KR20220108266A - Ess fire prevention case using integrated environment monitoring device and early fire extinguishing system for ess - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 에너지 저장장치(ESS) 화재예방 케이스 및 ESS 화재 조기소화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리를 감싸는 함체 또는 공간 내 운영 환경과 배터리 손상 여부를 감시하고 화재위험으로부터 ESS를 보호하며 ESS의 화재시 조기에 소화시킬 수 있는 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 에너지 저장장치(ESS) 화재예방 케이스 및 ESS 화재 조기소화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system (ESS) fire prevention case and an ESS fire early extinguishing system using an integrated environmental monitoring device. It is related to an energy storage system (ESS) fire prevention case and ESS fire early extinguishing system using an integrated environmental monitoring device that protects ESS from fire and can extinguish ESS fire early.
일반적으로 ESS(Energy Storage System)는 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해주는 저장장치를 말하며, 최근 들어서는 대규모 ESS 장치를 소형으로 구성하여 빌딩, 공장, 가정 등의 일반 수용가에서 정전 대비용 또는 피크 전력 감축용으로 사용하는 경우가 늘고 있다.In general, ESS (Energy Storage System) refers to a storage device that stores excess power in a power plant and transmits it when power is temporarily insufficient. It is increasingly being used for power outages or peak power reduction.
또한, 최근에는 전력 수급 불균형 등으로 인해 신재생에너지에 대한 관심이 급격하게 증가하면서, ESS를 통해 신재생에너지를 활용해 생산된 전기를 저장하고 필요한 시간대에 활용하도록 하는 기술에 대한 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.In addition, in recent years, as interest in new and renewable energy has rapidly increased due to imbalance in power supply and demand, the development of technology to store electricity produced by using renewable energy through ESS and use it at the required time continues. is being done
특히, 최근 들어 신축되는 공공건물에 대한 ESS의 설치가 의무화되고, 민간건물 등에도 에너지 절감 차원에서 ESS의 설치가 증가함에 따라 ESS 시장은 그 성장을 계속하고 있다.In particular, the ESS market continues to grow as the installation of ESS in newly built public buildings has become compulsory, and the installation of ESS in private buildings is increasing in order to save energy.
일반적인 ESS는 아래 특허문헌과 같은 ESS의 배터리 랙에 에너지를 저장하는 배터리, 배터리를 관리하는 BMS, 전력을 변환하는 PCS 등을 수용하도록 하고, 이러한 배터리 랙을 일정 공간에 수용하여 운용토록 하고 있다.A typical ESS accommodates a battery that stores energy, a BMS that manages the battery, and a PCS that converts power in the battery rack of the ESS as shown in the patent document below, and the battery rack is accommodated and operated in a certain space.
따라서, 다수의 배터리에서 발생하는 많은 양의 열에 의해 ESS시스템의 온도가 상승하게 되고, 특히 여름철에는 작은 과열에도 매우 높은 화재 위험성을 갖게 된다.Therefore, the temperature of the ESS system rises due to a large amount of heat generated by a plurality of batteries, and especially in summer, even a small overheating has a very high risk of fire.
최근 ESS 설비 화재가 끊이질 않고 있으며, 한번 화재 발생시에는 설비(배터리셀 부분)의 완전연소가 되기 전까지는 화재를 잡을 수가 없다.Recently, fires in ESS facilities do not stop, and once a fire occurs, it is impossible to catch a fire until the facility (battery cell part) is completely burned.
이는 충전된 전기에너지가 열로 발화하고 있어, 전기에너지에서 열에너지로 변환되면서 발생되는 화재에 제품을 구성한 원자재에 물리적 화재가 더 해짐으로써 화재가 한번 발생하게 되면 완전 연소전까지 화재의 지속성을 나타낸다.This is because the charged electric energy is ignited as heat, and physical fire is added to the raw materials constituting the product to the fire generated by converting electric energy to thermal energy.
이에 설비의 화재 전 대지 방전을 통해 배터리 열화상태 미연에 방지하고, 화재시에는 완전방전을 통해 물리적화재에 대해서만 소화 역할을 수행하므로 조기소화로 화재확산을 방지할 수 있는 방안이 필요하다.Therefore, it is necessary to prevent the battery deterioration state in advance by discharging the ground before the fire of the facility, and in case of a fire, only a physical fire is extinguished through complete discharge.
따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 배터리를 감싸는 함체 또는 공간 내 운영 환경과 배터리 손상 여부를 감시하고 화재위험으로부터 ESS를 보호하며 ESS의 화재시 조기에 소화시킬 수 있는 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 에너지 저장장치(ESS) 화재예방 케이스 및 ESS 화재 조기소화장치를 제공함을 하나의 목적으로 한다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problem, and it monitors the operating environment in the enclosure or space surrounding the battery and whether the battery is damaged, protects the ESS from fire risk, and an integrated environmental monitoring that can extinguish the ESS early in case of fire It has one purpose to provide an energy storage system (ESS) fire prevention case using the device and an ESS fire early extinguishing system.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be set forth below and will be learned by way of example of the present invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention may be realized by means and combinations indicated in the claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스는, 배터리 모듈을 감싸는 랙과, 상기 랙에 부착되어 휘발성 유기 화합물 가스를 검출하는 가스 감시 센서와, 상기 랙을 포함하고 있는 공간 또는 실내에 외부 공기 유입을 위한 개구부 근처에 배치되는 휘발성 유기 화합물 가스를 검출하는 비교 센서와, 상기 가스 감시 센서의 센서 저항 값 변화의 적분값을 감지하는 적분기를 포함하는 통합 환경 감시 디바이스; 일정 공간에 설치되어 복수의 배터리팩을 수용하는 ESS하우징; 상기 ESS하우징에 적층되어 수용되며, 각종 발전장치에 의해 생산된 전력을 저장하고, 부하로 저장된 전력을 공급하는 배터리팩; 및 상기 ESS하우징에 착탈식으로 결합되어 ESS하우징에 수용된 배터리팩 각각에 개별적으로 냉기를 공급하는 착탈식공조장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device according to the present invention includes a rack surrounding a battery module, a gas monitoring sensor attached to the rack to detect volatile organic compound gas, and the An integrated comprising a comparison sensor for detecting a volatile organic compound gas disposed near an opening for introducing external air into a space or room including a rack, and an integrator for detecting an integral value of a change in the sensor resistance value of the gas monitoring sensor environmental monitoring device; ESS housing installed in a certain space to accommodate a plurality of battery packs; a battery pack stacked and accommodated in the ESS housing, storing power produced by various power generation devices, and supplying the stored power to a load; and a detachable air conditioning device that is detachably coupled to the ESS housing and individually supplies cold air to each of the battery packs accommodated in the ESS housing.
또한, 상기 착탈식공조장치는, 압축된 공기가 회전하며 냉온기가 분리되어 0℃ 이하의 급속 냉각된 공기를 생성하여 공급하는 급속냉각부와; ESS하우징에 수용된 배터리팩 각각에 대한 냉기의 공급을 조절하는 냉기공급조절부와; ESS하우징 각각에 착탈식으로 결합하여 냉기가 공급되는 경로를 형성하는 고정하우징과; 상기 고정하우징에 지면과 수평 방향으로 삽입되어 냉기를 전달받으며, ESS하우징에 수용된 배터리팩 개수에 상응하는 개수로 형성되어 각 배터리팩의 송풍팬 위치에 냉기를 공급하는 냉기투입유닛을 포함하고, 상기 냉기공급조절부는 각 배터리팩의 온도에 따른 레벨을 설정하여 설정된 레벨에 따라 냉기의 공급을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the detachable air conditioner comprises: a rapid cooling unit for generating and supplying rapidly cooled air of 0° C. or less by separating the hot and cold air while the compressed air is rotated; a cold air supply control unit for controlling the supply of cold air to each of the battery packs accommodated in the ESS housing; a fixed housing which is detachably coupled to each of the ESS housings to form a path through which cold air is supplied; It is inserted into the fixed housing in the horizontal direction with the ground to receive cold air, and is formed in a number corresponding to the number of battery packs accommodated in the ESS housing to supply cold air to the location of the blower fan of each battery pack. The cold air supply control unit sets a level according to the temperature of each battery pack, and adjusts the supply of cold air according to the set level.
또한, 상기 연기 감지 센서와 연동되는 화재시 소화액을 분사하는 소화설비를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises a fire extinguishing system for spraying a fire extinguishing liquid in case of a fire interlocked with the smoke detection sensor.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, ESS 화재 조기소화장치로서, 화재를 감지하기 위한 화재감지기 세트(S); 및 태양광 패널(PV)과 축전지(BATT') 사이에 설치된 오토 트랜스퍼 스위치(Auto Transfer Switch : ATS)를 포함하여 구성되며, 상기 ATS는, 화재감지기 세트(S)에서 화재를 감지하면 태양광 패널(PV)에서 발전되는 전기의 공급을 강제적으로 끊어줌으로써 축전지(BATT')에 충전상황을 정지시키고 방전만 수행하도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided an ESS early fire extinguishing device, comprising: a fire detector set (S) for detecting a fire; and an auto transfer switch (ATS) installed between the photovoltaic panel (PV) and the storage battery (BATT'), wherein the ATS is, when the fire detector set (S) detects a fire, the photovoltaic panel It is characterized in that by forcibly cutting off the supply of electricity generated from (PV), the charging state of the storage battery (BATT') can be stopped and only discharging can be performed.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 배터리를 감싸는 함체 또는 공간 내 운영 환경과 배터리 손상 여부를 감시하고 화재위험으로부터 ESS를 보호하는 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스를 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide an ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device that monitors the operating environment in the enclosure or space surrounding the battery and whether the battery is damaged and protects the ESS from fire risk.
또한, 본 발명에 따른 ESS 화재 조기소화장치에 의하면, 모든 ESS 시스템의 화재에 대한 위험도를 감소시킬 수 있게 되며, 결과적으로 화재로 인해 주춤한 ESS 시스템 산업에 활력을 불어넣을 수 있을 것으로 기대된다.In addition, according to the ESS fire early extinguishing device according to the present invention, it is possible to reduce the risk of fire in all ESS systems, and as a result, it is expected that the ESS system industry, which has stalled due to the fire, will be able to revitalize.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스의 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 화재 조기소화장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are schematic configuration diagrams of an ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of an ESS fire early extinguishing device according to an embodiment of the present invention.
기타 실시예들의 구체적인 사항은 상세한 설명 및 도면에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and in the following description, when a part is connected to another part, it is not only directly connected It also includes cases where other media are interposed in between. In addition, in the drawings, parts not related to the present invention are omitted to clarify the description of the present invention, and the same reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스의 개략적인 구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are ESS fire using an integrated environment monitoring device according to another embodiment of the present invention. It is a schematic configuration diagram of a prevention case.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 환경 감시 디바이스는, 통합 환경 감시 디바이스(200); 일정 공간에 설치되어 복수의 배터리팩을 수용하는 ESS하우징; 상기 ESS하우징에 적층되어 수용되며, 각종 발전장치에 의해 생산된 전력을 저장하고, 부하로 저장된 전력을 공급하는 배터리팩; 및 상기 ESS하우징에 착탈식으로 결합되어 ESS하우징에 수용된 배터리팩 각각에 개별적으로 냉기를 공급하는 착탈식공조장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1 , an integrated environment monitoring device according to an embodiment of the present invention includes an integrated environment monitoring device 200 ; ESS housing installed in a certain space to accommodate a plurality of battery packs; a battery pack stacked and accommodated in the ESS housing, storing power produced by various power generation devices, and supplying the stored power to a load; and a detachable air conditioning device that is detachably coupled to the ESS housing and individually supplies cold air to each of the battery packs accommodated in the ESS housing.
상기 통합 환경 감시 디바이스(200)는 배터리 모듈(201)을 감싸는 랙(100); 상기 랙(100)에 부착되어 휘발성 유기 화합물 가스를 검출하는 가스 감시 센서(120); 상기 랙(100)를 포함하고 있는 공간 또는 실내에 외부 공기 유입을 위한 개구부 근처에 배치되는 휘발성 유기 화합물 가스를 검출하는 비교 센서(120'); 상기 가스 감시 센서(120)의 센서 저항 값 변화의 적분값을 감지하는 적분기(307)를 포함하여 구성된다.The integrated environment monitoring device 200 includes a
도 1에 도시한 바와 같이, 배터리 실(100') 내에는 복수개의 배터리(200)를 감싸는 랙(100), 상기 배터리 실내외부 공기 유입을 위한 개구부, 상기 개구부를 통해 유입되는 공기에 포함된 가스를 검출하는 비교 센서(120'), 상기 랙 내의 휘발성 유기 화합물 가스를 검출하고, 상기 랙(100)내 상측부의 정 중앙에 배치되는 가스 감시 센서(120);를 포함한다. 상기 가스 감시 센서(120)는 상기 랙(100)의 외측 또는 내측에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 1 , in the
하기의 [표 1]을 참고하면, 본 발명은 상기 가스 센서를 이용하여 일반적으로 열 폭주 임박, 과용 조건, 정상 운용으로 나누어 경보 판단 기준을 정한다.Referring to [Table 1] below, the present invention, using the gas sensor, is generally divided into imminent thermal runaway, overuse condition, and normal operation, and sets the alarm judgment criteria.
[표 1][Table 1]
이러한 기준은 이하에서 설명하는 알람 상수값 0에서 2까지로 분류되어 관리자에게 전송될 수 있다.These criteria may be classified into alarm constant values 0 to 2 described below and transmitted to the administrator.
예를 들어, 알람 상수 0은 정상 운용 단계, 알람 상수 1은 과용 단계, 알람 상수 2는 열 폭주 임박 단계로 분류될 수 있다.For example, alarm constant 0 may be classified as a normal operation phase, alarm constant 1 may be classified as an overuse phase, and alarm constant 2 may be classified as a thermal runaway imminent phase.
상기 가스 센서(120)에는 적분기가 더 부착될 수 [0092] 있으며, 추가적으로 아날로그 디지털 컨버터(303)와 이를 연산하는 프로세서(305)를 통해 관리자에게 전송한다.An integrator may be further attached to the
본 발명에 따른 적분기와 가스 검출기 적분 제어부는, 상기 센서 측정값의 변화를 측정하는 회로는 적분기(307), 비교기(308), AD 컨버터(303), 프로세서(305)로 구성되어 있다. In the integrator and gas detector integration control unit according to the present invention, the circuit for measuring the change in the sensor measurement value includes an
상기 적분기(308)는 제어전압(Vcc)를 공급받아서 가스 센서(120) 및 제1 저항(121)이 상기 제어전압(Vcc)을 분압한다. 상기 가스 센서(120)는 배터리가 정상상태일 때 600[Ω]이며 배터리가 이상 상태 인 경우에 상기 가스센서(120)는 250[Ω]으로 순간적으로 감소하게 된다. 따라서 본 발명에서는 저항값 변화의 적분값을 검출하기 위한 적분기(307)를 기술적 특징으로 한다.The
상기 적분기(307)에서는 정상적인 상태에서는 출력을 발생시키지 않지만, 일정 이상의 적분치에서는 출력을 발생시킨다. 더불어 상기 비교기(308)에서는 제1 커패시터(123) 및 제2 저항(122)이 위치한다. 상기 비교기(308)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 AD 컨버터(303)가 배치되며, 상기 AD 컨버터(303)의 출력신호를 처리하는 프로세서(305)의 신호를 바탕으로 랙 BMS(203) 또는 서브 BMS(204)를 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다. 따라서 상기 가스 검출기 적분 제어부는 가스 농도의 적분치를 바탕으로 배터리의 상태를 모니터링 할 수 있다.The
상기 ESS시스템은 일정 공간에 설치되어 복수의 배터리팩(5)을 수용하는 ESS하우징(3)과; ESS하우징(3)에 적층되어 수용되며, 각종 발전장치에 의해 생산된 전력을 저장하고, 부하로 저장된 전력을 공급하는 배터리팩(5)과; 상기 ESS하우징(3)에 착탈식으로 결합되어 ESS하우징(3)에 수용된 배터리팩(5) 각각에 개별적으로 냉기를 공급하는 착탈식공조장치(1);를 포함한다.The ESS system includes: an ESS housing (3) installed in a predetermined space to accommodate a plurality of battery packs (5); a battery pack (5) stacked and accommodated in the ESS housing (3), storing power produced by various power generation devices, and supplying the stored power to a load; It includes a;
특히, 본 발명에서는 급속냉각부(11)를 통해 착탈식공조장치(1)에 O℃ 이하, 바람직하게는 -15℃ 이하의 급속 냉각된 공기를 공급하도록 하여, 배터리팩(5)의 과열에 의한 화재 발생의 위험을 현저하게 낮출 수 있으며, 이때 급속냉각부(11)는 별도의 냉매, 열교환장치 없이 압축공기의 회전에 따라 급냉공기를 발생시키도록 하여 효과적인 냉각과 함께 전력 사용량 또한 절감할 수 있도록 한다. 또한, 상기 착탈식공조장치(1)는 급냉공기가 냉기투입유닛(14)을 통해 각 배터리팩(5)에 개별적으로 공급될 수 있도록 하여 효과적이고 효율적인 냉각이 가능하도록 하면서, 급냉공기와 함께 외부의 냉방설비를 통한 냉기의 공급이 함께 이루어지도록 함으로써 배터리팩(5)에 공급되는 냉기의 온도조절이 더욱 정밀하게 이루어지도록 할 수 있다.In particular, in the present invention, by supplying rapidly cooled air of 0 ° C or less, preferably -15 ° C or less, to the detachable air conditioner 1 through the
상기 착탈식공조장치(1)는 ESS하우징(3)에 착탈식으로 결합되어 냉기를 공급하는 구성으로, ESS하우징(3)에 수용되는 배터리팩(5) 각각에 개별적으로 냉기를 공급하도록 한다. 종래에는 ESS시스템이 설치되는 공간이나 ESS하우징(3) 내부에 냉기를 공급하도록 하여 각 배터리팩(5)에서 발생되는 많은 열을 효과적으로 냉각시키지 못하고, 그 냉각효율도 매우 떨어져 많은 양의 전력이 소모됨에도 각 배터리팩(5)에 대한 개별적인 냉각이 제대로 이루어지지 못하였다. 또한, 배터리팩(5)에는 외기가 유입되는 송풍팬(51)이 형성되어 있으나 송풍팬만으로는 냉각이 제대로 이루어지지 못하였으며 이에 따른 화재 사고가 빈번하게 발생하고 있다. The detachable air conditioner 1 is detachably coupled to the
따라서, 본 발명에 따른 착탈식공조장치(1)에서는 0℃ 이하의 급속 냉각된 공기가 배터리팩(5)에 공급되도록 하여 배터리팩(5)이 과열되는 위험한 상황에서도 효과적인 냉각이 이루어질 수 있도록 한다. 뿐만 아니라 상기 착탈식공조장치(1)는 별도의 냉매를 이용하여 냉기의 온도조절이 가능한 외부의 냉방설비(13)와도 연결되어 냉기를 공급받도록 함으로써, 급냉공기와 함께 냉방설비(13)에서 공급되는 냉기를 혼합하여 냉기의 더욱 정밀한 온도 제어가 가능하도록 한다.Therefore, in the removable air conditioner 1 according to the present invention, the rapidly cooled air below 0° C. is supplied to the battery pack 5 so that effective cooling can be achieved even in a dangerous situation in which the battery pack 5 is overheated. In addition, the detachable air conditioner 1 is connected to an
또한, 상기 착탈식공조장치(1)는 이미 설치된 ESS하우징(3)에 착탈식으로 결합되도록 하여 시스템의 확장, 변경에도 손쉬운 설치가 가능하도록 하였으며, 착탈식공조장치(1) 내에는 냉기의 이동통로를 형성하는 냉기투입유닛(14)이 배터리팩(5)에 상응하는 개수로 삽입되어 형성되도록 함으로써, 다양한 크기와 배터리팩(5) 개수의 ESS하우징(3)에도 대응이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 착탈식공조장치(1)는 급속냉각부(11), 제어부(12), 냉방설비(13), 냉기투입유닛(14), 고정하우징(15)을 포함할 수 있다.In addition, the detachable air conditioner (1) is detachably coupled to the already installed ESS housing (3) to enable easy installation even for system expansion and change. By inserting and forming the number of cold air input units 14 corresponding to the number of battery packs 5 , it is possible to respond to the
도 3를 참조하면, 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 유효전력 지령치 및 각 에너지 저장장치에 대한 유효전력 분담 가중치를 이용하여 각 에너지 저장장치별 유효전력 지령치를 산출하고, 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 무효전력 지령치를 이용하여 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하는 전력 관리 장치를 포함하고, 상기 전력 관리 장치는, 복수개의 에너지 저장장치의 평균 에너지 저장량에 대한 n번째 에너지 저장장치의 에너지 저장량의 비율을 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 분담 가중치로 산출할 수 있다.Referring to FIG. 3 , an active power command value for each energy storage device is calculated using the total active power command value for a plurality of energy storage devices and an active power sharing weight for each energy storage device, and for the plurality of energy storage devices A power management device for calculating a reactive power command value for each energy storage device by using the total reactive power command value, wherein the power management device includes an energy storage amount of an nth energy storage device with respect to an average energy storage amount of a plurality of energy storage devices can be calculated as the active power sharing weight of the nth energy storage device.
한편, ESS 설비 화재시, 배터리에 축적되어 있는 전하(전기에너지)로 인하여 완전 방전 되기 전까지 전하에 의한 화재는 지속되는 특성을 가진다.On the other hand, in the event of a fire in an ESS facility, the fire caused by the electric charge continues until it is completely discharged due to the charge (electrical energy) accumulated in the battery.
이를 감안하여, 본 발명에서는 축전지와 태양광 패널 사이 ATS(자동절환스위치)를 설치하여 화재감지시 또는 배터리가 위험온도를 넘을 시에는 태양광 패널에서 발전하는 전기를 끊고 배터리에 충전된 에너지를 ATS를 통하여 대지로 충전된 전기에너지를 방전시켜, 화재 전에는 배터리의 열화를 진정시키고, 화재시에는 전기에너지에 의한 화재를 무력화하여, 물리적 화재에 대해서 소화 장치로 화재를 진압할 수 있도록 하고 있다.In view of this, in the present invention, by installing an automatic transfer switch (ATS) between the storage battery and the solar panel, when a fire is detected or the battery exceeds a dangerous temperature, the electricity generated by the solar panel is cut off and the energy charged in the battery is transferred to the ATS By discharging the electric energy charged to the ground through a fire, it calms the deterioration of the battery before a fire.
즉, 본 발명에서는 ESS 설비의 화재 전 대지 방전을 통해 배터리 열화상태 미연에 방지하고, 화재시에는 완전방전을 통해 물리적화재에 대해서만 소화 역할을 수행함으로써 ESS 설비의 조기소화로 화재확산을 미연에 방지할 수 있게 된다.That is, in the present invention, the battery deterioration condition is prevented in advance through ground discharge before the fire of the ESS facility, and in case of a fire, fire spread is prevented through early fire extinguishing of the ESS facility by performing a fire extinguishing role only for a physical fire through complete discharge. be able to do
도 4에는 ESS 화재 조기소화장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.4 is a schematic configuration diagram of the ESS fire early extinguishing system is shown.
도 4를 참조하면, ESS 화재 조기소화장치는 화재를 감지하기 위한 화재감지기 세트(S)와, 태양광 패널(PV)과 축전지(BATT') 사이에 설치된 오토 트랜스퍼 스위치(Auto Transfer Switch : ATS)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, the ESS early fire extinguishing system includes a fire detector set (S) for detecting a fire, and an auto transfer switch (ATS) installed between a solar panel (PV) and a storage battery (BATT'). is comprised of
여기서, ATS라 함은 태양광 패널(PV)로부터의 발전된 전기를 자동으로 절체해주는 장치이다.Here, the ATS is a device that automatically switches the electricity generated from the photovoltaic panel (PV).
이러한 ATS에 의하면, 화재감지기 세트(S)에서 화재를 감지하면 태양광 패널(PV)에서 발전되는 전기의 공급을 강제적으로 끊어줌으로써 축전지(BATT')에 충전상황을 정지시키고 방전만 수행하도록 할 수 있으므로 종래기술과 대비하여 독창성을 가진다.According to this ATS, when a fire is detected by the fire detector set (S), the supply of electricity generated by the solar panel (PV) is forcibly cut off, so that the battery (BATT') is charged and only discharged. Therefore, it has originality compared to the prior art.
참고로, 기존 ESS 시스템은 ATS가 아닌, 전원 개폐 및 전기사고보호 기능만 하는 차단기만 설치되어 있었기 때문에, 배터리의 화재발생시 화재진압의 대응면에서는 부족한 측면이 있었다.For reference, the existing ESS system was not equipped with an ATS, but only a circuit breaker that only functions to open/close power and protect against electric accidents, so there was a lack of response to fire suppression in the event of a battery fire.
ATS는 이미 상용화된 제품이 많으며, ESS 시스템에 맞추어 제품을 선택하여 적용가능하며, 화재 감지기 세트(S)는 통상적으로 ESS 시스템에 적용되어 있으므로, ATS와 화재 감지기 세트간 상호 제어시스템과 제품규격에 맞게 조립설계를 구축하면 된다(실용성).There are many products already commercialized in ATS, and it is possible to select and apply a product according to the ESS system, and the fire detector set (S) is usually applied to the ESS system. You just need to build the assembly design accordingly (practicability).
ESS 시스템의 화재 조기 진압에 실패시에는 ESS 시스템 뿐만 아니라 태양광 설비, 한전 연계설비 및 주위 지형물 등으로 화재피해가 광범위하게 확산되는 경향이 있다. 하지만, 본 발명에 따른 ESS 화재 조기소화장치를 설치하면, ESS 설비에 국한된 화재로 제한할 수 있는 이점이 있다.If the ESS system fails to extinguish the fire early, the fire damage tends to spread widely not only to the ESS system, but also to solar power facilities, KEPCO-connected facilities, and surrounding terrain. However, if the ESS fire early extinguishing device according to the present invention is installed, there is an advantage that it can be limited to fires limited to ESS facilities.
본 발명에 따른 ESS 화재 조기소화장치는, 모든 ESS 시스템에 적용가능하므로 화재에 대한 위험도를 감소시킬 수 있게 되며, 결과적으로 화재로 인해 주춤한 ESS 시스템 산업에 활력을 불어넣을 수 있을 것으로 기대된다.Since the ESS fire extinguishing device according to the present invention is applicable to all ESS systems, it is possible to reduce the risk of fire, and as a result, it is expected that the ESS system industry, which has stalled due to fire, will be able to revitalize.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. should be interpreted
100 : 랙
120 : 가스 감시 센서
120' : 비교 센서
307 : 적분기
S : 화재감지기 세트
PV : 태양광 패널
BATT' : 축전지
ATS : 오토 트랜스퍼 스위치100: rack
120: gas monitoring sensor
120' : comparison sensor
307: integrator
S : fire detector set
PV: Solar panel
BATT' : storage battery
ATS : Auto Transfer Switch
Claims (4)
배터리 모듈을 감싸는 랙과, 상기 랙에 부착되어 휘발성 유기 화합물 가스를 검출하는 가스 감시 센서와, 상기 랙을 포함하고 있는 공간 또는 실내에 외부 공기 유입을 위한 개구부 근처에 배치되는 휘발성 유기 화합물 가스를 검출하는 비교 센서와, 상기 가스 감시 센서의 센서 저항 값 변화의 적분값을 감지하는 적분기를 포함하는 통합 환경 감시 디바이스;
일정 공간에 설치되어 복수의 배터리팩을 수용하는 ESS하우징;
상기 ESS하우징에 적층되어 수용되며, 각종 발전장치에 의해 생산된 전력을 저장하고, 부하로 저장된 전력을 공급하는 배터리팩; 및
상기 ESS하우징에 착탈식으로 결합되어 ESS하우징에 수용된 배터리팩 각각에 개별적으로 냉기를 공급하는 착탈식공조장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스.In an ESS fire prevention case using an integrated environmental monitoring device,
A rack surrounding the battery module, a gas monitoring sensor attached to the rack to detect volatile organic compound gas, and a volatile organic compound gas disposed near an opening for introducing external air into a space or room including the rack an integrated environment monitoring device including a comparison sensor and an integrator for sensing an integral value of a change in a sensor resistance value of the gas monitoring sensor;
ESS housing installed in a certain space to accommodate a plurality of battery packs;
a battery pack stacked and accommodated in the ESS housing, storing power produced by various power generation devices, and supplying the stored power to a load; and
ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device, characterized in that it includes a detachable air conditioner that is detachably coupled to the ESS housing and supplies cold air to each battery pack accommodated in the ESS housing.
상기 착탈식공조장치는,
압축된 공기가 회전하며 냉온기가 분리되어 0℃ 이하의 급속 냉각된 공기를 생성하여 공급하는 급속냉각부와;
ESS하우징에 수용된 배터리팩 각각에 대한 냉기의 공급을 조절하는 냉기공급조절부와; ESS하우징 각각에 착탈식으로 결합하여 냉기가 공급되는 경로를 형성하는 고정하우징과; 상기 고정하우징에 지면과 수평 방향으로 삽입되어 냉기를 전달받으며, ESS하우징에 수용된 배터리팩 개수에 상응하는 개수로 형성되어 각 배터리팩의 송풍팬 위치에 냉기를 공급하는 냉기투입유닛을 포함하고,
상기 냉기공급조절부는 각 배터리팩의 온도에 따른 레벨을 설정하여 설정된 레벨에 따라 냉기의 공급을 조절하는 것을 특징으로 하는 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스.According to claim 1,
The detachable air conditioner is
a rapid cooling unit that rotates the compressed air and separates the hot and cold air to generate and supply rapidly cooled air below 0°C;
a cold air supply control unit for controlling the supply of cold air to each of the battery packs accommodated in the ESS housing; a fixed housing which is detachably coupled to each of the ESS housings to form a path through which cold air is supplied; It is inserted into the fixed housing in the horizontal direction with the ground to receive cold air, and is formed in a number corresponding to the number of battery packs accommodated in the ESS housing to supply cold air to the location of the blower fan of each battery pack.
The cold air supply control unit sets a level according to the temperature of each battery pack and controls the supply of cold air according to the set level. ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device.
상기 연기 감지 센서와 연동되는 화재시 소화액을 분사하는 소화설비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 환경 감시 디바이스를 이용한 ESS 화재예방 케이스.The method of claim 1,
ESS fire prevention case using an integrated environment monitoring device, characterized in that it further comprises a fire extinguishing facility that sprays a fire extinguishing liquid in case of a fire interlocked with the smoke detection sensor.
화재를 감지하기 위한 화재감지기 세트(S); 및
태양광 패널(PV)과 축전지(BATT') 사이에 설치된 오토 트랜스퍼 스위치(Auto Transfer Switch : ATS)를 포함하여 구성되며,
상기 ATS는, 화재감지기 세트(S)에서 화재를 감지하면 태양광 패널(PV)에서 발전되는 전기의 공급을 강제적으로 끊어줌으로써 축전지(BATT')에 충전상황을 정지시키고 방전만 수행하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 ESS 화재 조기소화장치.As an early fire extinguishing system for ESS,
a fire detector set (S) for detecting a fire; and
It consists of an Auto Transfer Switch (ATS) installed between the solar panel (PV) and the storage battery (BATT').
The ATS, when the fire detector set (S) detects a fire, by forcibly cut off the supply of electricity generated by the photovoltaic panel (PV) to stop the charging situation in the storage battery (BATT') and to perform only the discharge. ESS fire early extinguishing system, characterized in that.
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