KR20210035983A

KR20210035983A - 나노독립형ess를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치

Info

Publication number: KR20210035983A
Application number: KR1020190117838A
Authority: KR
Inventors: 최석모; 윤강현; 서판석
Original assignee: 주식회사 한국아트라스비엑스
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-04-02
Also published as: KR102377890B1

Abstract

본 발명은 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기변색필름을 창호에 형성하며, 건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하며, 나노독립형ESS(200)를 창호프레임 내부에 설치 구성하여 상기 반투명 박막 태양광 전지로부터 생산된 전원을 저장하게 함으로써, 에너지 자립이 가능한 창호시스템을 제공하기 위한 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치에 관한 것이다.

Description

나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치{Energy Independent Smart Window Device Using Nano Independent ESS}

2015년 신기후체제 협약으로 온실가스 감축이 시급해지고 있는 가운데 우리나라는 2030년까지 온실가스 37%의 감축 목표를 세우고 신재생에너지의 확대 및 건물 등에 에너지 효율 향상을 계획하고 있는데, 이에 대한 해결책으로 제로에너지 빌딩이 급부상하고 있다.

그런데, 국내 건물의 경우 매년 87% 정도씩 증가하고 있는 추세로 파악되고 있으며, 건물이 소비하는 에너지소비량은 국내 전체 에너지소비량의 24%에 이른다고 하니 갈수록 증가 및 대형화되어 가고 있는 건물에 대한 에너지절감 대책이 시급한 실정이다.

특히, 건물에서 소비되는 에너지의 77%가 실내 냉난방 에너지 때문이며, 그 중에서도 창호를 통한 열손실은 20 ~ 45%에 이르고 있다고 보고되어 있다.

이와 관련하여 미국의 DOE에 따르면, 광조절 스마트 윈도우를 적용할 경우 40% 이상의 빌딩에너지 절약이 가능하고, 냉난방시스템의 용량과 빌딩 관리비를 각각 25%까지 줄일 수 있다고 연구 보고된 바 있다.

이에, 스웨덴을 시발점으로 하여 세계 각국에서는 다각적인 방법으로 상술한 문제 해결을 위한 기술 개발에 매진해 왔으며, 그 중에서도 창호를 통한 에너지절감 기술로 전기변색을 이용한 전기차양 기술을 예시할 수 있다.

이러한 기술로는 Chromogenic, Thermotropic, Liquid Crystal과 같은 다이나믹 유리가 개발되어 있고, 여기에 Chromogenic 기술의 하나인 EC(Electrochromic)가 접목된 형태로 하기한 선행기술에서도 확인되는 바와 같은 유리형 스마트 윈도우가 개시되어 있다.

그런데, 유리형 스마트 윈도우는 여러 장의 유리 사이에 전기변색 기술을 응용한 것으로서 재단, 면취, 세척, 강화, 접합 등 제조공정이 매우 복잡하여 비용이 너무 비쌀 뿐만 아니라 표준화가 어렵고, 강화시 코팅 균일도가 저하되어 불량율이 높으며, 반드시 은 층의 산화방지를 위하여 별도로 로이 박막 제거공정을 거쳐야만 하는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 실리콘 마감시 수분 침투의 우려가 높아 산화 및 누전 위험이 크고, 전선연결에 따른 표준화가 곤란하여 저항 편차 문제가 발생되며, 유리라는 소재 특성상 깨지기 쉽고, 복층에 따른 열파손의 우려가 높아 안전성이 떨어지는 한계를 가지고 있다.

더구나, 무겁고, 시공할 창의 크기에 따라 사이즈를 각기 달리 제작해야 하며, 이러한 구조적 특성 때문에 유지 보관 운반 시공이 매우 어렵고 불편하며, 제조비용 외에도 매우 비싼 시공비가 들어가기 때문에 초기 투자부담이 매우 크다는 한계를 가지고 있다.

이를 개선한 예로, Supended Particle(SPD) 방식 혹은 고분자분산액정(PDLC) 방식을 예시할 수 있지만, 이 경우에는 구동전압이 매우 높고 쌍안정이 없어 에너지 소모량이 매우 크며, 투명성을 유지하기 위해서는 상시 전력이 요구되기 때문에 의도하는 에너지 절감 효과를 얻기 어렵다는 현실적인 문제에 직면해 있다.

또한, EC를 응용하고 있는 스마트 윈도우(로이유리 등)의 경우, 하기의 선행기술에서도 나타나 있듯이 전기변색용 전극으로 대부분 은(Ag)을 채용하고 있는데, 이는 박막에서 우수한 투과도와 로이특성을 보이기 때문이다.

하지만, 은(Ag)은 부식을 일으키기 때문에 장수명화를 달성할 수 없고, 사용기간에 비례하여 효율이 떨어지는 한계가 있다.

뿐만 아니라, 선행기술에 개시된 유리형형 전기차양의 경우는 , 각각 단계별 프로세스를 한 장씩 순차처리하도록 되어 있기 때문에 제조공정이 복잡하며 연속처리가 어렵다는 한계도 가지고 있으며, 무엇보다도 위에 설명한 바와 같이 은(Ag)을 전기변색용 전극으로 활용하고 있어 상술한 문제를 피할 수 없다는 단점이 있다.

한편, 에너지절감의 일환으로 창호 시스템의 경우에도 복층유리, 삼복층유리 등이 개시되어 단열성을 높이고 있고, 지붕에 태양전지판을 설치하여 발전된 전기를 ESS(Energy Storage System)에 모아 실내 조명은 물론 냉난방 기기의 가동에 활용하도록 한 다수의 예들이 시도되고 있다.

그럼에도 불구하고, 윈도우를 통한 차양 및 단열, 에너지 손실 차단 등의 기능은 여전히 미진한 실정이며, 글래스 타입의 변색기술은 너무 많은 비용을 투자해야 하므로 실효성이 떨어진다.

한편, 창호는 건물에서 열손실이 발생하는 대표적인 부위로 벽체나 지붕 등에 비해 단열 성능이 낮아 건물 에너지 손실의 주요 원인이 되고 있으며, 창호라는 한정적인 공간에서 지속적인 에너지 절감 효과를 최대로 활성화시키기 위해서는 스마트 기술과 함께 창프레임에 적용되는 나노 독립형 ESS 개발이 필수적이라 예측된다.

따라서, 본 발명에서는 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치를 제안하게 된 것이다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0024830호(2017.03.08)

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 전기변색필름을 창호에 형성하며, 건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하며, 나노독립형ESS(200)를 창호프레임 내부에 설치 구성하여 상기 반투명 박막 태양광 전지로부터 생산된 전원을 저장하게 함으로써, 에너지 자립이 가능한 창호시스템을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는,

건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하며, 창호에 형성되는 전기변색필름(100)과,

창호프레임 내부에 설치 구성되며, 상기 반투명 박막 태양광 전지로부터 생산된 전원을 저장하고 있는 나노독립형ESS(200)와,

상기 독립형ESS의 과충전 및 방전을 제어하며, 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 BMS(300)를 포함하여 구성함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는,

전기변색필름을 창호에 형성하며, 건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하며, 나노독립형ESS(200)를 창호프레임 내부에 설치 구성하여 상기 반투명 박막 태양광 전지로부터 생산된 전원을 저장하게 함으로써, 에너지 자립이 가능한 창호시스템을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 전체 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 BMS 제어 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 BMS 상세 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 나노독립형ESS(200)가 설치 구성되는 장소 예시도이다.

이하, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는,

건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지(10)로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하며, 창호에 형성되는 전기변색필름(100)과,

창호프레임(20) 내부에 설치 구성되며, 상기 반투명 박막 태양광 전지로부터 생산된 전원을 저장하고 있는 나노독립형ESS(200)와,

상기 나노독립형ESS의 과충전 및 방전을 제어하며, 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 BMS(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 부가적인 양상에 따라, 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는,

창호프레임에 설치 구성되어 외부 침입자를 감지하기 위한 외부침입자감지센서부(400)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 다른 부가적인 양상에 따라, 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는,

창호프레임에 설치 구성되어 온도를 감지하기 위한 온도감지센서부(500)와,

창포프레임에 설치 구성되어 주변 조도를 감지하기 위한 조도감지센서부(600)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 BMS(300)는,

온도감지센서부에 의해 감지된 온도값과 설정된 난방 온도값을 비교하여 설정된 난방 온도값을 벗어날 경우에 건물난방기로 난방 동작신호를 송출하여 난방을 실시하도록 하며, 설정된 냉방 온도값을 비교하여 설정된 냉방 온도값을 벗어날 경우에 건물냉방기로 냉방 동작신호를 송출하여 냉방을 실시하도록 하기 위한 냉난방제어부(310);와

조도감지센서부로부터 감지된 조도값과 설정된 조도값을 비교하여 조도값을 초과할 경우에 현재 감지된 온도값을 참조하여 전기변색필름의 투광도를 제어하고, 설정된 조도값 미만일 경우에 현재 감지된 온도값을 참조하여 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 전기변색필름투광도제어부(320);와

외부침입자감지센서부(400)로부터 외부 침입 감지 신호를 획득할 경우에 스마트월패드로 외부 침입 감지 정보를 제공하여 스마트월패드를 통해 외부단말기로 해당 외부 침입 감지 정보를 제공할 수 있도록 하기 위한 외부침입자감지제어부(330);와

독립형ESS의 과충전 및 방전을 제어하기 위한 ESS과충전/방전제어부(340);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 전체 개념도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는 크게, 전기변색필름(100)과, 나노독립형ESS(200)와, BMS(300)를 포함하여 구성되게 된다.

구체적으로 설명하자면, 상기 전기변색필름(100)은 창호에 형성되게 되는데, 창호의 외면과 내면에 각각 접착시키거나, 필요에 따라 어느 한 면에 접착시키게 된다.

본 발명에서 설명되는 '전기변색(Electrochromic)'은 이미 상용화된 기술로서, 전압을 인가했을 때 전계나 전류의 방향에 따라 전기 화학적 산화, 환원반응이 일어나 가역적으로 색이 변하는 현상을 말한다.

이를 테면, WO₃, MoO₃, TiO₃ 등은 환원상태에서 컬러가 나타나게 되는데 이를 환원발색(Cathodic Coloration) 물질이라 하며, V₂O₅, IrO₂, Nb₂O₅, NiO 등은 산화상태에서 컬러가 나타나게 되는데 이를 산화발색(Anodic Coloration) 물질이라 한다.

상기와 같은 특성을 이용하여 창호의 상태를 투명 상태, 불투명 상태로 조절할 수 있으며, 투명 정도 및 불투명 정도도 조절이 가능하다.

이때, 상기 전기변색필름(100)은 건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지(10)로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하게 되는 것이다.

그리고, 상기 나노독립형ESS(200)는 도 4에 도시한 바와 같이, 창호프레임(20) 내부에 설치 구성되며, 상기 반투명 박막 태양광 전지(10)로부터 생산된 전원을 저장하고 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 창호프레임의 하측 프레임의 내부에는 일정 크기의 공간이 일반적으로 형성되어 있게 된다.

상기한 공간에 본 발명의 나노독립형ESS(200)를 삽입하게 되며, 이에 반투명 박막 태양광 전지(10)와 전기적으로 연결시키며, 추가적으로 전기변색필름(100)에 전원을 공급하도록 전기적으로 연결시키게 되는 것이다.

따라서, 필요에 따라, 예를 들어, 설정된 임계치값에 도달하게 되거나, 설정된 시간에 BMS(300)의 제어에 따라 나노독립형ESS(200)의 전원을 전기변색필름(100)에 공급하도록 제어하게 되는 것이다.

그리고, 상기 BMS(300)는 상기 나노독립형ESS의 과충전 및 방전을 제어하며, 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 기능을 수행하게 된다.

상기 과충전 및 방전 제어 기능은 일반적인 ESS를 제어하는 BMS의 고유한 기능이므로 이에 대한 설명은 생략하여도 당업자들은 충분히 이해할 수 있는 구성 및 동작이라 사료된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 BMS 제어 블록도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는,

즉, 외부 침입자들이 도어 이외에도 창호를 통해 칩임할 수 있기 때문에 스마트 방범 창호 기능을 제공하기 위하여 창호프레임의 어느 한 부위에 외부 침입자를 감지하기 위한 외부침입자감지센서부(400)를 구성하게 되는 것이다.

따라서, 상기 외부침입자감지센서부(400)에서 감지된 감지 정보를 BMS로 제공하게 되는 것이다.

또한, 부가적인 양상에 따라, 본 발명의 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는,

즉, 온도감지센서부(500)를 구성함으로써, 창호프레임 주변의 온도를 실시간으로 감지하여 BMS로 제공하게 되는 것이다.

그리고, 조도감지센서부(600)를 구성함으로써, 창호프레임의 주변 조도를 감지하여 실시간으로 BMS로 제공하게 되는 것이다.

이는 주간인지, 야간인지를 판단하기 위한 로우 데이터로 활용되게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치의 BMS 상세 블록도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 BMS(300)는, 냉난방제어부(310), 전기변색필름투광도제어부(320), 외부침입자감지제어부(330), ESS과충전/방전제어부(340)를 포함하여 구성되게 된다.

구체적으로 설명하자면, 상기 냉난방제어부(310)는 온도감지센서부에 의해 감지된 온도값과 설정된 난방 온도값을 비교하여 설정된 난방 온도값을 벗어날 경우에 건물난방기로 난방 동작신호를 송출하여 난방을 실시하도록 하며, 설정된 냉방 온도값을 비교하여 설정된 냉방 온도값을 벗어날 경우에 건물냉방기로 냉방 동작신호를 송출하여 냉방을 실시하도록 하기 위한 기능을 수행하게 된다.

예를 들어, 겨울철의 경우, 설정된 난방 온도값이 -2℃이고, 감지된 온도값이 -5℃일 경우에 상기 설정된 난방 온도값을 벗어났기 때문에 건물난방기로 난방 동작신호를 송출하여 난방을 실시하도록 하는 것이다.

그리고, 여름철의 경우, 설정된 냉방 온도값이 28℃이고, 감지된 온도값이 30℃일 경우에 상기 설정된 냉방 온도값을 벗어났기 때문에 건물냉방기로 냉방 동작신호를 송출하여 냉방을 실시하도록 하는 것이다.

또한, 상기한 온도 감지 뿐만 아니라, 전기변색필름투광도제어부(320)는 조도감지센서부로부터 감지된 조도값과 설정된 조도값을 비교하여 조도값을 초과할 경우에 현재 감지된 온도값을 참조하여 전기변색필름의 투광도를 제어하고, 설정된 조도값 미만일 경우에 현재 감지된 온도값을 참조하여 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 기능을 수행하게 된다.

예를 들어, 설정된 조도값이 100룩스이고 조도감지센서부로부터 감지된 조도값이 150룩스일 경우에 설정된 조도값을 초과하게 되므로 전기변색필름의 투광도를 높여 투명 상태로 변환시키되, 현재 감지된 온도값이 -3℃일 경우에 투광도를 하이로 조절하게 되는 것이다.

반대로 감지된 조도값이 50룩스일 경우에 설정된 조도값 미만이 되므로 전기변색필름의 투광도를 낮추어 불투명 상태로 변환시키되, 현재 감지된 온도값이 -3℃일 경우에 투광도를 로우로 조절하게 되는 것이다.

즉, 상기와 같은 기능을 수행하기 위하여 온도값 및 조도값 별 투광도 제어값을 저장하고 있는 메모리부;를 더 포함하여 구성함으로써, 상기 전기변색필름투광도제어부(320)는 메모리부에 저장된 온도값 및 조도값 별 투광도 제어값을 참조하여 감지된 온도 정보와 조도 정보를 토대로 투광도를 제어하게 되는 것이다.

결국, 매크로 기능을 제공하기 되기 때문에 감지된 온도 정보와 조도 정보에 따라 자동적으로 현재 전기변색필름의 투광도를 제어할 수 있게 되는 것이다.

한편, 부가적인 양상에 따라, 모바일단말기와 통신하여 사용자로부터 전기변색필름의 투광도 제어 정보를 획득하기 위한 무선통신부;를 더 포함하여 구성할 수 있다.

즉, 무선통신부를 통해 외부에 출타중인 사용자가 투광도를 불투명 상태로 제어하게 된다면 해당 불투명 제어값을 무선통신부를 통해 획득하여 상기 전기변색필름투광도제어부(320)로 제공하게 된다.

이때, 전기변색필름투광도제어부(320)는 상기 불투명 제어값에 따라 전기변색필름에 전기를 공급하여 불투명 상태로 변환시키게 되는 것이다.

그리고, 상기 외부침입자감지제어부(330)는 외부침입자감지센서부(400)로부터 외부 침입 감지 신호를 획득할 경우에 스마트월패드로 외부 침입 감지 정보를 제공하여 스마트월패드를 통해 외부단말기로 해당 외부 침입 감지 정보를 제공할 수 있도록 하기 위한 기능을 수행하게 된다.

즉, 외부침입자감지센서부(400)로부터 외부 침입 감지 신호를 획득할 경우에 스마트월패드로 외부 침입 감지 정보를 제공하게 된다.

예를 들어, 각각의 외부침입자감지센서부는 고유식별정보를 가지고 있기 때문에 외부침입자감지제어부에서는 어느 창문을 통해 침입자가 침입하였는지를 알 수 있게 된다.

따라서, 외부 침입 감지 정보에는 창문의 위치 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 스마트월패드를 통해 외부단말기로 해당 외부 침입 감지 정보를 제공하게 되는 것이다.

예를 들어, 2019년 9월 20일 오전 4시에 안방 창문을 통해 침입자가 침입하였다는 정보를 외부단말기 즉, 거주자의 핸드폰으로 이를 알려줄 수 있게 되는 것이다.

그리고, ESS과충전/방전제어부(340)는 나노독립형ESS의 과충전 및 방전을 제어하기 위한 기능을 수행하게 된다.

즉, 독립형ESS의 과충전 및 방전을 제어하기 위하여 구성되는 것이며, 과충전 및 방전 시 제어하는 알고리즘은 일반적인 ESS 시스템에서 사용되는 알고리즘과 동일하므로 상세한 설명을 생략하여도 당업자들이라면 쉽게 이해할 수 있을 것이라 사료된다.

본 발명에 따른 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치는 통합제어용 UI(User Interface) 제어기를 탑재한 홈 오토메이션 시스템(홈 네트워크 시스템)을 갖춘 건물에 적용됨이 바람직하다.

때문에, ICT(Information & Communication Technology) 기반의 빌딩에너지관리시스템(BEMS)과 연계하여 구현될 수도 있음은 물론이다.

즉, 본 발명에 따른 에너지 자립형 스마트 창호장치는 지붕 혹은 벽면 등에 설치된 반투명 박막 태양광 전지(10), 창호 프레임의 하측 내부에 설치된 나노독립형ESS, 실내에 설치된 냉난방기구인 공조기와, 실내 조명등과, 실내에 설치되고 상기 나노독립형ESS와 연결되어 상기 공조기 및 조명등을 각각 개별 제어하는 통합제어기를 포함하는 홈 오토메이션 시스템에서 창호 부분이 특화되어 구현된 것이다.

다시 말해, 기본적인 에너지 절감형 가정 혹은 빌딩을 구현하되, 창호를 통한 에너지 낭비를 막을 수 있도록 전기변색필름을 구현한 것으로 단순 차양 기능 외에 전력 생산에도 가담토록 하여 에너지 생성 관리 기능까지 포함하도록 구성된 것이다.

본 발명을 통해, 전기변색필름을 창호에 형성하며, 건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하며, 나노독립형ESS(200)를 창호프레임 내부에 설치 구성하여 상기 반투명 박막 태양광 전지로부터 생산된 전원을 저장하게 함으로써, 에너지 자립이 가능한 창호시스템을 제공하는 효과가 있다.

상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

100 : 전기변색필름
200 : 나노독립형ESS
300 : BMS
400 : 외부침입자감지센서부
500 : 온도감지센서부
600 : 조도감지센서부

Claims

나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치에 있어서,
건물 일체로 설치 구성되는 반투명 박막 태양광 전지(10)로부터 전원을 공급받아 단열 성능을 제공하며, 창호에 형성되는 전기변색필름(100)과,
창호프레임(20) 내부에 설치 구성되며, 상기 반투명 박막 태양광 전지로부터 생산된 전원을 저장하고 있는 나노독립형ESS(200)와,
상기 나노독립형ESS의 과충전 및 방전을 제어하며, 전기변색필름의 투광도를 제어하기 위한 BMS(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치.
제 1항에 있어서,
창호프레임에 설치 구성되어 외부 침입자를 감지하기 위한 외부침입자감지센서부(400)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
창호프레임에 설치 구성되어 온도를 감지하기 위한 온도감지센서부(500)와,
창포프레임에 설치 구성되어 주변 조도를 감지하기 위한 조도감지센서부(600)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노독립형ESS를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치.