KR20180020672A - PV-LED Convergence System for Building Energy Saving - Google Patents

PV-LED Convergence System for Building Energy Saving Download PDF

Info

Publication number
KR20180020672A
KR20180020672A KR1020160105373A KR20160105373A KR20180020672A KR 20180020672 A KR20180020672 A KR 20180020672A KR 1020160105373 A KR1020160105373 A KR 1020160105373A KR 20160105373 A KR20160105373 A KR 20160105373A KR 20180020672 A KR20180020672 A KR 20180020672A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led
ess
generator
power
energy
Prior art date
Application number
KR1020160105373A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서해문
박영충
김용성
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020160105373A priority Critical patent/KR20180020672A/en
Publication of KR20180020672A publication Critical patent/KR20180020672A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/125—Composite devices with photosensitive elements and electroluminescent elements within one single body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/02—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
    • F21S9/03—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

A photovoltaic-light emitting diode (PV-LED) fusion system for saving energy of a building is provided. According to an embodiment of the present invention, the PV-LED fusion system comprises: a PV generator; an LED lighting; an energy storage system (ESS) for storing electric energy generated by the PV generator, and supplying the stored electric energy to the LED lighting; and a control system for controlling charging and discharging of the ESS. Accordingly, the energy consumption of a building can be reduced by covering the energy consumption due to lighting from energy of the building with power generation through solar energy which is a kind of renewable energy not system power.

Description

건물 에너지 절감용 PV-LED 융합 시스템{PV-LED Convergence System for Building Energy Saving}{PV-LED Convergence System for Building Energy Saving}

본 발명은 건물 에너지 관리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물 에너지 절감을 위해 PV(PhotoVoltaic)-LED(Light Emitting Diode)를 융합한 시스템 및 이를 이용한 제어/관리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a building energy management technology, and more particularly, to a system in which PV (PhotoVoltaic) -LED (Light Emitting Diode) is fused to reduce building energy and a control / management method using the same.

에너지 자원의 해외 의존도가 높음에도 불구하고, 우리나라에서 수입에너지 소비는 감소하지 않고 여전히 증가하고 있다. 이와 같은 실정을 감안해 볼 때, 에너지 소비 중 건물 에너지 절약에 대한 기술 개발 및 적용은 매우 중요한 분야로 받아들여지고 있다.Despite the high reliance on energy resources abroad, imported energy consumption in Korea is still growing, not decreasing. Given this situation, the development and application of energy conservation technologies in energy consumption is considered to be a very important field.

건물에서의 효율적인 에너지 수급은 건물주는 물론 국가 기간 산업에도 직접적인 영향을 주는 중요한 요소로써, 이에 대한 기술개발 및 투자가 절실하다.Effective energy supply and demand in buildings is an important factor that directly affects the building industry as well as the national infrastructure industry.

특히, 지금까지의 건물 에너지 관리는 냉방 부하와 난방 부하 부분에만 집중되어 있는데, 조명과 같은 다른 설비에 대한 관리, 특히 신재생 에너지와 융합한 관점에서의 건물 에너지 관리 방안에 관심을 가질 필요가 있다.In particular, building energy management up to now is concentrated only on the cooling load and the heating load. It needs to be concerned with the management of other facilities such as lighting, in particular, the management of building energy from a viewpoint of fusion with renewable energy .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 건물 에너지 중 조명에 의한 에너지 사용을 절감하기 위한 방안으로, PV-LED 융합 시스템을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a PV-LED convergence system as a method for reducing energy use of lighting among building energy.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, PV-LED 융합 시스템은, PV 발전기; LED 조명; PV 발전기에서 생성된 전기 에너지를 저장하고, 저장된 전기 에너지를 LED 조명으로 공급하는 ESS; 및 ESS의 충전과 방전을 제어하는 제어 시스템;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a PV-LED fusion system including: a PV generator; LED lighting; An ESS for storing the electric energy generated from the PV generator and supplying the stored electric energy to the LED light; And a control system for controlling charging and discharging of the ESS.

그리고, 제어 시스템은, PV 발전기에 의한 PV 발전량과 LED 조명에 의한 전력 사용량을 예측하고, 예측된 전력 사용량이 PV 발전량 보다 많으면, ESS가 미리 충전되도록 제어할 수 있다.The control system predicts the amount of PV power generated by the PV generator and the amount of power consumed by the LED lighting, and controls the ESS to be precharged when the estimated power consumption exceeds the PV power generation amount.

또한, 제어 시스템은, 전력 사용 시점 보다 전력 요금이 낮은 시간대에 ESS가 미리 충전되도록 제어할 수 있다.Further, the control system can control the ESS to be precharged at a time when the electric power charge is lower than the electric power use point.

그리고, 제어 시스템은, 환경 정보와 PV 발전 상태를 분석하여, PV 발전기의 발전 효율을 향상시키는 기능을 제공할 수 있다.And, the control system can provide the function of improving the power generation efficiency of the PV generator by analyzing the environment information and the PV power generation status.

또한, 환경 정보는, 지역, 위치, 계절, 입사각, 셀 손상, 그림자 정보 중 적어도 하나를 포함하고, PV 발전 상태는, 고장, 셀 온도, 교체 시기 증 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the environmental information may include at least one of a region, a location, a season, an incident angle, a cell damage, and shadow information, and the PV power generation state may include at least one of a failure, a cell temperature,

그리고, 제어 시스템은, LED 조명의 공간 정보, 상태, 전력 사용량을 분석하여, LED 조명의 전력 사용량을 절감시키는 기능을 제공할 수 있다.In addition, the control system can provide a function of reducing the power consumption of the LED lighting by analyzing the spatial information, the state, and the power consumption of the LED lighting.

또한, LED 조명의 공간 정보는, LED 조명의 위치, 채광량 중 적어도 하나를 포함하고, LED 조명의 상태는, 디밍, 내부 온도, 색온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Further, the spatial information of the LED illumination includes at least one of the position of the LED illumination, the amount of minutia, and the state of the LED illumination may include at least one of dimming, internal temperature, and color temperature.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, PV-LED 융합 시스템 제어 방법은, PV 발전기에서 생성된 전기 에너지를 ESS에 저장하는 단계; ESS에 저장된 전기 에너지를 LED 조명으로 공급하는 단계; ESS의 충전과 방전을 제어하는 단계;를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of controlling a PV-LED fusion system, comprising: storing electric energy generated in a PV generator in an ESS; Supplying electrical energy stored in the ESS to the LED lighting; And controlling charging and discharging of the ESS.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, PV-LED 융합 시스템에 의해, 건물 에너지 중 조명에 의한 에너지 소모를 계통 전력이 아닌 신재생 에너지의 일종인 태양광 에너지를 통한 발전으로 충당하여, 건물 에너지 사용을 절감할 수 있게 된다.As described above, according to the embodiments of the present invention, by the PV-LED fusion system, the energy consumption by the illumination among the building energy is supplemented by the power generation through the solar energy, which is a type of renewable energy , And the use of building energy can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PV-LED 융합 시스템의 개념도,
도 2는 건물 에너지 제어/관리 시스템의 상세 블럭도,
도 3은, 도 2에 도시된 총괄 모니터링부의 상세 블럭도,
도 4는, 도 2에 도시된 통합 제어부의 상세 블럭도,
도 5는, 도 2에 도시된 상황인지 기반 전력관리 향상 지원부의 상세 블럭도,
도 6은, 도 2에 도시된 효율적 전력관리 및 상황대응 지원부의 상세 블럭도,
도 7은, 도 2에 도시된 전력 발전량 향상 및 소비절감 지원부의 상세 블럭도,
도 8은, 도 2에 도시된 DB 데이터 연동부의 상세 블럭도, 그리고,
도 9는, 도 1에 도시된 PV-LED 융합 시스템에 의한 에너지 절감을 위한 충방전 제어 과정을 나타낸 도면이다.1 is a conceptual diagram of a PV-LED fusion system according to an embodiment of the present invention;
2 is a detailed block diagram of a building energy control / management system,
FIG. 3 is a detailed block diagram of the general monitoring unit shown in FIG. 2,
Fig. 4 is a detailed block diagram of the integrated control unit shown in Fig. 2,
FIG. 5 is a detailed block diagram of the context awareness-based power management enhancement support shown in FIG. 2,
FIG. 6 is a detailed block diagram of the efficient power management and context response support unit shown in FIG. 2,
FIG. 7 is a detailed block diagram of the power generation amount increase and consumption reduction support unit shown in FIG. 2,
FIG. 8 is a detailed block diagram of the DB data interlocking unit shown in FIG. 2,
9 is a diagram illustrating a charging / discharging control process for energy saving by the PV-LED fusion system shown in FIG.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PV(PhotoVoltaic)-LED(Light Emitting Diode) 융합 시스템의 개념도이다. 본 발명의 실시예에 따른 PV-LED 융합 시스템은, 건물 에너지 절감을 위해, PV 발전기(110)를 통해 생성한 전기 에너지를 LED 조명(120)에 공급하는 것을 주된 목적으로 하는 시스템이다.1 is a conceptual diagram of a PV (Photo-Voltaic) -LED (Light Emitting Diode) fusion system according to an embodiment of the present invention. The PV-LED fusion system according to the embodiment of the present invention is mainly intended to supply electric energy generated through the PV generator 110 to the LED lighting 120 in order to reduce building energy.

이를 위해, ESS(Energy Storage System)(130)는 PV 발전기(110)가 생성한 전기 에너지를 저장하고, LED 조명(120)에 방전하여 필요한 전기를 공급한다. 이와 같은 충방전의 제어/관리는 건물 에너지 제어/관리 시스템(200)에 의해 수행된다.To this end, an ESS (Energy Storage System) 130 stores electric energy generated by the PV generator 110, discharges the LED light 120, and supplies necessary electricity. The charge / discharge control / management is performed by the building energy control / management system 200.

보다 효율적/효과적인 충방전 제어/관리를 위해, 건물 에너지 제어/관리 시스템(200)은 BEMS(Building Energy Management System) 서버와 연동하는 한편, 기상청 서버, 전력거래소 서버 등과도 연계한다.For more efficient / efficient charge / discharge control / management, the building energy control / management system 200 interfaces with a BEMS (Building Energy Management System) server, and also links with a weather station server, a power exchange server, and the like.

건물 에너지 제어/관리 시스템(200)은 컴퓨팅 시스템으로 구현가능하다. 도 2는 건물 에너지 제어/관리 시스템(200)의 상세 블럭도이다.The building energy control / management system 200 may be implemented as a computing system. 2 is a detailed block diagram of the building energy control / management system 200. As shown in FIG.

건물 에너지 제어/관리 시스템(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 총괄 모니터링부(210), 통합 제어부(220), 상황인지 기반 전력관리 향상 지원부(230), 효율적 전력관리 및 상황대응 지원부(240), 발전량 향상 및 소비절감 지원부(250) 및 DB 연동부(260)를 포함한다.2, the building energy control / management system 200 includes an overall monitoring unit 210, an integrated control unit 220, a context awareness-based power management enhancement support unit 230, an efficient power management and situation- (240), a power generation improvement and consumption reduction support unit (250), and a DB interlocking unit (260).

도 3은 총괄 모니터링부(210)의 상세 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 총괄 모니터링부(210)는, PV 모니터링부(211), LED 모니터링부(212), 전력 모니터링부(213) 및 상황인지 모니터링부(214)를 포함한다.3 is a detailed block diagram of the overall monitoring unit 210. As shown in FIG. 3, the general monitoring unit 210 includes a PV monitoring unit 211, an LED monitoring unit 212, a power monitoring unit 213, and a context awareness monitoring unit 214.

PV 모니터링부(211)는 PV 발전기(110)에 의한 시간/일/월 단위 PV 발전량, PV 발전기(110)를 구성하는 PV 모듈별(층별, 단위별) 발전량, PV 발전에 직접적인 영향을 미치는 외부 환경인 일사량, 외기 온도, 모듈 온도를 모니터링한다.The PV monitoring unit 211 monitors the PV generation amount per hour / day / month by the PV generator 110, the amount of power generated by each PV module (each unit, unit) constituting the PV generator 110, Monitor environment solar radiation, ambient temperature, and module temperature.

또한, PV 모니터링부(211)는 PV 발전기(110)의 고장을 모니터링하는 한편, BIPV-이중외피의 상태/상황을 모니터링한다.In addition, the PV monitoring unit 211 monitors the state of the BIPV-double skin while monitoring the failure of the PV generator 110.

LED 모니터링부(212)는 LED 조명(120)에 의한 시간/공간별 통합 전력 사용량과 LED 조명(120)의 온도, LED 조명(120)을 구성하는 LED 단위별 현재 상태(디밍, 색온도, 사용시간)와 교체 시기, 고장 발생 등을 모니터링한다.The LED monitoring unit 212 monitors the amount of integrated power used by the LED lighting unit 120 and the temperature of the LED lighting unit 120 and the current status of each LED unit 120 including the dimming, ), Replacement timing, and failure occurrence.

전력 모니터링부(213)은 배터리들 각각에 대한 시간/일/월 단위의 충전량/사용량, 고장(정상 동작, 온도, 전압 균형) 및 ESS(130)의 충방전 상태를 모니터링하고, 계통으로부터 공급되는 전력 상태를 모니터링한다.The power monitoring unit 213 monitors the charge / use amount, the failure (normal operation, temperature, voltage balance) and the charging / discharging state of the ESS 130 for each of the batteries in a time / day / month basis, Monitor power status.

상황인지 모니터링부(214)는 통계/진단/예측 결과를 참조한 전력관리 향상, 계통/ESS(130)에 연계한 전력관리 및 상황 대응, 발전량과 소비량 모니터링/분석에 의한 발전량 향상 및 소비절감을 지원하기 위해 상황인지 데이터를 모니터링한다.The context awareness monitoring unit 214 may be configured to provide improved power management with reference to statistical / diagnostic / prediction results, power management and situation response linked to the system / ESS 130, power generation improvement and consumption reduction by power generation and consumption monitoring / And monitors the situation awareness data.

도 4는 통합 제어부(220)의 상세 블럭도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 통합 제어부(220)는, 기본 기능 제어부(221) 및 핵심 기술 연계 제어부(222)를 포함한다.4 is a detailed block diagram of the integrated control unit 220. FIG. As shown in FIG. 4, the integrated control unit 220 includes a basic function control unit 221 and a core technology linkage control unit 222.

기본 기능 제어부(221)는 PV 발전기(110)와 ESS(130)에 필요한 기본적인 제어(이를 테면, On/Off 제어)와 LED 조명(120)에 필요한 기본적인 제어(이를 테면, 디밍, 색온도 제어)를 수행한다. 또한, 기본 기능 제어부(221)는 BIPV-이중외피의 각도/차양각 및 계통에 대해서도 필요한 제어를 수행한다.The basic function controller 221 controls the basic controls (such as on / off control) required for the PV generator 110 and the ESS 130 and the basic controls (such as dimming and color temperature control) necessary for the LED illumination 120 . In addition, the basic function controller 221 performs necessary control on the BIPV-double envelope angle / angle bend and system.

핵심 기술 연계 제어부(222)는, 통계/진단/예측/모니터링에 연계한 전력관리 향상, 배터리/ESS(130)/계통 제어와 모니터링에 연계한 전력관리 및 상황 대응, PV 발전기(110)/LED 조명(120)의 제어/모니터링에 연계한 발전량 향상 및 소비절감을 지원하기 위한 외부환경 연동/연계 제어를 수행한다.The core technology linkage control unit 222 includes a power management and situation response linked to the battery / ESS 130 / system control and monitoring, a PV generator 110 / LED illumination 120), and performs external environment linkage / linkage control to support power generation improvement and consumption reduction linked to control / monitoring of the external environment.

도 5는 상황인지 기반 전력관리 향상 지원부(230)의 상세 블럭도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상황인지 기반 전력관리 향상 지원부(230)는, 통계부(231), 진단부(232) 및 분석부(233)를 포함한다.FIG. 5 is a detailed block diagram of the context awareness-based power management enhancement support unit 230. FIG. 5, the context awareness-based power management enhancement support unit 230 includes a statistics unit 231, a diagnosis unit 232, and an analysis unit 233.

통계부(231)는 PV 발전기(110)의 발전량/고장, LED 조명(120)의 사용량/상태/고장, 발전/환경개선/경제성과 관련한 PV-LED 제품효과, 배터리 전력 충전/사용/고장, 계통 전력 사용에 대한 통계 데이터를 생성한다.The statistic unit 231 is used to calculate the PV-LED product effect, the battery power charging / use / failure, and the power consumption / failure of the PV generator 110, the usage / status / failure of the LED illumination 120, Generate statistical data on grid power usage.

또한, 통계부(231)는 기상청, 건물 상황, 수요관리와 관련한 외부 데이터, 기상정보에 따른 발전량/사용량에 대한 통계 및 공간정보에 따른 전력 사용량에 대한 통계 데이터를 생성한다.The statistical unit 231 generates statistical data on power consumption according to the meteorological office, building conditions, external data related to demand management, statistics on power generation / usage based on weather information, and spatial information.

진단부(232)는 PV 발전기(110)의 발전/고장 상태, LED 조명(120)의 작동 상태, 수명, 교체시기, 배터리와 ESS(130)의 충전량/사용량/효율, 수명, 교체시기, BIPV-외피상태(각도, 차양각), DB, 스마트 디바이스, 외부 서버와의 연계 상태, 보안, 백업 상황 등을 진단한다.The diagnosing unit 232 analyzes the power generation / failure state of the PV generator 110, the operating state of the LED lighting 120, the life span, the replacement timing, the charged amount / usage / efficiency of the battery and the ESS 130, - Diagnose the state of the enclosure (angle, angle, angle), DB, smart device, connection status with external server, security, backup situation.

분석부(233)는 PV 발전기(110)에 의한 일별/시간별 PV 발전량을 예측하고, LED 조명(120)의 상태와 일/주/월/년간 공간별/동선별 전력 소비 패턴을 분석하며, PV 발전기(110)와 LED 조명(120)의 운영 자동화를 위한 제어가능 요소를 분석한다.The analysis unit 233 predicts the daily PV generation amount by the PV generator 110 and analyzes the state of the LED lighting 120 and the power consumption pattern for each day / week / month / year, Analyzes the controllable elements for operating the generator 110 and the LED lighting 120.

또한, 분석부(233)는 배터리의 사용 및 배터리와 ESS(130)의 연계 사용에 의한 충방전 효과를 분석하고, 상시 평균 필요전력과 상황 대응을 위한 전력 연계 프로세스를 분석하며, 고장 진단에 따른 제품 교환 주기를 예측한다.The analyzer 233 analyzes the charge / discharge effect of the use of the battery and the connection between the battery and the ESS 130, analyzes the power averaging process for the average average required power and the situation response, Predict product replacement cycles.

도 6은 효율적 전력관리 및 상황대응 지원부(240)의 상세 블럭도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 효율적 전력관리 및 상황대응 지원부(240)는, 계통 지원부(241) 및 ESS 지원부(242)을 포함한다.FIG. 6 is a detailed block diagram of the efficient power management and situation response support unit 240. FIG. As shown in FIG. 6, the efficient power management and situation response support unit 240 includes a grid support unit 241 and an ESS support unit 242.

계통 지원부(241)는 안정적인 계통 연계를 위한 과부하, 계통 연계 결함 체크, 순간 전력 감소 대응을 위한 계통 연계 인버터의 실시간 감시를 지원하고, 발전량/사용량/충전량/자동 차단 등의 상황 대응을 위한 가이드라인을 설정한다.The system support unit 241 supports real-time monitoring of the grid-connected inverters for overloading for stable grid connection, grid linkage defect check, and instantaneous power reduction, and provides guidelines for response to situations such as power generation / .

ESS 지원부(242)는 배터리 과충전 예방과 ESS(130)의 우선사용을 통한 효율적인 ESS 전력 관리와, 상황 대응을 위해 계절/주야간 요금 분석을 통한 자동 충전에 의한 ESS(130)의 활용을 지원한다.The ESS support unit 242 supports efficient ESS power management through prevention of battery overcharging and priority use of the ESS 130 and utilization of the ESS 130 by automatic charging through season /

도 7은 전력 발전량 향상 및 소비절감 지원부(250)의 상세 블럭도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전력 발전량 향상 및 소비절감 지원부(250)는, 발전량 향상 지원부(251) 및 소비량 절감 지원부(252)를 포함한다.FIG. 7 is a detailed block diagram of the power generation amount increase and consumption reduction support unit 250. FIG. 7, the power generation amount increase and consumption reduction support unit 250 includes a power generation amount increase support unit 251 and a consumption amount reduction support unit 252. As shown in FIG.

발전량 향상 지원부(251)는 환경 정보(지역, 위치, 계절, 입사각, 셀 손상, 그림자 정보)의 분석과 PV 발전 상태 정보(고장, 셀 온도, 교체 시기)의 분석을 통해 발전 효율을 향상시킬 수 있는 기능을 지원한다.The power generation improvement support unit 251 can improve the power generation efficiency by analyzing the environmental information (region, location, season, incident angle, cell damage, shadow information) and analyzing the PV power generation status information Supports a feature.

소비량 절감 지원부(252)는 LED 단위별 실시간 디밍, 공간 정보(위치/채광량)의 분석에 따른 LED 디밍/색온도 제어, 조명/전력 상태(내부 온도, 전력 사용량)에 따른 직간접 제어를 통해 소비량을 절감시키는 기능을 지원한다.Consumption Reduction Support Unit 252 can reduce consumption through direct dimming / LED dimming / color temperature control according to analysis of spatial information (position / light quantity), direct / indirect control according to illumination / power state (internal temperature, power consumption) .

도 8은 DB 데이터 연동부(260)의 상세 블럭도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, DB 데이터 연동부(260)는, PV-LED 시스템 데이터 연동부(261), 상황인지 데이터 연동부(262)를 포함한다.FIG. 8 is a detailed block diagram of the DB data interlocking unit 260. FIG. 8, the DB data linking unit 260 includes a PV-LED system data linking unit 261 and a context-aware data linking unit 262. The PV-

PV-LED 시스템 데이터 연동부(261)는 PV 발전기(110)의 발전량, 고장, 일사량, 환경, BIPV-이중외피 관련 데이터와, LED 조명(120)에 대한 사용량, 상태, 고장 관련 데이터, 배티리/계통/ESS(130)의 전력 데이터를 수집하여 지원부들(230,240,250)에 제공한다.The PV-LED system data interlocking unit 261 is a unit for connecting the PV generator 110 to the PV generator 110. The PV-LED system data interlocking unit 261 receives data related to the power generation amount, failure, irradiation amount, environment, BIPV- / System / ESS 130 and provides it to the support units 230, 240, and 250.

또한, PV-LED 시스템 데이터 연동부(261)는 상황인지에 따른 전력관리를 향상시키고, 위기대응, 발전량 향상, 소비절감에 필요한 데이터를 수집하여 지원부들(230,240,250)에 제공한다.Also, the PV-LED system data interlocking unit 261 improves power management according to the situation recognition and collects data necessary for crisis response, power generation improvement, and consumption reduction and provides the data to the support units 230, 240, and 250.

상황인지 데이터 연동부(262)는 기상청 데이터(기온, 강수, 습도, dksero, 일사량/시간, 운량, 풍향/풍속, 황사일수)와 건물 내 상황인지 데이터[조도, 사람 위치/이동 정보, 공간 사용정보(이용자 수와 용도)]를 수집하여 지원부들(230,240,250)에 제공한다.The context awareness data linking unit 262 receives weather forecast data (temperature, precipitation, humidity, dksero, solar radiation / time, cloudiness, wind direction / wind velocity, Information (number of users and usage)] to the support units 230, 240, and 250.

도 9는, 도 1에 도시된 PV-LED 융합 시스템에 의한 에너지 절감을 위한 충방전 제어 과정을 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a charging / discharging control process for energy saving by the PV-LED fusion system shown in FIG.

도 9에 도시된 바와 같이, 건물 에너지 제어/관리 시스템(200)은 PV 발전기(110)를 통해 생성한 전기 에너지를 ESS(130)에 충전하고, 충전된 전기 에너지를 LED 조명(120)에 공급한다. 이에 따른, 전기 요금 절감액은 "계통 전력요금 - PV 발전비용"이 된다.9, the building energy control / management system 200 charges the ESS 130 with electric energy generated through the PV generator 110 and supplies the charged electric energy to the LED lighting 120 do. As a result, the electricity cost savings will be "grid electricity cost - PV power generation cost".

한편, 상황인지 기반 전력관리 향상 지원부(230)의 분석부(233)는 PV 발전기(110)에 의한 PV 발전량과 LED 조명(120)에 의한 전력 사용량을 예측한다.On the other hand, the analysis unit 233 of the context-aware power management improvement support unit 230 predicts the amount of PV power generated by the PV generator 110 and the amount of power consumed by the LED lighting unit 120. [

전력 사용량이 PV 발전량 보다 많은 것으로 예측되면, 발전량 향상 지원부(251)와 소비량 절감 지원부(252)에 의한 해당 기능을 지원 요청하는 한편, ESS 지원부(242)를 통해 전기요금이 낮은 시간대의 계통 전력을 ESS(130)에 미리 충전한다. 이에 따른, 전기 요금 절감액은 "주간 전력요금 - 야간 전력요금"이 된다.When it is predicted that the electric power consumption amount is larger than the PV electric power generation amount, it is requested to support the corresponding functions by the electric power generation improvement support unit 251 and the consumption amount reduction support unit 252, and the ESS support unit 242 ESS 130 in advance. As a result, the electricity cost savings become "weekly electricity rate - night electricity rate".

지금까지, 건물 에너지 절감용 PV-LED 융합 시스템에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.Up to now, a preferred embodiment of a PV-LED fusion system for building energy saving has been described in detail.

위 실시예에서, PV 발전 에너지는 다른 신재생 에너지로 대체될 수 있음은 물론, LED 조명 이외의 다른 설비에 전기 에너지를 공급하는 것으로 대체될 수 있다.In the above embodiment, the PV generation energy can be replaced by other renewable energy as well as supplying electric energy to the equipment other than the LED lighting.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.It goes without saying that the technical idea of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium having a computer program for performing the functions of the apparatus and method according to the present embodiment. In addition, the technical idea according to various embodiments of the present invention may be embodied in computer-readable code form recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is any data storage device that can be read by a computer and can store data. For example, the computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical disk, a hard disk drive, or the like. In addition, the computer readable code or program stored in the computer readable recording medium may be transmitted through a network connected between the computers.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

110 : PV 발전기 120 : LED 조명
130 : ESS
200 : 건물 에너지 제어/관리 시스템
210 : 총괄 모니터링부 220 : 통합 제어부
230 : 상황인지 기반 전력관리 향상 지원부
240 : 효율적 전력관리 및 상황대응 지원부
250 : 발전량 향상 및 소비절감 지원부
260 : DB 연동부110: PV generator 120: LED lighting
130: ESS
200: Building energy control / management system
210: general monitoring unit 220:
230: Situational awareness-based power management enhancement support
240: Efficient Power Management and Context Response Support
250: Power generation improvement and consumption reduction support
260: DB interlocking part

Claims (8)

PV(PhotoVoltaic) 발전기;
LED(Light Emitting Diode) 조명;
PV 발전기에서 생성된 전기 에너지를 저장하고, 저장된 전기 에너지를 LED 조명으로 공급하는 ESS(Energy Storage System); 및
ESS의 충전과 방전을 제어하는 제어 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템.
PV (PhotoVoltaic) generator;
LED (Light Emitting Diode) illumination;
An ESS (Energy Storage System) that stores electric energy generated from the PV generator and supplies the stored electric energy to the LED lights; And
And a control system for controlling charging and discharging of the ESS.
청구항 1에 있어서,
제어 시스템은,
PV 발전기에 의한 PV 발전량과 LED 조명에 의한 전력 사용량을 예측하고, 예측된 전력 사용량이 PV 발전량 보다 많으면, ESS가 미리 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템.
The method according to claim 1,
The control system includes:
The PV-LED fusion system is characterized by predicting the PV generation amount by the PV generator and the power consumption by the LED lighting, and controlling the ESS to be pre-charged if the estimated power consumption exceeds the PV generation amount.
청구항 2에 있어서,
제어 시스템은,
전력 사용 시점 보다 전력 요금이 낮은 시간대에 ESS가 미리 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템.
The method of claim 2,
The control system includes:
And controls the ESS to be precharged at a time when the electric power charge is lower than the electric power utilization point.
청구항 1에 있어서,
제어 시스템은,
환경 정보와 PV 발전 상태를 분석하여, PV 발전기의 발전 효율을 향상시키는 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템.
The method according to claim 1,
The control system includes:
The PV-LED fusion system is characterized by providing the function of improving the power generation efficiency of the PV generator by analyzing environmental information and PV power generation status.
청구항 4에 있어서,
환경 정보는, 지역, 위치, 계절, 입사각, 셀 손상, 그림자 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
PV 발전 상태는, 고장, 셀 온도, 교체 시기 증 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템.
The method of claim 4,
The environmental information includes at least one of region, location, season, incident angle, cell damage, and shadow information,
Wherein the PV power generation state includes at least one of a failure, a cell temperature, and a replacement time.
청구항 4에 있어서,
제어 시스템은,
LED 조명의 공간 정보, 상태, 전력 사용량을 분석하여, LED 조명의 전력 사용량을 절감시키는 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템.
The method of claim 4,
The control system includes:
The PV-LED fusion system is characterized by providing a function of reducing the power consumption of the LED lighting by analyzing the spatial information, state, and power consumption of the LED lighting.
청구항 6에 있어서,
LED 조명의 공간 정보는, LED 조명의 위치, 채광량 중 적어도 하나를 포함하고,
LED 조명의 상태는, 디밍, 내부 온도, 색온도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템.
The method of claim 6,
The spatial information of the LED illumination includes at least one of the position of the LED illumination,
Wherein the state of the LED illumination comprises at least one of dimming, internal temperature, and color temperature.
PV(PhotoVoltaic) 발전기에서 생성된 전기 에너지를 ESS(Energy Storage System)에 저장하는 단계;
ESS에 저장된 전기 에너지를 LED(Light Emitting Diode) 조명으로 공급하는 단계;
ESS의 충전과 방전을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PV-LED 융합 시스템 제어 방법.
Storing electric energy generated in a PV (Photo Voltaic) generator in an ESS (Energy Storage System);
Supplying electric energy stored in the ESS to an LED (Light Emitting Diode);
And controlling the charging and discharging of the ESS.
KR1020160105373A 2016-08-19 2016-08-19 PV-LED Convergence System for Building Energy Saving KR20180020672A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160105373A KR20180020672A (en) 2016-08-19 2016-08-19 PV-LED Convergence System for Building Energy Saving

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160105373A KR20180020672A (en) 2016-08-19 2016-08-19 PV-LED Convergence System for Building Energy Saving

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180020672A true KR20180020672A (en) 2018-02-28

Family

ID=61401381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160105373A KR20180020672A (en) 2016-08-19 2016-08-19 PV-LED Convergence System for Building Energy Saving

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180020672A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11196284B2 (en) 2018-12-10 2021-12-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Energy storage system and controlling method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11196284B2 (en) 2018-12-10 2021-12-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Energy storage system and controlling method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10856380B2 (en) Photovoltaic lighting system having integrated control board, and monitoring system using same
US9218035B2 (en) Renewable energy control systems and methods
Zhang et al. Greenware: Greening cloud-scale data centers to maximize the use of renewable energy
US20160109916A1 (en) Method and apparatus for sustainable scale-out datacenters
Li et al. Enabling distributed generation powered sustainable high-performance data center
KR101478791B1 (en) Method and System for Power Management
KR101298500B1 (en) Micro-Grid Simulation Apparatus and Power Management System
KR102088532B1 (en) Energy management system and enetgy management method thereof and energy operation system
KR20200070930A (en) Energy storage system and controlling method thereof
KR20190105173A (en) Virtual power plant using energy storage system
CN104932281A (en) Household micro-power-grid energy-using system and realization method for intelligent electricity consumption interaction thereof
CN112332450A (en) Little electric wire netting control device based on photovoltaic energy storage and street lamp illumination
WO2020162461A1 (en) Power control system and power control method
KR20180020672A (en) PV-LED Convergence System for Building Energy Saving
CN112436607A (en) Town energy Internet system
Li et al. Oasis: Scaling out datacenter sustainably and economically
CN116187702A (en) Source network and charge storage collaborative interaction optimization scheduling system
CN113726398B (en) Control method, device, gateway, system and storage medium of intelligent tower pole
JP6705652B2 (en) Battery control method
CN114400706A (en) Control method and system of photovoltaic power generation system
KR20180020674A (en) External Environment/System Association based PV-LED System Control/Management method
KR102617184B1 (en) Smart energy storage device with hybrid green energy operation and predictive model
KR102232315B1 (en) Independent Solar power system based on environmental information
KR20200017585A (en) Sunlight generation ess management system for house
CN116232219B (en) Remote monitoring system and method for photovoltaic power station

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination