KR20180010850A - 신재생에너지 공유 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신재생에너지 공유 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 전력소비자가 신재생에너지 전력을 공유하여 사용하는 환경에서, 복수의 전력소비자 중에서 실시간으로 전력공급자의 전력을 가장 많이 사용하고 있는 전력소비자를 선택하여 신재생에너지 전력을 공급하는 신재생에너지 공유장치와, 복수의 전력소비자 각각이 전력공급자로부터 공급받는 전력의 소비량을 계측하는 전력량 계측기로 구성되어 실시간 요금제 하에서 각 전력소비자의 전력 소비량을 소정의 범위에서 균등하게 맞춤으로써 전체 전력소비자의 요금 총합을 최소화하는 신재생에너지 공유 시스템이 제공된다.

Description

신재생에너지 공유 시스템{System of sharing reusable energy}
본 발명은 신재생에너지 공유 시스템에 관한 것이다.
실시간 요금제(real time pricing: RTP)는 시간대별로 전기 요금의 가격이 변동되는 과금 방식으로, 사용자들이 전력을 많이 사용하는 시간대에서는 전력 사용의 저감을 위해서 가격을 높게 하고 사용자의 전력 사용이 적은 시간대에는 전력 요금을 낮게 책정하는 방식이다. 누진 요금제의 경우에는 전력을 많이 사용하는 가구에 더 많은 신재생에너지를 공급하여 높은 요금 구간을 회피하도록 하면 비록 신재생에너지의 분배가 치우칠지라도 전체 가구의 전기 요금은 절약된다. 이후에 월 단위 또는 분기 단위로 신재생에너지를 많이 공급 받은 가구와 적게 공급 받은 가구 사이에 정산을 하면 전체 가주의 전기요금을 절감하면서 모두 혜택을 볼 수 있다. 누적 전력 사용량을 모니터링하여 높은 요금 구간에 해당하지 않도록 회피하는 방법이다.
그러나, 누진 요금제하에서 누적 전력사용량을 모니터링하여 신재생에너지 전력을 분배하는 방식은 실시간 요금제에서 시간별 전력 요금이 변하는 환경에서는 적용이 어려운 단점이 있다.
본 발명은 실시간 요금제를 사용하는 가구를 포함하는 밀집 주거 형태(아파트, 연립 주택 등)에서 공동 소유의 신재생에너지 발전 전력을 전기 요금이 가장 높은 시간대에 가장 많은 전력을 사용하는 가구에 상대적으로 더 많은 신재생에너지 발전 전력을 공급하여 높은 요금의 전기 사용을 줄임으로써, 전체 가구의 전체 전기 요금 총합을 최소화하는 데 그 목적이 있다.
거주자 밀집 지역에서는 각 전력소비자가 신재생에너지를 각자 별도 설치하기 어려우므로 공동 공간에 설치하여 공유해야 하는 상황이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 상황에서 실시간 요금제를 사용하는 경우에는 가장 높은 요금이 부가되는 시간대에 전력 사용량이 많을수록 단위 전기량(kWh)당 부과되는 전기요금이 높으므로 가장 높은 요금이 부가되는 시간대에 전기 사용량이 많은 전력소비자에 신재생 발전 전력을 보다 많이 공급하여 전체 전력소비자의 전기요금 총합을 최소화하여 전기요금을 절감할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 신재생에너지를 공유하는 상황이고 각 전력소비자가 실시간 요금제에 의해 전기 요금을 납부하는 경우에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 전력소비자가 신재생에너지 전력을 공유하여 사용하는 환경에서, 복수의 전력소비자 중에서 전력공급자의 전력을 시간 대별로 가장 많이 사용하고 있는 전력소비자를 선택하여 신재생에너지 전력을 공급하는 신재생에너지 공유장치와, 복수의 전력소비자 각각이 전력공급자로부터 공급받는 전력의 소비량을 계측하는 전력량 계측기로 구성되어 실시간 요금제 하에서 각 전력소비자의 전력 소비량을 소정의 범위에서 균등하게 맞춤으로써 각 전력소비자의 전력요금이 높은 시간대의 전력 소비량을 최소화하여 전체 전력소비자의 요금 총합을 최소화하는 신재생에너지 공유 시스템이 제공된다.
여기서, 신재생에너지 공유장치는, 신재생에너지 발전 설비로부터 공급되는 신재생에너지 전력량을 계측하는 전력량 계측부와, 전력량 계측부를 통과한 신재생에너지 전력을 복수의 전력소비자 중에서 선택하여 공급하는 전력경로 선택스위치와, 상기 전력량계측부의 전력량 값을 관리하고, 상기 전력경로 선택스위치를 제어하고, 각 전력소비자에게 공급되는 신재생에너지 전력량을 기록하는 제어 및 관리부와, 각 전력소비자가 전력공급자로부터 공급받는 전력의 소비량을 나타내는 전력 소비량을 상기 제어 및 관리부에 전달하는 통신부를 포함한다.
여기서, 전력량계측기는, 전력소비자가 전력공급자의 전력을 소비하는 전력 소비량을 측정하는 전력계측부와, 상기 전력계측부가 계측한 전력 소비량 데이터를 신재생에너지 공유장치로 전달하는 통신부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 누진 요금제 하에서 신재생에너지를 복수의 전력소비자가 공유하는 경우에 있어서, 전력소비자의 시간대별 전력 사용량이 달라 어떤 전력소비자는 전력요금이 높은 시간대에많은 전력을 사용하고 어떤 전력소비자는 전력요금이 높은 시간대에 적은 전력을 사용하는때, 신재생에너지 전력을 전력요금이 높은 시간대에 많은 전력을 사용하는 전력소비자에게 적절하게 더 많이 공급함으로써 전체 전력소비자의 요금 총합이 낮아지게 하는 효과가 있다. 다시 말해, 높은 요금제 구간을 낮은 요금제 구간으로 분산시킴으로써 전체 요금 총합을 낮출 수 있다.
도 1은 신재생에너지 발전 시스템에 연결된 신재생에너지 공유 시스템을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 신재생에너지 공유장치의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3은 신재생에너지 공유장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전력량계측기의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 신재생에너지 발전 시스템에 연결된 신재생에너지 공유 시스템을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 신재생에너지 공유 시스템(100)은 신재생에너지 발전 설비(200)로부터 생산된 전력을 복수의 전력소비자에 선택적으로 공급하며 각 전력소비자에 공급한 공급량을 기록하는 신재생에너지 공유 장치(110)와, 각 전력소비자가 전력 공급자로부터 공급받아 소비하는 전력량을 측정하는 전력량 계측기(120a, 120b, 120n 이하 120으로 총칭함)를 포함한다. 여기서, 전력소비자는 신재생에너지 공유 시스템(100)이 공급하는 전력 및 전력공급자가 공급하는 전력 중 어느 하나 또는 모두를 소비하는 주체로서, 집단 주거 형태의 주택뿐 아니라 공용 시설도 포함한다. 또한, 도 1에서는 신재생에너지 발전 설비(200)의 일 예로, 태양광 발전 설비가 예시되어 있으나, 이는 단지 예시일 뿐이며, 신재생에너지 발전 설비(200)는 태양광 발전 설비에만 한정되지 않는다.
신재생에너지 발전 설비(200)는 신재생에너지 공유 장치(110)에 연결된다. 연결되는 전력 배선은 단상 또는 다상일 수 있다. 신재생에너지 공유 장치(110)는 신재생에너지 발전 설비(200)로부터 생산된 전력(이하, 신재생에너지 전력이라 함)을 입력으로 받고 하나 이상의 전력소비자에 선택적으로 신재생에너지 전력을 공급할 수 있다. 신재생에너지 공유 장치(110)는 신재생에너지 전력을 각 전력소비자에 공급할 때마다 공급하는 신재생에너지 전력량을 전력소비자별로 시간별 전력량 및 지속적으로 누적된 전력량에 대한 전력량 데이터를 생성 및 관리한다. 전력소비자별로 사용한 신재생에너지 전력량 데이터를 기반으로, 신재생에너지 공유 시스템(100)에 참여한 모든 전력소비자가 정산할 수 있도록 한다.
전력량 계측기(120)는 전력공급자의 계량기를 지나서 전력소비자의 배선에 연결된다. 전력공급자의 계측 정보를 직접 얻기 힘들기 때문에 별도의 전력량 계측기(120)를 통하여 전력소비자의 전력 소비량을 계측한다. 전력량 계측기(120)는 각 전력소비자에 설치되어 전력공급자로부터 공급 받는 전력에서 각 전력소비자가 사용하는 전력 소비량을 측정하여 전력 소비량 데이터를 생성한다. 각 전력소비자에 상응하여 생성된 전력 소비량 데이터는 실시간 요금제 또는 누진 요금제에서 각 전력소비자의 전기 요금 총합을 최소화하기 위한 데이터로 활용된다. 즉, 실시간 요금제 하에서는 실시간 전력 소비량이 많은 전력소비자에 신재생에너지 전력을 우선 공급함으로써 누진 요금제에서 높은 요금을 회피할 수 있도록 한다.
신재생에너지 공유 장치(110)는 각 사용자의 전력량 사용 상황에 따라서 신재생에너지 전력을 어느 사용자에게 공급할지를 결정한다. 이를 위해서, 신재생에너지 공유 장치(110)와 전력량 계측기(120) 사이에 전력 소비량 데이터를 송수신할 수 있는 통신 인터페이스를 갖는다. 여기서, 통신 인터페이스는 유선 또는 무선일 수 있다. 신재생에너지 공유 장치(110)는 복수 개의 전력량 계측기(120)로부터 전력 소비량 데이터를 수집하여 신재생에너지 전력을 어느 전력소비자에게 공급할 것인지를 결정한다. 실시간 요금제 또는 누진 요금제에서 전력 소비량이 높은 전력소비자에게 더 많은 신재생에너지 전력을 공급함으로써 높은 요금제의 전력 사용을 줄여 신재생에너지 공유 시스템(100)에 참여하는 모든 전력소비자의 전력요금 총합을 최소화하도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 신재생에너지 공유장치의 구성을 예시적으로 도시한 도면이고, 도 3은 신재생에너지 공유장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 신재생에너지 공유 장치(110)는 신재생에너지 발전 설비(200)로부터 공급 받는 신재생에너지 전력량을 측정하는 전력량 계측부(111)와, 신재생에너지 발전 설비(200)로부터 공급받는 전력을 어느 사용자에게 공급할 것인지를 선택하는 전력경로 선택스위치(112)와, 상기 전력량 계측부(111)의 전력량을 기록하고 관리하여 신재생에너지 공급을 결정하는 제어 및 관리부(113), 및 통신부(114)로 구성된다.
전력량 계측부(111)는 신재생에너지 발전 설비(200)로부터 공급되는 신재생에너지 전력량을 측정한다. 일 실시예로, 전력량 계측부(111)는 신재생에너지 전력량을 시간별 및/ 또는 지속적으로 누적하여 신재생에너지 전력량 데이터를 생성한다.
제어 및 관리부(113)는 신재생에너지 전력량 데이터에 기초하여 신재생에너지 전력을 공급할 전력소비자를 결정한다. 제어 및 관리부(113)는 통신부(114)를 통해 각 전력소비자의 전력 소비량 데이터를 수집하여 어느 전력소비자에게 전력을 공급하는 것이 실시간 요금제 또는 누진 요금제에서 전체 가구의 전력요금을 최소화할 수 있는지 결정한다. 그리고 전력경로 선택스위치(112)를 제어하여 앞에서 결정된 사용자에게 신재생에너지 전력이 공급되도록 한다.
도 3을 참조하면, 제어 및 관리부(113)는 실시간 요금제에 따른 요율표(300)를 참조하여, 신재생에너지 전력을 공급할 전력소비자를 결정할 수 있다. 제어 및 관리부(113)는 전력소비자 A 내지 E의 전력 소비량 데이터를 수집한다. 도 3의 좌측에 표시된 그래프는 특정 시간대 전력소비자 A 내지 E의 실시간 전력 소비량을 나타내고 있다. 전력소비자들 중에서 B의 전력 소비량이 현재 가장 많으므로, 전력소비자 B에 신재생에너지 전력이 우선적으로 공급될 필요가 있다. 따라서, 제어 및 관리부(113)는 신재생에너지 전력을 전력소비자 B에게 다른 전력소비자들과 비교하여 상대적으로 더 많이 공급한다. 도 3의 우측에 표시된 그래프는 전력소비자 B에 더 많은 신재생에너지가 공급된 후의 시간별 전력소비자들의 전력 소비량이 나타나 있다. 전력 소비자 B가 실시간 요금제하에서도 누진이 적용될 수 있는 기준 전력 사용 값인 100KWh를 초가하여 실제로 전력을 소비하였으나, 100KWh를 초가하는 소비 전력은 신재생에너지 전력을 이용하였으므로, 전력소비자들의 전체 전력 사용에 따른 전기 요금은 감소되게 된다.
한편, 제어 및 관리부(113)는 전력량 계측부(111)의 시간별 전력량 및 누적전력량값과 전력경로 선택 스위치(112)의 선택 경로를 확인하여 어느 전력소비자에게 어느 정도의 전력이 공급되었는지를 관리한다. 이렇게 관리된 전력량은 나중에 정산할 때 활용될 수 있다. 신재생에너지 전력을 많이 공급받은 전력소비자는 비용을 추가로 지불할 것이고 적게 공급 받은 전력소비자는 환급을 받을 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 전력량계측기의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전력량계측기(120)는 전력량계측부(121) 및 통신부(122)를 포함한다. 전력량계측부(121)는 각 전력소비자의 시간별 누진 전력 소비량을 계측하여 전력 소비량 데이터를 생성한다. 여기서, 계측 대상은 전력공급자로부터 공급하는 전력의 소비량이다. 이 때 전력량계측기(120)는 전력공급자가 과금을 위하여 설치하는 전력량계의 바로 다음에 위치하여 자체적으로 사용량을 계측할 수 있도록 한다. 전력량 계측부(121)의 전력 소비량 데이터는 통신부를 통하여 신재생에너지 공유 장치(110)로 전달된다. 상기 전력량계측기는 각 사용자가 사용하는 전력 소비량을 모니터링함으로써 누진요금제에서 어느 구간에 있는지를 확인할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 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.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (1)

  1. 복수의 전력소비자가 신재생에너지 전력을 공유하여 사용하는 환경에서, 복수의 전력소비자 중에서 전력공급자의 전력을 실시간으로 가장 많이 사용하고 있는 전력소비자를 선택하여 상기 신재생에너지 전력을 공급하는 신재생에너지 공유장치; 및
    복수의 전력소비자 각각이 전력공급자로부터 공급받는 전력의 소비량을 계측하는 전력량 계측기를 포함하는 신재생에너지 공유 시스템.
KR1020160093646A 2016-07-22 2016-07-22 신재생에너지 공유 시스템 KR20180010850A (ko)

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