KR20230086939A - 내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬라이드 수납장치 - Google Patents

내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬라이드 수납장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬리이드 수납장치에 관한 것으로서 상세하게는, 앞서 먼저 2019년 03월 15일자 본 발명자에 의해 출원하여 등록된 등록번호 10-2032169호의 트레이를 살펴보면,
상기 트레이는 복수의 트레이를 수직으로 적층시키다 보니 하나의 트레이를 랙(미도시 후술의 본 발명에서 확인)으로부터 전방으로 인출할 경우 이용자의 힘으로 들어 올리면서 인출하다보니 무거워서 쉽게 인출할 수 없다.
따라서 본 발명자는 랙의 내측 양 벽과 트레이 외측 양 측면 사이에 레일을 형성하여 트레이가 레일에 의해 편리하게 인출될 수 있도록 하는 기술을 제공하되
내진 등 원인을 알 수 없는 이유로 트레이의 내부온도가 상승하면 복수의 트레이중 일부의 트레이를 랙 전방으로 인출될 수 있도록 하여 각각의 트레이들이 서로 일정간격(설정간격) 이상 이격시켜 트레이와 트레이 사이에 통풍공간을 형성하여 복수의 트레이 각각이 통풍이 잘 이루어지도록 하는 기술을 제공한다.

Description

내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬라이드 수납장치{ESS HOUSING HAVING EARTHQUAKE-PROOF PERFORMANCE}
본 발명은 내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬리이드 수납장치에 관한 것으로서 상세하게는, 앞서 먼저 2019년 03월 15일자 본 발명자에 의해 출원하여 등록된 등록번호 10-2032169호의 트레이를 살펴보면,
상기 트레이는 복수의 트레이를 수직으로 적층시키다 보니 하나의 트레이를 랙(미도시 후술의 본 발명에서 확인)으로부터 전방으로 인출할 경우 이용자의 힘으로 들어 올리면서 인출하다보니 무거워서 쉽게 인출할 수 없다.
따라서 본 발명자는 랙의 내측 양 벽과 트레이 외측 양 측면 사이에 레일을 형성하여 트레이가 레일에 의해 편리하게 인출될 수 있도록 하는 기술을 제공하되
내진 등 원인을 알 수 없는 이유로 트레이의 내부온도가 상승하면 복수의 트레이중 일부의 트레이를 랙 전방으로 인출될 수 있도록 하여 각각의 트레이들이 서로 일정간격(설정간격) 이상 이격시켜 트레이와 트레이 사이에 통풍공간을 형성하여 복수의 트레이 각각이 통풍이 잘 이루어지도록 하는 기술을 제공한다.
일반적으로 에너지저장 장치는 수개의 배터리를 연이여 결선시켜 함체에 수용하는데 이 함체가 지진에 의해 변형, 지반침하로 인한 함체내의 이상 형상이 발생할 경우 배터리 결선부분이 접지가 헐거워지는 경우 그 접지부분에서 아크가 발생하여 화재로 이어진다. 이 경우를 감안하여 안출된 것으로서,
에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)은 에너지를 배터리처럼 저장해서 언제든 꺼내 쓸 수 있는 저장장치를 의미하는 것으로, 지금까지의 전기에너지는 생산과 저장의 차이가 있으므로 전기에너지를 사용하는데 있어서 생산이 함께 움직여줘야 하는데 ESS는 에너지를 효과적으로 저장해 사용하기 위한 시스템으로 에너지 생산에 대한 여유를 가질 수 있게 해준다.
그래서 ESS가 활성화되면 비교적 에너지 소비량이 적은 새벽에 생산되는 에너지를 저장하여 에너지 공급이 몰릴 때 효과적으로 사용할 수 있고 에너지 생산 가동률을 높일 수 있다.
그리고 미미하게 모이는 신재생에너지를 축적하여 에너지를 나눠 쓸 수 있기 때문에 지금의 전력난을 많이 해소시킬 수 있는 중요한 에너지 시스템으로 인식되고 있다.
그 중 제주도에서 펼쳐지는 ESS 실증 사업은 한 개의 변전소와 맞먹는 규모의 8메가 와트급으로 진행되고 있어 전력난을 해소해 줄 수 있는 것으로 기대가 되고 있다.
근래 국가적 차원에서 에너지 확보를 위한 신재생에너지 보급 확대 정책으로 풍력, 태양광 등의 에너지 생산설비가 급속히 증가하는 추세이다.
이러한 신재생 에너지는 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 선진국을 비롯하여 각 국가에서 연구가 활발히 진행중이다. 특히 신재생에너지 중 태양에너지를 이용하여 전력을 발전시키는 태양광 발전시스템은 공해가 없고 설치 및 유지보수가 용이하다는 장점 등으로 인해 최근 각광을 받고 있다.
이와 같은 태양광 발전 시스템에는 태양광 발전시스템 단독으로만 운전하는 독립형 발전 시스템과, 태양광 발전시스템과 상용전력 계통과 연계하여 운전하는 계통연계형 발전 시스템 두 종류가 있다.
태양광 발전 시스템을 구성하는 컨버터와 인버터는 시스템 설계시 설정된 전격전압이나 전격전류에 따라 내부회로 소자가 결정된다. 이 경우 용량이 고정되어 있기 때문에 용량 확장이 요청되는 경우 별도의 시스템을 구축해야 하므로 공간적, 소비전력 면에서 어려운 점이 있다.
그 중에서 대한민국 등록특허 10-1084214호(계통 연계형 전력저장시스템 및 전력저장시스템 제어방법)에서는 공간 및 소비전력을 개선하면서 용량을 확장할 수 있는 전력저장시스템에 대하여 게시하고 있다.
그러나 종래의 기술에서는 대부분의 경우 소비전력을 개선하면서 용량을 확장하는데 초점을 맞추고 있을 뿐,
방재 기능이 없어 화재를 예방하거나 상황을 모니터링 하는 기술적인 부분이 존재하지 않아 문제가 발생하는 경우 신속하게 문제를 해결할 수 없고 미연에 화재를 방지할 수 없게 된다.
이로 인해 화재가 발생하면 고가의 에너지저장장치 전체가 전소되는 문제점이 있는 것이다.
그리고 에너지저장장치의 구성을 더 살펴보면, 랙에 복수의 트레이가 직렬로 결선되고 상기 트레이 내부에 복수의 충전지(배테리)가 수용되어 충전지와 충전지 사이를 결선회로에 의해 직렬로 결선되어 있다.
따라서 지진에 의한 변형, 지반침하로 인한 에너지저장장치의 함체(랙이라 칭함)내에 수용된 트레이가 흔들릴 때 복수의 배터리 또한 흔들리는데 이때 배테리와 배터리를 결선하는 결선회로가 배터리의 단자로부터 훨거워지는데 이 경우 복수로 겹쳐진 복수의 결선회로판(도 6의 부호 30에 해당) 사이에서 아크가 발생하여 화재로 이어진다(도 6참조).
상기 결선회로판이란 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 복수의
배터리(20)가 결선회로(30)에 의해 서로 연결되어 있는 상태에서 흔들릴
경우 결선회로판이 탄성력을 갖도록 얇은 철판을 여러장 겹친 구성이다.
그러므로 철판과 철판 사이에서 아크가 발생할 확률을 가지고 있는 것이다.
이 기술은 종래기술이다.
그러므로 하나의 결선회로에서 아크가 발생하면 에너지저장장치 전체가 전소되는 것이다.
상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
지진에 의한 변형, 지반침하로 인한 에너지저장장치의 함체내에 이상 현상이 발생할 경우을 감안하여 안출된 것으로서,
본 발명자는 트레이 랙의 내측 양벽과 트레이 외측 양측면 사이에 레일을 형성하여 트레이가 레일에 의해 편리하게 인출될 수 있도록 하는 기술을 제공하되
내진 등 원인을 알 수 없는 이유로 트레이의 내부온도가 상승하면 복수의 트레이중 일부의 트레이를 랙 전방으로 인출될 수 있도록 하여 각각의 트레이들이 서로 일정간격(설정간격) 이상 이격시켜 트레이와 트레이 사이에 통풍공간을 형성하여 복수의 트레이 각각이 통풍이 잘 이루어지도록 하는 기술을 제공한다.
상기 이상의 과제는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.
첨부한 도면에 의해 구성을 살펴보면,
랙(1)내부에 수용되는 복수의 트레이(10)가 직렬로 결선되고 상기 트레이(10) 내부에 복수의 배터리가 수용되어 직렬로 결선되거나 병렬로 결선된 구성에 있어서,
상기 랙(1) 안쪽 양벽의 상하 길이방향으로 일정간격 서로 이격되어 고정된
복수의 제1사이드레일(2)과,
트레이 양쪽 벽에 장착되어 상기 복수의 제1사이드레일(2)과 가이드된 상태로 수용되어 상기 제1사이드레일(2)로부터 상기 랙(1) 전방으로 슬라이드되는 복수의 제2사이드레일(3)이 구성된 것이 있어서,
상기 복수의 제1사이드레일(2)에 각각 액추에이터(4)를 장착하고 상기 복수의 제2사이드레일(3)의 각각 삽입공(3a)을 형성하여
상기 복수의 제2사이드레일(2)에 상기 복수의 제1사이드레일(3)을 수용 후
상기 삽입공(3a)에 제어부(10b)를 통해 상기 액추에이터(4)의 로드(4a)를 삽입시켜
상기 복수의 제2사이드레일(3)이 상기 복수의 제1사이드레일(2)에서 슬라이드 이동하지 못하도록 하고,
상기 복수의 제2사이드레일(3)이 상기 복수의 제1사이드레일(2)에 수용된 상태에서
상기 랙(1)의 후방에서 전방으로 향할수록 점차 경사지게(도4 참조) 위치하고 상기 액추에이터(4)는 제어부(10)의 제어신호에 따라 제어되며 상기 제어부(10)는 랙(1)내부 온도를 감지하는 온도센서(10c)와 연동시킨 상태에서
상기 온도센서(10c)로부터 감지된 온도값이 설정 온도 이상이면 상기 제어부(10b)를 통해 상기 복수의 액추에이터(4)중 미리 설정한 제어신호에 의해 선택적으로
상기 복수의 액추에이터(4)의 로드(4a)를 축소시켜 선택적으로 삽입공(3a)으로부터 삽입을 해제시키면 경사지게 위치시킨 상기 제2사이드레일(3)이 상기 제1사이드레일(2)로부터 트레이(10)의 자중에 의해 트레이(10)와 함께 전방으로 슬라이드 이동시켜 상기 랙(1)의 전방으로 향하도록 하여 상기 트레이(10)와 트레이(10)의 사이공간이 설정공간 이상에 해당하는 통풍공간(a10)을 형성시키는 구성이다.
앞에서 설명한 바와 같이,
지진에 의한 변형, 지반침하로 인한 에너지저장장치의 함체내에 이상 현상이 발생할 경우을 감안하여 안출된 것으로서,
본 발명자는 트레이 랙의 내측 양벽과 트레이 외측 양측면 사이에 레일을 형성하여 트레이가 레일에 의해 편리하게 인출될 수 있도록 하는 기술을 제공하되
내진 등 원인을 알 수 없는 이유로 트레이의 내부온도가 상승하면 복수의 트레이중 일부의 트레이를 랙 전방으로 인출될 수 있도록 하여 각각의 트레이들이 서로 일정간격(설정간격) 이상 이격시켜 트레이와 트레이 사이에 통풍공간을 형성하여 복수의 트레이 각각이 통풍이 잘 이루어진다.
상기 이상의 효과는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.
제 1도는 본 발명의 내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬리이드 수납장치의 사시도,
제 2도는 본 발명의 내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬리이드 수납장치의 요부 사시도,
제 3도는 본 발명의 실시예의 사시도,
제 4도는 본 발명의 이해도,
제 5,6,7,8,9 도는 종래의 참고도.
첨부한 도면에 의해 구성을 살펴보면,
랙(1) 안쪽 양벽의 상하 길이방향으로 일정간격 서로 이격되어 고정된
복수의 제1사이드레일(2)과,
트레이 양쪽 벽에 장착되어 상기 복수의 제1사이드레일(2)과 가이드된 상태로 수용되어 상기 제1사이드레일(2)로부터 상기 랙(1) 전방으로 슬라이드되는 복수의 제2사이드레일(3)이 구성된 것이 있어서,
상기 복수의 제1사이드레일(2)에 각각 액추에이터(4)를 장착하고 상기 복수의 제2사이드레일(3)의 각각 삽입공(3a)을 형성하여
상기 복수의 제2사이드레일(2)에 상기 복수의 제1사이드레일(3)을 수용 후
상기 삽입공(3a)에 제어부(10b)를 통해 상기 액추에이터(4)의 로드(4a)를 삽입시켜
상기 복수의 제2사이드레일(3)이 상기 복수의 제1사이드레일(2)에서 슬라이드 이동하지 못하도록 하고,
상기 복수의 제2사이드레일(3)이 상기 복수의 제1사이드레일(2)에 수용된 상태에서
상기 랙(1)의 후방에서 전방으로 향할수록 점차 경사지게(도4 참조) 위치하고 상기 액추에이터(4)는 제어부(10)의 제어신호에 따라 제어되며 상기 제어부(10)는 랙(1)내부 온도를 감지하는 온도센서(10c)와 연동시킨 상태에서
상기 온도센서(10c)로부터 감지된 온도값이 설정 온도 이상이면 상기 제어부(10b)를 통해 상기 복수의 액추에이터(4)중 미리 설정한 제어신호에 의해 선택적으로
상기 복수의 액추에이터(4)의 로드(4a)를 축소시켜 선택적으로 삽입공(3a)으로부터 삽입을 해제시키면 경사지게 위치시킨 상기 제2사이드레일(3)이 상기 제1사이드레일(2)로부터 트레이(10)의 자중에 의해 트레이(10)와 함께 전방으로 슬라이드 이동시켜 상기 랙(1)의 전방으로 향하도록 하여 상기 트레이(10)와 트레이(10)의 사이공간이 설정공간 이상에 해당하는 통풍공간(a10)을 형성시키는 구성이다.
이와 같이 수직으로 서로 일정간격 이격되어 적층시킨 트레이(10)를 랙 내부의 온도가 설정온도 이상이면 랙 내부 환기를 위해 트레이가 선택적으로 전방으로 향하도록되면
전방으로 향한 트레이 때문에 랙(1) 내부에 있는 트레이(10)와 트레이(10) 사이에 통풍공간(a10)이 형성되고
상기 랙(1)전방으로 향한 트레이 또한 트레이(10)와 트레이(10) 사이에
통풍공간(a10)이 형성된다.
그로인해 통풍이 원활하여 안전사고를 예방할 수 있다.
추후 관리자가 점검 후 전방으로 향한 트레이(10)를 인력으로 원위치 시키면된다.
상기 제1사이드레일(2)과 상기 제2사이드레일(3) 사이의 길이방향에 복수의 볼베어링이(미도시) 수용되어 있어서 상기 제1사이드레일(2)과 상기 제2사이드레일(3)이 경사지게 위치되어 있어
상술한 바와 같이 트레이(10)의 중량에 의해 상기 트레이가 랙 전방으로 슬라이드 이동된다.
다음은 본 발명자에 의해 출원된 등록번호 10-2032169호를 참고로 살펴본다.
아래와 같이 본 발명자가 출원한 종래 기술 내용을 언급함으로서
이건을 보다 이해하기 쉽고 본 발명자가 에너지저장장치에 대한 기술을 지속적으로 연구하고 있다는 사실을 알 수 있다(도면 5,6,7,8,9를 참조)
상용전력과, 상기 상용전력을 DC전원으로 변환하여 에너지저장장치로 출력하거나 상기 에너지저장장치의 DC전원을 인입받아 AC전력으로 변화하여 상용전력으로 출력하는 인버터로 이루어진다.
상기 에너지저장장치(보호 10에 해당)의 구성을 더 살펴보면, 랙(함체)에 복수의 트레이(10)가 직렬로 결선되고 상기 트레이(10) 내부에 복수의 배터리(충전지)가 수용되어 직렬로 결선되거나 병렬로 결선된 구성에 있다.
상기 트레이(10)에 수용된 배터리(20)의 단자(21)에 복수의 금속판(A)이 겹쳐진 결선회로(30) 일측이 결선되고 결선회로(30) 타측은 상기
복수의 금속판(A)이 겹쳐진 결선회로(30)에 의해 결선된 배터리(20)의 단자(21)와,
상기 단자(21)에 압박부재(40)의 일측을 고정부(41)에 의해 고정하고 상기 압박부재(40)의 타측은 결선회로(30)의 금속판(A) 평면을 압박하는
탄성부(42)로 구성한다.
이와 같은 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
압박부재(40)의 일측을 단자(21)에 고정하고 타측은 금속판(A)의 평면을
압박하는 구성이므로, 예를들어 지진으로 인해 배터리(20)가 흔들려 단자(21)와 연결된 압박부재(40)가 헐거워지더라도 탄성부(42)가 금속판(A)을 압박하고 있어 아크가 발생할 활률이 낮아 화제를 예방할 수 있는 것이다.
또 배터리(20)가 흔들릴 경우 복수의 금속판(A) 사이에서 아크가 발생할 수 있으나 이 경우 또한 탄성부(42)가 압박하고 있어 아크가 발생할 확률이 낮아진다.
다음 구성을 살펴보기로 한다.
상기 압박부재(40) 양단에 각각 양 고정부(41)를 갖도록하고 상기 양 고정부
사이에 결선회로(30)의 금속판(A) 평면을 압박하는 탄성부(42)를 형성하여
2개소의 배터리(20) 단자(21)에 양 고정부(41)를 동시에 고정하는 구성이다.
이와 같은 구성의 실시예와 효과를 설명하면 다음과 같다.
구성에서 알 수 있듯이 압박부재(40) 양단에 고정부(41)가 있어 2개의 배터리의 단자에 동시에 고정하면서 금속판을 압박할 수 있어 설치시간이 단축된다.
구성을 살펴보면 다음과 같다.
상기 배터리(20) 단자(21)에 홀(60)을 형성하여 상기 홀 내측에 걸림부(61)을 형성하고
상기 고정부(41)에 상기 걸림부(61)에 걸림되는 걸림턱(43)을 형성하여
상기 압박부재(40)의 고정부(41)를 상기 걸림부(61)에 걸림시키면
상기 탄성부(42)가 금속판(A) 평면을 압박하는 구성이다.
상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
구성과 도면을 보아 홀(60) 내측에 걸림부(61)를 형성하고 고정부(61)에
걸림턱(43)을 형성함으로서 고정부(61)를 홀(60)에 삽입만으로 압박부재(40)
가 단자(21)에 고정되는 효과를 갖게 된다.
그러므로 압박부제 설치시간이 대폭 단축되는 효과가 있는 것이다.
여기서 참고로 설명하면, 랙 내부에는 수십개의 트레이가 수용되고 그 수십개의 트레이 내부에는 수십개의 충전용 배터리가 수용된다.
이들 수십개의 배터리는 각각 결선회로(30)에 의해 연결되어 있어 어느 한곳의 결선회로(30)에서 아크가 발생하면 랙 내부에 있는 수백개의 배터리가 전소되므로 이를 예방해야 한다.
그 예방방법으로는 본 발명에서 언급한 압박부재(40)를 이용한 방법이 생산성과 작업성을 포함하여 저렴한 방법이라 할 수 있다.
즉 간단한 방법으로 큰 효과를 갖는 구성이므로 아주 유익한 발명이라 할 수 있다.
이와 같이 수직으로 서로 일정간격 이격되어 적층시킨 트레이(10)를 랙 내부의 온도가 설정온도 이상이면 랙 내부 환기를 위해 트레이가 선택적으로 전방으로 향하도록되면
전방으로 향한 트레이 때문에 랙(1) 내부에 있는 트레이(10)와 트레이(10) 사이에 통풍공간(a10)이 형성되고
상기 랙(1)전방으로 향한 트레이 또한 트레이(10)와 트레이(10) 사이에
통풍공간(a10)이 형성된다.
그로인해 통풍이 원활하여 안전사고를 예방할 수 있다.
추후 관리자가 점검 후 전방으로 향한 트레이(10)를 인력으로 원위치 시키면된다.
상기 제1사이드레일(2)과 상기 제2사이드레일(3) 사이의 길이방향에 복수의 볼베어링이(미도시) 수용되어 있어서 상기 제1사이드레일(2)과 상기 제2사이드레일(3)이 경사지게 위치되어 있어
상술한 바와 같이 트레이(10)의 중량에 의해 상기 트레이가 랙 전방으로 슬라이드 이동된다.
1 ; 랙
10 ; 트레이, 배터리

Claims (1)

  1. 랙(1)내부에 수용되는 복수의 트레이(10)가 직렬로 결선되고 상기 트레이(10) 내부에 복수의 배터리가 수용되어 직렬로 결선되거나 병렬로 결선된 구성에 있어서,

    상기 랙(1) 안쪽 양벽의 상하 길이방향으로 일정간격 서로 이격되어 고정된
    복수의 제1사이드레일(2)과,
    트레이 양쪽 벽에 장착되어 상기 복수의 제1사이드레일(2)과 가이드된 상태로 수용되어 상기 제1사이드레일(2)로부터 상기 랙(1) 전방으로 슬라이드되는 복수의 제2사이드레일(3)이 구성된 것이 있어서,

    상기 복수의 제1사이드레일(2)에 각각 액추에이터(4)를 장착하고 상기 복수의 제2사이드레일(3)의 각각 삽입공(3a)을 형성하여
    상기 복수의 제2사이드레일(2)에 상기 복수의 제1사이드레일(3)을 수용 후
    상기 삽입공(3a)에 제어부(10b)를 통해 상기 액추에이터(4)의 로드(4a)를 삽입시켜
    상기 복수의 제2사이드레일(3)이 상기 복수의 제1사이드레일(2)에서 슬라이드 이동하지 못하도록 하고,
    상기 복수의 제2사이드레일(3)이 상기 복수의 제1사이드레일(2)에 수용된 상태에서
    상기 랙(1)의 후방에서 전방으로 향할수록 점차 경사지게(도4 참조) 위치하고 상기 액추에이터(4)는 제어부(10)의 제어신호에 따라 제어되며 상기 제어부(10)는 랙(1)내부 온도를 감지하는 온도센서(10c)와 연동시킨 상태에서

    상기 온도센서(10c)로부터 감지된 온도값이 설정 온도 이상이면 상기 제어부(10b)를 통해 상기 복수의 액추에이터(4)중 미리 설정한 제어신호에 의해 선택적으로
    상기 복수의 액추에이터(4)의 로드(4a)를 축소시켜 선택적으로 삽입공(3a)으로부터 삽입을 해제시키면 경사지게 위치시킨 상기 제2사이드레일(3)이 상기 제1사이드레일(2)로부터 트레이(10)의 자중에 의해 트레이(10)와 함께 전방으로 슬라이드 이동시켜 상기 랙(1)의 전방으로 향하도록 하여 상기 트레이(10)와 트레이(10)의 사이공간이 설정공간 이상에 해당하는 통풍공간(a10)을 형성시키는 구성을 포함한 것을 특징으로 하는 내진 성능을 갖는 에너지저장장치의 트레이 슬라이드 수납장치.


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