KR20240080598A - 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치를 관리하는 방법 및 장치 - Google Patents

신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치를 관리하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 방법은, 다수의 재사용 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치와 연계되는 신재생 에너지 발전소의 잉여 전력 발생 정보를 수신하는 단계, 각각의 재사용 배터리의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정하는 단계 및 상기 잉여 전력 발생 정보, 상기 배터리 사용 정보 및 상기 충전 우선 순위에 기초하여 상기 신재생 에너지 발전소에서 생산되는 잉여 전력이 상기 에너지 저장 장치에 충전되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치를 관리하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING ENERGY STORAGE SYSTEM ASSOCIATED WITH RENEWABLE ENERGY GENERATOR}
본 명세서는 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치를 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
신재생 에너지 발전은 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 바람, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지(신재생에너지)를 이용하여 전기를 생산하는 것을 말한다. 신재생에너지 발전은 유가의 불안정과 기후변화협약의 규제 대응 등으로 그 중요성이 커지고 있다. 신재생 에너지 발전의 대표적인 예로 태양광 발전이나 풍력 발전을 들 수 있다.
신재생 에너지는 그 특성 상 발전량이나 발전 시점이 일정하지 않고 예측이 어려운 문제가 있다 예컨대 태양광 발전의 경우 특정 시간 대에 집중적으로 발전이 이루어지며, 풍력 발전의 경우 풍속이나 풍향에 따라서 발전량이나 발전 시점이 일정하지 않다. 이러한 특성으로 인하여 신재생 에너지 발전소에서 생산 및 공급되는 전력량이 수요 전력량을 초과하는 경우, 다시 말해서 잉여 전력이 발생하는 경우가 발생할 수 있다.
이에 따라서 신재생 에너지 발전소의 전력 생산 및 공급을 관리하는 기관(예컨대, 전력거래소)은 잉여 전력이 발생할 것으로 예상되면 신재생 에너지 발전소에 출력 제한(또는 출력 제어)을 요청한다. 전력거래소의 출력 제한 요청에 따라서 신재생 에너지 발전소가 발전을 중단하거나 발전량을 줄이게 되면 발전 효율의 저하, 발전 단가의 상승 및 전력 공급의 비효율이 초래되는 문제가 있다.
최근에는 신재생 에너지 발전소의 잉여 전력 발생 문제를 해결하기 위한 제도인 플러스 DR(Demand Response) 제도가 실시되고 있다. 플러스 DR은 신재생 에너지 발전소에서 잉여 전력이 발생할 것으로 예상될 때 전력 계통 안정을 위해 특정시간에 고객의 전력 사용량을 증가시킴으로써 공급과 수요를 맞추고 참여고객에게는 보상을 부여하는 수요반응제도이다. 그러나 플러스 DR 제도가 도입되더라도 잉여 전력의 완전한 해소가 어려우므로 발전 효율의 저하, 발전 단가의 상승 및 전력 공급의 비효율과 같은 문제가 여전히 남는 문제가 있다.
본 명세서의 목적은 재사용 배터리를 이용하여 신재생 에너지 발전소에서 발생하는 잉여 전력을 저장함으로써 신재생 에너지 발전소의 발전 효율을 높이고 발전 단가를 안정적으로 유지시키는 동시에 보다 효율적인 전력 공급을 가능하게 하는 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치 관리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 명세서의 목적은 신재생 에너지 발전소에서 발생하는 잉여 전력을 보다 효율적으로 저장하는 동시에 재사용 배터리의 수명 저하를 방지할 수 있는 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치 관리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 명세서의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 명세서의 다른 목적 및 장점들은 이하에서 기술되는 본 명세서의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 목적 및 장점들은 청구범위에 기재된 구성요소들 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 방법은, 다수의 재사용 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치와 연계되는 신재생 에너지 발전소의 잉여 전력 발생 정보를 수신하는 단계, 각각의 재사용 배터리의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정하는 단계 및 상기 잉여 전력 발생 정보, 상기 배터리 사용 정보 및 상기 충전 우선 순위에 기초하여 상기 신재생 에너지 발전소에서 생산되는 잉여 전력이 상기 에너지 저장 장치에 충전되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 장치는, 다수의 재사용 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치와 연계되는 신재생 에너지 발전소의 잉여 전력 발생 정보를 수신하는 수신부, 각각의 재사용 배터리의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정하는 배터리 관리부 및 상기 잉여 전력 발생 정보, 상기 배터리 사용 정보 및 상기 충전 우선 순위에 기초하여 상기 신재생 에너지 발전소에서 생산되는 잉여 전력이 상기 에너지 저장 장치에 충전되도록 제어하는 충전 관리부를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 재사용 배터리를 이용하여 신재생 에너지 발전소에서 발생하는 잉여 전력을 저장함으로써 신재생 에너지 발전소의 발전 효율을 높이고 발전 단가를 안정적으로 유지시키는 동시에 보다 효율적인 전력 공급이 가능해지는 장점이 있다.
실시예들에 따르면, 재사용 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치를 이용하여 신재생 에너지 발전소에서 발생하는 잉여 전력을 보다 효율적으로 저장하는 동시에 재사용 배터리의 수명 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치 및 에너지 저장 장치 관리 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서의 실시예들을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 명세서를 설명함에 있어서 본 명세서와 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 일 실시예에 따른 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치 및 에너지 저장 장치 관리 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 장치(1)는 에너지 저장 장치(Energy Strorage System, ESS)(2)의 전력 충전 및 방전 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 저장 장치 관리 장치(1)는 전력 거래소 서버(20)로부터 송신되는 잉여 전력 발생 정보를 수신하고, 잉여 전력 발생 정보를 이용하여 에너지 저장 장치(2)의 전력 충전 동작을 제어할 수 있다.
에너지 저장 장치 관리 장치(1)는 수신부(11), 배터리 관리부(12), 충전 관리부(12)를 포함할 수 있다.
수신부(11)는 신재생 에너지 발전소(30)의 잉여 전력 발생 정보를 수신할 수 있다. 잉여 전력 발생 정보는 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 전력 중 부하(40)에서 소비되는 전력을 제외한 잉여 전력의 크기에 대한 정보인 잉여 전력량 정보 및 잉여 전력이 생산되는 시점에 대한 정보인 잉여 전력 생산 시점 정보를 포함할 수 있다. 잉여 전력 발생 정보는 전력 거래소 서버(20)에 의해서 생성될 수 있으나, 실시예에 따라서는 전력 거래소 서버(20)가 아닌 다른 장치에 의해서 생성될 수도 있다.
배터리 관리부(12)는 에너지 저장 장치(2)에 포함된 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량을 확인하고, 배터리 사용 정보를 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전 효율을 산출할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량 및 현재 충전 효율을 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량 및 현재 충전 효율을 곱한 값에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량 및 현재 충전 효율을 곱한 값이 클 수록 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위가 높게 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 충전 우선 순위를 결정할 때 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 마지막 충전 시점을 확인할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 마지막 충전 시점이 미리 정해진 기준 시점 이전인 배터리의 충전 우선 순위를 가장 높은 순위로 설정할 수 있다. 이에 따라서 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 전력이 충전될 때, 마지막 충전 시점이 미리 설정된 기준 시점 이전인 배터리가 가장 먼저 충전될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 특정 배터리가 충전되지 않은 상태로 장기간 방치되는 현상을 막을 수 있어 에너지 저장 장치(2)에 포함되는 배터리의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 충전 우선 순위를 결정할 때 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전량을 확인할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량 이하인 배터리의 충전 우선 순위를 가장 높은 순위로 설정할 수 있다. 이에 따라서 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 전력이 충전될 때, 현재 충전량이 제1 기준 충전량 이하인 배터리가 가장 먼저 충전될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 특정 배터리의 충전량이 제1 기준 충전량 이하로 떨어지거나 특정 배터리가 방전되는 현상을 막을 수 있어 에너지 저장 장치(2)에 포함되는 배터리의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 배터리 사용 정보에 포함된 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 최초 충전 효율 정보 및 최초 사용 기간 정보를 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 일별 효율 감소율을 산출할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 일별 효율 감소율 및 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 사용 경과 기간을 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전 효율을 산출할 수 있다.
충전 관리부(12)는 잉여 전력 발생 정보, 배터리 사용 정보 및 충전 우선 순위에 기초하여 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 잉여 전력이 에너지 저장 장치(2)에 충전되도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 충전 관리부(12)는 잉여 전력 발생 정보에 포함되는 잉여 전력량 정보를 확인하고, 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위 및 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량을 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …) 중에서 잉여 전력이 충전될 재사용 배터리를 선택할 수 있다. 충전 관리부(12)는 선택된 재사용 배터리에 잉여 전력이 충전되도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 충전 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전량을 확인할 수 있다. 충전 관리부(12)는 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량을 초과하는 배터리에 충전된 전력을 이용하여 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량 이하인 배터리가 충전되도록 제어할 수 있다. 이러한 제어를 위해서, 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)는 서로 전력 공급이 가능하도록 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 특정 배터리의 충전량이 제1 기준 충전량 이하로 떨어지거나 특정 배터리가 방전되는 현상을 막을 수 있어 에너지 저장 장치(2)에 포함되는 배터리의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
도 1에는 에너지 저장 장치 관리 장치(1)가 에너지 저장 장치(2)와 별개의 장치로 구현되는 실시예가 도시된다. 그러나 다른 실시예에서, 에너지 저장 장치 관리 장치(1)는 에너지 저장 장치(2)에 포함될 수도 있다. 예컨대 에너지 저장 장치 관리 장치(1)는 에너지 저장 장치(2)에 포함되는 BMS(Battery Management System)로서 구현될 수도 있다.
에너지 저장 장치(2)는 다수의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)를 포함할 수 있다. 에너지 저장 장치(2)에 포함되는 재사용 배터리의 수는 실시예에 따라서 달라질 수 있다. 재사용 배터리는 다른 장치(예컨대, 전기차)에서 1차적으로 사용된 배터리를 의미한다. 일 실시예에서, 수신부(11)는 에너지 저장 장치(2)에 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)가 추가될 때마다 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 배터리 사용 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 사용 정보는 최초 충전 효율 정보, 최초 사용 기간 정보, 설계 용량 정보를 포함할 수 있다.
최초 충전 효율 정보는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)가 에너지 저장 장치(2)에 추가 또는 편입된 시점의 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 효율을 의미한다. 본 명세서에서 충전 효율은 배터리의 완전 충전 가능 용량을 설계 용량으로 나눈 값으로 정의될 수 있다.
최초 사용 기간 정보는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)가 제조된 이후 사용되기 시작한 시점부터 에너지 저장 장치(2)에 추가 또는 편입된 시점까지의 기간을 의미한다.
설계 용량 정보는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)가 제조될 때 설계된 용량을 의미한다.
예를 들어 설계 용량이 100kWh인 배터리가 전기차에 장착되어 300일동안 사용된 후 에너지 저장 장치(2)에 편입될 때 완전 충전 가능 용량이 80kWh일 경우, 이 배터리의 최초 충전 효율은 0.8(80/100)이고, 최초 사용 기간은 300일이고, 설계 용량은 100kWh이다.
일 실시예에 따른 에너지 저장 장치(2)는 신재생 에너지 발전소(30)와 연계되어 신재생 에너지 발전소(30)에 의해서 생산되는 전력을 저장할 수 있다. 에너지 저장 장치(2)는 다수의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 에너지 저장 장치(2)는 재사용 배터리뿐만 아니라 새 배터리를 포함할 수도 있다. 에너지 저장 장치(2)는 다수의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)에 충전된 전력을 부하(40)에 공급할 수 있다.
전력 거래소 서버(20)는 전력시장 및 전력계통의 운영을 관할하는 기관인 전력 거래소에 의해서 운영되는 서버이다. 이는 단지 하나의 예시일 뿐이며, 전력시장 및 전력계통의 운영을 관할하는 기관이 전력 거래소가 아닌 다른 기관일 경우, 전력 거래소 서버(20)는 해당 기관에 의해서 운영되는 서버로 대체될 수 있다.
일 실시예에서, 전력 거래소 서버(20)는 신재생 에너지 발전소(30)의 발전에 관한 실시간 계측 및 제어를 수행할 수 있다. 전력 거래소 서버(20)는 신재생 에너지 발전소(30)의 발전량을 예측하고 변동성을 분석할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 거래소 서버(20)는 다른 기관이나 회사에서 운영되는 발전량 예측 장치로부터 신재생 에너지 발전소(30)의 발전량 예측 결과를 수신할 수도 있다. 또한 전력 거래소 서버(20)는 부하(40)에서 소비하는 전력량을 계측하거나 부하(40)의 소비 전력량을 예측하고 분석할 수 있다.
전력 거래소 서버(20)는 자체적으로 예측하거나 다른 발전량 예측 장치로부터 수신된 신재생 에너지 발전소(30)의 발전량과 부하(40)에서 소비할 것으로 예상되는 소비 전력량을 비교할 수 있다. 만약 신재생 에너지 발전소(30)의 발전량이 부하(40)의 소비 전력량보다 클 것으로 예상되는 경우, 전력 거래소 서버(20)는 신재생 에너지 발전소(30) 또는 에너지 저장 장치 관리 장치(1)에 출력 제한 명령(또는 출력 제어 명령)을 송신할 수 있다. 출력 제한 명령(또는 출력 제어 명령)은 잉여 전력 발생 정보를 포함할 수 있다.
출력 제한 명령(또는 출력 제어 명령)을 수신하면 신재생 에너지 발전소(30)는 출력 제한 명령(또는 출력 제어 명령)에 포함된 발전 중단 기간 동안 발전을 중지할 수 있다. 다른 실시예에서, 출력 제한 명령(또는 출력 제어 명령)을 수신하면 신재생 에너지 발전소(30)는 발전을 중지하는 대신에 에너지 저장 장치 관리 장치(1)에 잉여 전력의 충전을 요청할 수도 있다. 실시예에 따라서는 에너지 저장 장치(2)가 전력 거래소 서버(20)에 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 잉여 전력의 충전을 요청할 수도 있다.
신재생 에너지 발전소(30)는 신재생 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전소이다. 예컨대 신재생 에너지 발전소(30)는 풍력 발전소 또는 태양열 발전소일 수 있으나, 신재생 에너지 발전소(30)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
부하(40)는 에너지 저장 장치(2)에 충전된 전력을 소비할 수 있다. 도시되지는 않았으나 부하(40)는 신재생 에너지 발전소(30)로부터 직접 전력을 공급받을 수도 있다.
이하에서는 에너지 저장 장치 관리 장치(1)가 에너지 저장 장치(2)의 충전 동작을 제어하는 실시예가 기술된다.
수신부(11)는 전력 거래소 서버(20)로부터 신재생 에너지 발전소(30)의 잉여 전력 발생 정보를 수신할 수 있다. 잉여 전력 발생 정보는 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 전력 중 부하(40)에서 소비되는 전력을 제외한 잉여 전력의 크기에 대한 정보인 잉여 전력량 정보 및 잉여 전력이 생산되는 시점에 대한 정보인 잉여 전력 생산 시점 정보를 포함할 수 있다. 잉여 전력 발생 정보가 수신되면 에너지 저장 장치 관리 장치(1)는 전력 거래소 서버(20)에 에너지 저장 장치(2)의 잉여 전력 충전을 요청 또는 통지할 수 있다.
배터리 관리부(12)는 에너지 저장 장치(2)에 포함된 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 사용 정보는 최초 충전 효율 정보, 최초 사용 기간 정보, 설계 용량 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량을 확인하고, 배터리 사용 정보를 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전 효율을 산출할 수 있다.
예를 들어 에너지 저장 장치(2)는 [표 1]과 같은 스펙을 갖는 5개의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)를 포함한다고 가정한다.
[표 1]에서 최초 충전 효율은 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)가 에너지 저장 장치(2)에 추가 또는 편입된 시점의 충전 효율을 의미한다.
[표 1]에서 최초 사용 기간은 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)가 제조된 이후 사용되기 시작한 시점부터 에너지 저장 장치(2)에 추가 또는 편입된 시점까지의 기간을 의미한다.
[표 1]에서 설계 용량은 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)가 제조될 때 설계된 용량을 의미한다.
[표 1]에서 사용 경과 기간은 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)가 에너지 저장 장치(2)에 추가 또는 편입된 시점 이후 경과한 기간을 의미한다.
[표 1]에서 충전 가능 용량은 현재 시점에서 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)가 충전할 수 있는 잔여 전력량을 의미한다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량을 확인하고, 배터리 사용 정보를 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전 효율을 산출할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량 및 현재 충전 효율을 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위를 결정할 수 있다.
예컨대 배터리 관리부(12)는 1에서 [표 1]에 기재된 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)의 최초 충전 효율을 뺀 값을 최초 사용 기간으로 나눔으로써 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)의 일별 효율 감소율을 산출할 수 있다. 예컨대 재사용 배터리(B2)의 일별 효율 감소율은 (1-0.7)/1000=0.0003으로 산출될 수 있다.
또한 배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)의 최초 충전 효율에서, 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)의 일별 효율 감소율과 사용 경과 기간을 곱한 값을 차감하여 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)의 현재 충전 효율을 산출할 수 있다. 예를 들어 재사용 배터리(B2)의 현재 충전 효율은 0.7-(0.0003×400)=0.58로 산출될 수 있다.
배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)의 일별 효율 감소율과 현재 충전 효율을 곱한 값(이하, K값)을 산출할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 K값이 큰 순서대로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)에 충전 우선 순위를 부여할 수 있다.
[표 1]에 기재된 스펙에 따라서 결정되는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, B4, B5)의 일별 효율 감소율, 현재 충전 효율, K값, 충전 우선 순위는 각각 [표 2]와 같다.
[표 1] 및 [표 2]에 기재된 각각의 재사용 배터리의 스펙 및 그에 따른 수치들은 단지 하나의 예시일 뿐이며 실시예에 따라 달라질 수 있다.
이러한 구성에 의하면 충전 가능 용량이 높으면서 충전 효율이 우수한 재사용 배터리가 우선적으로 충전되므로 잉여 전력 충전 시 배터리 교체 횟수를 줄여 충전 속도가 향상될 수 있다. 또한 충전 효율이 상대적으로 낮더라도 충전 가능 용량이 높은 배터리가 우선적으로 충전될 수 있으므로 각각의 재사용 배터리의 고른 사용으로 인하여 각각의 재사용 배터리의 충전 효율이 효율적으로 관리될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 충전 우선 순위를 결정할 때 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 마지막 충전 시점을 확인할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 마지막 충전 시점이 미리 정해진 기준 시점 이전인 배터리의 충전 우선 순위를 가장 높은 순위로 설정할 수 있다. 예컨대 배터리 관리부(12)에 의해서 확인된 재사용 배터리(B2)의 마지막 충전 시점이 미리 정해진 기준 시점 이전인 경우, K값과는 관계없이 재사용 배터리(B2)의 충전 우선 순위는 1로 설정되고, 나머지 재사용 배터리들의 충전 우선 순위는 1씩 차감될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리부(12)는 충전 우선 순위를 결정할 때 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전량을 확인할 수 있다. 배터리 관리부(12)는 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량 이하인 배터리의 충전 우선 순위를 가장 높은 순위로 설정할 수 있다. 예컨대 배터리 관리부(12)에 의해서 확인된 재사용 배터리(B4)의 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량인 100Wh 이하인 경우, K값과는 관계없이 재사용 배터리(B4)의 충전 우선 순위는 1로 설정되고, 나머지 재사용 배터리들의 충전 우선 순위는 1씩 차감될 수 있다.
전술한 과정에 의해서 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위가 설정되면, 충전 관리부(12)는 잉여 전력 발생 정보, 배터리 사용 정보 및 충전 우선 순위에 기초하여 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 잉여 전력이 에너지 저장 장치(2)에 충전되도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 충전 관리부(12)는 잉여 전력 발생 정보에 포함되는 잉여 전력량 정보를 확인하고, 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 우선 순위 및 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 충전 가능 용량을 기초로 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …) 중에서 잉여 전력이 충전될 재사용 배터리를 선택할 수 있다. 충전 관리부(12)는 선택된 재사용 배터리에 잉여 전력이 충전되도록 제어할 수 있다.
예컨대 잉여 전력 발생 정보에 포함되는 신재생 에너지 발전소(30)의 잉여 전력량이 600Wh인 것으로 확인되면, 충전 관리부(12)는 [표 2]에 기재된 충전 우선 순위 및 [표 1]에 기재된 충전 가능 용량을 각각 확인하고, 재사용 배터리(B1) 및 재사용 배터리(B2)를 각각 잉여 전력이 충전될 배터리로 선택할 수 있다. 이에 따라서 신재생 에너지 발전소(30)의 잉여 전력 생산 시점에 재사용 배터리(B1)에는 500Wh의 전력이 충전되고, 이어서 재사용 배터리(B2)에 100Wh의 전력이 충전될 수 있다.
일 실시예에서, 충전 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …)의 현재 충전량을 확인할 수 있다. 충전 관리부(12)는 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량을 초과하는 재사용 배터리에 충전된 전력을 이용하여 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량 이하인 재사용 배터리가 충전되도록 제어할 수 있다. 예를 들어 재사용 배터리(B4)의 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량인 100Wh 이하인 경우, 충전 관리부(12)는 현재 충전량이 제1 기준 충전량인 100Wh를 초과하는 다른 재사용 배터리에 방전 명령을 내려서 재사용 배터리(B4)를 충전시킬 수 있다.
일 실시예에서, 충전 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리(B1, B2, B3, …) 중 미리 정해진 어느 하나의 재사용 배터리의 현재 충전량이 미리 정해진 제2 기준 충전량 이상으로 유지되도록 관리할 수 있다. 예컨대 충전 관리부(12)는 재사용 배터리(B1)의 충전량이 미리 정해진 제2 기준 충전량인 300Wh 이상으로 유지되도록 관리할 수 있다. 따라서 재사용 배터리(B1)의 충전량이 300Wh 미만일 경우 충전 관리부(12)는 재사용 배터리(B1)의 충전 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다. 다른 예로, 에너지 관리 장치(2)에 저장된 전력이 부하(40)에 공급될 때 재사용 배터리(B1)는 충전량이 300Wh 이상일 때까지만 방전될 수 있다.
일 실시예에서, 충전 관리부(12)는 충전량이 미리 정해진 제2 기준 충전량으로 유지되도록 설정된 재사용 배터리에 충전된 전력을 이용하여 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량 이하인 재사용 배터리가 충전되도록 제어할 수 있다.
신재생 에너지 발전소(30)의 특성 상 잉여 전력 생산 시점이 불규칙하며 경우에 따라서는 잉여 전력이 생산되지 않을 수도 있다. 따라서 위와 같은 제어를 통해서 특정 배터리의 충전량이 제1 기준 충전량 이하로 떨어지거나 완전히 방전되는 현상을 방지할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 신재생 에너지 발전소와 연계되는 에너지 저장 장치 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 수신부(11)는 신재생 에너지 발전소(30)의 잉여 전력 발생 정보를 수신할 수 있다(201).
배터리 관리부(12)는 각각의 재사용 배터리의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정할 수 있다(202).
일 실시예에서, 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정하는 단계(202)는, 각각의 재사용 배터리의 충전 가능 용량을 확인하는 단계, 배터리 사용 정보를 기초로 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하는 단계 및 각각의 재사용 배터리의 충전 가능 용량 및 현재 충전 효율을 기초로 충전 우선 순위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위는 충전 가능 용량 및 현재 충전 효율을 곱한 값에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 충전 가능 용량 및 현재 충전 효율을 곱한 값이 클 수록 충전 우선 순위가 높게 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 마지막 충전 시점이 미리 정해진 기준 시점 이전인 배터리의 충전 우선 순위가 가장 높은 순위로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량 이하인 배터리의 충전 우선 순위가 가장 높은 순위로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 미리 정해진 어느 하나의 재사용 배터리의 현재 충전량이 미리 정해진 제2 기준 충전량 미만인 경우, 미리 정해진 어느 하나의 재사용 배터리의 충전 우선 순위가 가장 높은 순위로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 사용 정보를 기초로 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하는 단계는, 배터리 사용 정보에 포함된 각각의 재사용 배터리의 최초 충전 효율 정보 및 최초 사용 기간 정보를 기초로 각각의 재사용 배터리의 일별 효율 감소율을 산출하는 단계 및 각각의 재사용 배터리의 일별 효율 감소율 및 각각의 재사용 배터리의 사용 경과 기간을 기초로 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
충전 관리부(13)는 잉여 전력 발생 정보, 배터리 사용 정보 및 충전 우선 순위에 기초하여 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 잉여 전력이 에너지 저장 장치(2)에 충전되도록 제어할 수 있다(203).
일 실시예에서, 신재생 에너지 발전소(30)에서 생산되는 잉여 전력이 에너지 저장 장치(2)에 충전되도록 제어하는 단계는, 잉여 전력 발생 정보에 포함되는 잉여 전력량 정보를 확인하는 단계, 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위 및 각각의 재사용 배터리의 충전 가능 용량을 기초로 잉여 전력이 충전될 재사용 배터리를 선택하는 단계 및 선택된 재사용 배터리에 잉여 전력이 충전되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 충전 관리부(13)는 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량을 초과하는 재사용 배터리에 충전된 전력을 이용하여 현재 충전량이 미리 정해진 제1 기준 충전량 이하인 재사용 배터리가 충전되도록 제어할 수 있다.
이상과 같이 본 명세서에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 명세서가 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있을 것이다. 아울러 앞서 본 명세서의 실시예를 설명하면서 본 명세서의 구성에 따른 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 한다.

Claims (10)

  1. 다수의 재사용 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치와 연계되는 신재생 에너지 발전소의 잉여 전력 발생 정보를 수신하는 단계;
    각각의 재사용 배터리의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정하는 단계; 및
    상기 잉여 전력 발생 정보, 상기 배터리 사용 정보 및 상기 충전 우선 순위에 기초하여 상기 신재생 에너지 발전소에서 생산되는 잉여 전력이 상기 에너지 저장 장치에 충전되도록 제어하는 단계를 포함하는
    에너지 저장 장치 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정하는 단계는
    상기 각각의 재사용 배터리의 충전 가능 용량을 확인하는 단계;
    상기 배터리 사용 정보를 기초로 상기 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하는 단계; 및
    상기 각각의 재사용 배터리의 상기 충전 가능 용량 및 상기 현재 충전 효율을 기초로 상기 충전 우선 순위를 결정하는 단계를 포함하는
    에너지 저장 장치 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 재사용 배터리의 상기 충전 우선 순위는 상기 충전 가능 용량 및 상기 현재 충전 효율을 곱한 값에 기초하여 결정되고,
    상기 충전 가능 용량 및 상기 현재 충전 효율을 곱한 값이 클 수록 상기 충전 우선 순위가 높게 설정되는
    에너지 저장 장치 관리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 사용 정보를 기초로 상기 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하는 단계는
    상기 배터리 사용 정보에 포함된 상기 각각의 재사용 배터리의 최초 충전 효율 정보 및 최초 사용 기간 정보를 기초로 상기 각각의 재사용 배터리의 일별 효율 감소율을 산출하는 단계; 및
    상기 각각의 재사용 배터리의 일별 효율 감소율 및 상기 각각의 재사용 배터리의 사용 경과 기간을 기초로 상기 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하는 단계를 포함하는
    에너지 저장 장치 관리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신재생 에너지 발전소에서 생산되는 잉여 전력이 상기 에너지 저장 장치에 충전되도록 제어하는 단계는
    상기 잉여 전력 발생 정보에 포함되는 잉여 전력량 정보를 확인하는 단계;
    상기 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위 및 각각의 재사용 배터리의 충전 가능 용량을 기초로 상기 잉여 전력이 충전될 재사용 배터리를 선택하는 단계; 및
    선택된 재사용 배터리에 상기 잉여 전력이 충전되도록 제어하는 단계를 포함하는
    에너지 저장 장치 관리 방법.
  6. 다수의 재사용 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치와 연계되는 신재생 에너지 발전소의 잉여 전력 발생 정보를 수신하는 수신부;
    각각의 재사용 배터리의 배터리 사용 정보에 기초하여 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위를 결정하는 배터리 관리부; 및
    상기 잉여 전력 발생 정보, 상기 배터리 사용 정보 및 상기 충전 우선 순위에 기초하여 상기 신재생 에너지 발전소에서 생산되는 잉여 전력이 상기 에너지 저장 장치에 충전되도록 제어하는 충전 관리부를 포함하는
    에너지 저장 장치 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 관리부는
    상기 각각의 재사용 배터리의 충전 가능 용량을 확인하고, 상기 배터리 사용 정보를 기초로 상기 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하고, 상기 각각의 재사용 배터리의 상기 충전 가능 용량 및 상기 현재 충전 효율을 기초로 상기 충전 우선 순위를 결정하는
    에너지 저장 장치 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각각의 재사용 배터리의 상기 충전 우선 순위는 상기 충전 가능 용량 및 상기 현재 충전 효율을 곱한 값에 기초하여 결정되고,
    상기 충전 가능 용량 및 상기 현재 충전 효율을 곱한 값이 클 수록 상기 충전 우선 순위가 높게 설정되는
    에너지 저장 장치 관리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 관리부는
    상기 배터리 사용 정보에 포함된 상기 각각의 재사용 배터리의 최초 충전 효율 정보 및 최초 사용 기간 정보를 기초로 상기 각각의 재사용 배터리의 일별 효율 감소율을 산출하고, 상기 각각의 재사용 배터리의 일별 효율 감소율 및 상기 각각의 재사용 배터리의 사용 경과 기간을 기초로 상기 각각의 재사용 배터리의 현재 충전 효율을 산출하는
    에너지 저장 장치 관리 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 충전 관리부는
    상기 잉여 전력 발생 정보에 포함되는 잉여 전력량 정보를 확인하고, 상기 각각의 재사용 배터리의 충전 우선 순위 및 각각의 재사용 배터리의 충전 가능 용량을 기초로 상기 잉여 전력이 충전될 재사용 배터리를 선택하고, 선택된 재사용 배터리에 상기 잉여 전력이 충전되도록 제어하는
    에너지 저장 장치 관리 장치.
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