WO2018016661A1 - 태양광 모듈 연계형 ｅｓｓ를 이용한 에너지 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

태양광 모듈 연계형 ｅｓｓ를 이용한 에너지 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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유상필
김동진
정성대
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㈜하이레벤
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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention has been invented to improve the above problems, to provide an energy management system and method using a solar module linked ESS to efficiently manage and sell the electrical energy produced in the solar power plant. It is for.
  • the up-leveling time the process of monitoring whether the plurality of power demand destination is out of the purchaseable time zone that can buy electricity produced by the energy storage unit, and when the departure time is out of the purchaseable time zone, First ESS, second ESS,... , The process of charging by the n-th ESS, the first ESS including the minimum charging ESS, the second ESS,... And leveling the filling amount of each of the n-th ESSs.
  • the power switching unit 310 and the positioning unit 320 also have an upward leveling time, and a plurality of power demand sources 401 and 402 are produced by the energy storage unit 200. You can monitor whether you are out of the available time zone to buy electricity.

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Abstract

본 발명은 제1 태양광 모듈, 제2 태양광 모듈,..., 제n 태양광 모듈을 포함하는 태양광 발전부; 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈,..., 상기 제n 태양광 모듈과 각각 연결되며, 상기 태양광 발전부가 생성한 전기 에너지를 저장하는 제1 ESS, 제2 ESS,..., 제n ESS를 포함하는 에너지 저장부; 및 상기 에너지 저장부와 연결되며, 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS,..., 상기 제n ESS 중 에너지 충전량이 가장 작은 ESS부터 순차적으로 BOS(Balance Of System Equipment) 구동시켜 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS,..., 상기 제n ESS 각각의 에너지 충전량을 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 에너지 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

태양광 모듈 연계형 ＥＳＳ를 이용한 에너지 관리 시스템 및 방법
본 발명은 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전 설비에서 생산되는 전기 에너지를 효율적으로 관리하고 판매할 수 있도록 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
태양광은 지구 온난화 유발 요인 중 하나인 온실가스를 배출하지도 않고, 일체의 소음이나 환경 파괴 등의 위험이 없는 기존 에너지원과는 다른 청정 에너지원이며, 고갈의 염려도 없음은 물론, 여타 풍력이나 해수력과 달리 태양광 발전설비는 설치가 자유롭고 유지비용이 저렴하다는 장점을 갖는다.
그러나, 태양광 산업이 불황에 빠지면서 대부분의 기업들은 단품 위주의 사업만으로 수익성 확보가 쉽지 않음을 파악하고 솔루션 영역까지의 확장을 모색하는 추세이다.
이에 따라 태양광과 관련된 각종 전시회에서는 태양광 모듈과 인버터, 에너지 저장장치 등을 합쳐 전시하는 것이 일반적인 모습이었다.
중국의 BYD, 프랑스의 Saft 등 배터리 관련 기업은 배터리를 중심으로, 독일 SMA 등은 인버터 등 중전기기를 중심으로 한 솔루션을 선보였다.
이중, 태양광 솔루션의 원가는 모듈이 40%, 주변기기를 포함한 BOS(Balance Of System)이 60%를 차지하고 있다.
셀/모듈 사업이 저수익 구조로 고착화되고 있는 상황에서 배터리와 인버터, 케이블 등에서의 수익성 확보가 필수적이었기 때문이다.
이중, 일본의 태양광 기업 역시 솔루션 사업으로의 확장에 적극적으로 대응하고 있으며, 이에 더해 일본 정부의 ESS(Energy Storage System) 보조금 지급 정책에 힘입어 태양광 발전 시스템과 ESS의 결합은 속도를 내고 있다.
이러한 추세에서 ESS에 의한 과잉 전력의 효율적인 관리 및 판매 방안에 대한 장치 및 시스템의 개발이 더욱 절실한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 태양광 발전 설비에서 생산되는 전기 에너지를 효율적으로 관리하고 판매할 수 있도록 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 태양광 모듈, 제2 태양광 모듈, …, 제n 태양광 모듈을 포함하는 태양광 발전부; 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈과 각각 연결되며, 상기 태양광 발전부가 생성한 전기 에너지를 저장하는 제1 ESS, 제2 ESS, …, 제n ESS를 포함하는 에너지 저장부; 및 상기 에너지 저장부와 연결되며, 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 중 에너지 충전량이 가장 작은 ESS(이하 '최소충전 ESS')부터 순차적으로 BOS(Balance Of System Equipment) 구동시켜 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 에너지 충전량을 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 에너지 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 에너지 관리부는, 상기 최소충전 ESS와 연결된 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈 중 어느 하나에 상기 BOS 구동이 이루어질 때, 상기 평균충전량 이상으로 충전이 이루어지기까지 걸리는 상향 평준화 시간을 고려하여, 상기 에너지 관리부와 연결된 복수의 전력 수요처를, 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 전력계통에서 공급하는 전력요금보다 높은 가격으로 사들이는 매입(買入) 주체 중에서 가장 비싸게 사들이는 매입 주체로 각각 변경시키는 매전(買電) 절환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 에너지 관리부는, 상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대에, 상기 에너지 저장부의 상기 평균충전량이 특정값 이하일 때에는, 상기 매전 절환부에 의하여 변경된 상기 복수의 매입 주체들 각각이 상기 생산된 전기를 사들이는 가격이 같을 경우, 상기 복수의 매입 주체들중 상기 에너지 관리부로부터 최단거리에 위치한 매입 주체에 매전하는 위치 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에너지 관리부는, 상기 상향 평준화 시간이, 상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대를 벗어나는 것을 방지하도록, 상기 에너지 저장부의 제1 ESS, 제2 ESS, …, 제n ESS가 상호 충전함으로써, 상기 최소충전 ESS를 포함한 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 충전량을 평준화시키는 충전 평준화부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 제1 태양광 모듈, 제2 태양광 모듈, …, 제n 태양광 모듈과 각각 연결되어 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈이 생성한 전기 에너지를 저장하는 제1 ESS, 제2 ESS, …, 제n ESS 각각의 에너지 충전량을 실시간으로 모니터링하는 제1 단계; 및 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 중에서 에너지 충전량이 가장 작은 ESS(이하 '최소충전 ESS')부터 순차적으로 BOS(Balance Of System Equipment) 구동시켜 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 에너지 충전량을 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 방법을 제공할 수도 있다.
여기서, 상기 최소충전 ESS와 연결된 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈 중 어느 하나에 상기 BOS 구동이 이루어질 때, 상기 평균충전량 이상으로 충전이 이루어지기까지 걸리는 상향 평준화 시간을 측정하고 모니터링하는 과정과, 상기 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 에너지 관리부와 연결된 복수의 전력 수요처를, 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS를 포함하는 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 전력계통에서 공급하는 전력요금보다 높은 가격으로 사들이는 매입(買入) 주체 중에서 가장 비싸게 사들이는 매입 주체로 각각 변경시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대인지 아닌지를 모니터링하는 과정과, 상기 에너지 저장부의 상기 평균충전량이 특정값 이하일 때에는, 상기 복수의 전력 수요처에서 변경된 상기 매입 주체들 각각이 상기 생산된 전기를 사들이는 가격이 같은지 다른지 비교 분석하는 과정과, 상기 복수의 매입 주체들중 상기 에너지 관리부로부터 최단거리에 위치한 매입 주체에 매전하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상향 평준화 시간이, 상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 매전 가능 시간대를 벗어나는지 아닌지를 모니터링하는 과정과, 상기 매전 가능 시간대를 벗어나는 경우, 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS가 상호 충전하는 과정과, 상기 최소충전 ESS를 포함한 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 충전량을 평준화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 에너지 관리부가 최소충전 ESS부터 우선적으로 충전되도록 하고 그 다음으로 충전량이 적은 순서대로 제1, 2, …, n ESS의 충전이 이루어지도록 함으로써, 에너지 저장부의 저장 에너지를 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시킴으로써, 태양광 모듈의 ESS와 연계하여 태양광 발전 설비에서 생산되는 전기 에너지를 효율적으로 관리하고 판매할 수 있도록 하는 모티브를 제공할 수 있게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 블록도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 방법을 도시한 순서도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이다.
그리고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 블록도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 도 1과 같이 태양광 발전부(100)와 에너지 저장부(200) 및 에너지 관리부(300)를 포함하는 구성임을 파악할 수 있다.
태양광 발전부(100)는 제1 태양광 모듈(101), 제2 태양광 모듈(102), 제3 태양광 모듈(103), …, 제n 태양광 모듈(10n)을 포함하는 것으로, 태양(700)으로부터 전달되는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것이다.
에너지 저장부(200)는 제1 태양광 모듈(101), 제2 태양광 모듈(102), 제3 태양광 모듈(103), …, 제n 태양광 모듈(10n)과 각각 연결되며, 태양광 발전부(100)가 생성한 전기 에너지를 저장하는 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n)를 포함하는 것이다.
즉, 에너지 저장부(200)는 태양광 발전부(100)에 의하여 과잉 생산된 전력를 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해 주는 저장장치 역할을 하는 것이다.
에너지 관리부(300)는 에너지 저장부(200)와 연결되며, 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n) 중 에너지 충전량이 가장 작은 ESS(이하 '최소충전 ESS')부터 순차적으로 BOS(Balance Of System Equipment) 구동시켜 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n) 각각의 에너지 충전량을 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 역할을 하는 것이다.
여기서, 최소충전 ESS(여기서는 제n ESS(20n)라 가정)가 발생하는 것은 여러가지 다양한 원인이 있을 수 있지만, 구름(800)이나 악천후 등 태양(700)으로부터 태양광을 원활하게 받아들이지 못하는 기상 조건에 따른 원인도 그 중 하나가 될 수 있다.
이때, BOS 구동은 다양한 형태와 방식으로 이루어질 수 있는데, 예를 들면, 지하수(600)를 일시 저장한 물탱크(500)와 각각 배관 연결되어 제1 태양광 모듈(101), 제2 태양광 모듈(102), 제3 태양광 모듈(103), …, 제n 태양광 모듈(10n)에 각각 연결된 제1 노즐(501), 제2 노즐(502), 제3 노즐(503), …, 제n 노즐(50n)로부터 냉각수가 분사되도록 하는 등의 방법에 의하여 태양광 발전부(100)의 발전 효율을 향상시키거나 유지시킬 수 있을 것이다.
기타, BOS 구동은 본 발명에서 언급되지 않았지만, 배터리 관리나, 전기 배선의 관리, 과충전 방지 회로의 점검, 접지 등의 유틸리티 관리 등에 따른 제반 기기의 가동이 될 수 있을 것이다.
에너지 저장부(200)에 의한 에너지 충전량이 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화되도록 하는 것은, 후술할 전력 수요처(401, 402)에서 전기 에너지를 즉각 매입하여 사용할 수 있도록 판매함에 효율성을 도모하기 위함이다.
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.
우선, 에너지 관리부(300)는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 매전(買電) 절환부(310)와, 위치 결정부(320)와, 충전 평준화부(330)를 포함하는 것을 파악할 수 있다.
여기서, 매전 절환부(310)는 최소충전 ESS와 연결된 제1 태양광 모듈(101), 제2 태양광 모듈(102), 제3 태양광 모듈(103), …, 제n 태양광 모듈(10n) 중 어느 하나에 BOS 구동이 이루어질 때 유용한 것이다.
이때, 매전 절환부(310)는 에너지 저장부(200)의 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n) 각각이 평균충전량 이상으로 충전이 이루어지기까지 걸리는 상향 평준화 시간을 고려하여, 에너지 관리부(300)와 연결된 복수의 전력 수요처(401, 402)를, 에너지 저장부(200)에 의하여 생산된 전기를 전력계통에서 공급하는 전력요금보다 높은 가격으로 사들이는 매입(買入) 주체 중에서 가장 비싸게 사들이는 매입 주체로 각각 변경시키는 역할을 수행하는 것이다.
여기서, '전력계통'이라 함은 '한국전력' 등과 같은 상업적 전력공급망을 가리키는 것으로 정의한다.
이러한 매전 절환부(310)는, 최소충전 ESS를 포함한 에너지 관리부(300)의 현재 충전 상태를 실시간으로 전달받는 충전 모니터링 서버(311)를 포함할 수 있다.
그리고 매전 절환부(310)는, 충전 모니터링 서버(311)와 통신 가능하며, 복수의 전력 수요처(401, 402) 각각에 구비된 통신 단말(312)을 포함할 수 있다.
그리고 매전 절환부(310)는, 충전 모니터링 서버(311)와 통신 단말(312)과 상호 통신 가능하며, 복수의 전력 수요처(401, 402) 중에서, 복수의 전력 수요처(401, 402) 각각에서 전력계통에서 공급하는 전력요금보다 높은 가격으로 사들이는 매입 가능 시간대와, 상향 평준화 시간이 겹쳐지는 전력 수요처들을 전부 매입 주체로 절환하는 대상 스위치(313)를 포함할 수 있다.
또한 매전 절환부(310)는, 대상 스위치(313)와 연결되어 통신 단말(312)에 구비되며, 통신 단말(312)을 통하여 매입 주체로 절환된 전력 수요처들에게, 매입 주체로 절환되었음을 알리는 통지 디바이스(314)를 포함할 수 있다.
통지 디바이스(314)는 통신 단말(312)에 설치되는 애플리케이션이나 인스톨 프로그램의 형태로 제공되어 전력 수요처(401, 402)의 수요자들이 시각적으로 또는 청각적으로 자신의 전력 수요처가 매입 주체로 절환되었음을 인지할 수 있도록 제공될 수도 있을 것이다.
한편, 위치 결정부(320)는, 복수의 전력 수요처(401, 402)가 에너지 저장부(200)에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대에, 에너지 저장부(200)의 평균충전량이 특정값 이하일 때에는, 매전 절환부(310)에 의하여 변경된 복수의 매입 주체들 각각이 생산된 전기를 사들이는 가격이 같을 경우, 복수의 매입 주체들중 에너지 관리부(300)로부터 최단거리에 위치한 매입 주체에 매전하는 것이다.
본 발명에서는 도 2에서 우측의 전력 수요처(402)와 에너지 관리부(300)와의 거리(d2)에 비하여, 좌측의 전력 수요처(401)와 에너지 관리부(300)와의 거리(d1)가 가까움을 확인할 수 있으며, 위치 결정부(320)에 의하여 매전된 전기를 사들일 수 있는 매입 주체는 도 2 좌측의 전력 수요처(401)가 될 것이다.
이러한 위치 결정부(320)는, GPS 위성(이하 미도시) 및 지상에 위치한 GPS 제어국(이하 미도시)과 통신 가능하며, 매전 절환부(310)의 충전 모니터링 서버(311)에 구비된 제1 GPS 수신기(321)를 포함할 수 있다.
그리고 위치 결정부(320)는, GPS 위성 및 GPS 제어국과 통신 가능하며, 복수의 전력 수요처(401, 402) 각각에 구비되는 매전 절환부(310)의 통신 단말(312)에 포함된 제2 GPS 수신기(322)를 포함할 수 있다.
또한 위치 결정부(320)는, 충전 모니터링 서버(311)에 구비되며, 제1 GPS 수신기(321)로부터 복수의 전력 수요처(401, 402) 각각에 구비된 복수의 제2 GPS 수신기(322)들 사이의 거리를 비교 분석하는 비교 검출기(323)를 포함할 수 있다.
따라서, 비교 검출기(323)에 의하여 최단거리에 위치한 매입 주체가 전술한 바와 같이 좌측의 전력 수요처(401)로 결정되는 것이다.
한편, 충전 평준화부(330)는 복수의 전력 수요처(401, 402)에 에너지 저장부(200)에 의하여 생산된 전기를 즉각적으로 판매하는데 유용할 것이다.
충전 평준화부(330)는, 전술한 상향 평준화 시간이, 복수의 전력 수요처(401, 402)가 에너지 저장부(200)에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대를 벗어나는 것을 방지하기 위한 것이다.
즉, 충전 평준화부(330)는, 에너지 저장부(200)의 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n)가 상호 충전함으로써, 최소충전 ESS를 포함한 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n) 각각의 충전량을 평준화시키는 것이다.
상기와 같은 실시예에 따른 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템을 관리하는 방법에 대하여 도 4를 참조하며 살펴보고자 한다.
도 4에 표시되지 않은 도면의 부호는 도 1 내지 도 3을 참조한다.
우선, 제1 태양광 모듈(101), 제2 태양광 모듈(102), 제3 태양광 모듈(103), …, 제n 태양광 모듈(10n)이 생성한 전기 에너지를 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n) 각각에 저장함에 따른 에너지 충전량을 실시간으로 모니터링한다(S1: 제1 단계).
이후, 최소충전 ESS부터 순차적으로 BOS 구동시켜 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n) 각각의 에너지 충전량을 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키게 된다(S2: 제2 단계).
여기서, 최소충전 ESS와 연결된 제1 태양광 모듈(101), 제2 태양광 모듈(102), 제3 태양광 모듈(103), …, 제n 태양광 모듈(10n) 중 어느 하나에 BOS 구동이 이루어질 때, 평균충전량 이상으로 충전이 이루어지기까지 걸리는 상향 평준화 시간을 측정하고 모니터링하는 작업이 이루어질 수 있다.
이때, 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 에너지 관리부(300)와 연결된 복수의 전력 수요처(401, 402)를, 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n)를 포함하는 에너지 저장부(200)에 의하여 생산된 전기를 전력계통에서 공급하는 전력요금보다 높은 가격으로 사들이는 매입(買入) 주체 중에서 가장 비싸게 사들이는 매입 주체로 각각 변경시키는 작업이 매전 절환부(310)에 의하여 이루어지게 될 것이다.
한편, 복수의 전력 수요처(401, 402)가 에너지 저장부(200)에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대인지 아닌지를 모니터링하는 작업이 매전 절환부(310) 및 위치 결정부(320)에 의하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 위치 결정부(320)는 에너지 저장부(200)의 평균충전량이 특정값 이하일 때에는, 복수의 전력 수요처(401, 402)에서 변경된 매입 주체들 각각이 생산된 전기를 사들이는 가격이 같은지 다른지 비교 분석하는 작업을 수행하게 될 것이다.
이후, 위치 결정부(320)는 매전 절환부(310)에 의하여 복수의 전력 수요처(401, 402)가 절환된 복수의 매입 주체들중 에너지 관리부(300)로부터 최단거리에 위치한 매입 주체에 매전하는 것을 결정하게 되는 것이다.
한편, 충전 평준화부(330)와 함께, 매전 절환부(310) 및 위치 결정부(320)도 상향 평준화 시간이, 복수의 전력 수요처(401, 402)가 에너지 저장부(200)에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 매전 가능 시간대를 벗어나는지 아닌지를 모니터링할 수 있다.
이때, 충전 평준화부(330)는, 매전 가능 시간대를 벗어나는 경우, 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n)가 상호 충전되도록 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n)를 전부 전기적으로 연결시킨다.
최종적으로, 충전 평준화부(330)는, 최소충전 ESS를 포함한 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n) 각각의 충전량을 평준화시킨 후, 최소충전 ESS를 포함한 제1 ESS(201), 제2 ESS(202), 제3 ESS(203), …, 제n ESS(20n)중 임의의 ESS로부터 매입 주체에 매전할 수 있게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 태양광 발전 설비에서 생산되는 전기 에너지를 효율적으로 관리하고 판매할 수 있도록 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
본 발명은 태양광 발전 설비와 태양광 솔루션 업체 및 전력계통 등의 ESS 연계 에너지 관리 및 매전에 활용될 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 제1 태양광 모듈, 제2 태양광 모듈, …, 제n 태양광 모듈을 포함하는 태양광 발전부;
    상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈과 각각 연결되며, 상기 태양광 발전부가 생성한 전기 에너지를 저장하는 제1 ESS, 제2 ESS, …, 제n ESS를 포함하는 에너지 저장부; 및
    상기 에너지 저장부와 연결되며, 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 중 에너지 충전량이 가장 작은 ESS(이하 '최소충전 ESS')부터 순차적으로 BOS(Balance Of System Equipment) 구동시켜 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 에너지 충전량을 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 에너지 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 에너지 관리부는,
    상기 최소충전 ESS와 연결된 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈 중 어느 하나에 상기 BOS 구동이 이루어질 때, 상기 평균충전량 이상으로 충전이 이루어지기까지 걸리는 상향 평준화 시간을 고려하여, 상기 에너지 관리부와 연결된 복수의 전력 수요처를, 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 전력계통에서 공급하는 전력요금보다 높은 가격으로 사들이는 매입(買入) 주체 중에서 가장 비싸게 사들이는 매입 주체로 각각 변경시키는 매전(買電) 절환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 에너지 관리부는,
    상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대에, 상기 에너지 저장부의 상기 평균충전량이 특정값 이하일 때에는, 상기 매전 절환부에 의하여 변경된 상기 복수의 매입 주체들 각각이 상기 생산된 전기를 사들이는 가격이 같을 경우, 상기 복수의 매입 주체들중 상기 에너지 관리부로부터 최단거리에 위치한 매입 주체에 매전하는 위치 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 에너지 관리부는,
    상기 상향 평준화 시간이, 상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대를 벗어나는 것을 방지하도록, 상기 에너지 저장부의 제1 ESS, 제2 ESS, …, 제n ESS가 상호 충전함으로써, 상기 최소충전 ESS를 포함한 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 충전량을 평준화시키는 충전 평준화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 시스템.
  5. 제1 태양광 모듈, 제2 태양광 모듈, …, 제n 태양광 모듈과 각각 연결되어 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈이 생성한 전기 에너지를 저장하는 제1 ESS, 제2 ESS, …, 제n ESS 각각의 에너지 충전량을 실시간으로 모니터링하는 제1 단계; 및
    상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 중에서 에너지 충전량이 가장 작은 ESS(이하 '최소충전 ESS')부터 순차적으로 BOS(Balance Of System Equipment) 구동시켜 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 에너지 충전량을 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 최소충전 ESS와 연결된 상기 제1 태양광 모듈, 상기 제2 태양광 모듈, …, 상기 제n 태양광 모듈 중 어느 하나에 상기 BOS 구동이 이루어질 때, 상기 평균충전량 이상으로 충전이 이루어지기까지 걸리는 상향 평준화 시간을 측정하고 모니터링하는 과정과,
    상기 기설정된 평균충전량보다 상향 평준화시키는 에너지 관리부와 연결된 복수의 전력 수요처를, 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS를 포함하는 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 전력계통에서 공급하는 전력요금보다 높은 가격으로 사들이는 매입(買入) 주체 중에서 가장 비싸게 사들이는 매입 주체로 각각 변경시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 시간대인지 아닌지를 모니터링하는 과정과,
    상기 에너지 저장부의 상기 평균충전량이 특정값 이하일 때에는, 상기 복수의 전력 수요처에서 변경된 상기 매입 주체들 각각이 상기 생산된 전기를 사들이는 가격이 같은지 다른지 비교 분석하는 과정과,
    상기 복수의 매입 주체들중 상기 에너지 관리부로부터 최단거리에 위치한 매입 주체에 매전하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 상향 평준화 시간이, 상기 복수의 전력 수요처가 상기 에너지 저장부에 의하여 생산된 전기를 사들일 수 있는 매전 가능 시간대를 벗어나는지 아닌지를 모니터링하는 과정과,
    상기 매전 가능 시간대를 벗어나는 경우, 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS가 상호 충전하는 과정과,
    상기 최소충전 ESS를 포함한 상기 제1 ESS, 상기 제2 ESS, …, 상기 제n ESS 각각의 충전량을 평준화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 연계형 ESS를 이용한 에너지 관리 방법.
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