에너지 저장장치 ESS(Energy Storage System)

에너지 저장장치 ESS(Energy Storage System)

 

에너지 저장장치 ESS  (Energy Storage System)

출처 LS electric

 
기존의 전력 시스템은 발전소에서 전력을 생산하여 송변전 및 배전을 통해 수용가까지 전력을 전달하는 방식으로 운영됨.

이러한 방식에서 안정된 전력공급을 위해서는 전력수요가 가장높은 Peak 수요를 기준으로 설비를 구축해야 하지만 Peak수요시간대를 재외한 시간대에는 상대적으로 수요가 낮기때문에 설비의 활용도가 낮으며, 송변전 및 배전과정에서 전력손실이 발생 , 기존 중앙집중식 전력시스템의 문제를 해결하고 에너지의 효율적인 관리 및 절감을 위해 스마트 그리드(Smart Grid)기술이 태동 되었으며,  에너지 저장장치 ESS(Energy Storage System)는 전력 계통에서의 다양한 분야에 응용될 수 있는 솔루션으로 스마트 그리드 (Smart Grid)의 중요한 축을 이루고 있음.
에너지 저장장치  ESS(Energy Storage System)를 적용함으로서 전력계통 운영의 유연성을 제공하고 전력의 효율적 공급,전력품질 향상 등 다양하게 운영될 수 있음

 

에너지 저장장치 ESS (Energy Storage System)구성

출처 LS electric

 
• EMS (Enelgy Management System) 에너지 관리 시스템 주파수 제어, 보조 예비력 , 전력품질 및 신뢰도 향상, 신재생/소비자 에너지 관리
ES
• PMS (Power Management System)
        상위 SCADAEMS 정보 연계,  PCS, Battery 감시, 제어
• PCS (Power Conditoning System)
        AC/DC 변환, 전력 품질제어, Modular type PCS
• 전력계통 연계설비
       변압기, 차단기, 개폐기,계측기,계전기, GIMAC, GIPAM
ES
• BMS (Battery Management System)
        배터리 상태감시, 전력충 방전 제어

• Battery
      전력저장매체 (리튬이온 등), 주요 배터리 제조사 제품 연계

 
에너지 저장장치 ESS (Energy Storage System)사용분야
* 신재생 에너지 발전설비 연계
현재 신재생에너지( 풍력발전, 태양광발전등)는 출력 변동성이 크기 때문에 전력망에 부담을 주게된다.
하여 신재생에너지 발전설비에 ESS(Energy Storage System)를 연계하여 전력품질 안정화에 기여할 수 있다.

출처 한화

 
* 실시간 변동하는 주파수의 안정화 E
에너지 저장장치 ESS (Energy Storage System)를 변전설비에 연계하여 변동하는 주파수 안정화를 꾀할 수 있습니다.
주파수 상승시에는 전력계통의 전력을 에너지 저장장치인  ESS  (Energy Storage System) 에 충전하고, 주파수 하락시에는 에너지 저장장치  ESS  (Energy Storage System) 에서 방전하여 전력계통의 주파수를 조정한다.

* 전력사용 피크 저감
에너지 저장장치 ESS  (Energy Storage System) 를 통하여 전력 수급의 불균형을 맞추기 위해 전력 가격이 낮은 시간대에 충전하고, 가격이 높은 시간대에 판매 또는 활용하여 전력사용 피크를 저감한다.

출처 한화

 
* 정전시 비상전원 사용
평상시에는 에너지 저장장치 ESS  (Energy Storage System) 에 전기를 저장하여 피크관리 용도로 사용하고, 정전 발생시 저장된 전기를 활용하여 소방부하와 비상부하에 전원을 공급한다.

삼성SDI

 

에너지 저장장치 ESS (Energy Storage System) 점검
일반사항 점검
ESS의 충전부분 노출 여부
전선 및 케이블 피복 손상 여부
ESS 시설 장소의 온도 적정성 여부
폭발성 가스 축적 여부 및 환기시설 작동 여부
가연성 물질이 근처에 있거나 설치되었는지 여부등

배터리점검
배터리 지지물의 부식 여부
배터리 단자의 접속 상태 확인
배터리 관리시스템(BMS) 점검
배터리 침수 우려가 있는지 여부
배터리 파손 및 액 누출 여부 등 외관점검
배터리 집합체의 출력단자 전압,전류,전력
ESS에 이물질 및 수분이 침투되었는지 여부
적재 하중 또는 진동과 충격에 안전한지 여부
금속제 외함 및 ESS의 지지대 접지저항 측정
배터리 균등화 및 과충전, 과방전 기능 여부 확인
배터리 회로 개방 후 전로와 대지 간 절연저항 측정

전력변환장치점검
비상스위치 동작시험
PCS 통풍구,환기필터상태
금속제 외함 접지저항 측정
입출력 개폐기 개방 후 전로와 대지 간 절연저항 측정
배전반(보호 및 제어)의 계기, 경보장치 이상 유무 확인
PCS상태 등 외관 이상 유무(온도, 습도, 먼지, 부식, 이상진동 여부)

소방시설점검
자동소화장치 소화약제 충전 여부
소화설비를 갖춘 소화공간의 밀폐여부
자동화재 탐지 및 경보설비의 작동 여부
소화약제용기 상태, 외형상 부식 및 변형 상태 확인

점검시 주의 사항
작업 전에 금속류(시계,반지등)를 제거
지정된 기술자 이외는 점검,부품 교환을 하면 안됨
절연 대책이 세워진 공구를 사용하고 절대로 개조하면 안됨
점검은 모든 전원을 차단한 후에 내부 콘덴서가 충분히 방전되도록 10분이상 경과후 실시해야함.

 

출처 삼성 SDI

 
에너지 저장시장 전망 (Energy Storage Market Outlook)

블룸버그NEF(BloombergNEF)가 '에너지 저장 시장 전망(Energy Storage Market Outlook)' 보고서를 발표하고, 2030년 말까지 글로벌 에너지 저장 누적 설치 용량이 506GW/1,432GWh에 달할 것으로 예상했다. 
출처 Bloomerg NEF  [ESS (Energy Storage System) Global 설치 누적 예상 보고서]
 

미주 지역은 2030년 연간 에너지 저장 용량의 21%를 차지할 것으로 추정했다. 미국은 캘리포니아, 남서부 및 텍사스를 중심으로 한 대규모 프로젝트가 성장을 주도하고 있다. 미국은 배터리 비용 상승으로 인해 프로젝트 지연을 겪기도 했지만 태양광과 결합한 에너지 저장장치를 계속 확대하고 있으며, 칠레와 브라질에서도 태양과 풍력에 의한 전력 생산이 급격하게 증가하고 있다.
 
2030년에 추가되는 전력의 44%를 차지할 것으로 예상되는 APAC (아태지역)의 성장도 주목할만하다. 중국이 성장을 주도하며 선두를 달리고 있고, 인도, 일본, 한국도 이에 가세해 시장 확대를 이어갈 것으로 전망한다. BNEF (BloombergNEF) 는 아태지역에서의 2030년 ESS (Energy Storage System) 누적 설치 용량은 39GW/105GWh에 이를 것으로 전망하고 있다.
 
EMEA (유럽, 중동 및 아프리카 )는 2022년에 4.5GW/7.1GWh의 에너지 저장 용량이 증가했다. 주거용 배터리가 성장을 주도한 것으로 분석됐다. 이 지역은 전기 요금이 비싸고 가정 에너지 저장장치 설치를 지원하는 정부 인센티브 프로그램의 영향으로 이러한 경향이 2025년까지 유지될 것으로 보고서는 예상했다.
2030년에는 전체 용량의 24%를 차지하는 ESS(Energy Storage System) 에너지 저장장치가 이 지역에 설치될 것으로 전망하고 있다.
 

리튬이온 배터리 팩, 셀 가격 (lithium ion battery Pack & Cell Price)

출처 Bloomerg NEF lithium ion Battery Pack & Cell Price

 
Bloomerg NEF 분석에 따르면 2023년 Battery (배터리)  Pack(팩) 가격은 14% 하락한 139$ / Kwh로 역대 최저가격을 기록했다. 또 한 기술의 혁신과 제조 개선으로 하여 향후 Battery (배터리) 가격이 2025년에는  113$ / Kwh, 2030년도에는 80$ / Kwh 로 더욱 하락할것으로 예상했다.

에너지를 생산하고 소비했던 시대에서 이제는 에너지를 저장하고 필요할 때 꺼내 쓰는 시대로 전환되고 있다. 이는 어렵게 생산된 에너지가 쉽게 버려지는 일이 없이 효율적으로 사용될 수 있음을 의미한다.
지구와 인류가 지속가능한 에너지 생활을 이어나갈 수 있도록......
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출처 Bloomerg NEF ,삼성 SDI , LS electric,한화,디지털가이드
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