에 위치해 있을 가능성이 높을 것이다.
한편, 패스스위치부(120)는, 전술과 같이 광패널(110)에서 생성된 전력이 인가되면, 전력의 전압을 측정하여 기준전압(Vd) 이하가 아니면 광패널(110)에서 생성된 전력이 고 전력인 것으로 판단한다.
여기서, 고 전력으로 판단되는 경우는, 광패널(110)에서 생성된 전력의 세기(전압, 전류)가 클수록 조도가 높은 강한 광원에 노출된 것으로 볼 수 있기 때문에, 본 발명의 전력생성장치(100)가 실외에 위치해 있을 가능성이 높을 것이다.
이에, 패스스위치부(120)는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인 것으로 판단하면 제1패스를 개통하여, 광패널(110)에서 생성된 전력을 개통된 제1패스를 통해 제1처리부(130)에 전달한다.
반면, 패스스위치부(120)는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 고 전력인 것으로 판단하면 제2패스를 개통하여, 광패널(110)에서 생성된 전력을 개통된 제2패스를 통해 제2처리부(140)에 전달한다(이하, 고 전력시의 제1실시예).
또는, 패스스위치부(120)는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 고 전력인 것으로 판단하면 제1패스 및 제2패스를 모두 개통하여, 광패널(110)에서 생성된 전력을 개통된 제1패스 및 제2패스를 통해 제1처리부(130) 및 제2처리부(140)에 전달할 수도 있다(이하, 고 전력시의 제2실시예).
여기서, 전력생성장치(100)에서 고 전력시의 제2실시예를 채택하는 경우, 제1실시예를 채택하는 경우 보다 후술의 적용시스템(200)에 특정 전압(예 : 4.35V)의 전력을 전달(공급)하는 효율이 개선될 수 있다. 그 이유는, 후술에서 구체적으로 언급하겠다.
여기서, 패스스위치부(120)는, 전력의 전압을 측정, 고 전력/저 전력 판단 및 패스 선택적 개통을 실현하기 위한 알고리즘을 내장함으로써 이 알고리즘을 기반으로 전술과 같은 동작을 수행하도록 구현될 수 있고, 또는 별도의 알고리즘 내장 없이 다양한 스위칭소자 및 회로소자로 설계(디자인)된 하드웨어 구성을 기반으로 전술과 같은 동작을 수행하도록 구현될 수 있을 것이다.
제1처리부(130)는, 개통된 제1패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리하여, 적용시스템(200)에 전달한다.
이러한, 제1처리부(130)는, 기존의 Low Power Harvester 칩을 채용할 수 있고, 더 나아가 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능이 적용되어 있는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1처리부(130)는, 개통된 제1패스를 통해 전달되는 전력을 MPPT 기능에 따라 모니터링하여 단위시간 별로 최고전력을 추적하고, 단위시간 별 최고전력을 Low Power Harvesting 기능에 따라 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리함으로써, 제1패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리할 수 있게 된다.
결국, 제1처리부(130)는, Low Power Harvesting 기능을 기반으로 하는, 저 전력 승압 처리에 적합한 처리부라 할 수 있다.
이후, 제1처리부(130)는, 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리한 전력을 출력하여, 적용시스템(200)에 전달되도록 한다.
여기서, 적용시스템(200)은, 전술한 특정 전압(예 : 4.35V)의 전력으로 충전되는 충전용 배터리인 것이 바람직하다.
예를 들면, 적용시스템(200)은, 휴대기기(예 : 노트북, 스마트폰 등)에 고정된 형태의 충전용 메인배터리일 수 있고, 또는 분리 가능한 형태의 충전용 보조베터리일 수 있다.
따라서, 제1처리부(130)에서 승압 처리한 전력이 적용시스템(200)에 공급(전달)됨으로써, 적용시스템(200)에서는 공급된 전력을 이용하여 충전용 배터리가 충전될 수 있다.
한편, 저 전력 승압 처리에 적합한 제1처리부(130)는, 임계전류값(예 : 약 80mA) 이상의 전력에 대해서는 승압 처리가 불가능한 한계를 갖는다.
이에, 전술한 패스스위치부(120)가, 광패널(110)에서 생성된 전력이 고 전력인지 또는 저 전력인지를 판단하는데 기준으로 사용하는 기준전압(Vd)은, 제1처리부(130)의 임계전류값(예 : 약 80mA)과 긴밀한 관계를 갖게 된다.
즉, 기준전압(Vd)은, 광패널(110)에서 생성되는 전력의 전류 및 전압에 기초하여, 전력의 전류가 임계전류값(예 : 약 80mA)인 경우 전력의 전압값인 것이 바람직하다.
이에, 본 발명의 전력생성장치(100)에는, 전력생성장치(100) 생성 단계(또는, 수리 단계)에서, 전력생성장치(100)를 다양한 광원 환경(예 : 실외, 실내)에 노출시켜 광패널(110)에서 생성되는 전력의 전류가 임계전류값(예 : 약 80mA)일 때 전력의 전압값을 찾는 테스트(이하, 기준전압 설정 테스트)를 수차례 반복함으로써, 얻어지는 최종 전압값이 기준전압(Vd)으로서 설정될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 기준전압(Vd)이 2.8V인 것으로 설명하겠다.
이때, 전술의 기준전압 설정 테스트는, 사용자에 의해 수동으로 수행될 수도 있고, 자동화된 알고리즘에 의해 자동 수행될 수도 있다.
제2처리부(140)는, 개통된 제2패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리하여, 적용시스템(200)에 전달한다.
이러한, 제2처리부(140)는, 기존의 High Power Booster 칩을 채용할 수 있고, 더 나아가 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능이 적용되어 있는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 설명하면, 제2처리부(140)는, 개통된 제2패스를 통해 전달되는 전력을 MPPT 기능에 따라 모니터링하여 단위시간 별로 최고전력을 추적하고, 단위시간 별 최고전력을 High Power Boosting 기능에 따라 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리함으로써, 제2패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리할 수 있게 된다.
결국, 제2처리부(140)는, High Power Boosting 기능을 기반으로 하는, 고 전력 승압 처리에 적합한 처리부라 할 수 있다.
이후, 제2처리부(140)는, 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리한 전력을 출력하여, 적용시스템(200)에 전달되도록 한다.
따라서, 제2처리부(140)에서 승압 처리한 전력이 적용시스템(200)에 공급(전달)됨으로써, 적용시스템(200)에서는 공급된 전력을 이용하여 충전용 배터리가 충전될 수 있다.
여기서, 제1처리부(130) 및 제2처리부(140)에서 MPPT 기능을 적용하는 이유는, 광패널(110)에서 생성된 전력은 광원(예 : 태양, 인공광원)의 광으로부터 생성되는 전기에너지이므로 광(빛)의 파장이나 스펙트럼 등의 다양한 원인으로 인해 그 세기(전압, 전류)가 비 선형적일 수 밖에 없기 때문에, 광패널(110)에서 생성된 비 선형적인 세기(전압, 전류)의 전력에서 최고전력 만을 추적하여 이를 승압 처리함으로써, 제1처리부(130) 및 제2처리부(140)의 효율을 증대시키기 위함이다.
따라서, 본 발명의 전력생성장치(100)는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인 경우, 제1패스를 개통하여 광패널(110)에서 생성된 전력을 저 전력 승압 처리에 적합한 제1처리부(130)를 통해 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리하여, 적용시스템(200)에 전달(공급)할 수 있다.
또한, 본 발명의 전력생성장치(100)는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 고 전력인 경우, 제1실시예에 따라 제2패스 만을 개통하여 광패널(110)에서 생성된 전력을 고 전력 승압 처리에 적합한 제2처리부(140)를 통해 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리하여 적용시스템(200)에 전달(공급)할 수도 있고, 제2실시예에 따라 제1패스 및 제2패스 모두를 개통하여 광패널(110)에서 생성된 전력을 제1처리부(130) 및 제2처리부(140)를 통해 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 병렬적으로 승압 처리하여, 적용시스템(200)에 전달(공급)할 수도 있다.
이때, 본 발명의 전력생성장치(100)에서 고 전력시의 제2실시예를 채택하는 경우, 제1실시예를 채택하는 경우 보다 적용시스템(200)에 특정 전압(예 : 4.35V)의 전력을 전달(공급)하는 효율이 개선될 수 있는 이유를 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 광패널(110)에서 생성된 전력은 그 세기(전압, 전류)가 비 선형적일 수 밖에 없다. 따라서, 패스스위치부(120)에서 광패널(110)의 전력을 고 전력으로 판단한 경우라도, 그 전력의 전류가 비 정상적으로 낮아 고 전력 승압 처리에 적합한 제2처리부(140)에서는 승압 처리가 불가능한 경우(이하, 고 전력시 비 정상 저 전류 상황)가 발생할 가능성이 있다.
이와 같은 고 전력시 비 정상 저 전류 상황이 발생할 경우, 전술의 고 전력시의 제1실시예 경우라면, 적용시스템(200)에 특정 전압(예 : 4.35V)의 전력이 정상적으로 전달될 수 없을 것이다.
반면, 전술의 고 전력시의 제2실시예 경우라면, 광패널(110)의 전력이 제1처리부(130) 및 제2처리부(140)로 전달되기 때문에, 고 전력시 비 정상 저 전류 상황이 발생할 경우, 제2처리부(140)에서는 승압 처리가 불가능하더라도, 제1처리부(130)에서는 정상적인 승압 처리가 가능하기 때문에, 적용시스템(200)에 특정 전압(예 : 4.35V)의 전력이 정상적으로 전달될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 전력생성장치(100)에서 고 전력시의 제2실시예를 채택하는 경우, 혹시 발생할 가능성이 있는 고 전력시 비 정상 저 전류 상황에서도, 적용시스템(200)에 특정 전압(예 : 4.35V)의 전력을 안정적으로 전달할 수 있어, 제1실시예를 채택하는 경우 보다 전력 전달(공급) 효율이 개선될 수 있다.
한편, 본 발명의 전력생성장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력생성장치(100) 내 각 기능부를 제어하는 컨트롤러(150)가 더 포함될 수 있다.
즉, 컨트롤러(150)는, 전술의 패스스위치부(120), 제1처리부(130) 및 제2처리부(140)를 각각 제어(연동)하여, 패스스위치부(120), 제1처리부(130) 및 제2처리부(140) 각각이 전술한 제 기능을 수행하도록 할 수 있다.
제어의 예를 설명하면, 컨트롤러(150)는, 전력생성장치(100)가 동작하는 중, 패스스위치부(120)에 기 설정된 기준전압(Vd, 2.8V)를 최적화시키는 제어를 수행할 수도 있다.
예를 들어, 전력생성장치(100)가 채택하고 있는 광패널(110)을 교체하는 경우, 패널의 특성(예 : 크기, 효율 등)에 변화가 생기기 때문에, 교체된 광패널(110)에서 생성되는 전력의 전류가 임계전류값(예 : 약 80mA)일 때 전력의 전압값이 기 설정되어 있는 기준전압(Vd, 2.8V)과 달라질 수가 있고, 이 경우 제1처리부(130) 및/또는 제2처리부(140)에서 적용시스템(200)에 전달(공급)하는 전력이 안정적이지 못하거나 목표하는 특정 전압(예 : 4.35V)에 못 미치는 상황이 발생할 수 있다.
이에, 컨트롤러(150)는, 제1처리부(130) 및/또는 제2처리부(140)에서 적용시스템(200)에 전달(공급)하는 전력을 모니터링하여, 전력이 안정적이지 못하거나 특정 전압(예 : 4.35V)에 못 미치는 상황이 발생할 경우, 전술의 기준전압 설정 테스트를 자동 수행함으로써 패스스위치부(120)에 기준전압(Vd, 2.8V)를 최적화하여 재 설정하는 제어를 수행할 수 있다.
물론, 컨트롤러(150)는, 적용시스템(200)의 충전 상태를 확인하여, 적용시스템(200)에 충전이 완료되면(완충 상태) 패스스위치부(120), 제1처리부(130) 및 제2처리부(140) 적어도 하나의 기능부를 제어하여, 더 이상 적용시스템(200)에 전력이 전달(공급)되지 않도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력생성장치는, 광패널에서 생성된 전력을 적용시스템에 공급(전달)하는 경로로서 듀얼 패스, 즉 저 전력 처리에 적합한 처리부를 경유하는 패스 및 고 전력 처리에 적합한 처리부를 경유하는 패스를 구비하고 실외(고 전력) 및 실내(저 전력)에서 그에 적합한 패스를 선택적으로 개통하여 전력을 적용시스템에 공급(전달)함으로써, 실외 및 실내 모두에서도 안정적이고 지속적인 전력 생성을 가능할 뿐 아니라, 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전력생성장치에 의하면, 광패널을 채용하여 전력을 생성하는데 있어 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써, 전력 생성의 효율을 향상시키는 효과를 도출한다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전력생성장치의 동작 방법을 구체적으로 설명하도록 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 전술의 도 1에서 언급한 참조번호를 언급하여 설명하도록 하겠다.
본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 광패널(110)에서는 광원의 광을 이용하여 전력을 변환/생성한다(S10).
이때, 예외적인 상황(예 : 심야시간 등)을 제외한다면, 실외에서 광패널(110)이 생성하는 전력은, 실내에서 광패널(100)이 생성하는 전력에 비해 그 전력의 세기(전압, 전류)가 큰 고(high) 전력이라고 볼 수 있고, 실내에서 광패널(110)이 생성하는 전력은, 실외에서 광패널(100)이 생성하는 전력에 비해 그 전력의 세기(전압, 전류)가 작은 저(low) 전력이라고 볼 수 있다.
본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 광패널(110)에서 생성된 전력이 인가되면, 패스스위치부(120)에서는 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인지 또는 고 전력인지 판단한다(S30).
보다 구체적으로, 본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 패스스위치부(120)에서는 광패널(110)에서 생성된 전력의 전압이 기 설정된 기준전압(Vd, 2.8V) 이하이면(S30 Yes) 저 전력인 것으로 판단하고, 광패널(110)에서 생성된 전력의 전압이 기준전압(Vd, 2.8V) 이하가 아니면(S30 No) 고 전력인 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 저 전력으로 판단되는 경우는, 광패널(110)에서 생성된 전력의 세기(전압, 전류)가 작을수록 조도가 낮은 미약한 광원에 노출된 것으로 볼 수 있기 때문에, 본 발명의 전력생성장치(100)가 실내에 위치해 있을 가능성이 높을 것이다.
여기서, 고 전력으로 판단되는 경우는, 광패널(110)에서 생성된 전력의 세기(전압, 전류)가 클수록 조도가 높은 강한 광원에 노출된 것으로 볼 수 있기 때문에, 본 발명의 전력생성장치(100)가 실외에 위치해 있을 가능성이 높을 것이다.
이에, 본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 패스스위치부(120)에서는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 저 전력인 것으로 판단하면(S30 Yes) 제1패스를 개통하여(S40), 광패널(110)에서 생성된 전력을 개통된 제1패스를 통해 제1처리부(130)에 전달한다(S45).
본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 제1처리부(130)에서는, 개통된 제1패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리하여(S50), 적용시스템(200)에 전달한다(S55).
보다 구체적으로, 본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 제1처리부(130)에서는, 개통된 제1패스를 통해 전달되는 전력을 MPPT 기능에 따라 모니터링하여 단위시간 별로 최고전력을 추적하고, 단위시간 별 최고전력을 Low Power Harvesting 기능에 따라 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리함으로써, 제1패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리할 수 있게 된다.
이에, 제1처리부(130)에서 승압 처리한 전력이 적용시스템(200)에 공급(전달)됨으로써, 적용시스템(200)에서는 공급된 전력을 이용하여 충전용 배터리가 충전될 수 있다(S57).
한편, 본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 패스스위치부(120)에서는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 고 전력인 것으로 판단하면(S30 No) 제2패스를 개통하여(S60), 광패널(110)에서 생성된 전력을 개통된 제2패스를 통해 제2처리부(140)에 전달한다(S65)(이하, 고 전력시의 제1실시예).
또는, 본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 패스스위치부(120)에서는, 광패널(110)에서 생성된 전력이 고 전력인 것으로 판단하면(S30 No) 제1패스 및 제2패스를 모두 개통하여, 광패널(110)에서 생성된 전력을 개통된 제1패스 및 제2패스를 통해 제1처리부(130) 및 제2처리부(140)에 전달할 수도 있다(이하, 고 전력시의 제2실시예).
이하에서는, 설명의 편의를 위해 고 전력시의 제1실시예를 언급하여 설명하겠다.
본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 제2처리부(140)에서는 개통된 제2패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리하여(S70), 적용시스템(200)에 전달한다(S75).
보다 구체적으로, 본 발명의 전력생성장치(100)의 동작 방법에 따르면, 제2처리부(140)에서는, 개통된 제2패스를 통해 전달되는 전력을 MPPT 기능에 따라 모니터링하여 단위시간 별로 최고전력을 추적하고, 단위시간 별 최고전력을 High Power Boosting 기능에 따라 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리함으로써, 제2패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압(예 : 4.35V)이 되도록 승압 처리할 수 있게 된다.
제2처리부(140)에서 승압 처리한 전력이 적용시스템(200)에 공급(전달)됨으로써, 적용시스템(200)에서는 공급된 전력을 이용하여 충전용 배터리가 충전될 수 있다(S77).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력생성장치의 동작 방법은, 광패널에서 생성된 전력을 적용시스템에 공급(전달)하는 경로로서 듀얼 패스, 즉 저 전력 처리에 적합한 처리부를 경유하는 패스 및 고 전력 처리에 적합한 처리부를 경유하는 패스를 구비하고 실외(고 전력) 및 실내(저 전력)에서 그에 적합한 패스를 선택적으로 개통하여 전력을 적용시스템에 공급(전달)함으로써, 실외 및 실내 모두에서도 안정적이고 지속적인 전력 생성을 가능할 뿐 아니라, 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력생성장치의 동작 방법은, 광패널을 채용하여 전력을 생성하는데 있어 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써, 전력 생성의 효율을 향상시키는 효과를 도출한다.
본 발명의 실시예에 따른 전력생성장치의 동작 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명에 따른 전력생성장치에 따르면, 광패널을 채용하여 전력을 생성하는데 있어 실외 및 실내 모두에서 그에 적합하게 최적으로 전력을 생성함으로써, 전력 생성의 효율을 향상시킬 수 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100 : 전력생성장치
110 : 광패널 120 : 패스스위치부
130 : 제1처리부 140 : 제2처리부
150 : 컨트롤러
200 : 적용시스템

Claims (5)

  1. 광원의 광을 이용하여 전력을 생성하는 광패널;
    상기 광패널에서 생성된 전력이 저 전력인지 또는 고 전력인지에 따라, 제1패스 및 제2패스 중 적어도 하나를 선택적으로 개통하여 상기 전력을 전달하는 패스스위치부;
    상기 제1패스를 통해 전달되는 전력을 특정 전압이 되도록 승압 처리하여, 적용시스템에 전달하는 제1처리부; 및
    상기 제2패스를 통해 전달되는 전력을 상기 특정 전압이 되도록 승압 처리하여, 상기 적용시스템에 전달하는 제2처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패스스위치부는,
    상기 광패널에서 생성된 전력의 전압이 기 설정된 기준전압 이하이면 저 전력인 것으로 판단하고,
    상기 광패널에서 생성된 전력의 전압이 상기 기준전압 이하가 아니면 고 전력인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력생성장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1처리부는, 임계전류값 이상의 전력에 대해서는 상기 승압 처리가 불가능한 한계를 가지며,
    상기 기준전압은,
    상기 광패널에서 생성되는 전력의 전류 및 전압에 기초하여, 상기 전력의 전류가 임계전류값인 경우 상기 전력의 전압값인 것을 특징으로 하는 전력생성장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패스스위치부는,
    상기 광패널에서 생성된 전력이 저 전력인 경우 상기 제1패스를 개통하고,
    상기 광패널에서 생성된 전력이 고 전력인 경우, 상기 제2패스를 개통하거나 또는 상기 제1패스 및 상기 제2패스를 모두 개통하는 것을 특징으로 하는 전력생성장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적용시스템은, 상기 특정 전압의 전력으로 충전되는 충전용 배터리인 것을 특징으로 하는 전력생성장치.
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