KR20220112516A - 수상 충전 시스템 - Google Patents

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노순용
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Abstract

본 발명은, 수상 충전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 수상에 부유하며 전동 부유 기기들에 충전 전원을 공급할 수 있으므로, 전동 부유 기기들이 육지까지 충전을 위하여 이동할 필요가 없고, 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지로 이동한 후 공급용 배터리를 충전하고 다시 회귀하므로, 공급용 배터리의 충전을 위한 별도의 인력 또는 장비가 필요치 않으며, 신재생 에너지 공급 장치로부터 충전 전력을 공급받을 수 있으므로, 수상에서 보다 오랜 시간 충전용 전원을 공급할 수 있는 수상 충전 시스템에 관한 것이다.

Description

수상 충전 시스템{Charging station for watercraft}
본 발명은, 수상 충전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 수상에 부유하며 전동 부유 기기들에 충전 전원을 공급할 수 있으므로, 전동 부유 기기들이 육지까지 충전을 위하여 이동할 필요가 없고, 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지로 이동한 후 공급용 배터리를 충전하고 다시 회귀하므로, 공급용 배터리의 충전을 위한 별도의 인력 또는 장비가 필요치 않으며, 신재생 에너지 공급 장치로부터 충전 전력을 공급받을 수 있으므로, 수상에서 보다 오랜 시간 충전용 전원을 공급할 수 있는 수상 충전 시스템에 관한 것이다.
전기 자동차와 마찬가지로 배터리의 전원을 이용하여 모터를 회전시킴으로써 수상에서 부유하며 이동하는 전동 부유 기기들이 점차 늘어가고 있다.
이러한 전동 부유 기기는 전기 자동차와 마찬가지로 배터리를 충전시켜주어야 하는데, 수상 레저를 즐기던 도중 배터리의 충전을 위하여 육지의 충전소까지 오기 위해서는 많은 시간과 또한 복귀를 위한 배터리를 소모해야 하는 문제가 있었다.
따라서, 수상에서 바로 전동 부유 기기의 충전이 가능한 시스템의 개발이 필요로 하게 되었다.
KR10-2019-0133567 (공개: 2019.12.03)
본 발명은, 수상에 부유하며 전동 부유 기기들에 충전 전원을 공급할 수 있으므로, 전동 부유 기기들이 육지까지 충전을 위하여 이동할 필요가 없는 수상 충전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지로 이동한 후 공급용 배터리를 충전하고 다시 회귀하므로, 공급용 배터리의 충전을 위한 별도의 인력 또는 장비가 필요치 않은 수상 충전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 신재생 에너지 공급 장치로부터 충전 전력을 공급받을 수 있으므로, 수상에서 보다 오랜 시간 충전용 전원을 공급할 수 있는 수상 충전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 수면에 부유 가능하며 공급용 배터리가 구비되어 수상의 전동 부유 기기들에 전원 공급이 가능한 부유식 공급 장치; 상기 공급용 배터리로부터 상기 전동 부유 기기들로의 전원 공급 여부를 결정하고, 공급된 전원의 용량에 따른 과금을 결정하는 관리 서버;를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 부유식 공급 장치는 육지의 고정식 공급 장치와 수중 전력 케이블을 통해 접속되어 상기 고정식 공급 장치로부터 전원을 공급받아 상기 공급용 배터리가 충전된다.
또한, 본 발명의 상기 부유식 공급 장치는 수상에 부유하며 이동할 수 있도록 동력 제공 수단이 구비되고, 해상네비게이션과 연동이 가능하도록 하며 정해진 위치로 이동할 수 있도록 GPS 모듈이 구비되며,
상기 부유식 공급 장치는 상기 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지의 고정식 공급 장치가 설치된 포트로 이동하여 상기 고정식 공급 장치로부터 전원을 공급받아 상기 공급용 배터리가 충전되고, 상기 공급용 배터리의 충전이 완료되면 수상 공급 포인트로 회귀하여 배치된다.
또한, 본 발명의 상기 부유식 공급 장치는 신재생 에너지 공급 장치와 일체로 구성되거나 또는 상기 수상 공급 포인트에 설치된 상기 신재생 에너지 공급 장치에 접속된다.
또한, 본 발명의 상기 부유식 공급 장치는 식수 저장 수단이 구비되고, 상기 관리 서버는 상기 식수 저장 수단의 식수 공급 여부를 결정하고, 공급된 식수의 과금을 결정한다.
본 발명은, 수상에 부유하며 전동 부유 기기들에 충전 전원을 공급할 수 있으므로, 전동 부유 기기들이 육지까지 충전을 위하여 이동할 필요가 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지로 이동한 후 공급용 배터리를 충전하고 다시 회귀하므로, 공급용 배터리의 충전을 위한 별도의 인력 또는 장비가 필요치 않은 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 신재생 에너지 공급 장치로부터 충전 전력을 공급받을 수 있으므로, 수상에서 보다 오랜 시간 충전용 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
그리고 해상 네비게이션과 연동하여 위치정보를 공유할 수 있어 충전이 필요한 부유물인 해상선박에게 가장 가까운 해상충전시설을 안내 할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 수상 충전 시스템의 개략도. 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 수상 충전 시스템의 흐름도.
이하에서 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 도 1 내지 도 2 에 도시된 바와 같이, 수면에 부유 가능하며 공급용 배터리가 구비되어 수상의 전동 부유 기기(500)들에 충전 전원 공급이 가능한 부유식 공급 장치(100)와, 공급용 배터리로부터 전동 부유 기기(500)들로의 전원 공급 여부를 결정하고 공급된 전원의 용량에 따른 과금을 결정하는 관리 서버(300)를 포함하여 구성된다.
부유식 공급 장치(100)는, 수상 공급 포인트의 수면에 부유하면서 전기로 구동되는 제트 스키, 소형 선박 또는 전동 수상 레저 장치 등의 전동 부유 기기(500)들에 전원을 공급하는 역할을 한다. 이때의 전원 공급은 전동 부유 기기(500)의 충전 배터리를 충전하기 위한 전원의 공급을 의미한다.
이를 위하여 부유식 공급 장치(100)는 수면에 부유하기 위한 부력을 제공하는 부력체와, 부력체의 일측에 설치되어 부력체에 이동 동력을 제공하는 동력 제공 수단과, 부력체의 다른 일측에 구비되는 공급용 배터리를 포함하여 구성된다.
또한, 부유식 공급 장치(100)는 동력 수단이 구동되어 이동될 때 이동하고자 하는 위치를 정확히 특정할 수 있도록 제어부에 GPS 모듈이 구비되며, 이동중에 암초, 양식장 또는 다른 선박들과의 충돌을 방지하기 위하여 AIS가 내장될 수 있다.
이 경우 부유식 공급 장치(100)는 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지의 고정식 공급 장치(200)가 설치된 포트로 이동하여 고정식 공급 장치(200)로부터 전원을 공급받아 공급용 배터리가 충전되고, 공급용 배터리의 충전이 완료되면 수상 공급 포인트로 회귀하여 배치될 수 있다.
또한, 이러한 이동 기능을 활용하여 수상 또는 해상에서 배터리가 방전되어 이동이 불가능한 선박 등으로부터 조난 신호가 발생되면, 해당 위치로 이동하여 해당 선박의 배터리를 충전할 수 있도록 구성될수도 있다.
부유식 공급 장치(100)는 또한 전동 부유 기기(500)들에 전원을 공급하는 중 전동 부유 기기(500)의 운용 사용자들이 식수 등을 제공받을 수 있도록 식수 저장 수단이 구비된다. 식수 저장 수단은 자판기 또는 식수 공급 탱크 형태로 구성될 수 있으며, 식수 공급 탱크 형태로 구성되는 경우에는 관리 서버(300)의 명령에 따라 지불된 금액에 대응되는 양의 식수가 공급될 수 있도록 구성된다. 또한, 이 경우 식수로는 활용하기 적합하지 않으나 세면 또는 샤워 등에 활용 가능한 담수를 별도로 공급할 수 있도록 구성될수도 있다.
이러한 부유식 공급 장치(100)는 전동 부유 기기(500)의 충전용 배터리에 전원을 공급하기 위하여 전원 공급 플러그가 구비된다. 전원 공급 플러그는 급속 충전용과 완속 충전용 및 각 충전 용량별로 다양한 형태의 접속 단자가 구비되며, 이는 전기 자동차 충전소에 비치된 플러그와 유사한 방식이다.
부유식 공급 장치(100)는 전동 부유 기기(500)들에 충전 전원의 공급이 반복되면 공급용 배터리의 잔여 용량이 계속 낮아지게 된다. 따라서, 공급용 배터리를 충전시켜주어야 하며, 공급용 배터리의 충전 방식은 크게 세 가지로 구분된다.
첫째, 육지의 고정식 공급 장치(200)와 수중 전력 케이블을 통해 직접 연결되는 방식이다. 육지의 고정식 공급 장치(200)로부터 부유식 공급 장치(100)까지 수중 전력 케이블을 가설한 후 직접 전원을 공급하는 방법으로서, 전동 부유 기기(500)들의 왕래가 잦은 곳에 적용하는 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.
둘째, 동력 제공 수단을 구동하여 육지의 고정식 공급 장치(200)까지 이동한 후 공급용 배터리를 충전하는 방식이 있다. 이러한 방식은 수중에 수중 전력 케이블을 가설하기 어려운 곳이나 전동 부유 기기(500)들의 왕래가 드문 곳에 적용할 수 있다.
셋째, 조력 발전, 풍력 발전, 태양광 발전, 수소 연료 전지 등 신재생 에너지를 이용한 발전 수단이 구비되어 공급용 배터리를 충전하는 방식이다. 이 경우 부유식 공급 장치(100)는 신재생 에너지 공급 장치(400)와 일체로 구성되거나 또는 서로 독립된 형태로서 필요에 따라 접속 가능한 형태로 구성될 수 있다.
신재생 에너지 공급 장치(400)와 부유식 공급 장치(100)가 일체로 구성되는 경우는 부유식 공급 장치(100)와 육지의 고정식 공급 장치(200)가 수중 전력 케이블에 의해 직접 연결되어 부유식 공급 장치(100)의 이동이 불필요한 경우에 적용할 수 있고, 신재생 에너지 공급 장치(400)와 부유식 공급 장치(100)가 분리형으로 구성되는 경우는 부유식 공급 장치(100)가 공급용 배터리의 충전을 위하여 육지로 자주 이동하는 경우에 수상 공급 포인트에 신재생 에너지 공급 장치(400)를 설치하여두고 부유식 공급 장치(100)가 수상 공급 포인트에 설치된 신재생 에너지 공급 장치(400)에 접속 가능한 형태로 적용할 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니다.
한편, 상기에서는 신재생 에너지 공급 장치(400)가 보조적인 역할을 수행하는 것으로 기재되어 있으나, 신재생 에너지 공급 장치(400)가 공급용 배터리의 모든 충전 전원을 공급하도록 구성될수도 있으며, 이 경우 육지로부터 아주 먼 거리에도 부유식 공급 장치(100)를 위치시킬 수 있다는 장점이 있다.
관리 서버(300)는 공급용 배터리로부터 전동 부유 기기(500)로의 전원 공급 여부를 결정하고, 공급된 전원의 용량에 따른 과금을 결정하는 역할을 한다.
이를 위하여 관리 서버(300)는 부유식 공급 장치(100)와 무선 통신이 가능하도록 구성된다.
관리 서버(300)는 또한 식수 저장 수단의 식수 공급 여부를 결정하고, 공급된 식수의 과금을 결정한다.
관리 서버(300)의 이러한 동작을 더욱 상세히 살펴보면, 관리 서버(300)는 부유식 공급 장치(100)로부터 과금 요청 신호가 수신되면 부유식 공급 장치(100)에 충전 루트의 상태 정보를 요구하는 상태 모니터링 동작을 수행한다. 부유식 공급 장치(100)로부터 충전 루트, 즉, 공급용 배터리, 전원 공급 플러그, 공급 용량 측정용 센서 등의 이상이 없는 것으로 보고되면 부유식 공급 장치(100)에 전동 부유 기기(500)로의 충전 전원의 공급을 명령한다. 이때, 관리 서버(300)에 의해 상태 모니터링 동작이 수행되지 않아도 부유식 공급 장치(100) 자체에서 전원의 공급 여부를 결정할수도 있으며, 관리 서버(300)는 과금 및 결제만 수행할수도 있다. 큰 틀에서, 과금의 요청과 상태 모니터링, 회원 가입 및 인증, 장애의 발생 통보 등의 정보 전달 과정 등은 그 주체가 관리 서버(300)에 있든 부유식 공급 장치(100)의 제어부에 있든 크게 상관이 없다. 따라서, 본원 발명을 설명함에 있어 관리 서버(300)라 함은 과금 요청 및 정산을 수행하고, 부유식 공급 장치(100)의 상태를 모니터링하며, 장애 발생시 이를 처리할 수 있는 기능을 갖는 울타리 내의 구성을 통칭한다.
전동 부유 기기(500)의 운용 사용자가 충전 배터리의 충전을 실시하는 과정에 대하여 순서대로 살펴보면, 우선 충전을 요청하면 부유식 공급 장치(100)로부터 회원 인증을 요청하고, 사용자는 회원 인증을 수행하거나 또는 회원이 아닌 경우 회원 등록을 수행한 후 회원 인증을 수행한다. 그리고, 결제 수단을 등록한 후 충전 용량을 선택하면 충전이 시작된다. 이때, 부유식 공급 장치(100)는 전동 부유 기기(500)의 BMS와 통신을 하게 되는데, 이를 위하여 부유식 공급 장치(100)와 전동 부유 기기들의 BMS 통신 규격이 통일되는 것이 바람직하며, 차량용 BMS와 같은 통신 프로토콜을 사용하거나 호환되도록 구성될 수 있다. 이후 충전이 완료되면 공급용 배터리로부터 충전용 배터리로의 전원 공급을 차단하며, 과금이 수행된다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 수상에 부유하며 전동 부유 기기(500)들에 충전 전원을 공급할 수 있으므로, 전동 부유 기기들이 육지까지 충전을 위하여 이동할 필요가 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지로 이동한 후 공급용 배터리를 충전하고 다시 회귀하므로, 공급용 배터리의 충전을 위한 별도의 인력 또는 장비가 필요치 않은 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 신재생 에너지 공급 장치(400)로부터 충전 전력을 공급받을 수 있으므로, 수상에서 보다 오랜 시간 충전용 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
100 : 부유식 공급 장치 200 : 고정식 공급 장치 300 : 관리 서버 400 : 신재생 에너지 공급 장치 500 : 전동 부유 기기

Claims (5)

  1. 수면에 부유 가능하며 공급용 배터리가 구비되어 수상의 전동 부유 기기들에 충전 전원 공급이 가능한 부유식 공급 장치;상기 공급용 배터리로부터 상기 전동 부유 기기들로의 전원 공급 여부를 결정하고, 공급된 전원의 용량에 따른 과금을 결정하는 관리 서버;를 포함하는 수상 충전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,상기 부유식 공급 장치는 육지의 고정식 공급 장치와 수중 전력 케이블을 통해 접속되어 상기 고정식 공급 장치로부터 전원을 공급받아 상기 공급용 배터리가 충전되는 수상 충전 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,상기 부유식 공급 장치는 수상에 부유하며 이동할 수 있도록 동력 제공 수단이 구비되고 해상네비게이션과 연동이 가능하도록 하며, 정해진 위치로 이동할 수 있도록 GPS 모듈이 구비되며,상기 부유식 공급 장치는 상기 공급용 배터리의 잔량이 설정 수치 미만이면 육지의 고정식 공급 장치가 설치된 포트로 이동하여 상기 고정식 공급 장치로부터 전원을 공급받아 상기 공급용 배터리가 충전되고, 상기 공급용 배터리의 충전이 완료되면 수상 공급 포인트로 회귀하여 배치되는 수상 충전 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 부유식 공급 장치는 신재생 에너지 공급 장치와 일체로 구성되거나 또는 상기 수상 공급 포인트에 설치된 상기 신재생 에너지 공급 장치에 접속되는 수상 충전 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,상기 부유식 공급 장치는 식수 저장 수단이 구비되고,상기 관리 서버는 상기 식수 저장 수단의 식수 공급 여부를 결정하고, 공급된 식수의 과금을 결정하는 수상 충전 시스템.
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KR20190133567A (ko) 2018-05-23 2019-12-03 광주과학기술원 전기자동차 충전소 최적 운영 시스템

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KR20190133567A (ko) 2018-05-23 2019-12-03 광주과학기술원 전기자동차 충전소 최적 운영 시스템

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