KR20220122469A - Hydrogen all cycle control system and hydrogen all cycle control method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수소의 생산과 이송과 활용을 관리할 수 있는 수소 전주기 관리 시스템 및 이를 이용한 소수 전주기 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen full-cycle management system capable of managing the production, transfer, and utilization of hydrogen, and a small-scale full-cycle management method using the same.
수소에너지는 수소분자(H2)가 산소분자(O2)와 반응해 물(H2O)이 될 때 방출되는 에너지로, 연료전지 발전시스템의 원리이기도 하다. 수소에너지는 수소를 직접 연소하거나 연료전지의 연료로 이용해 전기에너지로 쉽게 전환할 수 있으며 저장, 수송 매체로 활용도가 높다. 또한, 수소에너지는 수소를 저장(수소 생산)할 경우 높은 에너지 밀도를 보유하고, 가스 및 액체 형태로 수송이 가능하다. 수소에너지는 전력 대비 수송 손실 1/10 수준으로 매우 낮으며, 수소에너지는 사용 과정에서 물만이 배출되는 친환경적 에너지로, 에너지의 탄소 수가 적어지는 탈탄소화의 궁극적 에너지라 할 수 있다.Hydrogen energy is the energy released when hydrogen molecules (H2) react with oxygen molecules (O2) to become water (H2O), which is also the principle of the fuel cell power generation system. Hydrogen energy can be easily converted into electrical energy by directly burning hydrogen or by using it as fuel for fuel cells, and is highly utilized as a storage and transportation medium. In addition, when hydrogen energy is stored (hydrogen production), it has a high energy density and can be transported in gas or liquid form. Hydrogen energy is very low at 1/10 of the transport loss compared to electricity, and hydrogen energy is an eco-friendly energy that only emits water in the process of use.
수소는 전기를 이용하여 물을 분해하거나, 탄화수소 연료를 분해하여 생산될 수 있다. 수소의 효율적인 사용을 위해서는 각 충전소에서 필요한 수소가 적절한 시기에 충전소에 공급되어야 하며, 이를 위해서는 수소의 이송 및 수소의 공급을 위한 관리 제어 시스템이 필요하다. Hydrogen can be produced by cracking water using electricity or cracking hydrocarbon fuels. For efficient use of hydrogen, hydrogen required at each charging station must be supplied to the charging station at an appropriate time, and for this, a management control system for hydrogen transport and hydrogen supply is required.
본 발명은 수소의 전주기를 효율적으로 관리할 수 있는 수소 전주기 관리 시스템 및 이를 이용한 소수 전주기 관리 방법을 제공한다.The present invention provides a hydrogen full-cycle management system capable of efficiently managing the hydrogen full-cycle and a minority-full-cycle management method using the same.
본 발명의 일 측면에 따른 수소 전주기 관리 시스템은, 수소 이송용 트레일러의 위치 및 수소 잔량을 감시하는 수소 이송 추적 장치, 수소 충전소의 수소 필요 정보를 수집하는 충전소 감시부, 수소 생산량을 제어하는 수소 플랜트 제어부, 및 상기 수소 이송 추적 장치와 상기 충전소 감시부에서 전달된 정보를 표시하고 상기 수소 플랜트 제어부를 통제하는 신호를 생성하는 통합 관리부를 포함할 수 있다.A hydrogen life cycle management system according to an aspect of the present invention includes a hydrogen transport tracking device for monitoring the position and remaining amount of hydrogen of a trailer for hydrogen transport, a charging station monitoring unit for collecting hydrogen required information of a hydrogen charging station, and hydrogen for controlling hydrogen production It may include a plant control unit, and an integrated management unit that displays information transmitted from the hydrogen transfer tracking device and the charging station monitoring unit and generates a signal for controlling the hydrogen plant control unit.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 수소 플랜트 제어부는 발전 설비의 전력 생산을 제어하는 전력 제어모듈과 상기 발전 설비에서 생산된 전력의 저장을 제어하는 전력 저장모듈을 포함할 수 있다.The hydrogen plant control unit according to an aspect of the present invention may include a power control module for controlling the power generation of the power generation facility and a power storage module for controlling the storage of the power generated by the power generation facility.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 수소 플랜트 제어부는 상기 통합 관리부에서 전달된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 제어하는 생산 제어모듈을 포함할 수 있다.The hydrogen plant control unit according to an aspect of the present invention may include a production control module for controlling hydrogen production based on the information transmitted from the integrated management unit.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 통합 관리부는 디지털 지도에 상기 트레일러의 위치 및 정보를 표시하는 표시모듈을 포함할 수 있다.The integrated management unit according to an aspect of the present invention may include a display module for displaying the location and information of the trailer on a digital map.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 통합 관리부는 상기 수소 이송 추적 장치와 상기 충전소 감시부에서 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측하는 수요 예측모듈과 상기 수요 예측모듈에서 생성된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 결정하여 상기 수소 플랜트 제어부에 전송하는 생산량 전송모듈을 포함할 수 있다.The integrated management unit according to an aspect of the present invention based on the information generated by the demand prediction module and the demand prediction module for predicting the amount of hydrogen demand based on the information transmitted from the hydrogen transfer tracking device and the charging station monitoring unit, hydrogen It may include a production output transmission module that determines the production amount and transmits it to the hydrogen plant control unit.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 통합 관리부는 수소 저장 용량을 감시하고, 생산된 수소 중 저장이 필요한 수소의 저장량을 결정하며, 결정된 저장량의 수소를 저장하는 수소 저장모듈을 포함할 수 있다.The integrated management unit according to an aspect of the present invention may include a hydrogen storage module for monitoring the hydrogen storage capacity, determining the storage amount of hydrogen required to be stored among the produced hydrogen, and storing the determined storage amount of hydrogen.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 통합 관리부는 상기 트레일러들을 수소 보충이 필요한 보충 그룹과 충전소에 수소 공급이 가능한 충전 그룹으로 분류하는 트레일러 분류모듈과 상기 충전 그룹의 상기 트레일러에 공급이 필요한 수소 충전소의 위치를 전송하는 충전정보 전송모듈을 더 포함할 수 있다.The integrated management unit according to an aspect of the present invention includes a trailer classification module for classifying the trailers into a replenishment group requiring hydrogen replenishment and a recharging group capable of supplying hydrogen to a charging station, and a location of a hydrogen charging station requiring supply to the trailer in the charging group It may further include a charging information transmission module for transmitting the.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 수소 이송 추적 장치는, 수소 이송용 트레일러에 설치되어 상기 트레일러의 위치를 전송하는 위치추적 단말기와, 상기 트레일러에 적재된 수소 탱크의 수소의 저장량을 전송하는 수소용량 전송부와, 복수의 상기 트레일러에서 전송된 데이터를 수집하여 전송하는 통합 게이트웨이를 포함할 수 있다.The hydrogen transport tracking device according to an aspect of the present invention includes a location tracking terminal installed on a trailer for hydrogen transport to transmit the location of the trailer, and a hydrogen capacity transmission for transmitting the storage amount of hydrogen in a hydrogen tank loaded on the trailer It may include an integrated gateway for collecting and transmitting data transmitted from a plurality of the trailers.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 통합 게이트웨이는 상기 트레일러의 통신 상태를 점검하는 통신 판단모듈과 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우, 긴급복구 가능한 협대역 무선으로 커버리지를 확대하기 위해 저전력광역통신망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)을 전환하는 통신망 전환모듈을 포함할 수 있다.The integrated gateway according to an aspect of the present invention includes a communication determination module for checking the communication state of the trailer and a low-power wide area network (LPWAN: Low Power Wide Area Network) may include a communication network conversion module for switching.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 통신망 전환모듈은 사물인터넷(IoT) 센서에 할당된 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 통신망으로 전환할 수 있다.The communication network conversion module according to an aspect of the present invention may switch to a communication network for transmitting data based on a node number assigned to an Internet of Things (IoT) sensor.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 통신망 전환모듈은 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우 로라(LoRa) 통신망으로 전환할 수 있다.The communication network switching module according to an aspect of the present invention may switch to a LoRa communication network when the communication state of the trailer is poor.
본 발명의 다른 측면에 따른 수소 전주기 관리 방법은, 수소 이송용 트레일러의 위치 및 수소 잔량을 감시하는 수소 이송 추적 단계, 수소 충전소의 수소 필요 정보를 수집하는 충전소 감시 단계, 복수의 트레일러에서 전송된 위치 정보 및 수소 저장량 정보를 통합하는 수소 통합 관리 단계, 및 수소 생산량을 제어하는 수소 플랜트 제어 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen life cycle management method according to another aspect of the present invention includes a hydrogen transport tracking step of monitoring the position and remaining amount of hydrogen of a trailer for hydrogen transport, a charging station monitoring step of collecting hydrogen required information of a hydrogen charging station, and transmitted from a plurality of trailers. It may include a hydrogen integrated management step of integrating location information and hydrogen storage amount information, and a hydrogen plant control step of controlling hydrogen production.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 수소 이송 추적 단계는, 수소 이송용 트레일러의 위치 정보를 전송하는 위치 전송 단계와, 상기 트레일러의 수소탱크에 저장된 수소의 잔량을 전송하는 수소잔량 전송 단계와, 복수의 트레일러에서 전송된 위치 정보 및 수소 전량 정보를 통합하는 정보 통합 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen transfer tracking step according to another aspect of the present invention includes a location transmission step of transmitting location information of a trailer for hydrogen transportation, a residual hydrogen amount transmission step of transmitting the remaining amount of hydrogen stored in a hydrogen tank of the trailer, and a plurality of It may include an information integration step of integrating location information and hydrogen total information transmitted from the trailer.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 수소잔량 전송 단계는 상기 수소탱크의 압력을 측정하여 압력 정보를 전송할 수 있다.In the step of transmitting the remaining amount of hydrogen according to another aspect of the present invention, the pressure information may be transmitted by measuring the pressure of the hydrogen tank.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 트레일러의 통신 상태를 점검하는 통신 판단 단계와 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우, 긴급복구 가능한 협대역 무선으로 커버리지를 확대하기 위해 저전력광역통신망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)을 전환하는 통신망 전환 단계를 더 포함할 수 있다.In the communication determination step of checking the communication state of the trailer according to another aspect of the present invention, and when the communication state of the trailer is poor, in order to expand the coverage with an emergency recovery narrowband wireless network (LPWAN: Low Power Wide Area) Network) may further include a network switching step of switching.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 통신망 전환 단계는 사물인터넷(IoT) 센서에 할당된 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 통신망으로 전환할 수 있다.In the step of switching the communication network according to another aspect of the present invention, the communication network may be switched to a communication network that transmits data based on a node number assigned to an Internet of Things (IoT) sensor.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 통신망 전환 단계는 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우 로라(LoRa) 통신망으로 전환할 수 있다.In the step of switching the communication network according to another aspect of the present invention, when the communication state of the trailer is poor, the communication network may be switched to a LoRa communication network.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 수소 통합 관리 단계는, 수신된 정보를 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System)의 디지털 지도에 표시하는 표시 단계와, 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측하는 수요 예측 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen integrated management step according to another aspect of the present invention includes a display step of displaying the received information on a digital map of a Geographic Information System (GIS), and predicting the demand for hydrogen based on the transmitted information. It may include a demand forecasting step.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 수소 통합 관리 단계는 상기 트레일러들을 보충이 필요한 보충 그룹과 충전소에 수소 공급이 가능한 충전 그룹으로 분류하는 트레일러 분류 단계와 상기 충전 그룹의 상기 트레일러에 공급이 필요한 수소 충전소의 위치를 전송하는 충전 정보 전송 단계를 더 포함할 수 있다.The hydrogen integrated management step according to another aspect of the present invention includes a trailer classification step of classifying the trailers into a replenishment group requiring replenishment and a recharging group capable of supplying hydrogen to a charging station, and a hydrogen refueling station requiring supply to the trailer of the charging group. It may further include a charging information transmission step of transmitting the location.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 수소 플랜트 제어 단계는, 예측된 수소의 수요량을 바탕으로 발전 설비의 가동을 제어하는 전력 제어 단계와, 상기 발전 설비에서 생산된 전력의 저장을 제어하는 전력 저장 단계와 상기 수소 통합 관리 단계에서 전달된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 제어하는 생산 제어 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen plant control step according to another aspect of the present invention includes a power control step of controlling the operation of a power generation facility based on a predicted hydrogen demand amount, a power storage step of controlling the storage of power produced in the power generation facility, and It may include a production control step of controlling the hydrogen production based on the information transmitted in the hydrogen integrated management step.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따르면, 수소 이송과 수소 충전소를 감시하고 이에 따른 정보를 바탕으로 수소 플랜트를 제어하므로 수소의 생산과 공급을 효율적으로 제어할 수 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, hydrogen production and supply can be efficiently controlled because the hydrogen transport and hydrogen filling station are monitored and the hydrogen plant is controlled based on the corresponding information.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소의 전주기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템의 관리 대상 장치들을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 이송 추적 장치의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 이송 추적 장치를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템을 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 전주기 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a view showing a full cycle of hydrogen according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing management target devices of the hydrogen life cycle management system according to the first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram illustrating a hydrogen life cycle management system according to a first embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a connection relationship of a hydrogen transfer tracking device according to a first embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram illustrating a hydrogen transfer tracking device according to a first embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a hydrogen life cycle management method according to the first embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram illustrating a hydrogen life cycle management system according to a second embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method for managing a hydrogen life cycle according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'comprise' or 'have' are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 이송 추적 장치에 대해서 설명한다.Hereinafter, a hydrogen transport tracking device according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소의 전주기를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템의 관리 대상 장치들을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a view showing the entire cycle of hydrogen according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing management target devices of the hydrogen full cycle management system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a hydrogen life cycle management system according to a first embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템(101)은 수소의 생산과 이송 및 활용을 관리하는 시스템이다.1 to 3, the hydrogen life
도 1에 도시된 바와 같이 풍력, 태양력 등의 발전장치(110)에 의하여 전력이 생산되면 전력 제어시스템(120)을 거쳐서 수소 플랜트(130)에 전력이 공급되며, 수소 플랜트(130)는 물을 전기분해 하여 수소를 생산한다. 생산된 수소는 정제기(140)에서 정제되고, 압축기(150)에서 액화 압축된 후에 수소탱크(160)에 저장된다. 또한, 수소가 충전된 수소탱크(160)는 트레일러(170)에 의하여 충전소(180) 등의 수요지에 공급될 수 있으며, 충전소(180) 등에서 자동차에 주입되어 활용될 수 있다.As shown in FIG. 1 , when power is produced by the
전력의 생산, 수소 생산, 수소 정제 및 압축, 수소 저장, 수소 운송, 수소 활용의 전과정을 수소 전주기라 하며, 이러한 수소의 생산부터 활용까지의 전주기를 제어하는 시스템을 수소 전주기 관리 시스템(101)이라고 한다. 수소 전주기 관리 시스템(101)이 구성되면 수소의 필요량을 예측하여 수소의 생산을 위한 전력 생산부터, 수소 생산 설비의 제어까지 수소의 생산 및 공급을 용이하고 일관적으로 제어할 수 있다.The entire process of power generation, hydrogen production, hydrogen purification and compression, hydrogen storage, hydrogen transportation, and hydrogen utilization is called the hydrogen life cycle, and a system that controls the entire cycle from hydrogen production to utilization is a hydrogen life
본 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템(101)은 수소 이송 추적 장치(10), 충전소 감시부(20), 수소 플랜트 제어부(30), 통합 관리부(40)를 포함할 수 있다.The hydrogen life
수소 이송 추적 장치(10)는 복수의 수소 이송용 트레일러(170)의 위치 및 수소 잔량을 감시한다. 수소 이송 추적 장치(10)는 트레일러(170)들의 위치 정보를 전송할 뿐만 아니라 트레일러(170)들에 저장된 수소의 저장정보를 전송할 수 있다.The hydrogen
충전소 감시부(20)는 복수의 수소 충전소(180)의 수소 필요 정보를 수집한다. 충전소 감시부(20)는 각각의 수소 충전소(180)에 설치된 센서를 통해서 수소 저장량을 파악하고, 수소 필요 정보를 수집할 수 있다. 또한 충전소 감시부(20)는 수소 충전소(180)에서 입력된 정보를 바탕으로 수소 필요 정보를 수집할 수도 있다.The charging
수소 플랜트 제어부(30)는 수소 플랜트(130)에서 생산되는 수소 생산량을 제어한다. 수소 플랜트 제어부(30)는 전력 제어모듈(31), 전력 저장모듈(32), 생산 제어모듈(33)을 포함할 수 있다.The hydrogen
전력 제어모듈(31)은 발전 설비(110)의 전력 생산을 제어하는데, 여기서 발전 설비(110)는 태양광 발전 설비, 풍력 발전 설비 등으로 이루어질 수 있다. 전력 제어모듈(31)은 예측된 수소의 수요량을 바탕으로 발전 설비(110)의 가동을 제어할 수 있다.The
전력 저장모듈(32)은 발전 설비(110)에서 생산된 전력의 저장을 제어한다. 전력 저장모듈(32)은 예측된 수소의 수요량을 바탕으로 수소 플랜트(130)에서 필요한 전력 수요량을 계산하고, 전력 수요량을 뺀 나머지 전력을 ESS 등의 에너지 저장 설비(125)에 저장한다.The
생산 제어모듈(33)은 통합 관리부(40)에서 전달된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 제어한다. 생산 제어모듈(33)은 수소 플랜트(130)의 가동 시간과 가동 주기를 제어할 수 있다. The
통합 관리부(40)는 수소 이송 추적 장치(10)와 충전소 감시부(20)에서 전달된 정보를 표시하고 수소 플랜트 제어부(30)를 통제하는 신호를 생성한다. 통합 관리부(40)는 표시모듈(41), 수요 예측모듈(42), 생산량 전송모듈(43), 수소 저장모듈(44)을 포함할 수 있다.The
통합 관리부(40)는 발전 설비(110), 에너지 저장 설비(125), 수소 플랜트(130)와 스위치 허브(64) 및 통신망(65)을 매개로 연결되어 정보를 송수신할 수 있다. 또한, 통합 관리부(40)는 통합 게이트웨이(11)와 연결되어 통합 게이트웨이(11)에서 정보를 수신할 수 있다. 또한, 발전 설비(110), 에너지 저장 설비(125), 수소 플랜트(130)는 스위치 허브(64)에 연결되므로 발전 설비(110), 에너지 저장 설비(125), 수소 플랜트(130)는 상호간에 정보를 주고 받을 수도 있다.The
표시모듈(41)은 수신된 정보를 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System)의 디지털 지도에 표시하며, 트레일러(170)의 위치 및 트레일러(170)에 저장된 수소의 잔량 정보를 표시할 수 있다. 또한 표시모듈(41)은 수소 충전소(180)의 위치와 수소 충전소(180)에서 필요한 수소의 필요량을 디지털 지도에 표시할 수 있다.The
수요 예측모듈(42)은 수소 이송 추적 장치(10)와 충전소 감시부(20)에서 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측한다. 수요 예측모듈(42)은 수소 이송 추적 장치(10)에서 트레일러(170)들에 적재된 수소 잔량을 산출하고, 충전소 감시부(20)에서 수소 충전소(180)들에 필요한 수소의 총량을 산출하여 일정 기간 동안 필요한 수소의 수요량을 예측할 수 있다.The
생산량 전송모듈(43)은 수요 예측모듈(42)에서 생성된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 결정하여 수소 플랜트 제어부(30)에 전송한다. 생산량 전송모듈(43)은 주기적으로 수소 생산량을 결정하여 수소 플랜트 제어부(30)로 전송하여 수소의 생산량을 제어할 수 있다.The production
수소 저장모듈(44)은 수소 저장 용량을 감시하고, 생산된 수소 중 저장이 필요한 수소의 저장량을 예측하며, 예측된 저장량의 수소를 저장한다. 수소 저장모듈(44)은 수요와 생산을 비교하여 저장량을 결정한다.The
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 이송 추적 장치의 연결 관계를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 이송 추적 장치를 도시한 구성도이다.4 is a diagram illustrating a connection relationship of a hydrogen transport tracking device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a hydrogen transport tracking device according to a first embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 수소 이송 추적 장치(10)는 위치추적 단말기(17), 수소잔량 전송부(18), 통합 게이트웨이(11), 모바일 단말기(12), 추적 제어부(14)를 포함할 수 있다.4 and 5, the hydrogen
트레일러(170)는 수소탱크(160)를 적재하여 수송하는 차량으로서, 트레일러(170)에는 수소탱크(160)와 위치추적 단말기(17)와 수소잔량 전송부(18)가 설치된다. 수소탱크(160)는 액화수소를 저장하는 탱크로 이루어질 수 있다.The
위치추적 단말기(17)는 복수의 위성으로부터 수신되는 위성 신호 정보를 활용하여 현재 위치 정보를 결정하고, 결정된 위치 정보를 무선 통신으로 전송한다. The
위치추적 단말기(17)는 위성신호 수신모듈(171), 메인 통신모듈(172), 백업 통신모듈(173)을 포함할 수 있다. 위성신호 수신모듈(171)은 복수의 위성으로부터 위치추적 신호를 수신하며 GPS 위성 신호를 수신할 수 있다. 메인 통신모듈(172)은 기지국(91)을 통하여 위치정보를 통합 게이트웨이(11)로 전송하는 통신모듈로서 LTE(long term evolution) 통신망, 5G 통신망 등 상용 무선 네트워크(92)을 통해서 정보를 전송할 수 있다. 백업 통신모듈(173)은 메인 통신모듈(172)의 통신 상태가 불량한 경우에 대비하여 위치정보를 전송하는 통신모듈로서 저전력광역통신망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)으로 정보를 전송하며, 여기서 저전력광역통신망은 로라(LoRa) 통신망으로 이루어질 수 있다.The
수소잔량 전송부(18)는 수소탱크(160)에 저장된 수소의 잔량을 측정하고, 잔량 정보를 무선 통신으로 통합 게이트웨이(11)에 전송한다. 수소잔량 전송부(18)는 압력계(183), 메인 통신모듈(181), 백업 통신모듈(182)을 포함할 수 있다. 압력계(183)는 수소탱크(160)에 설치되어 수소탱크(160)의 내부 압력을 측정한다. 압력계(183)는 아날로그 압력계 또는 디지털 압력계로 이루어질 수 있다. The residual hydrogen
메인 통신모듈(181)은 기지국(91)을 통하여 압력정보를 통합 게이트웨이(11)로 전송하는 통신모듈로서 LTE 통신망, 5G 통신망 등 상용 무선 네트워크(92)를 통해서 정보를 전송할 수 있다. 백업 통신모듈(182)은 메인 통신모듈(181)의 통신 상태가 불량한 경우에 대비하여 압력정보를 전송하는 통신모듈로서 저전력광역통신망으로 정보를 전송하며, 여기서 저전력광역통신망은 로라(LoRa) 통신망으로 이루어질 수 있다.The
통합 게이트웨이(11)는 위치추적 단말기(17) 및 수소잔량 전송부(18)에서 전송된 정보를 수신하여 모바일 단말기(12) 및 추적 제어부(14)로 전달한다. 통합 게이트웨이(11)는 복수의 통신 방식으로 정보를 송수신할 수 있다. 통합 게이트웨이(11)는 복수의 트레일러(170)에서 전송된 정보를 수집하여 전송할 수 있다.The
통합 게이트웨이(11)는 통신 판단모듈(111), 통신망 전환모듈(112), 메인 통신모듈(113), 백업 통신모듈(114)을 포함할 수 있다. 통신 판단모듈(111)은 트레일러(170)와의 통신 상태를 점검하고 통신 상태가 양호한지 여부를 판단한다. 통신망 전환모듈(112)은 트레일러(170)의 통신 상태가 불량한 경우, 긴급복구 가능한 협대역 무선으로 커버리지를 확대하기 위해 저전력광역통신망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)을 전환한다.The
통신망 전환모듈(112)은 사물인터넷(IoT) 센서에 할당된 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 통신망으로 전환할 수 있는데, 통신망 전환모듈(112)은 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 로라(LoRa) 통신망으로 통신망을 전환할 수 있다.The communication
로라 통신망은 장거리 데이터 전송이 가능한 무선 통신 방식으로서, 사물인터넷(IoT) 센서에 할당된 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하며, 16km 이내의 기지국을 통해서 통합 게이트웨이(11)와 저전력으로 통신할 수 있다.The LoRa communication network is a wireless communication method that enables long-distance data transmission. It transmits data based on the node number assigned to the Internet of Things (IoT) sensor, and can communicate with the
메인 통신모듈(113)은 기지국(91)으로부터 정보를 송수신하며 LTE 통신망, 5G 통신망 등 상용 무선 네크워크(92)를 통해서 정보를 송수신할 수 있다. 백업 통신모듈(114)은 메인 통신모듈(113)의 통신 상태가 불량한 경우에 대비하여 정보를 송수신하는 통신모듈로서 백업 통신모듈(114)은 로라(LoRa) 통신망으로 정보를 송수신할 수 있다.The
추적 제어부(14)는 연산 가능한 컴퓨터와 디스플레이를 포함하며, 통합 게이트웨이(11)에서 전송된 정보를 디스플레이에 표시하고, 작업자의 명령을 수신할 수 있다. 추적 제어부(14)는 수신된 정보를 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System) 디지털 지도에 표시하고, 측정된 수소 압력 데이터로 계산된 수소 잔량을 생산량에 합산하여 수소 생산 제어 및 및 공급 가능 총량을 관리한다. 모바일 단말기(12)는 통합 게이트웨이(11)에서 전송된 정보를 디스플레이에 표시하고, 작업자의 명령을 수신할 수 있다.The
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a hydrogen full-cycle management method according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a hydrogen life cycle management method according to the first embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수소 전주기 관리 방법은 수소의 생산과 이송 및 활용을 관리하며, 수소 이송 추적 단계(S101), 충전소 감시 단계(S102), 수소 통합 관리 단계(S103), 수소 플랜트 제어 단계(S104)를 포함할 수 있다.3 to 6, the hydrogen life cycle management method according to this embodiment manages the production, transfer and utilization of hydrogen, and includes a hydrogen transfer tracking step (S101), a charging station monitoring step (S102), and hydrogen integration It may include a management step (S103) and a hydrogen plant control step (S104).
수소 이송 추적 단계(S101)는 수소를 이송하는 트레일러(170)의 위치를 추적하고, 트레일러(170)에 적재된 수소의 잔량을 감시한다. 수소 이송 추적 단계(S101)는 위치 전송 단계, 수소잔량 전송 단계, 통신 판단 단계, 통신망 전환 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen transport tracking step S101 tracks the position of the
위치 전송 단계는 수소 이송용 트레일러(170)의 위치 정보를 전송한다. 위치 전송 단계는 복수의 위성으로부터 수신되는 위성 신호 정보를 활용하여 현재 위치 정보를 결정하고, 결정된 위치 정보를 무선 통신으로 전송한다.The location transmission step transmits location information of the
수소잔량 전송 단계는 트레일러(170)의 수소탱크(160)에 저장된 수소의 잔량을 전송한다. 수소잔량 전송 단계는 트레일러(170)에 적재된 수소탱크(160)의 압력을 측정하여 압력 정보를 전송할 수 있다.In the step of transmitting the remaining amount of hydrogen, the remaining amount of hydrogen stored in the
통신 판단 단계는 트레일러(170)와의 통신 상태를 점검하고 통신 상태가 양호한지 여부를 판단한다. 통신 판단 단계는 트레일러(170)에서 전송되는 무선 신호의 강도를 측정하여 통신 상태의 양호 여부를 판단할 수 있다.The communication determination step checks the communication state with the
통신망 전환 단계는 트레일러(170)의 통신 상태가 불량한 경우, 긴급복구 가능한 협대역 무선으로 커버리지를 확대하기 위해 저전력광역통신망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)을 전환한다.In the communication network switching step, when the communication state of the
통신망 전환 단계는 사물인터넷(IoT) 센서에 할당된 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 통신망으로 전환할 수 있는데, 통신망 전환 단계(S106)는 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 로라(LoRa) 통신망으로 통신망을 전환할 수 있다.The communication network switching step can be switched to a communication network that transmits data based on the node number assigned to the Internet of Things (IoT) sensor, and the communication network switching step S106 is a LoRa communication network that transmits data based on the node number network can be switched.
충전소 감시 단계(S102)는 복수의 수소 충전소(180)의 수소 필요 정보를 수집한다. 충전소 감시 단계(S102)는 각각의 수소 충전소(180)에 설치된 센서를 통해서 수소 저장량을 파악하고, 수소 필요 정보를 수집할 수 있다. 또한 충전소 감시 단계(S102)는 수소 충전소(180)에서 입력된 정보를 바탕으로 수소 필요 정보를 수집할 수도 있다.Charging station monitoring step (S102) collects hydrogen required information of a plurality of hydrogen charging stations (180). In the charging station monitoring step (S102), the hydrogen storage amount may be determined through a sensor installed at each
수소 통합 관리 단계(S103)는 수소 이송 추적 단계(S101)와 충전소 감시 단계(S102)에서 전달된 정보를 표시하고 수소 플랜트(130)를 통제하는 신호를 생성한다. 통합 관리 단계는 표시 단계, 수요 예측 단계, 생산량 전송 단계, 수소 저장 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen integrated management step (S103) generates a signal to display the information transmitted in the hydrogen transfer tracking step (S101) and the charging station monitoring step (S102) and control the
표시 단계는 수신된 정보를 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System)의 디지털 지도에 표시하며, 트레일러(170)의 위치 및 트레일러(170)에 저장된 수소의 잔량 정보를 표시할 수 있다.In the display step, the received information is displayed on a digital map of a Geographic Information System (GIS), and information about the position of the
수요 예측 단계는 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측한다. 수요 예측 단계는 트레일러들(170)에 적재된 수소 잔량을 산출하고, 수소 충전소(180)들에 필요한 수소의 총량을 산출하여 일정 기간 동안 필요한 수소의 수요량을 예측할 수 있다.The demand forecasting stage predicts the hydrogen demand based on the transmitted information. In the demand prediction step, the amount of hydrogen required for a predetermined period may be predicted by calculating the remaining amount of hydrogen loaded in the
생산량 전송 단계는 수소 생산량을 결정하여 전송한다. 생산량 전송 단계는 주기적으로 수소 생산량을 결정하여 수소 플랜트(130)로 전송할 수 있다. 수소 저장 단계는 수소 저장 용량을 감시하고, 생산된 수소 중 저장이 필요한 수소의 저장량을 예측하며, 예측된 저장량의 수소를 저장한다.The production transfer step determines and transmits the hydrogen production. The production amount transmission step may periodically determine the hydrogen production amount and transmit it to the
수소 플랜트 제어 단계(S104)는 수소 플랜트(130)에서 생산되는 수소 생산량을 제어한다. 수소 플랜트 제어 단계(S104)는 전력 제어 단계, 전력 저장 단계, 생산 제어 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen plant control step S104 controls the amount of hydrogen produced in the
전력 제어 단계는 발전 설비(110)의 전력 생산을 제어하는데, 여기서 발전 설비(110)는 태양광 발전 설비, 풍력 발전 설비 등으로 이루어질 수 있다. 전력 제어 단계는 예측된 수소의 수요량을 바탕으로 발전 설비(110)의 가동을 제어할 수 있다.The power control step controls the power generation of the
전력 저장 단계는 발전 설비(110)에서 생산된 전력의 저장을 제어한다. 전력 저장 단계는 예측된 수소의 수요량을 바탕으로 수소 플랜트(130)에서 필요한 전력 수요량을 계산하고, 전력 수요량을 뺀 나머지 전력을 ESS 등의 에너지 저장 설비(125)에 저장한다.The power storage step controls the storage of power generated by the
생산 제어 단계는 통합 관리 단계에서 전달된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 제어한다. 생산 제어 단계는 수소 플랜트(130)의 가동 시간과 가동 주기를 제어할 수 있다. The production control stage controls the hydrogen production based on the information transmitted from the integrated management stage. The production control step may control the operation time and operation cycle of the
이와 같이 본 실시예에 따르면 수소의 이송, 충전 정보를 수집하고, 이러한 정보를 바탕으로 수소의 생산과 전력의 생산을 제어하므로 수소 플랜트를 보다 효율적으로 운영하고, 신재생 잉여 에너지를 관리하며, 수소의 생산과 수요의 밸런스를 최적화할 수 있다.As described above, according to this embodiment, hydrogen transport and charging information is collected, and hydrogen production and power generation are controlled based on this information, so that the hydrogen plant is more efficiently operated, renewable surplus energy is managed, and hydrogen can optimize the balance between production and demand.
또한, 이동중인 수소 이송용 트레일러(170)의 위치 정보와 트레일러(170)에 저장된 수소 잔량을 용이하게 파악하여 수소 생산 및 공급에 활용할 수 있으며, 통신 상태가 불량한 경우에는 사물인터넷 전용 통신망인 로라(LoRa) 통신망으로 자동 전환하여 정보를 송수신하므로 트레일러의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.In addition, location information of the
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템(101)에 대해서 설명한다.Hereinafter, the hydrogen life
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템(101)을 도시한 구성도이다.7 is a configuration diagram illustrating a hydrogen life
도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템(102)은 통합 관리부(40)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 수소 전주기 관리 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.7, since the hydrogen life
통합 관리부(40)는 수소 이송 추적 장치(10)와 충전소 감시부(20)에서 전달된 정보를 표시하고 수소 플랜트 제어부(30)를 통제하는 신호를 생성한다. 통합 관리부(40)는 표시모듈(41), 수요 예측모듈(42), 생산량 전송모듈(43), 수소 저장모듈(44), 트레일러 분류모듈(45), 충전정보 전송모듈(46)을 포함할 수 있다. The
표시모듈(41)은 수신된 정보를 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System)의 디지털 지도에 표시하며, 트레일러(170)의 위치 및 트레일러(170)에 저장된 수소의 잔량 정보를 표시할 수 있다. 또한 표시모듈(41)은 수소 충전소(180)의 위치와 수소 충전소(180)에서 필요한 수소의 필요량을 디지털 지도에 표시할 수 있다.The
수요 예측모듈(42)은 수소 이송 추적 장치와 충전소 감시부(20)에서 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측한다. 수요 예측모듈(42)은 수소 이송 추적 장치(10)에서 트레일러(170)들에 적재된 수소 잔량을 산출하고, 충전소 감시부(20)에서 수소 충전소(180)들에 필요한 수소의 총량을 산출하여 일정 기간 동안 필요한 수소의 수요량을 예측할 수 있다.The
생산량 전송모듈(43)은 수요 예측모듈(42)에서 생성된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 결정하여 수소 플랜트 제어부(30)에 전송한다. 생산량 전송모듈(43)은 주기적으로 수소 생산량을 결정하여 수소 플랜트(130)로 전송하여 수소의 생산량을 제어할 수 있다.The production
수소 저장모듈(44)은 수소 저장 용량을 감시하고, 생산된 수소 중 저장이 필요한 수소의 저장량을 예측하며, 예측된 저장량의 수소를 저장한다. 수소 저장모듈(44)은 수요와 생산을 비교하여 저장량을 결정한다.The
트레일러 분류모듈(45)은 수소 보충이 필요한 보충 그룹과 충전소(180)에 수소 공급이 가능한 충전 그룹으로 분류한다. 트레일러 분류모듈(45)은 수소탱크(160)의 압력 정보를 바탕으로 트레일러들을 분류할 수 있다. The
충전정보 전송모듈(46)은 충전 그룹의 트레일러(170)에 공급이 필요한 수소 충전소(180)의 위치를 전송할 수 있다. 충전정보 전송모듈(46)은 수소가 필요한 충전소(180) 중에서 최단 거리에 위치하는 충전소(180) 정보를 트레일러(170)에 전송하여 트레일러(170)의 아이들 타임을 최소화하고 이송 효율을 향상시킬 수 있다.The charging
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 수소 전주기 관리 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a hydrogen-hydrogen life cycle management method according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 전주기 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart for explaining a hydrogen life cycle management method according to a second embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수소 전주기 관리 방법은 수소의 생산과 이송 및 활용을 관리하며, 수소 이송 추적 단계(S101), 충전소 감시 단계(S102), 수소 통합 관리 단계(S103), 수소 플랜트 제어 단계(S104)를 포함할 수 있다.7 and 8, the hydrogen life cycle management method according to this embodiment manages the production, transfer and utilization of hydrogen, and includes a hydrogen transfer tracking step (S101), a charging station monitoring step (S102), and hydrogen integration It may include a management step (S103) and a hydrogen plant control step (S104).
본 실시예에 따른 수소 이송 추적 방법은 수소 통합 관리 단계(S103)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 수소 이송 추적 방법과 동일한 과정으로 이루어지므로 동일한 과정에 대한 중복 설명은 생략한다.Since the hydrogen transport tracking method according to the present embodiment has the same process as the hydrogen transport tracking method according to the first embodiment except for the hydrogen integrated management step S103, a redundant description of the same process will be omitted.
수소 통합 관리 단계(S103)는 수소 이송 추적 단계(S101)와 충전소 감시 단계(S102)에서 전달된 정보를 표시하고 수소 플랜트(130)를 통제하는 신호를 생성한다. 수소 통합 관리 단계(S103)는 표시 단계, 수요 예측 단계, 생산량 전송 단계, 수소 저장 단계, 트레일러 분류 단계, 충전정보 전송 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen integrated management step (S103) generates a signal to display the information transmitted in the hydrogen transfer tracking step (S101) and the charging station monitoring step (S102) and control the
표시 단계는 수신된 정보를 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System)의 디지털 지도에 표시하며, 트레일러(170)의 위치 및 트레일러(170)에 저장된 수소의 잔량 정보를 표시할 수 있다.In the display step, the received information is displayed on a digital map of a Geographic Information System (GIS), and information about the position of the
수요 예측 단계는 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측한다. 수요 예측 단계는 트레일러들(170)에 적재된 수소 잔량을 산출하고, 수소 충전소(180)들에 필요한 수소의 총량을 산출하여 일정 기간 동안 필요한 수소의 수요량을 예측할 수 있다.The demand forecasting stage predicts the hydrogen demand based on the transmitted information. In the demand prediction step, the amount of hydrogen required for a predetermined period may be predicted by calculating the remaining amount of hydrogen loaded in the
생산량 전송 단계는 수소 생산량을 결정하여 전송한다. 생산량 전송 단계는 주기적으로 수소 생산량을 결정하여 수소 플랜트(130)로 전송할 수 있다. 수소 저장 단계는 수소 저장 용량을 감시하고, 생산된 수소 중 저장이 필요한 수소의 저장량을 예측하며, 예측된 저장량의 수소를 저장한다.The production transfer step determines and transmits the hydrogen production. The production amount transmission step may periodically determine the hydrogen production amount and transmit it to the
트레일러 분류 단계는 수소 보충이 필요한 보충 그룹과 충전소에 수소 공급이 가능한 충전 그룹으로 분류한다. 트레일러 분류 단계는 수소탱크(160)의 압력 정보를 바탕으로 트레일러들(170)을 분류할 수 있다. The trailer classification step is divided into a replenishment group that requires hydrogen replenishment and a refueling group that can supply hydrogen to the charging station. The trailer classification step may classify the
충전정보 전송 단계는 충전 그룹의 트레일러(170)에 공급이 필요한 수소 충전소(180)의 위치를 전송할 수 있다. 충전정보 전송 단계는 수소가 필요한 충전소(180) 중에서 최단 거리에 위치하는 충전소(180) 정보를 트레일러(170)에 전송하여 트레일러(170)의 아이들 타임을 최소화하고 이송 효율을 향상시킬 수 있다.The charging information transmission step may transmit the location of the
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those of ordinary skill in the art can add, change, delete or add components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention may be variously modified and changed by such as, and it will be said that it is also included within the scope of the present invention.
101, 102: 수소 전주기 관리 시스템
10: 수소 이송 추적 장치
11: 통합 게이트웨이
111: 통신 판단모듈
112: 통신망 전환모듈
113, 172, 181: 메인 통신모듈
114, 173, 182: 백업 통신모듈
12: 모바일 단말기
14: 추적 제어부
141: 표시모듈
142: 트레일러 분류모듈
143: 충전정보 전송모듈
17: 위치추적 단말기
171: 위성신호 수신모듈
18: 수소잔량 전송부
183: 압력계
20: 충전소 감시부
30: 수소 플랜트 제어부
31: 전력 제어모듈
32: 전력 저장모듈
33: 생산 제어모듈
40: 통합 관리부
41: 표시모듈
42: 수요 예측모듈
43: 생산량 전송모듈
44: 수소 저장모듈
45: 트레일러 분류모듈
46: 충전정보 전송모듈
64: 스위치 허브
65: 통신망
91: 기지국
92: 네트워크
110: 발전 설비
120: 전력 제어시스템
125: 에너지 저장 설비
130: 수소 플랜트
140: 정제기
150: 압축기
160: 수소탱크
170: 트레일러
180: 충전소101, 102: hydrogen life cycle management system
10: hydrogen transport tracking device
11: Integration Gateway
111: communication determination module
112: communication network conversion module
113, 172, 181: main communication module
114, 173, 182: backup communication module
12: mobile terminal
14: tracking control
141: display module
142: trailer classification module
143: charging information transmission module
17: location tracking terminal
171: satellite signal receiving module
18: hydrogen remaining amount transmission unit
183: pressure gauge
20: charging station monitoring unit
30: hydrogen plant control unit
31: power control module
32: power storage module
33: production control module
40: Integrated Management Department
41: display module
42: demand forecasting module
43: production transmission module
44: hydrogen storage module
45: trailer sorting module
46: charging information transmission module
64: switch hub
65: communication network
91: base station
92: network
110: power generation equipment
120: power control system
125: energy storage facility
130: hydrogen plant
140: refiner
150: compressor
160: hydrogen tank
170: trailer
180: charging station
Claims (20)
수소 충전소의 수소 필요 정보를 수집하는 충전소 감시부;
수소 생산량을 제어하는 수소 플랜트 제어부; 및
상기 수소 이송 추적 장치와 상기 충전소 감시부에서 전달된 정보를 표시하고 상기 수소 플랜트 제어부를 통제하는 신호를 생성하는 통합 관리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.A hydrogen transport tracking device that monitors the position of the hydrogen transport trailer and the remaining amount of hydrogen;
a charging station monitoring unit that collects information about the hydrogen need of a hydrogen charging station;
a hydrogen plant control unit for controlling hydrogen production; and
an integrated management unit that displays information transmitted from the hydrogen transfer tracking device and the charging station monitoring unit and generates a signal to control the hydrogen plant control unit;
Hydrogen life cycle management system comprising a.
상기 수소 플랜트 제어부는 발전 설비의 전력 생산을 제어하는 전력 제어모듈과 상기 발전 설비에서 생산된 전력의 저장을 제어하는 전력 저장모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.According to claim 1,
The hydrogen plant control unit is a hydrogen life cycle management system, characterized in that it comprises a power control module for controlling the power generation of the power generation facility and a power storage module for controlling the storage of the power produced by the power generation facility.
상기 수소 플랜트 제어부는 상기 통합 관리부에서 전달된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 제어하는 생산 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.According to claim 1,
The hydrogen plant control unit hydrogen life cycle management system, characterized in that it comprises a production control module for controlling the hydrogen production based on the information transmitted from the integrated management unit.
상기 통합 관리부는 디지털 지도에 상기 트레일러의 위치 및 정보를 표시하는 표시모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.According to claim 1,
The integrated management unit hydrogen life cycle management system, characterized in that it comprises a display module for displaying the location and information of the trailer on a digital map.
상기 통합 관리부는 상기 수소 이송 추적 장치와 상기 충전소 감시부에서 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측하는 수요 예측모듈과 상기 수요 예측모듈에서 생성된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 결정하여 상기 수소 플랜트 제어부에 전송하는 생산량 전송모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.According to claim 1,
The integrated management unit determines the hydrogen production amount based on the information generated by the demand prediction module and the demand prediction module for predicting the demand amount of hydrogen based on the information transmitted from the hydrogen transfer tracking device and the charging station monitoring unit to determine the hydrogen plant Hydrogen life cycle management system, characterized in that it comprises a production transmission module for transmitting to the control unit.
상기 통합 관리부는 수소 저장 용량을 감시하고, 생산된 수소 중 저장이 필요한 수소의 저장량을 결정하며, 결정된 저장량의 수소를 저장하는 수소 저장모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.6. The method of claim 5,
The integrated management unit monitors the hydrogen storage capacity, determines the storage amount of hydrogen required to be stored among the produced hydrogen, and comprises a hydrogen storage module for storing the determined storage amount of hydrogen.
상기 통합 관리부는 상기 트레일러들을 수소 보충이 필요한 보충 그룹과 충전소에 수소 공급이 가능한 충전 그룹으로 분류하는 트레일러 분류모듈과 상기 충전 그룹의 상기 트레일러에 공급이 필요한 수소 충전소의 위치를 전송하는 충전정보 전송모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.7. The method of claim 6,
The integrated management unit includes a trailer classification module for classifying the trailers into a replenishment group requiring hydrogen replenishment and a charging group capable of supplying hydrogen to a charging station, and a charging information transmission module for transmitting the location of a hydrogen refueling station requiring supply to the trailer of the charging group Hydrogen life cycle management system, characterized in that it further comprises.
상기 수소 이송 추적 장치는, 수소 이송용 트레일러에 설치되어 상기 트레일러의 위치를 전송하는 위치추적 단말기와, 상기 트레일러에 적재된 수소 탱크의 수소의 저장량을 전송하는 수소용량 전송부와, 복수의 상기 트레일러에서 전송된 데이터를 수집하여 전송하는 통합 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.According to claim 1,
The hydrogen transport tracking device includes: a location tracking terminal installed on a trailer for hydrogen transport to transmit the location of the trailer; a hydrogen capacity transmitter configured to transmit a storage amount of hydrogen in a hydrogen tank loaded on the trailer; Hydrogen life cycle management system, characterized in that it includes an integrated gateway that collects and transmits the data transmitted from.
상기 통합 게이트웨이는 상기 트레일러의 통신 상태를 점검하는 통신 판단모듈과 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우, 긴급복구 가능한 협대역 무선으로 커버리지를 확대하기 위해 저전력광역통신망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)을 전환하는 통신망 전환모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.9. The method of claim 8,
The integrated gateway includes a communication determination module that checks the communication status of the trailer and, when the communication status of the trailer is poor, a low power wide area network (LPWAN) to expand coverage with an emergency recovery narrowband wireless network. Hydrogen life cycle management system, characterized in that it comprises a communication network conversion module for switching.
상기 통신망 전환모듈은 사물인터넷(IoT) 센서에 할당된 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 통신망으로 전환하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.10. The method of claim 9,
The communication network conversion module is a hydrogen life cycle management system, characterized in that the conversion to a communication network that transmits data based on the node number assigned to the Internet of Things (IoT) sensor.
상기 통신망 전환모듈은 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우 로라(LoRa) 통신망으로 전환하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 시스템.10. The method of claim 9,
The communication network conversion module is a hydrogen life cycle management system, characterized in that the conversion to the LoRa (LoRa) communication network when the communication state of the trailer is poor.
수소 충전소의 수소 필요 정보를 수집하는 충전소 감시 단계;
복수의 트레일러에서 전송된 위치 정보 및 수소 저장량 정보를 통합하는 수소 통합 관리 단계; 및
수소 생산량을 제어하는 수소 플랜트 제어 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.Hydrogen transport tracking step of monitoring the position of the hydrogen transport trailer and the remaining amount of hydrogen;
Charging station monitoring step of collecting hydrogen required information of the hydrogen filling station;
a hydrogen integrated management step of integrating location information and hydrogen storage amount information transmitted from a plurality of trailers; and
A hydrogen plant control step of controlling the hydrogen production;
Hydrogen life cycle management method comprising a.
상기 수소 이송 추적 단계는, 수소 이송용 트레일러의 위치 정보를 전송하는 위치 전송 단계와, 상기 트레일러의 수소탱크에 저장된 수소의 잔량을 전송하는 수소잔량 전송 단계와, 복수의 트레일러에서 전송된 위치 정보 및 수소 전량 정보를 통합하는 정보 통합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.13. The method of claim 12,
The hydrogen transfer tracking step includes a location transmission step of transmitting location information of a trailer for hydrogen transportation, a hydrogen residual amount transmission step of transmitting the remaining amount of hydrogen stored in a hydrogen tank of the trailer, location information transmitted from a plurality of trailers, and Hydrogen life cycle management method, characterized in that it comprises an information integration step of integrating the hydrogen total amount information.
상기 수소잔량 전송 단계는 상기 수소탱크의 압력을 측정하여 압력 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.14. The method of claim 13,
The hydrogen remaining amount transmission step is a hydrogen life cycle management method, characterized in that the transmission of pressure information by measuring the pressure of the hydrogen tank.
상기 트레일러의 통신 상태를 점검하는 통신 판단 단계와 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우, 긴급복구 가능한 협대역 무선으로 커버리지를 확대하기 위해 저전력광역통신망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)을 전환하는 통신망 전환 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.14. The method of claim 13,
Communication determination step of checking the communication status of the trailer and, when the communication status of the trailer is poor, switching to a low power wide area network (LPWAN) in order to expand the coverage with an emergency recoverable narrowband wireless network Hydrogen life cycle management method, characterized in that it further comprises the step.
상기 통신망 전환 단계는 사물인터넷(IoT) 센서에 할당된 노드번호를 기반으로 데이터를 전송하는 통신망으로 전환하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.16. The method of claim 15,
The communication network switching step is a hydrogen life cycle management method, characterized in that switching to a communication network that transmits data based on the node number assigned to the Internet of Things (IoT) sensor.
상기 통신망 전환 단계는 상기 트레일러의 통신 상태가 불량한 경우 로라(LoRa) 통신망으로 전환하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.16. The method of claim 15,
In the step of switching the communication network, when the communication state of the trailer is poor, the hydrogen life cycle management method, characterized in that the switching to the LoRa communication network.
상기 수소 통합 관리 단계는, 수신된 정보를 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System)의 디지털 지도에 표시하는 표시 단계와, 전달된 정보를 바탕으로 수소의 수요량을 예측하는 수요 예측 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.13. The method of claim 12,
The hydrogen integrated management step includes a display step of displaying the received information on a digital map of a Geographic Information System (GIS), and a demand prediction step of predicting the demand for hydrogen based on the transmitted information. Hydrogen life cycle management method characterized by.
상기 수소 통합 관리 단계는 상기 트레일러들을 보충이 필요한 보충 그룹과 충전소에 수소 공급이 가능한 충전 그룹으로 분류하는 트레일러 분류 단계와 상기 충전 그룹의 상기 트레일러에 공급이 필요한 수소 충전소의 위치를 전송하는 충전 정보 전송 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.19. The method of claim 18,
The hydrogen integrated management step includes a trailer classification step of classifying the trailers into a replenishment group requiring replenishment and a recharging group capable of supplying hydrogen to a charging station, and charging information transmission for transmitting the location of a hydrogen refueling station requiring supply to the trailer in the charging group Hydrogen life cycle management method, characterized in that it further comprises the step.
상기 수소 플랜트 제어 단계는, 예측된 수소의 수요량을 바탕으로 발전 설비의 가동을 제어하는 전력 제어 단계와, 상기 발전 설비에서 생산된 전력의 저장을 제어하는 전력 저장 단계와 상기 수소 통합 관리 단계에서 전달된 정보를 바탕으로 수소 생산량을 제어하는 생산 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 전주기 관리 방법.13. The method of claim 12,
The hydrogen plant control step is transmitted from the power control step for controlling the operation of the power generation facility based on the predicted hydrogen demand amount, the power storage step for controlling the storage of the power produced in the power generation facility, and the hydrogen integrated management step Hydrogen life cycle management method, characterized in that it comprises a production control step of controlling the hydrogen production based on the information.
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