KR20220084171A - 에너지 관리 시스템을 포함하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

에너지 관리 시스템이 제공되며, 이것은 서비스 엔트런스의 미터기 또는 메인 부하 패널 중 하나에 연결하도록 구성되는 입력부를 포함하는 스마트 스위치; 스마트 스위치에 연결되는 스토리지 시스템; 및 스마트 스위치 또는 메인 부하 패널 중 하나와 하나 이상의 PV(photovoltaic)들에 연결되는 컴바이너를 포함한다.

Description

에너지 관리 시스템을 포함하는 방법 및 장치
본 개시의 실시예들은 일반적으로 전력 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 태양광, 스토리지, 부하, 그리드 및/또는 발전기를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다수의 에너지 리소스들을 관리하는 에너지 관리 시스템을 포함하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
그리드 연계형(grid-tied) 태양광 PV 시스템은 유틸리티 전기 그리드에 연결(또는 연계)되어 그리드가 사용 가능한 경우에만 작동하는 태양광 에너지 시스템이다. 전력 공급 정지 동안, 그리드 연계형 PV 시스템은 전력 생산을 중단하고, 그리드 전력을 사용할 수 있을 때까지 셧 다운 상태를 유지한다.
적어도 일부 실시예들에 따르면, 에너지 관리 시스템이 제공되며, 이것은 서비스 엔트런스의 미터기 또는 메인 부하 패널 중 하나에 연결하도록 구성되는 입력부를 포함하는 스마트 스위치; 스마트 스위치에 연결되는 스토리지 시스템; 및 스마트 스위치 또는 메인 부하 패널 중 하나와 하나 이상의 PV(photovoltaic)들에 연결되는 컴바이너를 포함한다.
적어도 일부 실시예들에 따르면, 에너지 관리 시스템이 제공되며, 이것은 서비스 엔트런스의 미터기 또는 메인 부하 패널 중 하나에 연결하도록 구성되는 입력부를 포함하는 스마트 스위치 - 여기서 스마트 스위치는 전체 홈 백업, 부분 홈 백업 및 서브패널 백업 중 하나를 지원함 -; 스마트 스위치에 연결되는 스토리지 시스템 - 여기서 스토리지 시스템은 스마트 스위치에 연결되는 3상 AC 결합 배터리 또는 단상 AC 결합 배터리 중 하나를 포함함 -; 및 스마트 스위치 또는 메인 부하 패널 중 하나와 하나 이상의 PV(photovoltaic)들에 연결되는 컴바이너를 포함한다.
상기에 언급된 본 발명의 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 상기에 간략하게 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 실시예 중 일부가 첨부 도면에 예시되어 있다. 그러나, 첨부 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것에 유의해야 하며, 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템에 의해 지원되는 백업 구성의 도면이다.
도 2는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템에 의해 지원되는 백업 구성의 도면이다.
도 3은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템에 의해 지원되는 백업 구성의 도면이다.
도 4는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템에 의해 지원되는 백업 구성의 도면이다.
도 5는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템의 스마트 스위치의 도면이다.
도 6은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 회로 차단기 설치, 메인 차단기 위치의 러그들, 및 스마트 스위치용 메인 차단기 위치에 설치된 차단기의 도면들을 포함한다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템을 위한 와이어 필드 연결들의 도면들이다.
도 8은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 도 5의 스마트 스위치를 장착하기 위해 사용되는 벽 장착대의 도면이다.
도 9는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 도 8의 벽 장착대와 함께 사용하기 위한 스마트 스위치 브래킷의 도면이다.
도 10은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 벽 장착대 및 스마트 스위치 브래킷을 사용하여 장착 표면에 장착된 것으로 도시된 스마트 스위치의 도면이다.
도 11은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 게이트웨이 및 무선 키트가 있는 컴바이너를 수용하는데 사용되는 하우징의 도면이다.
도 12는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 상부 및 하부에 각각 도시된 단상 AC 배터리 및 3상 AC 배터리의 후면을 갖는 두 가지 유형의 AC 배터리의 도면이다.
도 13은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템과 함께 사용하기 위한 클라우드 인터페이스의 스크린 샷의 도면이다.
본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치는 태양광, 스토리지 시스템, 부하, 그리드 또는 발전기를 포함하는 다수의 에너지 리소스들을 관리하는 에너지 관리 시스템(기술)을 제공한다. 본 명세서에서 설명되는 에너지 관리 시스템은 하나 이상의 리소스들을 포함하는 에너지 환경을 원활하게 관리할 수 있다. 또한, 에너지 관리 시스템은 정전 중에 유틸리티 그리드에 계속 전력을 공급할 수 있는(그리드에 서비스를 복원하려는 작업자/기술자에게 잠재적으로 부상을 입힐 수 있는) 에너지 아일랜딩을 방지하도록 구성되어 있으며, 이것은 "안티-아일랜딩(anti-islanding)"으로 알려져 있다.
본 명세서에서 설명되는 에너지 관리 시스템은 기존(예를 들면, 개조) 설치 및 신규 설치 모두에 대한, 하나 이상의 마이크로인버터(예를 들면, 캘리포니아주 페탈루마의 Enphase Energy, Inc.에서 입수할 수 있는 IQ® 시리즈 계열의 PV 마이크로인버터들)와 호환 가능하고, 스토리지 시스템, 파워 서플라이 및 무선 통신 키트에 연결되거나 이들을 포함할 수 있으므로, 사용자의 홈 그리드를 독립적이게 만든다.
에너지 관리 시스템은 사용자가 최대 40 kWh의 정격 에너지 용량 및 15 kW 이상의 전력 정격까지 가정 전체 또는 일부를 백업할 수 있게 하며, 이에 따라 사용자에게 최대의 유연성을 제공한다.
본 명세서에서 설명되는 에너지 관리 시스템은 IQ 시리즈와 함께 사용하도록 구성될 수 있으며, M-시리즈 또는 S-시리즈 마이크로인버터 시스템들과의 역호환성을 가지고 사용하도록 적응될 수 있다.
스마트 스위치는 가정이 유틸리티 그리드로부터 격리될 수 있게 하여, 그리드 독립성(grid-independence)을 가능하게 하는 마이크로그리드 인터커넥트 장치(microgrid interconnect device, MID) 기능을 제공한다. 스마트 스위치는 또한 가정 에너지 시스템에 배터리 스토리지, PV 및 발전기를 보다 쉽게 통합할 수 있는 연결부들을 제공하며, 가정의 부하 불균형을 관리하도록 구성될 수 있다.
마이크로그리드 시스템은 발전, 에너지 저장 및 부하(들), 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 구내 배선 시스템으로서 정의될 수 있으며, 이것은 프라이머리 소스로부터 연결 해제되고 프라이머리 소스와 병렬로 연결되는 능력을 포함한다. 이러한 시스템을 "의도적으로 아일랜딩된 시스템(intentionally islanded system)"이라고도 한다.
본 개시에 따르면, MID 장치들은 다음을 따를 수 있다: (1) 마이크로그리드 시스템과 프라이머리 전원 사이의 임의의 연결에 요구되고; (2) 적용을 위한 목록이 지정되거나 필드 레이블이 지정되고; (3) 모든 소스로부터 과전류 보호를 제공하기에 충분한 수의 과전류 장치가 있어야 한다.
적어도 일부 실시예들에서는, 다중 스마트 스위치들이 개별 200A 부하 패널들을 백업하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 각각의 스마트 스위치는 또한 통신 게이트웨이를 포함할 수 있으며, 백업 동작 시에 독립적인 시스템들로서 셋업될 수 있다. 각 스마트 스위치는 백업 동작 동안에 연관된 부하 패널과 함께 별도의 아일랜드를 형성할 수 있으며, 예를 들어, 각 아일랜드는 두 개의 개별 시스템으로 나타나도록 구성된다. 적어도 일부 실시예들에서, 이 아일랜드들은 백업 동작 동안 서로 연결되지 않으며, 각 아일랜드 내에 있는 부하들, 에너지 스토리지 및 PV들은 각각의 스마트 스위치를 통해 시스템의 나머지 부분으로부터 분리될 수 있다.
스마트 스위치가 혹시라도 실패할 경우, 태양광 시스템이 그리드 연계 모드로 되돌아갈 수 있다. 에너지 관리 시스템이 API(application programming interface)를 사용한 클라우드 기반 터셔리 컨트롤(tertiary control)과 같은 응용 소프트웨어에 연결된 경우, 에너지 관리 시스템 원격 문제 해결 능력들은 이러한 발생을 식별하고 수정하도록 구성될 수 있다.
스토리지 시스템 및 스마트 스위치는 하나 이상의 적절한 무선 인터페이스를 통해 게이트웨이와 통신한다(예를 들어, IEEE 802.15.4 사양으로, 낮은 데이터 전송 속도, 에너지 효율성 및 보안 네트워킹을 요구하는 개인 영역 네트워크를 생성하기 위해). 이를 위해, 무선 어댑터(USB 동글)가 제공되며, 이것은 게이트웨이의 USB 포트(예를 들면, 컴바이너 박스 내부에 있음)에 연결하도록 구성된다. 안전 장치 메커니즘으로서, 무선 어댑터는 2.4 GHz 및 915 MHz의 두 가지 주파수 대역에서 작동하도록 구성된다. 전자의 주파수 대역이 프라이머리 통신 대역이며, 프라이머리 통신에 실패할 경우, 에너지 관리 시스템은 후자와의 통신을 확립힌다.
에너지 관리 시스템 컴포넌트들은 표준 암호화 메시징 및 인증을 사용하여 서로 통신하며, 또한 클라우드와 통신하도록 구성된다.
적어도 일부 실시예들에서는, 패널당, 마이크로인버터당, 및 배터리 스토리지 베이스 유닛당 모니터링 기능이 에너지 관리 시스템에서 이용될 수 있다. 또한, 적어도 일부 실시예들에서는, 실시간 모니터링 기능이 에너지 관리 시스템에서 이용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템(100)에 의해 지원되는 백업 구성의 도면이다. 적어도 일부 실시예들에서, 에너지 관리 시스템(100)은 스토리지 시스템(108), 스마트 스위치(110), 무선 어댑터(통신 게이트웨이에 연결하는 USB 동글일 수 있음)를 포함하는 컴바이너(107), 하나 이상의 PV들(106), 및 오버-디-에어 펌웨어 업그레이드를 제공할 수 있는 터셔리 컨트롤(tertiary control)(112)(예를 들어, API(application programming interface)를 사용한 클라우드 기반 터셔리 컨트롤)을 포함한다.
컴바이너(107)는 무선 연결(또는 AC 전력 와이어와 같은 유선 연결)을 통해 스마트 스위치(110) 및 스토리지 시스템(108)과 연결/통신할 수 있으며, WiFi 또는 셀룰러 연결을 통해 인터넷 및/또는 클라우드와 연결/통신할 수 있다. 예를 들어, 컴바이너(107)는 무선 어댑터가 스마트 스위치(110), 스토리지 시스템(108), 인터넷 및/또는 클라우드와 연결되어 통신하는 통신 게이트웨이(도 11)를 포함한다. 컴바이너(107)는 하나 이상의 PV들(106)에 연결되어 AC 전력 와이어를 통한 전력선 통신(PLC)을 통해 PV들(106)과 통신할 수 있으며, 에너지 관리 시스템(100)의 다른 컴포넌트들은 AC 전력 와이어를 통해 서로 연결될 수 있다. 에너지 관리 시스템(100)과 함께 사용하기에 적합한 컴바이너는 캘리포니아주 페탈루마의 Enphase Energy, Inc.로부터 입수 가능한 IQ® 계열의 컴바이너들이다.
도 1의 에너지 관리 시스템(100)은 서비스 엔트런스(예를 들어, 유틸리티 그리드(101)에 연결되어 있는 미터기(105)에 연결됨)에 위치한 에너지 관리 시스템(100)의 스마트 스위치(110)(예를 들어, 전환 스위치)를 사용하여 전체 홈 백업(또는 부분 홈 백업 및 서브패널 백업)으로 구성된다. 사용자는 하나 이상의 부하들(103)(예를 들어, 임계 부하 또는 백업 부하)에 연결되는 전체 메인 부하 패널(104)(예를 들어, Siemens MC3010B1200SECW 또는 MC1224B1125SEC, GE 200Amp 20/40 등)을 백업할 수 있다. 이러한 구성에서, 스마트 스위치(110)는 컴바이너(107)(예를 들면, PV 컴바이너, (태양광))에 연결된 PV(106) 회로에 대해 최대 80A 차단기 및 배터리 저장 회로(예를 들면, 스토리지 시스템(108)의 경우)에 대해 80A 차단기를 지원할 수 있다.
기존 컴바이너(107) 회로들이 메인 부하 패널(104)(도 2)에 연결된 경우, 사용자는 컴바이너(107)를 메인 부하 패널(104)에 연결된 상태로 유지하면서, 스토리지 시스템(108)만 스마트 스위치(110)에 연결할 수 있으며, 또한 컴바이너(107)를 위한 스마트 스위치(110)의 공간을 비워 두고 추가적인 배터리 스토리지를 위해 사용할 수 있다.
스마트 스위치(110)는 인터커넥션 장비를 단일 인클로저 내에 통합하고 사용자(예를 들어, 주거 사용자들)를 위한 일관된 사전 배선 솔루션을 제공함으로써 PV들 및 배터리 저장 설비들의 그리드 독립(grid-independent) 능력들을 간소화하도록 구성된다. 스마트 스위치(110) 기능들과 함께, 스마트 스위치(110)는 PV(106), 스토리지 시스템(108), 및 발전기(109) 입력 회로들도 포함한다. 스마트 스위치(110)는 서비스 엔트런스의 미터기(105) 또는 메인 부하 패널(104) 중 하나에 연결되도록 구성된 입력부를 포함한다.
에너지 관리 시스템(100)과 함께 사용하기에 적합한 스마트 스위치는 캘리포니아주 페탈루마의 Enphase Energy, Inc.로부터 입수 가능한 ENPOWER® 계열의 스마트 스위치들일 수 있다. 스마트 스위치(110)는 벽 장착 브래킷을 사용하여 설치될 수 있으며, 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 국가 및 지역 전기 코드들 및 표준들에 따라 설치될 수 있다.
도 3은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템(100)에 의해 지원되는 백업 구성의 도면이다. 에너지 관리 시스템(100)은 예를 들어 PV(106) 회로가 80A 이상일 때, 서브-패널(300)에 연결된 컴바이너(107) 및 서비스 엔트런스에서, 다른 부하들(111)(예를 들면, 비-임계/비-필수 부하들)에 연결된 메인 부하 패널(104)이 있는 부하들(103)(예를 들어, 임계 또는 백업 부하들)에 대한 서브패널(300) 백업을 사용하는 부분적인 홈 백업을 위해 구성될 수 있다. 컴바이너(106) 연결을 위해 에너지 관리 시스템(100)의 스마트 스위치(110)에서 이용 가능한 공간은 비워 둘 수 있다.
도 4는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 에너지 관리 시스템(100)에 의해 지원되는 백업 구성의 도면이다. 에너지 관리 시스템(100)은 예를 들어 PV(106) 회로 및 스토리지 시스템(108)이 80A 미만일 때, 에너지 관리 시스템(100)의 스마트 스위치(110)에 연결된 컴바이너(107)와 서비스 엔트런스에서의 메인 부하 패널(104)이 있는 서브패널(300)(예를 들면, 임계 부하들) 백업을 사용하는 부분적인 홈 백업을 위해 구성될 수 있다.
적어도 일부 실시예들에 따르면, 에너지 관리 시스템(100)이 전체 백업을 위해 구성될 경우, PV(106) 및 스토리지 시스템(108)이 메인 부하 패널(104)의 유틸리티 측에 있는 스마트 스위치(110)에 연결되기 때문에, 메인 부하 패널(104) 업그레이드가 필요하지 않으며, 메인 부하 패널(104)은 PV(106)와 스토리지 시스템(108)을 연결하기 전에 메인 부하 패널(104)을 보호하던 메인 부하 패널(104) 메인 차단기에 의해 보호된다(예를 들면, 120% 규칙 위반 없음). 유사하게, 에너지 관리 시스템(100)이 부분 백업을 위해 구성될 경우, 메인 부하 패널(104)의 유틸리티 차단기를 축소함으로써, 메인 부하 패널 업그레이드도 피할 수 있다. 예를 들어, 200A 메인 부하 패널의 경우, 200A 차단기를 150A로 축소하면, 메인 부하 패널 업그레이드 없이도 PV(106) 및 스토리지 시스템(108) 용량을 90A로 사용할 수 있다. 또한, 에너지 관리 시스템(100)이 전력 제어 시스템들에 대한 UL CRD(Certificate Requirements Decision) 1741을 준수하므로, 메인 부하 패널 업그레이드도 피할 수 있다.
도 5는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 스마트 스위치(110)의 다양한 뷰들의 도면들을 포함한다. 스마트 스위치(110)는 안정적이고, 내구성 있는 NEMA 타입 3R 인클로저를 포함하며, 그리드(101)에 대한 안전한 제어 연결을 제공하고, 그리드(101) 정전을 자동으로 감지하여, 백업으로의 원활한 전환을 제공하도록 구성된다. 스마트 스위치(110)는 메인 부하 패널(104)(도 1)의 하나 이상의 부하들(103) 또는 서비스 엔트런스 측에 연결될 수 있고, 하나 이상의 장착 표면들에 대한 장착을 지원하고, 바닥, 바닥 좌측 및/또는 바닥 우측으로부터의 도관 진입을 지원하고, 전체 홈, 부분 홈 백업 및 서브패널 백업을 지원하기 위해 센터링된 장착 브래킷들을 포함할 수 있으며, 최대 200A 메인 차단기 지원을 제공할 수 있고, 분할 위상(split phase) 120/240V 백업 작동을 위한 중립 형성 변압기를 포함할 수 있다. 스마트 스위치(110)는 PV(106) 및 스토리지 시스템(108) 설치들의 그리드 독립 능력들을 간소화한다. 스마트 스위치(110)는 약 19.7 인치의 폭 및 약 36 인치의 높이를 갖는 전방 커버(front cover)(501)를 갖는 하우징(500)을 포함할 수 있다. 스마트 스위치(110)는 약 18.8 인치의 폭, 약 33.8 인치의 높이, 약 7.2 인치의 깊이를 갖는 메인 인클로저(502)를 포함할 수 있으며, 인클로저(502)의 후방면(504)에서 전방 커버(501)의 전방면(503)까지의 거리는 약 9.7 인치이다.
위에서 언급한 바와 같이, 스마트 스위치(110)는 MID이다(예를 들어, NEC 705에 따라). 스마트 스위치(110)는 백업을 위해 현재 용량을 연결 해제하는 100A, 150A 또는 200A로 구성될 수 있다. 스마트 스위치(110)는 유틸리티 그리드 정전 시 백업으로의 원활한 전환을 제공할 수 있으며, 백업에서 120V/240V 부하들을 지원하고, 단상 AC 결합 배터리, 3상 AC 결합 배터리, 컴바이너(107), 백업 부하 패널의 상호 연결을 지원하고, 전체 홈 및 서브패널 백업을 지원하기 위한 자동 변압기를 포함할 수 있고, 실내 및 실외 설치들을 위한 NEMA-3R 인클로저를 포함할 수 있으며, 2.4GHz 및 900MHz 무선 통신을 지원할 수 있고, 발전기 통합을 지원할 수 있다.
도 6은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 스마트 스위치(110)에 대한 회로 차단기 설치, 메인 차단기 위치의 러그들, 및 메인 차단기 위치에 설치된 차단기의 도면들을 포함한다. 스마트 스위치(110)는 스마트 스위치(110)의 전기 컴포넌트들을 지지하고 메인 차단기(602)(예를 들어, 200A)를 노출시키도록 구성되는 후방면(600)을 포함한다. 메인 차단기(602)는 메인 차단기(602)가 연결되는 연결 영역(606)을 포함하는 메인 러그 하우징(604)에 연결된다. 메인 러그 하우징(604)은 후방면(600)에 지지된다. 메인 차단기(602)는 스위치(608) 및 대응하는 와이어들(미도시)을 수용하도록 구성된 2개의 전기 연결 영역(610)을 포함한다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 스마트 스위치(110)의 전기적 세부 사항을 포함하는 전기 패널(700)의 도면들이다. 도 7a는 스마트 스위치(110)의 전기 패널(700)을 부분적으로 덮는 후방 커버(702)를 도시한 것이다. 후방 커버(702)는 제어 PCBA(706)(도 7b) 및 자동 변압기(미도시)를 덮는 도어(704)를 포함한다. 후방 커버(702)는 하나 이상의 차단기, 이튼(eaton) 차단기, 계전기, MID 계전기, 커넥터, 버스 바, 및 전기 패널(700)의 다른 전기 컴포넌트가 연장되는 개구를 포함한다(도 7a). 예를 들어, 전기 패널(700)은 AC 컴바이너 차단기(708), 배터리 스토리지 시스템 차단기(710), 자동 변압기 차단기(712), 발전기 차단기(714), 메인 부하 차단기(602), 메인 계전기(716)(예를 들어, 200A), 서비스 연결 해제를 위한 메인 차단기(718), I/O 커넥터들(720), 및 컴바이너(107), 스토리지 시스템(108) 및 발전기(109)를 위한 하나 이상의 커넥터들(722)(도 7a 및 도 7c)을 포함할 수 있다. 전기 패널(700)의 배선은 스마트 스위치(110)로부터 에너지 관리 시스템(100)의 다양한 컴포넌트들(예를 들면, 컴바이너(107), 스토리지 시스템(108), 발전기(109) 등)로 또는 에너지 관리 시스템(100)에 연결된 컴포넌트들(예를 들어 메인 부하 패널(104))(도 7d)로 공급될 수 있다.
도 8은 에너지 관리 시스템(100)의 스마트 스위치(110)를 장착하는데 사용되는 벽 장착대(800)의 도면이고, 도 9는 스마트 스위치(110)의 브래킷(900)의 도면이며, 도 10은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따라, 장착 표면(1000)에 장착된 것으로 도시된 스마트 스위치(110)의 도면이다. 벽 장착대(800)는 복수의 애퍼처들(802)을 포함한다. 애퍼처들(802)은 벽 장착대(800)를 장착 표면(1000)에 장착하기 위해 관통하는 하나 이상의 패스너(fastener)들을 수용하도록 구성된다. 브래킷(900)은 스마트 스위치(110)의 후면 및 벽 장착대(800)에 연결되도록 구성된다. 예를 들어, 적어도 일부 실시예들에서, 브래킷(800)은 스마트 스위치(110)의 측면과 맞물리도록 구성된 복수의 전체적으로 L자 형상 록킹 탭들(902)을 포함한다. 설치 동안, 사용자는 브래킷(900)의 복수의 애퍼처들(904)을 벽 장착대(800)의 복수의 애퍼처들(802)에 맞춰 정렬하고, 애퍼처들(802, 904)을 통해 장착 표면(1000)(예를 들어 단일 스터드, 목재, 벽돌 또는 콘크리트 벽 등) 내에 하나 이상의 패스너들(예를 들어, 볼트, 나사 등, 미도시)을 박아넣는다. 다음으로, 사용자는 록킹 탭들(902)이 스마트 스위치(110)의 하우징(500)의 측면과 맞물릴 때까지 스마트 스위치(110)를 브래킷(900)에 눌러 스마트 스위치(110)를 브래킷(900)에 부착/연결할 수 있다.
도 11은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 게이트웨이(1100) 및 무선 통신 키트(1102)(예를 들어, 캘리포니아주 페탈루마의 Enphase Energy, Inc.에서 입수 가능한 ENSEMBLE® 계열의 통신 키트들)를 갖는 컴바이너(107)의 도면이다. 게이트웨이(1100)는 차단기(1108)를 통해 버스(1106)에 연결되고, 예를 들어 전력 조절기(power conditioner)들과 통신하는 게이트웨이 컨트롤러(1104)를 더 포함한다(예를 들어, PLC 및/또는 다른 타입의 유선 및/또는 무선 기술들을 통해). 게이트웨이 컨트롤러(1104)는 트랜시버, 지원 회로들, 및 메모리를 포함하며, 이들 각각은 CPU(미도시)에 연결된다. CPU는 하나 이상의 통상적으로 이용 가능한 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다. 대안적으로, CPU는 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 게이트웨이 컨트롤러(1104)는 명령 및 제어 신호들을 스토리지 시스템(108), 스마트 스위치(110), PV들(106), 및 하나 이상의 전력 조절기들에 전송하며 및/또는 스토리지 시스템(108), 스마트 스위치(110), PV들(106), 및 하나 이상의 전력 조절기들로부터 데이터(예를 들어, 상태 정보, 성능 데이터 등)를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 게이트웨이 컨트롤러(1104)는, 마스터 컨트롤러와 데이터(예를 들면, 성능 정보, 펌웨어 업데이트 등)를 송수신하기 위해, 무선 및/또는 유선 기술들에 의해, 통신 네트워크(예를 들어, 인터넷)를 통해 마스터 컨트롤러(예를 들어, 터셔리 컨트롤기(112))에 추가로 연결되는 게이트웨이일 수 있다.
게이트웨이(1110) 및 무선 키트(1102)(예를 들면, USB 동글)가 있는 컴바이너(107)는 최대 4개의 회로(태양광 및 스토리지)를 지원하도록 구성되며, 이튼 버스바를 사용하고 BR 차단기들을 필요로 하며, 태양광 분배 차단기들이 별도로 추가될 수 있고, 10A 게이트웨이 차단기를 포함하고, 게이트웨이 제어 및 통신을 포함하고 게이트웨이는 단일 스터드 장착용으로 구성되어, 설치를 단순화하고 인클로저의 측면, 바닥 및/또는 후면을 따라 도관 진입을 허용하며 2.4GHz 및 900MHz와 같은 무선 통신 키트용으로 구성된다.
주택은 일반적으로 특정 양의 리소스 부하들 및 유틸리티 연결기에 대한 연결을 위한 크기의 메인 부하 패널로 건축된다. 이러한 특정 양은 모든 설치에 있어서 메인 패널의 능력들을 초과하는 리소스 설치를 방지하는 NEC(National Electric Code) 섹션 705에 의해 결정된다. 기존 가정에 새로운 PV 또는 배터리 스토리지를 추가하면 메인 부하 패널에 연결된 총 리소스 양이 메인 부하 패널의 제한을 초과하는 상황이 발생할 수 있다. 전통적으로, 메인 부하 패널의 이러한 제한을 처리하는 두 가지 방법이 있었다: (1) PV 및 배터리 스토리지를 메인 부하 패널의 최대 한계까지만 설치하는 것(이것은 매우 제한적일 수 있다); 및 (2) 메인 부하 패널을 더 많은 PV 및 배터리 스토리지를 수용할 수 있는 더 큰 크기의 패널로 업그레이드하는 것(이것은 추가 비용을 발생시킬 수 있다).
따라서, 에너지 관리 시스템(100)은 메인 부하 패널 대신에 스마트 스위치(110)에 추가 PV 및 배터리 스토리지를 연결함으로써 메인 부하 패널 업그레이드에 대한 혁신적인 솔루션을 제공하며, 따라서 전체 홈 및 서브패널 백업 시스템들에 대한 메인 부하 패널 업그레이드를 피할 수 있다. 전체 홈 백업의 경우, 스마트 스위치(110)는 메인 부하 패널에 흐르는 전류의 양을 제한하는 과전류 보호 장치로 미터기(105)와 메인 부하 패널(104) 사이에 연결되며, 이에 따라 메인 부하 패널 업그레이드를 피하게 된다. 서브패널(300) 백업의 경우, 사용자는 705.12(D)(2)(3)(c)의 요구 사항들이 충족될 때까지 메인 부하 패널(104)로부터 서브패널(300)로 많은 부하 회로들을 이동할 수 있다.
예를 들어 자체 소모, 백업 없는 사용 시간 최적화를 위해, 파워 서플라이가 그리드 연계 모드에서 사용되는 경우, 스마트 스위치(110)는 필요하지 않을 수 있다.
그리드 정전들 동안 백업될 부하(103) 회로들은 에너지 관리 시스템(100)의 설치 동안 미리 선택될 수 있다. 사용자들이 서브패널(300) 백업을 선택하는 경우, 사용자들은 백업하기를 원하는 회로를 에너지 관리 시스템(100)의 설치 동안에 선택할 수 있다. 이 경우, 선택된 부하(103) 회로들만이 백업되며 다른 비-임계/비-필수 부하들(111)은 정전 동안 전원이 켜지지 않는다. 이러한 경우에 있어서, 사용자가 서브패널(300) 백업 옵션을 선택하면 메인 부하 패널의 차단기들을 수동으로 개방할 필요가 없다.
사용자가 전체 홈 백업 옵션을 선택하면, 주택의 모든 부하(103) 회로들이 백업된다. 사용자가 백업되는 부하(103) 회로들을 정전 동안에 제한하기를 원하는 경우, 사용자는 이러한 특정 부하들을 사용하지 않거나 특정 부하(103) 회로들의 차단기들을 수동으로 개방할 필요가 있다.
에너지 관리 시스템(100)이 백업 시스템으로서 구성된 경우, 에너지 관리 시스템(100)의 스마트 스위치(110)를 그리드(101)에서 연결 해제해도 예를 들어, 에너지 관리 시스템(100)이 정전 동안 주택에 대한 전력을 제공하기 때문에 주택에 대한 전력이 턴 오프되지 않는다. 단상 AC 결합 배터리 및 3상 AC 결합 배터리는 에너지 관리 시스템(100)의 그리드 형성 요소이며, 구내의 전원을 차단하기 위해서는 이들이 에너지 관리 시스템(100)에서 격리되거나 셧 다운되어야 한다.
에너지 관리 시스템(100)의 전원을 차단하기 위해서는 스마트 스위치(110) 내부의 모든 차단기들을 개방해야 한다. 스마트 스위치(110) 내부의 메인 차단기(602)를 개방함으로써, 에너지 관리 시스템(100)은 셧 다운될 것이다.
일부 AHJ(authorities having jurisdiction)들은 추가적인 기계적 연결 해제를 기대한다. 따라서, 설치자들은 PV들 및 배터리 스토리지 시스템들 설치에 대한 특정 현지 규정 요구 사항들을 이해하고 이를 완전히 준수하도록 에너지 관리 시스템(100)을 설계해야 한다.
적어도 일부 실시예들에서, 위에서 언급된 바와 같이, 에너지 관리 시스템(100)은 3상 응용들을 위해 구성될 수 있다.
적어도 일부 실시예들에서는, 하드웨어 및 소프트웨어 능력을 포함하는 발전기(예를 들어, 발전기(109))가 에너지 관리 시스템(100)에 통합될 수 있다.
도 12는 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 단상 AC 결합 배터리(1200) 및 3상 AC 결합 배터리(1202)의 도면이다. 단상 AC 결합 배터리(1200) 및 3상 AC 결합 배터리(1202)는 스토리지 시스템(108)의 일부일 수 있다.
스토리지 시스템(108)은 TOU(time-of-use) 및 백업 능력을 갖는 모듈식 AC 결합 배터리 스토리지 시스템일 수 있다. 에너지 관리 시스템(100)과 함께 사용하기에 적합한 일 타입의 스토리지 시스템은 캘리포니아주 페탈루마의 Enphase Energy, Inc.로부터 입수 가능한 ENCHARGE 3® 및 ENCHARGE 10® 계열의 스토리지 시스템이다. 스토리지 시스템은 단상 AC 결합 배터리(1200)(예를 들면, 3.36 kWh 용량 및 1.28 kVA 정격 연속 출력 전력) 또는 3상 AC 결합 배터리(1202)(예를 들면, 10.08 kWh 및 3.84 kVA 정격 연속 출력 전력)를 포함할 수 있다. 내부적으로, 3상 AC 결합 배터리(1202)는 3개의 단상 AC 결합 배터리(1200) 베이스 유닛들을 갖는다. 적어도 일부 실시예들에서, 이러한 모듈성(modularity)은 사용자가 필요한 만큼 많은 단상 AC 결합 배터리(1200) 베이스 유닛들을 설치하고 필요에 따라 더 많은 단상 AC 결합 배터리(1200) 베이스 유닛들을 추가할 수 있게 하여, 시스템이 원활하게 기능하도록 한다. 최소 AC 전력 공급이 3.36 kWh이며, 스토리지 시스템은 모듈식으로서 확장 가능한 스토리지 제품이기 때문에, 사용자는 자신이 원하는 어플라이언스들에 전력을 공급하기 위해 필요한 만큼의 스토리지 시스템을 설치할 수 있다(최대 12개의 단상 AC 결합 배터리(1200) 또는 4개의 3상 AC 결합 배터리(1202)).
적어도 일부 실시예들에서, 적어도 4개의 3상 AC 결합 배터리(1202) 또는 12개의 단상 AC 결합 배터리(예를 들어, 40 kWh까지 추가)가 스마트 스위치(110)에 연결될 수 있다. 또한, 최대 2개의 3상 AC 결합 배터리(1202)가 데이지 체인 방식으로(daisy chained) 연결되어 스마트 스위치(110)에 직접 연결될 수 있다. 더 많은 유닛들의 경우, 회로들을 결합하여 스마트 스위치(110)에 연결하기 위해 외부 서브 패널(미도시)이 필요할 수도 있다. 사용 가능한 에너지 용량이 10.08 kWh인 3상 AC 결합 배터리(1202)에 있어서, 3.36 kWh 베이스 유닛 하나에 장애가 발생하는 경우, 스토리지 시스템(108)은 계속해서 작동하면서 나머지 베이스 유닛들에 백업 전력을 제공한다.
각각의 단상 AC 결합 배터리(1200)는 4개의 통합 마이크로인버터들(1206), LFP 배터리 셀들, 및 배터리 관리 유닛(BMU)(미도시)을 포함한다. 따라서, 하나의 마이크로인버터에 장애가 발생하더라도(스토리지 시스템(108)의 DPPM 값이 1000 미만임), 스토리지 시스템(108)은 계속해서 작동하면서 나머지 마이크로인버터들에 백업을 제공하게 된다. 결함이 있는 마이크로인버터가 쉽게 교체될 수 있다.
단상 AC 결합 배터리(1200)는 3: 3.36 kWh/1.28 kW 작동을 위해 구성될 수 있고, 약 45.3kg(100 lbs)의 무게를 가질 수 있으며, 약 26.1" x14.4" x 12.5" (HxLxD)의 치수들을 가질 수 있다. 3상 AC 결합 배터리(1202)는 10.08 kWh/3.84 kW 작동을 위해 구성될 수 있고, 약 3x45.3kg(136kg, 300 lbs)의 무게를 가질 수 있으며, 약 26.1" x14.4" x 12.5"(HxLxD)의 치수들을 가질 수 있다. 단상 AC 결합 배터리(1200) 및 3상 AC 결합 배터리(1202)는 통합 PV 마이크로들과 AC 결합될 수 있으며, 백업 작동 및 블랙 스타트(예를 들면, 전력 없음)를 지원할 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 단상 AC 결합 배터리(1200) 및 3상 AC 결합 배터리(1202)는 리튬 철 포스페이트(lithium ferrous phosphate, LFP) 타입일 수 있고, 수동 냉각을 위해 구성될 수 있고, 실내 및 /또는 실외 설치들을 위해 구성될 수 있으며, 무선 통신(예를 들면, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth 등)을 위해 구성될 수 있고, 또한 모듈식 및 확장 가능한 전력 및 에너지 등급으로 구성될 수 있다.
에너지 관리 시스템(100)의 스토리지 시스템(108)의 모든 AC 아키텍처 및 LFP 화학으로, 에너지 관리 시스템(108)은 안전하고 비용 효율적인 홈 에너지 관리 시스템을 제공한다. 스토리지 시스템(108) 내에 존재하는 마이크로인버터들은 유틸리티 그리드가 다운될 때 사용자의 가정에 그리드를 형성한다.
단상 AC 결합 배터리(1200) 및 3상 AC 결합 배터리(1202) 각각은 240 V의 AC 입/출력, 및 5.3 A의 AC 최대 계속 입/출력 전류, 60 Hz의 작동 주파수, 조정 가능한 약 -0.85 내지 약 +0.85의 출력 전력 팩터, 1.28 kVA의 AC 최대 계속 입/출력 전력, 최대 단락 전류 23.2 Arms 3 사이클, 단상 240 V, 3.36 k Wh의 최대 에너지 출력, 약 -15℃ 내지 약 +55℃의 주변 작동 온도를 가질 수 있으며, 최대 20 A의 전용 분기 회로에 연결될 수 있다.
스토리지 시스템의 수동 냉각 기능은 움직이는 부품(예를 들면, 기계 팬, 냉각수 등)의 존재를 제거하여, 스토리지 시스템이 고장날 가능성을 감소시킨다. 예를 들어, 수동 냉각은 자연 대류(natural convention)를 이용하여 단상 AC 결합 배터리(1200) 및 3상 AC 결합 배터리(1202)를 냉각시킨다.
기존 시스템과 비교할 때 에너지 관리 시스템(100)의 단상 AC 결합 배터리(1200) 및 3상 AC 결합 배터리(1202)의 몇 가지 장점은 다음과 같다: a) 최대 5.7 kWac의 PV(photovoltaic)를 백업용 3상 AC 결합 배터리 1개와 페어링할 수 있으며, 페어링된 PV의 크기가 이 값보다 크면 추가 배터리를 설치할 수 있고; b) 단상 AC 결합 배터리는 PV 자체 소모, PV 비방출 및 기타 그리드 연계 응용들에 사용할 수 있고; c) 단상 AC 결합 배터리는 백업 시스템에서 3상 AC 결합 배터리를 보강하고 3상 AC 결합 배터리 한계를 넘어 PV와 페어링하는데 필요한 추가 단상 AC 결합 배터리를 제공하는데 사용될 수도 있으며; d) 각 단상 AC 결합 배터리는 크기가 1.9 kWac 미만인 소형 PV 시스템의 백업을 가능하게 하는데 사용될 수 있고, 더 큰 PV 시스템 크기를 위해 더 많은 단상 AC 결합 배터리 또는 3상 AC 결합 배터리가 추가될 수 있고; e) 각 단상 AC 결합 배터리를 사용하여 백업을 위해 최대 1.9 kWac의 PV를 지원할 수 있고; f) 고신뢰성 PV 마이크로를 포함하는 신뢰성, 분산 AC 아키텍처 대 스트링 인버터용 단일 장애 지점, DC 결합 솔루션, 수동 냉각(움직이는 부품, 팬 및 고장률이 높은 펌프 없음), 유연한 PV 및 신규 및 개조 설치를 위한 스토리지 솔루션을 포함하는 확장성을 제공하고; g) 3.36kWh/1.28kW 증분 배터리 스토리지 및 AC 결합으로 향후의 용이한 확장 가능성을 제공하고; h) 간단하고 쉬운 설계 및 설치, 통합 제어, 백업으로의 원활한 전환, 무선 통신을 포함하는 스마트성을 제공하며; 또한 i) AC 전압의 안전성, LFP 셀의 안전성 및 배터리 스토리지에 대한 안전성을 포함하는 안전성(예를 들면, UN38.3, UL1973, UL1998, UL991, 9540, 9540A)을 제공한다.
도 13은 본 개시의 적어도 일부 실시예들에 따른, 클라우드 인터페이스의 도면이다. 스크린샷(1300)에 의해 도시된 바와 같이, 클라우드 인터페이스는 그리드 연결 상태 및 제어와 함께 실시간 전력 흐름을 제공하고, 다양한 사용 케이스들(예를 들면, 자체 소모 또는 TOU(time-of-use) 또는 백업-전용 모드)에 최적화하기 위한 다양한 구성 가능한 배터리 프로파일을 제공하며, 또한 스토리지 + PV 크기 조정을 위한 주택 소유자 시스템 추정 도구를 제공한다.
적어도 일부 실시예들에서, 에너지 관리 시스템(100)은 키트로 제공될 수 있다. 예를 들어, 그리드에 의존하지 않는 에너지 관리 시스템(100)의 경우, 키트는 단상 AC 결합 배터리, 3상 AC 결합 배터리, 스마트 스위치(110) 및 무선 통신 키트(1102)를 포함할 수 있다. 또한, 파워 서플라이의 공급 측 및 부하 측 연결을 위한 두 개의 메인 차단기와, PV(106) 및 배터리 스토리지 시스템(110) 연결을 위한 회로 차단기들이 제공될 수 있다.
상기에 추가하여, 에너지 관리 시스템(100)은 백업(오프-그리드) 기능이 있는 배터리 스토리지, 예를 들어, 3.36 kWh 및 10.08 kWh 제품을 제공하고, 끊김 없는 전송(예를 들어, <100ms)으로 백업을 지원하며, 기존 PV 마이크로 설치와의 호환성을 제공한다(예를 들면, 캘리포니아주 페탈루마의 Enphase Energy, Inc.로부터 입수 가능한 IQ6 및 IQ7 계열의 PV 마이크로인버터들). 예를 들어, 에너지 관리 시스템(100)은 PV 신규 설치, PV 개조, 최대 200A의 전체 주택 백업 작동, 최대 200A의 서브패널 백업 작동, 그리드 연계 작동: TOU, 자체 소모 및/또는 데일리 사이클링, PV 없는 독립 실행형 설치를 위해 구성된다.
적어도 일부 실시예들에서는, 부분 백업을 위한 에너지 관리 시스템(100)이 상이한 유틸리티 차단기 다운그레이드들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 200A 메인 패널 버스바(예를 들면, 120% 용량이면 240A)의 경우, 200A 유틸리티 차단기에 대한 차단기 다운그레이드는 PV 및 스토리지에 사용할 수 있는 240A-200A = 40A 총 용량을 사용하여 계산될 수 있고, 150A 유틸리티 차단기에 대한 차단기 다운그레이드는 PV 및 스토리지에 사용할 수 있는 240A-150A = 90A 총 용량을 사용하여 계산될 수 있다. 유틸리티 차단기 다운그레이드를 결정하기 위해 다른 계산들이 사용될 수도 있다.
본 개시에 따르면, 에너지 관리 시스템(100)은 (예를 들어, NEC 201, 690.12(C)에 의해 제공되는 가이드라인에 따르는) 신속한 셧 다운을 위해 구성될 수 있다.
전술한 내용이 본 개시의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시의 다른 및 추가 실시예들이 고안될 수 있으며, 그 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 에너지 관리 시스템으로서,
    서비스 엔트런스(service entrance)의 미터기 또는 메인 부하 패널 중 하나에 연결하도록 구성되는 입력부를 포함하는 스마트 스위치;
    상기 스마트 스위치에 연결되는 스토리지 시스템; 및
    상기 스마트 스위치 또는 상기 메인 부하 패널 중 하나와 하나 이상의 PV(photovoltaic)들에 연결되는 컴바이너
    를 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 인터커넥션 장비를 단일 인클로저 내에 통합하도록 구성되며, 또한 상기 하나 이상의 PV들, 상기 스토리지 시스템 및 상기 스마트 스위치에 연결하도록 구성된 발전기 중 적어도 하나를 위한 입력 회로들을 포함하는 사전 배선된(pre-wired) 솔루션을 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템은 키트로 구성되며, 또한
    상기 스마트 스위치;
    단상(single-phase) AC 결합 배터리 또는 3상(three-phase) AC 결합 배터리 중 적어도 하나를 포함하는 스토리지 시스템을 포함하고; 또한
    상기 컴바이너는 약 2.4GHz 및 900MHz의 주파수를 통해 전송하는 무선 통신 키트를 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치, 상기 스토리지 시스템 및 상기 컴바이너는 AC 전력 와이어를 통해 연결되며, 상기 하나 이상의 PV들은 상기 AC 전력 와이어를 통한 PLC(power line communication)를 통해 상기 컴바이너와 통신하고, 상기 스토리지 시스템, 상기 컴바이너 및 상기 스마트 스위치는 무선 연결을 사용하여 게이트웨이를 통해 서로 통신하는, 에너지 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 상기 서비스 엔트런스에서 그리드에 연결되고, 그리드 정전을 자동으로 감지하고, 백업으로 전환하도록 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 하나 이상의 부하들에 연결되도록 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 하나 이상의 장착 표면들에 대한 장착을 지원하는 센터링된 장착(centered mounting) 브래킷들을 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 바닥, 바닥 좌측 또는 바닥 우측으로부터의 도관 진입을 지원하도록 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 전체 홈 백업(whole home backup), 부분 홈 백업(partial home backup) 및 서브패널 백업(subpanel backup) 중 하나를 지원하도록 구성되고, 상기 스마트 스위치는 최대 200 A 메인 차단기 지원을 제공할 수 있도록 구성되며, 분할상(split phase) 120/240V 백업 작동을 위한 중립 형성(neutral-forming) 변압기를 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 하나 이상의 부하들의 부하 불균형을 관리하도록 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    제 2 스마트 스위치를 더 포함하며, 각각의 상기 스마트 스위치 및 상기 제 2 스마트 스위치는 대응하는 200 A 메인 부하 패널들에 연결되도록 구성되고, 각각의 상기 스마트 스위치 및 상기 제 2 스마트 스위치는 대응하는 통신 게이트웨이들을 포함하며 백업 모드에서 독립된 시스템들로서 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템은 3상 응용들을 위해 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템은 단상 응용들을 위해 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    하드웨어 및 소프트웨어 능력을 포함하는 발전기를 더 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 시스템은 상기 스마트 스위치에 연결된 적어도 4개의 3상 AC 결합 배터리들 또는 12개의 단상 AC 결합 배터리들 중 하나를 포함하며, 상기 4개의 3상 AC 결합 배터리들 또는 상기 12개의 단상 AC 결합 배터리들은 최대 40 kWh를 제공하는, 에너지 관리 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 시스템은 서로 데이지 체인 방식으로(daisy chained) 연결되어 상기 스마트 스위치에 연결되는 2개의 3상 AC 결합 배터리들을 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 시스템은 10.08 kWh의 가용 에너지 용량을 갖는 3상 AC 결합 배터리를 포함하고, 상기 3상 AC 결합 배터리는 그 각각이 3.36 kWh의 가용 에너지 용량을 갖는 3개의 단일 AC 결합 배터리 베이스 유닛들을 포함하며, 또한 상기 단일 AC 결합 배터리 베이스 유닛들 중 하나에 장애가 발생하면, 상기 스토리지 시스템은 나머지 AC 결합 배터리 베이스 유닛들에 백업 전력을 계속 제공하도록 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 시스템은 4개의 통합 마이크로인버터들, 리튬 철 포스페이트(lithium ferrous phosphate, LFP) 배터리 셀들, 및 배터리 관리 유닛을 포함하며, 상기 4개의 통합 마이크로인버터들 중 하나의 통합 마이크로인버터에 장애가 발생하면, 상기 스토리지 시스템이 계속 작동하여 나머지 마이크로인버터들에 백업을 제공하도록 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 스위치는 메인 차단기를 포함하는 복수의 차단기들을 포함하고, 상기 스마트 스위치는 상기 에너지 관리 시스템의 전원을 차단하기 위해 상기 복수의 차단기들을 개방해야하는 것으로 구성되고, 상기 메인 차단기를 개방하는 것에 의해 상기 에너지 관리 시스템이 셧 다운되도록 구성되는, 에너지 관리 시스템.
  20. 에너지 관리 시스템으로서,
    서비스 엔트런스의 미터기 또는 메인 부하 패널 중 하나에 연결하도록 구성되는 입력부를 포함하는 스마트 스위치 - 상기 스마트 스위치는 전체 홈 백업, 부분 홈 백업 및 서브패널 백업 중 하나를 지원하도록 구성됨 -;
    상기 스마트 스위치에 연결되는 스토리지 시스템 - 상기 스토리지 시스템은 상기 스마트 스위치에 연결되는 3상 AC 결합 배터리 또는 단상 AC 결합 배터리 중 하나를 포함함 - ; 및
    상기 스마트 스위치 또는 상기 메인 부하 패널 중 하나와 하나 이상의 PV(photovoltaic)들에 연결되는 컴바이너
    를 포함하는, 에너지 관리 시스템.
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