KR20230052034A - 에너지 저장장치 - Google Patents

에너지 저장장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230052034A
KR20230052034A KR1020210135131A KR20210135131A KR20230052034A KR 20230052034 A KR20230052034 A KR 20230052034A KR 1020210135131 A KR1020210135131 A KR 1020210135131A KR 20210135131 A KR20210135131 A KR 20210135131A KR 20230052034 A KR20230052034 A KR 20230052034A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
battery
storage device
energy storage
load
Prior art date
Application number
KR1020210135131A
Other languages
English (en)
Inventor
김상훈
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020210135131A priority Critical patent/KR20230052034A/ko
Priority to US17/555,211 priority patent/US20230113299A1/en
Priority to PCT/KR2021/020374 priority patent/WO2023063498A1/en
Priority to AU2022203729A priority patent/AU2022203729A1/en
Publication of KR20230052034A publication Critical patent/KR20230052034A/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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/002—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which a reserve is maintained in an energy source by disconnecting non-critical loads, e.g. maintaining a reserve of charge in a vehicle battery for starting an engine
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/001—Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • 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
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • 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
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • 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
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • 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
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • 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
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • H02J2310/14—The load or loads being home appliances
    • 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
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • H02J2310/60—Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 계통 전원 및 태양광 패널과 연결되고, 상기 계통 전원 또는 태양광 패널로부터 수신되는 전기 에너지를 직류형태로 저장하거나, 저장되어 있는 전기 에너지를 하나 이상의 부하(Load)로 출력하는 배터리, 상기 계통 전원과 연결되는 전력 패스를 연결하거나 차단할 수 있는 계통 릴레이, 및, 상기 부하와 연결되는 전력 패스를 연결하거나 차단할 수 있는 부하 릴레이를 포함하고, 상기 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 태양광 패널에서 생산되거나 상기 배터리에 저장된 전기 에너지가 기설정된 부하로 공급되도록 상기 계통 릴레이가 오프(off)되고, 상기 배터리의 충전량이 오프기준치보다 낮아지면, 상기 부하 릴레이가 오프된다.

Description

에너지 저장장치{Energy Storage System}
본 개시는 에너지 저장장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 기반의 에너지 저장장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.
에너지 저장장치는, 외부로부터의 전원을 저장 또는 충전하였다가, 외부로 저장된 전원을 출력 또는 방전하는 장치이다. 이를 위해, 에너지 저장장치는 배터리를 구비하며, 배터리로의 전원 공급 또는 배터리로부터의 전원 출력 등을 위해 전력변환기가 사용된다.
에너지 저장장치는, 계통 전원과 연결되어 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 에너지 저장장치는 태양광 발전장치와 연결되어 하나의 전력 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들어, 등록특허번호 제10-1203842호에는 발전기(PV 등의 발전모듈을 말한다)에서 발전된 전력을 전력부하에 우선공급하고, 남는 전력을 계통 또는 배터리에 공급하는 기술이 개시되어 있다. 여기서 상기 계통은 전력공급망 등을 말할 수 있다. 등록특허번호 제10-1203842호는 상황에 따라 계통, 태양광 발전장치, 에너지 저장장치를 이용하여 전력의 생산, 공급, 저장 및 소비처를 효율적으로 연결하여, 에너지 관리의 효율성을 향상시키고 있다.
등록특허번호 제10-1203842호는 전력망의 정전시에 전력망 연결을 차단한 뒤 배터리로부터 주요 전력부하에 전력을 공급함으로써 UPS(uninterruptible power supply)로 작동되는 에너지 저장장치를 개시하고 있다. 이와 같이, 에너지 저장장치는, 예비 전력을 미리 저장해 두었다가 계통의 정전과 같은 비상 상황시 저장된 예비 전력으로 안정된 전력을 공급할 수 있다.
또한, 태양광 등 분산발전장치도 계통의 정전시 전력을 부하에 공급할 수 있다. 공개특허번호 제10-2013-0131149호는, 정전 발생시 태양광 등 분산 발전 시설의 에너지 중 일부를 회수하여 우선 순위가 부여된 시설로 에너지를 우선 공급하고 있다.
하지만, 정전이 장기화되면, 날씨, 발전장치에 대한 전원 공급 이상 등의 원인으로 태양광 발전이 어려워질 수 있고, 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 소비하면 비상용 에너지 공급이 중단될 수 있다. 따라서, 장기 정전시에도 안정적인 비상 에너지 공급 방안이 필요하다.
본 개시가 해결하고자 하는 과제는 정전 시 안정적으로 운용할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 또 다른 과제는 정전 시 에너지를 효율적으로 사용하고, 배터리를 충전할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 또 다른 과제는 정전 시 배터리 충전이 가능한 상황을 판별할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 또 다른 과제는 태양광 발전기와 상호 연동하여 효율적으로 에너지를 생산, 저장, 관리할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 또 다른 과제는 다중적으로 비상용 에너지를 공급할 수 있는 수단을 구비하여 장기 정전에도 대응할 수 있는 에너지 공급 시스템을 제공하는 것이다.
본 개시의 또 다른 과제는 태양광 발전 및 배터리 충전이 가능한 상황을 판별할 수 있는 에너지 공급 시스템을 제공하는 것이다.
본 개시의 또 다른 과제는 배터리에 저장된 에너지가 소진되더라도, 태양광발전기로부터 안정적으로 배터리를 충전할 수 있는 에너지 공급 시스템을 제공하는 것이다.
본 개시의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 개시의 실시 예들에 따른 에너지 저장장치는, 정전이 발생하면, 릴레이들을 제어하여, 필수부하에 비상 전원을 효율적으로 공급할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 개시의 실시 예들에 따른 에너지 저장장치는, 태양광 패널과 연동하여 계통 정전에 효율적으로 대응할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 개시의 실시 예들에 따른 에너지 저장장치는, 배터리 충전량과 태양광 발전 여부에 따라, 정전 시 배터리에 저장된 에너지를 효율적으로 사용하고, 다시 배터리를 충전할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 계통 전원 및 태양광 패널과 연결되고, 상기 계통 전원 또는 태양광 패널로부터 수신되는 전기 에너지를 직류형태로 저장하거나, 저장되어 있는 전기 에너지를 하나 이상의 부하(Load)로 출력하는 배터리, 상기 계통 전원과 연결되는 전력 패스를 연결하거나 차단할 수 있는 계통 릴레이, 및, 상기 부하와 연결되는 전력 패스를 연결하거나 차단할 수 있는 부하 릴레이를 포함하고, 상기 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 계통 릴레이가 오프(off)되고, 상기 배터리의 충전량이 오프기준치보다 낮아지면, 상기 부하 릴레이가 오프된다.
상기 태양광 패널에서 전력이 생산되면, 상기 태양광 전원에서 생산된 전력으로 상기 배터리를 충전할 수 있다.
상기 배터리의 충전량이 상기 오프기준치보다 높아지면, 상기 부하 릴레이가 온(on)될 수 있다.
상기 배터리의 충전량이 상기 오프기준치보다 높게 설정된 온(on)기준치보다 높아지면, 상기 부하 릴레이가 온될 수 있다.
상기 태양광 전원에서 전력이 생산되지 않으면, 기설정된 최소 동작만 수행하는 파워 세이브 모드(power save mode)로 진입할 수 있다.
상기 파워 세이브 모드 상태에서, 기설정된 세팅타임(setting time)에 도달하면, 상기 태양광 전원에서 생산된 전력을 변환하는 태양광 인버터로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송할 수 있다.
상기 태양광 인버터 구동 신호는 상기 계통 전원이 정상 상태일 때의 전압에 대응하는 신호일 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 조도센서를 더 포함하고, 상기 파워 세이브 모드 상태에서, 상기 조도센서에서 감지되는 조도값이 조도기준값보다 높으면, 상기 태양광 전원에서 생산된 전력을 변환하는 태양광 인버터로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송할 수 있다.
상기 태양광 인버터 구동 신호는 상기 계통 전원이 정상 상태일 때의 전압에 대응하는 신호일 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 비상발전버튼을 더 포함하고, 상기 파워 세이브 모드 상태에서, 상기 비상발전버튼에 대한 입력이 있으면, 상기 태양광 전원에서 생산된 전력을 변환하는 태양광 인버터로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송할 수 있다.
상기 태양광 인버터 구동 신호는 상기 계통 전원이 정상 상태일 때의 전압에 대응하는 신호일 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 상기 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 태양광 패널에서 생산되거나 상기 배터리에 저장된 전기 에너지가 기설정된 부하로 공급되도록 상기 계통 릴레이 및 상기 부하 릴레이를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 위해 전기적 특성을 변환시키는 전력변환기, 상기 배터리의 상태 정보를 모니터링하는 배터리관리기를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 상기 배터리, 상기 전력변환기, 및 상기 배터리관리기가 배치되는 공간을 형성하는 케이싱을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 상기 전력변환기를 제어하는 전력관리기를 더 포함하고, 상기 전력관리기는 상기 케이싱 외부의 외함(enclosures)에 배치될 수 있다.
상기 전력관리기는, 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 태양광 패널에서 생산되거나 상기 배터리에 저장된 전기 에너지가 기설정된 부하로 공급되도록 상기 계통 릴레이 및 상기 부하 릴레이를 제어할 수 있다.
상기 계통 릴레이와 상기 부하 릴레이는 상기 외함에 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치는, 기설정된 필수부하에 연결되는 부하 패널을 더 포함하고, 상기 부하 릴레이는 상기 부하 패널에 연결될 수 있다.
상기 오프기준치는 상기 배터리가 열화되어 회복 불능 상태가 되는 최소충전량보다 높게 설정될 수 있다.
본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정전 시에도 에너지 저장장치를 안정적으로 운용할 수 있다.
본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정전 시 릴레이들을 제어하여, 필수부하에 비상 전원을 효율적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정전 시 배터리에 저장된 에너지를 효율적으로 사용하고, 태양광발전기를 이용하여 다시 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정전 시 태양광 발전 및 배터리 충전이 가능한 상황을 판별할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 태양광 발전기와 에너지 저장장치가 상호 연동하여 효율적으로 에너지를 생산, 저장, 관리할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 다중적으로 비상용 에너지를 공급할 수 있는 수단을 구비하여 장기 정전에도 대응할 수 있다.
한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 개시의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1a와 도 1b는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 홈 에너지 서비스 시스템의 개념도이다.
도 3a와 도 3b는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치 설치 유형을 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 홈 에너지 서비스 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 배터리팩을 포함하는 에너지 저장장치의 분해사시도이다.
도 6은 도어가 제거된 상태의 에너지 저장장치 정면도이다.
도 7은 도 6의 일측 단면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 사시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 분해도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈의 사시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈의 분해도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈의 정면도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈과 센싱기판의 분해사시도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈 및 배터리팩회로기판의 사시도이다.
도 15a는 도 14이 결합된 상태의 일측면도이다.
도 15b는 도 14이 결합된 상태의 타측면도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이다.
도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다.
도 20은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다.
도 21은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이다.
도 22는 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 개시는 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 개시를 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
한편, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.
도면들에서 사용되는 상(U), 하(D), 좌(Le), 우(Ri), 전(F), 후(R)는 배터리팩과 배터리팩을 포함하는 에너지저장장치를 설명하기 위한 것으로, 기준에 따라 다르게 설정될 수 있다.
도 10 내지 도 13에서 사용되는 배터리모듈의 높이방향(h+, h-), 길이방향(l+, l-), 폭방향(w+, w-)은, 배터리모듈을 설명하기 위한 것으로, 기준에 따라 다르게 설정될 수 있다.
도 1a와 도 1b는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이다.
도 1a와 도 1b를 참조하면, 에너지 공급 시스템은, 전기 에너지가 저장되는 배터리(35) 기반의 에너지 저장장치(1), 전력 수요처인 부하(7), 및 외부의 전력공급원으로 제공되는 계통(9)을 포함할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는, 계통(9) 등으로부터 받은 전기 에너지를 직류(DC) 형태로 저장(충전)하거나 저장되어 있는 전기 에너지를 계통(9) 등에 출력(방전)하는 배터리(35), 상기 배터리(35)의 충전 또는 방전을 위해 전기적 특성(예를 들어, AC/DC 상호변환, 주파수, 전압)을 변환시키는 전력변환기(32)(PCS : Power Conditioning System), 배터리(35)의 전류, 전압, 온도 등의 정보를 모니터링하고 관리하는 배터리관리기(34)(BMS : Battery Management System)를 포함한다.
상기 계통(9)은 전력을 생산하는 발전설비, 송전선로 등을 포함할 수 있다. 상기 부하(7)는, 전력을 소비하는 수요처로, 냉장고, 세탁기, 에어컨, TV, 로봇 청소기, 로봇 등의 홈 어플라이언스, 차량, 드론 등의 이동형 전자 기기 등을 포함할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는, 외부로부터의 전원을 배터리(35) 저장하였다가, 외부로 전원을 출력할 수 있다. 예를 들어, 에너지 저장장치(1)는, 외부로부터의 직류 전원 또는 교류 전원을 입력받아, 배터리(35)에 저장하였다가, 외부로 직류 전원 또는 교류 전원을 출력할 수 있다.
한편, 배터리(35)는 주로 직류 전원을 저장하므로, 에너지 저장장치(1)는, 직류 전원을 입력받거나 입력받은 교류 전원을 직류 전원으로 전환하여 배터리(35)에 저장하고, 배터리(35)에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 계통(9) 또는 부하(7)에 공급할 수 있다.
이때, 에너지 저장장치(1) 내의 전력변환기(32)가, 전력 변환을 수행하고, 배터리(35)로 전압 충전하거나, 배터리(35)에 저장된 직류 전원을 계통(9) 또는 부하(7)에 공급할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는 계통으로부터 공급되는 전원에 기초하여 배터리(35)를 충전하고, 필요시 배터리(35)를 방전할 수 있다. 예를 들어, 정전과 같은 비상상황, 계통(9)에서 공급되는 전기 에너지의 요금이 비싼 시간대, 날짜, 계절에, 배터리(35)에 저장된 전기 에너지를 부하(7)에 공급할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는, 태양광 등 신재생에너지원으로부터 발전된 전기 에너지를 저장함으로써 신재생에너지 발전의 안전성 및 편의성을 향상할 수 있고, 비상전원으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 에너지 저장장치(1)를 이용하면, 시간대 및 계절별 변동이 큰 부하를 평준화(Load Leveling)시킬 수 있고, 에너지 소비 및 비용을 절약할 수 있다.
상기 배터리관리기(34)는 상기 배터리(35)의 온도, 전류, 전압, 충전량 등을 측정하고, 상기 배터리(35)의 상태를 모니터링 할 수 있다. 또한, 상기 배터리관리기(34)는 상기 배터리(35)의 상태 정보에 기초하여 상기 배터리(35)의 동작 환경을 최적화되도록 제어하고 관리할 수 있다.
한편, 에너지 저장장치(1)는, 상기 전력변환기(32)를 제어하는 전력관리기(31a)(PMS: Power Management System)을 포함할 수 있다.
전력관리기(31a)는 상기 배터리(35) 및 상기 전력변환기(32) 상태에 대한 모니터링과 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 전력관리기(31a)는 에너지 저장장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 컨트롤러(contoller)일 수 있다.
상기 전력변환기(32)는, 상기 전력관리기(31a)의 제어지령에 따라 상기 배터리(35)의 전력분배를 제어할 수 있다. 상기 전력변환기(32)는, 계통(9), 태양광 등 연결된 발전 수단, 상기 배터리(35)와 부하(7)의 연결상태에 따라서 전력을 변환할 수 있다.
한편, 상기 전력관리기(31a)는, 상기 배터리관리기(34)로부터 상기 배터리(35)의 상태 정보를 전달받을 수 있다. 상기 전력변환기(32) 및 상기 배터리관리기(34)에 제어지령을 전송할 수 있다.
상기 전력관리기(31a)는 와이파이 통신모듈 등 통신수단과, 메모리를 포함할 수 있다. 상기 메모리에는 에너지 저장장치(1)의 동작에 필요한 다양한 정보가 저장될 수 있다. 실시 예에 따라서, 상기 전력관리기(31a)는, 복수의 스위치를 포함하고, 전력 공급 경로를 제어할 수 있다.
상기 전력관리기(31a) 및/또는 상기 배터리관리기(34)는 적류 적산법, 개방회로전압(OCV : Open Circuit Voltage)를 기반으로 한 충전량(SOC: State Of Charge) 산출법 등 이미 공지된 다양한 방식의 SOC 산출 기법을 사용하여 상기 배터리(35)의 SOC를 산출할 수 있다. 배터리(35)는 충전량이 최대충전량을 넘어서는 경우에 배터리가 과열되고 불가역적으로 동작할 수 있다. 마찬가지로 상기 충전량이 최소충전량 이하가 되는 경우에는 배터리가 열화하고 회복 불능의 상태가 될 수 있다. 상기 전력관리기(31a) 및/또는 상기 배터리관리기(34)는 상기 배터리(35)의 내부 온도와 충전량 등을 실시간으로 모니터링하여 최적의 사용영역과 최대 입출력 파워를 제어할 수 있다.
상기 전력관리기(31a)는 상위 제어기인 에너지관리기(31b)(EMS: Energy Management System)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 상기 전력관리기(31a)는 상기 에너지관리기(31b)의 지령을 받아 에너지 저장장치(1)를 제어할 수 있고, 에너지 저장장치(1)의 상태를 상기 에너지관리기(31b)에 전달할 수 있다. 상기 에너지관리기(31b)는 에너지 저장장치(1)에 구비되거나 에너지 저장장치(1)의 상위 시스템에 구비될 수 있다.
상기 에너지관리기(31b)는 요금정보, 전력 사용량, 및 환경정보 등을 정보를 수신하고, 사용자의 에너지 생산, 저장, 및 소비 패턴에 따라 상기 에너지 저장장치(1)를 제어할 수 있다. 상기 에너지관리기(31b)는 상기 전력관리기(31a)를 모니터링하고 제어하기 위한 운영시스템으로 제공될 수 있다.
에너지 저장장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 컨트롤러는 상기 전력관리기(31a) 및/또는 상기 에너지관리기(31b)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라서, 상기 전력관리기(31a)와 상기 에너지관리기(31b)는, 어느 하나가 나머지 하나의 기능도 수행할 수 있다. 또한, 상기 전력관리기(31a)와 상기 에너지관리기(31b)는 하나의 제어기로 통합되어 일체로 제공될 수 있다.
한편, 에너지 저장장치(1)의 설치 용량은 고객의 설치 조건에 따라 다르며, 상기 전력변환기(32)와 배터리(35)를 복수개 연결하여 필요한 용량까지 확대할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는 계통(9)과 별도로 적어도 하나의 발전 장치(도 2의 3 참조)와 연결될 수 있다. 발전 장치(3)는, 직류 전원을 출력하는 풍력 발전 장치, 수력을 이용하여 직류 전원을 출력하는 수력 발전 장치, 조력을 이용하여 직류 전원을 출력하는 조력 발전 장치, 또는 지열 등의 열을 이용하여 직류 전원을 출력하는 열 발전 장치 등을 포함할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 발전 장치(3)로 태양광 발전장치를 중심으로 기술한다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 홈 에너지 서비스 시스템(home energy service system)의 개념도이다.
본 개시의 실시 예에 따른 홈 에너지 서비스 시스템은, 에너지 저장장치(1)를 포함하고, 통합 에너지 서비스 관리를 위한 클라우드(5) 기반의 지능형 에너지 서비스 플랫폼으로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 홈 에너지 서비스 시스템은 주로 가정에 구현되어, 가정 내의 에너지(전력) 공급, 소비, 저장 등을 관리할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는, 발전소(8) 등 계통(9), 태양광 발전기(3) 등 발전 장치, 다수의 부하들(7a 내지 7g). 센서들(미도시)과 연결되어, 홈 에너지 서비스 시스템을 구성할 수 있다.
부하들(7a 내지 7g)은 히트펌프(7a), 식기세척기(7b), 세탁기(7c), 보일러(7d), 에어컨(7e), 온도조절기(7f), EV 충전기(7g)(electric vehicle charger), 스마트 라이팅(7h) 등일 수 있다.
홈 에너지 서비스 시스템은, 도 2에서 예시된 스마트 기기들 외에도 다른 부하를 포함할 수 있다. 예를 들어, 홈 에너지 서비스 시스템은 통신모듈을 하나 이상 구비하는 스마트 라이팅(7h)외에도 여러 조명을 포함할 수 있다. 또한, 홈 에너지 서비스 시스템은, 통신모듈을 구비하지 않는 홈 어플라이언스도 포함할 수 있다.
상기 부하들(7a 내지 7g) 중 일부는 필수부하로 설정되어, 정전 발생시, 에너지 저장장치(1)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 냉장고, 적어도 일부 조명 장치가 정전시 백업이 필요한 필수부하로 설정될 수 있다.
한편, 에너지 저장장치(1)는, 기기들(7a 내지 7g). 센서들과 근거리 무선 통신 모듈을 통해 통신할 수 있다. 예를 들어, 근거리 무선 통신 모듈은 블루투스, 와이파이, 지그비 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 에너지 저장장치(1), 기기들(7a 내지 7g). 센서들은 인터넷 네트워크에 연결될 수 있다.
에너지관리기(31b)는 인터넷 네트워크, 근거리 무선 통신으로 에너지 저장장치(1), 기기들(7a 내지 7g). 센서들, 클라우드(5)와 통신할 수 있다.
에너지관리기(31b) 및/또는 클라우드(5)는 에너지 저장장치(1), 기기들(7a 내지 7g). 센서들에서 수신되는 정보 및 수신된 정보를 이용하여 판별된 정보 등을 단말기(6)로 전송할 수 있다. 단말기(6)는 스마트폰, PC, 노트북, 태블릿 PC 등으로 구현될 수 있다. 실시 예에 따라서, 홈 에너지 서비스 시스템의 동작을 제어하기 위한 애플리케이션이 단말기(6)에 설치되어 실행될 수 있다.
홈 에너지 서비스 시스템은 미터기(2)를 포함할 수 있다. 미터기(2)는 발전소(8) 등 전력 계통(9)과 에너지 저장장치(1) 사이에 구비될 수 있다. 미터기(2)는 발전소(8)로부터 가정으로 공급되어 소모된 전력의 사용량을 측정할 수 있다. 또한, 미터기(2)는 에너지 저장장치(1) 내부에 구비될 수도 있다. 미터기(2)는 에너지 저장장치(1)로부터 방전되는 전력량을 측정할 수 있다. 에너지 저장장치(1)로부터 방전되는 전력량은,에너지 저장장치(1)로부터 전력 계통(9)으로 공급(판매)되는 전력량, 및 에너지 저장장치(1)로부터 기기들(7a 내지 7g)로 공급되는 전력량을 포함할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는, 태양광 발전기(2) 및/또는 발전소(8)로부터 공급된 전력, 또는 상기 공급된 전력이 소비된 후 남는 잔여 전력을 저장할 수 있다.
한편, 미터기(2)는 스마트 미터기(smart meter)로 구현될 수 있다. 스마트 미터기는 클라우드(5) 및/또는 에너지관리기(31b)로 전력 사용량에 관한 정보를 전송하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
도 3a와 도 3b는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치 설치 유형을 도시한 도면이다.
가정용 에너지 저장장치(1)는 설치 유형에 따라 AC 커플드(Coupled) ESS(도 3a 참조)와 DC 커플드(Coupled) ESS(도 3b 참조)로 구분될 수 있다.
태양광 발전장치는 태양광 패널(3)을 포함한다. 태양광 설치 유형에 따라, 태양광 발전장치는 태양광 패널(3) 및 태양광 패널(3)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 PV(photovoltaic) 인버터(4)를 포함할 수 있다(도 3a 참조). 이에 따라, 기존 계통(9)과 독립적인 에너지 저장장치(1)를 사용할 수 있어 더 경제적으로 시스템 구현이 가능하다.
또한, 실시 예에 따라 에너지 저장장치(1)의 전력변환기(32)와 PV 인버터(4)가 일체의 전력 변환 장치로서 구현될수도 있다(도 3b 참조). 이 경우, 태양광 패널(3)로부터 출력되는 직류 전력은 전력변환기(32)로 입력된다. 직류 전력은 배터리(35)에 전달되어 저장될 수 있다. 또한, 전력변환기(32)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통(9)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 더 효율적인 시스템 구현이 가능할 수 있다.
도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 홈 에너지 서비스 시스템의 개념도이다.
도 4를 참조하면, 에너지 저장장치(1)는, 발전소(8) 등 계통(9), 태양광 발전기(3) 등 발전 장치, 다수의 부하들(7x1, 7y1)과 연결될 수 있다.
태양광 발전기(3)에서 생성된 전기 에너지는 PV 인버터(4)에서 변환되어 계통(9), 에너지 저장장치(1), 부하들(7x1, 7y1)에 공급될 수 있다. 도 3을 참조하여 설명한 것과 같이, 설치 유형에 따라 태양광 발전기(3)에서 생성된 전기 에너지는 에너지 저장장치(1)에서 변환되어 계통(9), 에너지 저장장치(1), 부하들(7x1, 7y1)에 공급될 수도 있다.
한편, 에너지 저장장치(1)는 하나 이상의 무선 통신 모듈을 구비하고, 단말기(6)와 통신할 수 있다. 사용자는 단말기(6)를 통하여 에너지 저장장치(1) 및 홈 에너지 서비스 시스템의 상태를 모니터링하고 제어할 수 있다. 또한, 홈 에너지 서비스 시스템은 클라우드(5) 기반의 서비스를 제공할 수 있다. 사용자는 장소에 구애받지 않고 단말기(6)를 통하여 클라우드(5)와 통신하며 홈 에너지 서비스 시스템의 상태를 모니터링하고 제어할 수 있다
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 상술한 배터리(35), 배터리관리기(34), 전력변환기(32)는 하나의 케이싱(12) 내부에 배치될 수 있다. 이렇게 하나의 케이싱(12)에 통합 배치되는 배터리(35), 배터리관리기(34), 전력변환기(32)는 전력의 저장과 변환을 수행할 수 있어 올인원 에너지 저장장치(1a)로 명명할 수 있다.
또한, 상기 케이싱(12) 외부의 별도의 외함(enclosures)(1b)에는 전력관리기(31a), 자동전환스위치(ATS: Auto transfor switch), 스마트 미터, 스위치 등 전력 분배를 위한 구성, 단말기(6), 클라우드(5) 등과의 통신을 위한 통신 모듈이 배치될 수 있다. 이렇게 하나의 외함(1)에 전력 분배 및 관리와 관련된 구성이 통합된 구성은 스마트 에너지 박스(1b)로 명명될 수 있다.
상기 스마트 에너지 박스(1b)에는 상술한 전력관리기(31a)가 수용될 수 있다. 상기 스마트 에너지 박스(1b)에 에너지 저장장치(1)의 전반적인 전원 공급 연결을 제어하는 컨트롤러가 배치될 수 있다. 상기 컨트롤러는 상술한 전력관리기(31a)일 수 있다.
또한, 상기 스마트 에너지 박스(1b)에는 스위치들이 수용되어, 연결된 계통 전*(8,9), 태양광 발전기(3), 올인원 에너지 저장장치(1a)의 배터리(35), 부하들(7x1, 7y1)의 연결 상태를 제어할 수 있다. 부하들(7x1, 7y1)은 부하 패널(7x2, 7y2)들을 통하여 상기 스마트 에너지 박스(1b)에 연결될 수 있다.
한편, 상기 스마트 에너지 박스(1b)에는 계통 전원(8,9) 및 태양광 발전기(3)과 연결된다. 또한, 상기 계통(8,9)에 정전이 발생하면, 상기 태양광 발전기(3)에서 생산되거나 상기 배터리(35)에 저장된 전기 에너지가 소정 부하(7y1)로 공급되도록 스위칭되는 자동전환스위치(ATS)가 상기 스마트 에너지 박스(1b)에 배치될 수 있다.
또는, 상기 전력관리기(31a)가 상기 자동전환스위치(ATS) 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 상기 전력관리기(31a)는, 상기 계통(8,9)에 정전이 발생하면, 상기 태양광 발전기(3)에서 생산되거나 또는 상기 배터리(35)에 저장된 전기 에너지가 소정 부하(7y1)로 공급되도록 릴레이 등 스위치를 제어할 수 있다.
한편, 각 전류 공급 경로에는 전류 센서, 스마트 미터 등이 배치될 수 있다. 에너지 저장장치(1)와 태양광 발전기(3)를 통해 생산된 전기는, 스마트 미터(적어도 전류센서)를 통해 전력량이 측정되고 관리될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(1)는, 적어도 올인원 에너지 저장장치(1a)를 포함한다. 또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(1)는 올인원 에너지 저장장치(1a)와 스마트 에너지 박스(1b)를 포함함으로써, 전력의 저장, 공급, 분배, 통신, 제어를 간편하고 효율적으로 수행할 수 있는 통합 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(1)는 복수의 운전모드로 동작할 수 있다. PV 자가소비(self consumption) 모드는, 태양광 발전 전력을 부하에서 먼저 사용하고, 남는 전력을 에너지 저장장치(1)에 저장한다. 예를 들어, 낮에 태양광 발전기(3)에서 부하들(7x1, 7y1)의 사용량보다 많은 전력이 생성되면, 배터리(35)를 충전한다.
요금제 기반 충방전 모드는, 시간대 4개를 설정 입력하고, 전기 요금이 비싼 시간대에는 배터리(35)를 방전시키고 전기 요금이 싼 시간대에서는 배터리(35)를 충전시킬 수 있다. 에너지 저장장치(1)는 요금제 기반 충방전 모드로 사용자의 전기 요금 절약에 도움을 줄 수 있다.
백업온리모드는, 정전 등 비상상황을 대비한 모드로, 일기예보로 태풍이 예상되거나, 기타 정전 가능성이 있을 때, 배터리(35)를 최대치까지 충전하고, 비상시 필수부하(7y1)로 공급하는 것을 최우선순위로 동작할 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 개시의 에너지 저장장치(1)의 구조를 설명한다. 더욱 상세하게는 도 5 내지 도 7에는 올인원 에너지 저장장치(1a)의 상세 구조가 개시된다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 배터리팩을 포함하는 에너지 저장장치의 분해사시도이고, 도 6은 도어가 제거된 상태의 에너지 저장장치 정면도이며, 도 7은 도 6의 일측 단면도이다.
도 5을 참조하면, 에너지 저장장치(1)는, 적어도 하나의 배터리팩(10), 적어도 하나의 배터리팩(10)이 배치되는 공간을 형성하는 케이싱(12), 케이싱(12)의 전면을 개폐하는 도어(28), 케이싱(12) 내측에 배치되고 배터리의 충전 또는 방전을 위해 전기의 특성을 변환시키는 전력변환기(32)(PCS : Power Conditioning System), 배터리셀(101)의 전류, 전압, 온도 등의 정보를 모니터링하는 배터리관리기(BMS : Battery Management System)를 포함한다.
케이싱(12)은, 전방이 개구된 형태를 가질 수 있다. 케이싱(12)은 후방을 커버하는 케이싱후방벽(14)과, 케이싱후방벽(14)의 양측단에서 전방으로 연장되는 한 쌍의 케이싱측벽(20), 케이싱후방벽(14)의 상단에서 전방으로 연장되는 케이싱탑벽(24), 및 케이싱후방벽(14)의 하단에서 전방으로 연장되는 케이싱베이스(26)을 포함할 수 있다. 케이싱후방벽(14)에는, 배터리팩(10)과 체결되도록 형성된 팩체결부(16)와 배터리팩(10)의 방열플레이트(124)와 접촉하도록 전방으로 돌출된 접촉플레이트(18)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 접촉플레이트(18)는 케이싱후방벽(14)으로부터 전방으로 돌출되게 배치될 수 있다. 접촉플레이트(18)는 방열플레이트(124)의 일측과 접촉하도록 배치될 수 있다. 따라서, 배터리팩(10) 내부에 배치된 복수의 배터리셀(101)에서 방출되는 열이 방열플레이트(124)와 접촉플레이트(18)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
한 쌍의 케이싱측벽(20) 중 하나에는, 에너지 저장장치(1)의 전원을 온/오프하는 스위치(22a, 22b)가 배치될 수 있다. 본 개시에서는, 제1스위치(22a)와 제2스위치(22b)가 배치되어, 에너지 저장장치(1)의 전원의 안전성 또는 동작의 안전성을 강화할 수 있다.
전력변환기(32)는, 회로기판(33)과, 회로기판(33)의 일측에 배치되고 전력 변환을 수행하는 전력변환소자(33a)(Insulated gate bipolar transistor; IGBT)를 포함할 수 있다.
배터리관리기는, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각에 배치되는 배터리팩 회로기판(220)과 케이싱(12) 내부에 배치되고 복수의 배터리팩 회로기판(220)과 통신선(36)으로 연결되는 메인회로기판(34a)을 포함할 수 있다.
메인회로기판(34a)은, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각에 배치되는 배터리팩 회로기판(220)과 통신선(36)으로 연결될 수 있다. 메인회로기판(34a)은, 배터리팩(10)으로부터 연장되는 파워선(198)과 연결될 수 있다.
케이싱(12) 내부에는 적어도 하나의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)이 배치될 수 있다. 케이싱(12) 내부에는 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)이 배치된다. 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)은 상하방향으로 배치될 수 있다.
복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)은 각각의 사이드브라켓(250)의 상단과 하단이 접촉되도록 배치될 수 있다. 이때, 상하로 배치되는 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각은 배터리모듈(100a, 100b)과 탑커버(230)가 접촉되지 않도록 배치된다.
복수의 배터리팩(10) 각각은, 케이싱(12)에 고정되게 배치된다. 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각은 케이싱후방벽(14)에 배치되는 팩체결부(16)에 체결된다. 즉, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각의 고정브라켓(270)이 팩체결부(16)에 체결된다. 팩체결부(16)는, 접촉플레이트(18)와 같이 케이싱후방벽(14)으로부터 전방으로 돌출되게 배치될 수 있다.
접촉플레이트(18)는, 케이싱후방벽(14)으로부터 전방으로 돌출되게 배치될 수 있다. 따라서, 접촉플레이트(18)는, 배터리팩(10)에 포함된 하나의 방열플레이트(124)와 접촉되도록 배치될 수 있다.
하나의 배터리팩(10)에는, 2개의 배터리모듈(100a, 100b)이 포함된다. 따라서, 하나의 배터리팩(10)에는 2개의 방열플레이트(124)가 배치된다. 배터리팩(10)에 포함된 하나의 방열플레이트(124)는 케이싱후방벽(14)을 마주하도록 배치되고, 다른 하나의 방열플레이트(124)는 도어(28)를 향하도록 배치된다.
하나의 방열플레이트(124)는 케이싱후방벽(14)에 배치되는 접촉플레이트(18)와 접촉하도록 배치되고, 다른 하나의 방열플레이트(124)는 도어(28)와 이격되게 배치된다. 다른 하나의 방열플레이트(124)는 케이싱(12) 내부를 유동하는 공기에 의해 냉각될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 사시도이고, 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 분해도이다.
본 개시의 에너지 저장장치는, 복수의 배터리셀(101)이 직렬과 병렬로 연결되는 배터리팩(10)을 포함할 수 있다. 에너지 저장장치는, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d, 도 5 참조)을 포함할 수 있다.
먼저, 도 8 내지 도 9를 참조하여, 하나의 배터리팩(10)의 구성을 설명한다.
배터리팩(10)은, 복수의 배터리셀(101)이 직렬과 병렬로 연결되는 적어도 하나의 배터리모듈(100a, 100b), 배터리모듈(100a, 100b)의 상부에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 배치를 고정시키는 상부고정브라켓(200), 배터리모듈(100)의 하부에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 배치를 고정시키는 하부고정브라켓(210), 배터리모듈(100a, 100b)의 양 측면에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 배치를 고정시키는 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b), 배터리모듈(100a, 100b)의 양 측면에 배치되고, 냉각홀(242a)이 형성된 한 쌍의 사이드커버(240a, 240b), 배터리모듈(100a, 100b)의 일측면에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b) 내부의 공기유동을 형성하는 냉각팬(280), 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 센싱정보를 수집하는 배터리팩 회로기판(220), 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고, 배터리팩 회로기판(220)의 상측을 커버하는 탑커버(230)를 포함한다.
배터리팩(10)은 적어도 하나의 배터리모듈(100a, 100b)을 포함한다. 도 9를 참조하면, 본 개시의 배터리팩(10)은 서로 전기적으로 연결되고, 물리적으로 고정된 2개의 배터리모듈(100a, 100b)로 구성된 배터리모듈 어셈블리(100)를 포함한다. 배터리모듈 어셈블리(100)는 서로 마주하게 배치되는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)를 포함한다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈의 사시도이고, 도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈의 분해도이다
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈의 정면도이고, 도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈과 센싱기판의 분해사시도이다.
이하에서는, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 본 개시의 제1배터리모듈(100a)을 설명한다. 이하에서 설명되는 제1배터리모듈(100a)의 구성 및 형태는 제2배터리모듈(100b)에도 적용될 수 있다.
도 10 내지 도 13에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 높이방향(h+, h-)을 기준으로 상하방향으로 설명될 수 있다. 도 10 내지 도 13에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)을 기준으로 좌우방향으로 설명될 수 있다. 도 10 내지 도 13에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)을 기준으로 전후방향으로 설명될 수 있다. 도 10 내지 도 13에서 사용되는 배터리모듈의 방향설정은, 다른 도면에서 설명되는 배터리팩(10) 구조에서의 방향설정과 다를 수 있다. 도 10 내지 도 13에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)을 제1방향으로, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)을 제2방향으로 설명될 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은, 복수의 배터리셀(101), 복수의 배터리셀(101)의 하부를 고정하는 제1프레임(110), 복수의 배터리셀(101)의 상부를 고정하는 제2프레임(130), 제1프레임(110)의 하측에 배치되고, 배터리셀(101)에서 발생되는 열을 방열하는 방열플레이트(124), 제2프레임(130) 상측에 배치되고 복수의 배터리셀(101)을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바, 및 제2프레임(130) 상측에 배치되고 복수의 배터리셀(101)의 정보를 감지하는 센싱기판(190)을 포함한다.
제1프레임(110)과 제2프레임(130)은 복수의 배터리셀(101)을 배치를 고정할 수 있다. 제1프레임(110)과 제2프레임(130)은, 복수의 배터리셀(101)을 서로 이격되게 배치시킨다. 복수의 배터리셀(101)은 서로 이격되게 배치되므로, 이하에서 설명할 냉각팬(280)의 작동으로 복수의 배터리셀(101) 사이 공간으로 공기가 유동할 수 있다.
제1프레임(110)은 배터리셀(101)의 하단부를 고정한다. 제1프레임(110)은 복수의 배터리셀홀(112a)이 형성된 하부플레이트(112)와, 하부플레이트(112)의 상부면에서 상측으로 돌출되고, 배터리셀(101)의 배치를 고정하는 제1고정돌기(114)와, 하부플레이트(112)의 양측단에서 상측으로 돌출되는 한 쌍의 제1측벽(116)과, 하부플레이트(112)의 양단에서 상측으로 돌출되고 한 쌍의 제1측벽(116)의 양단을 연결하는 한 쌍의 제1단부벽(118)을 포함한다.
한 쌍의 제1측벽(116)은 이하에서 설명하는 제1셀어레이(102)와 평행하게 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1단부벽(118)은, 한 쌍의 제1측벽(116)에 수직하게 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 제2프레임(130)과 제1프레임(110)이 결합된 상태에서, 제2측벽(136)와 제1측벽(116)은 상하방향으로 이격배치된다. 따라서, 제2측벽(136)과 제1측벽(116) 사이로 공기가 유동하는 공간이 형성될 수 있다. 즉, 제2측벽(136)와 제1측벽(116)에 인접하게 배치되는 배터리셀(101)은 제2측벽(136)과 제1측벽(116) 사이로 형성되는 공간으로 유동하는 공기에 의해 냉각될 수 있다.
복수의 배터리셀(101)은, 제2프레임(130)과 제1프레임(110)에 고정되게 배치된다. 복수의 배터리셀(101)은 직렬과 병렬로 배치된다. 복수의 배터리셀(101)은, 제1프레임(110)의 제1고정돌기(114)와 제2프레임(130)의 제2고정돌기(134)에 의해 고정되게 배치된다.
도 12를 참조하면, 복수의 배터리셀(101)은, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)과 폭방향(w+, w-)으로 이격배치된다.
복수의 배터리셀(101)은 하나의 버스바에 병렬로 연결된 셀어레이를 포함한다. 셀어레이는 하나의 버스바에 전기적으로 병렬로 연결된 집합을 의미할 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은 전기적으로 직렬로 연결된 복수의 셀어레이(102, 103)를 포함할 수 있다. 복수의 셀어레이(102, 103)는 서로 전기적으로 직렬로 연결된다. 제1배터리모듈(100a)은 복수의 셀어레이(102, 103)가 직렬로 연결된다.
복수의 셀어레이(102, 103)는 복수의 배터리셀(101)이 일직선 상에 배치되는 제1셀어레이(102), 복수의 행과 열로 배치되는 제2셀어레이(103)를 포함할 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은 복수의 배터리셀(101)이 일직선 상에 배치되는 제1셀어레이(102), 복수의 행과 열로 배치되는 제2셀어레이(103)를 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제1셀어레이(102)는, 제1배터리모듈(100a)의 길이방향(l+, l-) 좌우으로 복수의 배터리셀(101)이 배치된다. 복수의 제1셀어레이(102)는 제1배터리모듈(100a)의 폭방향(w+, w-) 전후로 배치된다.
도 12를 참조하면, 제2셀어레이(103)는, 제1배터리모듈(100a)의 폭방향(w+, w-)과 길이방향(l+, l-)으로 이격된 복수의 배터리셀(101)을 포함한다.
제1배터리모듈(100a)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 평행하게 배치되는 제1셀그룹(105)과, 적어도 하나의 제2셀어레이(103)를 포함하고 제1셀그룹(105)의 일측에 배치되는 제2셀그룹(106)을 포함한다.
제1배터리모듈(100a)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결되는 제1셀그룹(105)과, 복수의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결되고, 제1셀그룹(105)과 이격배치되는 제3셀그룹(107)을 포함한다. 제2셀그룹은, 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치된다.
제1셀그룹(105)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결된다. 제1셀그룹(105)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 배터리모듈의 폭방향으로 이격배치된다. 제1셀그룹(105)에 포함된 복수의 제1셀어레이(102)는, 각각의 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)이 배치되는 방향에 수직한 방향으로 이격배치된다.
도 12를 참조하면, 제1셀어레이(102)와 제2셀어레이(103) 각각은 9개의 병렬로 연결되는 배터리셀(101)이 배치된다. 도 12를 참조하면, 제1셀어레이(102)는 9개의 배터리셀(101)이 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치된다. 제2셀어레이(103)는, 9개의 배터리셀이 복수의 행과 복수의 열로 이격배치된다. 도 12를 참조하면, 제2셀어레이(103)는, 배터리모듈의 폭방향으로 이격배치된 3개의 배터리셀(101)들이 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치된다. 여기서, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)을 열방향, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)을 행방향으로 설정할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 각각은, 6개의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결되도록 배치된다. 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 각각은, 6개의 제1셀어레이(102)가 배터리모듈의 폭방향으로 이격배치된다.
도 12를 참조하면, 제2셀그룹(106)은, 2개의 제2셀어레이(103)를 포함한다. 2개의 제2셀어레이(103)는 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치된다. 2개의 제2셀어레이(103)는 서로 병렬로 연결된다. 2개의 제2셀어레이(103) 각각은, 이하에서 설명한 제3버스바(160)의 수평바(166)를 기준으로 서로 대칭되게 배치된다.
제1배터리모듈(100a)은 복수의 배터리셀(101) 사이에 배치되고, 복수의 배터리셀(101)을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바를 포함한다. 복수의 버스바 각각은, 인접하게 배치되는 셀어레이에 포함된 복수의 배터리셀을 병렬로 연결한다. 복수의 버스바 각각은, 인접하게 배치되는 2개의 셀어레이를 직렬로 연결할 수 있다.
복수의 버스바는, 2개의 제1셀어레이(102)를 직렬로 연결하는 제1버스바(150), 제1셀어레이(102)와 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결하는 제2버스바(152), 2개의 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결하는 제3버스바(160)를 포함한다.
복수의 버스바는, 하나의 제1셀어레이(102)와 직렬로 연결되는 제4버스바(170)를 포함한다. 복수의 버스바는, 하나의 제1셀어레이(102)와 직렬로 연결되고 동일 배터리팩(10)에 포함되는 다른 배터리모듈(100b)과 연결되는 제4버스바(170)와, 하나의 제1셀어레이(102)와 직렬로 연결되고 다른 배터리팩(10)에 포함되는 하나의 배터리모듈과 연결되는 제5버스바(180)를 포함한다. 제4버스바(170)와 제5버스바(180)는 서로 동일한 형태를 가질 수 있다.
제1버스바(150)는 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치되는 2개의 제1셀어레이(102) 사이에 배치된다. 제1버스바(150)는, 하나의 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)을 병렬로 연결한다. 제1버스바(150)는, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)으로 배치되는 2개의 제1셀어레이(102)를 직렬로 연결한다.
도 12를 참조하면, 제1버스바(150)를 기준으로 배터리모듈의 폭방향(w+, w-) 전방에 배치되는 제1셀어레이(102)의 배터리셀(101) 각각의 양극단자(101a)와 전기적으로 연결되고, 제1버스바(150)를 기준으로 배터리모듈의 폭방향(w+, w-) 후방에 배치되는 제1셀어레이(102)의 배터리셀(101) 각각의 음극단자(101b)와 전기적으로 연결된다.
도 12를 참조하면, 배터리셀(101)은, 상단부에서 양극단자(101a)와 음극단자(101b)가 구획되어 배치된다. 배터리셀(101)은, 원형으로 형성된 상단면을 중앙에 양극단자(101a)가 배치되고, 양극단자(101a)의 둘레부분에서 음극단자(101b)가 배치된다. 복수의 배터리셀(101) 각각은 셀커넥터(101c, 101d)로 복수의 버스바 각각에 연결될 수 있다.
제1버스바(150)는, 직선바 형태를 가진다. 제1버스바(150)는, 2개의 제1셀어레이(102) 사이에 배치된다. 제1버스바(150)는, 일측에 배치되는 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)의 양극단자에 연결되고, 타측에 배치되는 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)의 음극단자에 연결된다.
제1버스바(150)는, 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107)에 배치되는 복수의 제1셀어레이(102) 사이에 배치된다.
제2버스바(152)는, 제1셀어레이(102)와 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결한다. 제2버스바(152)는, 제1셀어레이(102)와 연결되는 제1연결바(154)와, 제2셀어레이(103)와 연결되는 제2연결바(156)를 포함한다. 제2버스바(152)는, 제1연결바(154)와 수직하게 배치된다. 제2버스바(152)는, 제1연결바(154)로부터 연장되고, 제2연결바(156)와 연결되는 연장부(158)를 포함한다.
제1연결바(154)는 제2연결바(156)와 배터리셀의 서로 다른 전극단자에 연결될 수 있다. 도 12를 참조하면, 제1연결바(154)는 제1셀어레이(102)에 포함된 배터리셀(101)의 양극단자(101a)와 연결되고, 제2연결바(156)는 제2셀어레이(103)에 포함된 배터리셀(101)의 음극단자(101b)와 연결된다. 다만, 이는 하나의 실시예에 따른 것으로 서로 반대의 전극단자와 연결되는 것도 가능하다.
제1연결바(154)는 제1셀어레이(102)의 일측에 배치된다. 제1연결바(154)는, 배터리모듈의 길이방향으로 연장되는 직선바 형태를 가진다. 연장부(158)는, 제1연결바(154)가 연장되는 방향으로 연장되는 직선바 형태를 가진다.
제2연결바(156)는, 제1연결바(154)와 수직하게 배치된다. 제2연결바(156)는 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)으로 연장되는 직선바 형태를 가진다. 제2연결바(156)는 제2셀어레이(103)에 포함되는 복수의 배터리셀(101)의 일측에 배치될 수 있다. 제2연결바(156)는 제2셀어레이(103)에 포함되는 복수의 배터리셀(101)의 사이에 배치될 수 있다. 제2연결바(156)는, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)으로 연장되며, 일측 또는 양측에 배치되는 배터리셀(101)과 연결된다.
제2연결바(156)는, 제2-1연결바(156a)와, 제2-1연결바(156a)에 이격되게 배치되는 제2-2연결바(156b)를 포함한다. 제2-1연결바(156a)는 복수의 배터리셀(101)의 사이에 배치되고, 제2-2연결바(156b)는 복수의 배터리셀(101)의 일측에 배치된다.
제3버스바(160)는, 서로 이격되게 배치되는 2개의 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결한다. 제3버스바(160)는, 복수의 제2셀어레이(103) 중 하나의 셀어레이에 연결되는 제1수직바(162), 복수의 제2셀어레이(103) 중 다른 하나의 셀어레이에 연결되는 제2수직바(164), 복수의 제2셀어레이(103) 사이에 배치되고, 제1수직바(162)와 제2수직바(164)가 연결되는 수평바(166)를 포함한다. 제1수직바(162)와 제2수직바(164)는 수평바(166)를 기준으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다.
제1수직바(162)는, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)으로 이격된 복수개가 배치될 수 있다. 도 12를 참조하면, 제1수직바(162)는, 제1-1수직바(162a)와, 제1-1수직바(162a)와 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치되는 제1-2수직바(162b)를 포함할 수 있다.
제2수직바(164)는, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)으로 이격된 복수개가 배치될 수 있다. 도 12를 참조하면, 제2-1수직바(164a)와, 제2-1수직바(164a)와 배터리모듈 길이방향으로 이격되는 제2-2수직바(164b)를 포함할 수 있다.
제1수직바(162) 또는 제2수직바(164)는 제2버스바(152)의 제2연결바(156)와 평행하게 배치될 수 있다. 제2셀어레이(103)에 포함된 배터리셀(101)은 제1수직바(162)와 제2연결바(156) 사이에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 제2셀어레이(103)에 포함된 배터리셀(101)은 제2수직바(164)와 제2연결바(156) 사이에 배치될 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은 동일 배터리팩(10)에 포함되는 제2배터리모듈(100b)과 연결되는 제4버스바(170)와, 다른 배터리팩(10)에 포함되는 하나의 배터리모듈과 연결되는 제5버스바(180)를 포함한다.
제4버스바(170)는 동일 배터리팩(10)에 포함된 다른 하나의 배터리모듈인 제2배터리모듈(100b)과 연결된다. 즉, 제4버스바(170)는 이하에서 설명할 대전류버스바(196)를 통해 동일 배터리팩(10)에 포함된 제2배터리모듈(100b)과 연결된다.
제5버스바(180)는 다른 배터리팩(10)과 연결된다. 즉, 제5버스바(180)는 이하에서 설명할 파워선(198)을 통해 다른 배터리팩(10)에 포함된 배터리모듈과 연결될 수 있다.
제4버스바(170)는, 제1셀어레이(102)의 일측에 배치되고, 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)을 병렬로 연결하는 셀연결바(172)와, 셀연결바(172)에서 수직하게 절곡되어 제2프레임(130)의 단부벽을 따라 연장되는 추가연결바(174)를 포함한다.
셀연결바(172)는, 제2프레임(130)의 제2측벽(136)에 배치된다. 셀연결바(172)는, 제2측벽(136)의 외둘레 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 추가연결바(174)는, 제2프레임(130)의 제2단부벽(138)의 외측으로 배치된다.
추가연결바(174)는, 대전류버스바(196)가 연결되는 연결걸이(176)를 포함한다. 연결걸이(176)는, 상측으로 개구된 홈(178)이 형성된다. 대전류버스바(196)는 홈(178)을 통해 연결걸이(176)에 안착될 수 있다. 대전류버스바(196)는 연결걸이(176)에 안착된 상태에서 별도의 체결나사를 통해 연결걸이(176)에 고정되게 배치될 수 있다.
제5버스바(180)는 제4버스바와 동일한 구성 및 형태를 가질 수 있다. 즉, 제5버스바(180)는, 셀연결바(182)와 추가연결바(184)를 포함한다. 제5버스바(180)의 추가연결바(184)는, 파워선(198)의 단자(198a)가 연결되는 연결걸이(186)를 포함한다. 연결걸이(186)는 파워선(198)의 단자(198a)가 삽입되는 홈(188)이 형성된다.
센싱기판(190)은 제1배터리모듈(100a) 내부에 배치되는 복수의 버스바와 전기적으로 연결된다. 센싱기판(190)은 복수의 제1버스바(150), 복수의 제2버스바(152), 제3버스바(160), 및 복수의 제4버스바(170) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱기판(190)은 복수의 버스바 각각과 연결되어, 복수의 셀어레이에 포함된 복수의 배터리셀(101)의 전압, 전류값 등의 정보를 파악할 수 있다.
센싱기판(190)은, 사각형의 링형상을 가질 수 있다. 센싱기판(190)은 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치될 수 있다. 센싱기판(190)은 제2셀그룹(106)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 센싱기판(190)은 제2버스바(152)와 일부 중첩되도록 배치될 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리모듈들 및 배터리팩회로기판의 분해사시도이고, 도 15a는 도 14이 결합된 상태의 일측면도이며, 도 15b는 도 14이 결합된 상태의 타측면도이다.
도 14 내지 도 15b를 참조하면, 배터리팩(10)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 상부에 배치되고, 배터리모듈(100a, 100b)을 고정시키는 상부고정브라켓(200), 배터리모듈(100)의 하부에 배치되고, 배터리모듈(100a, 100b)을 고정시키는 하부고정브라켓(210), 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 센싱정보를 수집하는 배터리팩 회로기판(220), 배터리팩 회로기판(220)을 상부고정브라켓(200)으로부터 이격시키는 스페이서(222)를 포함한다.
상부고정브라켓(200)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 상측에 배치된다. 상부고정브라켓(200)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 상측의 적어도 일부를 커버하는 어퍼보드(202), 어퍼보드(202)의 전방단부에서 하측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 전방부와 접촉하게 배치되는 제1어퍼홀더(204a), 어퍼보드(202)의 후방단부에서 하측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 후방부와 접촉하게 배치되는 제2어퍼홀더(204b), 어퍼보드(202)의 일측단부에서 하측으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 일측과 결합되는 제1어퍼마운터(206a), 어퍼보드(202)의 타측단부에서 하측으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 타측과 결합되는 제2어퍼마운터(206b), 어퍼보드(202)의 후방단부에서 상측으로 절곡되는 후방밴더(208)를 포함한다.
어퍼보드(202)는 배터리모듈(100a, 100b)의 상측에 배치된다. 제1어퍼마운터(206a)와 제2어퍼마운터(206b) 각각은 배터리모듈(100a, 100b)의 전방과 후방을 감싸도록 배치된다. 따라서, 제1어퍼마운터(206a)와 제2어퍼마운터(206b)은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)이 결합된 상태를 유지시킬 수 있다.
어퍼보드(202)의 일측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제1어퍼마운터(206a)가 배치된다. 어퍼보드(202)의 타측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제2어퍼마운터(206b)가 배치된다.
한 쌍의 제1어퍼마운터(206a)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합된다. 한 쌍의 제1어퍼마운터(206a) 각각에는 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제1어퍼마운터홀(206ah)이 형성된다. 마찬가지로, 한 쌍의 제2어퍼마운터(206b)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합되고, 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제2어퍼마운터홀(206bh)이 형성된다.
제1어퍼홀더(204a), 제2어퍼홀더(204b), 제1어퍼마운터(206a), 및 제2어퍼마운터(206b)에 의해 상부고정브라켓(200)이 배터리모듈(100a, 100b)의 상측에서 위치가 고정될 수 있다. 즉, 상기의 구조에 의해, 상부고정브라켓(200)이 배터리모듈(100a, 100b)의 구조를 유지시킬 수 있다.
상부고정브라켓(200)은 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 고정된다. 상부고정브라켓(200)의 제1어퍼마운터(206a)와 제2어퍼마운터(206b) 각각은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 형성된 제1체결홀(123)에 고정된다.
후방밴더(208)는, 이하에서 설명될 탑커버(230)를 고정할 수 있다. 후방밴더(208)는 탑커버(230)의 후방벽(234)에 고정될 수 있다. 후방밴더(208)는 탑커버(230)의 후방이동을 제한할 수 있다. 따라서, 탑커버(230)와 상부고정브라켓(200)의 체결을 용이하게 할 수 있다.
하부고정브라켓(210)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 하측에 배치된다. 하부고정브라켓(210)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 하부의 적어도 일부를 커버하는 로어보드(212), 로어보드(212)의 전방단부에서 상측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 전방부와 접촉하게 배치되는 제1로어홀더(214a), 로어보드(212)의 후방단부에서 상측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 후방부와 접촉하게 배치되는 제2로어홀더(214b), 로어보드(212)의 일측단부에서 상측으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 일측과 결합되는 제1로어마운터(216a), 로어보드(212)의 타측단부에서 상측으로 절곡되고 배터리모듈(100)의 타측과 결합되는 제2로어마운터(216b)를 포함한다.
제1로어마운터(216a)와 제2로어마운터(216b) 각각은 배터리모듈(100a, 100b)의 전방과 후방을 감싸도록 배치된다. 따라서, 제1로어마운터(216a)와 제2로어마운터(216b)은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)이 결합된 상태를 유지시킬 수 있다.
로어보드(212)의 일측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제1로어마운터(216a)가 배치된다. 로어보드(212)의 타측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제2로어마운터(216b)가 배치된다.
한 쌍의 제1로어마운터(216a)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합된다. 한 쌍의 제1로어마운터(216a) 각각에는 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제1로어마운터홀(216ah)이 형성된다. 마찬가지로, 한 쌍의 제2로어마운터(216b)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합되고, 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제2로어마운터홀(216bh)이 형성된다.
하부고정브라켓(210)은 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 고정된다. 하부고정브라켓(210)의 제1로어마운터(216a)와 제2로어마운터(216b) 각각은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 형성된 제1체결홀(123)에 고정된다.
배터리팩 회로기판(220)은, 상부고정브라켓(200)의 상측에 고정되게 배치될 수 있다. 배터리팩 회로기판(220)은 센싱기판(190), 버스바, 또는 이하에서 설명할 써미스터(미도시)와 연결되어 배터리팩(10) 내부에 배치되는 복수의 배터리셀(101)의 정보를 수신할 수 있다. 배터리팩 회로기판(220)은 복수의 배터리셀(101)의 정보를 이하에서 설명할 메인회로기판(34a)으로 전달할 수 있다.
복수의 배터리셀(101) 중 일부에는, 배터리셀(101)의 온도를 측정하는 써미스터와, 써미스터의 배치를 배터리셀(101)의 외둘레에 고정하는 장착고리(미도시)가 배치된다. 써미스터는 복수의 배터리셀(101) 중에서 주로 온도가 상승하는 부분에 배치되는 배터리셀(101)에 배치될 수 있다.
써미스터는 신호선(미도시)을 통해 배터리팩 회로기판(220)과 연결된다. 써미스터는 배터리팩 회로기판(220)으로 배터리셀(101)에서 감지된 온도정보를 송신할 수 있다. 배터리팩(10)은 써미스터(224)로부터 파악되는 온도정보를 바탕으로 냉각팬(280)의 회전속도를 조절할 수 있다.
배터리팩 회로기판(220)은 상부고정브라켓(200)으로부터 상측으로 이격배치될 수 있다. 배터리팩 회로기판(220)과 상부고정브라켓(200) 사이에는, 배터리팩 회로기판(220)을 상부고정브라켓(200)으로부터 상측으로 이격시키는 복수의 스페이서(222)가 배치된다. 복수의 스페이서(222)는 배터리팩 회로기판(220)의 엣지부분에 배치될 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이다.
도 16을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(1)는, 계통(9) 및 태양광 패널(3)과 연결된다.
도 3a를 참조하여 설명한 것과 같이, 태양광 패널(3)에서 생산된 DC 전력은 태양광(PV) 인버터(4)에서 AC 전력으로 변환될 수 있다.
발전소(8) 등 전력 계통(9)과 에너지 저장장치(1) 사이에 미터기(2)가 구비될 수 있다. 미터기(2)는 계통을 통하여 공급되어 소모된 전력의 사용량을 측정할 수 있다.
에너지 저장장치(1)는, 상기 계통(9) 또는 태양광 패널(3)로부터 수신되는 전기 에너지를 직류형태로 저장하거나, 저장되어 있는 전기 에너지를 하나 이상의 부하(Load)로 출력하는 배터리(35)를 포함한다.
도 1 내지 도 15b를 참조하여 설명한 것과 같이, 상기 배터리(35)는 복수의 배터리팩(10)을 포함하고, 상기 배터리(35)의 충/방전시 입/출력되는 전력은 전력변환기(32)에서 변환될 수 있다. 예를 들어, 배터리(35)의 충전시, 전력변환기(32)는 상기 계통(9) 또는 태양광 패널(3)로부터 수신되는 교류 전력을 직류 전력을 변환할 수 있다. 배터리(35)의 방전시, 전력변환기(32)는 상기 배터리(35)에 저장된 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.
한편, 부하(7)는 하나 이상의 부하 패널(7Z)을 통하여 부하(7)와 연결될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 에너지 저장장치(1)는, 복수의 릴레이(1600) 또는 스위치를 구비하여, 상기 계통(9), 상기 태양광 패널(3), 상기 배터리(35) 및 부하(7)의 연결 관계를 제어할 수 있다.
상기 릴레이(1600)는, 상기 계통(9)과 연결되는 전력 패스에 배치되는 계통 릴레이(1610) 및 상기 부하(7)와 연결되는 전력 패스를 연결하거나 차단할 수 있는 부하 릴레이(1620)를 포함한다.
상기 계통 릴레이(1610)가 온(on)되면 상기 계통(9)과 상기 에너지 저장장치(1) 사이의 전력 패스가 연결된다. 이에 따라, 상기 계통(9)은 상기 에너지 저장장치(1)를 통하여, 태양광 패널(3), 배터리(35), 부하(7)에 연결될 수 있다. 상기 계통 릴레이(1610)가 오프(off)되면 상기 계통(9)과 상기 에너지 저장장치(1) 사이의 전력 패스가 차단된다.
상기 부하 릴레이(1620)가 온(on)되면 상기 부하(7)와 상기 에너지 저장장치(1) 사이의 전력 패스가 연결된다. 이에 따라, 상기 부하(7)는 상기 에너지 저장장치(1)를 통하여, 계통(9), 태양광 패널(3), 배터리(35)에 연결될 수 있다. 상기 부하 릴레이(1620)가 오프(off)되면 상기 부하(7)와 상기 에너지 저장장치(1) 사이의 전력 패스가 차단된다.
상기 계통(9)에 정전 등 이상이 발생하면, 상기 계통(9) 측 전력 패스를 차단하도록 상기 계통 릴레이(1610)가 오프(off)된다.
한편, 상기 부하 릴레이(1620)는 온(on) 상태를 유지하고, 상기 태양광 패널(3)에서 생상되거나 상기 배터리(35)에 저장된 전기 에너지가 기설정된 부하로 공급된다.
평상 시에는, 계통(9), 태양광 패널(3), 배터리(35)가 모두 부하(7)에 연결되고, 부하(7)의 필요 전력량, 계통(9)의 전기 요금, 태양광 패널(3)의 발전량, 배터리(35)의 충전량 중 적어도 하나에 기초하여 부하(7)로의 전력 공급이 제어될 수 있다.
하지만, 상기 계통(9)에 정전 등 이상이 발생하면, 상기 계통 릴레이(1610) 전력 패스를 차단하여 상기 계통(9)을 상기 에너지 저장장치(1)와 차단한다. 이에 따라, 태양광 패널(3), 배터리(35)는 상기 계통(9)과 분리되고, 상기 계통(9)에서 발생한 과전류로부터 에너지 저장장치(1), 부하(7)를 보호할 수 있다.
한편, 도 16에서 예시된 정전시에 전력이 공급되되는 필수부하 및 필수부하에 연결되는 부하 패널(7Z)은, 도 4의 부하(7y1) 및 부하 패널(7y2)에 대응할 수 있다. 정전시에도 전력이 공급되는 필수부하는 사전에 설정되어 부하 패널(7Z, 7y2)에 연결될 수 있다. 정전시에는 전력이 공급되지 않는 일반부하는 다른 부하 패널(7x2)에 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 15b를 참조하여 설명한 것과 같이, 에너지 저장장치(1)는, 전력변환기(32), 배터리관리기(34)를 포함한다.
상기 배터리(35), 상기 전력변환기(32), 및 상기 배터리관리기(34)는 하나의 케이싱(12)에 수용될 수 있다.
한편, 상기 전력변환기(32)를 제어하는 전력관리기(31a)를 더 포함하고, 상기 전력관리기(31a)는 상기 케이싱(12)과는 별도의 외함(1b)에 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 상기 계통 릴레이(1610) 및 상기 부하 릴레이(1620)도 상기 외함(1b)에 배치될 수 있다.
상기 전력관리기(31a)는, 상기 릴레이(1600)를 제어할 수 있다. 상기 전력관리기(31a)는, 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 태양광 패널상3)에서 생산되거나 상기 배터리(35)에 저장된 전기 에너지가 기설정된 필수부하(7y2)로 공급되도록 상기 계통 릴레이(1610) 및 상기 부하 릴레이(1620)를 제어할 수 있다.
상기 외함(1b)에는 에너지 저장장치(1)의 전반적인 전원 공급 연결을 제어하는 컨트롤러(1810)가 배치될 수 있다. 또한, 컨트롤러(1810)는 전력변환기(32) 등을 제어할 수 있다. 경우에 따라서, 상기 컨트롤러(1810)는 상술한 전력관리기(31a)일 수 있다.
상기 컨트롤러(1810)는, 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 태양광 패널상3)에서 생산되거나 상기 배터리(35)에 저장된 전기 에너지가 기설정된 필수부하(7y2)로 공급되도록 상기 계통 릴레이(1610) 및 상기 부하 릴레이(1620)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 컨트롤러(1810)는, 상기 배터리(35)의 충전량(SOC)이 기설정된 오프기준치보다 낮아지면, 상기 부하 릴레이(1620)를 오프시킨다.
상기 컨트롤러(1810)는, 공지된 다양한 방식의 충전량(SOC) 산출 기법을 사용하여 상기 배터리(35)의 충전량을 산출할 수 있다. 또는, 상기 배터리관리기(34)가 상기 배터리(35)의 충전량을 판별하고 상기 컨트롤러(1810)로 전송할 수 있다.
정전이 발생하여 비상용발전운전으로 동작하게 되는 경우에, 사용 시간이 경과하여 배터리(35) 충전량이 기설정된 특정값-오프기준치 밑으로 떨어지게 되면, 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(1620)를 제어하여 필수부하(7y2)로 연결되는 전력패스를 끊을 수 있다.
실시 예에 따라서, 상기 계통 릴레이(1610)가 오프되고 소정시간이 경과한 후에, 상기 배터리(35)의 충전량이 오프기준치보다 낮아지면, 상기 부하 릴레이(1620) 오프될 수 있다.
상기 오프기준치는 상기 배터리(35)가 열화되어 회복 불능 상태가 되는 최소충전량보다 높게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 최소충전량이 5%이면, 소정 마진을 확보하여 10~15% 수준에서 상기 오프기준치를 설정할 수 있다. 이에 따라, 배터리(35)의 안전 사용 용량 하한치(ex. 5%)에 도달하여 배터리(35)를 사용할 수 없게 되는 상황을 방지할 수 있다. 한편, 마진 범위를 증가시켜 오프기준치를 너무 높게 설정하면 배터리(35) 사용 효율이 떨어지고, 마진 범위를 감소시켜 오프기준치를 너무 낮게 설정하면 안전 사용 용량 하한에 접근하여 위험도가 증가할 수 있다.
정전으로 계통(9)과 분리된 상태에서, 상기 태양광 패널(3)에서 전력이 생산되면, 상기 태양광 패널에서 생산된 전력은 상기 배터리(3)를 충전하는데 사용될 수 있다.
충전으로 상기 배터리(35)의 충전량이 상기 오프기준치보다 높아지면, 컨트롤러(1810)는, 상기 부하 릴레이(1820)가 온(on)되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 다시 상기 배터리(35)에 저장된 전력 또는 상기 태양광 패널(3)에서 생산된 전력이 필수부하(7y1)에 공급될 수 있다.
또는 상기 배터리(35)의 충전량이 상기 오프기준치보다 높게 설정된 온기준치보다 높아지면, 컨트롤러(1810)는, 상기 부하 릴레이(1820)가 온(on)되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 부하 릴레이(1820)의 잦은 온/오프로 인한 효율 감소를 방지할 수 있다.
태양광 발전은 햇빛이 있는 주간에만 발전이 가능하고, 구름, 비 등 환경조건에 영향을 받는다. 또한, PV 인버터(4) 등의 제어신호, 전원 공급이 이상이 발생해도 태양광 발전이 수행될 수 없다.
정전으로 계통(9)과 분리된 상태에서,상기 태양광 패널에서 전력이 생산되지 않으면, 상기 컨트롤러(1810)는, 기설정된 최소 동작만 수행하는 파워 세이브 모드(power save mode)로 진입하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 파워 세이브 모드에서는 필수 기능 외 다른 기능은 정지, 필수 구성에만 전원 공급, 전력변환기(32)의 스위칭 동작 최소화할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 정전 시 태터리(35)를 사용하는 비상발전모드(Backup Mode)로 인해 배터리 충전량이 특정값(오프기준치) 미만으로 떨어지게 된 경우, 부하 릴레이(1620)를 오프(OFF)한다.
한편, 컨트롤러(1810)는, 파워 세이브 모드에서, 다시 PV 인버터(4)가 동작할 수 있도록 자동으로 태양광 인버터 구동 신호(ex.기준전압)을 생성할 수 있다. 상기 태양광 인버터 구동 신호는, 전압과 주파수 등 인버터의 제어에 필요한 시스템 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 태양광 인버터 구동 신호는 상기 계통(9) 전원이 정상 상태일 때의 기준전압에 대응하는 신호일 수 있다.
기준전압은 정상 상태(정전이 아닐때) 한국전력 등에서 공급되는 계통 전압일 수 있다. 평상시, PV 인버터(4)는 안전 및 효율을 위해 계통 전압을 기준으로 동작한다. PV 인버터(4)는 계통 전압을 확인하고 계통(9)에 맞게 전력을 변환한다. 예를 들어, 태양광 인버터(4)는 기준전압에 기초하여 전류지령치를 생성하고, 전류지령치에 따라 PWM 인버터 제어 신호를 생성하여, 전력 변환을 위한 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
태양광 패널(3)과 결합된 에너지 저장장치(1)가 정전 시 비상용발전운전으로 동작하게 될 경우, 정전이 1일 이상 장기화 되면, 배터리(35)에 비축된 에너지가 소진될 수 있다. 이에 따라, 부하(7y1)에 충분한 전력을 공급하지 못하게 될 수 있다. 또한, 태양광이 존재하더라도, 태양광 발전기(3,4)가 정상적으로 동작하지 못하거나, 아예 태양광 발전 자체가 불가능해질 수 있었다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 정전이 발생하여 저장용 배터리(35)에 비축된 에너지가 소진되어도, 태양광만 있다면, 배터리(35)를 재충전하여 안정적으로 전력을 사용할 수 있는 비상발전운전이 가능한 시스템을 구축할 수 있다.
태양광 패널(3)을 통해 전력 생산이 가능한 경우라면, 컨트롤러(1810)는, 태양광 패널(3)에서 생산된 전력으로 저장용 배터리(35)를 우선 충전하고, 배터리 충전량이 특정값(오프기준치 또는 온기준치) 이상으로 상승할때까지 해당 동작을 계속하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 배터리 충전량이 특정값이상으로 상승하면, 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(1620)를 제어하여 부하(7y1)로 연결되는 전력패스를 다시 연결함으로써, 부하(7y1)에 전력을 공급할 수 있다.
만약 태양광이 존재하지 않아(밤이나, 날씨등의 영향으로 인하여) 태양광 발전이 되지 않는 경우라면, ESS 시스템은 최소전력소비모드 파워 세이브 모드로 돌입한다.
알고리즘 운영 방식: 타이머를 통해 미리 설정된 태양광이 존재할 가능성이 높은 시간이 되면, 자동으로 기준전압을 생성하여 태양광발전으로 전력이 생산되는지 확인하고, 전력이 생산된다면 이를 배터리에 충전한다. 만일 전력이 생산되지 않는다면, 미리 설정된 주기 시간 이후 해당 동작을 몇 차례 시도하여 태양광 발전으로 전력이 생산되는지를 확인한다. 미리 설정된 횟수만큼 태양광 발전으로 전력이 생산되는지를 확인하는 동작을 수행하였음에도, 태양광 발전으로 전력이 생산되지 않는다면, 에너지 저장장치(1)는 필수 구성에서만 전력을 최소로 소비하는 파워 세이브 모드로 진입하고, 별도의 조치가 있을 때까지 그 상태를 유지한다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 태양광 존재 유무를 판단하기 위한 장치로써, 타이밍(timing) 기반의 소프트웨어 운영 알고리즘, 조도센서((1800), 혹은 물리적 조작 스위치(2100)을 이용할 수 있다.
예를 들어, 상기 파워 세이브 모드 상태에서, 기설정된 세팅타임(setting time)에 도달하면, 상기 컨트롤러(1810)는 상기 태양광 패널(3)에서 생산된 전력을 변환하는 태양광 인버터(4)로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송하도록 제어할 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다. 도 17은 부하 전력 패스를 제어하는 부하 릴레이(1620)를 활용하여 정전 시 배터리(35)를 충전할 수 있도록 제어하는 알고리즘을 도시한다.
정전이 발생하면(S1705), 컨트롤러(1810)는, 에너지 저장장치(1)가 비상발전운전모드로 전환하여 동작하도록 계통 릴레이(1610)를 제어한다(S1710). 즉, 전이 발생하면(S1705), 계통 배전(9)과의 연결을 끊고, 독립 배전을 구성하여 태양광 발전(3)과 에너지 저장장치(1) 전력을 사용할 수 있는 시스템을 구성한다.
비상발전운전모드에서, 컨트롤러(1810)는, 배터리 충전량이 미리 설정된 하한치(Low Limit) 이하로 떨어지는지 모니터링한다(S1720). 미러 설정된 하한치는 상술한 오프기준치일 수 있다.
한편, 배터리 충전량이 하한치 이하로 떨어지게 되면(S1720), 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(162)을 오프(OFF)시킬 수 있다(S1730).
부하 릴레이(162)가 오프된 상태에서 태양광 패널(3)의 발전량이 있으면(S1740), 태양광 패널(3)의 발전전력으로 배터리(35)를 충전한다(S1750).
태양광 패널(3)의 발전량이 0이면(S1740), 컨트롤러(1810)는, 에너지 저장장치(1)가 파워 세이브 모드(Power save mode)로 진입하도록 제어할 수 있다(S1760).
예전에는 정전이 발생하면 PV 인버터(4)는 안전 규정에 의해 동작을 멈추게 되어 있었다. 이에 따라, 정전이 발생하게 되면 햇빛이 있어도 전력을 생산할 수 없었다. 하지만, 사용자 입장에서는 정전이 발생했을 때 태양광 발전을 통한 전력 생산이 더 필요하다. 따라서 최근에는 ATS 장치를 설치하여 정전이 발생하여도 태양광 발전이 가능하도록 시스템을 구축하는 추세이다.
하지만 ATS를 설치한다 하더라도, 태양광 발전 전력은 날씨 등 환경의 영향을 받아 불안정하다. 이를 보완하기 위해서 태양광 발전에 에너지 저장장치(1)를 병행 설치하여 에너지를 비축하여 사용함으로써 태양광 발전의 불안정성을 극복할 수 있다. 즉, 태양광 발전량보다 많은 전기를 사용하게 되면 부족한 전기를 에너지 저장장치(1)가 보충할 수 있다. 혹은 태양광 발전이 없는 밤이나 우천시에는 에너지 저장장치(1) 전력을 사용할 수 있다.
단기 정전 시에는 에너지 저장장치(1)에 비축된 에너지로 전력 사용이 가능하다 하지만, 장기 정전 시에는 에너지 저장장치(1)에 비축된 에너지를 모두 사용하게 되어, 배터리(35)의 잔여 용량이 안전 사용 범위 이하로 떨어지게 되면 다음날 햇빛이 발생하더라도 충전을 할 수 없게 되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 본 개시에서는 전원(태양광, 에너지 저장장치)에서 부하측으로 연결되는 지점에 전력 차단용 릴레이(1620)를 구비하고, 배터리 충전량을 모니터링 및 괸리함으로써, 장기정전이 발생하더라도 지속적으로 태양광 발전과 에너지 저장장치를 사용할 수 있게한다.
이를 구현하기 위하여, 배터리 관리 용량 범위를 설정하고, 해당 범위 하한치에 도달하게 되면, 에너지 저장장치(1)는 파워 세이브 모드로 돌입한 후 배터리 충전이 가능한 상태가 될때까지 대기한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 파워 세이브 모드에서 미리 설정된 세팅타임에 도달하면(S1770), 컨트롤러(1810)는 PV 인버터 구동 신호(ex. 기준전압)를 생성하고, PV 인버터(4)로 전송할 수 있다(S1780).
컨트롤러(1810)는, PV 인버터(4)가 기동하여 전력이 생성되는지 확인한다(S1740). 만일 발전 전력이 생성되지 않으면 특정 시간(세팅타임) 주기로 해당 동작(S1740 내지 S1780)을 반복한다.
한편, 배터리 충전량이 특정값 이상으로 상승하게 되면, 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(1620)를 온(ON)시키고, 부하(7y1)에 다시 전력을 공급할 수 있다.
본 개시는 정전시에도 안정적으로 운용될 수 있는 에너지 저장장치(1) 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템을 제안한다. 특히, 본 개시에 따르면, 배터리(35)가 완전 충전되고 방전되는 1사이클에 대응하는 기간(ex. 1일)이상으로 정전이 지속되는 장기정전이 발생한 경우에도 에너지 저장장치(1)를 안정적으로 사용할 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이고, 도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다. 도 18과 도 19는, 도 16과 도 17을 참조하여 설명한 실시 예에 조도센서(1800) 및 관련 제어가 추가된 것으로, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 18을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(1)는 조도센서(1800)를 더 포함한다. 조도센서(1800)는 태양광 발전이 가능한 태양광이 있는지 판별하기 위한 것으로 케이싱(12) 또는 외함(1b)의 외부에 노출되도록 설치될 수 있다. 또는 조도센서(1800)는 옥외에 배치되거나 태양광 패널(3)에 인접하게 배치되고, 외함(1b)에 구비되는 통신모듈과 통신하여 감지되는 조도값을 전송할 수 있다.
정전이 발생하면(S1905), 컨트롤러(1810)는, 에너지 저장장치(1)가 비상발전운전모드로 전환하여 동작하도록 계통 릴레이(1610)를 제어한다(S1910).
비상발전운전모드에서, 컨트롤러(1810)는, 배터리 충전량이 미리 설정된 하한치(Low Limit) 이하로 떨어지는지 모니터링한다(S1920). 미러 설정된 하한치는 상술한 오프기준치일 수 있다.
한편, 배터리 충전량이 하한치 이하로 떨어지게 되면(S1920), 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(162)을 오프(OFF)시킬 수 있다(S1930).
부하 릴레이(162)가 오프된 상태에서 태양광 패널(3)의 발전량이 있으면(S1940), 태양광 패널(3)의 발전전력으로 배터리(35)를 충전한다(S1950).
태양광 패널(3)의 발전량이 0이면(S1940), 컨트롤러(1810)는, 에너지 저장장치(1)가 파워 세이브 모드(Power save mode)로 진입하도록 제어할 수 있다(S1960).
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 조도센서(1800)를 통해 태양광 유무를 판별하여, 태양광 발전이 가능한 경우에만(S1970), 상기 태양광 인버터(4)로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송할 수 있다(S1980).
태양광 발전이 가능한 경우라면, 태양광 패널(3)로부터 생산된 전력으로 저장용 배터리(35)를 우선충전하고(S1950), 배터리 충전량이 특정값(오프기준치 또는 온기준치) 이상으로 상승할때까지, 상기 조도센서(1800)에서 감지되는 조도값과 조도기준값의 비교부터 태양광 발전까지의 동작을 계속한다. 배터리 충전량이 특정값 이상으로 상승하면, 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(1620)를 제어하여 부하(7y1)로 연결되는 전력패스를 다시 연결함으로써, 부하(7y1)에 전력을 공급할 수 있다.
조도센서(1800)에서 센싱되는 조도값이 특정값미만으로 측정되어 태양광 발전이 되지 않는 경우라면(S1940), 에너지 저장장치(1)는 파워 세이브 모드로 진입할 수 있다(S1960).
상기 파워 세이브 모드 상태에서, 상기 조도센서(1800)에서 감지되는 조도값이 조도기준값보다 높으면(S1970), 상기 컨트롤러(1810)는, 태양광 인버터(4)로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송하여, 태양광 발전을 시도할 수 있다.
상기 파워 세이브 모드에서, 상기 컨트롤러(1810)는, 조도센서(1800)의 값을 주기적으로 모니터링한다. 조도값이 특정값 이상 측정되면, 상기 컨트롤러(1810)는, 태양광 인버터(4)로 기준전압을 전송한 후에 태양광발전으로 전력이 생산되는지 확인하고, 전력이 생산된다면 배터리(35)를 충전하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 태양광 유무를 확인하여 태양광 발전 및 에너지 소비를 가장 효율적으로 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 파워 세이브 모드에서, 조도센서(1800)에서 감지되는 조도값이 미리 설정된 기준값보다 크면(S1970), 컨트롤러(1810)는 PV 인버터 구동 신호(ex. 기준전압)를 생성하고, PV 인버터(4)로 전송할 수 있다(S1980).
컨트롤러(1810)는, PV 인버터(4)가 기동하여 전력이 생성되는지 확인한다(S1940). 만일 발전 전력이 생성되지 않으면 소정 시간 주기로 해당 동작(S1940 내지 S1980)을 반복한다.
만약 배터리 충전량이 특정값 이상으로 상승하게 되면, 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(1620)를 온(ON)시키고, 부하(7y1)에 다시 전력을 공급할 수 있다.
도 20은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다.
도 20을 참조하면, 계통(9)에 정전이 발생하면(S2005), 에너지 저장장치(1) 및 전력 공급 시스템은 계통(9)과 분리되는 바상발전운전모드로 진입할 수 있다(S2010).
배터리관리기(32) 및/또는 컨트롤러(1810)에서 산출된 배터리 충전량(SoC) 및 태양광 발전량에 기초하여(S2020, S2040), 부하 릴레이(1620)를 제어할 수 있다(S2030, S2056).
컨트롤러(1810)는, 배터리 충전량이 제1기준치(상술한 오프기준치) 이하가 되면(S2020), 부하 릴레이(S2030)를 오프시킨다(S2030).
한편, 태양광 패널(3)의 발전량이 0이면(S2040), 컨트롤러(1810)는, 에너지 저장장치(1)가 파워 세이브 모드(Power save mode)로 진입하도록 제어할 수 있다(S2060).
파워 세이브 모드에서, 조도센서(1800)에서 감지되는 조도값이 미리 설정된 제2기준치(조도기준값) 이상이면(S2070), 컨트롤러(1810)는 PV 인버터 구동 신호(ex. 기준전압)를 생성하고, PV 인버터(4)로 전송할 수 있다(S2080).
한편, 태양광 패널(3)에서 전력이 생산된다면(S2040), 컨트롤러(1810)는, 배터리(35)를 충전하도록 제어할 수 있다(S2050).
한편, 배터리(35) 충전에 따라(S2050), 배터리 충전량이 제3 기준치(온기준치) 이상이되면(S2053), 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(S2030)를 온시켜, 전력 공급을 재개할 수 있다(S2056).
도 21은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 포함하는 에너지 공급 시스템의 개념도이고, 도 22는 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법의 순서도이다.
도 21과 도 22는, 도 16과 도 17을 참조하여 설명한 실시 예에 비상발전버튼(2100) 및 관련 제어가 추가된 것으로, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 21을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(1)는 비상발전버튼(2100)을 더 포함한다. 비상발전버튼(2100)은 케이싱(12) 또는 외함(1b)의 외부에 물리적 하드웨어 버튼으로 설치되어 사용자 입력을 수신할 수 있다.
도 21과 도 22를 참조하면, 정전 발생에 따라(S2205), 컨트롤러(1810)는, 에너지 저장장치(1)가 비상발전운전모드로 전환하여 동작하도록 계통 릴레이(1610)를 제어한다(S2210).
비상발전운전모드에서, 컨트롤러(1810)는, 배터리 충전량이 미리 설정된 하한치(Low Limit) 이하로 떨어지는지 모니터링한다(S2220). 미러 설정된 하한치는 상술한 오프기준치일 수 있다.
한편, 배터리 충전량이 하한치 이하로 떨어지게 되면(S2220), 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(162)을 오프(OFF)시킬 수 있다(S2230).
부하 릴레이(162)가 오프된 상태에서 태양광 패널(3)의 발전량이 있으면(S2240), 태양광 패널(3)의 발전전력으로 배터리(35)를 충전한다(S2250).
태양광 패널(3)의 발전량이 0이면(S1940), 컨트롤러(1810)는, 에너지 저장장치(1)가 파워 세이브 모드(Power save mode)로 진입하도록 제어할 수 있다(S2260).
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 사용자가 태양광의 유무를 식별하여, 태양광발전이 가능하다고 판단하는 경우 비상발전 버튼을 누르면(S2270), 상기 태양광 인버터(4)로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송할 수 있다(S2280).
태양광 발전이 가능한 경우라면(S2240), 태양광 패널(3)로부터 생산된 전력으로 저장용 배터리(35)를 우선 충전한다(S2250). 배터리 충전량이 특정값(오프기준치 또는 온기준치) 이상으로 상승하면, 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(1620)를 온시켜 부하(7y1)에 전력을 공급할 수 있다.
한편, 태양광 발전이 되지 않는 경우라면(S2240), 에너지 저장장치(1)는 파워 세이브 모드로 진입할 수 있다(S2260).
상기 파워 세이브 모드 상태에서(S2260), 비상발전버튼(2100)에 대한 입력이 있으면(S2270), 상기 컨트롤러(1810)는, 태양광 인버터(4)로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송하여(S2280), 태양광 발전을 시도할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 사용자 입력에 대응하여 태양광 발전 및 에너지 소비를 빠르고 정확하게 수행할 수 있다.
컨트롤러(1810)는, PV 인버터(4)가 기동하여 전력이 생성되는지 확인한다(S2240). 만일 발전 전력이 생성되지 않으면 소정 시간 주기로 해당 동작(S2240 내지 S2280)을 반복한다.
만약 배터리 충전량이 특정값 이상으로 상승하게 되면, 컨트롤러(1810)는, 부하 릴레이(1620)를 온(ON)시키고, 부하(7y1)에 다시 전력을 공급할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 정전으로 인해 비상발전운전(Backup Generation Mode)으로 동작하는 배터리(35) 기반의 에너지 저장장치(1)에 있어, 정전이 1일 이상 장기화될 경우 저장용 배터리(35)에 비축된 에너지가 소진되고 태양광 발전도 중단되는 문제점을 개선할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 부하측 전력 패스를 연결하거나 끊을 수 있도록 제어가능한 부하 릴레이(1620)와 조도센서(1800), 비상발전버튼(2100)을 구비하고 있으며, 이를 운영하기 위한 알고리즘을 탑재하여, 효율적으로 태양광 발전을 수행하고 안정적으로 배터리를 충전할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 에너지 저장장치
10 : 배터리팩
12 : 케이싱
32 : 전력변환기
34 : 배터리관리기
100 : 배터리모듈 어셈블리
100a,100b : 배터리모듈
101 : 배터리셀
1610 : 컨트롤러
1600, 1610, 1620 : 릴레이
1800 : 조도센서
2100 : 비상발전버튼

Claims (19)

  1. 계통 전원 및 태양광 패널에 연결된 에너지 저장장치에 있어서,
    상기 계통 전원 또는 태양광 패널로부터 수신되는 전기 에너지를 직류형태로 저장하거나, 저장되어 있는 전기 에너지를 하나 이상의 부하(Load)로 출력하는 배터리;
    상기 계통 전원과 연결되는 전력 패스를 연결하거나 차단할 수 있는 계통 릴레이; 및,
    상기 부하와 연결되는 전력 패스를 연결하거나 차단할 수 있는 부하 릴레이;를 포함하고,
    상기 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 계통 릴레이가 오프(off)되고,
    상기 배터리의 충전량이 오프기준치보다 낮아지면, 상기 부하 릴레이가 오프되는 에너지 저장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 패널에서 전력이 생산되면, 상기 태양광 패널에서 생산된 전력으로 상기 배터리를 충전하는 에너지 저장장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리의 충전량이 상기 오프기준치보다 높아지면, 상기 부하 릴레이가 온(on)되는 에너지 저장장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 배터리의 충전량이 상기 오프기준치보다 높게 설정된 온(on)기준치보다 높아지면, 상기 부하 릴레이가 온되는 에너지 저장장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 패널에서 전력이 생산되지 않으면, 기설정된 최소 동작만 수행하는 파워 세이브 모드(power save mode)로 진입하는 에너지 저장장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파워 세이브 모드 상태에서, 기설정된 세팅타임(setting time)에 도달하면, 상기 태양광 패널에서 생산된 전력을 변환하는 태양광 인버터로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송하는 에너지 저장장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 태양광 인버터 구동 신호는 상기 계통 전원이 정상 상태일 때의 전압에 대응하는 신호인 에너지 저장장치.
  8. 제5항에 있어서,
    조도센서;를 더 포함하고,
    상기 파워 세이브 모드 상태에서, 상기 조도센서에서 감지되는 조도값이 조도기준값보다 높으면, 상기 태양광 패널에서 생산된 전력을 변환하는 태양광 인버터로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송하는 에너지 저장장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 태양광 인버터 구동 신호는 상기 계통 전원이 정상 상태일 때의 전압에 대응하는 신호인 에너지 저장장치.
  10. 제5항에 있어서,
    비상발전버튼;을 더 포함하고,
    상기 파워 세이브 모드 상태에서, 상기 비상발전버튼에 대한 입력이 있으면, 상기 태양광 패널에서 생산된 전력을 변환하는 태양광 인버터로 상기 태양광 인버터 구동 신호를 전송하는 에너지 저장장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 태양광 인버터 구동 신호는 상기 계통 전원이 정상 상태일 때의 전압에 대응하는 신호인 에너지 저장장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 태양광 패널에서 생산되거나 상기 배터리에 저장된 전기 에너지가 기설정된 부하로 공급되도록 상기 계통 릴레이 및 상기 부하 릴레이를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 에너지 저장장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 또는 방전을 위해 전기적 특성을 변환시키는 전력변환기;
    상기 배터리의 상태 정보를 모니터링하는 배터리관리기;를 더 포함하는 에너지저장장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리, 상기 전력변환기, 및 상기 배터리관리기가 배치되는 공간을 형성하는 케이싱;을 더 포함하는 에너지 저장장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전력변환기를 제어하는 전력관리기;를 더 포함하고,
    상기 전력관리기는 상기 케이싱 외부의 외함(enclosures)에 배치되는 에너지 저장장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전력관리기는,
    계통 전원에 이상이 발생하면, 상기 태양광 패널에서 생산되거나 상기 배터리에 저장된 전기 에너지가 기설정된 부하로 공급되도록 상기 계통 릴레이 및 상기 부하 릴레이를 제어하는 에너지 저장장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 계통 릴레이와 상기 부하 릴레이는 상기 외함에 배치되는 에너지 저장장치.
  18. 제1항에 있어서,
    기설정된 필수부하에 연결되는 부하 패널;을 더 포함하고,
    상기 부하 릴레이는 상기 부하 패널에 연결되는 에너지 저장장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 오프기준치는 상기 배터리가 열화되어 회복 불능 상태가 되는 최소충전량보다 높게 설정되는 에너지 저장장치.
KR1020210135131A 2021-10-12 2021-10-12 에너지 저장장치 KR20230052034A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210135131A KR20230052034A (ko) 2021-10-12 2021-10-12 에너지 저장장치
US17/555,211 US20230113299A1 (en) 2021-10-12 2021-12-17 Energy storage system and energy supplying system including the same
PCT/KR2021/020374 WO2023063498A1 (en) 2021-10-12 2021-12-31 Energy storage system and energy supplying system including the same
AU2022203729A AU2022203729A1 (en) 2021-10-12 2022-05-31 Energy storage system and energy supplying system including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210135131A KR20230052034A (ko) 2021-10-12 2021-10-12 에너지 저장장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230052034A true KR20230052034A (ko) 2023-04-19

Family

ID=85797899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210135131A KR20230052034A (ko) 2021-10-12 2021-10-12 에너지 저장장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230113299A1 (ko)
KR (1) KR20230052034A (ko)
AU (1) AU2022203729A1 (ko)
WO (1) WO2023063498A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116826829A (zh) * 2023-05-11 2023-09-29 合肥蓝点数字电源有限公司 一种混合式热泵的电源系统、热泵系统及控制方法
TWI840223B (zh) * 2023-05-12 2024-04-21 遠東科技大學 充放電控制系統及其方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5914821B2 (ja) * 2011-12-15 2016-05-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力供給システム
JP6160481B2 (ja) * 2013-12-27 2017-07-12 ソニー株式会社 電源装置、電源システムおよび電源制御方法
US10312822B2 (en) * 2015-12-18 2019-06-04 S&C Electric Company Electrical systems and methods for islanding transitions
JP6394652B2 (ja) * 2016-07-19 2018-09-26 トヨタ自動車株式会社 太陽光発電装置
KR101742599B1 (ko) * 2016-08-26 2017-06-15 주식회사 주왕산업 다중 계통감시가 가능한 계통연계형 발전 시스템
KR20180122071A (ko) * 2017-05-02 2018-11-12 유한회사 엔텍코리아 컨테이너 계통연계형 ess 태양광발전 시스템
US11811261B2 (en) * 2019-04-19 2023-11-07 Sunpower Corporation Backup load energy control system
US20210075221A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Real time energy management and control of renewable energy based microgrid in grid-connected and island modes
JP2023509972A (ja) * 2020-01-10 2023-03-10 エンフェーズ エナジー インコーポレイテッド エネルギー管理システムでの使用のために構成されたストレージシステム

Also Published As

Publication number Publication date
AU2022203729A1 (en) 2023-04-27
US20230113299A1 (en) 2023-04-13
WO2023063498A1 (en) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102591536B1 (ko) 에너지 저장장치
KR20230052034A (ko) 에너지 저장장치
JPWO2011068154A1 (ja) 蓄電ユニット、発電システムおよび充放電システム
JP5975314B2 (ja) 蓄電システム
JP5576467B2 (ja) 蓄電システム、及びカートリッジ
US20120235481A1 (en) Storage Unit and Power Generation System
KR102639782B1 (ko) 에너지 저장장치
KR20240032473A (ko) 에너지 저장장치
KR102601189B1 (ko) 에너지 저장장치
KR102626903B1 (ko) 에너지 저장장치
WO2014125519A1 (ja) 蓄電システム
KR102639780B1 (ko) 에너지 저장장치
KR102638180B1 (ko) 에너지 저장장치 및 그 동작방법
KR20230064264A (ko) 에너지 저장장치
KR102340097B1 (ko) 배터리 관리 방법 및 장치
KR102723313B1 (ko) 에너지 저장장치
KR20240011506A (ko) 에너지 저장장치
KR20240011505A (ko) 에너지 저장장치
EP4307439A1 (en) Energy storage system
KR20240110352A (ko) 에너지 저장장치
KR20240008576A (ko) 에너지 저장장치
JP2007209092A (ja) 蓄電システム
KR20240009163A (ko) 에너지 저장장치
KR20240020861A (ko) 에너지 저장장치
KR20240026674A (ko) 에너지 저장장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
WITB Written withdrawal of application