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KR101268356B1 - 재생 가능 에너지의 이용을 최대화하는 에너지 저장 시스템 - Google Patents

재생 가능 에너지의 이용을 최대화하는 에너지 저장 시스템 Download PDF

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KR101268356B1
KR101268356B1 KR1020107028331A KR20107028331A KR101268356B1 KR 101268356 B1 KR101268356 B1 KR 101268356B1 KR 1020107028331 A KR1020107028331 A KR 1020107028331A KR 20107028331 A KR20107028331 A KR 20107028331A KR 101268356 B1 KR101268356 B1 KR 101268356B1
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storage system
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춘-치에 창
올리비아 페이-후아 리
Original Assignee
올리비아 페이-후아 리
춘-치에 창
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Abstract

재생 가능 에너지의 이용을 최대화하기 위한 전기 에너지 저장 시스템. 시스템 내에서, 적어도 하나의 배터리 모듈에 접속된 인버터가 그리드 전력 소스 및 가정 또는 사무실 전기 장치들과 통합된다. 또한, 재생 가능 에너지 소스가 시스템 내에 포함될 수 있다. 피크 수요 기간들 동안 그리드 전력 소스에 대한 수요를 줄이기 위해 그리고 시스템에 접속된 재생 가능 에너지 소스의 이용을 최대화하기 위해 제어기를 이용하여 컴포넌트들을 제어한다.

Description

재생 가능 에너지의 이용을 최대화하는 에너지 저장 시스템 {STORAGE SYSTEM THAT MAXIMIZES THE UTILIZATION OF RENEWABLE ENERGY}
본 발명은 일반 가정 및 사무실에서 사용하기에 적합한 에너지 저장 시스템들에 관한 것이다.
광전지들은 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 변환 장치로서, 일반적으로 직렬 또는 병렬로 접속된다. 통상적으로, 광전지들에 의해 생성되는 에너지는 전력 소스로서 직접 사용되거나 로컬 전력 그리드(grid) 내로 피드백되어, 중앙 전력 설비의 부하를 줄인다. 태양 에너지는 주간에만 생성될 수 있으므로, 야간 특히 저녁에는 전기 에너지에 대한 수요를 충족시키기 위해 중앙 전력 설비에 의해 더 많은 전력이 생성되어야 한다. 그렇지만, DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 인버터에 대한 의존은 (광전지들로부터의) DC 전력 소스의 불안정성 및 위상 동조 문제(인버터에 의해 생성되는 AC 전력과 그리드 내의 AC 전력의 위상 일치)로 인해 상당한 전력 손실을 겪을 수 있다. 따라서, 효율적인 에너지 저장 시스템이 전술한 문제들을 해결하기 위해서 제안된다.
본 발명에서, 전기 저장 시스템은 하나 이상의 인버터들과 통합되는 병렬 접속된 복수의 배터리로 구성된다. 인버터들은 서로 독립적이며, 각각의 인버터는 병렬로 접속되는 적어도 하나의 배터리 모듈에 접속된다. 인버터의 최대 전력 한계는 그 인버터와 접속되는 배터리 모듈의 전력 용량과 일치하도록 설계되며(예를 들어, 배터리 모듈 및 인버터 양자에 대해 동일한 전력 정격 한계가 요구된다), 따라서 안전한 동작이 보장된다. 각각의 인버터는 배터리 저전압에 도달할 때까지 (배터리로부터의) DC 소스를 AC 전력으로 변환한다. 배터리 저전압 기간 동안에는, 사전 설정된 배터리 충전 기간(예를 들어, 한밤중에서 오전 6시)에 도달할 때까지 사용자들의 수요들을 충족시키기 위해 그리드 전력이 바이패스된다. 각각의 인버터는 사무실 또는 가정에 이미 설치된 회로 차단기에 접속될 수 있다. 지금 개시되는 저장 시스템은 가정 또는 사무실에 쉽게 설치될 수 있으며, 아래의 예들에서 설명되는 에너지 저장 목적들 위해 태양 전지 패널들, 풍력 터빈들 또는 기타 재생 가능 에너지 소스들과 통합될 수 있다.
본 발명의 목적은 에너지 절약을 최대화하기 위해 재생 가능 에너지 소스의 통합을 허용하면서 주간 및 야간 동안의 에너지 소비를 균형화하는 데 사용될 수 있는 가정 및 사무실에 적합한 자유 확장형 에너지 저장 시스템을 제공하는 데 있다.
어떠한 추가 설계도 필요로 하지 않는 확장형 에너지 저장 시스템이 개시된다. 인버터, 배터리 모듈들 및 재생 가능 에너지 소스들을 포함하는 시스템의 호환성 및 확장성을 충족시키기 위해 제안되는 요구들 및 기능들이 더 기술되고 설명된다.
본 발명은 첨부된 도면들에 단지 예시적으로 도시된 것들에 대한 아래의 설명으로부터 더 쉽게 명백해질 것이다. 도면에서:
도 1은 에너지 저장 시스템의 통상적인 설계를 나타내는 도면.
도 2는 가정에서 구현되는 에너지 저장 시스템의 반복을 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 시스템의 추가 확장을 나타내는 도면.
도 4는 인버터의 정상 모드 동작에 사용되는 로직을 나타내는 도면.
도 5는 인버터의 과방전 모드 동작에 사용되는 로직을 나타내는 도면.
도 6은 인버터의 과충전 모드 동작에 사용되는 로직을 나타내는 도면.
도 7은 인버터의 재충전 모드 동작에 사용되는 로직을 나타내는 도면.
도 8은 인버터의 유지보수 모드 동작에 사용되는 로직을 나타내는 도면.
도 9는 저장 시스템과 태양 전지 패널의 통합의 개략도.
도 10은 24시간(오전 4시부터 익일 오전 4시까지) 동안의 통상적인 시간에 대한 I, V 곡선을 나타내는 도면.
하드웨어
에너지 저장 시스템의 통상적인 설계가 도 1에 도시되어 있다. 도 1로부터, 저장 장치가 중앙 집중식 저장 장치임을 알 수 있다. 고전력 요구들로 인해, 저장 시스템은 전류, 따라서 열의 양을 줄이기 위해 전압이 높아야 한다.
통상적인 설계의 단점들을 다음과 같다.
1. 특히 전압이 60V보다 높을 때 위험할 수도 있는 고전압.
2. 많은 배터리의 직렬 접속으로 인해 사이클링 후에 발생하는 배터리 균형 문제. 더 많은 배터리가 직렬로 접속될수록, 불균형 문제가 심해질 가능성이 커진다. 이것은 배터리 시스템의 서비스 수명에 영향을 미칠 것이다.
3. 회로 차단기가 전류의 종료에 사용되는 경우의 전기 아크 형성 가능성.
4. 충전 제어기가 설치되지 않는 경우의 (광전지들과 배터리들 사이의 전압 차이들에 의해 유발되는 I, V 손실로 인한) 에너지 저장 효율 문제.
5. 다수의 모듈이 직렬로 접속될 때의 광전지들의 잠재적 작동 불능. 직렬로 접속된 모듈들 중 하나의 고장은 변환 효율의 큰 손실로 이어질 것이다.
6. 고전력 인버터, 충전 제어기, 배터리 제어기(모니터) 및 (전기 아크의 방지를 위한) 회로 차단기의 사용의 고비용.
통상적인 설계 고려 사항들과 비교할 때, 현재 개시되는 저장 시스템은 적어도 하나의 배터리 모듈에 접속되는 인버터로 구성된다. 인버터의 최대 전력 한계는 과전류 동작(가열)을 방지하기 위해 그 인버터와 접속되는 배터리 모듈의 전력 능력과 일치하도록 설계되며(예를 들어, 배터리 모듈 및 인버터 양자에 대해 동일한 전력 정격 한계가 요구된다), 따라서 안전이 보장된다. 더 많은 배터리 모듈이 기존 배터리 모듈에 병렬로 접속될수록, 시스템은 더 안전하다. 그럼에도 불구하고, 더 많은 배터리 모듈이 병렬로 접속될수록, 더 많은 재생 가능 에너지가 저장되고 이용될 수 있으므로, 시스템은 더 비용 효과적이다. 배터리 모듈들의 확장성, 및 인버터, 배터리 모듈들 및 재생 가능 에너지 소스들(예를 들어, 태양 전지 패널들) 사이의 호환성은 본 발명의 기초를 형성한다. 도 2는 일반 가정에서 구현되는 에너지 저장 시스템의 반복을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 인버터는 회로 차단기에 접속되며, 각각의 인버터는 인버터와 동일한 전력 정격을 갖는 적어도 하나의 배터리 모듈에 접속된다. 도 2에 도시된 시스템의 추가 확장이 도 3에 도시되어 있으며, 도 3에서 모든 배터리 모듈들은 병렬로 접속된다. 도 3에 나타난 상황에서는, 인버터의 수가 N인 경우에 배터리 모듈들의 수가 N+1이어야 하는 것과 같은 하나의 조건이 충족되어야 한다. 따라서, 배터리 모듈들 중 하나가 오작동하고 있는 경우에는, 배터리 모듈들의 전력 정격이 인버터들의 피크 전력 소비보다 낮은 것과 같은 조건에 결코 도달하지 못한다. 한편, 도 2 및 3에 도시된 모든 인버터들은 서로 독립적이고, 병렬인 각각의 배터리 모듈은 구조적으로 정확히 동일하며, 따라서 시스템의 무제한 확장이 가능하다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 각각의 인버터는 배터리 저전압에 도달할 때까지 (배터리로부터의) DC 소스를 AC 전력으로 변환한다. 배터리 저전압 기간 동안에는, 사전 설정된 배터리 충전 기간(예를 들어, 한밤중에서 오전 6시)에 도달할 때까지 사용자들의 수요를 충족시키기 위해 그리드 전력이 바이패스된다. 각각의 인버터는 사무실 또는 가정에 이미 설치된 회로 차단기에 접속될 수 있다. 본 발명의 이익들은 다음을 포함한다.
1. 저전압(더 안전한 저장 시스템).
2. 무제한의 배터리 모듈 확장.
3. 배터리 모듈들의 병렬 접속은 하나의 회로가 과중한 의무 사용 중에 있을 때 배터리 부하를 줄일 수 있다(도 3 참조).
4. 각각의 회로는 독립적이지만, 배터리 부하는 중앙에 집중된다. 각각의 회로는 통상적인(기존의) 회로 차단기들에 의해 보호된다.
5. 병렬 접속된 배터리들은 배터리 유지보수 비용을 낮추며(교체가 쉽고 안전하다), 배터리 서비스 기대 수명을 연장한다.
6. 소형 전력 인버터들만이 필요함에 따른 저비용 구현.
7. 배터리들이 자체적으로 제어되어, 특수한 배터리 모니터들이 필요하지 않다.
8. 전기 회로들에 대한 현재의 가정 사용과의 호환성. 본 저장 시스템을 설치하는 동안 추가 구현이 필요하지 않다(도 2 및 3에 도시된 바와 같은 접속 변경만이 필요하다). 각각의 배터리가 하나의 기존 회로 차단기에 접속되므로, 호환성이 높고, 안전 특성이 양호하다.
9. 시스템 설치의 유연성. 예를 들어, 사용자는 그들의 필요에 따라 본 저장 시스템을 설치할 회로를 선택할 수 있다(도 2 참조).
소프트웨어
본 발명에서 이용되는 개념들:
1. 저장 시스템은 단독으로, 중앙 전력 설비로부터의 전기 에너지 소비를 피크 수요에서 저점 수요로 늦출 수 있는 저장소로서 거동할 수 있으며, 따라서 중앙 전력 설비의 부하를 균형화시킬 수 있다. 이것은 에너지 소비 저점 기간 동안만 저장 시스템의 충전을 설정함으로써 달성될 수 있다.
2. 광전지들과 통합되지만, 광전지들로부터 얻어지는 에너지가 최우선적으로 소비된다. 따라서, 그리드 전력에 대한 의존성이 감소된다. 이것은 그리드 에너지 소비 저점 동안(예를 들어, 한밤중과 오전 6시 사이) 부분적으로(광전지들로부터 얻어지는 예상 에너지에 따라, 예컨대 30%) 충전되도록 저장 시스템을 설정함으로써 달성될 수 있다.
3. 광전지들과 통합되지만, 저장 시스템은 특수 설계가 필요하지 않으므로 매우 낮은 비용으로 설치될 수 있다. 설치된 저장 시스템의 용량이 클수록, 그리드 전력에 대한 의존성은 낮아진다(자체 유지 가능성이 커진다). 배터리들의 병렬 접속만이 필요하므로, 저장 용량의 확장이 쉽다.
4. 그리드로부터의 에너지의 수용은 배터리 용량이 고갈될 때에만 개시된다.
5. 인버터, 배터리 모듈 및 태양 전지 패널 사이에 간섭이 존재하지 않는다.
본 발명에서 사용되는 컴포넌트들의 기능들 및 능력의 상세한 분석들:
파트 I. 인버터
인버터에 사용되는 로직이 도 4 내지 7에 도시되어 있다. 도 4는 인버터의 정상 모드 동작을 도시한다. 정상 동작 모드 동안에는, 그리드 에너지 소비 저점 기간(이 예에서는 오후 12와 오전 6시 사이로 설정됨)에 도달하기 전에 배터리 에너지가 AC로 변환된다. 그리드 에너지 소비 저점 기간에 도달한 경우, 임의의 전기 에너지 소비는 배터리 전력이 아니라 그리드 전력으로부터 공급된다. 정상 모드 동작 동안, 태양 에너지로부터의 불충분한 에너지 입력으로 인해 배터리 모듈이 저전압 한계에 도달하는 경우, 인버터는 (도 5에 도시된 바와 같이) 과방전 모드에 들어간다. 과방전 모드 동작 동안, 사용자들의 장치들로부터의 임의의 에너지 소비는 그리드 전력 소스로부터 공급된다. 이와 동시에, (도 5에 V(배터리 모듈의 전압)≥VL(사전 설정된 저전압)'로 지시되는 바와 같이) 배터리가 태양 전지 패널을 통해 충분한 에너지를 얻는 경우, 인버터는 정상 모드 동작에 들어가며, 따라서 배터리 에너지의 AC로의 변환이 재개된다. 유사하게, 배터리 모듈이 태양 전지 패널로부터 오는 에너지의 과다 공급으로 인해 고전압 한계에 도달하는 경우, 인버터는(도 6에 도시된 바와 같이) 과충전 모드에 들어갈 것이다. 과충전 모드 동작 동안, 사용자들의 장치들로부터의 임의의 에너지 소비는 더 낮은 사전 설정 전압(VH')에 도달할 때까지 늦춰질 것이다. 이것은 전력 소스 전압이 인버터의 유지 능력보다 큰 동안에 인버터의 손상을 방지한다. 도 7은 배터리 모듈들을 재충전하는 데 사용되는 로직이다. 배터리 모듈의 재충전은 그리드 에너지 소비 저점 기간 동안에만 발생할 수 있다. 배터리 모듈의 전압(V)이 사전 설정 전압(V")보다 높은 경우, 재충전은 필요하지 않다. 이와 달리, 배터리 모듈의 전압이 사전 설정 전압(V")보다 낮은 경우에는, V"에 도달할 때까지 그리드 전력 소스를 이용하여 배터리 모듈의 재충전이 수행된다. V"는 계절마다 변하는 태양 전지 패널의 에너지 수확 조건들에 따라 조정 가능하다는 점에 유의해야 한다. 바람직하게는, V"는 계절 동안 태양 전지 패널로부터 얻어질 수 있는 최대 에너지와 일치하는 배터리 모듈의 선택된 빈 용량에 대응하는 전압으로 설정되며, 따라서 태양 에너지의 충분한 이용이 달성될 수 있다. 또 하나의 동작 모드는 유지보수 모드이다. 이 동작 모드 동안, 인버터들은 배터리들의 건강 상태를 유지하기 위해 배터리 모듈들에 일정한 전압(V''')을 공급한다. 유지보수 동작 모드에서 사용되는 로직이 도 8에 도시되어 있다.
파트 II . 배터리 모듈
저장 시스템의 "유지보수의 용이성(저비용)"을 향상시키고, "(광범위한 태양 전지 시스템 또는 심지어 풍력 시스템을 가능하게 하는) 유연성"을 충족시키기 위해, 셀 보호 제어기가 각각의 배터리 모듈 내에 배치된다. 이 제어기는 배터리 모듈을 구성하는 직렬 접속된 각각의 배터리의 전압을 모니터링한다. 제어기가 직렬로 접속된 임의의 배터리의 저전압(VBL) 또는 고전압(VBH)을 검출할 때, 제어기는 릴레이와 같은 수단을 이용하여 전력 입력/출력을 차단하기 위한 신호를 전송한다. 과충전 조건 하에서는, 더 낮은 전압(VBH')에 도달할 때까지 릴레이가 개방된다. 이와 달리, 과방전 조건 하에서는, "재개" 버튼이 수동으로 눌릴 때까지 릴레이가 개방된다(또는 단순히 배터리 모듈을 교체한다). 과방전 조건 동안, 비정상적인 조건에 주의를 부르기 위해 호출음 또는 점멸 LED 광신호가 생성될 수 있다. 일반적으로, 인버터는 배터리 모듈들에서 배터리 저전압 조건이 발생하기 전에 "과방전" 모드를 개시할 것이다. 본 발명에서는, 리튬-철-인-산화물(LiFexPyOz) 타입의 리튬 이온 배터리가 바람직한 배터리 타입이다. 리튬-철-인-산화물 배터리들을 사용하는 경우, 고전압 한계(VBH)는 4.0V로 설정되는 것이 바람직하며, 저전압 한계(VBL)는 2.0V로 설정되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 인버터가 기능하고 있는 경우에는(즉, 과충전 배터리 전압(VBL)이 충족되기 전에 인버터가 사전 설정된 전압(VL)에 도달하는 경우), 배터리 저전압 한계에 도달되지 못할 것이다. 그러나, 인버터 고전압 한계(VH)가 충족되기 전에 배터리 고전압 한계(VBH)에 도달할 수 있다(섹션 파트 III도 참조한다). 각각의 배터리 모듈 내에 내장된 제어기는 두 가지 중요한 기능을 제공한다. 즉, (1) 하나의 배터리 모듈이 4 배터리 직렬 구조로 구성되며, 배터리 모듈은 (도 2에 도시된 바와 같이 모든 모듈들이 병렬로 접속되므로 다른 배터리 모듈들과 동일하게) 13.4V로 유지되는 것으로 가정한다. 배터리들 중 하나가 내부적으로 단락되는 동안(배터리 자체 내에서 단락되는 동안), 직렬인 배터리들 중 하나의 전압 강하는 릴레이의 "개방"을 개시할 것이며, 따라서 (13.4V로 동일하게 유지되는) 다른 배터리 모듈들이 내부에 결함 배터리를 갖는 모듈을 충전하는 것을 방지할 것이다. (2) 호출음 기능을 사용하는 경우, 사용자는 호출음 생성의 빈도를 판정함으로써 배터리 모듈들의 무결성을 알 수 있다.
이 시점까지, 여러 양태들을 결론 지을 수 있다.
1. 배터리 모듈들 및 인버터들은 독립적이다(배터리 모듈 제어기와 인버터 사이에 통신이 필요하지 않다).
2. 한계들 및 모드들은 인버터와 배터리 모듈들 사이에 호환 가능하게 설계된다.
3. 저장 시스템은 재생 가능 에너지 소스 없이 인버터들 및 배터리 모듈들만으로 자체적으로 유지 가능할 수 있다. 이러한 저장 시스템은 단독으로도 피크 그리드 에너지 소비를 저점 에너지 소비 기간으로 늦추는 것과 같은 응용들에 효과적이다.
파트 I 및 II에서 상세히 설명된 바와 같이, 배터리 모듈들과 인버터 사이에 호환성이 보장된다. 인버터에서 사용되는 모든 모드들은 배터리 모듈들의 요구들 및 기능들을 충족시키는 방식으로 제어되며, 그 반대도 마찬가지다. 배터리 모듈의 과방전으로 인해 릴레이에 의해 배터리 출력이 셧다운되는 경우에도, 인버터는 "저전압"으로서 검출할 것이며, 배터리 모듈이 "수동으로 재개"되거나 "새로운 배터리 모듈로 교체"될 때까지 과방전 모드에 들어갈 것이다. 이 시점까지, 독립성 및 호환성 문제들이 충족된다.
파트 III . 저장 시스템(배터리 모듈들 및 인버터들)의 태양 전지 패널들과 같은 다른 전력 소스들과의 통합
저장 시스템을 태양 전지 패널들과 같은 재생 가능 에너지 소스와 통합할 때, 아래에서 하나 이상의 문제가 고려되고 분석된다.
1. 과충전 조건
태양 전지 패널 출력이 인버터로부터의 에너지 소비보다 큰 동안, 배터리 충만 조건에 도달할 수 있다. 이것은 저장된 배터리 에너지가 연속하는 날들 동안 정기적으로 소비되지 않고, 배터리 충만 조건에 이를 때에 발생할 수 있다. 이러한 조건 하에서, 배터리 모듈은 과충전되고, 릴레이 "개방" 액션을 개시할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 릴레이가 개방될 때, 배터리 대 태양 전지 패널 출력 접속이 바이패스되며, 태양 전지 패널과 인버터 사이의 접속이 유효하게 유지된다. 저장 시스템과 태양 전지 패널의 통합의 개략도가 도 9에 도시되어 있다. 도 9에 따르면, 태양 전지 패널 및 인버터는 릴레이의 정면에서 직접 접속된다. 정상 조건들 동안, 태양 전지 패널, 배터리 모듈 및 인버터는 상호접속된다. 배터리 모듈이 과충전될 때, 릴레이는 "개방"되며, 따라서 태양 전지 패널 빛 인버터만이 상호접속된다. 이 예에서, 배터리 릴레이가 "개방"될 때, 인버터는 이미 "과충전 모드"에 도달했을 수 있다. 인버터에 의해 검출된 전압이 여전히 "과충전 모드" 조건 아래에 있는 경우, 인버터는 "과충전 모드" 조건에 도달할 때까지(인버터를 보호하기 위해 인버터 기능을 중지할 때까지) 계속 동작할 것이다. 후자의 경우가 발생할 가능성이 더 높은데, 그 이유는 통상적으로 유지 가능한 고전압 한계(VH)가 16V로 설정되고, 과충전 배터리 전압(VBH)가 4.0V로 설정되기 때문이다. 4 배터리 직렬 조건의 경우, 16V에 도달하기 전에 하나의 배터리에 대한 4.0에 도달할 가능성이 가장 높다. 태양 전지 패널이 정상 조건으로 복귀할 경우에(V≤VH'일 때 정상 조건이 충족된다), 인버터 기능이 재개된다. 유사하게, 배터리 모듈의 전압이 정상 조건으로 복귀할 때(VBH'가 충족될 때),
배터리 모듈 기능이 재개될 수 있다. 이러한 과충전 조건은 다수의 배터리 모듈 및 인버터를 구비하는 (도 2 및 3에 도시된 바와 같은) 확장된 시스템에도 적용될 수 있다. 다중 배터리 모듈 시스템에서, 태양 전지 패널 출력이 안정된 경우, 배터리 모듈들은 하나 이상의 릴레이가 "개방된" 상태에서 최대 용량까지 충전될 것이다. 하나 이상의 릴레이가 개방된 동안, 인버터(들)는 "과충전 모드"에 도달할 때까지 계속 동작하거나, 배터리 모듈들 내의 릴레이들이 "폐쇄" 상태로 복귀할 때까지 정상적으로 계속 동작할 수 있다.
이 섹션에서 분석된 과충전 조건은 본 발명에서 개시되는 저장 시스템과 다른 재생 가능 에너지 소스들 사이의 호환성의 우수성을 명백히 한다. 다음과 같은 결론들이 도출될 수 있다.
1. 태양 전지 패널들, 배터리 모듈들 및 인버터들은 독립적이다(태양 전지 패널, 배터리 모듈 제어기 및 인버터 사이에 통신이 필요하지 않다).
2. 인버터, 배터리 모듈들 및 재생 가능 에너지 소스 사이의 호환성이 보증된다.
3. 저장 시스템은 태양 전지 패널들 또는 풍력 에너지들과 같은 다른 전력 소스 입력에 대해서도 이용 가능하다.
4. (직접 확장에 대해 문제가 없는) 시스템의 확장 준비성.
인버터 및 배터리 모듈들 양자에 대한 사양들에서 지시되는 파라미터들은 일례로서 하나의 배터리 모듈 내에 직렬로 존재하는 4 리튬-철-인-산화물(LiFexPyOz) 재료 시스템 배터리에 적합하다. 하나의 배터리 모듈은 16개의 직렬 배터리로 구성될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 표 1에 지시되는 바와 같은 제어기들 및 릴레이들의 반복이 필요할 것이다. 표 1은 배터리 모듈 내의 최대 16개의 직렬 배터리에 적합한 파라미터들의 리스트이다. 각각의 모듈은 본 발명을 수행하기 위해 병렬로 접속될 수 있다.
인버터들 및 배터리 모듈들에 적합한 파라미터들
4 직렬 8 직렬 12 직렬 16 직렬
인버터 파라미터들:
VH 16 32 48 64
VH' 15 30 45 60
VL 10.5 21 31.5 42
VL' 12.5 25 37.5 50
V" 12.8 25.6 38.4 51.2
V''' 14.6 29.2 43.8 58.4
배터리 모듈 파라미터들:
VHH 4 4 4 4
VHH' 3.5 3.5 3.5 3.5
VHL 2 2 2 2
모듈 유닛 1 2 3 4
* "모듈 유닛"은 컴포넌트들(릴레이, 제어기 등)의 반복을 나타낸다. 예컨대, 16 직렬 시스템은 4 개의 제어기 및 4개의 릴레이로 구성된다.
(표 1에 나타난 바와 같이) 본 발명에서 개시되는 배터리 모듈 내에 존재하는 제어기들 및 릴레이들의 수는 인버터 및 태양 전지 패널과 접속되는 배터리 모듈의 적합성 또는 병렬로 접속되는 배터리 모듈들의 반복의 확장성을 제한하지 않는다. 예를 들어, 16 직렬 배터리 모듈은 제어기들 및 릴레이들의 가용성에 따라 하나의 제어기 및 하나의 릴레이만을 포함할 수 있다. 그러나, VBH, VBH', 및 VBL, VBH, VBH', 및 VBL이 충족될 때 배터리 모듈의 활동들이 갖는 릴레이 개방/폐쇄의 제어, 및 도 9에 도시된 구성들은 시스템이 적절히 작동하게 하기 위해 항상 중요하다.
예 I. 가정에서의 가족 사용 조건들을 모방하는 저장 시스템과 통합된 광전지(PV)들
이 예에서는, 가정 내의 가족 이용 조건들을 모방하기 위해 여러 가정이 행해진다.
1. 오전 8시 내지 오후 6시 사이에 전기 에너지 사용 없음.
2. 오후 6시 내지 오후 12시 사이에(6시간의 지속 기간 동안) (전구들을 사용하는) 800W의 일정한 전력 소비가 이루어진다.
3. 광 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해 30V OCV 광전지(750W)가 설치된다.
4. 통상의 가족에 의해 사용되는 하나의 전기 회로를 모방하기 위해 2.2kW(최대 110V, 20A) 인버터가 사용된다. 인버터는 오후 12 내지 오전 6시 사이에 배터리를 배터리 용량의 30%까지 충전하도록 사전 설정된다.
5. 인버터에 대해 설정된 파라미터들은 다음을 포함한다:
a. VH=32V, VL=21V
b. VH'=30V, VL'=25V
c. V"=25.6V, V'''=29.2V
d. 재충전 모드 전류=25A
6. 이 예에서는, 리튬-철-인-산화물(LiFexPyOz) 리튬 이온 배터리(26.2V, 8개의 직렬 배터리, 400Ah의 용량)를 이용하는 10kWh 배터리 팩이 사용된다. 배터리의 전력 능력은(20분 동안에 배터리가 완전히 고갈되는 3C와 등가인) 30kW이다. 60% 용량의 최초 충전이 저장 시스템 내에 유지된다. 용량이 30%보다 낮은 경우, 저장 시스템은 오후 12에서 오전 6시 사이에 배터리 용량의 30%까지 재충전될 것이다. 배터리 전압 한계들은 VBH=4.0V 및 VBL=2.0V로 설정된다.
사례 1. 맑은 주간
(오전 4시에서 익일 오전 4시까지의) 24시간 동안의 시간에 대한 I, V 곡선이 도 10에 도시되어 있다. 도 10에 도시된 에너지 데이터는 전류(태양 전지 패널 또는 배터리), 시간 및 배터리 전압의 적분이다.
I, V 및 시간을 적분함으로써, 저장되고 전달되는 에너지가 표 2에 목록화된다.
맑은 주간 동안의 에너지 저장 시스템의 비용 절감 특성들
오전 8시에서 오후 6시 사이의 에너지 입력 3.4kWh
오후 6시에서 오후 12시 사이의 에너지 입력 4.8kWh
오후 12시에서 오전 6시 사이의 에너지 입력 1.4kWh(용량의 30% 유지를 위해)
절감된 에너지 4.8-1.4=3.4kWh
PV 및 저장 시스템에 의해 절감된 양* 미화 0.41달러
PV만에 의한 절감 양ξ 미화 0.34달러
* 절감되는 양은 오후 12시 이전의 가격이 미화 0.1달러/kWh 이고, 오후 12 이후의 가격이 미화 0.05달러/kWh인 것으로 가정하여 계산된다. PV 및 저장 시스템 양자의 존재에 기초하는 절감은 다음과 같이 계산된다.
1. 저장 시스템 및 광전지들이 없는 경우, 에너지 소비의 비용은 4.8*0.1= 미화 0.48달러이다.
2. 저장 시스템 및 광전지들에 의한 절감은 그리드로부터 요구되는 에너지 입력의 가격을 계산함으로써 다음과 같이 얻어진다: 1.4*0.05=미화 0.07달러.
3. 총 절감: 0.48-0.07=미화 0.41달러.
ξPV만의 존재에 기초하는 절감은 (그리드로의 100% 변환을 가정할 때) 다음과 같이 계산된다.
1. 저장 시스템 및 광전지들이 없는 경우, 에너지 소비의 비용은 4.8*0.1= 미화 0.48달러이다.
2. 광전지들만에 의한 절감은 그리드로부터 요구되는 순수 에너지 입력의 가격을 계산함으로써 다음과 같이 얻어진다: (4.8-3.4)*0.1= 미화 0.14달러.
3. 총 절감: 0.48-0.14=미화 0.34달러.
사례 II . 흐린 주간
사례 I과 유사하게, 흐린 주간 동안에 저장되고 전달되는 에너지의 일례가 표 3에 표시된다.
흐린 주간 동안의 에너지 저장 시스템의 비용 절감 특성들
오전 8시에서 오후 6시 사이의 에너지 입력 1kWh
오후 6시에서 오후 12시 사이의 에너지 입력 4.8kWh
오후 6시에서 오후 12시 사이의 에너지 부족(그리드로부터의 입력) 0.8kWh
오후 12시에서 오전 6시 사이의 에너지 입력 3kWh(용량의 최대 30%를 유지)
절감된 에너지 1kWh
PV 및 저장 시스템에 의해 절감된 비용* 미화 0.25달러
PV만에 의해 절감된 비용ξ 미화 0.1달러
* PV 및 저장 시스템 양자의 존재에 기초하는 절감은 다음과 같이 계산된다.
1. 저장 시스템 및 광전지들이 없는 경우, 에너지 소비의 비용은 4.8*0.1=
미화 0.48달러이다.
2. 저장 시스템 및 광전지들에 의한 절감은 그리드로부터 요구되는 에너지 입력의 가격을 계산함으로써 다음과 같이 얻어진다: 0.8*0.1+3*0.05= 미화 0.23 달러.
3. 총 절감: 0.48-0.23=미화 0.25 달러.
ξPV만의 존재에 기초하는 절감은(그리드로의 100% 변환을 가정할 때) 다음과 같이 계산된다.
1. 저장 시스템 및 광전지들이 없는 경우, 에너지 소비의 비용은 4.8*0.1=
미화 0.48 달러이다.
2. 광전지들만에 의한 절감은 그리드로부터 요구되는 순수 에너지 입력의 가격을 계산함으로써 다음과 같이 얻어진다: (4.8-1)*0.1=미화 0.38 달러.
3. 총 절감: 0.4 8-0.38=미화 0.1 달러.
결론
1. 시스템은 수동 조작 없이 완전 자동화된다.
2. 소비되는 에너지가 광전지들로부터 얻어지는 에너지보다 적을 때에만 최대 절감이 달성될 수 있다.
3. 에너지 저장 시스템이 없는 경우에, PV에 의해 절감되는 비용은 PV로부터 얻어지는 에너지와 더불어 증가한다.
4. 에너지 저장 시스템이 있는 경우에, 절감되는 비용은 그리드 에너지 소비 피크와 저점 사이의 가격 차이로 인해 PV들만이 사용될 때에 비해 훨씬 클 수 있다.

Claims (14)

  1. 전기적으로 병렬 접속된 복수의 배터리 모듈을 포함하되,
    상기 복수의 배터리 모듈의 각각은 복수의 배터리 모듈과 인버터의 조합을 형성하도록 전기적으로 접속된 인버터를 구비하고, 상기 인버터는 하나 이상의 에너지 소비 장치들에 접속된 AC 출력 및 전력 그리드에 접속된 AC 입력을 구비하고,
    상기 복수의 배터리 모듈의 각각의 배터리 모듈은 나머지 배터리 모듈과 유사한 전기적 특성들을 갖고,
    상기 각각의 배터리 모듈은 상기 인버터의 연속 최대 출력 전력 정격 이상의 최대 전력 출력 정격을 가지며,
    상기 복수의 배터리 모듈과 인버터의 조합은 시스템 제어 모드들 중 하나에 있도록 제어되고,
    상기 제어 모드들은
    1) 배터리 모듈의 전압 (V)이 상기 인버터의 유지 가능한 고전압 한계 (VH)보다 큰 경우에 더 낮은 전압 한계 (VH')에 도달할 때까지 상기 인버터 기능이 포기되는 과충전 모드(over-charge mode);
    2) 배터리 모듈의 전압(V)이 사전 설정된 전압 (VL)보다 작은 경우에, 상기 인버터는 상기 복수의 배터리 모듈로부터 분리되고, 그리드 AC 전력 소스와 접속된 상기 인버터의 AC 입력이 상기 하나 이상의 에너지 소비 장치들과 연결된 상기 인버터의 AC 출력과 접속 되도록 하는 과방전 모드(over-discharge mode);
    3) 배터리 모듈의 전압(V)이 사전 설정 전압 (V")보다 작은 경우에 그리고 시각(T)이 사전 설정된 시간범위(R) 내인 경우에, 상기 복수의 배터리 모듈이 상기 전력 그리드에 접속된 상기 인버터 AC 입력으로부터 재충전되는 재충전 모드; 및
    4) 배터리 모듈의 전압(V)이 유지 가능한 고전압 한계(VH) 이하인 경우에 그리고 배터리 모듈의 전압(V)이 사전 설정된 전압(VL) 이상이며 시각(T)이 상기 사전 설정된 시간범위(R) 내에 있지 않은 경우에, 상기 배터리 모듈이 상기 인버터 AC 출력을 통해 상기 하나 이상의 에너지 소비 장치들에 에너지를 제공하기 위해 상기 인버터에 접속되는 정상 동작 모드를 포함하는 에너지 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 유지보수 모드를 더 포함하되, 상기 유지보수 모드에 있은 이후에 경과한 기간이 사전 설정 기간인 경우에, 상기 인버터는 상기 사전 설정된 기간 동안 상기 복수의 배터리 모듈에 일정전압(V''')을 공급하여 충전하는 에너지 저장 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 배터리 모듈은 내부에 상기 배터리 모듈의 배터리 셀들의 전압을 모니터링하기 위한 적어도 하나의 제어기를 구비하는 에너지 저장 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각각의 배터리 모듈은 내부에 상기 배터리 모듈을 분리하기 위한 릴레이를 구비하는 에너지 저장 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각각의 배터리 모듈이 과충전상태(배터리 모듈의 전압(V)이 과충전 배터리 전압(VBH) 보다 큰 경우) 또는 과방전 상태(배터리 모듈의 전압(V)이 과방전 배터리 전압(VBL) 적은 경우)에서 내부에 배터리 모듈이 나머지 배터리 모듈과 인버터에 접속이 차단되는 적어도 하나의 수단을 구비한 에너지 저장 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 각각의 배터리 모듈이 과충전 한계(배터리 모듈의 전압(V)이 과충전 배터리 전압(VBH)보다 큰 경우)를 초과한 후 배터리 모듈의 전압(V)이 정상작동 배터리 전압(VBH') 보다 적은 조건이 이어질 때 내부에 배터리 모듈이 나머지 배터리 모듈과 인버터에 재접속할 수 있는 하나의 수단을 구비하는 에너지 저장 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각각의 배터리 모듈은 과방전 상태에 있을 때 시각 또는 청각 신호를 제공하는 에너지 저장 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 인버터는 2kW 내지 3kW 범위 내의 연속 전력 출력을 가지며, 상기 각각의 배터리 모듈은 5kWh 내지 10kWh의 용량 범위 및 100 볼트의 출력 전압을 갖는 에너지 저장 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 인버터는 2kW 내지 3kW 범위 내의 연속 전력 출력을 가지며, 상기 각각의 배터리 모듈은 1kWh 내지 10kWh의 용량 범위 및 60 볼트의 출력 전압을 갖는 에너지 저장 시스템.
  10. 배터리 모듈을 포함하되,
    상기 배터리 모듈은 그에 전기적으로 접속된 인버터를 구비하여 배터리 모듈과 인버터의 조합을 형성하고, 상기 인버터는 하나 이상의 에너지 소비 장치들에 접속된 AC 출력 및 전력 그리드에 접속된 AC 입력을 구비하고,
    상기 배터리 모듈은 상기 인버터의 연속 최대 출력 전력 정격 이상의 최대 전력 출력 정격을 가지고,
    상기 배터리 모듈과 인버터의 조합은 시스템 제어 모드들 중 하나에 있도록 제어되며,
    상기 제어 모드들은
    1) 배터리 모듈의 전압 (V)이 상기 인버터의 유지 가능한 고전압 한계 (VH)보다 큰 경우에 낮은 전압 한계 (VH')에 도달할 때까지 상기 인버터 기능이 포기되는 과충전 모드;
    2) 배터리 모듈의 전압(V)이 사전 설정된 전압 (VL)보다 작은 경우에 상기 인버터는 상기 배터리 모듈로부터 분리되고, 그리드 AC 전력 소스와 접속된 상기 인버터의 AC 입력이 상기 하나 이상의 에너지 소비 장치들과 연결된 상기 인버터의 AC 출력과 접속되도록 하는 과방전 모드;
    3) 배터리 모듈의 전압(V)이 사전 설정 전압 (V")보다 작으며 시각 (T)이 사전 설정된 시간범위 (R) 내인 경우에, 상기 배터리 모듈이 상기 전력 그리드에 접속된 상기 인버터 AC 입력으로부터 재충전되는 재충전 모드; 및
    4) 배터리 모듈의 전압(V)이 유지 가능한 고전압 한계(VH) 이하이고, 배터리 모듈의 전압(V)이 사전 설정된 전압 (VL) 이상이며 시각(T)이 상기 사전설정된 시간범위 (R) 내에 있지 않은 경우에, 상기 배터리 모듈이 상기 인버터 AC 출력을 통해 상기 하나 이상의 에너지 소비 장치들에 에너지를 제공하기 위해 상기 인버터에 접속되는 정상 동작 모드를 포함하는 에너지 저장 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복수의 배터리 모듈에 접속되는 재생 가능 에너지 소스를 더 포함하는 에너지 저장 시스템.
  12. 제5항에 있어서, 배터리 모듈과 인버터의 접속차단수단이 릴레이인 에너지 저장 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 배터리 모듈들은 리튬 철-인-산화물 배터리 셀들을 포함하는 에너지 저장 시스템.
  14. 제1항의 복수의 에너지 저장 시스템을 포함하되,
    제1항의 각각의 에너지 저장 시스템의 복수의 배터리 모듈은 제1항의 각각의 다른 에너지 저장 시스템의 복수의 배터리 모듈에 병렬로 접속되며, 배터리 모듈들의 수가 N+1(여기에서 N은 인버터의 수이다)인 에너지 저장 시스템.
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WO (1) WO2009148839A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220117908A (ko) * 2020-01-17 2022-08-24 시스코 테크놀러지, 인크. 소비자 전력 회로들용 전력의 통합 및 제어를 위한 방법 및 시스템

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0801284A2 (pt) * 2008-04-09 2009-11-24 Souza Edson De processo sustentável de geração e distribuição de energia limpa
US9018795B2 (en) * 2009-03-12 2015-04-28 Vpec, Inc. Alternating current autonomous distributed AC power system
KR101097260B1 (ko) * 2009-12-15 2011-12-22 삼성에스디아이 주식회사 계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법
US20110169334A1 (en) * 2010-01-11 2011-07-14 Dennis Lee Williams Renewable Energy Appliance
WO2011101030A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 Abb Research Ltd An electric power plant and a method for control thereof
US8338987B2 (en) * 2010-02-26 2012-12-25 General Electric Company Power generation frequency control
CN102208815B (zh) * 2010-03-31 2013-09-18 比亚迪股份有限公司 一种家庭多能源系统及其控制方法
DE102010027856B4 (de) * 2010-04-16 2023-12-14 Robert Bosch Gmbh Batterie mit integriertem Pulswechselrichter
US20120046798A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 Heat Assured Systems, Llc Systems and Methods for Power Demand Management
FR2964265B1 (fr) * 2010-08-30 2015-01-09 Commissariat Energie Atomique Procede de charge d'une batterie electrique
JP2012075248A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 電力供給システム
CN102022260B (zh) * 2010-11-24 2012-08-01 南京飓能电控自动化设备制造有限公司 基于超级电容的冗余电变桨系统
WO2012163398A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 Abb Research Ltd System for distributing electric power to an electrical grid
WO2012165365A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 パナソニック株式会社 電力供給システム
EP2721710B1 (en) * 2011-06-20 2017-11-01 The AES Corporation Hybrid electric generating power plant that uses a combination of real-time generation facilities and energy storage system
EP2605359B1 (en) * 2011-07-15 2016-12-28 Nec Corporation Battery system and its control method
US8994214B2 (en) 2011-08-09 2015-03-31 Bae Systems Controls Inc. Hybrid electric generator set
DE112011105600T5 (de) * 2011-09-09 2014-07-03 Ghing-Hsin Dien Leistungsverwaltungsvorrichtung
CN102545365B (zh) * 2011-12-30 2015-07-29 华为技术有限公司 一种发电机控制方法及装置、通信基站
DE102012212328A1 (de) * 2012-07-13 2014-01-16 Robert Bosch Gmbh Energiespeichervorrichtung für eine Photovoltaikanlage und Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung einer Photovoltaikanlage
WO2014078838A2 (en) 2012-11-19 2014-05-22 Heat Assured Systems, Llc System and methods for controlling a supply of electric energy
JP6129528B2 (ja) * 2012-11-22 2017-05-17 三菱重工業株式会社 電力貯蔵システムの制御装置及び方法並びにプログラム、それを備えた電力貯蔵システム
JP6201763B2 (ja) * 2013-01-22 2017-09-27 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電ユニットの接続情報取得装置
GB2514092B (en) * 2013-03-21 2017-11-29 Powervault Ltd Electrical energy storage device and system
JP2015089320A (ja) * 2013-11-01 2015-05-07 ソニー株式会社 蓄電システムおよびその制御方法
US20150229131A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-13 Nextronex, Inc. Grid tie solar inverter system with storage
US10790681B2 (en) 2014-07-23 2020-09-29 Ganiere Innovations, L.L.C. Vehicle refrigeration system and related methods
US10106110B1 (en) * 2014-07-23 2018-10-23 Ganiere Innovations, L.L.C. Direct current power management system
CN104377398B (zh) * 2014-09-12 2016-10-05 浙江超威创元实业有限公司 太阳能自动均衡电池组件
FR3029326B1 (fr) * 2014-12-02 2018-01-26 Imeon Energy Procede et systeme pour la gestion d’energie
US10263430B2 (en) 2015-08-14 2019-04-16 Solarcity Corporation Multi-phase inverter power control systems in an energy generation system
CN106961150B (zh) * 2016-01-11 2020-09-01 上海电气集团股份有限公司 复合储能电池的控制方法及系统
US11175342B2 (en) * 2016-03-22 2021-11-16 Nec Corporation Monitoring device, monitoring system, and monitoring method
US10050558B2 (en) * 2016-06-13 2018-08-14 Toyota Industries Electric Systems North America, Inc. Alternating current (AC) inverter and method of controlling the same
FR3052929B1 (fr) * 2016-06-16 2019-07-26 Blue Solutions Procede et systeme de gestion de batteries electrochimiques d'une installation d'alimentation electrique en cas de defaillance de batterie(s)
US10074985B2 (en) * 2016-06-21 2018-09-11 The Aerospace Corporation Solar and/or wind inverter
US10483903B2 (en) * 2016-08-05 2019-11-19 Lg Electronics Inc. Control device of home energy management system
US11309714B2 (en) 2016-11-02 2022-04-19 Tesla, Inc. Micro-batteries for energy generation systems
FR3059182B1 (fr) * 2016-11-24 2018-12-07 Solarplexus Dispositif autonome et mobile de production, de stockage et de distribution d'energie electrique
US10439427B2 (en) * 2017-08-03 2019-10-08 Ford Global Technologies, Llc Determining a fuel quantity to charge a vehicle battery
DE102017011877A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-27 Belectric Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Batteriespeichersystems
RU2727967C1 (ru) * 2019-12-24 2020-07-28 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации Система электроснабжения робота
TWI730593B (zh) * 2020-01-16 2021-06-11 旭隼科技股份有限公司 多樣狀態顯示之電能裝置及方法
US11916383B2 (en) 2020-05-04 2024-02-27 8Me Nova, Llc Implementing power delivery transaction for potential electrical output of integrated renewable energy source and energy storage system facility
US11043809B1 (en) 2020-05-04 2021-06-22 8Me Nova, Llc Method for controlling integrated renewable electric generation resource and charge storage system providing desired capacity factor
US11652349B2 (en) * 2021-05-07 2023-05-16 Mitsubishi Power Americas, Inc. Inverter terminal voltage adjustment in power system
CN113675935A (zh) * 2021-09-22 2021-11-19 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种光伏供电控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7145266B2 (en) 2001-07-23 2006-12-05 Northern Power Systems, Inc. Parallel-connected inverters with separate controllers having impedance current regulators
US7248490B2 (en) 2004-06-17 2007-07-24 Gaia Power Technologies, Inc. Battery and inverter configuration with increased efficiency

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4673826A (en) * 1984-12-20 1987-06-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Autonomous uninterruptable power supply apparatus
JPH0352479U (ko) * 1989-09-28 1991-05-21
US5153497A (en) 1991-08-28 1992-10-06 Eiden Glenn E Circuit for regulating charging of a storage battery by a photovoltaic array
JP2000102196A (ja) * 1998-09-29 2000-04-07 Toshiba Corp 無停電電源装置
JP3936092B2 (ja) * 1999-01-22 2007-06-27 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ 交流無停電電源システム
JP3883183B2 (ja) 2001-01-24 2007-02-21 三洋ジ−エスソフトエナジー株式会社 二次電池装置
US6370048B1 (en) * 2001-03-23 2002-04-09 The Boeing Company AC power system with redundant AC power sources
JP2003079054A (ja) 2001-08-31 2003-03-14 Sanyo Electric Co Ltd 蓄電池を備えた太陽光発電システム
AUPS143902A0 (en) 2002-03-28 2002-05-09 Curtin University Of Technology Power conversion system and method of converting power
JP3908076B2 (ja) * 2002-04-16 2007-04-25 株式会社日立製作所 直流バックアップ電源装置
US6949843B2 (en) 2003-07-11 2005-09-27 Morningstar, Inc. Grid-connected power systems having back-up power sources and methods of providing back-up power in grid-connected power systems
US7102251B2 (en) 2003-08-22 2006-09-05 Distributed Power, Inc. Bi-directional multi-port inverter with high frequency link transformer
EP1779141A2 (en) 2004-08-13 2007-05-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Solid state radiation detector packaging technique
JP4862153B2 (ja) * 2006-04-07 2012-01-25 国立大学法人九州工業大学 電力負荷平準化方法及びシステム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7145266B2 (en) 2001-07-23 2006-12-05 Northern Power Systems, Inc. Parallel-connected inverters with separate controllers having impedance current regulators
US7248490B2 (en) 2004-06-17 2007-07-24 Gaia Power Technologies, Inc. Battery and inverter configuration with increased efficiency

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220117908A (ko) * 2020-01-17 2022-08-24 시스코 테크놀러지, 인크. 소비자 전력 회로들용 전력의 통합 및 제어를 위한 방법 및 시스템
KR102696856B1 (ko) 2020-01-17 2024-08-20 시스코 테크놀러지, 인크. 소비자 전력 회로들용 전력의 통합 및 제어를 위한 방법 및 시스템

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