KR20210153566A - Hybrid Generation Platform - Google Patents

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KR20210153566A
KR20210153566A KR1020210151479A KR20210151479A KR20210153566A KR 20210153566 A KR20210153566 A KR 20210153566A KR 1020210151479 A KR1020210151479 A KR 1020210151479A KR 20210151479 A KR20210151479 A KR 20210151479A KR 20210153566 A KR20210153566 A KR 20210153566A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a system for temporarily generating and producing hybrid power is configured such that primary energy is stored in a first battery pack (110) using a first AC generator (111) coupled to a wind turbine (116) or a first DC generator (211), a solar cell (115), and a first converter (113), the primary energy of the first battery pack (110) is jumped and boosted to an ESS (120) having a larger capacity with a booster (118), and secondary energy generated by driving a second AC generator (112) or a second DC generator (212) with an AC electric motor (131) or a DC electric motor (231), which supplies power from the ESS (120), is fed back to the ESS (12) and stored. Although this may violate the law of conservation of energy, electrical primary energy is initially used as primary mechanical energy in the AC electric motor (131) or the DC electric motor (231) and also used as secondary mechanical energy having the same torque in the second AC generator (112) or the second DC generator (212) without rotational resistance, to rotate the second AC generator (112) or the second DC generator (212) at a designed constant RPM. Consequently, when an energy storage device is used as an innovative method in which the electrical secondary energy having a large output is produced from the second AC generator (112) or the second DC generator (212), the system is very useful by being subject to very small load.

Description

하이브리드 발전 플랫폼{Hybrid Generation Platform}Hybrid Generation Platform

본 발명은 풍력(Wind-power)과 태양전지(Solar-Panel)와 에너지저장장치(ESS) 및 발전기(Generator)를 이용한 하이브리드 발전 플랫폼에 관한 것으로, 기존의 풍력에너지와 에너지저장장치를 이용한 발전 또는 기존의 쏠라에너지와 에너지저장장치를 이용한 발전의 한계를 극복하고자 풍력과 쏠라와 에너지저장장치 및 무부하 회전저항의 특징을 가지는 발전기를 이용하여 저장되는 1차에너지를 재사용하여 2차에너지로 증산하고자 하는 하이브리드 에너지 증산시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid power generation platform using wind power, a solar cell, an energy storage device (ESS), and a generator (Generator). In order to overcome the limitations of power generation using the existing solar energy and energy storage device, the primary energy stored using wind power, solar energy storage device, and a generator with no-load rotational resistance is reused to increase production into secondary energy. It relates to a hybrid energy generation system.

일반적으로 종래의 일반적인 풍력 하이브리드 발전시스템이나 쏠라 하이브리드 발전시스템은 1회에 한하여 발전한 후 곧 바로 On-grid 또는 Off-grid로 사용하고부터 태양과 바람을 기다려야 한다.In general, the conventional general wind power hybrid power generation system or solar hybrid power generation system has to wait for the sun and wind after using it as an on-grid or off-grid immediately after generating power only once.

그러므로 기존의 시스템들은 바람의 상태와 기후환경에 의해 발전량의 한계가 있다.Therefore, the existing systems have a limit in the amount of power generation depending on the wind condition and climate environment.

따라서 1차 에너지원을 재사용하여 증산해주는 시스템이 필요하여 기 발명된 ‘2개의 회전자를 이용하는 발전기(특허10-1955030)’ 및 ‘다중브러쉬 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치(특허10-1955028)와 기존의 풍력에너지와 쏠라에너지 및 에너지저장장치의 융합을 이용하여 친환경적인 전력생산 및 증산시스템을 제공하기 위함이다.Therefore, there is a need for a system that reuses the primary energy source and increases production. Therefore, the previously invented 'Generator using two rotors (Patent 10-1955030)' and 'A DC generator using a multi-brush distributor (Patent 10-1955028) and the existing This is to provide an eco-friendly power generation and production system using the fusion of wind energy, solar energy and energy storage device.

본 발명의 목적은 풍력터빈, 제1교류발전기(1st AC Generator) 또는 제1직류발전기(1st DC Generator), 태양전지(Solar-Panel), 제1차배터리팩(1st Battery Pack), 에너지저장장치(ESS), 교류전동모터 또는 직류전동모터, 제2교류발전기(2nd AC Generator) 또는 제2직류발전기(2nd DC Generator), 인버터(Invertor), 컨버터(Convertor), Controller를 융합하여 에너지생산 효율을 극대화할 수 있는 하이브리드 전력생산 및 증산시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is a wind turbine, a first AC generator or a first DC generator, a solar cell, a first battery pack, and an energy storage device. (ESS), AC electric motor or DC electric motor, 2nd AC Generator or 2nd DC Generator, Inverter, Converter, and Controller are combined to improve energy production efficiency. It is to provide a hybrid power generation and production increase system that can be maximized.

본 발명의 실시 예에 의하면, 본 시스템은 교류발전용 하이브리드 발전 플랫폼의 구조와 직류발전용 하이브리드 발전 플랫폼의 구조로 나눌 수가 있다.According to an embodiment of the present invention, the present system can be divided into a structure of a hybrid power generation platform for AC power generation and a structure of a hybrid power generation platform for DC power generation.

첫째, 교류발전용 하이브리드 발전 플랫폼은,First, the hybrid power generation platform for AC power generation,

전원공급부에 풍력터빈 및 태양전지와;a wind turbine and a solar cell to the power supply;

풍력터빈(wind turbine)과 결합되는 제1교류발전기와;a first alternator coupled to a wind turbine;

태양전지 및 제1교류발전기와 함께 결합되는 제1컨버터(AC-DC 또는 DC-DC)와;a first converter (AC-DC or DC-DC) coupled with the solar cell and the first alternator;

제1컨버터와 결합되는 제1배터리팩과;a first battery pack coupled to the first converter;

제1배터리팩과 연결되어 에너지를 점핑(jumping) 및 승압(busting)시키는 부스터와;a booster connected to the first battery pack to jump and boost energy;

부스터와 연결되는 ESS와; ESS connected to the booster;

ESS와 연결되는 제1인버터와;a first inverter connected to the ESS;

제1인버터로부터 전원을 공급받는 교류전동모터와;an AC electric motor supplied with power from the first inverter;

교류전동모터로 구동되는 또는 제2교류발전기와;or a second AC generator driven by an AC electric motor;

제2교류발전기와 ESS를 연결하는 제3컨버터(AC-DC)와;a third converter (AC-DC) connecting the second alternator and the ESS;

ESS로부터 전력을 Grid에 연결하기 위한 제2인버터(DC-AC) 또는 제4컨버터(DC-DC) 및;a second inverter (DC-AC) or a fourth converter (DC-DC) for connecting power from the ESS to the grid;

외부전원과 전원제어부 및 지능형통합제어부를 구비한다.It has an external power supply, a power supply control unit, and an intelligent integrated control unit.

둘째, 직류발전용 하이브리드 발전 플랫폼은,Second, the hybrid power generation platform for DC power generation,

전원공급부에 풍력터빈 및 태양전지와;a wind turbine and a solar cell to the power supply;

풍력터빈(wind turbine)과 결합되는 제1직류발전기와;a first direct current generator coupled to a wind turbine;

태양전지 및 제1직류발전기와 함께 결합되는 제1컨버터(DC-DC)와;a first converter (DC-DC) coupled with the solar cell and the first direct current generator;

제1컨버터와 결합되는 제1배터리팩과;a first battery pack coupled to the first converter;

제1배터리팩과 연결되어 에너지를 점핑(jumping) 및 승압(busting)시키는 부스터와;a booster connected to the first battery pack to jump and boost energy;

부스터와 연결되는 ESS와; ESS connected to the booster;

ESS와 연결되는 제2컨버터(DC-DC)와;a second converter (DC-DC) connected to the ESS;

제2컨버터로부터 전원을 공급받는 직류전동모터와;a DC electric motor supplied with power from the second converter;

직류전동모터로 구동되는 제2직류발전기와;a second DC generator driven by a DC electric motor;

제2직류발전기와 ESS를 연결하는 제3컨버터(DC-DC)와;a third converter (DC-DC) connecting the second DC generator and the ESS;

ESS로부터 전력을 Grid에 연결하기 위한 제2인버터(DC-AC) 또는 제4컨버터(DC-DC) 및;a second inverter (DC-AC) or a fourth converter (DC-DC) for connecting power from the ESS to the grid;

외부전원과 전원제어부 및 지능형통합제어부를 구비한다.It has an external power source, a power control unit, and an intelligent integrated control unit.

이 때 교류전동모터 또는 직류전동모터의 전기에너지의 입력값은 제2교류발전기 또는 제2직류발전기에서 생산되는 전기에너지의 출력값보다 1/3~1/10의 낮은 수준으로 구성하며, 기계적인 토크는 회전저항이 미미한 발전기(특허101955030) 및 ‘다중브러쉬 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치(특허10-1955028)를 이용하여 교류전동모터 또는 직류전동모터의 기계적인 출력토크 값을 제2교류발전기 또는 제2직류발전기의 기계적인 입력토크 값과 동일하게 구성하거나 조금 더 크게 구성한다.At this time, the input value of the electric energy of the AC electric motor or the DC electric motor is 1/3 to 1/10 lower than the output value of the electric energy produced by the second AC generator or the second DC generator, and the mechanical torque using a generator (Patent 101955030) with insignificant rotational resistance and a 'DC generator using a multi-brush distributor (Patent 10-1955028) It is configured to be the same as or slightly larger than the mechanical input torque value of the DC generator.

따라서 교류전동모터 또는 직류전동모터의 전기에너지의 입력값에 비해서 제2교류발전기 또는 제2직류발전기에서 생산되는 전기에너지의 출력값이 크게 나타난다.Accordingly, the output value of the electrical energy produced by the second AC generator or the second DC generator is larger than the input value of the electrical energy of the AC electric motor or the DC electric motor.

본 발명의 실시 예에 의하면 풍력터빈과 결합된 제1교류발전기 또는 제1직류발전기와 태양전지 및 제1컨버터를 이용하여 제1배터리팩에게 1차에너지를 저장하고, 부스터를 이용하여 제1배터리팩으로부터 용량이 더 큰 ESS로 1차에너지를 점핑(jumping) 및 승압(busting)하며, ESS로부터 전원을 공급받는 교류전동모터 또는 직류전동모터로 제2교류발전기 또는 제2직류발전기를 구동시켜 생성된 2차에너지를 ESS에 다시 피드백하여 저장해주는 일시적인 하이브리드 전력생산 및 증산시스템이 구성된다.According to an embodiment of the present invention, primary energy is stored in the first battery pack using the first AC generator or the first DC generator combined with the wind turbine, the solar cell and the first converter, and the first battery using the booster. It is created by jumping and busting primary energy from the pack to an ESS with a larger capacity, and driving a second AC generator or a second DC generator with an AC electric motor or a DC electric motor supplied with power from the ESS. A temporary hybrid power generation and production system that feeds back the used secondary energy to the ESS and stores it is configured.

이는 에너지보존법칙에 위반된다고 볼 수가 있으나, 최초에 전기적 1차에너지가 교류전동모터 또는 직류전동모터에서 기계적 1차에너지로 사용됨과 동시에 회전저항이 없는 제2교류발전기 또는 제2직류발전기에게도 동일한 토크가진 기계적 2차에너지로 사용되어 제2교류발전기 또는 제2직류발전기의 설계된 정속 RPM을 회전시킴으로써 결국 출력이 큰 전기적 2차에너지가 제2교류발전기 또는 제2직류발전기로부터 생산되는 획기적인 방법으로써 에너지저장장치를 이용하는 경우에는 부하를 매우 적게 받는 매우 유용한 시스템이다.Although this can be seen as violating the law of conservation of energy, the electrical primary energy is initially used as the primary mechanical energy in the AC electric motor or DC electric motor, and at the same time, the same torque is applied to the second AC generator or the second DC generator without rotational resistance. It is used as mechanical secondary energy and rotates the designed constant-speed RPM of the second AC generator or the second DC generator, so that the electrical secondary energy with a large output is eventually produced from the second AC generator or the second DC generator as an innovative method of energy storage. It is a very useful system with very little load when using the device.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 교류발전용 하이브리드 발전 플랫폼의 구조를 나타내는 블록도
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류발전용 하이브리드 발전 플랫폼의 구조를 나타내는 블록도
도 3은 도 1에 도시한 전원제어부의 블록도
도 4는 도 2에 도시한 전원제어부의 블록도
도 5는 2개의 회전자를 이용하는 발전기의 평면도
도 6은 다중브러쉬 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치1 is a block diagram showing the structure of a hybrid power generation platform for AC power according to a first embodiment of the present invention;
2 is a block diagram showing the structure of a hybrid power generation platform for direct current power generation according to a second embodiment of the present invention;
3 is a block diagram of the power control unit shown in FIG.
4 is a block diagram of the power control unit shown in FIG.
5 is a plan view of a generator using two rotors;
6 is a direct current generator using a multi-brush distributor

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예로 첨부된 도 1 내지 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 4 attached thereto.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 교류발전기를 이용한 하이브리드 발전 플랫폼의 구조를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the structure of a hybrid power generation platform using an alternator according to a first embodiment of the present invention.

전원공급부(100)는 태양전지(115)와, 풍력터빈(116)과 제1교류발전기(111) 및 제1컨버터(113)와; The power supply unit 100 includes a solar cell 115 , a wind turbine 116 , a first AC generator 111 , and a first converter 113 ;

제1배터리팩(110)과 부스터(118) 및 ESS(120)와;a first battery pack 110 , a booster 118 , and an ESS 120 ;

제1인버터(123) 및 제2인버터(124)와;a first inverter 123 and a second inverter 124;

교류전동모터(131)와 제2교류발전기(112)와AC electric motor 131 and the second AC generator 112 and

제3컨버터와 제4컨버터; 및a third converter and a fourth converter; and

충전기를 포함한 외부전원(119)을 구비한다.An external power source 119 including a charger is provided.

교류발전기를 이용한 하이브리드 발전 플랫폼의 구성방법으로서는,As a configuration method of a hybrid power generation platform using an alternator,

상기 풍력터빈(116)과 상기 제1교류발전기(111)는 상기 제1컨버터(113)를 통해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지를 저장한다.The wind turbine 116 and the first AC generator 111 store primary energy in the first battery pack 110 through the first converter 113 .

또한, 상기 태양전지(115)는 상기 제1컨버터(113)를 통해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지를 저장한다.In addition, the solar cell 115 stores primary energy in the first battery pack 110 through the first converter 113 .

상기 제1배터리팩(110)에 저장된 1차에너지는 상기 부스터(118)를 통해서 상기 ESS(120)에 공급하도록 구성된다.The primary energy stored in the first battery pack 110 is configured to be supplied to the ESS 120 through the booster 118 .

상기 ESS(120)는 상기 제1인버터(123)를 통해서 상기 교류전동모터(131)와 결합되고 상기 제2교류발전기(112)를 구동한다.The ESS 120 is coupled to the AC electric motor 131 through the first inverter 123 and drives the second AC generator 112 .

상기 제2교류발전기(112)에서 생산된 전력은 상기 제3컨버터(223)를 통해 상기 ESS(120)에 2차에너지로 저장된다.The power generated by the second AC generator 112 is stored as secondary energy in the ESS 120 through the third converter 223 .

또한, 상기 ESS(120)에 저장된 2차에너지는 상기 제2인버터(124) 또는 상기 제4컨버터(224)를 통해서 Grid(On & Off)와 연결되어 소비자에게 일정부분을 공급한다.In addition, the secondary energy stored in the ESS 120 is connected to the Grid (On & Off) through the second inverter 124 or the fourth converter 224 to supply a certain portion to consumers.

그리고 충전기를 포함한 상기 외부전원(119)은 비상충전을 위해 상기 제1배터리팩(110)과 결합된다. And the external power source 119 including the charger is coupled to the first battery pack 110 for emergency charging.

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류발전기를 이용한 하이브리드 발전 플랫폼의 구조를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing the structure of a hybrid power generation platform using a DC generator according to a second embodiment of the present invention.

전원공급부(100)는 상기 태양전지(115)와, 상기 풍력터빈(116)과 제1직류발전기(211) 및 상기 제1컨버터(113)와; The power supply unit 100 includes the solar cell 115 , the wind turbine 116 , a first direct current generator 211 , and the first converter 113 ;

상기 제1배터리팩(110)과 상기 부스터(118) 및 상기 ESS(120)와;the first battery pack 110, the booster 118, and the ESS 120;

제2컨버터(114) 및 직류전동모터(231)와;a second converter 114 and a DC electric motor 231;

제2직류발전기(212)와 상기 제3컨버터(223)와The second DC generator 212 and the third converter 223 and

상기 제2인버터 또는 상기 제4컨버터; 및the second inverter or the fourth converter; and

충전기를 포함한 상기 외부전원(119)을 구비한다.The external power source 119 including a charger is provided.

직류발전기를 이용한 하이브리드 발전 플랫폼의 구성방법으로서는, As a configuration method of a hybrid power generation platform using a DC generator,

상기 풍력터빈(116)과 상기 제1직류발전기(211)와 상기 제1컨버터(113)를 통해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지를 저장한다.Primary energy is stored in the first battery pack 110 through the wind turbine 116 , the first DC generator 211 , and the first converter 113 .

또한, 상기 태양전지(115)는 상기 제1컨버터(113)를 통해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지를 저장한다.In addition, the solar cell 115 stores primary energy in the first battery pack 110 through the first converter 113 .

상기 제1배터리팩(110)에 저장된 1차에너지는 상기 부스터(118)를 통해서 상기 ESS(120)에 공급하도록 구성된다.The primary energy stored in the first battery pack 110 is configured to be supplied to the ESS 120 through the booster 118 .

상기 ESS(120)는 제2컨버터(114)를 통해서 상기 직류전동모터(231)와 결합되어 상기 제2직류발전기(212)를 구동한다.The ESS 120 is coupled to the DC electric motor 231 through a second converter 114 to drive the second DC generator 212 .

상기 제2직류발전기(212)에서 생산된 전력은 상기 제3컨버터(223)를 통해 상기 ESS(120)에 2차에너지로 저장된다.The power generated by the second DC generator 212 is stored as secondary energy in the ESS 120 through the third converter 223 .

또한, 상기 ESS(120)에 저장된 2차에너지는 상기 제2인버터(124) 또는 상기 제4컨버터(224)를 통해서 Grid(On & Off)와 연결되어 소비자에게 일정부분을 공급한다.In addition, the secondary energy stored in the ESS 120 is connected to the Grid (On & Off) through the second inverter 124 or the fourth converter 224 to supply a certain portion to consumers.

그리고 충전기를 포함한 상기 외부전원(119)은 비상충전을 위해 상기 제1배터리팩(110)과 결합된다. And the external power source 119 including the charger is coupled to the first battery pack 110 for emergency charging.

도 3은 도 1에 도시한 실시 예의 전원제어부(150)를 나타내는 블록도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating the power control unit 150 according to the embodiment shown in FIG. 1 .

상기 태양전지(115)와 상기 제1교류발전기(111) 및 상기 외부전원(119)을 통해 발생된 전력이 상기 제1배터리팩(110)에 저장되는 제1입력부(101a)와;a first input unit (101a) for storing power generated through the solar cell (115), the first AC generator (111) and the external power source (119) in the first battery pack (110);

상기 제2교류발전기(112)로부터 생산되는 에너지가 상기 ESS(120)로 저장되는 제2입력부(101b)와;a second input unit 101b in which energy produced from the second alternator 112 is stored in the ESS 120;

상기 ESS(120)로부터 상기 제2인버터(124) 또는 상기 제4컨버터(224)를 통해서 On-grid 또는 Off-grid로 공급되는 출력부(102)로 구성된다.The ESS 120 includes an output unit 102 that is supplied on-grid or off-grid through the second inverter 124 or the fourth converter 224 .

또한, 상기 입력부(101a,101b)와 상기 출력부(102)를 제어하는 전원제어부(150)를 구성하며, 상기 전원제어부(150)는 지능형통합제어부(300)의 제어를 받도록 구성한다.In addition, a power control unit 150 for controlling the input units 101a and 101b and the output unit 102 is configured, and the power control unit 150 is configured to be controlled by the intelligent integrated control unit 300 .

도 4는 도2에 도시한 실시 예의 전원제어부(150)를 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram illustrating the power control unit 150 according to the embodiment shown in FIG. 2 .

상기 태양전지(115)와 상기 제1직류발전기(211) 및 상기 외부전원(119)을 통해 발생된 전력이 상기 제1배터리팩(110)에 저장되는 상기 제1입력부(101a)와;the first input unit 101a for storing power generated through the solar cell 115, the first DC generator 211, and the external power source 119 in the first battery pack 110;

상기 제2직류발전기(212)로부터 생산되는 에너지가 상기 ESS(120)로 저장되는 상기 제2입력부(101b)와;the second input unit 101b in which the energy produced from the second DC generator 212 is stored in the ESS 120;

상기 ESS(120)로부터 상기 제2인버터(124) 또는 상기 제4컨버터(224)를 통해서 On-grid 또는 Off-grid로 공급되는 상기 출력부(102)로 구성된다.and the output unit 102 supplied from the ESS 120 to the on-grid or off-grid through the second inverter 124 or the fourth converter 224 .

또한, 상기 입력부(101a,101b)와 상기 출력부(102)를 제어하는 상기 전원제어부(150)를 구성하며, 상기 전원제어부(150)는 상기 지능형통합제어부(300)의 제어를 받도록 구성한다.In addition, the power control unit 150 that controls the input units 101a and 101b and the output unit 102 is configured, and the power control unit 150 is configured to be controlled by the intelligent integrated control unit 300 .

본 발명의 도 1의 실시 예에 따른 기능을 보면,Looking at the function according to the embodiment of Fig. 1 of the present invention,

상기 풍력터빈(116)에 의해 구동되는 상기 제1교류발전기(111)의 발전에너지는 상기 제1컨버터(113)에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지로 저장되며,The generated energy of the first AC generator 111 driven by the wind turbine 116 is stored as primary energy in the first battery pack 110 by the first converter 113,

이와 함께 상기 태양전지(115)에 의해 생산되는 에너지는 상기 제1컨버터(113)에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지로 저장된다.In addition, the energy produced by the solar cell 115 is stored as primary energy in the first battery pack 110 by the first converter 113 .

상기 제1배터리팩(110)의 1차에너지를 상기 부스터(118)로 상기 ESS(120)에게 점핑 및 승압시켜주며, Jumping and boosting the primary energy of the first battery pack 110 to the ESS 120 with the booster 118,

승압된 상기 ESS(120)의 1차에너지를 이용하여 상기 제1인버터(123)를 통해서 상기 교류전동모터(131)가 구동되어 연결되어 있던 상기 제2교류발전기(112)를 통해서 발생한 전력이 상기 제3컨버터(223)를 경유하여 상기 ESS(120)에게 다시 2차에너지로 생산되어 저장된다.The AC electric motor 131 is driven through the first inverter 123 using the boosted primary energy of the ESS 120 , and the power generated through the second AC generator 112 connected is the It is produced and stored as secondary energy again in the ESS 120 via the third converter 223 .

따라서 한시적으로 2차에너지가 상기 ESS(120)에서 상기 제1인버터(123)를 통해서 상기 교류전동모터(131)가 상기 제2교류발전기(112)를 가동시켜 상기 ESS(120)에게 수차례 2차에너지가 저장되도록 하여 에너지 재생산 리사이클링을 제공한다.Therefore, the secondary energy is temporarily transferred from the ESS 120 to the ESS 120 through the first inverter 123, and the AC electric motor 131 operates the second AC generator 112 to send it to the ESS 120 several times. Allows secondary energy to be stored, providing energy regenerative recycling.

2차에너지의 재생산 및 저장량은 발전 플랜트의 구성 및 기타 조건에 따라서 출력값을 다르게 구성할 수 있으며, 잉여 생산된 상기 ESS(120)의 전력은 상기 제2인버터(124) 또는 상기 제4컨버터(224)에 의해서 On-grid 또는 Off-grid를 이용하여 소비자에게 일정부분을 공급한다.Reproduction and storage of secondary energy may have different output values according to the configuration of the power plant and other conditions, and the surplus-produced power of the ESS 120 is the second inverter 124 or the fourth converter 224 ) to supply a certain part to consumers using on-grid or off-grid.

이러한 동작원리를 만들기 위해서는 상기 교류전동모터(131)의 1차 전기에너지의 입력값을 상기 제2교류발전기(112)의 2차 전기에너지의 출력값에 비하여 매우 낮은 수준(예를 들면, 1/3 내지 1/10)으로 구성을 하면서도 상기 교류전동모터(131)의 기계적인 출력토크 값을 상기 제2교류발전기(112)의 기계적인 입력토크 값에 비하여 동일하거나 또는 조금 더 높게 구성한다.In order to make this operation principle, the input value of the primary electric energy of the AC electric motor 131 is set at a very low level (eg, 1/3) compared to the output value of the secondary electric energy of the second AC generator 112 . to 1/10), the mechanical output torque value of the AC electric motor 131 is equal to or slightly higher than the mechanical input torque value of the second AC generator 112 .

이는 에너지보존법칙에 위반된다고 볼 수가 있으나, 최초에 입력되는 작은 전기적 1차에너지가 상기 교류전동모터(131)의 기계적 1차에너지로 사용됨과 동시에 회전저항이 없는 상기 제2교류발전기(112)에게도 동일한 토크가진 기계적 2차에너지로 사용되어, 결국 출력이 큰 전기적 2차에너지가 상기 제2교류발전기(112)로부터 생산되는 획기적인 방법으로써 에너지저장장치를 이용하는 경우에는 부하를 매우 적게 받는 매우 유용한 시스템이다.Although it can be seen that this violates the energy conservation law, the small electrical primary energy initially input is used as the primary mechanical energy of the AC electric motor 131 and at the same time as the second AC generator 112 without rotational resistance. It is a very useful system that receives a very small load when using an energy storage device as an innovative method in which electrical secondary energy with the same torque is used as mechanical secondary energy and, eventually, electrical secondary energy with a large output is produced from the second AC generator 112. .

상기 외부전원(119)은 충전기에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 전력을 저장할 수 있다.The external power source 119 may store power in the first battery pack 110 by a charger.

본 발명의 도 2의 실시 예에 따른 기능을 보면,Looking at the function according to the embodiment of Fig. 2 of the present invention,

상기 풍력터빈(116)에 의해 구동되는 상기 제1직류발전기(211)의 발전에너지는 상기 제1컨버터(113)에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지로 저장되며,The generated energy of the first DC generator 211 driven by the wind turbine 116 is stored as primary energy in the first battery pack 110 by the first converter 113,

이와 함께 상기 태양전지(115)에 의해 생산되는 에너지는 상기 제1컨버터(113)에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지로 저장된다.In addition, the energy produced by the solar cell 115 is stored as primary energy in the first battery pack 110 by the first converter 113 .

상기 제1배터리팩(110)의 1차에너지를 상기 부스터(118)로 상기 ESS(120)에게 점핑 및 승압시켜주며, Jumping and boosting the primary energy of the first battery pack 110 to the ESS 120 with the booster 118,

승압된 상기 ESS(120)의 1차에너지를 이용하여 상기 제2컨버터(114)를 통해서 상기 직류전동모터(231)가 구동되어 연결되어 있던 상기 제2직류발전기(212)를 통해서 발생한 전력이 상기 제3컨버터(223)를 경유하여 상기 ESS(120)에게 다시 2차에너지로 생산되어 저장된다.The DC electric motor 231 is driven through the second converter 114 using the boosted primary energy of the ESS 120, and the power generated through the second DC generator 212 to which it is connected is the It is produced and stored as secondary energy again in the ESS 120 via the third converter 223 .

따라서 한시적으로 2차에너지가 상기 ESS(120)에서 상기 제2컨버터(114)를 통해서 상기 직류전동모터(231)가 상기 제2직류발전기(212)를 가동시켜 상기 ESS(120)에게 수차례 2차에너지가 저장되도록 하여 에너지 재생산 리사이클링을 제공한다.Therefore, the secondary energy is temporarily transferred from the ESS 120 to the ESS 120 through the second converter 114 by the DC electric motor 231 to operate the second DC generator 212 and to the ESS 120 several times. Allows secondary energy to be stored, providing energy regenerative recycling.

2차에너지의 재생산 및 저장량은 발전 플랜트의 구성 및 기타 조건에 따라서 출력값을 다르게 구성할 수 있으며, 잉여 생산된 상기 ESS(120)의 전력은 상기 제2인버터(124) 또는 상기 제4컨버터(224)에 의해서 On-grid 또는 Off-grid를 이용하여 소비자에게 일정부분을 공급한다.The amount of reproduction and storage of secondary energy may have different output values according to the configuration of the power plant and other conditions, and the excess power of the ESS 120 is the second inverter 124 or the fourth converter 224 ) to supply a certain portion to consumers using on-grid or off-grid.

이러한 동작원리를 만들기 위해서는 상기 직류전동모터(231)의 1차 전기에너지의 입력값을 상기 제2직류발전기(212)의 2차 전기에너지의 출력값에 비하여 매우 낮은 수준(예를 들면, 1/3 내지 1/10)으로 구성을 하면서도 상기 직류전동모터(231)의 기계적인 출력토크 값을 상기 제2직류발전기(212)의 기계적인 입력토크 값에 비하여 동일하거나 또는 조금 더 높게 구성한다.In order to make this operation principle, the input value of the primary electric energy of the DC electric motor 231 is set at a very low level (eg, 1/3) compared to the output value of the secondary electric energy of the second DC generator 212 . to 1/10), the mechanical output torque value of the DC electric motor 231 is equal to or slightly higher than the mechanical input torque value of the second DC generator 212 .

이는 에너지보존법칙에 위반된다고 볼 수가 있으나, 최초에 입력되는 작은 전기적 1차에너지가 상기 직류전동모터(231)의 기계적 1차에너지로 사용됨과 동시에 회전저항이 없는 상기 제2직류발전기(212)에게도 동일한 토크가진 기계적 2차에너지로 사용되어, 결국 출력이 큰 전기적 2차에너지가 상기 제2직류발전기(212)로부터 생산되는 획기적인 방법으로써 에너지저장장치를 이용하는 경우에는 부하를 매우 적게 받는 매우 유용한 시스템이다.Although it can be seen that this violates the energy conservation law, the small electrical primary energy initially input is used as the primary mechanical energy of the DC electric motor 231 and at the same time as the second DC generator 212 without rotational resistance. It is a very useful system that receives a very small load when using an energy storage device as an innovative method in which electrical secondary energy with the same torque is used as mechanical secondary energy with a high output and is eventually produced from the second DC generator 212. .

상기 외부전원(119)은 충전기에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 전력을 저장할 수 있다.The external power source 119 may store power in the first battery pack 110 by a charger.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조로 본 발명의 하이브리드 발전 플랫폼에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 변화나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the hybrid power generation platform of the present invention has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, but modifications, changes, and various modified embodiments will be possible without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention should be construed to include all changes, modifications, or adjustments.

1: 하이브리드 교류발전 플랫폼
2: 하이브리드 교류발전 플랫폼의 제어부
3: 하이브리드 직류발전 플랫폼
4: 하이브리드 직류발전 플랫폼의 제어부
100: 전원공급부
101a: 제1입력부 101b: 제2입력부
110: 제1배터리팩(1st battery pack)
111: 제1교류발전기 112: 제2교류발전기
113: 제1컨버터 114: 제2컨버터
115: 태양전지 116: 풍력터빈
118: 부스터 119: 외부전원
120: ESS
123: 제1인버터 124: 제2인버터
131: 교류전동모터 150: 전원제어부
211: 제1직류발전기 212: 제2직류발전기
223: 제3컨버터 224: 제4컨버터
231: 직류전동모터
300: 지능형 통합제어부1: Hybrid exchange power generation platform
2: Control unit of hybrid AC power generation platform
3: Hybrid DC power generation platform
4: Control unit of hybrid DC power generation platform
100: power supply
101a: first input unit 101b: second input unit
110: first battery pack (1st battery pack)
111: first alternator 112: second alternator
113: first converter 114: second converter
115: solar cell 116: wind turbine
118: booster 119: external power
120: ESS
123: first inverter 124: second inverter
131: AC electric motor 150: power control unit
211: first direct current generator 212: second direct current generator
223: third converter 224: fourth converter
231: DC electric motor
300: intelligent integrated control unit

Claims (9)

교류발전용 하이브리드 발전 플랫폼을 구성하기 위한 풍력터빈(116)과;
하이브리드 발전 플랫폼을 구성하기 위한 태양전지(115)와;
상기 풍력터빈(116)으로부터 구동되는 제1교류발전기(111)와;
상기 제1교류발전기(111) 및 상기 태양전지(115)와 제1배터리팩(110)을 연결하는 상기 제1컨버터(113)와;
상기 제1교류발전기(111) 및 상기 태양전지(115)로부터 상기 제1컨버터(113)를 통하여 전력을 공급받는 상기 제1배터리팩(110)과;
상기 제1배터리팩(110)과 ESS(120)를 연결하는 부스터(118)와;
상기 제1배터리팩(110)에 저장된 에너지를 상기 부스터(118)로 점핑 및 승압을 받는 상기 ESS(120)와;
상기 ESS(120)으로부터 제1인버터(123)를 경유하여 구동되는 교류전동모터(131)와;
상기 교류전동모터(131)에 의해 구동되는 제2교류발전기(112)와;
상기 제2교류발전기(112)로부터 상기 ESS(120)에 2차에너지를 저장시키기 위해 연결되는 제3컨버터(223); 및
상기 ESS(120)에 저장된 에너지를 제2인버터(124) 또는 제4컨버터(224)를 통하여 Grid로 연결하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.a wind turbine 116 for configuring a hybrid power generation platform for AC power generation;
a solar cell 115 for configuring a hybrid power generation platform;
a first AC generator 111 driven from the wind turbine 116;
the first converter 113 connecting the first alternator 111 and the solar cell 115 to a first battery pack 110;
the first battery pack 110 receiving power from the first AC generator 111 and the solar cell 115 through the first converter 113;
a booster 118 connecting the first battery pack 110 and the ESS 120;
the ESS (120) for jumping and boosting the energy stored in the first battery pack (110) with the booster (118);
an AC electric motor 131 driven from the ESS 120 via a first inverter 123;
a second AC generator 112 driven by the AC electric motor 131;
a third converter 223 connected to store secondary energy in the ESS 120 from the second alternator 112; and
A hybrid power generation platform, characterized in that the energy stored in the ESS (120) is connected to a grid through a second inverter (124) or a fourth converter (224). 직류발전용 하이브리드 발전 플랫폼을 구성하기 위한 풍력터빈(116)과;
하이브리드 발전 플랫폼을 구성하기 위한 태양전지(115)와;
상기 풍력터빈(116)으로부터 구동되는 제1직류발전기(211)와;
상기 제1직류발전기(211) 및 상기 태양전지(115)와 제1배터리팩(110)을 연결하는 상기 제1컨버터(113)와;
상기 제1직류발전기(211) 및 상기 태양전지(115)로부터 상기 제1컨버터(113)를 통하여 전력을 공급받는 상기 제1배터리팩(110)과;
상기 제1배터리팩(110)과 ESS(120)를 연결하는 부스터(118)와;
상기 제1배터리팩(110)에 저장된 에너지를 상기 부스터(118)로 점핑 및 승압을 받는 상기 ESS(120)와;
상기 ESS(120)으로부터 제2컨버터(114)를 경유하여 구동되는 직류전동모터(231)와;
상기 직류전동모터(231)에 의해 구동되는 제2직류발전기(212)와;
상기 제2직류발전기(212)로부터 상기 ESS(120)에 2차에너지를 저장시키기 위해 연결되는 제3컨버터(223); 및
상기 ESS(120)에 저장된 에너지를 제2인버터(124) 또는 제4컨버터(224)를 통하여 Grid로 연결하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.a wind turbine 116 for configuring a hybrid power generation platform for direct current generation;
a solar cell 115 for configuring a hybrid power generation platform;
a first direct current generator 211 driven from the wind turbine 116;
the first converter 113 connecting the first DC generator 211 and the solar cell 115 to a first battery pack 110;
the first battery pack 110 receiving power from the first DC generator 211 and the solar cell 115 through the first converter 113;
a booster 118 connecting the first battery pack 110 and the ESS 120;
the ESS (120) for jumping and boosting the energy stored in the first battery pack (110) with the booster (118);
a DC electric motor 231 driven from the ESS 120 via a second converter 114;
a second DC generator 212 driven by the DC electric motor 231;
a third converter 223 connected to store secondary energy in the ESS 120 from the second DC generator 212; and
A hybrid power generation platform, characterized in that the energy stored in the ESS (120) is connected to a grid through a second inverter (124) or a fourth converter (224). 제1항에 있어서,
상기 교류전동모터(131)의 전기에너지의 입력값을 상기 제2교류발전기(112)의 전기에너지의 출력값 보다 낮은 수준으로 구성을 하며, 상기 교류전동모터(131)의 기계적인 출력토크 값을 상기 제2교류발전기(112)의 기계적인 입력토크 값에 비하여 동일하거나 또는 조금 더 높게 구성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.According to claim 1,
The input value of the electric energy of the AC electric motor 131 is configured to be lower than the output value of the electric energy of the second AC generator 112, and the mechanical output torque value of the AC electric motor 131 is set to the Hybrid power generation platform, characterized in that it comprises configuring the same or slightly higher than the mechanical input torque value of the second alternator (112). 제2항에 있어서,
상기 직류전동모터(231)의 전기에너지의 입력값을 상기 제2직류발전기(212)의 전기에너지의 출력값 보다 낮은 수준으로 구성을 하며, 상기 직류전동모터(231)의 기계적인 출력토크 값을 상기 제2직류발전기(212)의 기계적인 입력토크 값에 비하여 동일하거나 또는 조금 더 높게 구성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.3. The method of claim 2,
The input value of the electric energy of the DC electric motor 231 is configured to be lower than the output value of the electric energy of the second DC generator 212, and the mechanical output torque value of the DC electric motor 231 is the Hybrid power generation platform, characterized in that it comprises configuring the same or slightly higher than the mechanical input torque value of the second DC generator (212). 제1항에 있어서,
구동원리를 살펴보면 상기 풍력터빈(116)과 제1교류발전기(111)로부터 생산된 에너지는 상기 제1컨버터(113)에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지로 저장되며, 상기 제1배터리팩(110)의 1차에너지를 상기 부스터(118)를 통해서 상기 ESS(120)에 점핑 및 승압시켜주며, 승압된 상기 ESS(120)의 1차에너지를 이용하여 제1인버터(123)를 통해서 상기 교류전동모터(131)가 구동되면 상기 제2교류발전기(112)를 통해서 발생한 전력이 제3컨버터(223)를 경유하여 상기 ESS(120)에 다시 2차에너지로 저장하게 되며;
한시적인 방법으로 2차에너지가 상기 ESS(120)에서 상기 교류전동모터(131)에 전력이 공급되어 상기 제2교류발전기(112)를 가동시켜 상기 ESS(120)에 수차례 2차에너지가 저장되도록 하여 에너지재생산 리사이클링을 제공하게 되며;
잉여 생산된 상기 ESS(120)의 전력은 상기 제2인버터(124) 또는 제4컨버터(224)를 통해서 On-grid 또는 Off-grid를 이용하여 소비자에게 일정부분을 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.According to claim 1,
Looking at the driving principle, the energy produced from the wind turbine 116 and the first AC generator 111 is stored as primary energy in the first battery pack 110 by the first converter 113, and the second Jumping and boosting the primary energy of the first battery pack 110 to the ESS 120 through the booster 118, and using the boosted primary energy of the ESS 120, the first inverter 123 When the AC electric motor 131 is driven through
In a temporary method, the secondary energy is supplied to the AC electric motor 131 from the ESS 120 to operate the second AC generator 112, and the secondary energy is stored in the ESS 120 several times. where possible to provide for renewable energy recycling;
Hybrid power generation, characterized in that the surplus-produced power of the ESS 120 is supplied to consumers using on-grid or off-grid through the second inverter 124 or fourth converter 224 platform. 제2항에 있어서,
구동원리를 살펴보면 상기 풍력터빈(116)과 제1직류발전기(211)로부터 생산된 에너지는 상기 제1컨버터(113)에 의해서 상기 제1배터리팩(110)에 1차에너지로 저장되며, 상기 제1배터리팩(110)의 1차에너지를 상기 부스터(118)를 통해서 상기 ESS(120)에 점핑 및 승압시켜주며, 승압된 상기 ESS(120)의 1차에너지를 이용하여 제1인버터(123)를 통해서 상기 교류전동모터(131)가 구동되면 상기 제2직류발전기(212)를 통해서 발생한 전력이 제3컨버터(223)를 경유하여 상기 ESS(120)에 다시 2차에너지로 저장하게 되며;
한시적인 방법으로 2차에너지가 상기 ESS(120)에서 상기 직류전동모터(231)에 전력이 공급되어 상기 제2직류발전기(212)를 가동시켜 상기 ESS(120)에 수차례 2차에너지가 저장되도록 하여 에너지재생산 리사이클링을 제공하게 되며;
잉여 생산된 상기 ESS(120)의 전력은 상기 제2인버터(124) 또는 제4컨버터(224)를 통해서 On-grid 또는 Off-grid를 이용하여 소비자에게 일정부분을 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.3. The method of claim 2,
Looking at the driving principle, the energy produced from the wind turbine 116 and the first DC generator 211 is stored as primary energy in the first battery pack 110 by the first converter 113, and the second Jumping and boosting the primary energy of the first battery pack 110 to the ESS 120 through the booster 118, and using the boosted primary energy of the ESS 120, the first inverter 123 When the AC electric motor 131 is driven through
In a temporary method, secondary energy is supplied to the DC electric motor 231 from the ESS 120 to operate the second DC generator 212, and the secondary energy is stored in the ESS 120 several times. Where possible, to provide for energy-renewable recycling;
Hybrid power generation, characterized in that the surplus-produced power of the ESS 120 is supplied to consumers using on-grid or off-grid through the second inverter 124 or fourth converter 224 platform. 제1항에 있어서,
상기 풍력터빈(116) 및 상기 외부전원(119)을 통해 전압이 상기 제1배터리팩(110)에 저장되는 상기 제1 입력부(101a)와;
상기 제2교류발전기(112)로부터 상기 ESS(120)으로 저장되는 상기 제2 입력부(101b)와;
상기 ESS(120)로부터 제2인버터(124) 또는 제4컨버터(224)로 공급되는 상기 출력부(102)와;
상기 입력부(101a,101b)와 상기 출력부(102)를 제어하는 상기 전원제어부(150); 및
상기 전원제어부(150)가 지능형통합제어부(300)의 제어를 받도록 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.According to claim 1,
the first input unit 101a in which a voltage is stored in the first battery pack 110 through the wind turbine 116 and the external power source 119;
the second input unit 101b stored in the ESS 120 from the second alternator 112;
the output unit 102 supplied from the ESS 120 to the second inverter 124 or the fourth converter 224;
the power control unit 150 for controlling the input unit 101a, 101b and the output unit 102; and
Hybrid power generation platform, characterized in that the power control unit 150 is configured to receive the control of the intelligent integrated control unit (300). 제2항에 있어서,
상기 풍력터빈(116) 및 상기 외부전원(119)을 통해 전압이 상기 제1배터리팩(110)에 저장되는 상기 제1 입력부(101a)와;
상기 제2직류발전기(212)로부터 상기 ESS(120)으로 저장되는 상기 제2 입력부(101b)와;
상기 ESS(120)로부터 제2인버터(124) 또는 제4컨버터(224)로 공급되는 상기 출력부(102)와;
상기 입력부(101a,101b)와 상기 출력부(102)를 제어하는 상기 전원제어부(150); 및
상기 전원제어부(150)가 지능형통합제어부(300)의 제어를 받도록 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.3. The method of claim 2,
the first input unit 101a in which a voltage is stored in the first battery pack 110 through the wind turbine 116 and the external power source 119;
the second input unit 101b stored in the ESS 120 from the second DC generator 212;
the output unit 102 supplied from the ESS 120 to the second inverter 124 or the fourth converter 224;
the power control unit 150 for controlling the input unit 101a, 101b and the output unit 102; and
Hybrid power generation platform, characterized in that the power control unit 150 is configured to receive the control of the intelligent integrated control unit (300). 제7항 및 제8항에 있어서,
각 기기의 컨디션이 이미 설정된 수치 이상의 입출력 값이 인가될 경우는 상기 전원제어부(150)를 통합관리 하는 상기 지능형 통합제어부(300)를 통해 입출력을 조정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전 플랫폼.9. The method according to claim 7 and 8,
Hybrid power generation platform, characterized in that the input/output is adjusted through the intelligent integrated control unit 300 that integratedly manages the power control unit 150 when the condition of each device is applied with an input/output value greater than or equal to a preset numerical value.
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