KR20190080177A - 가스에너지 기반 전기차 충전소 및 전기차 충전소의 운영 방법 - Google Patents

가스에너지 기반 전기차 충전소 및 전기차 충전소의 운영 방법 Download PDF

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Abstract

가스에너지 기반 전기차 충전소 및 전기차 충전소의 운영 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 전기차 충전소는 전기차 충전용 디스펜서; 한전 전력망으로부터 계통 전력이 유입되며 전기차 충전용 디스펜서에 주력을 공급하는 주전력 공급부; 천연가스를 연료로 사용하여 전력과 냉/난방 에너지를 통합적으로 생산하며 전기차 충전용 디스펜서에 보조 전력을 공급하는 삼중발전 시스템;을 포함하고, 상기 삼중발전 시스템에서 생산되는 전력과 냉/난방 에너지를 편의시설에 공급함으로써, 편의시설과 결합된 형태의 전기차 충전 서비스를 제공한다.

Description

가스에너지 기반 전기차 충전소 및 전기차 충전소의 운영 방법 {ELECTRIC CAR CHARGING STATION BASED ON GAS ENERGY AND OPERATING METHOD OF THAT}
본 발명은 가스에너지 기반 전기차 충전소 및 전기차 충전소의 운영 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한전 전력망은 물론 삼중발전 시스템의 발전 전력을 활용하여 피크전력을 관리하고, 삼중발전 시스템에서 생산되는 냉난방 에너지를 활용하여 편의시설과 결합된 형태의 전기차 충전 서비스를 제공하는, 전기차 충전소 및 전기차 충전소의 운영 방법에 관한 것이다.
전기차는 가솔린이나 천연가스를 이용한 기존의 내연기관 자동차에 비해 오염가스를 전혀 배출하지 않는 전기를 동력원으로 이용하는 것으로서, 최근 에너지와 환경 문제가 주요한 이슈로 부각되면서 효율이 높고 배출가스가 적은 전기차에 대한 관심이 높아지고 있다.
상기와 같은 전기차라 함은 전기 충전이 필요한 모든 차량을 지칭하는데, 전기차는 배터리에 저장되어 있는 전기 에너지를 사용하여 구동되기 때문에, 한번 충전한 상태에서 주행거리가 300km 정도 밖에 되지 않으므로 주행중에 자주 배터리를 충전시켜야만 한다. 운전자는 전기차 충전소를 방문하여 상기 배터리를 충전할 수 있다.
그런데 기존의 전기차 충전소는, 일반적으로 주차장과 결합된 형태로 도심에 설치 공간을 확보하기가 어렵고, 한 대 이상의 디스펜서(전기차 충전기)가 설치되기 위하여 변전시설을 추가하거나 송배전망을 증설해야만 한다.
이러한 상황에서는 전기차 충전소의 접근성이 떨어지고, 전기를 충전하기 위한 시간이 길어지며, 한전 전력 사용량이 급증하게 되는 등 여러가지 해결해야할 문제점이 많다.
또한, 정부 정책에 의하여 전기차 충전소에 태양광 발전 시스템을 구비하도록 하고 있으나, 태양광 발전 시스템의 발전 효율 자체가 낮고, 태양광 발전 시스템의 설치를 위한 공간 확보 및 설치비용의 부담으로 전기차 충전소 사업 진입이 어려운 실정이다.
정부는 2022년까지 35만대의 전기차를 보급하고, 2025년까지 3,300기의 전기차 충전소를 보급하는 것을 목표로 하고 있다. 향후 전기차의 보급 대수가 늘어날수록 전체 전기차의 충전전력은 부하관리 차원에서 큰 부분을 차지할 것이며, 전기차의 충전전력 증가에 따른 전력피크 및 수요관리에 어려움이 발생할 것으로 예상된다.
따라서, 본 발명은 전기차의 충전전력에 대한 부하관리 방안으로, 전기차 충전소에 분산전원으로서 삼중발전 시스템을 도입하여, 한전 전력망은 물론 삼중발전 시스템의 발전 전력을 활용하여 피크전력을 관리하는 비지니스 모델을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 삼중발전 시스템에서 생산되는 냉난방 에너지를 이용하여, 편의시설이 결합된 형태의 전기차 충전소를 제공함으로써, 사용자에게 편리하고 접근성이 좋은 전기차 충전소 서비스를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전기차 충전소에 신재생 에너지인 태양광 발전 시스템을 구비하여 보조 전력을 제공하며, 삼중발전 시스템에서 생산된 냉열을 이용하여 태양광 발전 시스템의 발전 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 편의시설과 결합된 형태의 서비스를 제공하는 전기차 충전소에 있어서, 전기차 충전용 디스펜서; 한전 전력망으로부터 계통 전력이 유입되며, 상기 전기차 충전용 디스펜서에 전력을 공급하는 주전력 공급부; 천연가스를 연료로 사용하여 전력과 냉/난방 에너지를 통합적으로 생산하며, 상기 전기차 충전용 디스펜서에 보조 전력을 공급하는 삼중발전 시스템;을 포함하고, 상기 삼중발전 시스템에서 생산되는 전력과 냉/난방 에너지를 상기 편의시설에 공급하는 것을 특징으로 하는, 삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소를 제공한다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는, 태양광을 집광하여 전기를 생산하여 상기 전기차 충전용 디스펜서에 보조 전력을 공급하는 태양광 발전 시스템;을 더 포함하고, 상기 삼중발전 시스템에서 생산되는 냉방 에너지를 활용하여, 상기 태양광 발전 시스템의 태양광 모듈의 온도를 저감함으로써 상기 태양광 발전 시스템의 발전 효율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
상기 전기차 충전용 디스펜서는, 전기차의 충전 수요 및 상기 편의시설의 냉/난방 에너지 수요에 따라, 상기 주전력 공급부 및 상기 삼중발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 전기차의 충전 전력을 선택적으로 공급받을 수 있다.
상기 전기차 충전용 디스펜서는, 시간대별 전력 소비량에 따라, 상기 주전력 공급부, 상기 삼중발전 시스템 및 상기 태양광 발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 상기 전기차의 충전 전력을 선택적으로 공급받을 수도 있다.
상기 편의시설은 냉난방 수요를 필요로 하는 시설로서, 카페, 편의점, 마트, 영화관, 동사무소, 주민센터 및 병원 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 전기차 충전용 디스펜서는 상기 편의시설에 마련된 주차장에 설치될 수 있다.
상기 전기차 충전용 디스펜서는 다수로 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는, 상기 삼중발전 시스템 또는 상기 태양광 발전 시스템에서 생산된 전력을 저장하는 에너지 저장 시스템(ESS);을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 활용하여 긴급충전 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에서 상기 삼중발전 시스템은, 천연가스를 공급받아 연소하여 회전 동력으로 전환하는 가스엔진; 제1동력제어유닛에 의하여 상기 가스엔진에 분리가능하게 연결되어 선택적으로 전력을 생산하는 발전기; 제2동력제어유닛에 의하여 상기 가스엔진에 분리가능하게 연결되어 냉방 또는 난방을 수행하는 냉난방장치; 상기 가스엔진의 배가스의 열을 회수하는 배열회수장치; 및 상기 배열회수장치에서 회수된 배열을 활용하여 에너지로 변환하는 배열활용장치;를 포함하여, 상기 가스엔진에서 생산된 동력을 전력에너지, 냉방에너지 및 난방에너지 중 적어도 어느 하나의 에너지로 유동적으로 전환가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소의 운영 방법에 있어서, 상기 전기차 충전소는 편의시설과 결합된 형태의 서비스를 제공하되, 상기 전기차 충전소는 자체적으로 전력과 냉/난방 에너지를 동시에 생산 가능한 삼중발전 시스템을 포함하고, 상기 삼중발전 시스템에서 생산한 냉/난방 에너지를 상기 편의시설로 공급하며, 전기차 충전용 디스펜서로 공급되는 충전 전력을, 전기차의 충전 수요 및 상기 편의시설의 냉난방 수요에 따라, 한전 전력망과 상기 삼중발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소의 운영 방법을 제공한다.
상기 전기차 충전소는 상기 전기차 충전용 디스펜서에 보조 전력을 공급하기 위한 분산전원으로서 태양광 발전 시스템을 더 포함하고, 상기 전기차 충전용 디스펜서로 공급되는 충전 전력을, 상기 한전 전력망, 상기 삼중발전 시스템 및 상기 태양광 발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 삼중발전 시스템과 상기 태양광 발전 시스템의 가동시에는, 이들 시스템에서 생산되는 전력을 우선적으로 사용하고, 나머지 충전 수요를 한전 전력으로 만족시키도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 한전 전력망으로부터 공급받는 계통 전력을 우선적으로 사용하되, 일정량 이상의 계통 부하가 감지되면, 상기 삼중발전 시스템을 순시적으로 가동시켜 생상된 전력을 함께 상기 전기차 충전용 디스펜서로 공급할 수도 있다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는 변전설비 또는 배전망의 증설 없이도 전기차 충전소의 설치를 위한 공간을 용이하게 확보할 수 있으므로, 전기차 충전 수요가 많은 도심에서도 부지 확보의 어려움이 덜하며, 이에 따라 도심에의 전기차 충전소 보급화를 선도할 것이다. 따라서, 전기차 사용자에게 효율적이고 편리하며 접근성이 좋은 전기차 충전 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차 충전소는 카페, 편의점, 마트 등의 편의시설 또는 주민센터, 병원 등의 공공시설이 결합된 형태로써, 전기차의 충전으로 발생하는 대기 시간에 운전자에게 다른 편의 서비스를 제공할 수 있다. 이는 반대로 전기차 사용자가 편의시설을 이용하는 동안, 전기차의 충전 서비스를 제공받을 수 있다는 것을 의미하기도 한다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는, 삼중발전 시스템 및 태양광 발전 시스템을 분산전원으로 도입하여, 전기차 충전 전력을 선택적으로 제어함으로써 피크전력을 효율적으로 관리하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 전기차 충전 수요 변동에 탄력적으로 대응할 수 있으므로, 안정적으로 전기차 충전소를 운영할 수 있고, 저렴한 비용으로 전기차 충전용 전력을 제공할 수 있어 경제적이다. 전기차 충전소 운영자의 입장에서는 계약전력 저감, 분산발전으로 인한 추가적인 수익 창출 등의 효과를 거둘 수 있고, 전기차 충전소의 이용자 입장에서는 충전 요금의 할인으로 보다 저렴한 요금으로 전기차 충전이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전기차 충전소는, 삼중발전 시스템에서 생산된 전력과 냉난방 에너지를 편의시설에 제공함으로써 편의시설에 별도의 냉난방 열원기를 갖출 필요가 없으며, 또한 삼중발전 시스템에서 생산된 냉방 에너지를 태양광 발전 시스템의 냉각용으로 활용하여, 태양광 발전 시스템의 발전 효율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 분산전원으로서 천연가스를 연료로 사용하는 삼중발전 시스템과, 신재생 에너지인 태양광을 이용하는 태양광 발전 시스템을 사용함으로써 매우 친환경적인 시스템이며, 상기와 같은 분산전원에 의한 전력의 공급 관리를 통하여 전기차 사용자에게 최소 충전시간을 보장할 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않는 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차 충전소를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 전기차 충전소의 전력소비량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 삼중발전 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차 충전소를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 전기차 충전소는, 다수의 전기차 충전용 디스펜서(100)와, 주전력 공급부(200), 삼중발전 시스템(300) 및 편의시설(400)을 포함한다.
전기차 충전용 디스펜서(100)는 전기차의 충전을 위한 장치이며, 한전 전력망으로부터 계통 전력이 유입되는 주전력 공급부(200)로부터 전력을 공급받는다.
한편, 전기차의 충전은 대부분 출근 전이나 퇴근 후의 시간대에 집중적으로 이루어질 것으로 예상되며, 이에 따라 전기차 충전에 소요되는 일시적인 피크전력에 의해 전력계통에 심각한 부하가 집중되는 등 안정성에 심각한 문제가 야기될 수 있다.
본 발명은 전력계통의 심각한 부하 집중 문제를 해결하기 위하여, 보조 전력원으로 삼중발전 시스템(300)을 더 포함한다.
삼중발전 시스템(300)은 천연가스를 연료로 사용하며 전력 생산과 냉방, 난방이 모두 가능한 열병합 발전 시스템의 일종이다. 본 실시예의 삼중발전 시스템(300)은, 히트펌프 타입으로 가스엔진에서 천연가스를 연소하여 생산한 동력으로 발전기를 구동하여 전력을 생산하고, 이때 연소 후 배출되는 배가스의 열과 엔진 냉각수의 배열을 회수하여 냉난방에 이용한다.
이러한 삼중발전 시스템(300)은 분산발전 시스템 중 하나로써, 새로운 송배전 시스템을 건설할 필요 없이 전기차 충전소마다 간단히 설치 가능하며, 자체적으로 발전한 전력을 전기차 충전용 디스펜서(100)에 보조 전력으로 공급할 수 있다.
본 발명에 적용되는 삼중발전 시스템(300)의 상세한 구성에 대해서는 뒤에서 더욱 자세히 살펴보도록 한다.
본 발명에 따른 전기차 충전소의 특징적인 점은 편의시설(400)과 결합된 서비스 형태로 제공된다는 것이다.
전기차는 오일을 연료로 하는 일반적인 자동차와는 달리 배터리를 충전할 때 상대적으로 많은 시간이 소요된다. 따라서 전기차 사용자는 배터리를 충전하는 시간동안 대기할 수 밖에 없는데, 본 발명은 이러한 시간을 활용할 있도록 편의시설(400)이 결합된 형태의 전기차 충전소 서비스를 제공함으로써, 사용자에게 편의를 제공하는 것이다.
여기서 편의시설(400)은, 전기차 충전소의 오피스룸, 전기차 사용자가 전기차를 충전하는 동안 이용할 수 있는 카페, 편의점, 마트, 영화관 등의 편의시설, 또는 주민센터나 병원 등의 공공시설과 같은, 냉난방 수요가 있는 시설이라면 어떠한 형태라도 모두 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는, 넓은 주차장을 갖춘 편의시설(400)에 다수의 전기차 충전용 디스펜서(100)를 설치하는 형태로 제공되는 것이 가장 바람직할 것이다. 전기차는 주차장에 주차된 동안 충전이 이루어지고, 그 시간 동안 전기차 사용자는 편의시설(400)에서 휴식을 취하거나 다른 편의 서비스를 제공받을 수 있다.
본 실시예에서 편의시설(400)에 필요한 전력과 냉난방 에너지는 삼중발전 시스템(300)으로부터 공급받을 수 있다.
편의시설(400)은 사용자에게 편의를 제공하기 위한 시설로, 전기와 냉난방 에너지를 필수적으로 공급받아야 할 것인데, 본 발명은 전력과 냉난방 에너지원을 통합적으로 생산 가능한 삼중발전 시스템(300)을 이용하여 편의시설(400)에서 필요로 하는 전기 및 냉난방 에너지를 공급하며, 이에 따라 편의시설(400)에는 별도의 냉난방 열원기를 갖출 필요가 없게 된다.
본 발명에 따른 전기차 충전소가 편의시설(400)과 결합된 형태의 서비스로 제공될 수 있는 것은, 이러한 삼중발전 시스템(300)이 적용되기 때문이다.
전기차 충전소와 편의시설(400)을 결합하는 것은 개념상으로는 매우 간단해 보일 수 있지만, 한 대 이상의 디스펜서가 설치되기 위해서는 변전시설이 추가되거나 송배전망이 증설되어야 하기 때문에, 도심에 전기차 충전소의 설치 공간을 확보하기란 매우 어려운 것이다.
그러나 본 발명에서는 분산전원으로 삼중발전 시스템(300)을 도입함으로써, 새로운 송배전 시스템을 설치하거나 전력망을 증설할 필요 없이 자체적으로 보조 전력의 생산이 가능하며, 아울러 삼중발전 시스템(300)에 의해 편의시설(400)에서 필요로 하는 전력 및 냉난방 에너지도 공급될 수 있기 때문에, 본 실시예와 같이 편의시설(400)이 결합된 전기차 충전소 서비스를 용이하게 제공할 수 있는 것이다.
다시 말하면, 본 실시예에서와 같이 편의시설(400)이 결합된 서비스 형태의 전기차 충전소에서는, 전력은 물론 냉난방 에너지까지 생산 가능한 삼중발전 시스템(300)이 분산전원으로서 가장 적합하게 적용될 수 있는 것이다.
본 발명에 따르면, 별도의 송배전 시스템 또는 전력망의 확충 없이도 전기차 충전소의 설치를 위한 공간을 용이하게 확보할 수 있으므로, 도심 한가운데에도 전기차 충전소를 용이하게 보급할 수 있으며, 추후 전기차 수요 급증에 대비하여 선도적인 비즈니스 모델이 될 것이다.
또한, 본 발명에 따른 전기차 충전소는 결합되는 편의시설(400)의 규모를 가리지 않으며, 도심 곳곳에 국지적으로 분산 보급될 수 있으며, 전기차 사용자는 필요에 따라 다양한 편의시설(400)에 마련된 전기차 충전소를 이용하면서 원하는 서비스를 제공받을 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는, 전기차 충전용 디스펜서(100)에 전력을 공급하기 위한 태양광 발전 시스템(500)을 더 포함할 수 있다.
태양광 발전 시스템(500)은, 다수의 태양광 모듈로 구성되어 태양광을 집광하여 전기를 생산하며, 삼중발전 시스템(300)과 더불어 전기차 충전용 디스펜서(100)에 보조 전력을 제공할 수 있다.
한편, 삼중발전 시스템(300)에서 생산된 냉방 에너지는 태양광 발전 시스템(500)의 냉각용으로 사용될 수 있다. 구체적으로는 삼중발전 시스템(300)에 의해 냉각된 유체를 태양광 모듈 주변에 분사하여 모듈의 온도를 낮출 수 있다.
태양광 발전 시스템(500)의 효율을 개선하기 위하여, 태양광 발전 시스템(500)의 온도를 저감하는 것은 이미 알려진 기술이며, 통상적으로 이를 위하여 별도의 펌프, 수조, 냉각기 등 별도의 냉각장치가 설치되는 것이 보통인데, 본 실시예에서는 삼중발전 시스템(300)에서 생산된 냉열을 태양광 발전 시스템(500)의 냉각용으로 사용함으로써, 별도의 냉각장치에 대한 설치비용 및 운영비용을 절감하는 것은 물론 부지 감소의 효과까지 거둘 수 있다.
또한, 삼중발전 시스템(300)에서 생산된 냉방 에너지를 태양광 발전 시스템(500)의 기존 냉각장치와 연동하여 사용할 경우에는, 태양광 발전 시스템(500)의 발전 효율을 약 5~10% 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전기차 충전소, 삼중발전 시스템(300) 또는 태양광 발전 시스템(500)으로부터 생산한 전력을 저장하는 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System, 미도시)을 더 포함할 수 있으며, 에너지 저장 시스템(미도시)에 저장된 전력을 활용하여 긴급충전 서비스를 제공할 수 있다.
긴급충전 서비스란 긴급충전을 선택한 사용자에게 최소 충전시간을 보장하는 서비스이며, 이를 위해 전기차 충전소는 에너지 저장 시스템(미도시)에 긴급충전을 위한 충전 전력을 상시 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는, 삼중발전 시스템(300)과 태양광 발전 시스템(500)을 분산전원으로 도입함으로써 충전소 내에 여러대의 전기차 충전용 디스펜서(100)를 구비하는 것이 가능하고, 삼중발전 시스템(300)과 태양광 발전 시스템(500)은 전기차의 충전 수요가 없을 때에도 자체적으로 발전하여 이를 에너지 저장 시스템(미도시) 등에 저장해놓을 수 있으므로, 전기차의 충전 수요가 몰리더라도 전력의 공급 관리를 통하여 긴급충전 서비스를 제공할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 전기차 충전소는, 한전 전력망과 함께 삼중발전 시스템(300), 태양광 발전 시스템(500)에서 전력을 생산하므로 한전 전력망의 전력소비량을 저감시키는 효과가 있으며, 이러한 보조 전력을 활용하여 충전소 내에 여러대의 전기차 충전용 디스펜서(100)를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 전기차의 충전 수요에 따라 한전 전력망과 삼중발전 시스템(300) 및 태양광 발전 시스템(500)의 전력을 선택적으로 분산 공급함으로써, 피크전력을 안정적으로 관리할 수 있다.
에너지 수요 관리 차원에서 전력 수급 안정화는 가장 중요한 문제인데, 종래에는 전기차 충전에 따른 피크부하를 억제하기 위하여, 소비자의 수요 패턴을 파악하고 그것을 시나리오화 하여 최소의 충전 장비로 최다 소비자에 대응할 수 있는 충전 방식 관련 기술이 대부분이었다.
그러나 본 발명은 전기차의 전력수요 관리가 아닌 분산전원 공급 관리로 피크부하를 억제하는 것이므로, 계절, 날씨, 시간 등 환경의 영향에 구애받지 않고 전기차 충전소를 도심에 설치하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 가스에너지를 이용하는 삼중발전 시스템(300)과 신재생 에너지원인 태양광을 이용하는 태양광 발전 시스템(500)을 분산전원으로 연계 활용한 기술로써, 분산전원 및 신재생 에너지 보급 확대 정책에 최적의 조합 모델이라고 할 수 있다.
계속 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 '전기차 충전소의 운영 방법'에 대하여 설명하고자 한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서 전기차 충전용 디스펜서(100)는, 주전력 공급부(200), 삼중발전 시스템(300) 및 태양광 발전 시스템(500) 중 어느 하나 이상으로부터 전기차 충전용 전력을 공급받을 수 있다.
구체적으로는, 전기차 충전용 디스펜서(100)는 충전소의 전력수요와 편의시설(400)의 냉난방에너지 수요에 따라 주전력 공급부(200), 삼중발전 시스템(300) 중 어느 하나 이상으로부터 전력을 선택적으로 공급받을 수 있으며, 태양광 발전 시스템(500)으로부터 추가적인 전력을 더 공급받을 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차 충전소는 시간대별로 주전력 공급부(200), 삼중발전 시스템(300) 및 태양광 발전 시스템(500) 중 어느 하나 이상을 선택적으로 사용하도록 함으로써 피크부하 및 전력수요를 관리할 수 있다.
예를 들어, 냉난방에너지 수요가 발생하는 편의시설(400)의 운영시간에는 삼중발전 시스템(300)을 이용하여 전력을 생산할 수 있으므로, 이 시간대에는 한전 전력망과 삼중발전 시스템(300)을 활용하여 전기차 충전용 전력을 공급할 수 있다.
또한, 태양광 발전량이 가장 많은 약 12시~15시에는 태양광 발전 시스템(500)을 활용하여 전기차 충전용 전력을 추가적으로 더 공급할 수 있다. 이때에는 삼중발전 시스템(300)에서 생산되는 냉열을 태양광 발전 시스템(500)의 냉각용으로 활용할 수 있다.
이는 도 2에 도시된 실시예를 참조하면 더욱 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 2는 상기 실시예에 의한 전기차 충전소의 전력소비량을 나타낸 그래프로, A는 한전 전력망에 의한 전력만을 공급받는 경우를 나타낸 것이고, B는 한전 전력망과 삼중발전 시스템으로부터 전력을 공급받는 경우를 나타낸 것이며, C는 한전 전력망과 삼중발전 시스템 및 태양광 발전 시스템으로부터 전력을 공급받는 경우를 각각 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, B 그래프는 위 실시예에서처럼 편의시설(400)의 운영시간(약 6시~20시)에는 삼중발전 시스템(300)을 가동함으로써, 한전 전력망에 의한 전력소비량이 A 그래프에 비하여 삼중발전 시스템(300)에 의해 생산된 전력만큼 감소한 것을 알 수 있다.
또한, C 그래프는 태양광 발전량이 가장 많은 약 12시~15시에는 태양광 발전 시스템(500)을 가동함으로써, 그만큼에 해당하는 전력소비량이 추가로 더 감소한 것을 알 수 있다.
상기 예에서는 삼중발전 시스템(300)이 가동되는 시간과 태양광 발전 시스템(500)이 가동되는 시간을, 각각 편의시설(400) 운영시간과 12시~15시로 설명하고 있지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 삼중발전 시스템(300) 및 태양광 발전 시스템(500)의 가동 시간은 필요에 따라 유동적으로 조절될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전기차 충전소는, 시간대별 전력소비량 및 발전량에 따라 전기차 충전용으로 제공할 전력 생산처를 선택적으로 제어할 수 있으며, 이에 따라 피크전력을 효율적으로 관리할 수 있는 것이다.
상기 실시예와 같이 삼중발전 시스템(300) 또는 태양광 발전 시스템(500)의 가동시에는, 삼중발전 시스템(300) 또는 태양광 발전 시스템(500)에서 자체적으로 생산되는 전력을 우선적으로 사용하고, 나머지 충전 수요를 한전 전력망을 통해 유입되는 계통 전력으로 만족시키도록 할 수 있다.
반면, 본 발명에 따른 전기차 충전소는, 전기차 충전용 디스펜서(100)에 공급되는 충전 전력을 한전 전력망을 통해 우선적으로 공급받도록 할 수도 있다.
이때에는 한전 전력망을 통해 유입되는 계통 전력을 우선적으로 사용하되, 일정량 이상의 계통 부하가 감지되면, 삼중발전 시스템(300)이 순시적으로 가동되도록 하여, 삼중발전 시스템(300)에서 생산된 전력을 전기차 충전용 디스펜서(100)로 공급할 수 있다.
또한, 일정량을 넘어서는 계통 부하가 삼중발전 시스템(300)에서 생산된 전력으로도 커버가 되지 않는 경우에는, 추가적으로 태양광 발전 시스템(500)에서 생산된 전력을 전기차 충전용 디스펜서(100)로 공급할 수 있다.
만약 계통 부하가 안정적인 상태를 유지하는 경우, 또는 삼중발전 시스템(300)과 태양광 발전 시스템(500)에서 생산되는 전력에서 잉여분이 발생하는 경우, 삼중발전 시스템(300)과 태양광 발전 시스템(500)에서 생산되는 전력은 별도의 에너지 저장 시스템(미도시)에 저장되었다가 전기 요금이 비싼 시간대에 사용되거나, 또는 긴급충전 대비용으로 남겨 놓을 수 있다.
또한, 삼중발전 시스템(300)과 태양광 발전 시스템(500)에서 생산된 전력이 저장되는 에너지 저장 시스템(미도시)이 완충시에는, 에너지의 효율적인 사용을 위하여 이를 최우선적으로 사용하도록 할 수도 있다.
그러나 상기의 설명들은 본 발명의 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 전기차 충전소의 피크전력 관리는, 충전 수요, 편의시설의 냉난방 수요, 편의시설의 운영시간, 시간대별 전기 요금 등의 무수한 요인에 따라 다양한 방식으로 관리될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 한전 전력 계통이 유입되는 주전력 공급부(200)뿐만 아니라, 삼중발전 시스템(300)과 태양광 발전 시스템(500)의 두 가지 분산전원을 더 포함하고 있으므로, 충전소의 피크전력 관리에 매우 유리하다는 것을 다시 한 번 강조한다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기차 충전소가 편의시설(400)과 결합된 형태의 서비스로 제공될 수 있는 것은, 전력과 냉방 및 난방 에너지원을 통합적으로 생산할 수 있는 삼중발전 시스템(300)이 적용되기 때문이다.
이렇게 본 발명에 적용되는 삼중발전 시스템(300)은 기존의 삼중발전 시스템과는 차별되는 특징이 있기에, 그 상세한 구성에 대해 더 자세히 설명하고자 한다.
기존에 알려진 삼중발전 시스템의 경우, 먼저 가스엔진에서 가스연료를 공급받아 동력으로 전환하며, 발전기는 가스엔진의 동력을 전달받아 전기를 생산하고, 가스엔진을 냉각시킨 고온의 냉각수와 배가스 형태의 배열을 흡수식 냉온수기로 보내어 하절기에는 냉방, 동절기에는 난방용 에너지로 사용한다.
이러한 기존의 삼중발전 시스템의 문제는 흡수식 냉온수기에 필요한 열에너지가 발전량에 종속된다는 것이다. 따라서, 전력 사용량(발전량)이 적은 경우 생산되는 열에너지도 감소하며, 냉난방 수요가 공급을 초과하는 경우에는 불필요하게 추가 발전을 수행하거나 별도의 냉난방 설비를 갖추어야 한다.
즉, 기존의 삼중발전 시스템은 주로 전력 생산에만 초점이 맞춰져 있어, 전력 수요처의 다양한 에너지 수요 패턴에 유연하게 대응할 수 없다는 문제가 있다.
그러나 본 발명에 따른 삼중발전 시스템(300)은, 전기차 충전용 디스펜서(100)의 보조 전력원으로서의 역할은 물론, 편의시설(400)에 냉난방 에너지를 공급하는 역할도 중요하기 때문에, 편의시설(400)의 냉난방 수요에 유동적으로 대처할 수 있어야 한다.
이에 따라 본 발명은 사용자의 다양한 에너지 수요 패턴에 맞게, 에너지의 형태를 전력, 냉방에너지 및 난방에너지 사이에서 유동적으로 변환할 수 있도록 구조가 개선된 삼중발전 시스템(300)을 제공한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 삼중발전 시스템(300)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 적용되는 삼중발전 시스템(300)은, 가스엔진, 발전기, 냉난방장치, 배열회수장치 및 배열활용장치를 구비한다.
가스엔진은 천연가스를 연소하여 동력으로 전환하는 열기관이다. 예컨대 가스연소 피스톤 엔진을 사용할 수 있다. 즉 천연가스가 연소되면서 피스톤을 구동하고, 피스톤의 왕복운동은 축의 회전운동으로 변환될 수 있다.
발전기는 가스엔진에 선택적으로 결합된다. 즉, 제1동력제어유닛에 의하여 가스엔진의 회전축에 기계적으로 결합되거나 결합되지 않을 수 있다. 발전기가 가스엔진의 회전축에 결합되면 회전운동을 전력으로 생산하게 된다.
냉난방장치는 가스엔진의 동력을 냉방 또는 난방 에너지로 변환하기 위한 것이다. 냉난방장치도 발전기와 마찬가지로 제2동력제어유닛에 의해 가스엔진에 선택적으로 결합된다. 기존의 삼중발전 시스템과는 달리 본 발명에서는 가스엔진에 직접 냉난방장치를 연결하여 냉난방 에너지를 생산한다는 점에서 특징이 있다.
본 발명에서 냉난방장치는 다양한 형태의 냉동사이클 및 히트펌프사이클을 채용할 수 있다. 예컨대 본 실시예에서 사용하는 사이클 시스템은 압축기, 공기와의 열교환을 수행하는 제1열교환기, 냉난방유체와의 열교환을 수행하는 제2열교환기 그리고 제1열교환기와 제2열교환기 사이에 설치되는 팽창밸브를 구비한다. 압축기는 가스엔진에 제2동력제어유닛에 의하여 결합 및 분리될 수 있다.
냉동사이클의 경우를 먼저 설명한다. 도 3에서 파란색 화살표로 표시된 것이 냉동사이클에서의 냉매의 순환 방향이다.
압축기에서 증기 상태의 냉매가 단열압축되면서 고온고압의 상태로 사방밸브를 거쳐 제1열교환기로 유입된다. 제1열교환기에서 냉매는 등압냉각과정을 거친다. 즉, 냉매로부터 공기로 열이 전달되면서 냉매는 액체 상태로 상변화하면서 응축된다. 냉난방장치가 냉방사이클로 활용되는 경우 제1열교환기는 냉동사이클에서의 응축기로 작용한다. 제1열교환기에서 배출된 냉매는 팽창밸브를 통과하면서 단열팽창하여 저온저압 상태로 변환된다. 냉매는 제2열교환기로 유입되어 냉난방유체와 열교환되면서 등압가열된 후 다시 원래의 상태로 압축기로 유입되어 사이클이 완성된다. 냉동사이클에서 제2열교환기는 증발기로 작용한다. 제2열교환기에서 냉매와 열교환하며 냉각된 유체를 이용하여 건물에 냉방을 수행하게 된다.
다음으로 열펌프사이클을 설명한다. 열펌프사이클은 도 3에서 빨강색 화살표로 표시되는데 냉동사이클과는 반대 방향으로 사이클을 형성한다.
압축기에서 단열압축되어 고온고압의 냉매 증기는 사방밸브와 제2열교환기를 거치면서 등압냉각된다. 즉, 냉난방유체와 열교환되면서 냉난방유체를 가열한 후 응축되어 액체 상태로 상변화된다. 냉난방장치가 열펌프사이클로 사용되는 경우 제2열교환기는 응축기로 작용한다. 여기서 가열된 냉난방유체를 이용하여 건물에 난방이 이루어진다. 제2열교환기를 나온 냉매는 팽창밸브에서 단열팽창되어 저온저압의 상태로 된다. 냉매액은 제1열교환기를 통과하면서 공기로부터 열을 전달받고 냉매 증기 상태로 변화하여 압축기로 유입된다. 열펌프사이클에서 제1열교환기는 증발기로 작용한다.
즉, 냉동사이클의 경우 제1열교환기는 응축기로 제2열교환기는 증발기로 활용되며, 반대로 열펌프 사이클로 활용될 경우 제1열교환기는 증발기로 제2 열교환기는 응축기로 사용된다. 냉동사이클과 열펌프사이클은 이미 널리 알려진 기술이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
본 발명에서 냉난방장치를 냉동사이클로 활용할 것인지 열펌프사이클로 활용할 것인지는 냉매의 순환방향에 의하여 결정되는데, 냉매의 순환방향은 압축기에 연결된 사방밸브에 의하여 조절될 수 있다. 압축기와 제1열교환기 그리고 압축기와 제2열교환기는 모두 사방밸브를 통해서만 연결되는데, 압축기에서 나온 냉매를 사방밸브에서 제1열교환기 또는 제2열교환기로 가이드하여 냉동사이클과 열펌프사이클을 결정한다.
그리고 냉난방유체는 냉난방장치에서 열교환된 후 즉시 냉난방에 사용될 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 단열처리된 수조에 일시적으로 저장된 후 냉난방에 사용될 수도 있다.
한편, 본 발명에서 압축기는 1개만 사용할 수도 있지만, 수요자의 다양한 전력부하 및 냉난방 부하의 비율에 대응하기 위하여 복수개를 사용할 수도 있다. 본 실시예에서는 2개의 압축기를 사용한다. 따라서 제2동력제어유닛도 2개가 마련된다. 2개의 압축기가 함께 구동될 수도 있고, 1개의 압축기만 구동되거나, 경우에 따라서는 압축기를 구동하지 않을 수도 있다. 이에 대해서는 뒤에서 본 발명에 따른 삼중발전 시스템(300)의 운전모드를 설명할 때 다시 설명하기로 한다.
그리고 각 압축기는 압축능력을 100%로 사용할 수도 있지만, 압축기 내 장착되어 바이패스 밸브 제어를 통해 압축기 토출 배관의 냉매 증기 일부를 압축기 흡입배관으로 보내어 단계적으로 시스템의 냉매 유량을 제어할 수 있다. 또한 압축기 회전수 제어를 통해 정격 냉난방 능력 대비 5~100% 운전이 가능하다.
배열회수장치는 가스엔진에서 연소 부산물로 발생하는 고온의 배가스의 열을 회수하기 위한 것이다. 또한 가스엔진을 냉각한 후 가열된 냉각수의 열을 회수하는데에도 사용된다. 가스엔진의 배가스는 대략 400~600℃의 고온이며, 냉각수는 가스엔진을 냉각시키면서 대략 70~90℃ 정도의 온도가 된다.
배열회수장치에서 냉각수는 배가스에 의하여 가열 및 승온된 후, 도 3에서 A1으로 표시된 루트를 따라 순환된다. 즉 가열된 냉각수는 배열활용장치로 유입되어 열에너지로 활용된다. 냉각수는 배열활용장치에서 열전달 과정을 통해 냉각된 후, 다시 가스엔진으로 리턴되는 순환과정을 거치게 된다. 배가스는 배열회수장치에서 열전달 후 외부로 방출된다.
다만, 배열회수장치와 배열활용장치 사이에는 삼방밸브가 설치되어, 냉각수를 배열활용장치로 보내지 않고, 도 3에서 A2로 표시된 루트를 따라 순환되도록 할 수 있다. 냉난방장치를 겨울철에 열펌프사이클로 사용하는 경우, 제1열교환기에서는 냉매가 제1열교환기에서 공기로부터 열을 흡수해야 하는데, 실외 공기의 온도가 낮은 경우 냉매가 충분히 열을 전달받을 수 없게 되어 난방 능력이 저감될 수 있다. 이때 삼방밸브를 조절하여 배열회수장치로부터 고온의 냉각수를 제1열교환기 측으로 보내어 냉매가 고온으로 가열될 수 있도록 하는 것이다. 냉각수는 다시 가스엔진으로 회수되어 순환된다.
한편, 상기와 같이 냉매를 가열할 수도 있지만, 증발기로 향하는 공기를 가열하여 냉매 사이클의 압축비를 올려 효율을 올리는 방법도 적용 가능하다.
앞에서 설명한 예에서는, 냉각수 자체가 배열회수장치에서 열교환한 후, 배열활용장치 또는 제1열교환기에서 열을 전달하는 열전달매체로 작용하는 것으로 설명하였다. 그러나 실시예에 따라서는 냉각수를 직접 열전달매체로 사용하지 않고 별도의 열유체를 사용할 수도 있다. 예컨대, 배열회수장치에서 별도의 열유체가 냉각수 및 배가스와 열교환한 후 배열활용장치 또는 제1열교환기로 보내지면서 순환사이클을 형성할 수 있다. 이때 냉각수는 배열회수장치에서 열교환한 후 바로 가스엔진으로 리턴되는 방식으로 순환될 수 있다.
배열활용장치는 배열회수장치에서 회수된 열에너지를 전력으로 전환하거나 또는 냉방/난방에 활용하기 위한 것이다.
배열활용장치로는 다양한 장치가 이용될 수 있다. 일예로 유기랭킨 사이클(ORC, Organic Rankine Cycle)을 이용하여 가스엔진에서 발생한 배열을 이용하여 추가적인 전력을 생산할 수도 있고, 제습냉방장치에 구비되는 흡착제에 열을 가하는 열원으로 배열을 이용할 수도 있다.
또한, 배열활용장치를 냉난방에 사용하기 위해서 흡수식 냉온수기를 사용할 수도 있다. 흡수식 냉온수기는 가스엔진에서 발생한 배열을 열원으로 하여 추가적으로 냉난방유체를 가열 또는 냉각시킨다. 냉난방유체는 직접 냉방 및 난방을 수행하는데 사용될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 단열 처리가 된 수조에 일시적으로 저장된 후 활용될 수도 있다.
상기의 유기랭킨 사이클, 제습냉방장치 및 흡수식 냉온수기는 공지의 기술인 바 자세한 설명은 생략하기로 한다.
위에서 설명한 본 발명에 따른 삼중발전 시스템(300)에서 가장 큰 구조적 특징은 냉난방을 위한 압축기를 직접 가스엔진에 연결하였다는 점이다.
기존의 삼중발전 시스템에서는 발전기만을 가스엔진에 직접 연결하고, 발전기에서 나오는 배열을 활용하여 냉난방을 수행하였다. 즉 발전이 우선이고, 발전의 부산물인 폐열을 이용하여 부가적으로 냉난방을 수행한 것이다.
그러나 본 발명에 따른 삼중발전 시스템(300)은, 수요자의 다양한 에너지 수표 패턴에 유연하게 대응하고, 편의시설(400)의 냉난방 수요에 유동적으로 대처하기 위하여, 발전기와 압축기를 직접 가스엔진에 결합시켜 전력과 냉난방 에너지의 생산 비율을 원하는 비율로 조절할 수 있게 한 것이다.
본 발명에 따른 삼중발전 시스템(300)은, 에너지 사용 패턴에 따라 냉방모드, 난방모드, 냉방-발전모드, 난방-발전모드, 발전모드의 5가지 모드로 운용될 수 있다.
냉방모드와 난방모드에서는 발전기는 가스엔진과 결합되지 않고 압축기만 가스엔진에 결합된다. 배열활용장치는 5가지 모드에서 모두 운전상태를 유지한다.
즉, 냉방모드와 난방모드에서는 발전기는 운전하지 않고 냉난방장치와 배열활용장치만 사용한다. 냉난방장치는 냉방모드에서는 냉동사이클로, 난방모드에서는 열펌프사이클로 각각 운전되어 냉방에너지 또는 난방에너지를 만들어내고, 배열활용장치는 배열회수장치에서 회수된 열에너지를 전력으로 전환하거나 냉방 또는 난방에 활용할 수 있다.
냉방모드와 난방모드는 모두 에너지 수요 패턴에서 냉난방 부하가 매우 큰 경우를 대비한 것이다. 그러나 발전과 냉난방이 동시에 이루어지는 것이 보편적일 것이므로, 냉난방과 발전을 함께 수행하는 모드가 중요하다.
냉방-발전모드에서는 압축기와 발전기를 모두 가동한다. 발전기에서는 전력을 생산하고, 냉난방장치는 냉동사이클로 운전되어 냉열을 생산한다. 배열활용장치는 배열회수장치에서 회수된 열에너지를 전력으로 전환하거나 냉방 또는 난방에 활용할 수 있다.
이때 중요한 점은, 2개의 압축기를 이용하여 냉방능력을 조절할 수 있다는 것이다. 2개의 압축기는 1개 또는 2개 모두 운용될 수 있으며, 압축기 각각은 50%와 100%의 2단계로 압축능력을 발휘하도록 제어될 수 있다. 2개 압축기의 전체 압축능력을 100으로 본다면, 25%, 50%, 75%, 100%의 4단계로 압축능력을 조절할 수 있는 것이다. 따라서 냉방부하가 큰 경우에는 75%, 100%로 운전하면서 발전량을 줄이고, 전력부하가 크고 냉방부하가 작은 경우에는 압축기를 25%, 50%로 운전하여 발전량을 늘림으로써 에너지 수요 패턴에 유연하게 대응할 수 있다.
난방-발전모드도 마찬가지로 발전기와 냉난방장치 및 배열활용장치를 모두 가동한다. 냉난방장치는 열펌프사이클로 작동되어 난방용 열을 생산하며, 이때에도 2개의 압축기의 선택적 사용과 대수 제어를 통해 압축능력을 4단계로 조절함으로써 난방부하와 전력부하에 능동적으로 대처할 수 있다.
마지막으로, 발전모드는 전력부하가 큰 경우를 대비한 모드로써, 발전기만 가동하고 냉난방장치는 가동하지 않는다. 물론 배열활용장치를 활용하여 추가적인 전력을 생산하거나, 약간이지만 냉난방 에너지를 생산할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 삼중발전 시스템(300)은, 기존의 삼중발전 시스템과 달리 소전력 생산과 냉난방 에너지 생산의 비율을 자유롭게 조절할 수 있으므로, 사용자의 다양한 에너지 소비 패턴에 능동적으로 대응할 수 있다는 이점이 있다.
이렇게 개선된 구조를 가진 본 발명에 따른 삼중발전 시스템(300)은, 편의시설(400)과 결합된 형태의 전기차 충전소, 특히 '냉난방 수요가 발생하는' 편의시설(400)과 결합된 전기차 충전소 서비스에 아주 적합하게 적용될 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 전기차 충전용 디스펜서 200 : 주전력 공급부
300 : 삼중발전 시스템 400 : 편의시설
500 : 태양광 발전 시스템

Claims (14)

  1. 편의시설과 결합된 형태의 서비스를 제공하는 전기차 충전소에 있어서,
    전기차 충전용 디스펜서;
    한전 전력망으로부터 계통 전력이 유입되며, 상기 전기차 충전용 디스펜서에 전력을 공급하는 주전력 공급부;
    천연가스를 연료로 사용하여 전력과 냉/난방 에너지를 통합적으로 생산하며, 상기 전기차 충전용 디스펜서에 보조 전력을 공급하는 삼중발전 시스템;을 포함하고,
    상기 삼중발전 시스템에서 생산되는 전력과 냉/난방 에너지를 상기 편의시설에 공급하는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  2. 청구항 1에 있어서,
    태양광을 집광하여 전기를 생산하여 상기 전기차 충전용 디스펜서에 보조 전력을 공급하는 태양광 발전 시스템;을 더 포함하고,
    상기 삼중발전 시스템에서 생산되는 냉방 에너지를 활용하여, 상기 태양광 발전 시스템의 태양광 모듈의 온도를 저감함으로써 상기 태양광 발전 시스템의 발전 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기차 충전용 디스펜서는,
    전기차의 충전 수요 및 상기 편의시설의 냉/난방 에너지 수요에 따라, 상기 주전력 공급부 및 상기 삼중발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 전기차의 충전 전력을 선택적으로 공급받는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 전기차 충전용 디스펜서는,
    시간대별 전력 소비량에 따라, 상기 주전력 공급부, 상기 삼중발전 시스템 및 상기 태양광 발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 상기 전기차의 충전 전력을 선택적으로 공급받는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 편의시설은 냉난방 수요를 필요로 하는 시설로서, 카페, 편의점, 마트, 영화관, 동사무소, 주민센터 및 병원 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전기차 충전용 디스펜서는 상기 편의시설에 마련된 주차장에 설치되는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 전기차 충전용 디스펜서는 다수로 마련되는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 삼중발전 시스템 또는 상기 태양광 발전 시스템에서 생산된 전력을 저장하는 에너지 저장 시스템(ESS);을 더 포함하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 활용하여 긴급충전 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 삼중발전 시스템은,
    천연가스를 공급받아 연소하여 회전 동력으로 전환하는 가스엔진;
    제1동력제어유닛에 의하여 상기 가스엔진에 분리가능하게 연결되어 선택적으로 전력을 생산하는 발전기;
    제2동력제어유닛에 의하여 상기 가스엔진에 분리가능하게 연결되어 냉방 또는 난방을 수행하는 냉난방장치;
    상기 가스엔진의 배가스의 열을 회수하는 배열회수장치; 및
    상기 배열회수장치에서 회수된 배열을 활용하여 에너지로 변환하는 배열활용장치;를 포함하여,
    상기 가스엔진에서 생산된 동력을 전력에너지, 냉방에너지 및 난방에너지 중 적어도 어느 하나의 에너지로 유동적으로 전환가능한 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소.
  11. 삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소의 운영 방법에 있어서,
    상기 전기차 충전소는 편의시설과 결합된 형태의 서비스를 제공하되, 상기 전기차 충전소는 자체적으로 전력과 냉/난방 에너지를 동시에 생산 가능한 삼중발전 시스템을 포함하고, 상기 삼중발전 시스템에서 생산한 냉/난방 에너지를 상기 편의시설로 공급하며,
    전기차 충전용 디스펜서로 공급되는 충전 전력을, 전기차의 충전 수요 및 상기 편의시설의 냉난방 수요에 따라, 한전 전력망과 상기 삼중발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소의 운영 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전기차 충전소는 상기 전기차 충전용 디스펜서에 보조 전력을 공급하기 위한 분산전원으로서 태양광 발전 시스템을 더 포함하고,
    상기 전기차 충전용 디스펜서로 공급되는 충전 전력을, 상기 한전 전력망, 상기 삼중발전 시스템 및 상기 태양광 발전 시스템 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소의 운영 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 삼중발전 시스템과 상기 태양광 발전 시스템의 가동시에는, 이들 시스템에서 생산되는 전력을 우선적으로 사용하고, 나머지 충전 수요를 한전 전력으로 만족시키는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소의 운영 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 한전 전력망으로부터 공급받는 계통 전력을 우선적으로 사용하되, 일정량 이상의 계통 부하가 감지되면, 상기 삼중발전 시스템을 순시적으로 가동시켜 생상된 전력을 함께 상기 전기차 충전용 디스펜서로 공급하는 것을 특징으로 하는,
    삼중발전 시스템을 포함하는 전기차 충전소의 운영 방법.
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KR102450193B1 (ko) 2021-05-14 2022-10-04 주식회사 효성 복합 충전 시스템 및 방법

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