WO2017204588A2 - 태양광 발전 장치 관리 시스템, 태양광 발전 장치 관리 방법 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 - Google Patents

태양광 발전 장치 관리 시스템, 태양광 발전 장치 관리 방법 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 Download PDF

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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic device management system, and more specifically, to photovoltaic power generation and home consumption in each house by means of device-to-device communication, and trading of solar energy among other houses. It relates to a system to manage and a management method.
  • Photovoltaic zero-energy housing refers to a house that is self-sufficient in energy using sunlight without using fossil energy that emits greenhouse gases.
  • the photovoltaic device management system includes a photovoltaic power generation unit including a solar cell panel and an energy including a secondary battery capable of receiving a power signal from the photovoltaic power generation unit and charging the received power signal.
  • a storage unit and a load configured to receive and operate a power signal discharged from the energy storage unit.
  • the photovoltaic device management system is also connected in a wired or wireless communication with the photovoltaic unit, the energy storage unit and the load, and configured to receive status data of the photovoltaic unit, the energy storage unit and the load. It includes a control unit.
  • the control unit is configured to generate a control signal for each of the photovoltaic unit and the energy storage unit based on the received state data.
  • the state data may include data of one or more of the amount of generation of the photovoltaic unit, the generation environment, and the generation history, the amount of charge energy and the amount of additional charge of the energy storage unit, and the current power consumption of the load. It may include.
  • the control unit based on the state data, the predictive data including at least one of the power generation expectation of the photovoltaic generation unit, the power consumption expectation of the load, and the excess charge energy expected of the energy storage unit And generate a control signal for each of the photovoltaic unit and the energy storage unit based on the state data and the prediction data.
  • the photovoltaic device management system may further include a bidirectional inverter connected to the energy storage unit and the external power grid so as to be capable of power exchange.
  • the bidirectional inverter is connected in wired or wireless communication with the control unit, and the control unit is configured to generate a control signal for the bidirectional inverter, and the bidirectional inverter exchanges power between the energy storage unit and the external power grid according to the control signal for the bidirectional inverter. It may be operable to do so.
  • the bidirectional inverter receives a DC voltage signal from the energy storage unit and converts it into a predetermined AC voltage signal and transmits it to an external power grid or from an external power grid. It may be operable to receive an AC voltage signal, convert it into a predetermined DC voltage signal and transmit it to the energy storage.
  • the solar power generation unit, the energy storage unit, and the bidirectional inverter may be installed in a residential building.
  • control unit may be included in a remote management server installed outside the house.
  • the external power grid may be a common power line installed by a power generation company or a power exchange.
  • the load may comprise an electric boiler or an electric vehicle charging device.
  • the photovoltaic device management system may further include a user interface configured to be communicatively connected to the controller.
  • the user interface may include a display configured to display at least one of the state data, and an input configured to receive a user input for at least one of the solar power generation unit, the energy storage unit, and the load.
  • a method of managing a solar power device performed on a computer.
  • the photovoltaic device includes a photovoltaic generation unit, an energy storage unit, and a bidirectional inverter connected to the energy storage unit and an external power grid so as to be capable of power exchange.
  • a method for managing a photovoltaic device includes a photovoltaic generation amount of a photovoltaic generation unit, a generation environment, a generation history, a charge energy amount of a photovoltaic generation energy of an energy storage unit, and a remaining amount of additional chargeable power, and a current power.
  • the control signal includes a signal instructing the bidirectional inverter to exchange power between the energy store and the external power grid.
  • a computer readable storage medium having a computer program comprising one or more instructions executable by a computer, wherein the one or more instructions, when executed by the computer, cause the computer to perform the above-described aspects. How to manage the photovoltaic device.
  • Systems and methods are provided that enable information exchange through wired and wireless communications between residential solar energy installations or devices and thus automated operation control.
  • the centralized management system and management method of the solar energy to not only efficiently consume the solar energy generated in one house in the house of the house, but also to supply the surplus solar energy to other houses. This is provided.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a centralized solar energy management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a detailed configuration of the photovoltaic power generation and energy management unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a functional block diagram schematically showing an internal configuration of a central management server.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating a detailed configuration of a photovoltaic power generation and energy management unit according to another embodiment of the present invention.
  • the solar energy management system 100 includes a photovoltaic power generation and energy management unit 102a-102n, a communication network 104, a central management server 106, a user terminal 108, and an external power grid 110. ).
  • the photovoltaic power generation and energy management units 102a-102n may be installed in each house or the like, and may be a facility that enables power generation using solar light and utilization of solar energy in the house. Although not specifically shown in FIG. 1, each of the photovoltaic power generation and energy management units 102a-102n includes circuitry for consuming or storing energy generated by photovoltaic power generation with facilities for photovoltaic power generation. can do.
  • each of the photovoltaic and energy management units 102a-102n is connected to each other via an external power grid 110.
  • Each of the photovoltaic and energy management units 102a-102n may supply AC power to or receive AC power from the external power grid 110.
  • the external power grid 110 may be a power wiring network that connects the photovoltaic power generation and energy management units 102a-102n to each other so as to be power exchangeable.
  • the external power grid 110 may be a power grid installed by a power generation company such as KEPCO.
  • Each of the solar power and energy management units 102a-102n may be connected to the central management server 106 and the user terminal 108 via the communication network 104.
  • the communication network 104 may be a wired or wireless Internet including a LAN, a MAN, and a WLAN, but is not limited thereto.
  • the communication network 104 may be various wired or wireless communication networks in various forms that can be considered by those skilled in the art.
  • the central management server 106 stores various sensing or measurement information from each photovoltaic power generation and energy management unit 102a-102n, such as the current generation amount of each photovoltaic power generation and energy management unit, the current power generation environment (eg, current Time, sunrise and sunset data, weather data, etc.), history of development so far (eg total output, daily yield at each environmental condition, etc.), currently stored charge energy, remaining energy storage, current power consumption, One or more pieces of information such as supply or reception history of surplus power may be collected.
  • the central management server 106 calculates predicted data such as power generation expectations, consumption expectations, and energy remaining expectations for each photovoltaic and energy management unit 102a-102n according to big data analysis or the like based on the collected information. can do.
  • the central management server 106 may also generate a command signal relating to the operation control of each of the photovoltaic and energy management units 102a-102n based on the collected information and the predicted data calculated accordingly. For example, the central management server 106 may determine which photovoltaic and energy management units 102a-102n generated surplus energy based on information collected from each photovoltaic power and energy management unit 102a-102n or the like. It is possible to determine whether this will occur and how much surplus energy is to be supplied to the external power grid 110, and send the corresponding command to each corresponding photovoltaic and energy management unit 102a-102n.
  • the central management server 106 may communicate with the user terminal 108 via the communication network 104.
  • the central management server 106 may, for example, provide the user terminal 108 with one or more of the information collected from each solar power and energy management unit 102a-102n, and user input from the user terminal 108. Data can be received.
  • the user terminal 108 may be various user handheld devices such as a cell phone, a notebook, a laptop, etc., but the present invention is not limited thereto.
  • the user terminal 108 may be an operator terminal managing the central management server 106.
  • the central management server 106 may generate and transmit a signal for controlling the operation of each unit of the photovoltaic power generation and energy management units 102a-102n based on the collected information and the predicted data calculated accordingly.
  • the central management server 106 is predicted based on user input data received from the user terminal 106 together with information collected from each solar power and energy management unit 102a-102n. Data and the like can be calculated, and a signal for controlling the operation of each unit of the photovoltaic power generation and energy management units 102a-102n can be generated and transmitted.
  • control signal generated by the central management server 106 may be a control signal regarding the supply of surplus energy to the external power grid 110 for the photovoltaic and energy management units 102a-102n.
  • the central management server 106 may be a server operated by a local power generator or a power exchange that manages energy transactions.
  • the present invention is not so limited.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a detailed configuration of the photovoltaic power generation and energy management unit 102 shown in FIG. 1.
  • the photovoltaic power generation and energy management unit 102 includes a solar cell unit 202, an energy storage unit 204, a DC power load 206, a bidirectional inverter 208, and an AC power load 210. , A communication unit 212, and a user interface 214.
  • the solar cell unit 202 may include an array of a plurality of solar cell panels (not specifically shown). Each solar cell panel of the solar cell unit 202 receives sunlight and may continuously generate enormous electrical energy by the photoelectric effect. Although not shown in detail, according to an embodiment of the present invention, the solar cell unit 202 also includes a panel support device that can adjust the direction and angle of the solar panels so that the solar panels follow the movement of the sun. can do.
  • the solar cell unit 202 may be connected to the communication unit 212 to enable wired or wireless communication.
  • the solar cell unit 202 may include information about the state of the solar cell panel (for example, but is not limited to information such as current temperature, light quantity, sunrise and sunset time).
  • the measurement may be transmitted to the communication unit 212.
  • the communication unit 212 may receive information regarding the state of the solar cell panel from the solar cell unit 202 and transmit the received information to the central management server 106 through the communication network 104.
  • the central management server 106 is based on information received from each of the photovoltaic and energy management units 102a-102n and / or data preset in the central management server 106, user input data, and the like.
  • a control signal for the panel support device of 202 may be generated.
  • the generated control signal is transmitted to the solar cell unit 202 through the communication network 104 and the communication unit 212, and the panel support device of the solar cell unit 202 adjusts the direction and angle of the solar cell panels according to the received control signal. I can regulate it.
  • the energy storage unit 204 may be power connected to the solar cell unit 202.
  • the energy store 204 may also be power connected to the load 206 for the DC power supply.
  • the energy storage unit 204 may be connected to the communication unit 212 in a wired or wireless communication manner.
  • the energy storage unit 204 may include secondary batteries connected in series and parallel.
  • the energy storage unit 204 may include, for example, a lithium iron phosphate secondary battery.
  • the energy storage unit 204 may include a sodium sulfate secondary battery, a nickel-cadmium battery, a lead storage battery, a nickel-hydrogen battery, a lithium-ion battery, a lithium polymer battery, and the like.
  • the energy storage unit 204 may include an appropriate type and number of secondary batteries according to required power capacity, design conditions, and the like.
  • the energy storage unit 204 may also include a bidirectional DC / DC converter.
  • the energy storage unit 204 may be communicatively connected to the communication unit 212 to receive an operation control signal from the communication unit 212.
  • the energy storage unit 204 may operate in the charging mode or the discharge mode according to the operation control signal received from the communication unit 212.
  • the energy storage unit 204 is received from the external power grid through a DC voltage or a bidirectional inverter received from the solar cell unit 202.
  • the voltage may be converted to an appropriate level through a bidirectional DC / DC converter to operate to charge the secondary battery of the energy storage unit 204.
  • the energy storage unit 204 may discharge the voltage stored in the secondary battery according to the operation control signal received from the communication unit 212.
  • the voltage signal discharged from the secondary value of the energy storage unit 204 is transformed to an appropriate voltage through the bidirectional DC / DC converter of the energy storage unit 204 to the DC power load 206. It may be supplied, or may be supplied to the bidirectional inverter 208 described later.
  • the DC power load 206 may be electrically connected to the energy storage unit 204 to receive power supplied from the energy storage unit 204.
  • the DC power load 206 may be various home electronic devices or vehicle charging devices.
  • the DC power load 206 may be, for example, an electric boiler, but the invention is not so limited.
  • the load 206 for the DC power supply may also be connected to the communication unit 212 in a wired or wireless manner.
  • the DC power load 206 may measure and transmit information about the state of the DC power load 206 to the communication unit 212. For example, when the DC power load 206 is an electric boiler, information about the on / off state, the output temperature, the amount of electricity used, and the like of the load 206 may be transmitted to the communication unit 212.
  • the DC power load 206 is a vehicle charging device, information about a state of charge, a charge power amount, a charging time, and the like of the load 206 may be transmitted to the communication unit 212.
  • the bidirectional inverter 208 may be connected to the communication unit 212 to enable wired or wireless communication to receive an operation control signal from the communication unit 212.
  • the bidirectional inverter 208 may also be in power connection with the energy storage unit 204 and may be in power connection with the external power grid 110.
  • the bidirectional inverter 208 may be power connected to an AC power load 210.
  • the bidirectional inverter 208 receives a DC voltage signal from the energy storage unit 204 according to the operation control signal received from the communication unit 212, and transforms it into a predetermined AC voltage It can be supplied to the load 210 for AC power.
  • the bidirectional inverter 208 receives a DC voltage signal from the energy storage unit 204 according to the received operation control signal from the communication unit 212, and transforms it into a predetermined AC voltage. Can be supplied to an external power grid.
  • the bidirectional inverter 208 receives an AC voltage signal from the external power grid 110 according to a control signal from the communication unit 212, converts it into a DC voltage of an appropriate voltage to energy It may be delivered to the storage unit 204.
  • the bidirectional inverter 208 may include a filter for removing harmonics from the AC voltage received from the external power grid, and the phase of the AC voltage output from the bidirectional inverter 208 and the AC voltage of the external power grid.
  • a phase locked loop may be included to synchronize the phases.
  • the AC power load 210 may be connected to the bidirectional inverter 208 to receive power supplied from the energy storage unit 204. According to an embodiment of the present invention, the AC power load 206 may be various home electronic devices. The AC power load 210 may also be connected to the communication unit 212 to enable wired or wireless communication. The AC power load 206 may measure and transmit information about the state of the AC power load 206 to the communication unit 212.
  • the communication unit 212 includes the solar cell unit 202, the energy storage unit 204, the DC power load 206, the bidirectional inverter 208, the AC power load 210, and the user interface 214. And wired or wireless communication, respectively.
  • the communication unit 212 receives information regarding their respective states from the solar cell unit 202, the energy storage unit 204, the DC power load 206, the bidirectional inverter 208, and the AC power load 210, respectively.
  • the received information may be transmitted to the central management server 106 through the communication network 104.
  • the central management server 106 based on the received information and / or preset data and user input data, etc., each part of the photovoltaic power generation and energy management unit 102, that is, the solar cell unit 202 ), An operation control signal for each of the energy storage unit 204, the DC power load 206, the bidirectional inverter 208, and the AC power load 210 may be generated.
  • the central management server 106 operates the solar cell unit 202 such that the amount of photovoltaic power generation is maximized, for example, based on the state information received from the solar cell unit 202 or the like.
  • An operation signal may be generated to adjust the direction and angle of the solar cell panels of 202.
  • the central management server 106 is an operation control signal for the energy storage unit 204, for example, a signal indicating a charging mode or a discharge mode, a signal indicating a current flow direction of charging or discharging, a duty ratio control signal for voltage conversion. And the like.
  • the central management server 106 may generate an operation control signal for the bidirectional inverter 208, for example, a signal indicative of the current flow direction or voltage conversion in the bidirectional inverter 208, and the like.
  • the communication unit 212 may receive an operation control signal generated by the central management server 106 through the communication network 104, and may appropriately transfer the operation control signal to each corresponding part.
  • the communication unit 212 may be connected to the user interface 216 to enable wired or wireless communication.
  • the user interface 216 may include an input unit capable of receiving user input relating to each unit of the photovoltaic power generation and energy management unit 102 and information regarding the status of each unit of the photovoltaic power generation and energy management unit 102. It may include a display that can be shown to. According to an embodiment of the present invention, the information received from the input unit of the user interface 216 may be transferred to the communication unit 212. According to an embodiment of the present disclosure, the communication unit 212 may transmit the information received from the user interface 216 to the central management server 106 through the communication network 104. According to an embodiment of the present invention, the user interface 216 may be various mobile user devices such as a user handheld device, a cell phone, a notebook, a laptop, and the like.
  • the central management server 106 includes a communication unit 302, an information collecting unit 304, a database 306, and a control signal generating unit 306.
  • the communication unit 302 may be communicatively connected to each of the photovoltaic power generation and energy management units 102a-102n through the communication network 104.
  • the communication unit 302 may also be communicatively connected with the user terminal 108 via the communication network 104.
  • the information collection unit 304 is a unit of each photovoltaic power generation and energy management unit 102a-102n, such as a solar cell unit 202, an energy storage unit 204, a load 206 for a DC power supply, and a bidirectional inverter ( 208, the state data measured from the AC power load 210, and the like may be collected through the communication unit 212 and the communication network 104.
  • the information collecting unit 304 may also collect user data input from the user terminal 108 through the communication network 104.
  • the control signal generator 308 may be configured to store information collected by the information collector 304 and / or information stored in the database 306 (eg, historical information about the environment, power generation and consumption, and user input information. Predict the power generation expectancy, consumption expectation amount, energy remaining amount expectation amount, etc. in each unit, and operate for each part of each photovoltaic power generation and energy management unit 102a-102n based on the predicted information or the like.
  • a control signal can be generated.
  • the prediction information generated by the control signal generator 308 and the information about the operation control signal may be stored in the database 306.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing a detailed configuration of the photovoltaic power generation and energy management unit 102 'according to another embodiment of the present invention.
  • the configuration shown in FIG. 4 is generally similar to the configuration shown in FIG. 2, and there are differences in the configurations of the communication unit 412 and the control unit 414.
  • the communication unit 212 receives information from each unit of the photovoltaic power generation and energy management unit 102 and transmits the received information to the central management server 106 through the communication network 104. And, it can be operated to receive the operation control signal for each part from the central management server 106 and deliver it to each part appropriately.
  • FIG. 2 the communication unit 212 receives information from each unit of the photovoltaic power generation and energy management unit 102 and transmits the received information to the central management server 106 through the communication network 104. And, it can be operated to receive the operation control signal for each part from the central management server 106 and deliver it to each part appropriately.
  • the photovoltaic power generation and energy management unit 102 ′ further includes a control unit 414, the control unit 414 from which each part of the photovoltaic power generation and energy management unit 102 ′ is derived. Receiving the information, based on the received information and the like can locally generate and transmit control signals for each part of the photovoltaic and energy management unit 102 '. As shown in FIG. 4, the control unit 414 may be communicatively connected to the communication unit 412, and the control unit 414 may generate some of the collected information or the prediction information locally calculated from the collected information. It may selectively transmit to the central management server 106 through the communication unit 412 and the communication network 104.
  • the control unit 414 is a group of surplus or insufficient energy predicted with respect to the corresponding photovoltaic and energy management unit 102 'of the information calculated based on the information collected by itself, etc. Only information about the mass can be passed to the central management server 106 such that the central management server 106 generates only control signals relating to surplus energy transactions between the photovoltaic and energy management units.
  • the generated control signal for the energy transaction can be transmitted to the appropriate control signal for each part of the photovoltaic power generation and energy management unit 102 'again via the communication network 104, the communication unit 412 and the control unit 414. have.
  • the solar energy generation and management facilities have been described in relation to the case where the home is installed, but it should be understood that the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be applied to photovoltaic power generation facilities installed in not only houses but also various other facilities and buildings.
  • the present invention is not limited to the examples described herein but may be variously modified, reconfigured, and replaced without departing from the scope of the present invention.
  • a computer program according to an embodiment of the present invention includes a storage medium readable by a computer processor or the like, for example, a nonvolatile memory such as an EPROM, an EEPROM, a flash memory device, a magnetic disk such as an internal hard disk and a removable disk, a magneto-optical disk, and It may be implemented in a form stored in various types of storage media, including a CDROM disk. All modifications and changes that fall within the true spirit and scope of the present invention are intended to be covered by the following claims.
  • the present invention can be used in a photovoltaic device management system.

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Abstract

태양광 발전 장치 관리 시스템이 제공된다. 태양광 발전 장치 관리 시스템은, 태양전지 패널을 포함하는 태양광 발전부와, 태양광 발전부로부터 전력 신호를 수신하고 수신된 전력 신호를 충전할 수 있는 이차전지를 포함하는 에너지 저장부와, 에너지 저장부로부터 방전되는 전력 신호를 수신하여 동작하도록 구성된 부하를 포함한다. 본 발명에 따르면, 태양광 발전 장치 관리 시스템은 또한 태양광 발전부, 에너지 저장부 및 부하와 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속되고, 태양광 발전부, 에너지 저장부 및 부하의 상태 데이터를 수신하도록 구성된 제어부를 포함한다. 제어부는, 수신된 상태 데이터에 기초하여 태양광 발전부 및 에너지 저장부 각각을 위한 제어 신호를 생성하도록 구성된다.

Description

태양광 발전 장치 관리 시스템, 태양광 발전 장치 관리 방법 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
본 발명은, 태양광 발전 장치 관리 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 기기 간 통신에 의해 각 주택에서의 태양광 발전 및 댁내 소비, 그리고 다른 주택들과의 사이에서의 태양광 에너지의 거래 등을 관리하는 시스템 및 관리 방법에 관한 것이다.
최근, 기후 변화 및 지구 온난화 현상이 심화하면서 화석연료 사용에 따른 환경오염은 점점 더 심각한 사회 문제로 인식되고 있다. 또한, 화석연료 고갈에 따른 에너지 위기의 극복을 위한 요청도 점점 더 시급한 문제로 그 중요성을 더해가고 있다. 이러한 환경오염 및 에너지 문제의 해결을 위한 다양한 노력이 이루어지고 있는데, 그중에서도 안전성이 높고 무한정 청정 에너지원으로서의 태양광 에너지의 활용에 관한 연구가 매우 활발히 진행중이다.
종래 태양광 에너지의 활용에 관한 연구는 주로 대형 발전 위주로 진행되어 온 경향이 있었다. 그러나, 근래에는, 태양광 에너지 활용의 확대 및 주택 분야에서의 에너지 소비와 탄소배출의 감축을 위한 태양광 발전형 제로 에너지 주택, 즉 태양광 발전형 에너지 자립 주택에 관한 관심 및 연구가 점차 증가하는 추세이다. 태양광 발전형 제로 에너지 주택이란, 온실가스를 배출하는 화석 에너지를 사용하지 않고서 태양광을 이용하여 에너지를 자급자족하는 주택을 말한다.
한편, 최근에는, 유무선 통신의 발달에 따라, 각종 기기들이 통신 기능을 구비하게 되고, 유무선 통신을 통하여 원격으로 이들 기기에 대한 제어가 행해지는 경우가 많다. 태양광 발전형 에너지 자립 주택과 관련해서도, 태양광 발전과 관련된 에너지 설비나 장치들에 관한 제어를 유무선 통신을 통하여 행하도록 하는 것이 요구된다. 특히, 사물 인터넷(Internet of Things) 시대의 도래와 함께, 인터넷을 기반으로 서로 연결된 사물들이 서로 간에 정보를 교환하고 그 교환된 정보에 기초하여 사용자의 개입없이 스스로 알아서 필요한 제어 동작을 자동으로 수행하는 경우가 점차 늘어나고 있다. 주택용 태양광 에너지 설비나 장치들에 대해서도, 관련된 장치들 간에 적극적인 정보 교환 및 그에 따른 자동화된 동작 제어가 행하여지도록 할 필요가 있다.
또, 태양광 발전형 에너지 자립 주택에 관한 연구 및 활용은 아직까지 각 주택에서의 태양광 발전과 그에 따라 생성된 태양광 에너지의 댁내 활용 등에 제한되며, 주택에서 생성된 잉여 태양광 에너지의 관리 및 활용, 예컨대 잉여 태양광 에너지의 다른 주택 등으로의 공급 등에까지는 미치지 못하고 있다. 따라서, 주어진 하나의 주택에서의 에너지 자급자족에 그치지 않고, 다수의 주택들에 관한 더욱 효율적인 에너지 관리 방법 등이 제공될 필요가 있다.
따라서, 주택용 태양광 에너지 설비나 장치들과 관련하여, 이들 설비나 장치들 간의 유무선 통신을 통한 정보 교환 및 그에 따른 자동화된 동작 제어를 가능하게 하는 시스템 및 방법이 필요로 된다. 또한, 어느 하나의 주택에서 생성된 태양광 에너지를 해당 주택의 댁내에서 효율적으로 소비하도록 할 뿐 아니라, 잉여 태양광 에너지를 다른 주택들에 공급할 수 있도록 하는 태양광 에너지의 중앙 집중적 관리 시스템 및 관리 방법이 필요로 된다.
본 발명의 일 특징에 의하면, 태양광 발전 장치 관리 시스템이 제공된다. 본 발명에 따르면, 태양광 발전 장치 관리 시스템은, 태양전지 패널을 포함하는 태양광 발전부와, 태양광 발전부로부터 전력 신호를 수신하고 수신된 전력 신호를 충전할 수 있는 이차전지를 포함하는 에너지 저장부와, 에너지 저장부로부터 방전되는 전력 신호를 수신하여 동작하도록 구성된 부하를 포함한다. 본 발명에 따르면, 태양광 발전 장치 관리 시스템은 또한 태양광 발전부, 에너지 저장부 및 부하와 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속되고, 태양광 발전부, 에너지 저장부 및 부하의 상태 데이터를 수신하도록 구성된 제어부를 포함한다. 제어부는, 수신된 상태 데이터에 기초하여 태양광 발전부 및 에너지 저장부 각각을 위한 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상태 데이터는, 태양광 발전부의 발전량, 발전 환경, 및 발전 이력, 에너지 저장부의 충전 에너지량 및 추가 충전 가능한 전력 잔량, 및 부하의 현재 전력 소비량 중 하나 이상의 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어부는, 상태 데이터에 기초하여, 태양광 발전부의 발전 기대량, 부하의 전력 소비 기대량, 및 에너지 저장부의 잉여 충전 에너지 기대량 중 하나 이상을 포함하는 예측 데이터를 산출하고, 상태 데이터와 예측 데이터에 기초하여 태양광 발전부 및 에너지 저장부 각각을 위한 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 태양광 발전 장치 관리 시스템은 에너지 저장부와 외부 전력망에 각각 전력 교환 가능하게 접속된 양방향 인버터를 더 포함할 수 있다. 양방향 인버터는 제어부와 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속되며, 제어부는 양방향 인버터를 위한 제어 신호를 생성하도록 구성되고, 양방향 인버터를 위한 제어 신호에 따라 양방향 인버터는 에너지 저장부와 외부 전력망 사이에서 전력을 교환하도록 동작 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 양방향 인버터를 위한 제어 신호에 따라, 양방향 인버터는, 에너지 저장부로부터 직류 전압 신호를 수신하고 이를 소정의 교류 전압 신호로 변환하여 외부 전력망으로 송신하거나, 외부 전력망으로부터 교류 전압 신호를 수신하고 이를 소정의 직류 전압 신호로 변환하여 에너지 저장부로 송신하도록 동작 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 태양광 발전부, 에너지 저장부, 및 양방향 인버터는 주택용 건물에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어부는, 주택 외부에 설치된 원격 관리 서버에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 외부 전력망은, 발전 사업자 또는 전력 거래소에 의해 설치된 공용의 전력선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 부하는, 전기 보일러 또는 전기 자동차 충전장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 태양광 발전 장치 관리 시스템은, 제어부와 통신 가능하게 접속되도록 구성된 사용자 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 사용자 인터페이스는 상태 데이터 중 적어도 하나를 표시하도록 구성된 표시부와, 태양광 발전부, 에너지 저장부 및 부하 중 적어도 하나에 대한 사용자 입력을 수신하도록 구성된 입력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 컴퓨터에서 수행되는, 태양광 발전 장치를 관리하는 방법이 제공된다. 태양광 발전 장치는, 태양광 발전부, 에너지 저장부, 및 에너지 저장부와 외부 전력망에 각각 전력 교환 가능하게 접속된 양방향 인버터를 포함한다. 본 발명에 따르면, 태양광 발전 장치를 관리하는 방법은, 태양광 발전부의 태양광 발전량, 발전 환경, 발전 이력, 에너지 저장부의 태양광 발전 에너지의 충전 에너지량 및 추가 충전 가능한 전력 잔량, 및 현재 전력 소비량 중 하나 이상의 데이터를 포함하는 상태 데이터를 유선 또는 무선 통신에 의해 수신하는 단계와, 수신된 상태 데이터에 기초하여, 태양광 발전부의 발전 기대량, 태양광 발전 장치의 전력 소비 기대량, 및 에너지 저장부의 잉여 충전 에너지 기대량 중 하나 이상을 포함하는 예측 데이터를 산출하는 단계와, 상태 데이터와 예측 데이터에 기초하여 태양광 발전부, 에너지 저장부, 및 양방향 인버터 각각을 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 제어 신호는, 양방향 인버터로 하여금 에너지 저장부와 외부 전력망 사이에서 전력을 교환하도록 지시하는 신호를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는, 하나 이상의 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장매체로서, 하나 이상의 명령어는, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 전술한 태양광 발전 장치를 관리하는 방법을 수행하도록 한다.
주택용 태양광 에너지 설비나 장치들 간의 유무선 통신을 통한 정보 교환 및 그에 따른 자동화된 동작 제어를 가능하게 하는 시스템 및 방법이 제공된다. 또한, 어느 하나의 주택에서 생성된 태양광 에너지를 해당 주택의 댁내에서 효율적으로 소비하도록 할 뿐 아니라, 잉여 태양광 에너지를 다른 주택들에 공급할 수 있도록 하는 태양광 에너지의 중앙 집중적 관리 시스템 및 관리 방법이 제공된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 집중적 태양광 에너지 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 도 1에 도시된 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛의 세부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은, 중앙 관리 서버의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 기능 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛의 세부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 이하에서는, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있다고 판단되는 경우 이미 공지된 기능 및 구성에 관한 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 어디까지나 본 발명의 일 실시예에 관한 것일 뿐 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아님을 알아야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 집중적 태양광 에너지 관리 시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바에 의하면, 태양광 에너지 관리 시스템(100)은, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n), 통신망(104), 중앙 관리 서버(106), 사용자 단말(108) 및 외부 전력망(110)을 포함한다.
태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)은, 각 주택 등에 설치되어, 태양광을 이용한 발전 및 해당 주택에서의 태양광 에너지 활용을 가능하게 하는 설비일 수 있다. 도 1에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n) 각각은 태양광 발전을 위한 설비와 함께, 태양광 발전에 의해 생성된 에너지를 소비하거나 저장하기 위한 회로를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n) 각각은 외부 전력망(110)을 통해 서로 연결되어 있다. 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n) 각각은 외부 전력망(110)으로 교류 전력을 공급하거나 외부 전력망(110)으로부터 교류 전력을 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 외부 전력망(110)은, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛들(102a-102n)을 서로 전력 교환 가능하게 연결하는 전력 배선망일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 외부 전력망(110)은, 한전과 같은 발전 사업자에 의해 설치된 전력망일 수도 있다.
태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n) 각각은, 통신망(104)을 통하여 중앙 관리 서버(106) 및 사용자 단말(108)에 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 통신망(104)은, LAN, MAN, WLAN을 포함한 유선 또는 무선 인터넷일 수 있으며, 그에 한정되는 것은 아니다. 이외에도 통신망(104)은 당업자가 생각할 수 있는 다양한 형태의 각종 유선 또는 무선 통신망일 수 있다.
중앙 관리 서버(106)는, 각각의 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)으로부터 각종 센싱 또는 측정 정보들, 예컨대 각 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛의 현재 발전량, 현재 발전 환경(예컨대, 현재 시각, 일출 및 일몰 데이터, 기상 데이터 등), 지금까지의 발전 이력(예컨대, 총 생산량, 각각의 환경 조건에서의 하루 생산량 등), 현재 저장된 충전 에너지량, 저장할 수 있는 에너지 잔량, 현재 전력 소비량, 잉여 전력의 공급 또는 수신 이력 등의 정보 중 하나 이상의 정보를 수집할 수 있다. 중앙 관리 서버(106)는 수집된 정보에 기초한 빅데이터 분석 등에 따라 각 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)마다의 발전 기대량, 소비 기대량 및 에너지 잔량 기대량 등의 예측 데이터를 산출할 수 있다. 중앙 관리 서버(106)는 또한 수집된 정보 및 그에 따라 산출된 예측 데이터 등에 기초하여, 각각의 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n) 각각의 동작 제어에 관한 지령 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 중앙 관리 서버(106)는 각 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)으로부터 수집된 정보 등에 기초하여, 어느 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)에 잉여 에너지가 발생하였는지 또는 발생할 것인지를 파악하고 그 잉여 에너지를 얼마만큼 외부 전력망(110)으로 공급하도록 할 것인지를 판단하여, 그에 따른 지령을 각 해당 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)으로 보낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 중앙 관리 서버(106)는 통신망(104)을 통해 사용자 단말(108)과 통신할 수 있다. 중앙 관리 서버(106)는, 예컨대 각 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)으로부터 수집된 정보 중 하나 이상의 정보를 사용자 단말(108)에 제공할 수 있고, 사용자 단말(108)로부터 사용자 입력 데이터를 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자 단말(108)은 셀폰, 노트북, 랩탑 등의 각종 사용자 핸드헬드 장치들일 수 있으며, 다만 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자 단말(108)은 중앙 관리 서버(106)를 관리하는 운영자 단말일 수 있다.
중앙 관리 서버(106)는 수집된 정보 및 그에 따라 계산된 예측 데이터 등에 기초하여, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)의 각 부의 동작을 제어하는 신호를 생성하여 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 중앙 관리 서버(106)는 각 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)으로부터 수집된 정보와 함께 사용자 단말(106)로부터 수신한 사용자 입력 데이터 등에 기초하여 예측 데이터 등을 산출하고, 그에 따라 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)의 각 부의 동작을 제어하는 신호를 생성하여 전달할 수 있다. 전술한 바와 같이, 중앙 관리 서버(106)에 의해 생성되는 제어 신호는 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)에 대한, 잉여 에너지의 외부 전력망(110)으로의 공급에 관한 제어 신호일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 중앙 관리 서버(106)는 에너지 거래를 관장하는 지역 발전사업자 또는 전력 거래소에 의해 운영되는 서버일 수 있다. 그러나, 본 발명의 이로써 제한되는 것은 아님을 알아야 한다.
이하, 도 2를 참조하여, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102)의 내부 구성 및 동작에 대해 살펴보기로 한다. 도 2는, 도 1에 도시된 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102)의 세부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도시된 바에 의하면, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102)은, 태양 전지부(202), 에너지 저장부(204), DC 전원용 부하(206), 양방향 인버터(208), AC 전원용 부하(210), 통신부(212), 및 사용자 인터페이스(214)를 포함할 수 있다.
태양 전지부(202)는, 복수의 태양전지 패널들의 어레이(구체적으로 도시되지는 않음)를 포함할 수 있다. 태양 전지부(202)의 각 태양전지 패널은 태양광을 수신하고 광전효과에 의해 지속적으로 막대한 전기 에너지를 발생시킬 수 있다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 태양 전지부(202)는 또한 태양전지 패널들이 태양의 움직임을 추종하도록 태양전지 패널들의 방향과 각도를 조절할 수 있는 패널 지지 장치를 포함할 수 있다.
도시된 바에 의하면, 태양 전지부(202)는 통신부(212)에 유선 또는 무선 통신 가능하게 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 태양 전지부(202)는 태양전지 패널의 상태에 관한 정보(예컨대, 현재 온도, 광량, 일출 및 일몰 시간 등의 정보를 포함할 수 있으며 이로써 제한되는 것은 아님)를 측정하여 통신부(212)로 전송할 수 있다. 통신부(212)는, 태양 전지부(202)로부터 태양전지 패널의 상태에 관한 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 통신망(104)을 통하여 중앙 관리 서버(106)로 전송할 수 있다. 중앙 관리 서버(106)는 각각의 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)으로부터 수신된 정보 및/또는 중앙 관리 서버(106)에 미리 설정되어 있는 데이터와 사용자 입력 데이터 등에 기초하여 태양 전지부(202)의 패널 지지 장치를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제어 신호는 통신망(104)과 통신부(212)를 통해 태양 전지부(202)로 전달되고 태양 전지부(202)의 패널 지지 장치는 수신된 제어 신호에 따라 태양전지 패널들의 방향 및 각도를 조절할 수 있다.
에너지 저장부(204)는 태양 전지부(202)에 전력 연결될 수 있다. 에너지 저장부(204)는 또한 DC 전원용 부하(206)에 전력 연결될 수 있다. 에너지 저장부(204)는 통신부(212)에 유선 또는 무선 통신 가능한 방식으로 접속될 수 있다.
구체적으로 도시되지는 않았으나, 에너지 저장부(204)는 직병렬로 접속된 이차전지들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 에너지 저장부(204)는, 예컨대 리튬인산철 이차전지를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 에너지 저장부(204)는, 황산화나트륨 이차 전지, 니켈-카드뮴 전지, 납 축전지, 니켈-수소 전지, 리튬-이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등을 포함할 수 있다. 에너지 저장부(204)는, 요구되는 전력 용량, 설계 조건 등에 따라 적절한 종류 및 개수의 이차 전지를 포함할 수 있다.
구체적으로 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 에너지 저장부(204)는 또한 양방향 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 에너지 저장부(204)는 통신부(212)에 통신 가능하게 접속되어 통신부(212)로부터 동작 제어 신호를 수신할 수 있다. 에너지 저장부(204)는 통신부(212)로부터 수신된 동작 제어 신호에 따라 충전모드 또는 방전모드로 동작할 수 있다. 에너지 저장부(204)가 충전모드로 동작하는 경우, 수신된 동작 제어 신호에 따라, 에너지 저장부(204)는 태양 전지부(202)로부터 수신된 직류 전압 또는 양방향 인버터를 통하여 외부 전력망으로부터 수신된 전압(이에 관한 구체적인 설명은 후술함)을 양방향 DC/DC 컨버터를 통해 적절한 레벨로 변압하여 에너지 저장부(204)의 이차전지에 충전하도록 동작할 수 있다. 에너지 저장부(204)가 방전모드로 동작하는 경우, 통신부(212)로부터 수신된 동작 제어 신호에 따라, 에너지 저장부(204)는 이차전지에 저장된 전압을 방전할 수 있다. 수신된 동작 제어 신호에 따라, 에너지 저장부(204)의 이차전치로부터 방전된 전압 신호는, 에너지 저장부(204)의 양방향 DC/DC 컨버터를 통하여 적절한 전압으로 변압되어 DC 전원용 부하(206)로 공급되거나, 후술하는 양방향 인버터(208)로 공급될 수 있다.
DC 전원용 부하(206)는 에너지 저장부(204)에 전력 접속되어 에너지 저장부(204)로부터 공급되는 전력을 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, DC 전원용 부하(206)는 각종 가정용 전자장치 또는 차량용 충전 장치일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, DC 전원용 부하(206)는, 예컨대 전기 보일러일 수 있으며, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다.
DC 전원용 부하(206)는 또한 통신부(212)에 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속될 수 있다. DC 전원용 부하(206)는 해당 DC 전원용 부하(206)의 상태에 관한 정보를 측정하여 통신부(212)로 전송할 수 있다. 예컨대, DC 전원용 부하(206)가 전기 보일러인 경우, 부하(206)의 온/오프 상태, 출력온도, 사용 전기량 등에 관한 정보가 통신부(212)로 전송될 수 있다. DC 전원용 부하(206)가 차량용 충전 장치인 경우, 부하(206)의 충전 상태, 충전 전력량, 충전 시간 등에 관한 정보가 통신부(212)로 전송될 수 있다.
양방향 인버터(208)는 통신부(212)에 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속되어 통신부(212)로부터 동작 제어 신호를 수신할 수 있다. 양방향 인버터(208)는 또한 에너지 저장부(204)와 전력 연결될 수 있고, 외부 전력망(110)과 전력 연결될 수 있다. 양방향 인버터(208)는 AC 전원용 부하(210)에 전력 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 양방향 인버터(208)는 통신부(212)로부터 수신된 동작 제어 신호에 따라, 에너지 저장부(204)로부터 직류전압 신호를 수신하고, 이를 소정의 교류 전압으로 변압하여 AC 전원용 부하(210)로 공급할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 양방향 인버터(208)는 통신부(212)로부터의 수신된 동작 제어 신호에 따라, 에너지 저장부(204)로부터 직류전압 신호를 수신하고, 이를 소정의 교류 전압으로 변압하여 외부 전력망으로 공급할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 양방향 인버터(208)는 통신부(212)로부터의 제어 신호에 따라, 외부 전력망(110)으로부터 교류 전압 신호를 수신하고, 이를 적절한 전압의 직류 전압으로 변환하여 에너지 저장부(204)로 전달할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 양방향 인버터(208)는 외부 전력망으로부터 수신되는 교류 전압으로부터 고조파를 제거하기 위한 필터를 포함할 수 있으며, 양방향 인버터(208)로부터 출력되는 교류 전압의 위상과 외부 전력망의 교류 전압의 위상을 동기화시키기 위한 위상 동기 루프를 포함할 수 있다.
AC 전원용 부하(210)는 양방향 인버터(208)에 전력 접속되어 에너지 저장부(204)로부터 공급되는 전력을 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하며, AC 전원용 부하(206)는 각종 가정용 전자장치 등일 수 있다. AC 전원용 부하(210)는 또한 통신부(212)에 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속될 수 있다. AC 전원용 부하(206)는 해당 AC 전원용 부하(206)의 상태에 관한 정보를 측정하여 통신부(212)로 전송할 수 있다.
통신부(212)는, 전술한 바와 같이, 태양 전지부(202), 에너지 저장부(204), DC 전원용 부하(206), 양방향 인버터(208), AC 전원용 부하(210) 및 사용자 인터페이스(214)와 각각 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속될 수 있다. 통신부(212)는, 태양 전지부(202), 에너지 저장부(204), DC 전원용 부하(206), 양방향 인버터(208) 및 AC 전원용 부하(210) 각각으로부터 이들 각각의 상태에 관한 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 통신망(104)을 통해 중앙 관리 서버(106)로 전송할 수 있다. 중앙 관리 서버(106)는, 전술한 바와 같이, 위 수신된 정보 및/또는 미리 설정된 데이터와 사용자 입력 데이터 등에 기초하여 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102)의 각 부, 즉 태양 전지부(202), 에너지 저장부(204), DC 전원용 부하(206), 양방향 인버터(208) 및 AC 전원용 부하(210) 각각에 대한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 중앙 관리 서버(106)는 태양 전지부(202)로부터 수신된 상태 정보 등에 기초하여, 태양광 발전량이 최대가 되도록 태양 전지부(202)의 동작, 예컨대 태양 전지부(202)의 태양전지 패널들의 방향 및 각도를 조절하도록 하는 동작 신호를 생성할 수 있다. 중앙 관리 서버(106)는 에너지 저장부(204)를 위한 동작 제어 신호, 예컨대 충전모드 또는 방전모드를 지시하는 신호, 충전 또는 방전의 전류 흐름 방향을 지시하는 신호, 전압 변환을 위한 듀티비 제어 신호 등을 생성할 수 있다. 중앙 관리 서버(106)는 양방향 인버터(208)를 위한 동작 제어 신호, 예컨대 양방향 인버터(208)에서의 전류 흐름 방향이나 전압 변환에 관하여 지시하는 신호 등을 생성할 수 있다. 통신부(212)는 중앙 관리 서버(106)에서 생성된 동작 제어 신호를 통신망(104)을 통해 수신할 수 있고, 이를 각 해당하는 부분에 적절하게 전달할 수 있다.
도시된 바에 의하면, 통신부(212)는 사용자 인터페이스(216)에 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속될 수 있다. 사용자 인터페이스(216)는 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102)의 각 부에 관한 사용자 입력을 수신할 수 있는 입력부와, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102)의 각 부의 상태에 관한 정보를 사용자에게 보여줄 수 있는 표시부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자 인터페이스(216)의 입력부로부터 수신된 정보가 통신부(212)에 전달될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 통신부(212)는 사용자 인터페이스(216)로부터 수신한 정보를 통신망(104)을 통해 중앙 관리 서버(106)로 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자 인터페이스(216)는 사용자 핸드헬드 장치, 셀폰, 노트북, 랩탑 등의 각종 모바일 사용자 장치들일 수 있다.
도 3은, 중앙 관리 서버(106)의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 기능 블록도이다. 도시된 바에 의하면, 중앙 관리 서버(106)는, 통신부(302), 정보 수집부(304), 데이터베이스(306) 및 제어 신호 생성부(306)를 포함한다.
통신부(302)는, 통신망(104)을 통해 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n) 각각과 통신 가능하게 연결될 수 있다. 통신부(302)는 또한 통신망(104)을 통해 사용자 단말(108)과 통신 가능하게 연결될 수 있다. 정보 수집부(304)는, 각 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)의 각 부, 예컨대 태양 전지부(202), 에너지 저장부(204), DC 전원용 부하(206), 양방향 인버터(208), AC 전원용 부하(210) 등으로부터 측정된 상태 데이터 등을 통신부(212) 및 통신망(104)을 통하여 수집할 수 있다. 정보 수집부(304)는 또한 사용자 단말(108)로부터 입력되는 사용자 데이터를 통신망(104)을 통하여 수집할 수 있다. 정보 수집부(304)에 의해 수집된 정보의 전부 또는 일부는 데이터베이스(306)에 저장될 수 있다. 제어 신호 생성부(308)는, 정보 수집부(304)에서 수집된 정보 및/또는 데이터베이스(306)에 저장된 정보(예컨대, 지금까지의 환경 정보와 발전량 및 소비량에 관한 이력 데이터, 사용자 입력 정보 등) 등에 기초하여, 각 유닛에서의 발전 기대량, 소비 기대량 및 에너지 잔량 기대량 등을 예측하고, 예측된 정보 등에 기초하여 각 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102a-102n)의 각 부를 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어 신호 생성부(308)에서 생성된 예측 정보와 동작 제어 신호에 관한 정보가 데이터베이스(306)에 저장될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102')의 세부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 4에 도시된 구성은, 도 2에 도시된 구성과 전체적으로 유사하며, 통신부(412) 및 제어부(414)의 구성에서 차이가 있다. 도 2에 도시된 바에 의하면, 통신부(212)는 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102)의 각 부로부터의 정보를 수신하고 수신한 정보를 통신망(104)을 통해 중앙 관리 서버(106)로 전송하며, 중앙 관리 서버(106)로부터 각 부에 관한 동작 제어 신호를 수신하여 이를 각 부에 적절히 전달하도록 동작할 수 있다. 도 4에 도시된 바에 의하면, 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102')은 제어부(414)를 더 포함하고, 제어부(414)가 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102')의 각 부로부터의 정보를 수신하며 수신된 정보 등에 기초하여 스스로 해당 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102')의 각 부에 관한 제어 신호를 국부적으로 생성하여 전달할 수 있다. 도 4에 도시된 바에 의하면, 제어부(414)는 통신부(412)에 통신 가능하여 연결될 수 있으며, 제어부(414)는, 수집된 정보 중 일부 또는 그 수집된 정보로부터 스스로 국부적으로 산출한 예측 정보를 선별적으로 통신부(412) 및 통신망(104)을 통해 중앙 관리 서버(106)로 전달할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어부(414)는 스스로 수집한 정보 등에 기초하여 산출된 정보 중 해당하는 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102')에 관하여 예측되는 잉여 또는 부족 에너지의 기대량에 관한 정보만을 중앙 관리 서버(106)로 전달하여, 중앙 관리 서버(106)가 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛들 간의 잉여 에너지 거래에 관한 제어 신호만을 생성하도록 할 수 있다. 생성된 에너지 거래에 관한 제어 신호는 다시 통신망(104), 통신부(412) 및 제어부(414)를 경유하여 태양광 발전 및 에너지 관리 유닛(102')의 각 부에 대해 적절한 제어 신호가 전송될 수 있다.
본 명세서에서는 주로 태양광 에너지의 생성 및 관리 설비가 주택에 설치된 경우와 관련하여 설명되었으나, 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아님을 알아야 한다. 본 발명은, 주택뿐만 아니라, 그외 각종 시설물 및 건물에도 설치된 태양광 발전 설비 등에도 적용될 수 있다. 또한, 당업자라면 알 수 있듯이 본 발명은 본 명세서에서 기술된 예시에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 재구성 및 대체될 수 있다.
예를 들어, 전술한 중앙 관리 서버의 동작은 범용 또는 전용 마이크로프로세서, 마이크로-컨트롤러 등에 의해 실행 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 프로세서 등에 의해 판독 가능한 저장 매체, 예컨대 EPROM, EEPROM, 플래시 메모리장치와 같은 비휘발성 메모리, 내장형 하드 디스크와 착탈식 디스크 같은 자기 디스크, 광자기 디스크, 및 CDROM 디스크 등을 포함한 다양한 유형의 저장 매체에 저장된 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 이하의 특허청구범위에 의해 모두 포괄하고자 한다.
본 발명은, 태양광 발전 장치 관리 시스템에 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 태양전지 패널을 포함하는 태양광 발전부;
    상기 태양광 발전부로부터 전력 신호를 수신하고 수신된 상기 전력 신호를 충전할 수 있는 이차전지를 포함하는 에너지 저장부; 및
    상기 에너지 저장부로부터 방전되는 전력 신호를 수신하여 동작하도록 구성된 부하;
    상기 태양광 발전부, 상기 에너지 저장부 및 상기 부하와 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속되고, 상기 태양광 발전부, 상기 에너지 저장부 및 상기 부하의 상태 데이터를 수신하도록 구성된 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 수신된 상태 데이터에 기초하여 상기 태양광 발전부 및 상기 에너지 저장부 각각을 위한 제어 신호를 생성하도록 구성되는,
    태양광 발전 장치 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 데이터는, 상기 태양광 발전부의 발전량, 발전 환경, 및 발전 이력, 상기 에너지 저장부의 충전 에너지량 및 추가 충전 가능한 전력 잔량, 및 상기 부하의 현재 전력 소비량 중 하나 이상의 데이터를 포함하는,
    태양광 발전 장치 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 상태 데이터에 기초하여, 상기 태양광 발전부의 발전 기대량, 상기 부하의 전력 소비 기대량, 및 상기 에너지 저장부의 잉여 충전 에너지 기대량 중 하나 이상을 포함하는 예측 데이터를 산출하고, 상기 상태 데이터와 상기 예측 데이터에 기초하여 상기 태양광 발전부 및 상기 에너지 저장부 각각을 위한 제어 신호를 생성하도록 구성되는,
    태양광 발전 장치 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 저장부와 외부 전력망에 각각 전력 교환 가능하게 접속된 양방향 인버터를 더 포함하고,
    상기 양방향 인버터는 상기 제어부와 유선 또는 무선 통신 가능하게 접속되며, 상기 제어부는 상기 양방향 인버터를 위한 제어 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 양방향 인버터를 위한 제어 신호에 따라 상기 양방향 인버터는 상기 에너지 저장부와 상기 외부 전력망 사이에서 전력을 교환하도록 동작 가능한, 태양광 발전 장치 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양방향 인버터를 위한 제어 신호에 따라, 상기 양방향 인버터는, 상기 에너지 저장부로부터 직류 전압 신호를 수신하고 이를 소정의 교류 전압 신호로 변환하여 상기 외부 전력망으로 송신하거나, 상기 외부 전력망으로부터 교류 전압 신호를 수신하고 이를 소정의 직류 전압 신호로 변환하여 상기 에너지 저장부로 송신하도록 동작 가능한, 태양광 발전 장치 관리 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 태양광 발전부, 상기 에너지 저장부, 및 상기 양방향 인버터는 주택용 건물에 설치되는, 태양광 발전 장치 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 주택 외부에 설치된 원격 관리 서버에 포함되는, 태양광 발전 장치 관리 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 외부 전력망은, 발전 사업자 또는 전력 거래소에 의해 설치된 공용의 전력선인, 태양광 발전 장치 관리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부하는, 전기 보일러 또는 전기 자동차 충전장치를 포함하는, 태양광 발전 장치 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부와 통신 가능하게 접속되도록 구성된 사용자 인터페이스를 더 포함하고, 상기 사용자 인터페이스는 상기 상태 데이터 중 적어도 하나를 표시하도록 구성된 표시부와, 상기 태양광 발전부, 상기 에너지 저장부 및 상기 부하 중 적어도 하나에 대한 사용자 입력을 수신하도록 구성된 입력부를 포함하는, 태양광 발전 장치 관리 시스템.
  11. 컴퓨터에서 수행되는, 태양광 발전 장치 - 상기 태양광 발전 장치는, 태양광 발전부, 에너지 저장부, 및 상기 에너지 저장부와 외부 전력망에 각각 전력 교환 가능하게 접속된 양방향 인버터를 포함함 - 를 관리하는 방법으로서,
    상기 태양광 발전부의 태양광 발전량, 발전 환경, 발전 이력, 상기 에너지 저장부의 태양광 발전 에너지의 충전 에너지량 및 추가 충전 가능한 전력 잔량, 및 현재 전력 소비량 중 하나 이상의 데이터를 포함하는 상태 데이터를 유선 또는 무선 통신에 의해 수신하는 단계;
    상기 수신된 상태 데이터에 기초하여, 상기 태양광 발전부의 발전 기대량, 상기 태양광 발전 장치의 전력 소비 기대량, 및 상기 에너지 저장부의 잉여 충전 에너지 기대량 중 하나 이상을 포함하는 예측 데이터를 산출하는 단계; 및
    상기 상태 데이터와 상기 예측 데이터에 기초하여 상기 태양광 발전부, 상기 에너지 저장부, 및 상기 양방향 인버터 각각을 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제어 신호는, 상기 양방향 인버터로 하여금 상기 에너지 저장부와 상기 외부 전력망 사이에서 전력을 교환하도록 지시하는 신호를 포함하는,
    태양광 발전 장치 관리 방법.
  12. 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는, 하나 이상의 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장매체로서, 상기 하나 이상의 명령어는, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금 제10항에 따른 방법을 수행하도록 하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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