WO2014014259A1 - 에너지 관리 방법 및 이를 이용하는 에너지 관리 시스템 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to energy management for an electric vehicle, and more particularly, to a renewable energy management method and an energy management system for an electric vehicle.
  • the charging method of the electric vehicle may be divided into a stationary or non-stop type or a contact or non-contact charging method according to the classification method.
  • the stationary charging is a charging method of charging electricity or replacing a fuel cell using a charging facility after a vehicle stops, such as a battery powered electric vehicle or a fuel cell powered electric vehicle. Charge while driving.
  • contact charging is a method of supplying power by connecting a plug-in cord because there is a charging line between the vehicle and the charging equipment
  • non-contact charging is a method of charging electricity in a non-contact way without a direct connection line between the vehicle and the charging equipment.
  • the current of DC current generated in sunlight is converted into AC through an inverter and transferred to the power grid of KEPCO.
  • AC transmitted from a power grid to a home or a specific charging station through a transmission / distribution process is converted into DC and charged in an electric vehicle.
  • the loss caused by the conversion and the loss due to the transmission and distribution add up to a large power loss.
  • the cost of power generation is so high that a method for minimizing power conversion and storing it in a battery is required.
  • Renewable energy refers to energy used by converting existing fossil fuels or converting renewable energy including sunlight, water, geothermal, precipitation, and bioorganisms. Renewable energy generation uses such renewable energy. To produce electricity. Renewable energy generation is characterized by future energy sources for sustainable energy supply systems. Renewable energy is growing in importance due to instability of oil prices and regulatory response to climate change agreements.
  • An object of the present invention for overcoming the above-mentioned problems is to provide an energy management method for storing the surplus power generated by the instant using an electric vehicle.
  • Another object of the present invention to provide an energy management system using the energy management method.
  • Still another object of the present invention is to provide an electric vehicle that performs charging by the energy management method.
  • Energy management method for achieving the above object of the present invention, collecting the electric vehicle energy-related information from at least one electric vehicle, collecting power-related information from at least one renewable energy power plant Comprising the step, and comparing the total amount of electricity generation and the estimated electric vehicle consumption may include the step of processing the surplus power or the amount of power generation.
  • the processing of the surplus power amount or power generation amount may include transmitting surplus power amount to an energy grid when the total power generation amount exceeds an electric vehicle consumption expected amount.
  • Processing the surplus power amount or power generation amount may also include storing the power generation amount in the charging station or the electric vehicle when the total power generation amount is less than the electric vehicle consumption expected amount.
  • the electric vehicle energy related information includes driving position and battery remaining information of the electric vehicle.
  • the power generation related information includes one or more of information on the location of the charging station, the power generation efficiency, and the predicted power generation amount.
  • the energy management method may include identifying an electric vehicle requiring charging from collected electric vehicle energy related information, selecting a charging station for an electric vehicle requiring charging, and charging the information on the selected charging station.
  • the transmission may further include the necessary electric vehicle.
  • the energy management method may further include charging the electric vehicle according to an elasticity rate determined according to one or more charging criteria when the amount of generated electricity is stored in the electric vehicle in the processing of the surplus power or the amount of power generation. have.
  • the charging criteria may include at least one of a power consumption rate of the electric vehicle, a moving distance to the charging station of the electric vehicle, and a battery remaining amount of the electric vehicle.
  • the energy information collection unit for collecting the electric vehicle energy-related information from one or more electric vehicles, the power generation-related information from one or more renewable energy power plant It includes a power generation information collection unit for collecting, and a control unit for processing the surplus power or the amount of power generation by comparing the total generation amount and the estimated electric vehicle consumption.
  • the controller transmits surplus power to the energy grid when the total power generation exceeds the electric vehicle consumption expected amount.
  • the control unit also controls the charging station or the electric vehicle to store the power generation amount in the charging station or the electric vehicle when the total power generation amount is less than the electric vehicle consumption expected amount.
  • the controller may identify the electric vehicle that needs to be charged from the electric vehicle energy related information collected by the energy information collector, select a charging station for the electric vehicle that needs to be charged, and display the information about the selected charging station. Send to the electric car as needed.
  • the electric vehicle energy related information includes driving position and battery remaining information of the electric vehicle.
  • the power generation related information may include one or more of information on a location of a charging station, power generation efficiency, and a predicted power generation amount.
  • the control unit also charges the electric vehicle according to a flexible fee set according to one or more charging criteria when the amount of power generated is stored in the electric vehicle.
  • the charging criteria includes one or more of a power consumption rate of the electric vehicle, a moving distance to the charging station of the electric vehicle, and a battery remaining amount of the electric vehicle.
  • the energy management system may further include a database that stores electric vehicle energy related information and power generation related information collected by the energy information collecting unit and the power generation information collecting unit.
  • an electric vehicle may determine whether charging is necessary based on an energy information transmitter and battery remaining information that periodically transmits energy-related information of the electric vehicle to a data center. And a charging control unit for transmitting a charging guide request to the data center and receiving a charging station guide message from the data center when charging is required.
  • the energy related information of the electric vehicle includes driving position and battery remaining amount information of the electric vehicle.
  • the instantaneous surplus power can be distributed and stored in the electric vehicle battery.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a charging system for an electric vehicle according to the present invention.
  • FIG 2 is an operation flowchart of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an operation flowchart of a data center according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a layout diagram of an electric vehicle and a solar charging station used by the electric vehicle according to the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of energy information managed for selecting a charging station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a method of applying elasticity fee according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram of a data center according to an embodiment of the present invention.
  • terminal refers to a mobile station (MS), user equipment (UE), user terminal (UT), wireless terminal, access terminal (AT), terminal, subscriber unit (Subscriber Unit). It may be referred to as a subscriber station (SS), a wireless device, a wireless communication device, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a mobile node, a mobile or other terms.
  • SS subscriber station
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • Various embodiments of the terminal may be photographed such as a cellular telephone, a smart phone having a wireless communication function, a personal digital assistant (PDA) having a wireless communication function, a wireless modem, a portable computer having a wireless communication function, or a digital camera having a wireless communication function.
  • PDA personal digital assistant
  • the present invention is not limited thereto.
  • each block or step described herein may represent a portion of a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a particular logical function (s).
  • a particular logical function s.
  • the functions noted in the blocks or steps may occur out of order. For example, it is also possible that two blocks or steps shown in succession are performed simultaneously, or that the blocks or steps are sometimes performed in the reverse order, depending on the function in question.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a charging system for an electric vehicle according to the present invention.
  • FIG. 1 illustrates a structure of a charging system according to a preferred embodiment of the present invention for efficiently managing a balance between power demand of an electric vehicle and power generation of renewable energy.
  • the charging system may include an energy grid 100, a data center 110, an energy generating complex 200, and a charging station 210.
  • the energy grid 100 includes the meaning of a smart grid, which means an intelligent power grid.
  • An energy grid or smart grid refers to a power grid that combines IT technology with power grids from power generation to transmission and distribution, and then to sales, so that electricity providers and consumers exchange real-time information in both directions and optimize energy efficiency.
  • the energy grid 100 may include a power grid management center 100A that manages power related information, and the power grid management center 100A may include a data center for performing energy management according to the present invention. It is closely linked with 110).
  • the electric vehicle 300 according to the present invention is connected to a charging system as shown in FIG. 1, thereby increasing energy efficiency by supplying power to be consumed in the electric vehicle 300 from renewable energy generation.
  • renewable energy generation is performed.
  • DC current generated from sunlight is converted into AC through an inverter and transferred to the energy grid 100.
  • the energy generation complex 200 produces one or more energy of various kinds of renewable energy such as solar, solar, wind, fuel cell, hydrogen, bio, waste, coal gasification and liquefaction, geothermal, hydro, and marine energy.
  • Energy generation complex 200 transmits the information on the installation location, power generation efficiency, and predicted generation amount of the energy generation complex to the data center 110 (S103).
  • the data center 110 receives information on the installation location, power generation efficiency, and predicted power generation of the energy power generation complex from a plurality of energy generation complexes 200 installed in various places, and grasps the generation amount of specific renewable energy. do.
  • the data center 110 that grasps the amount of energy generated in each power generation complex guides the electric vehicle 300 that needs to be charged to the charging station 210 (S102), so that the electric vehicle 300 can be charged.
  • Each electric vehicle 300 transmits its own driving position and battery level information to the data center 110 (S103).
  • the electric vehicle according to the present invention determines whether charging is necessary based on an energy information transmitter and battery remaining information which periodically transmits energy-related information of the electric vehicle to the data center, and transmits a charging guidance request to the data center when charging is required.
  • a charging control unit for receiving a charging station guide message from the data center.
  • the surplus occurs in the electricity generated by the renewable energy generation in the energy generation complex 200
  • the surplus is applied to the energy grid 100 system (S104).
  • the data center 110 closely interworking with the energy grid 100 constantly grasps and manages the amount of energy held by the energy grid 100.
  • the data center 110 may control the power grid management center 100A of the energy grid 100.
  • the general electric vehicle charging station (S102) In communication with the electric vehicle 300 may be guided to the general electric vehicle charging station (S102).
  • FIG 2 is an operation flowchart of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the electric vehicle according to the present invention periodically transmits its information, for example, the driving position and the remaining battery information, to the data center (S200).
  • the electric vehicle determines whether charging is necessary based on its battery remaining information (S211), and when charging is required, transmits a charging station guide request to the data center (S212).
  • the data center based on the electric vehicle information received from the electric vehicle determines that the charge is necessary when the battery remaining amount of the electric vehicle is less than the threshold and guides the location of the charging station most suitable for the electric vehicle. Can be. Therefore, in this case, the procedure in which the electric vehicle determines that it needs to be charged and transmits a charging station guide request to the data center may be omitted.
  • the charging station guide request from the electric vehicle may request that the electric vehicle actively guide the data center when the electric vehicle does not receive the appropriate charging station position guide from the data center in a situation where charging is required. It will be called a complementary procedure.
  • the electric vehicle When the electric vehicle receives the charging station guide from the data center (S220), the electric vehicle moves to the guided charging station to perform charging (S230).
  • the operation method of the electric vehicle shown in FIG. 2 may be embodied as computer readable program codes on a computer-readable recording medium.
  • Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. For example, there are ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and also include those implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet). .
  • the computer-readable recording medium on which the operating method of the electric vehicle according to the present invention is recorded may be mounted in a terminal attachable or mountable to the electric vehicle, or may be mounted in an electric vehicle.
  • the terminal may be any type of terminal.
  • FIG. 3 is an operation flowchart for energy management of a data center according to an embodiment of the present invention.
  • each step of configuring the energy management method of the present invention may be understood as an operation performed in a corresponding component of the data center to be described with reference to FIG. 7. It should be limited to the function itself that defines. In other words, it should be noted that the performing agent of each step is not limited by the name of the component illustrated as performing each step.
  • the electric vehicle periodically transmits its energy related information, for example, the driving position and the battery remaining information, to the data center.
  • the data center collects energy related information from the electric vehicle (S301) and manages information such as battery remaining amount and location information and vehicle speed information calculated from the location information for each electric vehicle (EV).
  • each renewable energy generation complex according to the present invention delivers the charging location, power generation efficiency, and predicted power generation to the data center.
  • the data center according to the present invention collects information from various renewable energy power plants (S302), and manages the generation amount for each renewable energy power plant.
  • step of collecting energy-related information from the electric vehicle (S301) and the step of collecting information from various renewable energy power plants (S302) are shown sequentially for convenience of description, but may be performed simultaneously as a step performed periodically. It should be understood that the order may be reversed.
  • the energy center which has collected electric vehicle energy-related information and power generation-related information from the electric vehicle and the renewable energy power plant, determines whether the amount of power generated from the renewable energy power plant exceeds the expected EV consumption (S303). When the amount of power generation is greater than the expected EV consumption, the surplus power is transmitted to the energy grid (S330). If the amount of power generation is not greater than the expected EV consumption, the amount of power generation is stored in the battery of the charging station or stored in the EV (S304).
  • the data center guides an appropriate charging station to the EV having a high charging priority based on the battery remaining amount, location, and vehicle speed information of each EV in order to efficiently store power generation in the EV.
  • the energy management method by identifying the electric vehicle that needs to be charged from the electric vehicle energy related information collected in step S301 by the data center, by selecting a charging station for the electric vehicle that needs to be charged, The method may further include transmitting information on the selected charging station to the electric vehicle requiring charging.
  • FIG. 4 is a layout diagram of an electric vehicle and a solar charging station used by the electric vehicle according to the present invention.
  • FIG. 4 two solar charging stations ST1 211 and ST2 212 are located, and three electric vehicles EV1 301, EV2 302, and EV3 303 that require charging are on the road. do.
  • a11 represents a distance between the ST1 211 and the EV1 301
  • a12 represents a distance between the ST2 212 and the EV1 301
  • b21 indicates a distance between the ST1 211 and the EV2 30
  • b22 indicates a distance between the ST2 212 and the EV2 302.
  • C31 denotes the distance between the ST1 211 and the EV3 303
  • c32 denotes the distance between the ST2 212 and the EV3 303.
  • the data center continuously and periodically manages information about the location of each solar charging station, the current location of the moving electric vehicle, and the distance traveled from each solar air charging station to the moving electric vehicle.
  • the data center also manages power generation efficiency of each charging station and power consumption ratio information of the electric vehicle, thereby enabling efficient energy supply and consumption.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of energy information managed for selecting a charging station according to an embodiment of the present invention.
  • dmn represents a distance between charging station m and electric vehicle n
  • Cm means power generation efficiency of charging station m
  • power generation efficiency of charging station is related to, for example, current generation amount, current battery storage amount, predicted generation amount, and the like.
  • Bn means power consumption rate of the electric vehicle n
  • the power consumption rate of the electric vehicle is related to, for example, current vehicle speed, current power consumption, current battery level, and the like.
  • the amount of energy generated per unit time from the battery storage capacity 6000 of the solar charging station 210, the photovoltaic (PV) 4000, and the currently charged energy is limited.
  • Information about amount 6100 is shown conceptually.
  • the battery capacity (7000) of the electric vehicle, the amount of electricity (7100) currently charged in the electric vehicle, information on the amount of electricity (5000) currently consumed in the electric vehicle and the moving distance (dnm) of the electric vehicles that can be covered in the charging station is conceptual. Is indicated.
  • the data center provides this information, namely, the amount 4000 of energy generated per unit time from photovoltaic (PV) in the battery storage capacity 6000 of the charging station 210, and the amount currently charged 6100, and
  • the estimated power generation information is identified, stored and managed together with the location information of the charging station.
  • the data center also provides information about the location, speed of movement of the moving vehicle, the battery capacity of the vehicle (7000), the amount of electricity currently charged (7100), the amount of electricity currently consumed (5000) and the electric vehicles that can be covered at the charging station.
  • Moving distance (dnm) is analyzed and managed in real time.
  • data centers can apply flexible electricity rates to electric vehicle charging rates, and can also calculate where additional PV PV charging stations should be installed through analysis of electric vehicle movement monitoring.
  • This utilization method can be achieved by mapping a coverable electric vehicle based on the amount of power generated at one PV charging station.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a method of applying elasticity fee according to an embodiment of the present invention.
  • each step of configuring the electric vehicle charging method of the present invention may be understood as an operation performed in a corresponding component of the data center to be described with reference to FIG. 7. It should be limited to the function itself defining the steps. In other words, it should be noted that the performing agent of each step is not limited by the name of the component illustrated as performing each step.
  • the method of applying the elasticity charge of the present invention first, it is determined whether the battery of the charging station is fully charged (S610).
  • the electricity is lost in the power or line to be sent to the energy grid 100 by charging by applying the electric charge to the electric vehicle at the lowest cost (S611). Can be used.
  • the data center manages information on the power consumption rate of each electric vehicle (EV), the electric vehicles are sorted according to the first power EV consumption rate (S620).
  • the data center also manages distance information between the charging station and the EV, so that the electric vehicles are arranged according to the moving distance of the charging station branch from the second reference electric vehicle (S630).
  • the data center manages information on the remaining battery capacity of the EVs, the electric vehicles are arranged according to the EV battery remaining amount, which is the third criterion (S640).
  • steps S620, S620, and S630 may be simultaneously illustrated for convenience and may be simultaneously performed, or the order thereof may be changed.
  • the alignment criteria shown in this embodiment is merely exemplary and various modifications and addition of separate criteria will be possible.
  • the electric vehicle determined to be the least remaining battery, the highest power consumption rate, and the longest distance to the charging station (S650). In this case, the most expensive fee is applied (S651). In the case of the remaining electric vehicle, the fare suitable for itself is applied according to the elastic fare set in consideration of the first to third determination criteria (S660).
  • FIG. 7 is a block diagram of a data center according to an embodiment of the present invention.
  • Components to be described below may be defined by functions performed by each of the components defined by the functional division, not the physical division.
  • Each of the components may be implemented in hardware and / or program code and a processing unit for performing each function, and the functions of two or more components may be included in one component and implemented.
  • the data center according to the present invention includes an EV energy information collecting unit 111, a power generation related information collecting unit 112, a control unit 113, and an energy and power generation information database 114.
  • the data center according to the present invention may also be referred to as a renewable energy management system for an electric vehicle.
  • the EV energy information collecting unit 111 collects electric vehicle energy related information from one or more electric vehicles.
  • the generation related information collection unit 112 collects generation related information from one or more power generation complexes.
  • the controller 113 compares the total generated power generation amount with the electric vehicle consumption expected amount to process the surplus power amount or the power generation amount.
  • the control unit 113 transmits surplus power to the energy grid when the total power generation exceeds the electric vehicle consumption estimate, and stores the power generation in the charging station or the electric vehicle when the total power generation is less than the electric vehicle consumption expected. Control your electric car.
  • the control unit 113 also checks the electric vehicle requiring charging from the electric vehicle energy related information collected by the EV energy information collecting unit 111, selects a charging station for the electric vehicle requiring charging, and selects the selected charging. Information about the station is transmitted to the electric vehicle in need of charging.
  • the data center (or energy management system) according to the present invention is a charging control unit that charges for the electric vehicle according to the elasticity rate set in accordance with one or more charging criteria when the amount of power generation is stored in the electric vehicle in the process of processing surplus power or generation amount (Not shown) may be separately included.
  • the charging control unit may be configured to include the function in the control unit 113 to be integrated into one block with the control unit 113.
  • the energy and power generation information database 114 stores and manages electric vehicle energy related information and power generation related information collected by the EV energy information collecting unit 111 and the power generation related information collecting unit 112.
  • database used in the present invention does not mean a strict form of a database, such as a relational or object-oriented database, but a functional component that stores information. It can be implemented as.
  • it may be configured as a simple information storage component in the form of a file-base used in the present invention.
  • a large capacity battery in the case of photovoltaic power generation, a large capacity battery must be constructed according to the efficiency of the solar cell, and by using an electric vehicle as a mobile battery, the size of the large capacity battery can be reduced to reduce costs.

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Abstract

에너지 관리 방법 및 에너지 관리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 에너지 관리 방법은, 하나 이상의 전기 자동차로부터 전기 자동차 에너지 관련 정보를 수집하는 단계, 하나 이상의 신재생 에너지 발전소로부터 발전 관련 정보를 취합하는 단계, 및 취합한 전체 발전량과 전기 자동차 소비 예상량을 비교하여 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

에너지 관리 방법 및 이를 이용하는 에너지 관리 시스템
본 발명은 전기 자동차를 위한 에너지 관리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 자동차를 위한 신재생 에너지 관리 방법 및 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.
지구환경 온난화와 자원 고갈 문제로 신재생 에너지 및 이를 이용한 산업이 녹색산업으로 각광받고 있다. 그 중 석유 에너지 고갈 및 대기환경 오염 문제로 인해 특히 전기 자동차(Electric Vehicle)에 대한 연구가 최근 더욱더 활발히 진행되고 있다.
전기 자동차의 충전 방식은 그 분류 방식에 따라 정차식 또는 비정차식으로 나뉘거나 혹은 접촉식 또는 비접촉식 충전 방식 등으로 구분될 수 있다. 정차식 충전은 배터리 구동 전기 자동차나 연료전지 구동 전기 자동차와 같이 차량이 정차한 후 충전 설비를 이용하여 배터리에 전기를 충전하거나 연료전지를 교환하는 충전 방식이고 비정차식은 정차를 하지 않은 상태 즉, 주행 중 충전하는 방식이다.
한편, 접촉식 충전은 차량과 충전 설비 사이에 충전 라인이 있어서 플러그인 코드를 연결하여 급전하는 방식이고, 비접촉식 충전은 차량과 충전 설비 사이에 직접적인 연결라인 없이 비접촉식으로 전기를 충전하는 방식이다.
관련하여, 현재 태양광에서 발전되는 DC 전류는 인버터를 통하여 AC로 변환되어 한전의 전력망으로 전달된다. 또한, 전기 자동차의 경우 전력망에서 송/배전과정을 통하여 가정 또는 특정 충전 스테이션까지 전달된 AC가 DC로 변환되어 전기 자동차에 충전된다.
종래기술에 따르면 태양광에서 발전되는 DC 전류를 전력망에 송전함에 따라 변환에 의한 손실과 송배전에 따른 손실이 합해져서 전력 손실이 크다. 특히 신재생 에너지의 경우 발전 단가가 현저히 높기 때문에 전력 변환을 최소화하여 배터리에 저장하기 위한 방법이 필요하다.
신재생 에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛·물·지열·강수·생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 의미하며, 신재생 에너지 발전은 이러한 신재생 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 것을 말한다. 신재생 에너지 발전은 지속 가능한 에너지 공급체계를 위한 미래에너지원을 그 특성으로 하며, 신재생 에너지는 유가의 불안정과 기후변화 협약의 규제 대응 등으로 그 중요성이 커지고 있다.
그런데, 이러한 신재생 에너지의 경우 전력 불안전성이 90%에 달하기 때문에 순간 발생하는 잉여 전력을 에너지 그리드로 직접 송전하는 경우 그리드망에 부하가 발생한다는 문제가 있다.
상술한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 순간 발생하는 잉여 전력을 전기 자동차를 이용해 저장하는 에너지 관리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 에너지 관리 방법을 이용하는 에너지 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 에너지 관리 방법에 의해 충전을 수행하는 전기 자동차를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 에너지 관리 방법은, 하나 이상의 전기 자동차로부터 전기 자동차 에너지 관련 정보를 수집하는 단계, 하나 이상의 신재생 에너지 발전소로부터 발전 관련 정보를 취합하는 단계, 및 취합한 전체 발전량과 전기 자동차 소비 예상량을 비교하여 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계는, 상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량을 초과하는 경우 잉여 전력량을 에너지 그리드로 송전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계는 또한, 상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량 이하인 경우 발전량을 충전 스테이션 또는 전기 자동차에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전기 자동차 에너지 관련 정보는 전기 자동차의 주행 위치 및 배터리 잔량 정보를 포함한다.
상기 발전 관련 정보는, 충전 스테이션의 위치, 발전 효율, 및 예측 발전량에 대한 정보 중 하나 이상을 포함한다.
상기 에너지 관리 방법은, 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보로부터 충전을 필요로 하는 전기 자동차를 파악하는 단계, 충전이 필요한 전기 자동차를 위한 충전 스테이션을 선택하는 단계, 및 선택한 충전 스테이션에 대한 정보를 상기 충전이 필요한 전기 자동차에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 에너지 관리 방법은, 상기 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계에서 발전량이 전기 자동차에 저장되는 경우, 하나 이상의 과금 기준에 따라 책정된 탄력 요금에 따라 상기 전기 자동차에 대해 과금하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 과금 기준은, 전기 자동차의 전력소비율, 전기 자동차의 충전 스테이션까지의 이동 거리, 및 전기 자동차의 배터리 잔량 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 에너지 관리 시스템은, 하나 이상의 전기 자동차로부터 전기 자동차 에너지 관련 정보를 수집하는 에너지 정보 수집부, 하나 이상의 신재생 에너지 발전소로부터 발전 관련 정보를 취합하는 발전 정보 수집부, 및 취합한 전체 발전량과 전기 자동차 소비 예상량을 비교하여 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량을 초과하는 경우 잉여 전력량을 에너지 그리드로 송전한다.
상기 제어부는 또한, 상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량 이하인 경우 발전량을 충전 스테이션 또는 전기 자동차에 저장하도록 상기 충전 스테이션 또는 전기 자동차를 제어한다.
상기 제어부는, 상기 에너지 정보 수집부가 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보로부터 충전을 필요로 하는 전기 자동차를 파악하고, 충전이 필요한 전기 자동차를 위한 충전 스테이션을 선택하여 선택한 충전 스테이션에 대한 정보를 상기 충전이 필요한 전기 자동차에게 전송한다.
상기 전기 자동차 에너지 관련 정보는 전기 자동차의 주행 위치 및 배터리 잔량 정보를 포함한다.
상기 발전 관련 정보는, 충전 스테이션의 위치, 발전 효율, 및 예측 발전량에 대한 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 또한, 발전량이 전기 자동차에 저장되는 경우 하나 이상의 과금 기준에 따라 책정된 탄력 요금에 따라 상기 전기 자동차에 대해 과금한다.
상기 과금 기준은, 전기 자동차의 전력소비율, 전기 자동차의 충전 스테이션까지의 이동 거리, 및 전기 자동차의 배터리 잔량 중 하나 이상을 포함한다.
상기 에너지 관리 시스템은, 상기 에너지 정보 수집부 및 발전 정보 수집부가 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보 및 발전 관련 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전기 자동차는, 전기 자동차의 에너지 관련 정보를 주기적으로 데이터 센터로 송신하는 에너지 정보 송신부 및 배터리 잔량 정보에 기초하여 충전이 필요한지 판단하고 충전이 필요한 경우 충전 안내 요청을 상기 데이터 센터로 송신하며 상기 데이터 센터로부터 충전 스테이션 안내 메시지를 수신하는 충전 제어부를 포함한다.
상기 전기 자동차의 에너지 관련 정보는 전기 자동차의 주행 위치 및 배터리 잔량 정보를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 전기 자동차와 데이터센터 간의 데이터 교환을 통하여 전기 자동차에 신재생 에너지에서 발전된 전기를 직접 배터리에 충전함으로써 신재생 에너지의 무변전을 통해 전기 자동차의 충전 단가를 효과적으로 낮출 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 순간 발생하는 잉여 전력을 전기 자동차 배터리에 분산 저장할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차를 위한 충전 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 센터의 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동차와 전기 자동차가 이용하는 태양광 충전 스테이션의 배치 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전 스테이션 선택을 위해 관리되는 에너지 정보 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄력 요금 적용 방법의 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 센터의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 판례 등에 따라서 다르게 호칭될 수 있다. 그러므로, 용어에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어 "단말"은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 설명하는 각 블록 또는 각 단계는 특정 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇몇 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급되는 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함이 인지되어야 할 것이다. 예를 들어, 연이어 도시되는 두 개의 블록들 또는 단계들이 동시에 수행되거나, 그 블록들 또는 단계들이 해당하는 기능에 따라 때때로 역순으로 수행되는 것 또한 가능하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차를 위한 충전 시스템의 개념도이다.
도 1에서는 전기 자동차의 수요전력과 신재생에너지의 발전 전력의 밸런스를 효율적으로 관리하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충전 시스템의 구조를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 충전 시스템은 에너지 그리드(100), 데이터 센터(110), 에너지 발전단지(200), 충전 스테이션(210)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 에너지 그리드(100)는 지능형 전력망을 뜻하는 스마트 그리드의 의미를 포함한다. 에너지 그리드 또는 스마트 그리드는 발전으로부터 송배전을 거쳐 판매로 이어지는 전력망에 IT 기술을 접목하여, 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하고 에너지효율을 최적화한 전력망을 의미한다.
에너지 그리드(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 전력 관련 정보를 관리하는 전력망 관리센터(100A)를 포함할 수 있으며, 전력망 관리센터(100A)는 본 발명에 따른 에너지 관리를 수행하는 데이터 센터(110)와 밀접하게 연동한다.
본 발명에 따른 전기 자동차(300)는 도 1에 도시된 바와 같은 충전 시스템에 접속하여, 전기 자동차(300)에서 소비될 전력을 신재생 에너지 발전으로부터 충당함으로써 에너지 효율을 높인다.
본 발명에 따른 에너지 발전단지(200)에서는 신재생 에너지 발전을 수행하며, 예를 들어, 태양광에서 발전되는 DC 전류는 인버터를 통하여 AC로 변환되어 에너지 그리드(100)로 전달된다. 에너지 발전단지(200)는 태양광, 태양열, 풍력, 연료전지, 수소, 바이오, 폐기물, 석탄가스화 및 액화, 지열, 수력, 해양 에너지 등 다양한 종류의 신재생 에너지 중 하나 이상의 에너지를 생산한다.
본 발명에 따른 에너지 발전단지(200)는 에너지 발전단지의 설치 위치, 발전효율, 예측발전량에 관한 정보를 데이터 센터(110)에 전달한다(S103).
본 발명에 따른 데이터 센터(110)는 여러 곳에 설치된 다수의 에너지 발전단지(200)로부터, 에너지 발전단지의 설치 위치, 발전효율, 예측발전량에 관한 정보를 수신하고, 특정 신재생 에너지의 발전량을 파악한다. 각 발전단지에서 발생한 에너지의 발전량을 파악한 데이터 센터(110)는 충전이 필요한 전기 자동차(300)를 충전 스테이션(210)으로 안내함으로써(S102), 전기 자동차(300)가 충전할 수 있도록 서비스한다.
각 전기 자동차(300)는 자신의 운행위치, 배터리잔량 정보를 데이터 센터(110)에 전달한다(S103). 본 발명에 따른 전기 자동차는, 전기 자동차의 에너지 관련 정보를 주기적으로 데이터 센터로 송신하는 에너지 정보 송신부 및 배터리 잔량 정보에 기초하여 충전이 필요한지 판단하고 충전이 필요한 경우 충전 안내 요청을 상기 데이터 센터로 송신하며 상기 데이터 센터로부터 충전 스테이션 안내 메시지를 수신하는 충전 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 에너지 발전단지(200)에서 신재생 에너지 발전을 통해 생성된 전기에서 잉여분이 발생하면, 잉여분은 에너지 그리드(100) 계통에 인가된다(S104). 에너지 그리드(100)와 밀접하게 연동하는 데이터 센터(110)는 에너지 그리드(100)가 보유하는 에너지의 양을 상시 파악하여 관리한다.
따라서, 예를 들어, 신재생 에너지의 발전량이 부족하여 충전을 원하는 전기 자동차(300)가 일반 전기로 충전을 해야 하는 경우, 데이터 센터(110)는 에너지 그리드(100)의 전력망 관리센터(100A)와 교신하여 해당 전기 자동차(300)를 일반 전기 자동차 충전 스테이션으로 안내할 수 있다(S102).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 동작 흐름도이다.
본 발명에 따른 전기 자동차는 자신의 정보, 예를 들어, 주행위치, 배터리 잔량 정보를 주기적으로 데이터 센터에 송신한다(S200). 또한, 전기 자동차는 자신의 배터리 잔량 정보를 기초로 충전이 필요한지 판단하고(S211), 충전이 필요한 경우에는 충전 스테이션 안내 요청을 데이터 센터로 전송한다(S212).
한편, 본 발명에 따른 데이터 센터는, 전기 자동차로부터 수신한 전기 자동차 정보에 기초하여 해당 전기 자동차의 배터리 잔량이 임계치 이하인 경우 충전이 필요하다고 판단하고 해당 전기 자동차에게 가장 적합한 충전 스테이션의 위치를 안내할 수 있다. 따라서, 이러한 경우 전기 자동차가 자신이 충전이 필요하다고 판단하고 데이터 센터에 충전 스테이션 안내 요청을 전송하는 절차(S210)는 생략될 수 있다.
즉, 전기 자동차로부터의 충전 스테이션 안내 요청(S210)은, 전기 자동차가 충전이 필요한 상황에서 데이터 센터로부터 적절한 충전 스테이션 위치 안내를 수신하지 못하는 경우, 전기 자동차가 능동적으로 데이터 센터에 안내해 줄 것을 요청하는 보완적인 절차라 할 것이다.
전기 자동차가 데이터 센터로부터 충전 스테이션 안내를 수신하면(S220), 안내 받은 충전 스테이션으로 이동하여 충전을 수행한다(S230).
도 2를 통해 도시한 전기 자동차의 동작 방법은, 컴퓨터로 독출가능한 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 독출가능한 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예컨대, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, 블루레이, 자기테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예컨대, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
본 발명에 따른 전기 자동차의 동작 방법이 기록된 컴퓨터로 독출가능한 기록매체는 전기 자동차에 부착 또는 탑재 가능한 단말에 장착될 수 있으며, 전기 자동차에 내장되는 형태로 장착될 수도 있다. 여기서, 단말은 어떤 형태의 단말이든 무방하다 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 센터의 에너지 관리를 위한 동작 흐름도이다.
이하의 실시예 설명에서 본 발명의 에너지 관리 방법을 구성하는 각 단계들이 도 7을 통하여 설명될 데이터 센터의 대응되는 구성요소에서 수행되는 동작으로 이해될 수 있으나, 방법을 구성하는 각 단계들은 각 단계를 정의하는 기능 자체로서 한정되어야 한다. 즉, 각 단계를 수행하는 것으로 예시된 구성요소의 명칭에 의해서 각 단계의 수행주체가 한정되지 않음에 유의하여야 한다.
도 2에 도시된 실시예의 설명에서 전기 자동차가 자신의 에너지 관련 정보, 예를 들어, 주행 위치, 배터리 잔량 정보를 주기적으로 데이터 센터에 송신함을 설명하였다.
그에 따라 데이터 센터는 전기 자동차로부터 에너지 관련 정보를 수집하여(S301), 각 전기 자동차(EV: Electric Vehicle) 별로 배터리 잔량과 위치 정보, 그리고 위치 정보로부터 계산된 차속 정보 등의 정보를 관리한다.
또한, 앞서 본 발명에 따른 각 신재생 에너지 발전단지가 충전위치, 발전효율, 예측 발전량을 데이터 센터에 전달함을 설명하였다. 본 발명에 따른 데이터 센터는 여러 신재생 에너지 발전소로부터 정보를 취합하고(S302), 각 신재생 에너지 발전소 별로 발전량을 관리한다.
여기서, 전기 자동차로부터 에너지 관련 정보를 수집하는 단계(S301)와 여러 신재생 에너지 발전소로부터 정보를 취합하는 단계(S302)는 설명의 편의상 순차적으로 도시하였으나, 주기적으로 수행되는 단계로서 동시에 수행될 수도 있고 그 순서가 역순일 수도 있음이 이해되어야 할 것이다.
전기 자동차 및 신재생 에너지 발전소로부터 전기 자동차 에너지 관련 정보 및 발전 관련 정보를 수집한 에너지 센터는, 신재생 에너지 발전소로부터 취합한 발전량이 EV 소비 예상량을 넘어서는지 판단한다(S303). 발전량이 EV 소비 예상량보다 큰 경우, 잉여 전력량을 에너지 그리드로 송전한다(S330). 발전량이 EV 소비 예상량보다 크지 않다면 발전량을 충전 스테이션의 배터리에 저장하거나 EV에 저장한다(S304).
도 3에 도시하지 않았으나, 데이터 센터는 발전량을 효율적으로 EV에 저장하기 위하여, 각 EV의 배터리 잔량, 위치, 차속 정보를 근거로 충전 우선순위가 높은 EV에게 적절한 충전 스테이션을 안내한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 에너지 관리 방법은, 데이터 센터가 단계 S301에서 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보로부터 충전을 필요로 하는 전기 자동차를 파악하고, 충전이 필요한 전기 자동차를 위한 충전 스테이션을 선택하여, 선택한 충전 스테이션에 대한 정보를 상기 충전이 필요한 전기 자동차에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동차와 전기 자동차가 이용하는 태양광 충전 스테이션의 배치 개념도이다.
도 4에서는 2개의 태양광 충전 스테이션 ST1(211), ST2(212)가 위치하고 있으며, 충전을 필요로 하는 3개의 전기 자동차 EV1(301), EV2(302), EV3(303)가 도로에 있다고 가정한다.
도 4에서, a11은 ST1(211) 및 EV1(301) 간의 거리를, a12은 ST2(212) 및 EV1(301) 간의 거리를 나타낸다. b21은 ST1(211) 및 EV2(302) 간의 거리를, b22은 ST2(212) 및 EV2(302) 간의 거리를 나타낸다. 또한, c31은 ST1(211) 및 EV3(303) 간의 거리를, c32은 ST2(212) 및 EV3(303) 간의 거리를 나타낸다.
본 발명에 따른 데이터 센터는 각 태양광 충전 스테이션의 위치, 이동 중인 전기 자동차의 현재 위치 및, 각 태양공 충전 스테이션으로부터 이동중인 전기 자동차까지의 이동거리에 대한 정보를 지속적이고 주기적으로 관리한다. 데이터 센터는 또한, 각 충전 스테이션의 발전효율, 전기 자동차의 전력소비율 정보 또한 관리함으로써, 효율적인 에너지 공급과 소비를 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전 스테이션 선택을 위해 관리되는 에너지 정보 개념도이다.
도 5에서는 충전 스테이션이 태양광 충전 스테이션인 경우의 실시예를 설명한다. 도 5에서 dmn은 충전 스테이션 m과 전기 자동차 n 간의 거리를 나타내며, Cm 은 충전 스테이션 m의 발전 효율을 의미하며, 충전 스테이션의 발전 효율은 예를 들어, 현재 발전량, 현재 배터리 저장량, 예측 발전량 등과 관련된다. Bn은 전기 자동차 n의 전력소비율을 의미하며, 전기 자동차의 전력 소비율은 예를 들어, 현재 차속, 현재 소비전력, 현재 배터리 잔량 등과 관련된다.
도 5를 참조하면, 태양광으로부터 에너지 공급이 한정되어 있는 태양광 충전 스테이션(210)의 배터리 저장용량(6000), PV(Photovoltaic)로부터 에너지가 단위 시간당 발생되는 양(4000), 그리고 현재 충전된 양(6100)에 대한 정보가 개념적으로 도시되어 있다. 또한, 전기 자동차의 배터리 용량(7000), 전기 자동차에 현재 충전된 양(7100), 전기 자동차에서 현재 소비되고 있는 전력량(5000) 정보와 충전 스테이션에서 커버 가능한 전기 자동차들의 이동 거리(dnm)가 개념적으로 나타나 있다.
데이터 센터는 이러한 정보, 즉, 충전 스테이션(210)의 배터리 저장용량(6000)에 PV(Photovoltaic)로부터 에너지가 단위 시간당 발생되는 양(4000), 및 현재 충전된 양(6100)에 대한 정보, 그리고 예측 발전량 정보를 파악하여, 충전 스테이션의 위치 정보와 함께 저장, 관리한다.
데이터 센터는 또한, 이동 중인 전기 자동차의 위치, 이동속도, 전기 자동차의 배터리 용량(7000), 현재 충전된 양(7100), 현재 소비되고 있는 전력량(5000) 정보와 충전 스테이션에서 커버 가능한 전기 자동차들의 이동 거리(dnm)를 실시간으로 분석 및 관리하고 있다.
데이터 센터에서는 이러한 정보를 기반으로 전기 자동차 충전요금에 탄력 전기료를 적용할 수 있고, 전기 자동차의 이동 모니터링 분석을 통하여 태양광 PV 충전 스테이션을 추가로 설치해야 하는 위치를 계산할 수도 있다. 이러한 활용 방법은, 1개의 PV 충전 스테이션에서 발생되는 전력량을 기반으로 커버가 가능한 전기 자동차를 매핑함으로써 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄력 요금 적용 방법의 동작 순서도이다.
이하의 실시예 설명에서 본 발명의 전기 자동차 과금 방법을 구성하는 각 단계들이 도 7을 통하여 설명될 데이터 센터의 대응되는 구성요소에서 수행되는 동작으로 이해될 수 있으나, 방법을 구성하는 각 단계들은 각 단계를 정의하는 기능 자체로서 한정되어야 한다. 즉, 각 단계를 수행하는 것으로 예시된 구성요소의 명칭에 의해서 각 단계의 수행주체가 한정되지 않음에 유의하여야 한다.
도 6을 이용해 본 발명에 따른 탄력요금 적용 방법의 일 실시예에 대해 설명하면 아래와 같다.
본 발명의 탄력요금 적용 방법에 따르면, 우선 충전 스테이션의 배터리가 완충 상태인지 판단한다(S610).
PV 충전 스테이션의 배터리가 완충 상태라면, 특정 전기 자동차를 이동 배터리로 이용하는 경우 해당 전기 자동차에 전기료를 가장 저렴하게 적용하여(S611) 과금함으로써, 에너지 그리드(100)로 보내질 전력 또는 라인에서 손실되는 전기를 활용할 수 있다.
데이터 센터에서는 각 EV(Electric Vehicle)의 전력소비율에 대해 정보를 관리하고 있으므로, 제1 기준인 EV 전력소비율에 따라 전기 자동차들을 정렬한다(S620). 데이터 센터는 또한, 충전 스테이션과 EV 간의 거리 정보를 관리하므로, 제2 기준인 전기 자동차로부터 충전 스테이션가지의 이동 거리에 따라 전기 자동차들을 정렬한다(S630). 추가적으로, 데이터 센터는 EV들의 배터리 잔량에 대해 정보를 관리하므로, 제3 기준인 EV 배터리 잔량에 따라 전기 자동차들을 정렬한다(S640).
본 발명에서 제1 기준 내지 제3 기준에 따라 전기 자동차들을 정렬하여 우선순위를 부여하는 이유는 차별적이고 탄력적인 요금을 적용하기 위한 것이다. 따라서, 단계 S620, 단계 S620, 및 단계 S630는 편의를 위해 순차적으로 도시되었을 뿐 동시에 이루어질 수도 있고, 그 순서가 변경되어 시리될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서 나타낸 정렬 기준은 예시적인 것에 불과하며 다양한 변형 및 별도 기준의 추가 또한 가능하다 할것이다.
제1 기준 내지 제3 기준에 따라 전기 자동차들을 정렬하여 판단한 결과, 배터리 잔량이 가장 적고, 전력 소비율이 가장 높으며, 충전 스테이션까지의 이동거리가 가장 먼 전기 자동차인 것으로 판단된(S650) 전기 자동차의 경우, 가장 비싼 요금을 적용받게 된다(S651). 나머지 전기 자동차의 경우 제1 내지 제3 판단 기준을 고려하여 책정된 탄력 요금에 따라 자신에게 적합한 요금을 적용받게 된다(S660).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 센터의 블록 구성도이다.
아래에서 설명할 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로서 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 및/또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다.
따라서, 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행하는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.
본 발명에 따른 데이터 센터는, EV 에너지 정보 수집부(111), 발전 관련 정보 수집부(112), 제어부(113), 에너지 및 발전 정보 데이터베이스(114)를 포함한다. 본 발명에 따른 데이터 센터는 전기 자동차를 위한 신재생 에너지 관리 시스템으로도 칭할 수 있다.
EV 에너지 정보 수집부(111)는 하나 이상의 전기 자동차로부터 전기 자동차 에너지 관련 정보를 수집한다. 발전 관련 정보 수집부(112)는 하나 이상의 발전 단지로부터 발전 관련 정보를 취합한다.
제어부(113)는 취합한 전체 발전량과 전기 자동차 소비 예상량을 비교하여 잉여 전력량 또는 발전량을 처리한다. 구체적으로 제어부(113)는, 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량을 초과하는 경우 잉여 전력량을 에너지 그리드로 송전하며 상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량 이하인 경우 발전량을 충전 스테이션 또는 전기 자동차에 저장하도록 충전 스테이션 또는 전기 자동차를 제어한다.
제어부(113)는 또한, EV 에너지 정보 수집부(111)가 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보로부터 충전을 필요로 하는 전기 자동차를 파악하고, 충전이 필요한 전기 자동차를 위한 충전 스테이션을 선택하여, 선택한 충전 스테이션에 대한 정보를 상기 충전이 필요한 전기 자동차에게 전송한다.
본 발명에 따른 데이터 센터(또는 에너지 관리 시스템)는 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 과정에서 발전량이 전기 자동차에 저장되는 경우 하나 이상의 과금 기준에 따라 책정된 탄력 요금에 따라 전기 자동차에 대해 과금하는 과금 제어부(미도시)를 별도로 포함할 수 있다.
한편, 과금 제어부는 제어부(113)에 그 기능이 포함되어 제어부(113)와 하나의 블록으로 통합되도록 구성될 수 있다.
에너지 및 발전 정보 데이터베이스(114)는 EV 에너지 정보 수집부(111) 및 발전 관련 정보 수집부(112)가 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보 및 발전 관련 정보를 저장하고 관리한다.
본 발명에서 사용되는 데이터베이스(database)라는 용어는 관계형(relational), 객체지향형(objected-oriented) 데이터베이스와 같이 엄밀한 형태의 데이터베이스를 의미하는 것이 아니라 정보를 저장하는 기능적 구성요소를 의미하는 것으로, 다양한 형태로 구현될 수 있다.
예컨대, 본 발명에서 사용되는 파일 베이스(file-base) 형태의 간단한 정보 저장 구성요소로서 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 다양한 실시예를 통해 실현되는 본 발명의 구성에 따르면, 전기 자동차의 수요전력과 신재생에너지 발전 전력의 밸런스를 효율적으로 관리하여 에너지 효율이 향상되도록 제어할 수 있다.
특히, 태양광 발전의 경우 솔라셀 효율에 따라 대용량 배터리를 구축해야 하는데, 전기 자동차를 이동형 배터리로 활용함으로써 대용량 배터리 규모를 소형화함으로써 비용 절감 효과가 있다.
또한, 전기 자동차가 충전을 필요로 하여 인근에 태양광 충전 스테이션을 찾을 때 현재 발전 효율이 좋은 충전 스테이션으로 안내함으로써 태양광에서 발전된 전기를 직접 전기 자동차로 저장할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.
뿐만 아니라, PV 충전 스테이션과 전기 자동차에 대한 정보를 수집하여 분석, 관리하는 데이터 센터를 별도로 구축함으로써 에너지 공급과 수요의 균형을 조정하여 에너지 효율화를 높일 수 있는 이점이 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 하나 이상의 전기 자동차로부터 전기 자동차 에너지 관련 정보를 수집하는 단계;
    하나 이상의 신재생 에너지 발전소로부터 발전 관련 정보를 취합하는 단계; 및
    취합한 전체 발전량과 전기 자동차 소비 예상량을 비교하여 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계를 포함하는, 에너지 관리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계는,
    상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량을 초과하는 경우 잉여 전력량을 에너지 그리드로 송전하는 단계를 포함하는, 에너지 관리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계는,
    상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량 이하인 경우 발전량을 충전 스테이션 또는 전기 자동차에 저장하는 단계를 포함하는, 에너지 관리 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 자동차 에너지 관련 정보는,
    전기 자동차의 주행 위치, 전력 소비율 및 배터리 잔량 중 하나 이상의 정보를 포함하는, 에너지 관리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발전 관련 정보는, 에너지 발전 단지의 위치, 충전 스테이션의 위치, 발전 효율, 및 예측 발전량에 대한 정보 중 하나 이상을 포함하는 에너지 관리 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 단계에서 발전량이 전기 자동차에 저장되는 경우,
    하나 이상의 과금 기준에 따라 책정된 탄력 요금에 따라 상기 전기 자동차에 대해 과금하는 단계를 더 포함하는, 에너지 관리 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 과금 기준은,
    전기 자동차의 전력소비율, 전기 자동차의 충전 스테이션까지의 이동 거리, 및 전기 자동차의 배터리 잔량 중 하나 이상을 포함하는, 에너지 관리 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보로부터 충전을 필요로 하는 전기 자동차를 파악하는 단계;
    충전이 필요한 전기 자동차를 위한 충전 스테이션을 선택하는 단계; 및
    선택한 충전 스테이션에 대한 정보를 상기 충전이 필요한 전기 자동차에게 전송하는 단계를 더 포함하는, 에너지 관리 방법.
  9. 하나 이상의 전기 자동차로부터 전기 자동차 에너지 관련 정보를 수집하는 에너지 정보 수집부;
    하나 이상의 신재생 에너지 발전소로부터 발전 관련 정보를 취합하는 발전 정보 수집부; 및
    취합한 전체 발전량과 전기 자동차 소비 예상량을 비교하여 잉여 전력량 또는 발전량을 처리하는 제어부를 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량을 초과하는 경우 잉여 전력량을 에너지 그리드로 송전하는, 에너지 관리 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전체 발전량이 전기 자동차 소비 예상량 이하인 경우 발전량을 충전 스테이션 또는 전기 자동차에 저장하도록 상기 충전 스테이션 또는 전기 자동차를 제어하는, 에너지 관리 시스템.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 전기 자동차 에너지 관련 정보는 전기 자동차의 주행 위치, 전력 소비율 및 배터리 잔량 중 하나 이상의 정보를 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 발전 관련 정보는, 충전 스테이션의 위치, 발전 효율, 및 예측 발전량에 대한 정보 중 하나 이상을 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    발전량이 전기 자동차에 저장되는 경우 하나 이상의 과금 기준에 따라 책정된 탄력 요금에 따라 상기 전기 자동차에 대해 과금하는, 에너지 관리 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 과금 기준은,
    전기 자동차의 전력소비율, 전기 자동차의 충전 스테이션까지의 이동 거리, 및 전기 자동차의 배터리 잔량 중 하나 이상을 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 에너지 정보 수집부가 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보로부터 충전을 필요로 하는 전기 자동차를 파악하고, 충전이 필요한 전기 자동차를 위한 충전 스테이션을 선택하여 선택한 충전 스테이션에 대한 정보를 상기 충전이 필요한 전기 자동차에게 전송하는, 에너지 관리 시스템.
  17. 청구항 9에 있어서,
    상기 에너지 정보 수집부 및 상기 발전 정보 수집부가 수집한 전기 자동차 에너지 관련 정보 및 발전 관련 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하는, 에너지 관리 시스템.
  18. 전기 자동차의 에너지 관련 정보를 주기적으로 데이터 센터로 송신하는 에너지 정보 송신부; 및
    배터리 잔량 정보에 기초하여 충전이 필요한지 판단하고 충전이 필요한 경우 충전 안내 요청을 상기 데이터 센터로 송신하며 상기 데이터 센터로부터 충전 스테이션 안내 메시지를 수신하는 충전 제어부를 포함하는, 전기 자동차.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 전기 자동차의 에너지 관련 정보는 전기 자동차의 주행 위치, 전력 소비율 및 배터리 잔량 중 하나 이상의 정보를 포함하는, 전기 자동차.
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