<목차>
1. ESS란?
2. ESS의 구성
3. ESS의 활용
ESS란?
신재생에너지원을 사용한 발전은 발전조건, 시간 등에 제약이 있다는 단점이 있습니다. 예를 들면 태양광발전의 경우 태양이 떠있는 낮에만 발전이 가능하고, 풍력발전의 경우 바람이 불어야만 발전이 가능하기 때문에 하루 중 발전을 할 수 있는 시간이 제한적입니다.
이러한 제한적인 요인들은 신재생에너지의 효율적인 측면에도 악영향을 끼칠 수 밖에 없는데요 제한적인 조건에서 생산된 전기만으로 수용가 측에서 필요한 전기를 모두 감당하기에는 어려움이 많습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 발전이 가능한 시간에 생산한 전기를 저장하고 부하가 많은 피크시간대에 전기를 더 공급하거나 발전이 불가능한 시간대에 저장된 전기를 사용해야 합니다. 최근 떠오르는 주제인 스마트그리드나 제로에너지빌딩을 구성할때도 이러한 부분을 고려해야만 합니다
전력공급에 대한 문제를 해결하기 위한 기술이 바로 ESS(Energy Storage System)입니다. ESS는 말 그대로 에너지를 저장하는 시스템을 의미합니다. 신재생에너지발전 뿐만 아니라 기존 전력시장에서 발전, 송배전, 수용가 영역에서 모두 적용가능한 기술로 전력인프라를 구성하는데 핵심 요소라고 볼 수 있습니다
ESS의 구성
ESS는 크게 배터리, 전력변환장치, 배터리관리장치, 전력관리장치의 4가지 요소로 구성됩니다. 생산한 전기를 전력변환장치를 통해 배터리에 저장하고 다시 전력변환장치를 사용해 계통에 공급하며 배터리관리장치로 배터리의 상태를 감시하고 전력관리장치를 통해 사용량을 예측하여 전리를 관리합니다. 즉, 평소 사용하는 전력량을 예측하여 수요를 관리해 필요한 순간에 저장된 전기를 공급할 수 있도록 설비가 구성되어 있습니다.
- 배터리(Battery): ESS 기술의 핵심으로 PCS로부터 받은 전기를 직류로 저장하거나 저장되어 있는 에너지를 계통으로 출력
- 전력변환장치(PCS): 배터리에 저장된 전기를 상용 전압, 주파수로 바꾸어 배터리를 충, 방전
- 배터리관리장치(BMS): 배터리의 전류, 전압, 온도 등 실시간 데이터를 저장하는 등 배터리의 상태 및 동작을 전반적으로 관리 및 감시
- 전력관리장치(EMS/PMS): ESS 내부에서 에너지 소비를 감시하여 전력사용을 예측, 조정 관리하는 시스템
ESS의 활용
ESS를 활용하는 분야는 단순히 전기를 저장한 뒤 사용하는 것 뿐만 아니라 안정된 계통의 운영을 돕는 역할에도 사용할 수 있습니다. ESS를 활용하는 분야를 살펴보면
Peak Management
ESS의 주된 분야로서 전력요금이 저렴한 경부하 시기에 전기를 저장했다가 피크시간대인 최대부하에 저장된 전력을 공급합니다. 피크시간에는 전기요금이 높고 이는 전기 사용량이 많다는 의미이므로 수요 및 공급에 불균형이 발생할 수 있습니다. ESS에 저장된 전기를 공급함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.
신재생에너지 출력 안정화
태양광, 풍력 등 신재생에너지발전에서 주된 문제중 하나인 효율 및 전력생산의 불안정성을 보완하기 위해 ESS를 활용하여 보완할 수 있습니다.
전력계통의 보조
전력을 생산할 때 가장 이상적인 방법은 수용가에서 필요한 만큼의 전기를 공급자가 생산하는 것입니다. 그러나 수용가 측에서 일정한 전기를 필요로하지 않고 사용하는 부하에 따라 전기수요가 변동되기 때문에 공급자는 수요를 예측하여 전력을 생산, 공급하고 있습니다. 하지만 이는 매우 어려운 과제로서 수요와 공급의 불균형은 발생할 수 밖에 없습니다. 이로 인해 전압, 주파수의 불균형을 유발하고 공급되는 전기의 품질이 저하됩니다. ESS를 지속적으로 충, 방전시키며 싸이클을 조정해 동기시킬 수 있습니다.
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