KR20220105033A - 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치 - Google Patents

태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220105033A
KR20220105033A KR1020210007573A KR20210007573A KR20220105033A KR 20220105033 A KR20220105033 A KR 20220105033A KR 1020210007573 A KR1020210007573 A KR 1020210007573A KR 20210007573 A KR20210007573 A KR 20210007573A KR 20220105033 A KR20220105033 A KR 20220105033A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
converter
power
load
solar energy
Prior art date
Application number
KR1020210007573A
Other languages
English (en)
Inventor
강대찬
Original Assignee
주식회사 비에스에너지
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 주식회사 비에스에너지 filed Critical 주식회사 비에스에너지
Priority to KR1020210007573A priority Critical patent/KR20220105033A/ko
Publication of KR20220105033A publication Critical patent/KR20220105033A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치이 개시된다. 본 발명에 따른 태양광 에너지 저장장치는, 태양광 에너지의 최대전력점을 추종하는 부스트 컨버터; 부스트 컨버터를 통해 출력되는 태양전지 개방전압에 대하여 링크 커패시터와 배터리를 직렬로 연결하여 배터리의 충전 및 방전을 수행하는 DC-DC 컨버터; 및 DC-DC 컨버터의 출력을 DC-AC 변환하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치{Method and device for efficient storage of solar energy}
본 발명은 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리의 내압을 감소하여 상대적으로 적은 배터리 셀을 필요로하며, 그에 따라 배터리 셀 전압 평형을 위한 회로의 부담을 줄일 수 있는 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 환경 오염과 화석 연료 고갈의 심각한 문제 때문에, 태양광은 신재생 에너지로써 각광받고 있으며, 그에 따른 각 분야의 기술개발이 활발하게 진행되고 있다.
태양광, 연료전지와 같은 분산형 전원은 수용가에 밀접한 설치가 가능하며, 특히 태양광 발전 시스템 중 모듈형 태양광 시스템은 적은 설치비용과 설치지역 조건의 영향이 적은 장점을 가지고 있어 분산형 전원으로 계통과 연결되면 송배전에 따른 전력손실을 줄일 수 있다.
또한, 태양광 모듈의 전압-전류 곡선은 비선형적인 특성을 지니기 때문에 최대전력에서 발전할 수 있도록 하기 위한 최대전력 지점 추종제어(MPPT: Maximum Power Point Tracking) 기술이 필요하다.
일반적으로 태양광 모듈은 낮은 전압특성을 지니므로 계통으로 전력을 전달하기 위해 고승압 절연형 DC-DC 컨버터가 요구된다. 일반적으로 고승압 절연형 DC-DC 컨버터로서, 능동-브릿지 컨버터(Active-Bridge Converter), 하프-브릿지 컨버터(Half-Bridge Converter), 능동-클램프 컨버터(Active-Clamped Converter) 등의 설계기술이 이용된다.
능동-브릿지 컨버터의 경우, 1차측 스위치가 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching)으로 스위칭 전력손실(Switching Power Loss)이 줄어드는 장점을 지닌다. 그러나, 2차측 다이오드는 역회복 전류(Reverse Recovery Current)로 인해 높은 스위칭 전력손실을 갖는다.
하프-브릿지 컨버터의 경우, 배전압 정류기(Voltage Doubler Rectifier) 회로가 사용되어 2차측 다이오드의 역회복 전류문제가 해결된다. 하지만, 추가적인 반파정류(Half Wave Rectifier) 회로가 필요하며, 이로 인해 추가적인 스위칭 손실 및 도통 손실이 증가된다.
능동-클램프 컨버터의 경우, 1차측 스위치의 전압 스트레스가 일정 전압으로 유지되며, 공진형 배전압 정류(Resonant Voltage Doubler Rectifier) 회로를 2차측에 이용함으로써 출력 다이오드의 역회복 전류문제를 해결한다. 그러나, 입력전압이 증가될수록 1차측 스위치의 전압 스트레스가 높아지며, 이로 인해 컨버터의 추가적인 전력손실 및 열 문제가 유발된다.
한편, 에너지 저장장치(BESS: Battary Energy Storage System)를 갖는 계통 연계형 태양광 발전시스템은 태양광 에너지원을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 구조로서 피크 부하시 부족한 전력을 배터리에서 공급할 수 있을 뿐만 아니라 정전시 배터리의 에너지를 이용하여 부하여 전력을 공급할 수 있는 UPS(Uninterrupted Power Supply) 기능도 수행할 수 있다.
그런데, 에너지 저장장치를 갖는 일반적인 계통 연계형 태양광 발전시스템은 링크 커패시터 대신 배터리를 직접 연결하는 발전 시스템이 존재하지만 이러한 구조는 높은 배터리 전압을 만들기 위해 다수의 배터리 셀이 필요할 뿐만 아니라, 각 배터리 셀 전압의 평형을 위한 다수의 회로(Charge Equalization Converter)가 요구된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 배터리의 내압을 감소하여 상대적으로 적은 배터리 셀을 필요로하며, 그에 따라 배터리 셀 전압 평형을 위한 회로의 부담을 줄일 수 있는 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장장치는, 태양광 에너지의 최대전력점을 추종하는 부스트 컨버터; 상기 부스트 컨버터를 통해 출력되는 태양전지 개방전압에 대하여 링크 커패시터와 배터리를 직렬로 연결하여 상기 배터리의 충전 및 방전을 수행하는 DC-DC 컨버터; 및 상기 DC-DC 컨버터의 출력을 DC-AC 변환하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 불가능한 경우, 일정 전류로 상기 배터리를 충전한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 계통 및 부하로 전달한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 가능한 경우, 상기 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 부하에 부족한 전력을 충당한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 불가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 부하로 전달하며, 부족한 전력은 계통측으로부터 공급받는다.
상기 DC-DC 컨버터는, 정전이며 상기 배터리의 상태가 방전이 가능한 경우에 상기 인버터는 전압원 인버터로 동작하며, 상기 DC-DC 컨버터는 정전압, 전류제어 동작을 이용하여 부하측에 요구하는 전력을 공급한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장방법은, 태양광 에너지 저장장치에 의해 수행되는 태양광 에너지 저장방법에 있어서, 태양광 에너지의 최대전력점을 추종하는 단계; 상기 추종단계를 통해 출력되는 태양전지 개방전압에 대하여 링크 커패시터와 배터리를 직렬로 연결한 DC-DC 컨버터가 상기 배터리의 충전 및 방전을 수행하는 단계; 및 상기 DC-DC 컨버터의 출력을 DC-AC 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 불가능한 경우, 일정 전류로 상기 배터리를 충전한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 계통 및 부하로 전달한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 가능한 경우, 상기 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 부하에 부족한 전력을 충당한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전 상태가 방전이 불가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 부하로 전달하며, 부족한 전력은 계통측으로부터 공급받는다.
상기 DC-DC 컨버터는, 정전이며 상기 배터리의 상태가 방전이 가능한 경우에 상기 인버터는 전압원 인버터로 동작하며, 상기 DC-DC 컨버터는 정전압, 전류제어 동작을 이용하여 부하측에 요구하는 전력을 공급한다.
본 발명에 따르면, 배터리의 내압을 감소하여 상대적으로 적은 배터리 셀을 필요로하게 되며, 그에 따라 배터리 셀 전압 평형을 위한 회로의 부담을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장장치의 회로의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 평균전류를 출력하는 회로구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 정전압, 전류 제어를 위한 회로구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장장치(100)는 부스트 컨버터(110), DC-DC 컨버터(120) 및 인버터(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 태양광 에너지 저장장치(100)는 도 2에 도시한 바와 같은 회로로 구성될 수 있다. 그러나, 태양광 에너지 저장장치(100)의 회로구성은 도시한 회로에 한정되는 것은 아니며 다양하게 변형된 회로로 구성될 수도 있다.
부스트 컨버터(110)는 태양광 에너지의 최대전력점을 추종한다.
DC-DC 컨버터(120)는 부스트 컨버터(110)를 통해 출력되는 태양전지 개방전압에 대하여 링크 커패시터와 배터리를 직렬로 연결하여 배터리의 충전 및 방전을 수행한다. 이때, DC-DC 컨버터(120)의 입력인 링크 전압은 링크 커패시터와 직렬로 배터리가 연결되기 때문에 배터리의 내압이 감소하게 되며, 이로 인해 상대적으로 적은 배터리 셀이 요구되고 배터리 셀 전압 평형을 위한 회로의 부담을 줄일 수 있다. 또한, 고주파 트랜스포머를 이용하여 입력과 출력단의 절연이 기능해지기 때문에 안전성을 확보할 수 있게 된다.
여기서, DC-DC 컨버터(120)는 평균전류 동작 및 정전압/전류 제어 동작의 두 가지 제어방식으로 구동될 수 있다. 이 경우, DC-DC 컨버터(120)는 도 3에 도시한 바와 같은 평균전류 동작을 위한 회로로 구성되거나, 도 3에 도시한 바와 같은 정전압/전류 제어동작을 위한 회로로 구성될 수 있다. 그러나, DC-DC 컨버터의 회로구성은 도 3 및 도 4에 도시한 회로구성에 한정되지 않으며, 다양하게 변형된 회로구성이 가능하다.
인버터(130)는 DC-DC 컨버터(120)의 출력을 DC-AC 변환한다.
DC-DC 컨버터(120)는 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 배터리의 충전상태가 방전이 불가능한 경우, 일정 전류로 배터리를 충전한다. 이때, 도 3에 나타낸 Iref는 음의 값을 갖게 되며, 그 크기만큼의 일정전류로 배터리를 충전하게 된다. DC-DC 컨버터(120)의 출력전압은 인버터(130)에 의해 제어된다.
또한, DC-DC 컨버터(120)는 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 계통 및 부하로 전달한다. 이 경우, DC-DC 컨버터(120)는 평균제어 동작을 수행하며, Iref는 0이 되고 그에 따라 트랜스포머의 1차측 전류의 평균은 0으로 제어된다. 이것은 태양광 모듈에서 발전된 전력이 모두 계통 및 부하로 전달되는 것을 의미한다.
또한, DC-DC 컨버터(120)는 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 배터리의 충전 상태가 방전이 가능한 경우, 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 부하에 부족한 전력을 충당한다. 이 조건은 피크로드 상황으로서 배터리의 에너지를 이용하여 부하에 부족한 전력을 충당시켜야 하므로, 전술한 경우와 마찬가지로 평균제어 동작을 이용하여 양의 값을 갖는 Iref를 발생시키고 그에 따라 배터리는 방전하게 된다.
또한, DC-DC 컨버터(120)는 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 배터리의 충전상태가 방전이 불가능한 경우, 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 부하로 전달하며, 부족한 전력은 계통측으로부터 공급받는다. 이 상황은 배터리에 저장된 에너지가 없어 더 이상 방전할 수 없는 상태로서 Iref는 0으로 바뀌게 된다. 따라서, 태양광에서 발전된 전력은 모두 부하로 전력전달이 이루어지고, 부족한 전력은 계통측으로부터 공급받게 된다.
또한, DC-DC 컨버터(120)는 정전이며 상기 배터리의 상태가 방전이 가능한 경우에 상기 인버터는 전압원 인버터로 동작하며, 상기 DC-DC 컨버터는 정전압, 전류제어 동작을 이용하여 부하측에 요구하는 전력을 공급한다. 이 상황은 계통측에 이상이 발생하여 정전이 발생한 상태이다. 이때, 인버터(130)는 전압원 인버터로 동작하고, DC-DC 컨버터(120)는 정전압/전류 제어 동작을 이용하여 부하측에서 요구하는 전력을 공급하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 태양광 에너지 저장방법은 도 1에 나타낸 태양광 에너지 저장장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 태양광 에너지 저장장치9100)는 태양광 에너지의 최대전력점을 추종하며(S110), 추종단계(S110)를 통해 출력되는 태양전지 개방전압에 대하여 링크 커패시터와 배터리를 직렬로 연결한 DC-DC 컨버터(120)가 배터리의 충전 및 방전을 수행한다(S120) 태양광 에너지 저장장치(100)는 DC-DC 컨버터(120)의 출력을 DC-AC 변환한다(S130)
이때, DC-DC 컨버터(120)는 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 배터리의 충전상태가 방전이 불가능한 경우, 일정 전류로 배터리를 충전한다.
또한, DC-DC 컨버터(120)는 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 계통 및 부하로 전달한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 배터리의 충전상태가 방전이 가능한 경우, 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 부하에 부족한 전력을 충당한다.
또한, DC-DC 컨버터(120)는 태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 배터리의 충전 상태가 방전이 불가능한 경우, 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 부하로 전달하며, 부족한 전력은 계통측으로부터 공급받는다.
또한, DC-DC 컨버터(120)는 정전이며 배터리의 상태가 방전이 가능한 경우에 인버터(130)는 전압원 인버터로 동작하며, DC-DC 컨버터(120)는 정전압, 전류제어 동작을 이용하여 부하측에 요구하는 전력을 공급한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 태양광 에너지의 최대전력점을 추종하는 부스트 컨버터;
    상기 부스트 컨버터를 통해 출력되는 태양전지 개방전압에 대하여 링크 커패시터와 배터리를 직렬로 연결하여 상기 배터리의 충전 및 방전을 수행하는 DC-DC 컨버터; 및
    상기 DC-DC 컨버터의 출력을 DC-AC 변환하는 인버터;
    상기 DC-DC 컨버터는,
    정전이며 상기 배터리의 상태가 방전이 가능한 경우에 상기 인버터는 전압원 인버터로 동작하며, 상기 DC-DC 컨버터는 정전압, 전류제어 동작을 이용하여 부하측에 요구하는 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 불가능한 경우, 일정 전류로 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 계통 및 부하로 전달하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 가능한 경우, 상기 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 부하에 부족한 전력을 충당하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 불가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 부하로 전달하며, 부족한 전력은 계통측으로부터 공급받는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장장치.
  6. 태양광 에너지 저장장치에 의해 수행되는 태양광 에너지 저장방법에 있어서,
    태양광 에너지의 최대전력점을 추종하는 단계;
    상기 추종단계를 통해 출력되는 태양전지 개방전압에 대하여 링크 커패시터와 배터리를 직렬로 연결한 DC-DC 컨버터가 상기 배터리의 충전 및 방전을 수행하는 단계; 및
    상기 DC-DC 컨버터의 출력을 DC-AC 변환하는 단계;
    상기 DC-DC 컨버터는,
    정전이며 상기 배터리의 상태가 방전이 가능한 경우에 인버터는 전압원 인버터로 동작하며, 상기 DC-DC 컨버터는 정전압, 전류제어 동작을 이용하여 부하측에 요구하는 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 불가능한 경우, 일정 전류로 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 크고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 계통 및 부하로 전달하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 가능한 경우, 상기 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 부하에 부족한 전력을 충당하는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    태양광 모듈에서 발전하는 전력이 부하에서 요구하는 전력보다 작고 상기 배터리의 충전상태가 방전이 불가능한 경우, 상기 태양광 모듈에서 발전된 전력을 모두 부하로 전달하며, 부족한 전력은 계통측으로부터 공급받는 것을 특징으로 하는 태양광 에너지 저장방법.
KR1020210007573A 2021-01-19 2021-01-19 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치 KR20220105033A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210007573A KR20220105033A (ko) 2021-01-19 2021-01-19 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210007573A KR20220105033A (ko) 2021-01-19 2021-01-19 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220105033A true KR20220105033A (ko) 2022-07-26

Family

ID=82609847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210007573A KR20220105033A (ko) 2021-01-19 2021-01-19 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220105033A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556927B1 (ko) * 2023-02-14 2023-07-20 주식회사 지구사랑 하이브리드 커패시터 충전방식의 리모컨

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556927B1 (ko) * 2023-02-14 2023-07-20 주식회사 지구사랑 하이브리드 커패시터 충전방식의 리모컨

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8575780B2 (en) Power storage apparatus, method of operating the same, and power storage system
US8941263B2 (en) Energy storage system and method of controlling the same
Lu et al. Photovoltaic-battery-powered DC bus system for common portable electronic devices
US8907522B2 (en) Grid-connected power storage system and method for controlling grid-connected power storage system
US20110140520A1 (en) Energy storage system and method of controlling the same
US7456519B2 (en) Power conversion system
Grainger et al. Power electronics for grid-scale energy storage
US20120043819A1 (en) Power storage system, method of controlling the same, and computer readable recording medium storing a program for executing the method
US10855197B2 (en) Power supply system
US10014687B2 (en) Grid-tied photovoltaic power generation system
Debnath et al. Transformer coupled multi-input two stage standalone solar photovoltaic scheme for rural areas
Chiu et al. Design and implementation of a high‐efficiency bidirectional DC‐DC Converter for DC micro‐grid system applications
KR20170026695A (ko) 하이브리드 에너지저장 시스템
KR20220105033A (ko) 태양광 에너지의 효율적인 저장방법 및 장치
KR20150085227A (ko) 에너지 저장 시스템 및 그의 제어 방법
JP2002354679A (ja) 電力変換装置及びそれを用いた電力供給システム
US20190013676A1 (en) Apparatus of Controlling Uninterruptible Power Supply for Grid
Vijayakumar et al. Compensation of voltage variations in distribution system by using DVR based separate energy storage devices
Bhunia et al. Voltage regulation of stand-alone photovoltaic system using boost SEPIC converter with battery storage system
KR20140013553A (ko) 하이브리드 발전 시스템
US20200259330A1 (en) Energy storage system with string balance function
KR101535978B1 (ko) 태양광 에너지 저장장치 및 그 저장방법
KR102053812B1 (ko) 하이브리드 배터리에 연결된 전력 변환 시스템을 제어하기 위한 방법 및 시스템
US20180323615A1 (en) Power conversion apparatus and method
US12113396B1 (en) Fuel cell powered ring bus architectures