KR20230089347A - Small power generation system - Google Patents

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KR20230089347A KR1020210177894A KR20210177894A KR20230089347A KR 20230089347 A KR20230089347 A KR 20230089347A KR 1020210177894 A KR1020210177894 A KR 1020210177894A KR 20210177894 A KR20210177894 A KR 20210177894A KR 20230089347 A KR20230089347 A KR 20230089347A
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Abstract

본 실시예는 소형 발전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신재생에너지 발전장치에서 발전된 전력을 배터리와 플라이휠에 나눠서 저장하는 소형 발전 시스템에 관한 것이다.The present embodiment relates to a small power generation system, and more particularly, to a small power generation system that divides and stores power generated by a renewable energy generator in a battery and a flywheel.

Figure P1020210177894
Figure P1020210177894

Description

소형 발전 시스템{SMALL POWER GENERATION SYSTEM}Small power generation system {SMALL POWER GENERATION SYSTEM}

본 실시예는 소형 발전 시스템에 관한 것이다.This embodiment relates to a compact power generation system.

통상, 발전기란 다양한 에너지원을 기계적 장치로 변환시켜 전기에너지로 생산하는 장치로서 현대사회에 있어 없어서는 안 되는 필수적인 장치이다. In general, a generator is a device that converts various energy sources into mechanical devices and produces electrical energy, and is an indispensable device in modern society.

일반적으로 산속이나 계곡과 같은 곳에서 캠핑을 하거나 농작물을 재배할 때에 상용전력망으로부터 전력을 공급받을 수 없기 때문에 전력을 자체적으로 발생하는 소형 발전기를 사용해야 한다. 여기서, 기존의 소형 발전기는 휘발유나 경유를 연소시켜서 구동하기 때문에 환경오염을 유발할 수 있고, 구조가 복잡하기 때문에 유지관리가 어렵고 고장 또한 빈번히 발생하는 문제가 있다.In general, when camping or growing crops in a mountain or valley, since power cannot be supplied from a commercial power grid, a small generator that generates power on its own must be used. Here, existing small generators can cause environmental pollution because they are driven by burning gasoline or diesel, and maintenance is difficult because their structures are complicated, and failures also frequently occur.

최근들어, 소형 태양광 발전, 소형 풍력 발전과 같은 소형 신재생에너지 발전 시스템이 엔진을 이용한 소형 발전기를 대체하고 있지만, 기존의 소형 신재생에너지 발전 시스템에서 잉여 전력을 저장하기 위해서 충방전이 가능한 배터리를 사용하여야 했다.Recently, small renewable energy generation systems such as small solar power generation and small wind power generation have replaced small generators using engines, but batteries that can be charged and discharged to store surplus power in existing small new renewable energy generation systems had to use

여기서, 배터리는 가격이 고가이기 때문에 소형 신재생에너지 발전 시스템에서 배터리의 크기나 수량을 증가시키는 데에 비용적으로 많은 제약이 따르게 된다.Here, since the battery is expensive, there are many restrictions in terms of cost to increase the size or quantity of the battery in a small renewable energy generation system.

이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면으로, 환경오염을 유발하지 않는 소형 발전 시스템을 제공하는 것이다.Against this background, an object of the present embodiment is, in one aspect, to provide a compact power generation system that does not cause environmental pollution.

다른 측면으로, 신재생에너지 발전장치에서 발전된 전력을 배터리와 플라이휠에 나눠서 저장하는 소형 발전 시스템을 제공하는 것이다.On the other hand, to provide a compact power generation system for dividing and storing the power generated by the renewable energy generator in a battery and a flywheel.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 신재생에너지 발전장치로부터 DC(Direct Current) 발전 전력을 입력받아서 배터리 충전 전력 및 제1모터 구동 전력 중 어느 하나로 변환하는 DC/DC 컨버터; 하나 이상의 배터리를 포함하고, 상기 DC/DC 컨버터로부터 상기 배터리 충전 전력을 입력받아서 상기 하나 이상의 배터리를 충전하는 발전 전력 저장부; 상기 DC/DC 컨버터로부터 상기 제1모터 구동 전력을 입력받고, 상기 제1모터 구동 전력을 제1회전 운동 에너지로 변환해서 저장하는 플라이휠 에너지 저장부; 및 상기 DC/DC 컨버터로부터 발전 전력량 정보를 입력받고, 상기 하나 이상의 배터리에 대한 SOC(State Of Charge) 정보를 상기 제1발전 전력 저장부로부터 입력받으며, 상기 발전 전력량 정보가 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 기준 충전량 이하이면, 상기 DC/DC 컨버터에서 상기 DC 발전 전력을 상기 배터리 충전 전력으로 변환하도록 제어하고, 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 DC/DC 컨버터에서 상기 DC 발전 전력을 상기 제1모터 구동 전력으로 변환하도록 제어하는 제어부를 포함하는 소형 발전 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, one embodiment, DC (Direct Current) generation power received from a renewable energy generator DC / DC converter for converting any one of battery charging power and first motor driving power; a generated power storage unit including one or more batteries and receiving the battery charging power from the DC/DC converter to charge the one or more batteries; a flywheel energy storage unit receiving the first motor driving power from the DC/DC converter, converting the first motor driving power into first rotational kinetic energy, and storing the first rotational kinetic energy; and receives generation power amount information from the DC/DC converter, and receives SOC (State Of Charge) information for the one or more batteries from the first generated power storage unit, wherein the generated power amount information is greater than or equal to a reference power amount, and the SOC If the information is less than or equal to the reference charging amount, the DC/DC converter controls the DC generation power to be converted into the battery charging power, and if the generated power amount information is greater than or equal to the reference amount of power and the SOC information is greater than the reference charging amount, the DC generation power is controlled to be converted into the battery charging power. It provides a compact power generation system including a control unit for controlling to convert the DC generated power from a /DC converter into the first motor driving power.

상기 소형 발전 시스템은 상기 DC/DC 컨버터와 상기 발전 전력 저장부 간의 제1전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제1스위치; 및 상기 DC/DC 컨버터와 상기 플라이휠 에너지 저장부 간의 제2전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제2스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하이면, 상기 제1스위치가 상기 제1전력 전송경로를 연결하도록 제어함과 아울러 상기 제2스위치가 상기 제2전력 전송경로를 차단하도록 제어하고, 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 제1스위치가 상기 제1전력 전송경로를 차단하도록 제어함과 아울러 상기 제2스위치가 상기 제2전력 전송경로를 연결하도록 제어할 수 있다.The small power generation system may include a first switch connecting or disconnecting a first power transmission path between the DC/DC converter and the generated power storage unit; and a second switch for connecting or disconnecting a second power transmission path between the DC/DC converter and the flywheel energy storage unit, wherein the control unit determines that the generated power amount information is greater than or equal to the reference power amount and the SOC information is the reference power amount information. If the amount of charge is less than or equal to the amount of charge, the first switch controls to connect the first power transmission path and controls the second switch to cut off the second power transmission path, and if the generated power amount information is equal to or greater than the reference power amount, the second power transmission path is controlled to be disconnected. If the SOC information exceeds the reference charging amount, the first switch may control to cut off the first power transmission path and control the second switch to connect the second power transmission path.

상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하이면, 상기 플라이휠 에너지 저장부에서 상기 제1회전 운동 에너지를 상기 배터리 충전 전력으로 변환해서 상기 발전 전력 저장부로 출력하도록 제어할 수 있다.The control unit controls the flywheel energy storage unit to convert the first rotational kinetic energy into battery charging power and output it to the generated power storage unit when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is less than or equal to the reference charging amount. can do.

상기 플라이휠 에너지 저장부는 상기 제1모터 구동 전력을 입력받아서 구동하는 전동모터; 일면에 영구자석이 하나 이상 부착되고, 타면이 상기 전동모터와 결합되며, 상기 전동모터의 구동에 의해 회전해서 상기 제1모터 구동 전력을 상기 제1회전 운동 에너지로 변환하는 제1회전체; 일면이 상기 제1회전체와 대향하도록 배치되고, 상기 제1회전체가 회전할 때에 상기 영구자석의 자기장에 의해 발생한 인력 또는 척력에 의해서 상기 제1회전체와 같이 회전하는 제2회전체; 및 상기 제2회전체의 타면과 결합되고, 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하일 때, 상기 제1회전체에서 저장한 상기 제1회전 운동 에너지를 상기 제2회전체를 통해 전달받아서 상기 배터리 충전 전력을 발전하고, 상기 배터리 충전 전력을 상기 발전 전력 저장부로 출력하는 발전기 겸용 전동모터를 포함할 수 있다.The flywheel energy storage unit may include an electric motor that receives and drives the first motor driving power; A first rotating body having one or more permanent magnets attached to one surface, coupled to the electric motor on the other surface, and rotating by driving the electric motor to convert the driving power of the first motor into the first rotational kinetic energy; a second rotating body, one surface of which is disposed to face the first rotating body, and rotates together with the first rotating body by an attraction or a repulsive force generated by a magnetic field of the permanent magnet when the first rotating body rotates; And coupled to the other surface of the second rotating body, when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is less than or equal to the reference charging amount, the first rotational kinetic energy stored in the first rotating body is transferred to the second rotating body. It may include a generator-combined electric motor that receives power through the rotating body to generate the battery charging power and outputs the battery charging power to the generated power storage unit.

상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 발전 전력 저장부에서 제2모터 구동 전력(상기 제2모터 구동 전력은 상기 제1모터 구동 전력과 같거나 다른 값)을 상기 발전기 겸용 전동모터로 출력하도록 제어함과 아울러 상기 발전기 겸용 전동모터가 상기 제2모터 구동 전력을 입력받아서 구동하도록 제어할 수 있다.If the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is greater than the reference charge amount, the controller generates second motor driving power (the second motor driving power is equal to the first motor driving power) in the generated power storage unit. or other value) may be controlled to be output to the generator combined electric motor, and the generator combined electric motor may be controlled to receive and drive the second motor driving power.

상기 제2회전체는 상기 발전기 겸용 전동모터의 구동에 의해 회전해서 상기 제2모터 구동 전력을 제2회전 운동 에너지로 변환하고, 상기 제어부는 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량에 도달하면 상기 발전 전력 저장부에서 상기 제2모터 구동 전력을 출력하는 것을 중지하도록 제어할 수 있다.The second rotating body is rotated by the driving of the generator-combined electric motor to convert the second motor driving power into second rotational kinetic energy, and the control unit stores the generated power when the SOC information reaches the reference charging amount. The unit may control to stop outputting the second motor driving power.

소형 발전 시스템은 상기 DC/DC 컨버터와 상기 발전 전력 저장부 간의 제1전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제1스위치; 상기 DC/DC 컨버터와 상기 전동모터 간의 제2전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제2스위치; 및 상기 발전기 겸용 전동모터와 상기 발전 전력 저장부 간의 제3전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제3스위치를 더 포함할 수 있다.The small power generation system includes a first switch connecting or disconnecting a first power transmission path between the DC/DC converter and the generated power storage unit; a second switch connecting or disconnecting a second power transmission path between the DC/DC converter and the electric motor; and a third switch connecting or disconnecting a third power transmission path between the generator combined electric motor and the generated power storage unit.

상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하일 때, 상기 제1스위치는 상기 제1전력 전송경로를 차단하고 상기 제2스위치는 상기 제2전력 전송경로를 차단하도록 제어함과 아울러 상기 제3스위치는 상기 제3전력 전송경로를 연결하도록 제어할 수 있다.When the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is less than or equal to the reference charge amount, the controller blocks the first power transmission path and the second switch blocks the second power transmission path. In addition to controlling to do so, the third switch may control to connect the third power transmission path.

상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 제2스위치는 상기 제2전력 전송경로를 차단하도록 제어함과 아울러 상기 제3스위치는 상기 제3전력 전송경로를 연결하도록 제어할 수 있다.The control unit controls the second switch to block the second power transmission path when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information exceeds the reference charge amount, and the third switch controls the third power amount It can be controlled to connect the transmission path.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 소형 발전 시스템이 신재생에너지를 사용해서 발전하기 때문에 친환경적으로 전력을 생산할 수 있게 된다.As described above, according to the present embodiment, since the small power generation system generates power using renewable energy, it is possible to generate power in an environmentally friendly manner.

또한, 신재생에너지 발전 장치에서 발전한 전력을 발전 전력 저장부와 플라이휠 에너지 저장부에서 나눠서 저장하기 때문에 소형 발전 시스템에서 배터리의 크기나 수량을 증가시키기 위한 비용이 절감될 수 있다.In addition, since the power generated by the renewable energy generator is divided and stored in the generated power storage unit and the flywheel energy storage unit, costs for increasing the size or quantity of batteries in a small power generation system can be reduced.

도 1은 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템의 구성도이다.
도 2은 다른 실시예에 따른 소형 발전 시스템의 구성도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 DC 발전 전력을 발전 전력 저장부에 충전하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 DC 발전 전력을 플라이휠 에너지 저장부에 저장하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 플라이휠 에너지 저장부에 저장된 에너지로 발전 전력 저장부를 충전하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 발전 전력 저장부의 전력을 플라이휠 에너지 저장부에 저장하는 과정을 나타낸 순서도이다.
1 is a configuration diagram of a compact power generation system according to an embodiment.
2 is a configuration diagram of a compact power generation system according to another embodiment.
3 is a flowchart illustrating a process of charging DC generated power to a generated power storage unit in a small power generation system according to another embodiment.
4 is a flowchart illustrating a process of storing DC generated power in a flywheel energy storage unit in a small power generation system according to another embodiment.
5 is a flowchart illustrating a process of charging a generated power storage unit with energy stored in a flywheel energy storage unit in a small power generation system according to another embodiment.
6 is a flowchart illustrating a process of storing power of the generated power storage unit in the flywheel energy storage unit in a small power generation system according to another embodiment.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is directly connected or connectable to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.

도 1은 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a compact power generation system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템(100)은 신재생에너지 발전 모듈(110), 발전부(120), 보조동력 발생부(130), 회전력 전달부(140), 제어부(150) 및 에너지 저장부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a compact power generation system 100 according to an embodiment includes a renewable energy power generation module 110, a power generation unit 120, an auxiliary power generator 130, a rotational force transmission unit 140, a control unit ( 150) and an energy storage unit 160.

신재생에너지 발전 모듈(110)은 수차 모듈 및 풍차 모듈을 포함할 수 있다. 신재생에너지 발전 모듈(110)은 보조동력 발생부(130)의 회전축(134)에 결합된 커넥터(132)에 탈부착될 수 있다. 예를 들어, 소형 발전 시스템(100)이 풍력 발전을 하는 경우, 풍차 모듈이 커넥터(132)에 부착될 수 있다.The renewable energy generation module 110 may include a water turbine module and a windmill module. Renewable energy generation module 110 may be detachable to the connector 132 coupled to the rotation shaft 134 of the auxiliary power generator 130. For example, when the small power generation system 100 generates wind power, a windmill module may be attached to the connector 132 .

소형 발전 시스템(100)이 수력 발전을 하는 경우, 수차 모듈이 커넥터(132)에 부착될 수 있다.When the small power generation system 100 generates hydroelectric power, an aberration module may be attached to the connector 132 .

발전부(120)는 회전력 전달부(140)를 통해서 신재생에너지 발전 모듈(110)의 회전력을 전달받는다. 이를 통해서 발전부(120)의 회전축(122)이 회전하고, 회전축(122)의 회전에 의해서 발전기(120) 내부에서 전력을 생산하게 된다.The power generation unit 120 receives the rotational force of the renewable energy generation module 110 through the rotational force transmission unit 140 . Through this, the rotating shaft 122 of the power generation unit 120 rotates, and power is generated inside the generator 120 by the rotation of the rotating shaft 122.

발전부(120)에서 생산한 전력은 에너지 저장부(160)에 포함된 하나 이상의 배터리를 충전하게 된다.The power generated by the power generation unit 120 charges one or more batteries included in the energy storage unit 160 .

보조동력 발생부(130)는 신재생에너지 발전 모듈(110)의 회전 속도가 낮을 때에 에너지 저장부(160)로부터 전력을 공급받아서 발전 모듈(110)의 회전 속도를 증가시키기 위한 보조동력을 발생한다.The auxiliary power generator 130 receives power from the energy storage unit 160 when the rotational speed of the renewable energy generation module 110 is low, and generates auxiliary power for increasing the rotational speed of the power generation module 110. .

보조동력 발생부(130)에서 발생한 보조동력은 회전력 전달부(140)를 통해서 발전부(120)의 회전축(122)으로 전달될 수 있다.Auxiliary power generated by the auxiliary power generating unit 130 may be transmitted to the rotating shaft 122 of the power generation unit 120 through the rotational force transmission unit 140 .

일 실시예에서 보조동력 발생부(130)가 발생한 보조동력에 의해서 발전부(120)의 회전 속도가 최대전력을 생산할 수 있는 속도로 맞춰질 수 있다.In one embodiment, the rotational speed of the generator 120 may be adjusted to a speed capable of producing maximum power by the auxiliary power generated by the auxiliary power generator 130 .

제어부(150)는 발전부(120)의 회전 속도를 확인하고, 발전부(120)의 회전 속도가 일정 기준 이하인 경우, 에너지 저장부(160)가 보조동력 발생부(130)에 전력을 공급하도록 제어한다. 그리고 제어부(150)는 보조동력 발생부(130)의 회전속도를 제어해서 발전부(120)의 회전 속도를 최대전력을 생산할 수 있는 속도로 맞출 수 있다.The control unit 150 checks the rotational speed of the power generation unit 120, and when the rotational speed of the power generation unit 120 is below a certain standard, the energy storage unit 160 supplies power to the auxiliary power generation unit 130. Control. In addition, the control unit 150 may control the rotational speed of the auxiliary power generator 130 to match the rotational speed of the generator 120 to a speed capable of producing maximum power.

다시 말해서, 제어부(150)는 발전부(120)에 대한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 수행할 수 있다.In other words, the control unit 150 may perform MPPT (Maximum Power Point Tracking) control on the power generation unit 120 .

이상에서 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템(100)이 신재생에너지를 사용해서 발전하기 때문에 친환경적으로 전력을 생산할 수 있게 된다.As described above, since the small power generation system 100 according to an embodiment generates power using renewable energy, it is possible to generate power in an environmentally friendly manner.

도 2는 다른 실시예에 따른 소형 발전 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a compact power generation system according to another embodiment.

도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따른 소형 발전 시스템(200)은 신재생에너지 발전장치(210), DC(Direct Current)/DC 컨버터(220), 발전 전력 저장부(230), 플라이휠 에너지 저장부(240), 제어부(250)를 포함할 수 있다. 그리고 인버터(260), 제1스위치(272), 제2스위치(274), 제3스위치(276)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a small power generation system 200 according to another embodiment includes a renewable energy generator 210, a DC (Direct Current) / DC converter 220, a generated power storage unit 230, and a flywheel energy storage unit. A unit 240 and a control unit 250 may be included. In addition, an inverter 260, a first switch 272, a second switch 274, and a third switch 276 may be further included.

신재생에너지 발전장치(210)는 소형 태양광 발전모듈, 소형 풍력 발전모듈, 소형 수력 발전모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 소형 태양광 발전모듈은 태양전지 패널을 하나 이상 포함할 수 있고, 소형 풍력 발전모듈은 풍력 터빈을 하나 이상 포함할 수 있다. 그리고 소형 수력 발전모듈을 수력 터빈을 하나 이상 포함할 수 있다.Renewable energy generator 210 may include one or more of a small photovoltaic power generation module, a small wind power generation module, and a small hydropower module. Here, the small photovoltaic power generation module may include one or more solar cell panels, and the small wind power generation module may include one or more wind turbines. In addition, the small-sized hydroelectric power generation module may include one or more hydroelectric turbines.

DC/DC 컨버터(220)는 신재생에너지 발전장치(210)로부터 DC 발전 전력을 입력받을 수 있다. 그리고 후술할 제어부(250)의 제어에 의해서 DC 발전 전력을 배터리 충전 전력으로 변환하거나 제1모터 구동 전력으로 변환할 수 있다. The DC/DC converter 220 may receive DC generated power from the renewable energy generator 210 . In addition, under the control of the control unit 250 to be described later, the DC generated power may be converted into battery charging power or converted into first motor driving power.

또한 DC/DC 컨버터(220)는 신재생에너지 발전장치(210)의 발전 전력량 정보를 생성해서 제어부(250)로 출력할 수 있다.In addition, the DC / DC converter 220 may generate generation power amount information of the renewable energy generator 210 and output it to the control unit 250.

발전 전력 저장부(230)는 하나 이상의 배터리를 포함하고, DC/DC 컨버터(220)로부터 배터리 충전 전력을 입력받아서 하나 이상의 배터리를 충전할 수 있다.The generated power storage unit 230 includes one or more batteries, and receives battery charging power from the DC/DC converter 220 to charge one or more batteries.

그리고 발전 전력 저장부(230)는 하나 이상의 배터리에서 방전된 전력을 인버터(160)로 출력할 수 있다.Also, the generated power storage unit 230 may output power discharged from one or more batteries to the inverter 160 .

일 실시예에서 발전 전력 저장부(230)는 BMS(Battery Management System)를 포함할 수 있다. 이를 통해 발전 전력 저장부(230)는 하나 이상의 배터리의 SOC(State Of Charge) 정보를 제어부(250)로 출력할 수 있다.In one embodiment, the generated power storage unit 230 may include a battery management system (BMS). Through this, the generated power storage unit 230 may output SOC (State Of Charge) information of one or more batteries to the control unit 250 .

발전 전력 저장부(230)에서 하나 이상의 배터리의 SOC 정보가 기준 충전량 초과이면, 발전 전력 저장부(230)는 하나 이상의 배터리에서 방전된 전력인 제2모터 구동 전력을 플라이휠 에너지 저장부(240)로 출력할 수도 있다.If the SOC information of one or more batteries in the generated power storage unit 230 exceeds the reference charging amount, the generated power storage unit 230 transfers the second motor driving power, which is the power discharged from the one or more batteries, to the flywheel energy storage unit 240. can also be printed out.

플라이휠 에너지 저장부(240)는 DC/DC 컨버터(220)로부터 제1모터 구동 전력을 입력받고, 제1모터 구동 전력을 제1회전 운동 에너지로 변환해서 저장할 수 있다.The flywheel energy storage unit 240 may receive first motor driving power from the DC/DC converter 220, convert the first motor driving power into first rotational kinetic energy, and store the first rotational kinetic energy.

그리고 플라이휠 에너지 저장부(240)는 발전 전력 저장부(230)로부터 제2모터 구동 전력을 입력받고, 제2모터 구동 전력을 제2회전 운동 에너지로 변환해서 저장할 수도 있다.Also, the flywheel energy storage unit 240 may receive second motor driving power from the generated power storage unit 230, convert the second motor driving power into second rotational kinetic energy, and store the second rotational kinetic energy.

이러한, 플라이휠 에너지 저장부(240)는 전동모터(242), 제1회전체(244), 제2회전체(246) 및 발전기 겸용 전동모터(248)를 포함할 수 있다.The flywheel energy storage unit 240 may include an electric motor 242 , a first rotating body 244 , a second rotating body 246 , and a combined electric motor 248 .

전동모터(242)는 제1모터 구동 전력을 입력받아서 구동할 수 있다.The electric motor 242 may be driven by receiving the first motor driving power.

제1회전체(244)는 일면에 영구자석이 하나 이상 부착되고, 타면이 전동모터(242)와 결합될 수 있다. 제1회전체(244)가 원형의 판재인 경우, 제1회전체(244)의 테두리 안쪽을 따라서 영구자석이 하나 이상 부착될 수 있다. 여기서, 하나 이상의 영구자석은 N극과 S극이 번갈아 가면서 부착될 수 있다.One or more permanent magnets are attached to one surface of the first rotating body 244, and the other surface may be coupled with the electric motor 242. When the first rotating body 244 is a circular plate material, one or more permanent magnets may be attached along the inside of the rim of the first rotating body 244 . Here, one or more permanent magnets may be alternately attached to N poles and S poles.

제1회전체(244)는 전동모터(242)의 구동에 의해 회전해서 제1모터 구동 전력을 제1회전 운동 에너지로 변환해서 저장할 수 있다.The first rotating body 244 may rotate by driving the electric motor 242 to convert first motor driving power into first rotational kinetic energy and store it.

제2회전체(246)는 일면이 제1회전체(244)의 일면과 대향하도록 배치되고, 제1회전체(244)가 회전할 때에 제1회전체(244)에 부착된 영구자석에 의해 발생한 자기장에 의해서 제1회전체(244)와 같이 회전할 수 있다. 여기서, 제2회전체(246)의 일면에도 영구자석이 하나 이상 부착될 수 있다. 제2회전체(246)가 원형의 판재인 경우, 제2회전체(246)의 테두리 안쪽을 따라서 영구자석이 하나 이상 부착될 수 있다. 여기서, 하나 이상의 영구자석은 N극과 S극이 번갈아 가면서 부착될 수 있다.The second rotating body 246 is arranged such that one surface faces the first rotating body 244, and when the first rotating body 244 rotates, by a permanent magnet attached to the first rotating body 244. It can rotate like the first rotating body 244 by the generated magnetic field. Here, one or more permanent magnets may be attached to one surface of the second rotating body 246 . When the second rotating body 246 is a circular plate material, one or more permanent magnets may be attached along the inner side of the rim of the second rotating body 246 . Here, one or more permanent magnets may be alternately attached to N poles and S poles.

제1회전체(244)의 일면과 제2회전체(246)의 일면에 부착된 영구자석에 제1회전체(244)의 일면과 제2회전체(246)의 일면 사이에 자기장이 형성되고, 제1회전체(244)와 제2회전체(246)가 회전할 때에 자기장 내에서 서로 반대되는 극성의 자기력(척력) 또는 서로 동일한 극성의 자기력(인력)이 발생해서 제1회전체(244) 및 제2회전체(246) 중 하나 이상에 저장된 제1회전 운동 에너지 또는 제2회전 운동 에너지가 장기간 저장될 수 있다.A magnetic field is formed between one surface of the first rotating body 244 and one surface of the second rotating body 246 in permanent magnets attached to one surface of the first rotating body 244 and one surface of the second rotating body 246 , When the first rotating body 244 and the second rotating body 246 rotate, magnetic force (repulsive force) of opposite polarity or magnetic force (attractive force) of the same polarity is generated in the magnetic field, so that the first rotating body 244 ) And the first rotational kinetic energy or the second rotational kinetic energy stored in one or more of the second rotating body 246 can be stored for a long period of time.

발전기 겸용 전동모터(248)는 제2회전체(246)의 타면과 결합될 수 있다.The combined electric motor 248 may be coupled to the other surface of the second rotating body 246 .

일 실시예에서 발전 전력량 정보가 기준 전력량 미만이고 SOC 정보가 기준 충전량 이하일 때, 발전기 겸용 전동모터(248)는 제1회전체(244)에서 저장한 제1회전 운동 에너지를 제2회전체(246)를 통해 전달받아서 발전기로 구동할 수 있다. 이를 통해서, 배터리 충전 전력을 발전할 수 있다. 그리고 발전기 겸용 전동모터(248)는 배터리 충전 전력을 발전 전력 저장부(230)로 출력할 수 있다.In one embodiment, when the generated power amount information is less than the reference power amount and the SOC information is less than the reference charge amount, the generator combined electric motor 248 converts the first rotational kinetic energy stored in the first rotation body 244 to the second rotation body 246 ) and can be driven as a generator. Through this, it is possible to generate battery charging power. In addition, the combined electric motor 248 may output battery charging power to the generated power storage unit 230 .

제어부(250)는 신재생에너지 발전장치(210)에 대한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 수행할 수 있다.The controller 250 may perform MPPT (Maximum Power Point Tracking) control for the renewable energy generator 210 .

그리고 제어부(250)는 발전 전력 저장부(230)와 인버터(260)를 제어해서 부하(10)에 전력을 공급할 수 있다.Also, the control unit 250 may supply power to the load 10 by controlling the generated power storage unit 230 and the inverter 260 .

일 실시예에서 제어부(250)는 DC/DC 컨버터(220)로부터 발전 전력량 정보를 입력받고, 하나 이상의 배터리에 대한 SOC(State Of Charge) 정보를 발전 전력 저장부(230)로부터 입력받을 수 있다.In an embodiment, the control unit 250 may receive generated power amount information from the DC/DC converter 220 and state of charge (SOC) information on one or more batteries from the generated power storage unit 230 .

발전 전력량 정보가 기준 전력량 이상이고, SOC 정보가 기준 충전량 이하이면, 제어부(250)는 DC/DC 컨버터(220)에서 DC 발전 전력을 배터리 충전 전력으로 변환하도록 제어할 수 있다.When the generated power amount information is equal to or greater than the reference amount of power and the SOC information is equal to or less than the reference charge amount, the controller 250 may control the DC/DC converter 220 to convert the DC generated power into battery charging power.

이에 대한 자세한 설명은 아래와 같다.A detailed explanation of this is given below.

도 3은 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 DC 발전 전력을 발전 전력 저장부에 충전하는 과정을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of charging DC generated power to a generated power storage unit in a small power generation system according to an embodiment.

제어부(250)는 기준 전력량과 기준 충전량을 기저장할 수 있다. 여기서, 기준 전력량은 신재생에너지 발전장치(210)가 정상적으로 발전하고 있는 지를 판단하기 위한 최저 임계값일 수 있고, 기준 충전량은 발전 전력 저장부(230)의 최대 충전량일 수 있다.The controller 250 may pre-store a reference power amount and a reference charging amount. Here, the reference power amount may be the lowest threshold value for determining whether the renewable energy generator 210 is normally generating power, and the reference charge amount may be the maximum charge amount of the generated power storage unit 230.

DC/DC 컨버터(220)로부터 입력받은 발전 전력량 정보가 기준 전력량 이상이고, 발전 전력 저장부(230)로부터 입력받은 SOC 정보가 기준 충전량 이하인 경우, 제어부(250)는 제1스위치(272)를 ON시켜서 제1스위치(272)가 제1전력 전송경로를 연결하도록 할 수 있다(S310, S320). 여기서, 제1전력 전송경로는 DC/DC 컨버터(220)와 발전 전력 저장부(230) 간의 전력 전송경로를 의미할 수 있고, 제1스위치(272)는 제1전력 전송경로를 연결 또는 차단할 수 있다.When the generated power information received from the DC/DC converter 220 is equal to or greater than the reference amount of power and the SOC information received from the generated power storage unit 230 is equal to or less than the reference charge amount, the control unit 250 turns the first switch 272 ON. , so that the first switch 272 connects the first power transmission path (S310 and S320). Here, the first power transmission path may refer to a power transmission path between the DC/DC converter 220 and the generated power storage unit 230, and the first switch 272 may connect or disconnect the first power transmission path. there is.

제어부(250)는 제1스위치(272)를 ON시킬 때에 제2스위치(274)를 OFF시켜서 제2스위치(274)가 제2전력 전송경로를 차단하도록 할 수 있다(S330). 여기서, 제2전력 전송경로는 DC/DC 컨버터(220)와 플라이휠 에너지 저장부(240) 간의 전력 전송경로를 의미할 수 있다. 다시 말해서 DC/DC 컨버터(220)와 플라이휠 에너지 저장부(240)의 전동모터(242) 간의 전력 전송경로를 의미할 수 있다. 제2스위치(274)는 제2전력 전송경로를 연결 또는 차단할 수 있다.When the first switch 272 is turned on, the control unit 250 may turn off the second switch 274 so that the second switch 274 blocks the second power transmission path (S330). Here, the second power transmission path may mean a power transmission path between the DC/DC converter 220 and the flywheel energy storage unit 240 . In other words, it may mean a power transmission path between the DC/DC converter 220 and the electric motor 242 of the flywheel energy storage unit 240. The second switch 274 may connect or disconnect the second power transmission path.

도 2와 같은 과정을 통해서 소형 발전 시스템(200)은 SOC가 최대 충전량 이하인 발전 전력 저장부(230)를 충전할 수 있다. 여기서, 플라이휠 에너지 저장부(240)의 발전기 겸용 전동모터(248)와 발전 전력 저장부(230) 간의 제3전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제3스위치(276)는 OFF 상태를 유지, 즉 제3전력 전송경로는 차단된 상태일 수 있다.Through the same process as shown in FIG. 2 , the small power generation system 200 can charge the generated power storage unit 230 whose SOC is less than or equal to the maximum charging amount. Here, the third switch 276 for connecting or disconnecting the third power transmission path between the generator combined electric motor 248 of the flywheel energy storage unit 240 and the generated power storage unit 230 is maintained in an OFF state, that is, the third switch 276 is turned off. 3The power transmission path may be in a blocked state.

한편, 제어부(250)는 발전 전력량 정보가 기준 전력량 이상이고, SOC 정보가 기준 충전량 초과이면, DC/DC 컨버터(220)에서 DC 발전 전력을 제1모터 구동 전력으로 변환하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the control unit 250 may control the DC/DC converter 220 to convert the DC generated power into the first motor driving power when the generated power amount information is equal to or greater than the reference amount of power and the SOC information exceeds the reference charge amount.

이에 대한 자세한 설명은 아래와 같다.A detailed explanation of this is given below.

도 4는 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 DC 발전 전력을 플라이휠 에너지 저장부에 저장하는 과정을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a process of storing DC generated power in a flywheel energy storage unit in a small power generation system according to an embodiment.

DC/DC 컨버터(220)로부터 입력받은 발전 전력량 정보가 기준 전력량 이상이고, 발전 전력 저장부(230)로부터 입력받은 SOC 정보가 기준 충전량 초과인 경우, 제어부(250)는 제1스위치(272)를 OFF시켜서 제1스위치(272)가 제1전력 전송경로를 차단하도록 할 수 있다(S410, S420). When the generated power information received from the DC/DC converter 220 is equal to or greater than the reference amount of power and the SOC information received from the generated power storage unit 230 exceeds the reference charging amount, the control unit 250 switches the first switch 272. By turning OFF, the first switch 272 can block the first power transmission path (S410 and S420).

제어부(250)는 제1스위치(272)를 OFF시킬 때에 제2스위치(274)를 ON시켜서 제2스위치(274)가 제2전력 전송경로를 연결하도록 할 수 있다(S430).When the first switch 272 is turned off, the controller 250 may turn on the second switch 274 so that the second switch 274 connects the second power transmission path (S430).

도 4와 같은 과정을 통해서 소형 발전 시스템(200)은 SOC가 최대 충전량 초과인 발전 전력 저장부(230)를 대신해서, 플라이휠 에너지 저장부(240)가 신재생에너지 발전장치(210)의 DC 발전 전력을 저장할 수 있다. 일 실시예에서는 플라이휠 에너지 저장부(240)가 DC 발전 전력을 저장할 수 있기 때문에 발전 전력 저장부(230)의 배터리 크기나 개수의 증가를 최소화할 수 있다. 여기서, 제3스위치(276)는 OFF 상태를 유지, 즉 제3전력 전송경로는 차단된 상태일 수 있다.Through the same process as shown in FIG. 4, in the small power generation system 200, the flywheel energy storage unit 240 replaces the generated power storage unit 230 whose SOC exceeds the maximum charge amount, DC power generation of the renewable energy generator 210 can save power. In one embodiment, since the flywheel energy storage unit 240 can store DC generated power, an increase in the size or number of batteries in the generated power storage unit 230 can be minimized. Here, the third switch 276 may remain in an OFF state, that is, the third power transmission path may be blocked.

일 실시예에서 제어부(250)는 발전 전력량 정보가 기준 전력량 미만이고, SOC 정보가 기준 충전량 이하이면, 플라이휠 에너지 저장부(240)에서 제1회전 운동 에너지를 배터리 충전 전력으로 변환해서 발전 전력 저장부(230)로 출력하도록 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit 250 converts the first rotational kinetic energy into battery charging power in the flywheel energy storage unit 240 when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is less than or equal to the reference charge amount, and the generated power storage unit It can be controlled to output to (230).

제1회전 운동 에너지로 발전 전력 저장부2130)를 충전하는 구성에 대한 자세한 설명은 아래와 같다.A detailed description of the configuration for charging the generated power storage unit 2130 with the first rotational kinetic energy is as follows.

도 5는 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 플라이휠 에너지 저장부에 저장된 에너지로 발전 전력 저장부를 충전하는 과정을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a process of charging a generated power storage unit with energy stored in a flywheel energy storage unit in a compact power generation system according to an embodiment.

DC/DC 컨버터(220)로부터 입력받은 발전 전력량 정보가 기준 전력량 미만이고, 발전 전력 저장부(130)로부터 입력받은 SOC 정보가 기준 충전량 이하인 경우, 제어부(250)는 제1스위치(272)와 제2스위치를 OFF시켜서 제1스위치(272)가 제1전력 전송경로를 차단하도록 하고 제2스위치(274)가 제2전력 전송경로를 차단하도록 할 수 있다(S510, S520). When the generated power amount information received from the DC/DC converter 220 is less than the standard amount of power and the SOC information received from the generated power storage unit 130 is less than or equal to the standard charging amount, the control unit 250 switches between the first switch 272 and the first switch 272. By turning off the second switch, the first switch 272 can block the first power transmission path and the second switch 274 can block the second power transmission path (S510 and S520).

제어부(250)는 제1스위치(272)와 제2스위치를 OFF시킬 때에 제3스위치(276)를 ON시켜서 제3스위치(276)가 제3전력 전송경로를 연결하도록 할 수 있다(S530).When the first switch 272 and the second switch are turned off, the control unit 250 turns on the third switch 276 so that the third switch 276 connects the third power transmission path (S530).

이를 통해서, 제1회전체(244)에서 저장한 제1회전 운동 에너지를 제2회전체(246)를 통해 전달받은 발전기 겸용 전동모터(248)가 발전기로 구동해서 배터리 충전 전력을 발전하고, 발전한 배터리 충전 전력을 발전 전력 저장부(230)로 출력할 수 있다.Through this, the generator-combined electric motor 248 receiving the first rotational kinetic energy stored in the first rotation body 244 through the second rotation body 246 is driven by a generator to generate battery charging power and generate electricity. Battery charging power may be output to the generated power storage unit 230 .

일 실시예에서, 제어부(250)는 발전 전력량 정보가 기준 전력량 미만이고 SOC 정보가 기준 충전량 초과이면, 발전 전력 저장부(230)에서 제2모터 구동 전력을 발전기 겸용 전동모터(248)로 출력하도록 제어함과 아울러 발전기 겸용 전동모터(248)가 제2모터 구동 전력을 입력받아서 구동하도록 제어할 수 있다. 여기서, 제2모터 구동 전력은 제1모터 구동 전력과 같거나 다른 값일 수 있다.In one embodiment, the control unit 250 outputs the second motor driving power from the generated power storage unit 230 to the generator combined electric motor 248 when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information exceeds the reference charge amount. In addition to controlling, the generator combined electric motor 248 may be controlled to receive and drive the second motor driving power. Here, the second motor driving power may be equal to or different from the first motor driving power.

제2모터 구동 전력으로 발전기 겸용 전동모터(248)를 구동하는 구성에 대한 자세한 설명은 아래와 같다.A detailed description of the configuration for driving the generator combined electric motor 248 with the second motor driving power is as follows.

도 6은 일 실시예에 따른 소형 발전 시스템에서 발전 전력 저장부의 전력을 플라이휠 에너지 저장부에 저장하는 과정을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a process of storing power generated by a power storage unit in a flywheel energy storage unit in a small power generation system according to an exemplary embodiment.

DC/DC 컨버터(220)로부터 입력받은 발전 전력량 정보가 기준 전력량 미만이고, 발전 전력 저장부(230)로부터 입력받은 SOC 정보가 기준 충전량 초과인 경우, 제어부(250)는 제2스위치(274)를 OFF시켜서 제2스위치(274)가 제2전력 전송경로를 차단하도록 할 수 있다(S610, S620). 상기 단계 S620에서 제어부(250)는 제1스위치(272)도 OFF시킬 수 있다.When the generated power amount information received from the DC/DC converter 220 is less than the standard amount of power and the SOC information received from the generated power storage unit 230 exceeds the standard charging amount, the control unit 250 switches the second switch 274. By turning OFF, the second switch 274 can block the second power transmission path (S610 and S620). In step S620, the control unit 250 may also turn off the first switch 272.

제어부(250)는 제2스위치(274)를 OFF시킬 때에 발전 전력 저장부(230)에서 제2모터 구동 전력을 출력하도록 제어하고, 제3스위치(276)를 ON시켜서 제3스위치(276)가 제3전력 전송경로를 연결하도록 할 수 있다(S630, S640).When the second switch 274 is turned OFF, the control unit 250 controls the generated power storage unit 230 to output the second motor driving power, and turns the third switch 276 ON so that the third switch 276 is The third power transmission path may be connected (S630 and S640).

이를 통해서, 발전기 겸용 전동모터(248)가 전동모터로 구동하고, 제2회전체(248)는 발전기 겸용 전동모터(248)의 구동에 의해 회전해서 제2모터 구동 전력을 제2회전 운동 에너지로 변환해서 저장할 수 있다.Through this, the generator combined electric motor 248 is driven by the electric motor, and the second rotating body 248 is rotated by the driving of the generator combined electric motor 248 to convert the second motor driving power into the second rotational kinetic energy. You can convert and save.

상기 단계 S540 이후에, 제어부(250)는 SOC 정보가 기준 충전량에 도달하면 발전 전력 저장부(230)에서 제2모터 구동 전력을 출력하는 것을 중지하도록 제어할 수 있다(S650, S660). 상기 단계 S660에서 제1스위치(272), 제2스위치(274) 및 제3스위치(276)는 OFF될 수 있다.After the step S540, the control unit 250 may control to stop outputting the second motor driving power from the generated power storage unit 230 when the SOC information reaches the reference amount of charge (S650 and S660). In the step S660, the first switch 272, the second switch 274, and the third switch 276 may be turned OFF.

이상에서 설명한 바와 같이, 신재생에너지 발전 장치(210)에서 발전한 DC 발전 전력을 발전 전력 저장부(230)와 플라이휠 에너지 저장부(240)에서 나눠서 저장하기 때문에 소형 발전 시스템에서 배터리의 크기나 수량을 증가시키기 위한 비용이 절감될 수 있다.As described above, since the DC generated power generated by the renewable energy generator 210 is divided and stored in the generated power storage unit 230 and the flywheel energy storage unit 240, the size or quantity of batteries in a small power generation system can be reduced. The cost of increasing can be reduced.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 최적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be inherent unless otherwise stated, and therefore do not exclude other components. It should be construed that it may further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, they are not interpreted in an optimal or excessively formal meaning.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (9)

신재생에너지 발전장치로부터 DC(Direct Current) 발전 전력을 입력받아서 배터리 충전 전력 및 제1모터 구동 전력 중 어느 하나로 변환하는 DC/DC 컨버터;
하나 이상의 배터리를 포함하고, 상기 DC/DC 컨버터로부터 상기 배터리 충전 전력을 입력받아서 상기 하나 이상의 배터리를 충전하는 발전 전력 저장부;
상기 DC/DC 컨버터로부터 상기 제1모터 구동 전력을 입력받고, 상기 제1모터 구동 전력을 제1회전 운동 에너지로 변환해서 저장하는 플라이휠 에너지 저장부; 및
상기 DC/DC 컨버터로부터 발전 전력량 정보를 입력받고, 상기 하나 이상의 배터리에 대한 SOC(State Of Charge) 정보를 상기 제1발전 전력 저장부로부터 입력받으며, 상기 발전 전력량 정보가 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 기준 충전량 이하이면, 상기 DC/DC 컨버터에서 상기 DC 발전 전력을 상기 배터리 충전 전력으로 변환하도록 제어하고, 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 DC/DC 컨버터에서 상기 DC 발전 전력을 상기 제1모터 구동 전력으로 변환하도록 제어하는 제어부
를 포함하는 소형 발전 시스템.
A DC/DC converter that receives DC (Direct Current) generated power from a renewable energy generator and converts it into either battery charging power or first motor driving power;
a generated power storage unit including one or more batteries and receiving the battery charging power from the DC/DC converter to charge the one or more batteries;
a flywheel energy storage unit receiving the first motor driving power from the DC/DC converter, converting the first motor driving power into first rotational kinetic energy, and storing the first rotational kinetic energy; and
Receives generated power amount information from the DC/DC converter, receives SOC (State Of Charge) information for the one or more batteries from the first generated power storage unit, and when the generated power amount information is greater than or equal to a reference amount of power, the SOC information If is less than or equal to the reference charging amount, the DC/DC converter controls the DC generation power to be converted into the battery charging power, and if the generated power amount information is equal to or greater than the reference amount of power and the SOC information is greater than the reference charging amount, the DC/DC converter controls A control unit controlling the DC converter to convert the DC generated power into the first motor driving power.
A small power generation system comprising a.
제 1 항에 있어서, 상기 소형 발전 시스템은
상기 DC/DC 컨버터와 상기 발전 전력 저장부 간의 제1전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제1스위치; 및
상기 DC/DC 컨버터와 상기 플라이휠 에너지 저장부 간의 제2전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제2스위치를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하이면, 상기 제1스위치가 상기 제1전력 전송경로를 연결하도록 제어함과 아울러 상기 제2스위치가 상기 제2전력 전송경로를 차단하도록 제어하고, 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 이상이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 제1스위치가 상기 제1전력 전송경로를 차단하도록 제어함과 아울러 상기 제2스위치가 상기 제2전력 전송경로를 연결하도록 제어하는 소형 발전 시스템.
The method of claim 1, wherein the mini-power generation system
a first switch connecting or disconnecting a first power transmission path between the DC/DC converter and the generated power storage unit; and
Further comprising a second switch for connecting or disconnecting a second power transmission path between the DC / DC converter and the flywheel energy storage unit,
The control unit controls the first switch to connect the first power transmission path when the generated power amount information is equal to or greater than the reference amount of power and the SOC information is equal to or less than the reference charge amount, and the second switch controls the second power transmission path. Control to cut off the transmission path, and if the generated power amount information is equal to or greater than the reference amount of power and the SOC information exceeds the reference charging amount, the first switch controls to block the first power transmission path, and the second switch A small power generation system for controlling to connect the second power transmission path.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하이면, 상기 플라이휠 에너지 저장부에서 상기 제1회전 운동 에너지를 상기 배터리 충전 전력으로 변환해서 상기 발전 전력 저장부로 출력하도록 제어하는 소형 발전 시스템.
According to claim 1,
The control unit controls the flywheel energy storage unit to convert the first rotational kinetic energy into battery charging power and output it to the generated power storage unit when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is less than or equal to the reference charging amount. small power generation system.
제 3 항에 있어서,
상기 플라이휠 에너지 저장부는 상기 제1모터 구동 전력을 입력받아서 구동하는 전동모터;
일면에 영구자석이 하나 이상 부착되고, 타면이 상기 전동모터와 결합되며, 상기 전동모터의 구동에 의해 회전해서 상기 제1모터 구동 전력을 상기 제1회전 운동 에너지로 변환하는 제1회전체;
일면이 상기 제1회전체와 대향하도록 배치되고, 상기 제1회전체가 회전할 때에 상기 영구자석의 자기장에 의해 발생한 인력 또는 척력에 의해서 상기 제1회전체와 같이 회전하는 제2회전체; 및
상기 제2회전체의 타면과 결합되고, 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하일 때, 상기 제1회전체에서 저장한 상기 제1회전 운동 에너지를 상기 제2회전체를 통해 전달받아서 상기 배터리 충전 전력을 발전하고, 상기 배터리 충전 전력을 상기 발전 전력 저장부로 출력하는 발전기 겸용 전동모터
를 포함하는 소형 발전 시스템.
According to claim 3,
The flywheel energy storage unit may include an electric motor that receives and drives the first motor driving power;
A first rotating body having one or more permanent magnets attached to one surface, coupled to the electric motor on the other surface, and rotating by driving the electric motor to convert the driving power of the first motor into the first rotational kinetic energy;
a second rotating body, one surface of which is disposed to face the first rotating body, and rotates together with the first rotating body by an attraction or a repulsive force generated by a magnetic field of the permanent magnet when the first rotating body rotates; and
coupled to the other surface of the second rotating body, and when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is less than or equal to the reference charging amount, the first rotational kinetic energy stored in the first rotating body is converted into the second rotational power amount. A generator combined electric motor that receives power through the whole, generates the battery charging power, and outputs the battery charging power to the generated power storage unit.
A small power generation system comprising a.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 발전 전력 저장부에서 제2모터 구동 전력(상기 제2모터 구동 전력은 상기 제1모터 구동 전력과 같거나 다른 값)을 상기 발전기 겸용 전동모터로 출력하도록 제어함과 아울러 상기 발전기 겸용 전동모터가 상기 제2모터 구동 전력을 입력받아서 구동하도록 제어하는 소형 발전 시스템.
According to claim 4,
If the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is greater than the reference charge amount, the controller generates second motor driving power (the second motor driving power is equal to the first motor driving power) in the generated power storage unit. or other value) to the generator combined electric motor and control the generator combined electric motor to receive and drive the second motor driving power.
제 5 항에 있어서,
상기 제2회전체는 상기 발전기 겸용 전동모터의 구동에 의해 회전해서 상기 제2모터 구동 전력을 제2회전 운동 에너지로 변환하고, 상기 제어부는 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량에 도달하면 상기 발전 전력 저장부에서 상기 제2모터 구동 전력을 출력하는 것을 중지하도록 제어하는 소형 발전 시스템.
According to claim 5,
The second rotating body is rotated by the driving of the generator-combined electric motor to convert the second motor driving power into second rotational kinetic energy, and the control unit stores the generated power when the SOC information reaches the reference charging amount. A small power generation system for controlling a control unit to stop outputting the second motor driving power.
제 6 항에 있어서,
상기 DC/DC 컨버터와 상기 발전 전력 저장부 간의 제1전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제1스위치;
상기 DC/DC 컨버터와 상기 전동모터 간의 제2전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제2스위치; 및
상기 발전기 겸용 전동모터와 상기 발전 전력 저장부 간의 제3전력 전송경로를 연결 또는 차단하는 제3스위치
를 더 포함하는 소형 발전 시스템.
According to claim 6,
a first switch connecting or disconnecting a first power transmission path between the DC/DC converter and the generated power storage unit;
a second switch connecting or disconnecting a second power transmission path between the DC/DC converter and the electric motor; and
A third switch for connecting or disconnecting a third power transmission path between the generator combined electric motor and the generated power storage unit
A small power generation system further comprising a.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 이하일 때, 상기 제1스위치는 상기 제1전력 전송경로를 차단하고 상기 제2스위치는 상기 제2전력 전송경로를 차단하도록 제어함과 아울러 상기 제3스위치는 상기 제3전력 전송경로를 연결하도록 제어하는 소형 발전 시스템.
According to claim 7,
When the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information is less than or equal to the reference charge amount, the controller blocks the first power transmission path and the second switch blocks the second power transmission path. In addition to controlling to do so, the third switch controls to connect the third power transmission path.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 발전 전력량 정보가 상기 기준 전력량 미만이고 상기 SOC 정보가 상기 기준 충전량 초과이면, 상기 제2스위치는 상기 제2전력 전송경로를 차단하도록 제어함과 아울러 상기 제3스위치는 상기 제3전력 전송경로를 연결하도록 제어하는 소형 발전 시스템.


According to claim 7,
The control unit controls the second switch to block the second power transmission path when the generated power amount information is less than the reference amount of power and the SOC information exceeds the reference charge amount, and the third switch controls the third power amount A small power generation system that controls transmission paths to be connected.


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