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KR-20260061926-A - Inverter for energy storage system and method for installing the same

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Abstract

본 발명은 내부 공간을 가지며, 외부 구조물에 설치되는 메인 케이스, 내부 공간에 배치되며 직류 전원과 교류 전원을 상호 변환할 수 있는 회로 기판, 메인 케이스를 커버하도록 배치되고, 제1 방향을 따라 돌출된 방열 케이스 및 방열 케이스를 둘러싸고, 메인 케이스와 연결되는 후드 커버를 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터를 제공한다.

Inventors

  • 김학선
  • 최유창
  • 전동준
  • 박제현

Assignees

  • 한화솔루션 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (14)

  1. 내부 공간을 가지며, 외부 구조물에 설치되는 메인 케이스; 상기 내부 공간에 배치되며 직류 전원과 교류 전원을 상호 변환할 수 있는 회로 기판; 상기 메인 케이스를 커버하도록 배치되고, 제1 방향을 따라 돌출된 방열 케이스; 및 상기 방열 케이스를 둘러싸고, 상기 메인 케이스와 연결되는 후드 커버;를 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인 케이스는, 상기 내부 공간에 회로 기판을 수용하고, 타면에 개구부를 가지는 메인 바디; 및 상기 메인 바디와 결합되고, 상기 개구부를 커버가능한 도어;를 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 메인 바디는 일면에 돌출 형성되는 가이드 돌기를 가지는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 도어는, 미리 설정되는 간격을 따라 이격 배치되는 고정홀을 가지고 상기 외부 구조물에 연결되는 연장 탭;을 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터
  5. 제2항에 있어서, 상기 메인 케이스는, 일단이 상기 메인 바디에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 상기 도어에 지지되는 안전 로드;를 더 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 안전 로드는 상기 메인 바디의 회전핀이 삽입되며, 장공 형상을 가지는 로드홀을 가지는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방열 케이스는, 상기 제1 방향을 따라 돌출되는 방열핀;을 구비하는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 후드 커버는 상기 방열 케이스의 측면을 따라 연장되는 한 쌍의 사이드 커버; 및 한 쌍의 상기 사이드 커버를 연결하는 연결 커버;를 구비하는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 후드 커버는, 내부와 외부를 연통하고 상기 제1 방향을 따라 연장된 복수 개의 커버홀을 가지는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 외부 구조물에 연결되는 제1 체결단과, 상기 후드 커버에 연결되는 제2 체결단을 가지는 체결 부재;를 더 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 방열 케이스와 상기 외부 구조물 사이에 배치되어 상기 방열 케이스를 지지하는 지지 부재;를 더 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터.
  12. 내부에 회로 기판을 수용하는 메인 케이스 및 메인 케이스의 일측에 배치되는 방열 케이스를 외부 구조물에 안착시키는 단계; 상기 메인 케이스 및 방열 케이스와 외부 구조물의 위치를 정렬하는 단계; 상기 메인 케이스를 상기 외부 구조물에 체결하는 단계; 상기 방열 케이스를 감싸도록 후드 커버를 설치하는 단계;를 포함하는 에너지 저장 시스템용 인버터의 설치 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 위치를 정렬하는 단계는, 상기 메인 케이스 및 상기 외부 구조물의 중심을 일치시키는 단계; 및 상기 메인 케이스 및 상기 외부 구조물의 중심이 일치된 상태에서 고정하는 단계;를 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터의 설치 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 후드 커버를 설치하는 단계는, 상기 후드 커버가 상기 방열 케이스를 감싸도록 배치하는 단계; 및 체결 부재의 제1 체결단과 외부 구조물을 체결하고, 체결 부재의 제2 체결단과 후드 커버를 체결하여 후드 커버를 외부 구조물에 고정시키는 단계;를 포함하는, 에너지 저장 시스템용 인버터의 설치 방법.

Description

에너지 저장 시스템용 인버터 및 에너지 저장 시스템용 인버터의 설치 방법{Inverter for energy storage system and method for installing the same} 본 발명은 에너지 저장 시스템용 인버터 및 에너지 저장 시스템용 인버터의 설치 방법에 관한 것이다. 일반적으로 에너지 저장 시스템용 인버터는 태양광 모듈과 같은 전기 에너지 생성 장치에서 생성된 직류(DC)전기를 교류(AC)전기로 변환하며, 에너지 저장장치인 배터리에 전기 에너지를 저장하는 장치로, 교류 전기를 사용하는 가전 제품 및 전력망에 교류 전기를 공급하고, 출력 전압과 주파수를 조절하여 전력품질을 유지하는 장치이다. 에너지 저장 시스템용 인버터는 단독으로 태양광 패널 및 전력망 등과 연결되어 사용될 수도 있지만, 에너지 저장 시스템(Energy storage system, ESS) 등의 다른 외부 장치와 통합되어 일체형 솔루션으로 활용되기도 한다. 이러한 구성을 통해 전력 변환 및 저장의 효율성이 향상될 수 있다. 기존의 통합형 에너지 저장 시스템용 인버터의 경우, 외부 장치와 일체로 형성되어 있어 일부 구성에만 결함이 발생하여도 제품 전체를 교체해야 한다는 문제가 있었다. 이에 더하여 제품 전체를 운반하고 재설치하는 과정에서 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있었다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 인버터를 포함하는 발전 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 인버터가 외부 구조물에 결합되는 모습을 도시한 도면이다. 도 3은 도 2의 에너지 저장 시스템용 인버터의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 에너지 저장 시스템용 인버터의 사시도이다. 도 5는 도 2의 에너지 저장 시스템용 인버터의 도어가 열려있는 상태를 도시한 도면이다. 도 6은 도 5의 A부분을 확대한 도면이다. 도 7은 도 2의 에너지 저장 시스템용 인버터의 후면도이다. 도 8은 도 2의 에너지 저장 시스템용 인버터의 저면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이스가 지지 부재 상에 안착되는 모습을 도시한 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 부재가 메인 케이스와 외부구조물을 정렬하는 모습을 도시한 도면이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 케이스가 외부 구조물에 체결되는 모습을 도시한 도면이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 후드 커버가 외부 구조물에 결합하는 모습을 도시한 도면이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 인버터의 설치 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분의 전방, 후방, 상에 또는 하에 있다고 할 때, 다른 부분과 바로 접하는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서는 영역, 구성 요소 등을 설명함에 있어 충분하거나 필요한 경우라고 판단된 경우 또는 도면을 간략하게 하기 위한 목적으로 일부 구성 요소가 생략되거나, 구성 요소의 일 부분만을 도시하거나, 또는 구성요소가 개략적으로 표현된 경우도 있음을 미리 밝혀둔다. 이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소들 중간에 다른 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 인버터를 포함하는 발전 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 에너지 저장 시스템용 인버터(1)는 태양광 모듈과 같은 전기 에너지 생성 장치로부터 발생하는 직류(DC) 전기를 교류(AC) 전기로 변환하여 부하 및 전력 계통 등에 공급하거나, 전력 저장 장치에 저장하는 것으로서, 에너지 저장 시스템용 인버터(1) 내부에는 직류 전기와 교류 전기를 상호 변환할 수 있는 회로 기판(200)이 포함될 수 있다. 부하는 전기를 소비하는 모든 장치를 통칭하는 것으로서, 가정용 전기 기기, 난방 및 냉방 시스템, 상업 시설의 조명 및 기기 산업체의 기계 등이 이에 해당될 수 있다. 일반적으로 부하는 교류 전기를 사용하기 때문에, 에너지 저장장치의 충전을 위해 유입된 직류 전기는 인버터를 통해 교류 전기로 변환된 다음 부하로 공급되게 된다. 전력 계통은 인버터를 통해 변환된 교류 전기가 공급되는 네트워크로, 주택이나 건물의 전기 분배망과 연결되어 공급받은 전기를 배분할 수 있다. 전력 저장 장치는 에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS)이라고도 불리며, 태양광 모듈과 같은 전기 에너지 생성장치로부터 생성된 전기를 저장하는 장치이다. 이로 인하여 전기 에너지 생성장치로부터 생성된 잉여 전력은 전력 저장 장치에 저장되어 있다가 전력 필요 시 외부로 공급될 수 있다. 도 1을 참조하면, 에너지 저장 시스템용 인버터(1)는 전력 저장 장치와 연결되거나 통합되어 형성될 수 있다. 이로 인하여 에너지 생성장치로부터 발생하는 직류 전기는 전력 저장 장치에 저장되었다가 에너지 저장 시스템용 인버터(1)에 의해 교류 전기로 변환되어 부하 및 전력 계통 등으로 공급될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 에너지 저장 시스템용 인버터(1)는 외부로부터 공급받은 직류 전기를 교류 전기로 변환할 수 있는 기술적 사상 안에서, 컨버터(converter), 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS), 전력 관리 시스템 등 발전 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들과 연결되거나 통합되어 사용될 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 인버터가 외부 구조물에 결합되는 모습을 도시한 도면이다. 도 3은 도 2의 에너지 저장 시스템용 인버터의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 에너지 저장 시스템용 인버터(1)는 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 것으로, 다양한 외부 구조물(ES)에 설치될 수 있으며 외부 구조물(ES)의 일면에 안착된 후 체결되는 방식으로 설치될 수 있다. 본 명세서에서 체결이란 기계나 구조물에서 두 개 이상의 부품을 연결하거나 고정하는 과정을 의미한다. 또한 체결 요소란 체결 과정에서 두 부품을 연결 및 고정하기 위해 사용되는 나사, 볼트, 스크류, 너트, 리벳 등과 같은 연결 장치를 의미한다. 본 명세서에서 외부 구조물(ES)은 에너지 저장 시스템용 인버터(1)와 연결될 수 있는 다양한 장치들을 포함하며 예를 들어 상기 나열하였던 컨버터, 배터리 관리 시스템, 전력 관리 시스템, 배터리 등을 포함할 수 있다. 에너지 저장 시스템용 인버터(1)와 외부 구조물(ES)은 직류 커넥터 또는 교류 커넥터(도면 미도시)를 통해 전기적으로 연결될 수 있으며, 이로 인하여 에너지 저장 시스템용 인버터(1)는 직류 전기를 공급받거나 공급받은 직류 전기를 교류 전기로 변환하여 외부로 송전할 수 있다. 따라서 에너지 저장 시스템용 인버터(1)의 일면에는 커넥터, 단자 등이 통과할 수 있도록 홀을 가지는 단자 홈이 형성될 수 있으며, 이와 마주보는 외부 구조물(ES)의 일면에도 단자 홈이 형성될 수 있다. 에너지 저장 시스템용 인버터(1)가 외부 구조물(ES)에 설치될 때, 각 단자 홈은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이때 에너지 저장 시스템용 인버터(1)와 연결되는 커넥터 및 단자는 마주보는 단자 홈 사이를 통과하여 외부 구조물(ES)에 결합할 수 있고, 두 구성을 전기적으로 연결하거나, 전기적 신호를 전달할 수 있다. 도 3을 참조하면, 에너지 저장 시스템용 인버터(1)는 메인 케이스(100), 회로 기판(200), 방열 케이스(300) 및 체결 부재(FM)를 포함할 수 있다. 메인 케이스(100), 회로 기판(200), 방열 케이스(300)는 외부 구조물(ES) 상에서 제1 방향을 따라 결합되며, 메인 케이스(100)의 내부 공간에는 회로 기판(200)이 배치될 수 있고, 방열 케이스(300)는 메인 케이스(100)를 커버하도록 배치될 수 있다. 메인 케이스(100)와 방열 케이스(300)는 각각 독립적인 구성으로 제조된 뒤 결합될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고 전체로서 일체로 형성될 수도 있다. 본 명세서에서 제1 방향은 x축 방향을 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로 제1 방향은 도 1 기준으로 -x축 방향을 의미할 수 있으며 방열 케이스(300)가 돌출된 방향을 의미할 수 있다. 이에 더하여 본 명세서에서 제2 방향은 y축 방향을 의미하는 것이며, 제3 방향은 z축 방향을 의미하는 것일 수 있다. 다시 도 2를 참조하면, 에너지 저장 시스템용 인버터(1)는 외부 구조물(ES)