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KR20140023125A - 에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법 - Google Patents

에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법 Download PDF

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KR20140023125A
KR20140023125A KR1020120089961A KR20120089961A KR20140023125A KR 20140023125 A KR20140023125 A KR 20140023125A KR 1020120089961 A KR1020120089961 A KR 1020120089961A KR 20120089961 A KR20120089961 A KR 20120089961A KR 20140023125 A KR20140023125 A KR 20140023125A
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KR
South Korea
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power
energy storage
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command
storage device
Prior art date
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Application number
KR1020120089961A
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Inventor
이승용
박재혁
문희수
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to EP13003899.5A priority patent/EP2698896B1/en
Priority to US13/969,189 priority patent/US9490635B2/en
Priority to JP2013169163A priority patent/JP5992877B2/ja
Publication of KR20140023125A publication Critical patent/KR20140023125A/ko
Priority to US15/271,287 priority patent/US10170916B2/en
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Abstract

본 발명은 에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치는, 적어도 하나의 배터리팩과, 전력 관리 장치로, 전원 온 정보 또는 에너지 저장량 정보를 전송하고, 전원 관리 장치로부터 충전 명령 또는 방전 명령을 수신하는 통신 모듈과, 충전 명령에 기초하여, 태양광 모듈을 통해, 내부 전력망에 공급된 교류 전원을 입력받거나, 방전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로 교류 전원을 출력하는 접속부와, 전력 관리 장치로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 충전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하거나, 전력 관리 장치로부터 방전 명령을 수신하는 경우, 방전 명령에 기초하여, 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 전력 변환부를 포함한다.이에 따라, 효율적으로 에너지를 저장할 수 있게 된다.

Description

에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법{Energy storage device, device for managing power, mobile termianl and method for operating the same}
본 발명은 에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 효율적으로 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 태양광, 풍력,소수력 등을 이용한 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다.
신재생 에너지를 이용하여, 에너지를 공급하거나 에너지를 저장할 필요가 있으며, 이에 따라, 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장 장치가 사용되게 된다.
본 발명의 목적은, 효율적으로 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치는, 적어도 하나의 배터리팩과, 전력 관리 장치로, 전원 온 정보 또는 에너지 저장량 정보를 전송하고, 전원 관리 장치로부터 충전 명령 또는 방전 명령을 수신하는 통신 모듈과, 충전 명령에 기초하여, 태양광 모듈을 통해, 내부 전력망에 공급된 교류 전원을 입력받거나, 방전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로 교류 전원을 출력하는 접속부와, 전력 관리 장치로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 충전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하거나, 전력 관리 장치로부터 방전 명령을 수신하는 경우, 방전 명령에 기초하여, 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 전력 변환부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치는, 태양광 모듈에서 생성되는 태양광 전력 정보를 수신하며, 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보를 수신하며, 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신하며, 에너지 저장장치에 저장된 에너지 저장량 정보를 수신하는 통신 모듈과, 부하 전력 정보, 상용 전력 정보, 태양광 전력 정보 및 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 내부 전력망의 교류 전원을 적어도 하나의 에너지 저장 장치에 충전하기 위한 충전 명령을 생성하거나, 에너지 저장 장치에서 내부 전력망으로 교류 전원을 방전하기 위한 방전 명령을 생성하는 프로세서를 포함하고, 통신 모듈은, 생성된 충전 명령 또는 방전 명령을 에너지 저장 장치로 송신한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기는, 디스플레이와, 전력 관리 장치와 데이터를 교환하는 무선 통신부와, 내부 전력망에 대한 전력 모니터링 모드로 진입하는 경우, 전력 관리 장치로, 전력 모니터링 요청을 송신하도록 제어하며, 전력 관리 장치로부터, 내부 전력망 내의 전력 정보에 대한 모니터링 정보를 수신하는 경우, 모니터링 정보를 디스플레이에 표시하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법은, 전력 관리 장치로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 충전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하는 단계와, 변환된 직류 전원을 배터리팩에 저장하는 단계와, 전력 관리 장치로부터 방전 명령을 수신하는 경우, 방전 명령에 기초하여, 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 단계와, 변환된 교류 전원을 내부 전력망에 출력하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치의 동작방법은, 태양광 모듈에서 생성되어 내부 전력망에 공급되는 태양광 전력 정보를 수신하는 단계와, 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보와 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보를 수신하는 단계와, 부하 전력 정보, 상용 전력 정보, 태양광 전력 정보 및 에너지 저장장치에 저장된 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 내부 전력망의 교류 전원을 적어도 하나의 에너지 저장 장치에 충전하기 위한 충전 명령을 생성하거나, 에너지 저장 장치에서 내부 전력망으로 교류 전원을 방전하기 위한 방전 명령을 생성하는 단계와, 충전 명령을 또는 방전 명령을 에너지 저장 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 동작방법은, 내부 전력망에 대한 전력 모니터링 모드로 진입하는 단계와, 모니터링 모드에 따라, 전력 관리 장치로, 전력 모니터링 요청을 송신하는 단계와, 전력 관리 장치로부터, 내부 전력망 내의 전력 정보에 대한 모니터링 정보를 수신하는 단계와, 모니터링 정보를 디스플레이에 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 에너지 저장장치는, 전력 관리 장치로부터 수신되는 충전 명령을 수신 또는 방전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로부터의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 저장하거나, 저장된 직류 전원을 변환하여 내부 전력망으로 출력할 수 있다. 이에 따라, 에너지 저장장치 내에 효율적으로 에너지를 저장할 수 있게 된다.
특히, 에너지 저장장치의 전력 변환부는, 교류 전원을 입력받아, 직류 전원으로 변환하거나, 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있는 양방향 컨버터를 구비함으로써, 별도의 dc/dc 컨버터를 구비하지 않아도 되므로, 간단하게 구성될 수 있다.
한편, 에너지 저장 장치에 전원이 온 되는 경우, 에너지 저장장치는 전력 관리 장치와 페어링을 수행함으로써, 전력 관리 장치로부터 그 동작이 제어될 수 있으므로, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 전력 관리 장치는, 에너지 저장장치에 전원이 온 되는 경우, 전원이 온 된 에너지 저장장치와 페어링을 수행함으로써, 동일 내부 전력망 내에 구비되는 에너지 저장장치를 간단하게 제어할 수 있게 된다.
한편, 전력 관리 장치는, 복수의 에너지 저장장치에 대해, 서로 다른 복수의 무선 채널을 할당함으로써, 각 에너지 저장장치를 효율적으로 제어할 수 있게 된다.
한편, 전력 관리 장치는, 태양광 모듈서 생성되는 태양광 전력 정보와, 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보, 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보, 및 에너지 저장장치 내에 저장된 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 충전 명령 또는 방전 명령을 생성하여, 생성된 충전 명령 또는 방전 명령을 에너지 저장장치로 송신함으로써, 내부 전력망에 접속되는 에너지 저장장치를 효율적으로 제어할 수 있게 된다.
한편, 전력 관리 장치는, 태양광 모듈서 생성되는 태양광 전력 정보와, 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보, 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보, 및 에너지 저장장치 내에 저장된 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 내부 전력망의 외부로 출력할 전력을 연산하고, 연산된 출력 전력 정보를, 내부 전력망에 접속되는 전력 분배부로 송신함으로써, 외부로 해당 전력을 출력하도록 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 공급 시스템 구성도의 일예이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템 구성도의 일예이다.
도 3a 내지 도 3b는 도 1의 전력 공급 시스템 내에 각 장치들 배치를 나타내는 평면도의 다양한 예이다.
도 4a 내지 도 4b는 도 1의 에너지 저장장치의 다양한 예를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4b의 에너지 저장장치의 연결을 예시하는 도면이다.
도 6은 도 1의 에너지 저장장치의 블록도이다.
도 7은 도 1의 전력 관리 장치의 내부 블록도이다.
도 8은 도 1의 이동 단말기의 내부 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 관리 장치의 동작방법을 도시한 순서도이다.
도 12 내지 도 17은 도 9 또는 도 10의 동작방법의 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 공급 시스템 구성도의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 공급 시스템(10)은, 태양광 모듈(200)부터 재생되는 태양광 전력, 및 상용 발전소(840)로부터의 상용 전력 등을, 전력 분배부(820)를 통해, 내부 전력망(50)으로 공급할 수 있다.
또한, 전력 공급 시스템(10)은, 에너지 저장장치(100a,100b, ...100e)에 저장된 저장 전력의 일부를, 전력 분배부(820)를 통해, 전력 거래소(800)로 공급할 수 있다.
이러한 전력 공급 시스템(10) 하에서는, 도 1에 도시한 태양광 모듈(200) 외에, 다양한 신재생 에너지 장치에서 생성되는 신재생 전력이, 전력 분배부(820)를 통해, 내부 전력망(50)으로 공급될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(10)은, 건물 내에 전력을 공급하기 위한 시스템일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 확장이 가능하다. 예를 들어, 집합 건물 내에, 각 가정에 전력을 공급하기 위한 시스템이거나, 일정 지역 내에, 복수의 건물들 각각에 전력을 공급하기 위한 시스템일 수 있다. 이하에서는, 전력 공급 시스템(10)이, 단일 건물 내에 전력을 공급하기 위한 시스템인 것을 중심으로 기술한다.
이에 따라, 도 1의 전력 공급 시스템(10)은, 내부 전력망(50), 복수의 에너지 저장장치(100a,100b,...100e), 태양광 모듈(photovoltaic module)(200), 태양광 모듈(200)로부터의 전력을 변환하는 정션 박스(300), 전력 관리 장치(500), 네트워크 공유기(550), 전력 분배부(820) 등을 포함할 수 있다.
도면에서는, 복수의 부하들(700a,700b,...700e)이, 내부 전력망(50)에 연결된 각 접속 단자들(70a,70b,...70e)을 통해, 내부 전력망(50)에, 전기적으로 접속되는 것을 예시한다.
또한, 복수의 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)이, 내부 전력망(50)에 연결된 각 접속 단자들(60a,60b,...60e)을 통해, 내부 전력망(50)에, 전기적으로 접속되는 것을 예시한다.
복수의 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)은, 충전 모드로 동작하는 경우, 내부 전력망(50)에서의 교류 전원을 입력받아, 이를 직류 전원으로 변환하여, 내부에 구비되는 배터리팩에 직류 전원을 저장할 수 있다.
복수의 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)은, 방전 모드로 동작하는 경우 저장된 직류 전원을, 교류 전원으로 변환하여, 내부 전력망(50)으로 공급할 수도 있다.
한편, 내부 전력망에 상용 교류 전력 공급이 중단되는 경우, 즉, 정전되는 경우, 복수의 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)은, 방전 모드로 동작할 수 있다. 이에 따라, 복수의 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)에 저장된 직류 전원을, 교류 전원으로 변환하여, 내부 전력망(50)으로 공급할 수도 있다. 이에 의해, 내부 전력망(50)에 전기적으로 접속되는 각 부하들(700a,700b,...700e)은, 정전에도, 안정적으로 교류 전원을 공급받을 수 있게 된다.
한편, 복수의 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)의 동작 및 내부 구성은, 도 6 및 도 9 등을 참조하여, 후술한다.
본 발명의 실시예에서는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)의 충전 모드와 방전 모드가, 전력 관리 장치(500)로부터의 충전 명령, 또는 방전 명령에 기초하여 수행되도록 한다.
전력 관리 장치(500)는, 내부 전력망(50) 내의 전력을 관리할 수 있는 장치로서, HEMS (Home Energy Management System)라 명명될 수 있다.
이를 위해, 전력 관리 장치(500)는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)과 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 지그비(ZigBee) 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(500)와, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)와, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 사이에는, 지그비 통신 방식 외에, WiFi 방식이 가능하다. 또는 무선 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), RF 방식, 등이 가능하다. 이하에서는, 전력 관리 장치(500)와, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 사이에, 지그비 통신 방식이 수행되는 것을 중심으로 기술한다.
전력 관리 장치(500)는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로부터, 전원 온 정보 또는 에너지 저장량 정보 등을 수신할 수 있으며, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로 충전 명령, 방전 명령 등을 전송할 수 있다.
또한, 전력 관리 장치(500)는, 정션 박스(300)와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 지그비 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(500)와 정션 박스(300) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다. 물론, 지그비 통신 외에 WiFi 방식 등 다른 통신 방식이 이용되는 것도 가능하다. 이하에서는, 전력 관리 장치(500)와, 정션 박스(300) 사이에, 지그비 통신 방식이 수행되는 것을 중심으로 기술한다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 정션 박스(300)로부터, 태양광 모듈(100)에서 생성되어 정션 박스(300)에서 전력 변환된 태양광 전력 정보를 수신할 수 있다.
또한, 전력 관리 장치(500)는, 전력 분배부(820)와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 지그비 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(500)와 전력 분배부(820) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다. 물론, 지그비 통신 외에 WiFi 방식 등 다른 통신 방식이 이용되는 것도 가능하다. 이하에서는, 전력 관리 장치(500)와, 전력 분배부(820) 사이에, 지그비 통신 방식이 수행되는 것을 중심으로 기술한다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 전력 분배부(820)로부터, 상용 발전소(840)로부터의 내부 전력망(50)으로 공급되는 상용 전력 정보를 수신하며, 내부 전력망(50)에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 내부 전력망에 전기적으로 연결되는 복수의 부하들(700a,700b,...700e)과 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 지그비 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(500)와 복수의 부하들(700a,700b,...700e) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다. 물론, 지그비 통신 외에 WiFi 방식 등 다른 통신 방식이 이용되는 것도 가능하다. 이하에서는, 전력 관리 장치(500)와, 복수의 부하들(700a,700b,...700e) 사이에, 지그비 통신 방식이 수행되는 것을 중심으로 기술한다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 복수의 부하들(700a,700b,...700e)로부터, 내부 전력망(50)에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신할 수 있다.
내부 전력망(50)에서 소비되는 부하 전력 정보는, 상술한 바와 같이, 전력 분배부(820) 또는 복수의 부하들(700a,700b,...700e)로부터, 전력 관리 장치(500)로 전송되는 것이 가능하나, 이하에서는, 전력 관리 장치(500)로부터 전송되는 것을 중심으로 기술한다.
전력 관리 장치(500)는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 중 전원이 온 된 에너지 저장장치들과 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
이를 위해, 먼저, 전력 관리 장치(500)는, 전원이 온 되는 에너지 저장장치로부터, 전원 온 정보로서, 페어링 요청 신호를 수신하고, 이에 응답하여, 무선 채널 할당 신호 등을 포함하는 페어링 응답 신호를 송신할 수 있다. 전력 관리 장치(500)는, 전원이 온 된 에너지 저장장치와 페어링이 완료된 경우, 할당된 무선 채널을 통해, 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)의 충전 모드와 방전 모드 동작 제어를 위해, 태양광 모듈(200)에서 생성되는 태양광 전력 정보와, 내부 전력망(50)에 공급되는 상용 전력 정보를 수신하며, 내부 전력망(50)에서 소비되는 부하 전력 정보, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)들의 에너지 저장량 정보 등을 수신할 수 있다.
예를 들어, 전력 관리 장치(500)는, 태양광 모듈(200)에서 생성되는 태양광 전력 정보를, 지그비 통신을 통해, 정션 박스(300)로부터, 수신할 수 있다. 한편, 전력 관리 장치(500)는, 전력 분배부(820)로부터, 지그비 통신을 통해, 내부 전력망(50)에 공급되는 상용 전력 정보를, 각 부하에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신할 수 있다. 한편, 전력 관리 장치(500)는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로부터, 지그비 통신을 통해, 각 에너지 저장장치의 에너지 저장량 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 에너지 저장량 정보는, 배터리팩에 저장된 전력 정보 또는, 추가로 저장 가능한 전력 정보를 포함하는 개념일 수 있다.
전력 관리 장치(500)는, 태양광 전력 정보, 상용 전력 정보, 부하 전력 정보, 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 중 적어도 하나가, 충전 모드로 동작할 것을 결정하고, 결정된 충전 모드에 따라, 충전 명령을 생성할 수 있다.
또는, 전력 관리 장치(500)는, 태양광 전력 정보, 상용 전력 정보, 부하 전력 정보, 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 중 적어도 하나가, 방전 모드로 동작할 것을 결정하고, 결정된 방전 모드에 따라, 방전 명령을 생성할 수 있다.
또는, 전력 관리 장치(500)는, 내부 전력망에 상용 교류 전력 공급이 중단되는 경우, 즉, 정전되는 경우, 이러한 정보를, 전력 분배부(820)등으로부터 수신하고, 이에 따라, 방전 모드로 동작할 것을 결정하고, 결정된 방전 모드에 따라, 방전 명령을 생성할 수 있다.
그리고, 전력 관리 장치(500)는, 지그비 통신을 통해, 충전 명령을 또는 방전 명령을, 해당하는 에너지 저장장치들에 송신할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 네트워크 공유기(550) 등을 통해, 외부 서버(570)와 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 외부 서버(570)는, 상용 전력의 전력 가격 정보, 피크 타임 전력 수급 정보 등을 제공할 수 있다. 외부 서버(570)는, 전력 거래소(800), 또는 상용 발전소(840)로부터, 해당 정보들을 수신하여, 네트워크(560)를 통해, 전력 관리 장치(500)로 해당 정보들을 전송할 수 있다.
이에 따라, 전력 관리 장치(500)는, 상용 전력의 전력 가격 정보, 피크 타임 전력 수급 정보 등을 수신하여, 상술한 방전 명령 생성 또는 충전 명령 생성시 이를 더 고려하여, 방전 명령 또는 충전 명령을 생성할 수도 있다.
한편, 상술한, 상용 전력의 전력 가격 정보, 피크 타임 전력 수급 정보는, 외부 서버(570) 외에, 전력 거래소(800), 또는 상용 발전소(840)로부터 수신될 수도 있다.
한편, 네트워크 공유기(550)는, 전력 관리 장치(500)를 외부 네트워크에 접속 가능하도록, 전력 관리 장치(500) 및 외부 네트워크(560)와 데이터를 교환할 수 있다.
예를 들어, 네트워크 공유기(550)는, 내부 전력망(50) 내의 전력을 관리하는 전력 관리 장치와 함께, 내부 전력망(50)에 대한 내부 네트워크를 제공할 수 있다. 특히, 무선 데이터 통신이 가능한, 무선 네트워크 공유기일 수 있다. 이에 따라, 네트워크 공유기(550)는, AP(ap access)라 명명될 수 있다.
한편, 네트워크 공유기(550)는, 내부 네트워크 내의 전자 기기들에, 무선 채널을 할당하고, 해당 채널을 통해, 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, WiFi 방식에 의해, 내부 네트워크 내에 위치하는 이동 단말기(600b)(mobile terminal)와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
결국, 내부에 위치하는 이동 단말기(600b)는, 전력 관리 장치(500)와 데이터 교환이 가능하게 되며, 전력 관리 장치와의 접속을 통해, 전력 정보 모니터링, 전력 관리에 대한 원격 제어 등을 수행할 수 있게 된다.
한편, 네트워크 공유기(550)는, 내부 네트워크 외에, 외부 네트워크(560)을 통해, 외부 전자기기와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 외부에 위치하는 이동 단말기(600a)와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이때의 네트워크 공유기(550)는, NAS(network access server)일 수 있다.
결국, 내부에 위치하는 이동 단말기(600a)는, 전력 관리 장치(500)와 데이터 교환이 가능하게 되며, 전력 관리 장치와의 접속을 통해, 전력 정보 모니터링, 전력 관리에 대한 원격 제어 등을 수행할 수 있게 된다.
한편, 태양광 모듈(200)은, 태양광을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 태양광 모듈(200)은, 복수의 태양 전지(미도시)를 포함할 수 있다. 그 외, 복수의 태양전지의 하면과 상면에 위치하는 제1 밀봉재(미도시)와 제2 밀봉재(미도시), 제1 밀봉재의 하면에 위치하는 후면 기판(미도시) 및 제2 밀봉재의 상면에 위치하는 전면 기판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
먼저, 태양전지는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell), 염료감응형 또는 CdTe, CIGS형 태양전지 등일 수 있다.
그리고, 각 태양전지는, 전기적으로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다.
한편, 정션 박스(300)는, 태양광 모듈(200)로부터의 직류 전원을 입력받아, 전력 변환을 수행하여, 교류 전원을 출력한다. 이를 위해, 정션 박스(300)는, 바이패스 다이오드(미도시), dc/dc 컨버터(미도시), 평활 커패시터, 인버터(미도시) 등을 구비할 수 있다.
그 외, 정션 박스(300)는, 전력 관리 장치(500)와의 통신을 위해, 통신 모듈(미도시)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 정션 박스(300)는, 태양광 모듈(200)에서 생성되어, 정션 박스(300)에서 전력 변환된 태양광 전력 정보를 전력 관리 장치(500)로 전송할 수 있다. 그리고, 정션 박스(300)는, 전력 관리 장치(500)로부터, 태양광 전력 조절 정보를 수신하여, 출력되는 태양광 전력을 조절하는 것도 가능하다.
한편, 도 1에서는, 정션 박스(300)에서 출력되는 태양광 전력이, 전력 분배부(820)를 거쳐, 내부 전력망(50)에 공급되는 것을 예시한다.
한편, 도 1에서는 정션 박스(300)가 태양광 모듈(200)에 별도로 분리되는 것으로 도시하나, 이와 달리, 태양광 모듈(200)의 배면에, 일체형으로 부착되는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템 구성도의 일예이다.
도 2의 전력 공급 시스템(10)은, 도 1의 전력 공급 시스템(10)과 거의 동일하나, 다만, 정션 박스(300)에서 출력되는 태양광 전력이, 전력 분배부(820)가 아닌 내부 전력망(50)에, 바로 직접 공급되는 것에 그 차이가 있다.
도 3a 내지 도 3b는 도 1의 전력 공급 시스템 내에 각 장치들 배치를 나타내는 평면도의 다양한 예이다.
먼저, 도 3a는 도 1의 전력 공급 시스템 내에 각 장치들 배치의 일예를 나타낸다. 도 3a를 참조하면, 전력 공급 시스템(10) 내의 각 장치들 중, 전력 관리 장치(500)는 거실에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 에너지 저장장치(100a)는 거실에, 제2 에너지 저장장치(100b)는 안방에, 제3 에너지 저장장치(100c)는 작은 방에, 제4 에너지 저장장치(100d)는 화장실에, 제5 에너지 저장장치(100e)는 부엌에 배치될 수 있다.
이러한 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)은, 도 1에서 상술한 바와 같이, 각 접속 단자들(60a,60b,...60e)을 통해, 내부 전력망(50)에, 전기적으로 접속될 수 있다.
한편, 제1 부하(700a)인 TV는 거실에, 제2 부하(700b)인 냉장고는 부엌에, 제3 부하(700c)인 세탁기는 베란다에, 제4 부하(700d)인 에어컨은 작은방에, 제5 부하(700e)인 조리기기는 부엌에 배치될 수 있다.
이러한 각 부하들(700a,700b,...700e)은, 도 1에서 상술한 바와 같이, 각 접속 단자들(70a,70b,...70e)을 통해, 내부 전력망(50)에, 전기적으로 접속될 수 있다.
한편, 전력 분배부(820)는, 현관 출입문에 배치될 수 있으며, 태양광 모듈(200)은 건물 지붕에 배치될 수 있으며, 정션 박스(300)는, 전력 분배부(200) 인근에, 예를 들어, 외부에 배치될 수 있다.
한편, 거실에 배치되는 전력 관리 장치(500)는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)과, 지그비 통신을 통해, 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또한, 전력 관리 장치(500)는, 각 부하들(700a,700b,...700e)과 지그비 통신을 통해, 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또한, 전력 관리 장치(500)는, 전력 분배부(820) 또는 정션 박스(300)와 지그비 통신을 통해, 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
다음, 도 3b는 도 1의 전력 공급 시스템 내에 각 장치들 배치의 다른 예를 나타낸다. 도 3b를 참조하면, 도 3b의 각 장치들 중, 태양광 모듈(200), 정션 박스(300), 전력 관리 장치(500), 각 부하들(700a,700b,...700e), 전력 분배부(820)들의 위치는, 도 3a와 동일한 위치에 배치될 수 있다. 즉, 태양광 모듈(200), 정션 박스(300), 전력 관리 장치(500), 각 부하들(700a,700b,...700e), 전력 분배부(820)는, 1층에 배치될 수 있다.
한편, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)들은, 다른 층에, 별도로 배치되는 것이 가능하다. 예를 들어, 도면과 같이, 지하(B1)에 배치될 수 있다. 이때, 후술하는 바와 같이, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)들이, 플러그(plug) 연결이 가능한, 소켓(socket)을 구비하는 경우, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)이, 도면과 같이, 서로 직렬(serial)로 연결될 수 있다. 이와 같이, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)들을 별도의 층에, 배치함으로써, 공간 제약 없이, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)들 사용할 수 있게 된다.
도 4a 내지 도 4b는 도 1의 에너지 저장장치의 다양한 예를 보여주는 사시도이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 에너지 저장장치(100)는, 내부 전력망(50)과 전기적으로 접속하기 위해, 소켓(socket)에 연결 가능한, 플러그(plug)(112), 전원이 온 되는 경우, 전원 온 상태를 표시하거나, 에너지 저장량 등을 표시할 수 있는 표시부(105)를 구비할 수 있다. 이러한 표시부(105)에 의해, 사용자는 에너지 저장량을 바로 파악할 수 있게 된다.
다음, 도 4b를 참조하면, 도 4b의 에너지 저장장치(100)는, 도 4a와 유사하나, 플러그(plug)(112)와 연결 가능한, 소켓(125)을 더 구비하는 것에 그 차이가 있다. 이에 의해, 각 에너지 저장장치들과 전기적으로 연결이 가능할 수 있다.
이러한 전원 소켓(125)은, 다른 에너지 저장장치의 전원 플러그와 연결이 가능하며, 전원 소켓(125)에 다른 에너지 저장장치의 전원 플러그가 전기적으로 연결되는 경우, 저장 가능한 직류 전원이 증가할 수 있다. 즉, 에너지 저장장치에 저장 가능한 직류 전원의 저장 용량이 가변될 수 있다.
도 5는 도 4b의 에너지 저장장치의 연결을 예시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)들은 서로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 에너지 저장장치(100a)의 플러그(112a)가, 제2 에너지 저장장치(100b)의 소켓(125b)에 연결되고, 제2 에너지 저장장치(100b)의 플러그(112b)가, 제3 에너지 저장장치(100c)의 소켓(125c)에 연결되는 등, 이러한 방식에 의해, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)들은 서로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 이는 도 3b의 각 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)들의 연결 상태에 대응할 수 있다.
이와 같이, 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 간의 전기적 연결에 의해, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)에 구비되는 배터리팩들이 전기적으로 연결 가능하므로, 에너지 저장장치에 저장할 수 있는 직류 전원의 저장 용량을 확장할 수 있게 된다.
도 6은 도 1의 에너지 저장장치의 블록도이다.
도면을 참조하면, 에너지 저장장치(100)는, 접속부(130), 전력 변환부(140), 통신 모듈(150), 내장되는 배터리팩(160)을 포함할 수 있다.
접속부(130)는, 교류 전원 단자(미도시)만을 구비할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 에너지 저장장치(100)는, 전력 관리 장치(500)로부터의 충전 명령에 기초하여, 태양광 모듈(200)을 통해, 내부 전력망(50)에 공급된 교류 전원을 입력받거나, 전력 관리 장치(500)로부터의 방전 명령에 기초하여, 내부 전력망(50)으로 교류 전원을 출력할 수 있다. 이에 따라, 직류 전원 단자는 필요 없으며, 교류 전원 단자만을 구비하는 것으로 한다.
전력 변환부(140)는, 전력 관리 장치(500)로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 충전 명령에 기초하여, 내부 전력망(50)으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환할 수 있다. 그리고, 변환된 직류 전원은, 배터리팩(160)으로 전달될 수 있다.
전력 변환부(140)는, 전력 관리 장치(500)로부터 방전 명령을 수신하는 경우, 방전 명령에 기초하여, 배터리팩(160)에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다. 그리고, 변환된 교류 전원은, 접속부(130)를 거쳐, 상술한 내부 전력망(50)으로 전달될 수 있다.
이를 위해, 전력 변환부(140)는, 내부 전력망(50)으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하거나, 방전 명령에 기초하여, 배터리팩(160)에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 양방향 ac/dc 컨버터(bidirectional ac/dc converter)를 구비할 수 있다.
통신 모듈(150)은, 전력 관리 장치(500)와 데이터 통신을 수행한다. 예를 들어, 전력 관리 장치(500)로, 전원 온 정보 또는 에너지 저장량 정보를 전송하고, 전원 관리 장치(500)로부터 충전 명령 또는 방전 명령을 수신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 다양한 통신 방식이 가능하나, 그 중, 지그비 통신 방식에 의해 무선 데이터 통신이 수행되는 것으로 한다.
한편, 통신 모듈(150)은, 전원이 온 되는 경우, 전력 관리 장치(500)로 전원 온 정보로서, 페어링 요청 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 전력 관리 장치(500)로부터 할당되는 무선 채널 정보를 포함하는 페어링 응답 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 통신 모듈(150)은, 다른 에너지 저장장치(100)와는 다른 무선 채널을 통해, 전력 관리 장치(500)와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
한편, 통신 모듈(150)은, 페어링 종료 후, 전력 관리 장치(500)로부터 충전 명령 또는 방전 명령을 수신할 수 있다. 그 외, 통신 모듈(150)은, 페어링 종료 후, 전력 관리 장치(500)로, 배터리팩(160)에 저장된 에너지 저장량 정보를 송신할 수도 있다.
한편, 통신 모듈(150)은, 전력 변환부(140)와 배터리팩(160)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 통신 모듈(150)은, 충전 명령 수신시, 전력 변환부(140)의 동작을 제어하여, 내부 전력망(50)으로부터의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 제어할 수 있다. 그리고, 통신 모듈(150)은, 변환된 직류 전원을 배터리팩(160)에 저장되도록, 배터리팩(160)을 제어할 수 있다.
다른 예로, 통신 모듈(150)은, 방전 명령 수신시, 배터리팩(160)의 동작을 제어하여, 배터리팩(160)에 저장된 직류 전원이 전력 변환부(140)로 전달되도록 제어한다. 그리고, 통신 모듈(150)은, 전력 변환부(140)로 전달된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하도록, 전력 변환부(140)를 제어할 수 있다.
즉, 통신 모듈(150)는, 배터리팩(160)을 충전 모드 또는 방전 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
한편, 배터리팩(160)은, 배터리팩 케이스 내에, 배터리 제어부(162), 배터리셀부(164), 온도 조절부(166)를 포함할 수 있다.
배터리셀부(164)는, 복수의 배터리셀들을 구비한다. 이러한 배터리셀들은 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합으로 연결될 수 있다.
온도 조절부(166)는, 배터리셀부(164)의 온도를 조절한다. 이를 위해, 온도 조절부(166)는, 온도 감지 수단(미도시)을 구비하여, 배터리셀부(164)의 온도를 감지할 수 있다. 한편, 온도 조절부(166)는, 팬 구동 수단(미도시)을 더 구비할 수 있으며, 감지된 온도에 기초하여, 배터리셀부(164)의 온도를 낮추기 위해, 팬을 구동할 수 있다. 팬 구동 수단은, 온도 조절의 효율 향상을 위해, 모든 배터리셀이 배치되는 영역에 대응하는 영역에 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 배터리 제어부(162)는, 배터리팩(160)의 전반적인 제어를 수행한다. 예를 들어, 배터리셀부(164)의 온도가 소정 온도 이상 올라간 경우, 온도 조절부(166)를 제어하여, 온도를 낮추도록 제어할 수 있다.
다른 예로, 배터리 제어부(162)는, 배터리셀부(164) 내의 각 배터리셀에 저장되는 직류 전원의 밸런싱을 조절할 수 있다. 배터리셀에 저장되는 직류 전원을 감지하고, 이를 기반으로, 직류 전원의 밸런싱을 조절할 수 있다.
한편, 배터리 제어부(162)는, 배터리팩(160)의 상태 정보(온도, 저장된 전원 레벨 등)를 통신 모듈(150)로 전달할 수 있다. 또한, 배터리 제어부(360)는, 통신 모듈(150)로부터, 에너지 저장장치(100)의 상태 정보(필요 전원 레벨 등)를 수신할 수도 있다.
도 7은 도 1의 전력 관리 장치의 내부 블록도이다.
한편, 도 7을 참조하면, 전력 관리 장치(500)는, 내부 전력망(50)에 대한 전력 관리 장치로서, 통신 모듈(530), 저장부(540), 및 프로세서(520)를 구비할 수 있다.
전력 관리 장치(500) 내의 통신 모듈(530)은, 전력 공급 시스템(10) 내의 각 장치들, 예를 들어, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e), 정션 박스(300), 복수의 부하들(700a,700b,...700e)과, 지그비 통신 방식에 의해 데이터를 무선으로 교환할 수 있다. 이를 위해, 통신 모듈(530)은, 지그비 통신 모듈을 구비할 수 있다.
구체적으로, 통신 모듈(530)은, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로부터 전원 온 정보 또는 에너지 저장량 정보 등을 수신할 수 있으며, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로 충전 명령, 방전 명령 등을 전송할 수 있다.
통신 모듈(530)은, 복수의 에너지 저장장치(100a,100b,...100e) 중 전원이 온 되는 에너지 저장장치로부터, 페어링 요청 신호를 수신하고, 이에 응답하여, 프로세서(520)에서 생성되는 페어링 응답 신호를 송신할 수 있다. 페어링 응답 신호는, 무선 채널 할당 신호 등을 포함할 수 있다.
다음, 통신 모듈(530)은, 정션 박스(300)로부터, 태양광 모듈(100)에서 생성되어 정션 박스(300)에서 전력 변환된 태양광 전력 정보를 수신할 수 있다.
다음, 통신 모듈(530)은, 전력 분배부(820)로부터, 상용 발전소(840)로부터의 내부 전력망(50)으로 공급되는 상용 전력 정보를 수신하며, 내부 전력망(50)에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신할 수 있다.
한편, 통신 모듈(530)은, 전력 분배부(820)로부터, 내부 전력망(50)에 상용 교류 전력 공급이 중단되는 경우, 즉, 정전되는 경우, 정전 정보를 수신할 수 있다.
다음, 통신 모듈(530)은, 복수의 부하들(700a,700b,...700e)로부터, 내부 전력망(50)에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신할 수 있다.
한편, 통신 모듈(530)은, 네트워크 공유기(550)와 무선 데이터를 교환할 수 있다. 예를 들어, WiFi 방식에 의해 무선 데이터를 교환할 수 있다. 이를 위해, 통신 모듈(530)은, WiFi 모듈을 구비할 수 있다.
네트워크 공유기(550)와 무선 데이터를 교환에 의해, 통신 모듈(530)은, 내부 네트워크에 접속되는 이동 단말기(600b)와 데이터를 교환 가능하거나, 외부 네트워크(560)에 접속되는 이동 단말기(600b)와 데이터를 교환 할 수 있다.
한편, 프로세서(520)는, 전력 관리 장치(500)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 전력 관리 장치(500)는, 복수의 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)와 통신하여, 충전 모드 또는 방전 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(520)는, 수신되는 태양광 전력 정보, 상용 전력 정보, 부하 전력 정보, 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)들 중 적어도 하나가 충전 모드로 동작할 것을 결정하고, 충전 모드 하에서, 해당하는 에너지 저장장치들에 충전할 전력 정보를 연산할 수 있다. 그리고, 해당하는 충전 명령을 생성할 수 있다.
또는, 프로세서(520)는, 태양광 전력 정보, 상용 전력 정보, 부하 전력 정보, 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)들 중 적어도 하나가 방전 모드로 동작할 것을 결정하고, 방전 모드에서, 해당하는 에너지 저장장치들에서 내부 전력망(50)으로 방전할 전력 정보를 연산할 수 있다. 그리고, 해당하는 방전 명령을 생성할 수 있다.
한편, 프로세서(520)는,내부 전력망에 상용 교류 전력 공급이 중단되는 경우, 즉, 정전되는 경우, 방전 모드로 동작할 것을 결정하고, 결정된 방전 모드에 따라, 방전 명령을 생성할 수 있다.
프로세서(520)는, 복수의 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)에서 수신되는 에너지 저장량 정보, 전력 분배부(820)에서 수신되는 부하 전력 정보 등에 기초하여, 내부 전력망(50)에 전기적으로 접속된 부하, 또는 내부 전력망에 전기적으로 접속된 에너지 저장장치 중 적어도 하나에 대한, 전력 정보를 모니터링할 수 있다. 즉, 실시간 전력 정보를 모니터링할 수 있다.
저장부(540)는, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)들에 서로 다른 채널 할당을 위한 무선 채널 정보를 저장할 수 있다. 무선 채널 정보는, 무선 채널명, 주파수 범위, 보안 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 저장부(540)는, 전력 관리 장치(500)를 통해, 무선 접속되는, 각 장치들의 장치명(장치 종류, 장치 시리얼 넘버...) 등을 저장할 수도 있다.
한편, 저장부(540)는, 네트워크 공유기(550)와의 무선 채널 정보를 저장할 수 있다. 무선 채널 정보는, 무선 채널명, 주파수 범위, 보안 정보 등을 포함할 수 있다.
도 8은 도 1의 이동 단말기의 내부 블록도이다.
도 8을 참조하면, 이동 단말기(600)는, 무선 통신부(610), A/V(Audio/Video) 입력부(620), 사용자 입력부(630), 센싱부(640), 출력부(650), 메모리(660), 인터페이스부(670), 제어부(680), 및 전원 공급부(690)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신부(610)는, 네트워크 공유기(550)를 통해, 전력 관리부(500)와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)가 내부 전력망에 대한 전력 모니터링 모드인 경우, 무선 통신부(610)는, 전력 모니터링 요청을 송신할 수 있으며, 그에 따라, 모니터링 정보를 수신할 수 있다. 다른 예로, 이동 단말기(100)가 내부 전력망에 대한 원격 제어 모드인 경우, 무선 통신부(610)는, 원격제어신호를 송신할 수 있다. 그리고, 원격제어에 대한 결과 정보를 수신할 수 있다.
한편, 무선 통신부(610)는, 방송수신 모듈(611), 이동통신 모듈(613), 무선 인터넷 모듈(615), NFC 모듈(617), 및 GPS 모듈(619) 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(611)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 이때, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(611)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(660)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(613)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(615)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(615)은 이동 단말기(600)에 내장되거나 외장될 수 있다. 예를 들어, 무선 인터넷 모듈(615)은, WiFi 기반의 무선 통신 또는 WiFi Direct 기반의 무선 통신을 수행할 수 있다.
NFC 모듈(617)은 근거리 자기장 통신을 수행할 수 있다. NFC 모듈(617)은, NFC 태그 또는 NFC 모듈이 탑재된 전자장치와 소정 거리 이내로 접근하는 경우, 즉 태깅하는 경우, 해당 전자장치로부터 데이터를 수신하거나, 해당 전자장치로 데이터를 전송할 수 있다.
그 외, 근거리 통신 기술로서, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다.
GPS(Global Position System) 모듈(619)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신할 수 있다.
A/V(Audio/Video) 입력부(620)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(621)와 마이크(623) 등이 포함될 수 있다.
사용자 입력부(630)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 이를 위해, 사용자 입력부(630)는, 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이(651)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
센싱부(640)는 이동 단말기(600)의 개폐 상태, 이동 단말기(600)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 이동 단말기(600)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(600)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다.
센싱부(640)는, 감지센서(641), 압력센서(643), 및 모션 센서(645) 등을 포함할 수 있다. 모션 센서(645)는 가속도 센서, 자이로 센서, 중력 센서 등을 이용하여 이동 단말기(600)의 움직임이나 위치 등을 감지할 수 있다. 특히, 자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로서, 기준 방향에 대해 돌아간 방향(각도)을 감지할 수 있다.
출력부(650)는 디스플레이(651), 음향출력 모듈(653), 알람부(655), 및 햅틱 모듈(657) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이(651)는 이동 단말기(600)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다.
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이(651)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이(651)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.
음향출력 모듈(653)은 무선 통신부(610)로부터 수신되거나 메모리(660)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(653)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(655)는 이동 단말기(600)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다. .
햅틱 모듈(haptic module)(657)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(657)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다.
메모리(660)는 제어부(680)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
인터페이스부(670)는 이동 단말기(600)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 인터페이스부(670)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 이동 단말기(600) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 이동 단말기(600) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
제어부(680)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 이동 단말기(600)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(680)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(681)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(681)은 제어부(680) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(680)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다.
전원 공급부(690)는, 제어부(680)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
한편, 도 8에 도시된 이동 단말기(600)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 이동 단말기(600)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 저장장치의 동작방법을 도시한 순서도이고 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 관리 장치의 동작방법을 도시한 순서도이며, 도 12 내지 도 17은 도 9 또는 도 10의 동작방법의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 에너지 저장장치(100)는, 전원이 온 되는 지 여부를 판단한다(S910). 그리고 해당하는 경우, 에너지 저장장치(100)는, 전력 관리 장치(500)로 전원 온 신호로서, 페어링 요청 신호를 전송한다(S920). 그리고, 에너지 저장장치(100)는, 전력 관리 장치(500)로부터 페어링응답 신호를 수신한다(S930).
도 12a는, 에너지 저장장치(100)의 전원 플러그(112)가 전원 소켓(60)에 연결되지 않은 상태를 예시한다.
도 12b는, 에너지 저장장치(100)의 전원 플러그(112)가 전원 소켓(60)에 연결되는 것을 예시한다.
이에 따라, 에너지 저장장치(100)는, 내부 전력망(50)에서 공급되는 교류 전원을, 접속부(130)를 통해 입력받고, 전력 변환부(140)에서, 직류 전원으로 변환할 수 있다.
변환된 직류 전원은, 동작 전원으로서 에너지 저장장치(100)의 각 모듈에 공급될 수 있다. 이에 따라, 통신 모듈(150)은, 동작 전원이 입력되는 경우, 전원이 온 되는 것으로 판단하고, 통신 모듈(150)을 통해, 전력 관리 장치(500)로, 동작이 온 되었음을 알리는, 페어링 요청 신호를 전송할 수 있다.
이에 따라, 전력 관리 장치(500)는, 페어링 요청 신호를 수신하는 지 여부를 판단하고(S1020), 해당하는 경우, 해당 에너지 저장장치(100)로 페어링 응답 신호를 전송한다(S1030).
전력 관리 장치(500)의 통신 모듈(530)은, 에너지 저장장치(100)로부터 수신되는 페어링 요청 신호를, 프로세서((520)로 전달한다. 전력 관리 장치(500)의 프로세서(520)는, 페어링 요청 신호에 응답하여, 해당 에너지 저장장치(100)에 무선 채널할당 정보를 포함하는 페어링 응답 신호를 생성하고, 이를 통신 모듈(530)을 통해, 에너지 저장장치(100)로 전송하도록 제어한다.
한편, 도 12b는, 에너지 저장장치(100)의 전원 플러그(112)가 전원 소켓(60)에 연결된 상태에서, 에너지 저장장치(100)에서 페어링 요청 신호(Sp1)가 전력 관리 장치(500)로 전송되고, 전력 관리 장치(500)에서 페어링 응답 신호(Sp2)가 에너지 저장장치(100)로 전송되는 것도 예시한다.
한편, 도 11의 제1110 단계(S1110)는 도 9의 제910 단계(S910)에 대응하며, 도 11의 제1120 단계(S1120)는 도 9의 제920 단계(S920)와 도 10의 제1020 단계(S1020)에 대응하며, 도 11의 제1130 단계(S1130)는 도 9의 제930 단계(S930)와 도 10의 제1030 단계(S1030)에 대응한다.
다음, 전력 관리 장치(500)는, 정션 박스(300)로부터 태양광 전력 정보를 수신한다(S1031). 그리고, 전력 관리 장치(500)는, 내부 전력망에서 소비하는 부하 전력 정보와 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보를, 전력 분배부(820)로부터,수신한다(S1034). 그리고, 전력 관리 장치(500)는, 에너지 저장장치에 저장된 전력 정보, 즉 에너지 저장량 정보를 수신한다(S1036). 그리고, 전력 관리 장치(500)는, 부하 전력 정보, 사용 전력 정보, 태양광 전력 정보, 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 에너지 저장장치에 저장 가능한 전력 정보 또는 에너지 저장장치에서 출력할 전력 정보를 연산한다(S1038). 그리고, 연산된 저장 가능 전력 정보 또는 출력 전력 정보에 기초하여, 에너지 저장장치로, 충전 명령 또는 방전 명령을 전송한다(S1040).
전력 관리 장치(500)의 통신 모듈(530)은, 태양광 모듈(200)에서 생성되어 정션 박스(300)에서 전력 변환된 태양광 전력 정보를, 지그비 통신을 통해, 정션 박스(300)로부터, 수신할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)의 통신 모듈(530)은, 상용 전력 정보, 부하 전력 정보를, 전력 분배부(820)로부터, 지그비 통신을 통해. 수신할 수 있다.
부하 전력 정보는, 전력 분배부(820)에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 전력 분배부(820)가 내부 전력망(50)에서 소비되는 전력량을 연산하는 전력계량기를 구비하는 경우, 이를 통해, 부하 전력 정보를 연산할 수 있다. 그리고, 전력 분배부(820)에서 연산되는 부하 전력 정보는, 전력 관리 장치(500)로 전송될 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)의 통신 모듈(530)은, 각 에너지 저장장치(100a,100b,...,100e)로부터, 지그비 통신을 통해. 추가 저장 가능한 전력 정보, 즉 각 에너지에 저장된 에너지 저장량 정보 등을 수신할 수 있다.
도 12c는, 에너지 저장량 정보(IPes)가, 에너지 저장장치(100)에서 전력 관리 장치(500)로 전송되는 것을 예시한다. 또한, 도 12c는, 태양광 모듈(200)에서 생성되어 정션 박스(300)에서 전력 변환된 태양광 전력 정보(IPso)가, 정션 박스(300)에서 전력 관리 장치(500)로 전송되는 것을 예시한다. 또한, 도 12c는, 내부 전력망(50)에 공급되는 상용 전력 정보(IPco), 각 부하에서 소비되는 부하 전력 정보(IPL)가, 전력 분배부(820)에서, 전력 관리 장치(500)로 전송되는 것을 예시한다.
이에 따라, 전력 관리 장치(500)의 프로세서(520)는, 수신되는 태양광 전력 정보(IPso), 상용 전력 정보(IPco), 부하 전력 정보(IPL), 에너지 저장량 정보(IPes) 중 적어도 하나에 기초하여, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 각각이 충전 모드로 동작할 지 또는 방전 모드로 동작할 지를 결정한다.
예를 들어, 전력 관리 장치(500)의 프로세서(520)는, 정션 박스(300)로부터 소정치 이상의 태양광 전력 정보를 수신하는 경우, 내부 전력망(50)에 태양광 전력이 공급되도록 결정할 수 있으며, 내부 전력망(50)에 태양광 전력이 공급되는 경우, 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e) 각각이 충전 모드로 동작하도록 결정할 수 있다.
다른 예로, 전력 관리 장치(500)의 프로세서(520)는, 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)에 충전이 완료되어 더 이상 충전할 수 없는 경우, 내부 전력망(50)에 태양광 전력이 공급되도록 결정할 수도 있다.
전력 관리 장치(500)의 프로세서(520)는, 충전 모드로 결정하는 경우, 해당하는 저장장치들에 저장할 전력 정보를 연산할 수 있으며, 방전 모드로 결정하는 경우, 해당하는 에너지 저장장치들에서 내부 전력망(50)으로 출력할 전력 정보를 연산할 수 있다.
예를 들어, 모든 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)이 충전 모드이거나, 방전 모드일 수 있으며, 그 외, 일부 에너지 저장장치는 충전 모드이고, 다른 에너지 저장장치는 방전 모드인 것도 가능하다.
여기서, 저장할 전력 정보는, 충전 명령(charge start command), 충전 시간 정보 또는 충전 중지 명령(charge stop command) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 출력할 전력 정보는, 방전 시작 명령(discharge start command), 방전 시간 정보 또는 방전 중지 명령(discharge stop command) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)의 통신 모듈(530)은, 충전 모드인 경우, 충전 명령을, 해당하는 에너지 저장장치들에 전송할 수 있다. 또는, 전력 관리 장치(500)의 통신 모듈(530)은, 방전 모드인 경우, 방전 명령을, 해당하는 에너지 저장장치들에 전송할 수 있다.
한편, 도 11의 제1131 단계(S1131)는 도 10의 제1031 단계(S1031)에 대응하며, 도 11의 제1134 단계(S1134)는 도 10의 제1034 단계(S1034)에 대응하며, 도 11의 제1136 단계(S1136)는 도 10의 제1036 단계(S1036)에 대응하며, 도 11의 제1138 단계(S1138)는 도 10의 제1038 단계(S1038)에 대응하며, 도 11의 제1140 단계(S1140)는 도 9의 제940 단계(S940)와 도 10의 제1040 단계(S1040)에 대응한다.
다음, 에너지 저장장치(100)의 통신 모듈(150)은, 전력 관리 장치(500)로부터 충전 명령이 수신되는 지 여부를 판단한다(S940). 그리고 해당하는 경우, 에너지 저장장치(100)는, 수신되는 충전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로부터 교류 전원을 입력받고, 이를 직류 전원으로 변환하여 배터리팩(160)에 저장한다(S950).
도 12d는, 충전 명령(IPps)이, 전력 관리 장치(500)에서 에너지 저장장치(100)로 전송되는 것을 예시한다.
에너지 저장장치(100)의 통신 모듈(150)은, 전력 관리 장치(500)로부터 충전 명령(IPps)를 수신하는 경우, 접속부(130)를 통해, 내부 전력망(50)의 교류 전원을 입력받아, 전력 변환부(140)에서 직류 전원으로 변환하도록 제어할 수 있다. 그리고, 변환된 직류 전원을 배터리팩(160)에 저장하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 내부 전력망(50)에 공급되는 태양광 전력이, 배터리팩(160)에 간단하게 저장될 수 있게 된다.
도 12e는, 충전 명령(IPps)에 대응하는 전력(Pps), 즉 교류 전원이, 내부 전력망(50)에서, 에너지 저장장치(100)로 공급되는 것을 예시한다.
한편, 도 11의 제1150 단계(S1150)는 도 9의 제950 단계(S950)에 대응한다.
다음, 에너지 저장장치(100)의 통신 모듈(150)은, 전력 관리 장치(500)로부터 충전 중지 명령이 수신되는 지 여부를 판단한다(S953). 그리고 해당하는 경우, 에너지 저장장치(100)는, 수신되는 충전 중지 명령에 기초하여, 내부 전력망으로부터 교류 전원의 입력을 중지한다(S956).
이에 따라, 내부 전력망(50)에 공급되는 태양광 전력이, 배터리팩(160)에 더 이상 저장되지 않게 저장될 수 있게 된다.
한편, 도 11의 제1153 단계(S1153), 및 도 11의 제1156 단계(S1156)는, 각각 도 9의 제953 단계(S953), 및 도 9의 제956 단계(S956)에 대응한다.
다음, 에너지 저장장치(100)의 통신 모듈(150)은, 전력 관리 장치(500)로부터 방전 명령이 수신되는 지 여부를 판단한다(S960). 그리고 해당하는 경우, 에너지 저장장치(100)는, 수신되는 방전 명령에 기초하여, 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 변환된 직류 전원을 내부 전력망으로 출력한다(S970).
도 12f는, 방전 명령(IPpo)이, 전력 관리 장치(500)에서 에너지 저장장치(100)로 전송되는 것을 예시한다.
에너지 저장장치(100)의 통신 모듈(150)은, 전력 관리 장치(500)로부터 방전 명령(IPpo)를 수신하는 경우, 출력할 전력에 대응하여, 배터리팩(160)에 저장된 직류 전원이 전력 변환부(140)로 공급되도록 제어할 수 있다. 그리고, 통신 모듈(150)은, 전력 변환부(140)에서, 해당 직류 전원이 교류 전원으로 변환하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배터리팩(160)에 저장된 직류 전원이 간단하게 변환되어, 내부 전력망(50)으로 공급될 수 있게 된다.
도 12g는, 방전 명령(IPpo)에 대응하는 전력(Ppo), 즉 교류 전원이, 에너지 저장장치(100)에서, 내부 전력망(50)으로 공급되는 것을 예시한다.
다음, 에너지 저장장치(100)의 통신 모듈(150)은, 전력 관리 장치(500)로부터 방전 중지 명령이 수신되는 지 여부를 판단한다(S973). 그리고 해당하는 경우, 에너지 저장장치(100)는, 수신되는 방전 중지 명령에 기초하여, 내부 전력망으로의 교류 전원 출력을 중지한다(S976).
이에 따라, 배터리팩(160)에 저장된 전력이, 더 이상 내부 전력망(50)으로 공급되지 않게 된다.
이와 같이, 내부 전력망(50)에, 에너지 저장장치(100)에 저장된 전력이 공급됨으로써, 상용 교류 전력의 소비가 적어질 수 있게 된다. 즉, 태양광 모듈로부터의 태양광 전력 등의 재생 에너지를 에너지 저장장치에 저장하였다가, 이를 내부 전력망에 공급함으로써, 에너지 소비를 효율적으로 사용할 수 있게 된다. 또한, 상용 교류 전력의 소비가 적어지므로, 상용 전력 소비 비용이 저감되게 된다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 에너지 저장장치가 추가되거나, 감소될때 마다 이를 감지하고, 추가되거나 감소되는 에너지 저장장치에 대한, 정보를 수신하여, 업데이트할 수 있다.
상술한 바와 같이, 추가 에너지 저장장치의 전원이 온되는 경우, 페어링 등을 수행하여, 에너지 저장장치의 정보를 새롭게 저장하고, 무선 데이터 통신을 위한 무선 채널을 할당할 수 있다.
반대로, 기존 에너지 저장장치의 전원이 오프되는 경우, 사용하던 무선 채널이 사용하지 않는 상태가 되므로, 해당 에너지 저장장치의 전원이 오프된 것으로 감지하고, 전원 오프된 에너지 저장장치의 정보를 업데이트할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 태양광 모듈(200) 생성되는 태양광 전력 정보와, 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보, 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보 등에 기초하여, 상용 전력이 최소로 사용되고, 태양광 전력이 최대로 사용되도록, 제어할 수도 있다. 즉, 태양광 전력은 내부 전력망(50)에 모두 공급하도록, 전력 분배부(820)에 해당 정보를 제공하고, 상용 전력은, 내부 부하 전력 정보를 고려하여, 최소한의 상용 전력만이 내부 전력망(50)에 공급되도록, 전력 분배부(820)에 해당 정보를 제공할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(500)는, 스마트 그리드(smart grid) 서비스를 제공할 수도 있다. 즉, 시간대 별로 상용 전력의 비용이 차별화되는 경우, 상용 전력이 저렴한 시간대에, 상용 전력이 내부 전력망(50)에 공급되도록 제어할 수 있다. 그리고, 내부 전력망(50)에 공급되는 상용 전력을, 각 에너지 저장장치에 저장되도록 제어할 수도 있다.
다른 예로, 전력 관리 장치(500)는, 상용 전력이 비싼 시간대에, 에너지 저장장치에 저장된 전력이 내부 전력망(50)에 공급되도록 제어할 수 있다.
한편, 상용 전력 가격 정보는, 외부 서버(570)로부터, 전력 관리 장치(500)로, 수신되거나, 그 외 전력 거래소(800) 또는 전력 분배부(820)를 통해, 전력 관리 장치(500)로, 수신될 수 있다.
다음, 도 13a 내지 도 13e는, 도 12c 내지 도 12g에 대응하며, 그 차이로는, 복수의 에너지 저장장치에 대해, 전력 관리 장치(500)가 정보를 수신하거나, 송신하는 것에 그 차이가 있다.
즉, 도 13a는, 에너지 저장량 정보(IPes1,IPes2,...IPes5)가, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)에서 전력 관리 장치(500)로 전송되는 것을 예시한다. 또한, 도 13a는, 태양광 모듈(200)에서 생성되는 태양광 전력 정보(IPso)가 정션 박스(300)에서, 전력 관리 장치(500)로 전송되는 것을 예시하며, 내부 전력망(50)에 공급되는 상용 전력 정보(IPco), 각 부하에서 소비되는 부하 전력 정보(IPL)가, 전력 분배부(820)에서, 전력 관리 장치(500)로 전송되는 것을 예시한다.
도 13b는, 충전 명령(IPps1,IPps2,...IPps5)이, 전력 관리 장치(500)에서 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로 전송되는 것을 예시한다.
도 13c는, 충전 명령(IPps1,IPps2,...IPps5)에 대응하는 전력(Pps1,Pps2,...,Pps5), 즉 교류 전원이, 내부 전력망(50)에서, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로 공급되는 것을 예시한다.
도 13d는, 방전 명령(IPpo1,IPpo2,...,IPpo5)가, 전력 관리 장치(500)에서 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로 전송되는 것을 예시한다.
도 13e는, 방전 명령(IPpo1,IPpo2,...,IPpo5)에 대응하는 전력(Ppo1,Ppo2,...,Ppo5), 즉 교류 전원이, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)에서, 내부 전력망(50)으로 공급되는 것을 예시한다.
한편, 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)이, 도 13c와 같이, 모두 충전 모드로 동작하거나, 도 13e와 같이, 모두 방전 모드로 동작하는 것 외에, 일부 방전 모드, 일부 충전 모드로 동작하는 것도 가능하다.
도 13f는, 충전 명령(IPps1)과, 방전 명령(IPpo2,...,IPpo5)이, 전력 관리 장치(500)에서 각 에너지 저장장치들(100a,100b,...100e)로 전송되는 것을 예시한다.
도 13g는, 충전 명령(IPps1)에 대응하는 전력(Pps1), 즉 교류 전원이, 내부 전력망(50)에서, 제1 에너지 저장장치(100a)로 공급되는 것을 예시한다. 그리고, 방전 명령(IPpo2,...,IPpo5)에 대응하는 전력(Ppo2,...,Ppo5), 즉 교류 전원이, 제2 내지 제5 에너지 저장장치들(100b,...100e)에서, 내부 전력망(50)으로 공급되는 것을 예시한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른, 전력 공급 시스템(10)은, 에너지 저장장치(100)에 저장된 저장 전력의 일부를, 전력 분배부(820)를 통해, 전력 거래소(800)로 공급할 수 있다.
이를 위해, 전력 관리 장치(500)의 프로세서(520)는, 부하 전력 정보(IPL), 상용 전력 정보(IPco), 태양광 전력 정보(IPso), 각 에너지 저장장치에 저장된, 에저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 내부 전력망(50)의 외부로 출력할 전력을 연산할 수 있다. 즉, 전력 거래소(800)로 전송할 외부 출력 전력을 연산할 수 있다.
전력 관리 장치(500)의 통신 모듈(530)은, 연산된 외부 출력 전력 정보를, 내부 전력망(50)에 상용 전력을 분배하여 공급하는 전력 분배부(820)로 송신할 수 있다.
이에 따라, 에너지 저장장치(100)는, 방전 모드로서, 내부 전력망(50)으로 교류 전원을 공급할 수 있으며, 전력 분배부(820)는, 내부 전력망(50)에 공급되고 있는 교류 전원의 일부를, 외부로, 특히 전력 거래소(800)로 출력하도록 제어할 수 있다.
도 14a는, 외부 출력 전력 정보(IPdi)가, 전력 분배부(820)로 전송되는 것을 예시한다.
도 14b는, 외부 출력 전력 정보(IPdi)에 대응하는 외부 출력 전력(Pdi), 즉 교류 전원이, 전력 분배부(820)에서 전력 거래소(800)로 전송되는 것을 예시한다. 이에 따라, 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른, 전력 공급 시스템(10) 하의 복수의 에너지 저장장치(100a,100b,...100e)와, 복수의 부하들(700a,700b,...700e)은, 일대일 대응하는 것으로 도시하나, 이와 달리, 하나의 에너지 저장장치에, 복수의 부하들이 할당되어 대응되는 것도 가능하다. 특히, 에너지 저장장치는, 그 위치가 인접한 부하들에 대응되는 것도 가능하다.
예를 들어, 하나의 에너지 저장장치는, 복수의 부하들에서 소비되는 소비 전력에 따라, 내부 전력망(50)으로 에너지 저장장치에 저장된 전력을 공급할 수 있으며, 대응되는 부하들은, 해당 에너지 저장장치에서 공급되는 교류 전원을 바로, 소비하는 것도 가능하다. 즉, 전력 공급 시스템(10)하에서, 국부적으로, 전력 소비가 필요한 지점에, 해당 에너지 저장장치가 방전 모드로 동작함으로써, 전력을 효율적으로 관리할 수도 있게 된다.
이를 위해, 전력 관리 장치(500)는, 각 에너지 저장장치의 위치 정보, 각 부하들의 위치 정보, 각 부하들의 소비 전력 정보 등을 저장하는 것도 가능하다.
에너지 저장장치의 위치 정보는, 에너지 저장장치의 페어링시, 신호의 세기 등에 따라, 연산될 수 있다. 또한, 부하들의 위치 정보도, 부하와 전력 관리 장치(500)와의 페어링시, 신호의 세기 등에 따라, 연산될 수 있다.
도 16 및 도 17은 이동 단말기를 통한 전력 모니터링 모드와 원격제어 모드를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
먼저, 도 16은 이동 단말기(600)를 통한 전력 모니터링 모드를 예시한다.
이동 단말기(600)는, 이동 단말기(600)의 소정 메뉴가 실행되거나, 소정 애플리케이션이 실행되는 경우, 내부 전력망에 대한 전력 모니터링 모드로 진입할 수 있다.
도 16(a)는 전력 모니터링 모드로 진입한 경우, 전력 모니터링 화면(1610)이 표시되는 것을 예시한다. 전력 모니터링 화면(1610)은, 내부 전력망(50)에 대한 전력을 모니터링할 수 있는 화면으로서, 도면에서는 전체 모드 항목(1615)과 개별 모드 항목(1618)을 포함하는 화면을 예시한다.
전체 모드 항목(1615)이 선택되는 경우, 이동 단말기(600)의 무선 통신부(610)는, 내부 네트워크 또는 외부 네트워크(560)를 통해, 전력 관리 장치(500)로 전력 모니터링 요청을 송신할 수 있다. 특히, 전체 내부 전력망(50)에 대한 전력 모니터링 요청을 송신할 수 있다.
이에 따라, 전력 관리 장치(500)는, 전체 내부 전력망(50)에 대한 모니터링 정보를 전송하며, 이동 단말기(600)의 무선 통신부(610)는, 이를 수신하여, 제어부(680)에 전송한다. 그리고, 제어부(680)는, 디스플레이를 통해, 전체 모드 하의 모니터링 정보를 표시하도록 제어할 수 있다.
도 16(b)는 전체 모드 화면(1620)을 예시하며, 특히, 집 내부 평면도(1625) 내에, 에너지 저장 장치들(ESS1,ESS2,ESS3,ESS4)에 대한 에너지 저장량을 나타내는 아이콘들이 표시되는 것을 예시한다. 이에 의해, 사용자는 집 내부에 위치하는 에너지 저장장치들에 대한 에너지 저장량을 직관적으로 확인할 수 있게 된다.
한편, 도면과 달리, 각 부하들에 대한 에너지 소비량을 나타내는 아이콘이 더 표시되는 것도 가능하다.
한편, 도 16(a)에서 개별 모드 항목(1618)이 선택되는 경우, 도 16c와 같이, 개별 모드 화면(1630)이 이동 단말기(600)의 디스플레이에 표시될 수 있다. 도면에서는, 내부 전력망(50) 내에 전기적으로 접속되는 에너지 저장장치의 개수로 4개를 예시한다.
한편, 도 16(c)의 개별 모드 화면(1630)은, 에너지 저장장치 항목들만을 포함하는 것을 예시하나, 이와 달리, 각 부하들 항목도 더 포함할 수 있다.
한편, 도 16(c)의 개별 모드 화면(1630) 내에서, 제1 에너지 저장장치 항목(1632)이 선택되는 경우, 이동 단말기(600)의 무선 통신부(610)는, 내부 네트워크 또는 외부 네트워크(560)를 통해, 전력 관리 장치(500)로, 제1 에너지 저장장치에 전력 모니터링 요청을 송신할 수 있다. 즉, 제1 에너지 저장장치에 저장된 에너지 저장량 정보를 송신할 수 있다.
이에 따라, 전력 관리 장치(500)는, 제1 에너지 저장장치에 저장된 에너지 저장량 정보를 모니터링 정보로서, 전송하며, 이동 단말기(600)의 무선 통신부(610)는, 이를 수신하여, 제어부(680)에 전송한다. 그리고, 제어부(680)는, 디스플레이를 통해, 해당하는 모니터링 정보를 표시하도록 제어할 수 있다.
도 16(d)는 개별 모드 화면(1640)을 예시하며, 특히, 제1 에너지 저장장치에 저장된 에너지 저장량 정보를 나타내는 오브젝트(1642)가 표시되는 것을 예시한다.
이에 의해, 사용자는 집 내부에 위치하는 제1 에너지 저장장치에 대한 에너지 저장량을 직관적으로 확인할 수 있게 된다.
다음, 도 17은 이동 단말기를 통한 원격제어 모드를 예시한다.
이동 단말기(600)는, 이동 단말기(600)의 소정 메뉴가 실행되거나, 소정 애플리케이션이 실행되는 경우, 내부 전력망에 대한 원격 제어 모드로 진입할 수 있다.
도 17(a)는 원격 제어 모드로 진입한 경우, 원격 제어 화면(1710)이 표시되는 것을 예시한다. 원격 제어 화면(1710)은, 전력 관리 장치(500) 등을 원격제어할 수 있는 화면으로서, 도면에서는 전체 모드 항목(1715)과 개별 모드 항목(1718)을 포함하는 화면을 예시한다.
전체 모드 항목(1715)이 선택되는 경우, 도 17(b)와 같이, 전체 모드 화면(1720)이 표시될 수 있다. 전체 모드 화면(1720)은, 내부 전력망에 전기적으로 접속되는 복수의 에너지 저장장치들을 모두 충전할 수 있는 충전 항목(1725), 모두 방전할 수 있는 방전 항목(1728)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 충전 항목(1725)의 "예" 항목이 선택되는 경우, 이동 단말기(600)의 무선 통신부(610)는, 내부 네트워크 또는 외부 네트워크(560)를 통해, 전력 관리 장치(500)로, 모든 에너지 저장장치에 대해 충전을 수행하도록 하는, 원격제어 신호를 송신할 수 있다.
한편, 도 17(a)에서 개별 모드 항목(1718)이 선택되는 경우, 도 17c와 같이, 개별 모드 화면(1730)이 이동 단말기(600)의 디스플레이에 표시될 수 있다. 도면에서는, 내부 전력망(50) 내에 전기적으로 접속되는 에너지 저장장치의 개수로 4개를 예시한다.
한편, 도 17(c)의 개별 모드 화면(1730)은, 에너지 저장장치 항목들만을 포함하는 것을 예시하나, 이와 달리, 각 부하들 항목도 더 포함할 수 있다.
한편, 도 17(c)의 개별 모드 화면(1730) 내에서, 제1 에너지 저장장치 항목(1732)이 선택되는 경우, 도 17(d)와 같이, 제1 에너지 저장장치에 대한 원격 제어 화면(1740)이 표시될 수 있다. 원격 제어 화면(1740)은, 제1 에너지 저장장치(ESS1)를 충전할 수 있는 충전 항목(1745), 방전할 수 있는 방전 항목(1748)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 충전 항목(1745)의 "예" 항목이 선택되는 경우, 이동 단말기(600)의 무선 통신부(610)는, 내부 네트워크 또는 외부 네트워크(560)를 통해, 전력 관리 장치(500)로, 제1 에너지 저장장치에 대해 충전을 수행하도록 하는, 원격제어 신호를 송신할 수 있다.
이에 의해, 사용자는 간편하게, 전력 관리 장치(500), 또는 에너지 저장장치를 원격제어할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 에너지 저장장치, 전력 관리 장치, 이동 단말기 및 그 동작방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 에너지 저장장치의 동작방법 또는 전력 관리 장치의 동작방법은 에너지 저장장치 또는 전력 관리 장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (23)

  1. 적어도 하나의 배터리팩;
    전력 관리 장치로, 전원 온 정보 또는 에너지 저장량 정보를 전송하고, 상기 전원 관리 장치로부터 충전 명령 또는 방전 명령을 수신하는 통신 모듈;
    상기 충전 명령에 기초하여, 태양광 모듈을 통해, 내부 전력망에 공급된 교류 전원을 입력받거나, 상기 방전 명령에 기초하여, 상기 내부 전력망으로 교류 전원을 출력하는 접속부; 및
    상기 전력 관리 장치로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 상기 충전 명령에 기초하여, 상기 내부 전력망으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하거나, 상기 전력 관리 장치로부터 상기 방전 명령을 수신하는 경우, 상기 방전 명령에 기초하여, 상기 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 전력 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 모듈은,
    상기 배터리팩과 상기 전력 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환부는,
    상기 내부 전력망으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하거나, 상기 방전 명령에 기초하여, 상기 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 양방향 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환부는,
    상기 내부 전력망에 상용 교류 전력 공급이 중단되는 경우, 상기 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고,
    상기 접속부는, 상기 내부 전력망으로 상기 변환된 교류 전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  5. 제1항에 있어서,
    전원 플러그와 연결 가능한 전원 소켓;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원 소켓은,
    다른 에너지 저장장치의 전원 플러그와 연결되어, 상기 에너지 저장장치의 직류 전원 저장 용량이 가변되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 통신 모듈은,
    전원이 온 되는 경우, 상기 전력 관리 장치로 페어링 요청 신호를 전송하며, 상기 전력 관리 장치로부터 페어링 응답 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통신 모듈은,
    상기 충전 명령 또는 상기 방전 명령을, 다른 에너지 저장장치와는 다른 무선 채널을 통해, 수신하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
  9. 태양광 모듈에서 생성되는 태양광 전력 정보를 수신하며, 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보를 수신하며, 상기 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신하며, 에너지 저장장치에 저장된 에너지 저장량 정보를 수신하는 통신 모듈; 및
    상기 부하 전력 정보, 상용 전력 정보, 태양광 전력 정보 및 에너지 저장량 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 내부 전력망의 교류 전원을 적어도 하나의 에너지 저장 장치에 충전하기 위한 충전 명령을 생성하거나, 상기 에너지 저장 장치에서 상기 내부 전력망으로 교류 전원을 방전하기 위한 방전 명령을 생성하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 통신 모듈은, 상기 생성된 충전 명령 또는 상기 방전 명령을 상기 에너지 저장 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 내부 전력망에 상기 태양광 전력이 공급되는 경우, 상기 내부 전력망의 교류 전원을 적어도 하나의 에너지 저장 장치에 충전하기 위한 충전 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 내부 전력망에 전기적으로 접속된 부하, 또는 상기 내부 전력망에 전기적으로 접속된 상기 에너지 저장장치 중 적어도 하나에 대한, 전력 정보를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 내부 전력망에 대한 전력 모니터링 요청을 수신하는 경우, 상기 내부 전력망의 전력에 대한 모니터링 정보를, 상기 통신 모듈을 통해, 외부로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 충전 명령 또는 상기 방전 명령은, 제1 통신 방식에 의해, 상기 에너지 저장 장치로 송신되고,
    상기 모니터링 정보는, 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식에 의해, 외부로 전송되는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 통신 모듈은,
    상기 태양광 모듈에 전기적으로 연결되는 정션 박스로부터 상기 태양광 전력 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    복수의 에너지 저장장치에 대해, 서로 다른 복수의 무선 채널을 할당하도록 제어하며,
    상기 통신 모듈은,
    상기 각 에너지 저장장치에 대해, 서로 다른 무선 채널을 통해, 상기 충전 명령 또는 상기 방전 명령를 송신하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 통신 모듈은,
    상기 내부 전력망에 상용 전력을 분배하여 공급하는 전력 분배부로부터, 상기 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보, 및 상기 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 내부 전력망에 상용 교류 전력 공급이 중단되는 경우, 상기 방전 명령을 생성하고,
    상기 통신 모듈은, 상기 생성된 방전 명령을 상기 에너지 저장 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  18. 디스플레이;
    전력 관리 장치와 데이터를 교환하는 무선 통신부; 및
    내부 전력망에 대한 전력 모니터링 모드로 진입하는 경우, 상기 전력 관리 장치로, 전력 모니터링 요청을 송신하도록 제어하며, 상기 전력 관리 장치로부터, 상기 내부 전력망 내의 전력 정보에 대한 모니터링 정보를 수신하는 경우, 상기 모니터링 정보를 상기 디스플레이에 표시하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  19. 전력 관리 장치로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 상기 충전 명령에 기초하여, 내부 전력망으로부터 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하는 단계;
    상기 변환된 직류 전원을 배터리팩에 저장하는 단계;
    상기 전력 관리 장치로부터 상기 방전 명령을 수신하는 경우, 상기 방전 명령에 기초하여, 상기 배터리팩에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 교류 전원을 상기 내부 전력망에 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 동작방법.
  20. 태양광 모듈에서 생성되어 내부 전력망에 공급되는 태양광 전력 정보를 수신하는 단계;
    상기 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보와 상기 내부 전력망에 공급되는 상용 전력 정보를 수신하는 단계;
    상기 부하 전력 정보, 상용 전력 정보, 태양광 전력 정보 및 에너지 저장장치에 저장된 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 내부 전력망의 교류 전원을 적어도 하나의 에너지 저장 장치에 충전하기 위한 충전 명령을 생성하거나, 상기 에너지 저장 장치에서 상기 내부 전력망으로 교류 전원을 방전하기 위한 방전 명령을 생성하는 단계; 및
    상기 충전 명령을 또는 상기 방전 명령을 상기 에너지 저장 장치로 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치의 동작방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 내부 전력망에 대한 전력 모니터링 요청을 수신하는 경우, 상기 전력 정보에 대한 모니터링 정보를, 상기 통신 모듈을 통해, 외부로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치의 동작방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 충전 명령 또는 상기 방전 명령은, 제1 통신 방식에 의해, 상기 에너지 저장 장치로 송신되고,
    상기 모니터링 정보는, 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식에 의해, 외부로 전송되는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치의 동작방법.
  23. 내부 전력망에 대한 전력 모니터링 모드로 진입하는 단계;
    상기 모니터링 모드에 따라, 전력 관리 장치로, 전력 모니터링 요청을 송신하는 단계;
    상기 전력 관리 장치로부터, 상기 내부 전력망 내의 전력 정보에 대한 모니터링 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 모니터링 정보를 상기 디스플레이에 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 동작방법.
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