KR20210145883A - 에너지 하베스팅 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따르면, 농지에 마련되어 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제1발전부; 상기 제1발전부에서 생산된 전력의 충전 및 방전을 제어하는 ESS: 상기 ESS로부터 전력을 공급받아 농업용수를 분해하여 수소를 생산하는 수전해 변환부; 상기 수전해 변환부에서 생산된 수소를 저장하는 수소탱크; 및 상기 수소탱크의 수소 저장 및 공급을 제어하며, 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 제2발전부를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템을 제공한다.

Description

에너지 하베스팅 시스템 및 방법{Eenrgy harvesting system and method}
본 발명의 일실시예는 에너지 하베스팅 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전 지구적인 화석연료의 고갈 및 사용으로 인한 환경 문제에 따라 지속적으로 신재생에너지원에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 태양광, 풍력 위주의 발전이 확대되고 있다. 태양광 및 풍력 발전시스템의 지속적인 단가 하락이 주요 원인으로 보여진다.
하지만, 태양광발전의 경우 대규모 구축 토지수용이 필요하며, 해결방법의 일환으로 농업용 농지를 이용한 영농형 태양광 발전 형태가 출현했다. 농지와 재생에너지 발전 모두를 가능케 하여 토지이용률을 극대화 하는 형태이지만, 태양광 발전의 간헐적 공급능력 불안정성으로 인해 영농형 프로슈머와 연계된 전력그리드 운영사업자에게 자체 수요관리 및 전력그리드 운영 신뢰도 문제가 제기되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양광 발전 시스템의 간헐적 공급에 따른불안정성을 해소시킬 수 있는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 전력 공급 신뢰도를 향상시킬 수 있는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 안정적인 자체 전력수요 관리 및 전력그리드 연계를 가능하게 하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
실시예에 따르면, 농지에 마련되어 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제1발전부; 상기 제1발전부에서 생산된 전력의 충전 및 방전을 제어하는 ESS: 상기 ESS로부터 전력을 공급받아 농업용수를 분해하여 수소를 생산하는 수전해 변환부; 상기 수전해 변환부에서 생산된 수소를 저장하는 수소탱크; 및 상기 수소탱크의 수소 저장 및 공급을 제어하며, 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 제2발전부를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템을 제공한다.
상기 제1발전부는 농지에 설치된 지주대 상부에 배치되는 복수개의 태양전지를 포함할 수 있다.
상기 ESS는 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 상기 수전해 변환부로 전력을 공급하고, 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 충전량 미만인 경우 상기 수전해 변환부로의 전력 공급을 차단할 수 있다.
상기 ESS는 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 연계된 부하로 전력을 공급할 수 있다.
상기 제2발전부는 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하고, 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 미만인 경우 전력 생산을 중단할 수 있다.
상기 제2발전부는 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 생산된 전력을 연계된 전력 그리드로 공급할 수 있다.
실시예에 따르면, 농지에 마련된 제1발전부가 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계; ESS가 상기 제1발전부에서 생산된 전력을 충전하는 단계; 상기 ESS가 충전된 전력을 수전해 변환부로 제공하는 단계: 상기 수전해 변환부가 상기 ESS로부터 공급받은 전력으로 농업용수를 분해하여 수소를 생산하는 단계; 수소탱크가 상기 수전해 변환부에서 생산된 수소를 저장하는 단계; 및 제2발전부가 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 단계를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 방법을 제공한다.
상기 제1발전부는 농지에 설치된 지주대 상부에 배치되는 복수개의 태양전지를 포함할 수 있다.
상기 충전된 전력을 수전해 변환부로 제공하는 단계는, 상기 ESS가 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 상기 수전해 변환부로 전력을 공급하고, 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 충전량 미만인 경우 상기 수전해 변환부로의 전력 공급을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 ESS가 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 연계된 부하로 전력을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 단계는, 상기 제2발전부가 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하고, 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 미만인 경우 전력 생산을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2발전부는 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 생산된 전력을 연계된 전력 그리드로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 전술한 에너지 하베스팅 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체를 제공한다.
본 발명인 에너지 하베스팅 시스템 및 방법은 태양광 발전 시스템의 간헐적 공급에 따른 불안정성을 해소시킬 수 있다.
또한, 전력 공급 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 안정적인 자체 전력수요 관리 및 전력그리드 연계를 가능하게 한다.
도1은 실시예에 따른 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템의 개념도이다.
도2는 실시예에 따른 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템의 구성 블록도이다.
도3은 실시에에 따른 하이브리드 에너지 하베스팅 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 실시예에 따른 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템의 개념도이고, 도2는 실시예에 따른 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템의 구성 블록도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 실시예에 따른 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템(10)은 제1발전부(11), ESS(12), 수전해 변환부(13), 수소탱크(14) 및 제2발전부(15)를 포함할 수 있다.
제1발전부(11)는 농지에 마련되어 광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.
제1발전부(11)는 농지에 설치된 지주대 상부에 배치되는 복수개의 태양전지를 포함할 수 있다. 제1발전부(11)는 태양 에너지를 공급받아 전기 에너지로 변환할 수 있다. 제1발전부(11)는 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지 대역폭보다 큰 에너지의 빛이 조사될 경우, 전자와 양공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전기장이 전자는 N형 반도체로, 양공은 P형 반도체로 이동시킴으로써 기전력이 발생한다. 이를 통하여, N형 반도체, P형 반도체 각각 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류전류를 획득할 수 있다. 제1발전부(11)는 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴 및 인듐인 중 적어도 하나의 재료의 조합으로 구성될 수 있다.
제1발전부(11)는 농지의 최적의 일일 경사일사량을 만족하는 각도로 설치되어 생산되는 재생 에너지를 ESS(12)로 충전할 수 있다.
ESS(Energy Storage System)(12)는 제1발전부(11)에서 생산된 전력의 충전 및 방전을 제어할 수 있다.
ESS(12)는 제1발전부(11)와 전기적으로 연결되며, 프로세서가 내장되어 있어 데이터 처리, 배터리 및 제1발전부(11)의 충방전을 제어할 수 있다.
ESS(12)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지나 커패시터 등을 포함할 수 있으며, 수전해 변환부(13) 및 연계된 부하로의 전력 공급을 담당한다. ESS(12)의 배터리는 수많은 셀로 이루어질 수 있다.　셀이 모여 모듈(module)이 되고 모듈이 모여 팩(pack)이 되며,　팩이 모이면　랙(RACK)을 구성한다.　최종적으로 ESS(12)의 배터리는　랙이 여러 개 모인 시스템을 의미할 수 있다.
ESS(12)와 제1발전부(11), 수전해 변환부(13)는 전력선을 통하여 전력의 전송이 가능하며, 전력선을 통한 통신 방식으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.
ESS(12)는 제1발전부(11)로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력 충전량 이상인 경우 수전해 변환부(13)로 전력을 공급하고, 제1발전부(11)로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력 충전량 미만인 경우 수전해 변환부(13)로의 전력 공급을 차단할 수 있다. ESS(12)는 내장 배터리에 충전된 전력의 충전량을 기 설정된 전력 충전량과 비교하여 수전해 변환부(13)로의 전력 공급 여부를 결정할 수 있다. ESS(12)는 배터리의 전력 충전량이 기 설정된 전력 충전량 이상인 경우에는 배터리를 방전시켜 수전해 변환부(13)로 전력을 공급함으로써 수전해 변환부(13)가 동작하도록 할 수 있다. ESS(12)는 배터리의 전력 충전량이 기 설정된 전력 충전량 미만인 경우에는 수전해 변환부(13)로의 전력 공급을 중단하고, 제1발전부(11)에서 생산된 전력을 배터리에 충전하도록 제어할 수 있다. 실시예에서 기 설정된 전력 충전량은 배터리의 최대 충전 용량의 10%로 설정될 수 있다.
또한, ESS(12)는 제1발전부(11)로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력 충전량 이상인 경우 연계된 부하로 전력을 공급할 수 있다. 즉, ESS(12)는 배터리의 전력 충전량이 기 설정된 전력 충전량 이상인 경우에는, 배터리를 방전시켜 부하에 전력을 공급함과 동시에 수전해 변환부(13)로 전력을 공급할 수 있다.
ESS(12)는 배터리의 전력 충전량이 기 설정된 전력 충전량 미만인 경우에는 수전해 변환부(13) 및 부하로의 전력 공급을 중단하고, 대기 모드로 진입할 수 있다. 대기 모드에서 ESS(12) 는 배터리의 전력 충전량이 기 설정된 전력 충전량 이상이 될 때까지 전력 공급을 중단할 수 있다.
수전해 변환부(13)는 ESS(12)로부터 전력을 공급받아 농업용수를 분해하여 수소를 생산할 수 있다. 수전해 변환부(13)는 ESS(12)와 전기적으로 연결되며, 농지의 농업용수를 공급받아 수소를 생산할 수 있다, 예를 들면, 수전해 변환부(13)는 고온 수증기전해법(HTE, High Temperature Electrolysis), 양성자 교환막전해법(PEM, Proton Exchange Membrane), 알칼리 수전해법(AE, Alkaline Electrolysis)을 적용하여 농업용수를 분해하여 수소를 생산할 수 있다. 수전해 변환부(13)에서 생산된 수소는 수소 탱크(14)에 저장될 수 있다.
수소 탱크(14)는 수전해 변환부(13)에서 생산된 수소를 저장할 수 있다. 수소 탱크(14)는 수전해 변환부(13)와 물리적으로 연결되어 수전해 변환부(13)에서 생산된 수소를 저장할 수 있다. 수소 탱크(14)는 마그네슘과 니켈의 합급, 고강도의 탄소섬유강화 플라스틱, 유리섬유강화 플라스틱, 우레탄 등의 재질로 이루어질 수 있다.
제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소 저장 및 공급을 제어하며, 수소 탱크(14)로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 제2발전부(15)는 연료전지 발전 시스템일 수 있다. 연료전지 발전 시스템은 연료와 산화제를 전기 화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시킬 수 있다. 이 화학 반응은 촉매층내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다. 실시예에서 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소를 연료로 하여 발전을 수행할 수 있다. 따라서, 수소 탱크(14)로부터 수소가 공급되는 한 반영구적으로 지속적인 발전이 가능하다. 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)와 물리적, 전기적으로 연결되어 수소 탱크(14)의 수소 저장량을 감지할 수 있으며, 수소 탱크(14)로부터 수소를 공급받을 수 있다.
제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 수소 탱크(14)로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하고, 수소 탱크(14)의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 미만인 경우 전력 생산을 중단할 수 있다. 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)에 충전된 수소 저장량을 기 설정된 수소 저장량과 비교하여 전력 생산 여부를 결정할 수 있다. 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소 서장량이 기 설정된 수소 저장량 이상인 경우에는 수소 탱크(14)의 밸브를 개방하여 수소 탱크(14)로부터 제2발전부(15)로 수소가 공급되도록 제어할 수 있다. 이후 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)로부터 공급받은 수소를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 실시예에서 기 설정된 수소 저장량은 수소 탱크(14)의 최대 수소 저장 용량의 10%로 설정될 수 있다.
이를 통하여 제2발전부(15)는 태양전지에서 생산되는 전력을 통하여 수소가 공급됨에 따라 지속적인 발전이 가능하다.
또한, 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 생산된 전력을 연계된 전력 그리드로 공급할 수 있다. 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 수소 탱크(14)로부터 공급받은 수소를 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력을 연계된 전력 그리드로 공급할 수 있다. 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저장량 미만인 경우에는 전력 생산 및 전력 그리드로의 전력 공급을 중단하고, 대기 모드로 진입할 수 있다. 대기 모드에서 제2발전부(15)는 수소 탱크(14)의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저장량 이상이 될 때까지 전력 생산 및 전력 공급을 중단할 수 있다.
도3은 실시에에 따른 하이브리드 에너지 하베스팅 방법의 순서도이다.
도3을 참조하면, 먼저 농지에 마련된 제1발전부는 광 에너지를 전기 에너지로 변환한다(S301).
다음으로, ESS는 제1발전부에서 생산된 전력을 충전한다(S302).
다음으로, ESS는 충전된 전력을 수전해 변환부로 제공한다. 이 때, ESS는 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 수전해 변환부로 전력을 공급하고, 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 충전량 미만인 경우 수전해 변환부로의 전력 공급을 차단한다(S303~304).
ESS는 배터리의 전력 충전량이 기 설정된 전력 충전량 미만인 경우에는 수전해 변환부 및 부하로의 전력 공급을 중단하고, 대기 모드로 진입한다. 대기 모드에서 ESS 는 배터리의 전력 충전량이 기 설정된 전력 충전량 이상이 될 때까지 전력 공급을 중단한다.
또한, ESS는 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 연계된 부하로 전력을 공급한다(S305).
다음으로, 수전해 변환부는 ESS로부터 공급받은 전력으로 농업용수를 분해하여 수소를 생산한다(S306).
다음으로, 수소탱크는 수전해 변환부에서 생산된 수소를 저장한다(S307).
다음으로, 제2발전부는 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산한다. 이 때, 제2발전부는 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하고, 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 미만인 경우 전력 생산을 중단한다(S308~309).
또한, 제2발전부는 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 생산된 전력을 연계된 전력 그리드로 공급한다(S310).
제2발전부는 수소 탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저장량 미만인 경우에는 전력 생산 및 전력 그리드로의 전력 공급을 중단하고, 대기 모드로 진입한다. 대기 모드에서 제2발전부는 수소 탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저장량 이상이 될 때까지 전력 생산 및 전력 공급을 중단한다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는　기록매체　내지 저장매체도 들 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템
11: 제1발전부
12: ESS
13: 수전해 변환부
14: 수소탱크
15: 제2발전부

Claims (13)

  1. 농지에 마련되어 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제1발전부;
    상기 제1발전부에서 생산된 전력의 충전 및 방전을 제어하는 ESS:
    상기 ESS로부터 전력을 공급받아 농업용수를 분해하여 수소를 생산하는 수전해 변환부;
    상기 수전해 변환부에서 생산된 수소를 저장하는 수소탱크; 및
    상기 수소탱크의 수소 저장 및 공급을 제어하며, 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 제2발전부를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1발전부는 농지에 설치된 지주대 상부에 배치되는 복수개의 태양전지를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 ESS는 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 상기 수전해 변환부로 전력을 공급하고, 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 충전량 미만인 경우 상기 수전해 변환부로의 전력 공급을 차단하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 ESS는 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 연계된 부하로 전력을 공급하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2발전부는 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하고, 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 미만인 경우 전력 생산을 중단하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2발전부는 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 생산된 전력을 연계된 전력 그리드로 공급하는 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템.
  7. 농지에 마련된 제1발전부가 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계;
    ESS가 상기 제1발전부에서 생산된 전력을 충전하는 단계;
    상기 ESS가 충전된 전력을 수전해 변환부로 제공하는 단계:
    상기 수전해 변환부가 상기 ESS로부터 공급받은 전력으로 농업용수를 분해하여 수소를 생산하는 단계;
    수소탱크가 상기 수전해 변환부에서 생산된 수소를 저장하는 단계; 및
    제2발전부가 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 단계를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1발전부는 농지에 설치된 지주대 상부에 배치되는 복수개의 태양전지를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 충전된 전력을 수전해 변환부로 제공하는 단계는,
    상기 ESS가 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 상기 수전해 변환부로 전력을 공급하고, 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 충전량 미만인 경우 상기 수전해 변환부로의 전력 공급을 차단하는 단계를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 ESS가 상기 제1발전부로부터 발전된 전력의 충전량이 기 설정된 전력충전량 이상인 경우 연계된 부하로 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 단계는,
    상기 제2발전부가 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 상기 수소탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산하고, 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 미만인 경우 전력 생산을 중단하는 단계를 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2발전부는 상기 수소탱크의 수소 저장량이 기 설정된 수소 저쟝량 이상인 경우 생산된 전력을 연계된 전력 그리드로 공급하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 에너지 하베스팅 방법.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 하이브리드 에너지 하베스팅 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체.
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