KR20230080180A - 독립형 마이크로 그리드 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자체적으로 전력생산 및 공급하기 위한 독립형 마이크로 그리드 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템은 태양광에 의해 전력을 생산하는 태양광발전장치, 엔진에 의해 발전하여 전력을 생산하는 엔진발전장치, 상기 태양광발전장치, 및 상기 엔진발전장치에서 발생하는 전기를 충전하여 저장하는 에너지저장장치, 상기 에너지저장장치에 저장된 전력을 사용하는 부하장치, 및 상기 부하장치에서 사용되는 전력을 모니터링하여 상기 태양광발전장치, 및 상기 엔진발전장치에서 발생하는 전력과 상기 에너지저장장치에서 저장된 전력을 제어하여 상기 부하장치로 제공하는 그리드제어장치를 포함하고, 상기 태양광발전장치 및 상기 엔진발전장치는 각각의 발전장치를 수용하는 컨테이너, 상기 컨테이너의 양단에 설치되어 회전함에 따라 상기 컨테이너의 내부를 개폐하는 개폐도어, 및 상기 컨테이너와 인접한 컨테이너끼리 연결하도록 상기 컨테이너와 인접한 컨테이너의 마주하는 위치의 상기 개폐도어를 개방한 상태에서 상대방의 개폐도어가 삽입되어 끼워지는 도어포켓부를 포함한다. 따라서, 발전장치를 용이하게 결합하여 설치할 수 있다.

Description

독립형 마이크로 그리드 시스템{Standalone microgrid system}
본 발명은 자체적으로 전력생산 및 공급하기 위한 독립형 마이크로 그리드 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로 그리드는 독립형 전력망으로 태양광, 풍력 등 신재생 에너지원과 에너지저장장치가 융복합된 차세대 전력 체계이다.
근래에는 설치비용이 많이 소요되며, 환경오염이 발생될 수 있고, 방사능의 유출로 인한 피해의 우려로 인해 대형 발전소의 도입보다는 소규모 지역에서 신재생에너지를 이용하여 자체적으로 전기를 공급 및 소모할 수 있도록 마이크로 그리드의 도입이 활성화되고 있다.
종래의 마이크로 그리드는 한국등록특허공보 제10-2048047호(2019.11.22.공고)의 "태양광 기반의 자율 독립형 마이크로그리드 시스템"이 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 태양광 기반의 자율 독립형 마이크로그리드 시스템은 태양광 발전기, 벅-부스트 기능을 구비하고 태양광 발전으로부터 공급되는 직류전력을 레벨 변환하여 출력하는 DC-DC 컨버터, 수동으로 운전되는 하나 이상의 디젤 발전기, 디젤 발전기에 의해 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환하는 전력변환장치, 배터리를 구비하고 DC-DC 컨버터 및 전력변환장치로부터 공급되는 직류전력을 저장하는 에너지저장장치, 에너지저장장치의 직류전력을 교류전력으로 변환하여 전력 부하에 제공하는 인버터, 및 전력 부하에 제공되는 전력량을 감지 측정하는 전력계를 포함하여 구성되며, 전력변환장치를 OFF하고 태양광 발전을 작동 ON하고 에너지저장장치와 DC-DC 컨버터 및 인버터를 ON 한 상태에서 에너지저장장치의 배터리를 충전하도록 하며, 배터리의 전압이 소정의 최대전압 이상이면 DC-DC 컨버터가 자동으로 충전을 중단하며, 소정의 최소전압 이하이면 인버터가 자동으로 전력 부하에 전력 공급을 중단하도록 구성되었다.
이러한 구성의 종래의 태양광 기반의 자율 독립형 마이크로그리드 시스템은 충전전압 상태에 따라 태양광 발전량을 조절하여 발전효율을 향상시킬 수 있었다.
하지만, 종래의 태양광 기반의 자율 독립형 마이크로그리드 시스템은 태양광량이 부족할 때에는 디젤발전기를 가동해야 하기 때문에 디젤발전기에서 발생하는 매연에 의해 환경오염이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 태양광 발전과 디젤발전기 등을 각각 운반하고 조립하며 독립적으로 분리되어 위치되기 때문에 관리, 시공 및 운반이 어려울 뿐만 아니라, 에너지관리시스템에 연결된 태양광 발전장치와 디젤발전장치의 정보를 일일히 입력해야 하는 번거로움이 존재하였다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 컨테이너끼리 개폐도어를 상호 삽입하는 형태로 결합하여 설치가 용이할 뿐만 아니라, 관리가 용이하고, 개폐도어와 도어포켓부에 정보제공부와 정보감지부를 가져 서로 연결되는 컨테이너의 정보를 용이하게 파악하여 그리드제어장치를 제공할 수 있으며, 컨테이너의 개폐도어의 개폐방향을 전환가이드부를 통해 변경하여 컨테이너의 결합을 용이하게 수행할 수 있는 독립형 마이크로 그리드 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 인력발전장치를 설치하여 엔진발전장치의 사용을 최소화함으로써, 환경오염의 발생을 방지할 수 있으며, 인력발전장치를 사용함에 따라 사용비용을 감면시킴으로써, 인력발전장치의 사용을 촉진하고, 에너지저장장치에 저장된 전력량이 최소 전력량에 근접 할수록 사용비용의 감면비율을 증가시켜 인력발전장치의 사용을 촉진하여 신속하게 부족한 전기를 보충할 수 있는 독립형 마이크로 그리드 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템은 태양광에 의해 전력을 생산하는 태양광발전장치, 엔진에 의해 발전하여 전력을 생산하는 엔진발전장치, 상기 태양광발전장치, 및 상기 엔진발전장치에서 발생하는 전기를 충전하여 저장하는 에너지저장장치, 상기 에너지저장장치에 저장된 전력을 사용하는 부하장치, 및 상기 부하장치에서 사용되는 전력을 모니터링하여 상기 태양광발전장치, 및 상기 엔진발전장치에서 발생하는 전력과 상기 에너지저장장치에서 저장된 전력을 제어하여 상기 부하장치로 제공하는 그리드제어장치를 포함하고, 상기 태양광발전장치 및 상기 엔진발전장치는 각각의 발전장치를 수용하는 컨테이너, 상기 컨테이너의 양단에 설치되어 회전함에 따라 상기 컨테이너의 내부를 개폐하는 개폐도어, 및 상기 컨테이너와 인접한 컨테이너끼리 연결하도록 상기 컨테이너와 인접한 컨테이너의 마주하는 위치의 상기 개폐도어를 개방한 상태에서 상대방의 개폐도어가 삽입되어 끼워지는 도어포켓부를 포함한다.
상기 도어포켓부는 상기 개폐도어에 설치되어 발전장치의 정보를 갖는 정보제공부, 및 상기 정보제공부와 마주하는 부분에 위치하여 상기 정보제공부를 감지하여 상기 그리드제어장치로 연결된 발전장치의 정보를 제공하는 정보감지부를 포함할 수 있다.
상기 개폐도어는 상기 개폐도어의 일단에서 상하로 돌출되어 상기 개폐도어를 개폐하는 회전점이되는 도어힌지부, 및 상기 개폐도어의 개폐방향을 변경하도록 상기 도어힌지부가 상기 컨테이너의 폭방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 전환가이드부를 포함할 수 있다.
상기 부하장치는 운송수단의 배터리를 충전하는 충전장치를 포함할 수 있다.
상기 그리드제어장치는 전력의 사용량을 표시하고 과금 및 결제하는 키오스크를 포함할 수 있다.
상기 에너지저장장치로 인력에 의해 발전하여 제공하는 인력발전장치를 더 포함하고, 상기 그리드장치는 상기 부하장치의 사용자가 상기 인력발전장치를 통해 발전하는 경우, 상기 인력발전장치에서 발전된 전력량만큼 상기 부하장치의 사용요금을 감면하여 부과할 수 있다.
상기 그리드제어장치는 상기 에너지저장장치에 저장된 저장량이 미리 설정된 최소 전력량에 근접 할수록, 상기 인력발전장치에서 발전된 전력량에 비례하여 상기 부하장치의 사용요금의 감면비율을 증가시켜 부과할 수 있다.
본 발명에 따르면, 컨테이너에 태양광발전장치, 인력발전장치, 및 엔진발전장치가 설치되어 운반이 용이할 뿐만 아니라, 컨테이너끼리 개폐도어를 삽입하는 형태로 결합하여 시공이 용이한 이점이 있다.
또한, 컨테이너끼리 결합할 때, 개폐도어와 도어포켓부에 정보제공부 및 정보감지부가 구성되어 서로 연결된 발전장치의 정보를 그리드제어장치로 보내 발전장치의 연결상황을 용이하게 파악할 수 있는 이점이 있다.
또한, 인력에 의해 발전하는 인력발전장치를 설치하여 디젤발전장치의 사용을 감소시켜 디젤발전장치의 매연발생을 최소화하여 환경오염의 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 인력발전장치에 의해 발전을 수행하면, 사용요금을 절감하고, 최소 전력량에 근접 할수록 감면비율을 높여 사용자로 하여금 인력발전장치의 사용을 촉진하여 발전량을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템을 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템의 컨테이너끼리 결합하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템의 컨테이너끼리 결합한 상태를 도시한 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템의 컨테이너끼리 결합한 상태를 도시한 측단면도로서, 정보감지부와 정보제공부를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 독립형 마이크로 그리드 시스템의 태양광발전장치를 컨테이너에 설치하는 상태를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템(100)은 태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120), 및 인력발전장치(130)를 포함할 수 있다.
태양광발전장치(110)는 태양광에 의해 전기를 생산할 수 있으며, 태양광발전장치(110)는 복수 개의 태양광패널(111)를 포함할 수 있다.
태양광패널(111)은 힌지부(113)와 받침대(115)를 포함할 수 있으며, 태양광패널(111)의 상단 또는 하단에는 힌지부(113)가 양측으로 막대형태로 돌출되어 형성되며, 패널힌지부(113)가 형성되는 반대방향의 상단 또는 하단에는 패널힌지부(113)를 중심으로 기울어져 세워질 수 있도록 바닥에 지지하는 받침대(115)가 설치될 수 있다.
받침대(115)는 태양광패널(111)에서 회전 가능하게 설치되어 태양광패널(111)의 기울어지는 각도를 조절할 수 있다.
힌지부(113)는 하기에 설명할 컨테이너(170)에 결합되는 거치지그(117)에 의해 컨테이너(170)에 지지될 수 있으며, 거치지그(117)는 하기의 컨테이너(170)를 설명할 때, 구체적으로 설명한다.
엔진발전장치(120)는 연료를 소모하여 전기를 생산할 수 있으며, 엔진발전장치(120)는 연료를 소모하는 디젤엔진에 의해 발전기를 구동하는 형태로 전기를 생산할 수 있다.
엔진발전장치(120)는 디젤엔진과 발전기가 하나의 세트로 복수 개의 세트로 구성되거나, 복수 개의 디젤엔진이 하나의 대용량 발전기를 구동하도록 구성될 수도 있다.
인력발전장치(130)는 인력에 의해 전기를 생산할 수 있으며, 인력발전장치(130)는 인력에 의해 발전기를 수동 조작하는 형태로 발전할 수 있다.
예를 들어 인력발전장치(130)는 자전거의 패널을 구동하여 발전기를 구동하는 자전거형 발전기일 수 있으며, 놀이기구, 운동기구, 또는 압전효과를 이용하여 사용자가 발전기를 운동 또는 놀이하면서 발전기를 구동할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수도 있다.
인력발전장치(130)는 복수 개의 자전거형 발전기로 구성될 수 있다.
태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120) 및 인력발전장치(130)는 각각 컨테이너(170)를 포함할 수 있다.
컨테이너(170)는 태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120) 및 인력발전장치(130)의 설치 및 이동을 용이하도록 각각의 발전장치를 수용할 수 있다.
예를 들어, 태양광발전장치(110)의 컨테이너(170)는 태양광패널(111)을 내부에 수용한 상태에서 운반하고, 태양광패널(111)을 컨테이너(170)에서 꺼내 컨테이너(170)에 설치하거나, 엔진발전장치(120)의 컨테이너(170)는 내부에 디젤엔진으로 구동하는 발전기가 설치될 수 있다.
또한, 인력발전장치(130)의 컨테이너(170)는 내부에 자전거형 발전기를 수용하여 사용자가 컨테이너(170) 내부로 진입하여 자전거형 발전기를 구동할 수 있다.
태양광발전장치(110)가 설치되는 컨테이너(170), 인력발전장치(130)가 설치되는 컨테이너(170), 및 엔진발전장치(120)가 설치되는 컨테이너(170)는 발전량에 따라 복수 개가 설치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 태양광발전장치(110)는 거치지그(117)를 포함할 수 있다.
장착지그는 태양광발전장치(110)를 컨테이너(170)에서 꺼내 컨테이너(170)의 외부에 태양광발전장치(110)를 태양을 바라보도록 거치시킬 수 있다.
거치지그(117)는 태양광발전장치(110)의 힌지부(113)가 안착되는 안착부(117a)와 컨테이너(170)를 고정하기 위해 컨테이너(170)에 구성되는 코너케스팅에 끼워지는 케스팅결합부(117b)로 구성되어 컨테이너(170)의 상부 전방에 위치하는 양측 코너케스팅에 각각 케스팅결합부(117b)가 끼워지는 형태로 설치될 수 있다.
그리고, 컨테이너(170)에 설치되는 거치지그(117)에는 태양광패널(111)의 일단 양측에 위치하는 힌지부(113)를 안착부(117a)에 각각 안착시키고, 타단은 받침대(115)를 통해 태양을 바라보도록 경사지게 컨테이너(170)에 설치할 수 있다.
이때, 힌지부(113)가 안착되는 안착부(117a)에는 한 쌍의 힌지부(113)가 안착되도록 한 쌍의 안착홈이 형성되어 컨테이너(170)의 상부에 설치되는 태양광패널(111)의 일단에 위치하는 힌지부(113)와 컨테이너(170)의 측면에 설치되는 태양광패널(111)의 타단에 위치하는 힌지부(113)가 함께 안착되어 지지될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각 컨테이너(170)는 양단이 개방된 형태일 수 있으며, 컨테이너(170)의 양면에는 각각 개방된 양단에는 컨테이너(170)의 내부를 개폐하는 개폐도어(171)가 설치될 수 있다.
개폐도어(171)는 컨테이너(170)의 양단에서 각각 양측단 중 어느 한 측단이 도어힌지부(175)에 의해 고정되어 도어힌지부(175)를 중심으로 좌,우로 회전시키는 형태로 컨테이너(170)를 개폐할 수 있다.
컨테이너(170)는 인접한 컨테이너(170)와 서로 결합할 수 있도록 개폐도어(171)가 삽입되어 끼워지는 도어포켓부(173)가 형성될 수 있다.
도어포켓부(173)는 컨테이너(170)의 양단에서 각각 양측에 형성될 수 있으며, 도어포켓부(173)는 인접한 컨테이너(170)의 개폐도어(171)가 삽입되는 형태로 서로 결합될 수 있다.
예를 들어 서로 인접한 컨테이너(170)를 제1 컨테이너(170)와 제2 컨테이너(170')라고 칭할 때, 제1 컨테이너(170)와 제2 컨테이너(170')의 서로 마주하는 위치의 개폐도어(171,171')를 90°로 회전시켜 개방하고, 제1 컨테이너(170)의 도어포켓부(173)에 제2 컨테이너(170')의 개폐도어(171')를 삽입하고, 제2 컨테이너(170')의 도어포켓부(173')에 제1 컨테이너(170)의 개폐도어(171)를 삽입하는 형태로 서로를 결합할 수 있다.
이때, 개폐도어(171,171')는 각 도어힌지부(175,175')의 위치를 컨테이너(170,170')의 폭방향인 좌,우로 이동시켜 개폐도어(171,171')의 개폐방향을 변경할 수 있도록 도어힌지부(175,175')가 이동되는 전환가이드부(177,177')가 도어힌지부(175,175')와 대응되는 컨테이너(170,170')의 위치에 컨테이너(170,170')의 폭방향을 따라 홈의 형태로 형성될 수 있다.
더 구체적으로 제1 컨테이너(170)와 제2 컨테이너(170')를 마주한 상태에서 제1 컨테이너(170)의 개폐도어(171)와 제2 컨테이너(170')의 개폐도어(171')를 개방하였을 때, 서로 동일선상에 위치하는 경우, 상호간의 도어포켓부(173,173')에 개폐도어(171,171')를 삽입할 수 없기 때문에 제1 컨테이너(170)의 개폐도어(171)와 제2 컨테이너(170')의 개폐도어(171')가 서로 어긋나도록 전환가이드부(177)를 통해 어느 한 개폐도어(171,171')의 위치를 변경함으로써, 상호 간의 도어포켓부(173,173')에 개폐도어(171,171')가 삽입될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도어포켓부(173)는 정보제공부(173b) 및 정보감지부(173a)를 포함할 수 있다.
정보제공부(173b)는 컨테이너(170)에 설치된 발전장치의 정보를 개폐도어(171)부를 통해 제공할 수 있으며, 정보감지부(173a)는 정보제공부(173b)에서 제공되는 컨테이너(170)의 정보를 설치된 발전장치의 종류를 하기에 설명할 그리드제어장치(160)로 제공할 수 있다.
예를 들어 태양광발전장치(110)가 설치된 컨테이너(170)와 인력발전장치(130)가 설치된 컨테이너(170)를 서로 연결할 경우, 정보제공부(173b)에 설치된 정보를 정보감지부(173a)에서 태양광발전장치(110)와 인력발전장치(130)가 서로 연결되어 있음을 그리드제어장치(160)로 제공할 수 있다.
일례의 정보감지부(173a)는 복수 개의 출몰 가능한 핀의 형태로 복수 개가 도어포켓부(173)에 개폐도어(171)가 삽입되는 방향으로 일렬로 설치될 수 있다.
정보제공부(173b)는 정보감지부(173a)와 마주하는 개폐도어(171)의 면에 홈의 형태로 형성되어 복수 개의 핀 중 홈과 대응되는 핀은 홈으로 삽입되고, 나머지 핀은 가압되어 가압되지 않은 핀의 개수 또는 위치에 따라 미리 저장된 정보를 전기적인 신호를 통해 그리드제어장치(160)로 제공할 수 있다.
예를 들어 복수 개의 출몰 가능한 핀을 차례로 1,2,3,4번 핀이라고 하며, 1번 핀이 미가압은 태양광발전장치(110)가 설치된 컨테이너(170), 2번 핀이 미가압은 엔진발전장치(120)가 설치된 컨테이너(170)라고 그리드제어장치(160)에 미리 정보를 입력한 상태에서 태양광발전장치(110)가 설치된 컨테이너(170)의 개폐도어(171)에는 1번핀과 대응되는 위치에 홈을 형성한다.
그리고 엔진발전장치(120)가 설치된 컨테이너(170)의 개폐도어(171)에는 2번핀과 대응되는 위치에 홈을 형성하여 각 도어포켓부(173)에서 개폐도어(171)를 삽입하여 홈에 의해 미가압된 핀의 정보를 그리드제어장치(160)로 제공함으로써, 그리드제어장치(160)에서 미리 저장된 정보와 핀의 정보를 비교하여 서로 연결된 발전장치의 종류를 알 수 있다.
다른 일례의 정보감지부(173a)는 광감지센서로 구현되고, 정보제공부(173b)는 빛을 반사하는 반사부재로 구현되어 빛의 반사유무에 따라 정보를 제공하거나, 또 다fms 일례로는 정보감지부(173a)는 바코드감지센서로 구현되고, 정보제공부(173b)는 바코드로 구현되어 바코드의 정보를 읽는 형태로 그리드제어장치(160)로 감지신호를 제공할 수 있다.
실시예에서는 정보감지부(173a)를 도어포켓부(173)의 하부에 구성하고, 정보제공부(173b)를 개폐도어(171)의 하부에 구성하였지만, 정보감지부(173a)를 도어포켓부(173)의 측면 또는 끝단 또는 상단에 구성하고, 정보제공부(173b)는 각 대응되는 측면 또는 끝단 또는 상단에 구성할 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템(100)은 에너지저장장치(140). 부하장치(150), 및 그리드제어장치(160)를 포함할 수 있다.
에너지저장장치(140)는 태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120) 및, 인력발전장치(130)를 통해 발전되는 전기를 저장하고, 저장된 전기를 부하장치(150)로 제공할 수 있다.
에너지저장장치(140)는 복수 개의 배터리를 연결하여 구성될 수 있으며, 에너지저장장치(140)는 인버터와 컨터버를 포함하여 태양광 발전장치, 엔진발전장치(120), 및 인력발전장치(130)에서 발생하는 전기를 균일한 전압과 전류로 변환하고 AC/DC 또는 DC/AC로 변경한 후 저장할 수 있다.
에너지저장장치(140)는 부피에 따라 별도의 컨테이너(170) 내부에 설치되거나, 부하장치(150), 및 그리드제어장치(160)와 함께 하나의 컨테이너(170)에 설치될 수도 있다.
부하장치(150)는 전력을 소모할 수 있으며, 부하장치(150)는 운송수단의 전기를 충전하기 위한 충전장치일 수 있다.
일례의 부하장치(150)는 예컨대, 전기자동차, 또는 전기스쿠터 등에 전기를 전기코드를 통해 충전할 수 있다.
부하장치(150)는 그리드제어장치(160)에 의해 에너지저장장치(140)로부터 전력을 공급받거나, 태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120), 및 인력발전장치(130),
다른 일례의 부하장치(150)는 전기스쿠터에 설치되는 배터리를 마치 서랍과 같이 복수 개를 수납하여 충방전하도록 구성되어 충전할 배터리를 전동스쿠터에서 분리하여 수납부에 수납하고, 수납부에서 충전이 완료된 배터리를 분리하여 전동스쿠터에 장착하도록 배터리만을 빼서 충전하는 형태일 수도 있다.
그리드제어장치(160)는 에너지저장장치(140)에 저장된 전력, 태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120), 및 인력발전장치(130)에서 발생하는 전력을 모니터링하고, 이들을 제어할 수 있다.
예를 들어 그리드제어장치(160)는 태양광발전장치(110)에서 발생하는 전력량과 에너지저장장치(140)에서 실시간으로 사용되는 전력량을 모니터링하여 비교하고 태양광발전장치(110)에서 발생하는 전력량이 부하장치(150)에서 요구하는 전력량보다 적을 경우, 엔진발전장치(120)를 가동하여 미달되는 전력량을 보충하여 부하장치(150)로 바로 공급할 수 있다.
이때, 태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120), 및 인력발전장치(130)에서 발생하는 전기는 인버터와 컨버터를 거쳐 부하장치(150)에서 요구되는 전압과 전류로 변환하여 공급할 수 있음은 물론이다.
또한, 그리드제어장치(160)는 태양광발전장치(110)에서 에너지저장장치(140)로 공급되는 전력량이 미리 설정된 전력량보다 적을 경우, 엔진발전장치(120)를 가동하여 에너지저장장치(140)에 전기를 공급할 수도 있다.
그리드제어장치(160)는 부하장치(150)에서 사용하는 전력량에 따라 전력사용에 따른 요금을 부과할 수 있으며, 그리드제어장치(160)는 부하장치(150)의 전력사용량, 및 사용요금을 결제하기 위한 키오스크(165)를 포함할 수 있으며, 그리드제어장치(160)는 컴퓨터로 구현될 수 있다.
한편, 그리드제어장치(160)는 인력발전장치(130)를 통해 발생하는 전기를 에너지저장장치(140)로 제공하여 저장할 수 있으며, 그리드제어장치(160)는 인력발전장치(130)를 작동하는 사용자에 의해 발생한 전력량을 측정하여 추후, 인력발전장치(130)로 발전한 사용자가 부하장치(150)를 이용할 경우, 발전한 전력량만큼 부하장치(150)를 사용한 사용요금에서 감면하여 고지할 수 있다.
예를 들어, 인력발전장치(130)를 통해 A가 1KW를 발전하고, A가 부하장치(150)를 이용하여 10KW를 사용한 경우, 그리드제어장치(160)는 9KW의 요금만을 A에게 부과할 수 있다.
이때, A가 인력발전장치(130)를 1KW의 발전하였다고 하더라도, 유지관리비용을 제외하고 발전량을 산정하여 부하장치(150)의 사용요금을 감면하여 부과할 수 있으며, A가 인력발전장치(130)를 사용할 때, A의 ID 또는 스마트폰의 어플을 통해 인증한 후, 인력발전장치(130)에서 발전된 전력량을 그리드제어장치(160)에 저장 및 A에게 통지하고, 부하장치(150)를 사용할 때, A를 인증한 후 저장된 발전된 정보를 읽어 사용요금에 적용할 수 있다.
그리고 그리드제어장치(160)는 에너지저장장치(140)에 저장된 전력량이 미리 설정된 최저 전력량에 근접 할수록 전력을 빠르게 확보하기 위해 인력발전장치(130)로의 발전을 유도하도록 인력발전장치(130)에서 발전된 전력량에 대해 부하장치(150)를 사용할 때의 요금의 감면비율이 높아지도록 함으로써, 인력발전장치(130)의 사용을 유도하여 빠르게 전력을 확보할 수 있다.
물론, 그리드제어장치(160)는 미리 설정된 최저 전력량에 근접 할수록 인력발전장치(130)로의 발전을 요금감면을 통해 유도하면서, 태양광발전장치(110) 및 엔진발전장치(120)도 함께 가동함은 물론이다.
한편, 부하장치(150)와 그리드제어장치(160)는 상대적으로 부피가 크지 않기 때문에 하나의 컨테이너(170)에 함께 설치될 수 있으며, 도면에서는 에너지저장장치(140)도 부하장치(150)와 그리드제어장치(160)가 설치된 컨테이너(170)에 함께 설치한 것으로 도시하였다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템(100)은 태양광발전장치(110), 엔진발전장치(120), 인력발전장치(130), 에너지저장장치(140)가 각 컨테이너(170)의 내부에 설치되고, 그리드제어장치(160) 및 부하장치(150)가 하나의 컨테이너(170)에 함께 설치된다.
한편, 각 장치들은 마이크로 그리드 시스템(100)을 설치하기 위한 장소로 운송수단에 의해 운송된 후, 엔진발전장치(120), 인력발전장치(130), 에너지저장장치(140)의 관리가 용이하도록 컨테이너(170)의 내부가 하나로 연결될 수 있도록 각 장치가 설치된 컨테이너(170)를 결합한다.
각 컨테이너(170)는 서로 결합할 컨테이너(170)의 마주하는 개폐도어(171)를 90°로 개방한 상태에서 상대방의 컨테이너(170)에 형성된 도어포켓부(173)에 개폐도어(171)를 삽입하는 형태로 서로 결합한다.
이때, 개폐도어(171)가 서로 동일선상으로 개폐되는 경우, 어느 하나의 개폐도어(171)를 맞은편으로 전환가이드부(177)를 통해 이동시킨 상태에서 각각 마주하는 상대방의 도어포켓부(173)에 삽입되도록 컨테이너(170)를 결합한다.
개폐도어(171)가 도어포켓부(173)에 삽입되면, 도어포켓부(173)와 개폐도어(171)의 사이에 위치하는 정보감지부(173a)에서 정보제공부(173b)를 감지하고, 감지된 신호를 그리드제어장치(160)로 제공하여 그리드제어장치(160)에서 발전장치들의 결합된 상태를 알려 결합된 위치를 파악하여 최대 발전용량을 예측할 수 있다.
이대, 그리드제어장치(160)에는 하나의 컨테이너(170)에 설치된 발전장치에 따라 발전할 수 있는 발전량이 미리 저장되어 결합된 컨테이너(170)에 숫자 및 발전장치의 종류에 따라 최대 발전량을 예측할 수 있다.
도면에서는 태양광발전장치(110), 인력발전장치(130),
한편, 태양광발전장치(110)가 설치되는 컨테이너(170)는 컨테이너(170)의 내부에서 태양광패널(111)을 꺼낸 후, 거치지그(117)를 컨테이너(170)의 상부 양측에 위치하는 코너케스팅에 거치지그(117)의 케스팅결합부(117b)에 끼운 상태에서 태양광패널(111)의 일단에 위치하는 힌지부(113)를 코너케스팅의 안착부(117a)에 안착시키고, 태양광패널(111)의 타단은 받침대(115)에 의해 받쳐 태양을 향해 기울어지도록 설치할 수 있다.
컨테이너(170)가 모두 결합되면, 그리드제어장치(160)는 연결되는 태양광발전장치(110)의 개수, 디젤엔진장치의 개수, 및 인력발전장치(130)의 개수를 파악하여 최대 발전량을 예측하고, 태양광발전장치(110)에서 발전되는 전기를 에너지저장장치(140)로 저장한다.
그리드제어장치(160)는 태양광발전장치(110)에서 발전되는 전력량과 에너지저장장치(140)에 저장된 전력량, 및 부하장치(150)에서 사용되는 전력량을 모니터링하여, 에너지저장장치(140)에서 저장된 전력량이 부하장치(150)에서 사용하는 전력량의 소모를 예측하여 미리 설정된 전력량 이하일 경우, 엔진발전장치(120)를 가동한다.
이때 그리드제어장치(160)는 부하장치(150)에서 소모되는 전력량이 에너지저장장치(140)에 저장된 전력량보다 많을 경우에는 태양광발전장치(110), 및 엔진발전장치(120)에서 발전되는 전력을 컨버터 및 인버터를 통해 바로 부하장치(150)로 공급할 수도 있다.
한편, 인력발전장치(130)는 부하장치(150)를 사용하는 사용자의 선택에 의해서 작동할 수 있으며, 인력발전장치(130)에 의해 사용자가 발전을 수행한 경우, 그리드제어장치(160)는 인력발전장치(130)에서 발전한 발전량을 개별적으로 저장하고, 추후 사용자가 부하장치(150)를 이용하여 운송수단의 배터리를 충전할 경우, 발전량에 따라 사용요금을 감면할 수 있다.
또한, 에너지저장장치(140)에 저장된 전력량이 최소 전력량에 근접 할수록 인력발전장치(130)에 의한 발전량이 증가하도록 인력발전장치(130)를 이용하여 동일한 발전량을 발전하였더라도 더 많은 사용요금을 감면하도록 감면비율을 증가시켜 사용자에게 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드 시스템(100)은 인력발전장치(130)를 설치하여 인력에 의해 전기를 생산함으로써, 발전량을 증대시키고, 인력에 의해 발전을 수행함으로써, 환경오염을 최소화할 수 있다.
인력발전장치(130)를 이용하여 발전할 경우, 부하장치(150)의 사용요금을 감면하여 인력발전장치(130)의 사용빈도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 에너지저장장치(140)에 저장된 전력량이 최소 전력량에 근접 할수록 사용요금의 감면비율을 증대시켜 사용자로 하여금 인력발전장치(130)의 이용을 촉진함으로써, 부족한 전력량을 신속하게 보충할 수 있다.
또한, 컨테이너(170)의 개폐도어(171)를 상호 간의 컨테이너(170)에 끼워 결합하는 형태로 컨테이너(170)끼리 용이하게 결합할 수 있으며, 도어포켓부(173)와 개폐도어(171)에 설치된 정보제공부(173b)와 정보수신부를 통해 서로 간의 연결된 컨테이너(170)에 대한 정보를 그리드제어장치(160)로 제공함으로써, 그리드제어장치(160)에서 연결된 발전장치를 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 컨테이너(170)에 거치지그(117)를 설치하여 태양광패널(111)을 컨테이너(170)에 용이하게 거치하여 설치할 수 있으며, 개폐도어(171)의 개폐방향이 전환가이드부(177)에 의해 전환이 가능하기 때문에 개폐도어(171)가 직선상에 위치하더라도 개폐도어(171)의 방향을 용이하게 변경하여 컨테이너(170)끼리 결합할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 마이크로 그리드 시스템 110: 태양광발전장치
111: 태양광패널 113: 힌지부
115: 받침대 117: 거치지그
117a: 안착부 117b: 케스팅결합부
120: 엔진발전장치 130: 인력발전장치
140: 에너지저장장치 150: 부하장치
160: 그리드제어장치 165: 키오스크
170: 컨테이너 171: 개폐도어
173: 도어포켓부 173a: 정보감지부
173b: 정보제공부 175: 도어힌지부
177: 전환가이드부

Claims (7)

  1. 태양광에 의해 전력을 생산하는 태양광발전장치,
    엔진에 의해 발전하여 전력을 생산하는 엔진발전장치,
    상기 태양광발전장치, 및 상기 엔진발전장치에서 발생하는 전기를 충전하여 저장하는 에너지저장장치,
    상기 에너지저장장치에 저장된 전력을 사용하는 부하장치, 및
    상기 부하장치에서 사용되는 전력을 모니터링하여 상기 태양광발전장치, 및 상기 엔진발전장치에서 발생하는 전력과 상기 에너지저장장치에서 저장된 전력을 제어하여 상기 부하장치로 제공하는 그리드제어장치를 포함하고,
    상기 태양광발전장치 및 상기 엔진발전장치는
    각각의 발전장치를 수용하는 컨테이너,
    상기 컨테이너의 양단에 설치되어 회전함에 따라 상기 컨테이너의 내부를 개폐하는 개폐도어, 및
    상기 컨테이너와 인접한 컨테이너끼리 연결하도록 상기 컨테이너와 인접한 컨테이너의 마주하는 위치의 상기 개폐도어를 개방한 상태에서 상대방의 개폐도어가 삽입되어 끼워지는 도어포켓부를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도어포켓부는
    상기 개폐도어에 설치되어 발전장치의 정보를 갖는 정보제공부, 및
    상기 정보제공부와 마주하는 부분에 위치하여 상기 정보제공부를 감지하여 상기 그리드제어장치로 연결된 발전장치의 정보를 제공하는 정보감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개폐도어는
    상기 개폐도어의 일단에서 상하로 돌출되어 상기 개폐도어를 개폐하는 회전점이되는 도어힌지부, 및
    상기 개폐도어의 개폐방향을 변경하도록 상기 도어힌지부가 상기 컨테이너의 폭방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 전환가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드 시스템.
  4. 제1에 있어서,
    제1항에 있어서,
    상기 부하장치는
    운송수단의 배터리를 충전하는 충전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그리드제어장치는
    전력의 사용량을 표시하고 과금 및 결제하는 키오스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드 시스템.
  6. 제1에 있어서,
    상기 에너지저장장치로 인력에 의해 발전하여 제공하는 인력발전장치를 더 포함하고,
    상기 그리드장치는
    상기 부하장치의 사용자가 상기 인력발전장치를 통해 발전하는 경우, 상기 인력발전장치에서 발전된 전력량만큼 상기 부하장치의 사용요금을 감면하여 부과하는 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 그리드제어장치는
    상기 에너지저장장치에 저장된 저장량이 미리 설정된 최소 전력량에 근접 할수록, 상기 인력발전장치에서 발전된 전력량에 비례하여 상기 부하장치의 사용요금의 감면비율을 증가시켜 부과하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 포함하는 독립형 마이크로 그리드 시스템.
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