발전소 취업준비생의 상식, 탄소중립 시대 필수기술 ESS(에너지 저장 시스템) Part Ⅰ

 

오늘은 탄소중립 시대의 필수 기술,

ESS란 무엇인가? 라는 주제로

이야기를 할까 합니다.

에너지 저장 시스템

(ESS, Energy Storage System)은

전기적 에너지를 저장하고 필요할 때

사용할 수 있도록 해주는 기술로,

현대 에너지 시스템에서

필수적인 역할을 하고 있습니다.

ESS는 전력망의 피크수요를 관리하고,

재생 에너지의 변동성을 완화하며

전력 품질을 개선하는 등

중요한 기여를 합니다.

주로 배터리, 플라이휠,

압축 공기 저장 시스템(CAES),

열 저장 시스템 등이 있습니다.

이 중 가장 일반적으로

사용되는 것은 배터리 기반 ESS입니다.

​

ESS의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

1.배터리

배터리는 전기 에너지를

화학적 형태로 저장하고,

필요시 저장된 에너지를

전기에너지 형태로 변환하여 방출합니다.

2. 인버터

인버터는 배터리에서 저장된

직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로

변환하는 장치입니다.

이는 대부분의 전기 기기와 전력망이

교류 전력을 사용하기 때문에

필수적인 구성 요소입니다.

3. 전력 변환 시스템

(PCS, Power Conversion System)

PCS는 배터리와 전력망 간의

에너지 흐름을 제어하고 관리하는 장치로,

인버터와 밀접하게 작동합니다.

전압, 주파수, 전류 등의

전력 품질을 조정하고 유지합니다.

 

 

4. 에너지 관리 시스템

(EMS, Energy Management System)

EMS는 전체 ESS의 운영을

최적화하고, 전력망과의 상호작용을

관리하는 소프트웨어 시스템입니다.

ESS의 효율성과 수명을

극대화하기 위해 중요한 역할을 합니다.

에너지 저장 및 방출 일정을 최적화하고,

실시간 모니터링, 운영데이터 분석,

전력수요 및 재생에너지 생산을

예측합니다.

그 밖의 추가설비로는

배터리 관리 시스템 (BMS, Battery

Management System)이 있습니다.

BMS는 배터리의 상태를 모니터링하고,

안전하고 효율적인 운영을

보장하는 장치입니다.

그리고 냉각 및 환기 시스템이 있습니다.

배터리의 온도를 적절하게 유지하여

과열을 방지하고, 시스템의 효율성을

높이는 역할을 합니다.

특히 대규모 ESS에서는

필수적인 구성 요소입니다.

과충전, 과방전, 과열 등을 방지하고,

각 셀의 상태를 균등하게 유지합니다.

그리고 보호 장치가 있겠습니다.

과전류, 과전압, 단락 등 다양한

전기적 문제로부터 시스템을

보호하기 위한 퓨즈, 서지 보호기,

차단기 등의 장치가 포함됩니다.

 

 

ESS의 작동은 기본적으로

3단계로 구분해 볼 수 있겠습니다.

1. 에너지 저장(Charging) 단계

ESS는 전력망, 재생 에너지 시스템

(예: 태양광 패널, 풍력 터빈) 또는

다른 전력 공급원에서

전기 에너지를 받아들입니다.

만약 입력 전력이

교류(AC) 전력이라면,

이를 직류(DC) 전력으로

변환합니다.

이 과정은 인버터를 통해

이루어집니다.

변환된 DC 전력은 배터리 등의

저장 매체에 화학적 또는

물리적 형태로 저장됩니다.

배터리 내부에서 전기 에너지는

화학적 에너지 형태로 저장됩니다.

​

2. 에너지 보존(Storing) 단계

저장된 에너지는 필요할 때까지

배터리 또는 다른 저장 매체에

보관됩니다.

이 과정에서는 에너지 손실을

최소화하기 위해 적절한 온도 및

환경 조건이 유지되어야 합니다.

​

3. 에너지 방출 (Discharging) 단계

필요할 때 ESS는 저장된 에너지를

다시 전기 에너지 형태로 방출합니다.

저장된 에너지가 직류(DC) 형태라면,

이를 다시 교류(AC) 전력으로

변환합니다.

이 과정 역시 인버터를 통해

수행됩니다.

변환된 AC 전력은 전력망,

가정용 전기 시스템,

상업용 전기 시스템 등

필요한 곳에 공급됩니다.

​

파트2에서 이어 설명하겠습니다.

감사합니다.

May the Force be with you.