배터리 에너지 저장은 지속 가능하고 탄력적인 에너지 시스템에 필수적입니다. 나중에 사용할 수 있도록 전기를 저장하여 화석 연료에서 풍력 및 태양광과 같은 재생 가능 에너지원으로의 전환을 지원합니다.
사용 가능한 경우 재생 가능 에너지를 포착하고 필요에 따라 이를 파견함으로써 배터리 스토리지는 그리드 효율성, 신뢰성 및 지속 가능성을 향상시킵니다. 이 블로그에서는 배터리 에너지 저장의 작동 방식과 그 중요성을 살펴봅니다.
배터리 에너지 저장 작동 방식
배터리는 전기 에너지를 화학 에너지로 저장하고, 이는 전기로 방출됩니다. 충전은 전기를 화학 에너지로 변환하고 방전은 이를 역전시킵니다. 배터리 에너지 저장 시스템은 효율적인 전력 관리를 위해 고급 제어를 사용합니다. 주요 구성 요소에는 배터리 시스템, 인버터, 배터리 관리 시스템, 환경 제어, 컨트롤러, 화재 진압 시스템 및 센서와 같은 안전 장비가 포함됩니다.
배터리 에너지 저장의 중요성
배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 오늘날의 에너지 환경에서 중요하며 소비자와 더 넓은 그리드에 이점을 제공합니다. 이것이 중요한 이유는 다음과 같습니다.
재생에너지 통합 강화
- 간헐성 완화: BESS는 수요가 높거나 재생 가능 발전량이 적을 때 사용하기 위해 피크 생산 기간 동안 태양광 및 풍력에서 나오는 잉여 에너지를 저장합니다.
- 그리드 운영 최적화: 재생 가능한 출력의 변동을 완화하여 유틸리티가 안정적인 전력 공급을 유지하도록 돕습니다.
그리드 안정성 및 탄력성 향상
- 백업 전력: BESS는 정전 시 백업을 제공하여 중요한 인프라에 전력을 공급합니다.
- 주파수 조절: 그리드 주파수 변화에 신속하게 반응하여 안정성을 유지합니다.
교통 및 난방의 전기화 활성화
- BESS는 충전 인프라와 V2G(Vehicle-to-Grid) 기술을 통해 전기 자동차를 지원합니다.
- 효율적인 난방 및 냉방을 위해 열 펌프를 시스템에 통합하는 데 도움이 됩니다.
에너지 독립성과 보안 강화
- BESS는 재생 가능 에너지를 저장함으로써 화석 연료에 대한 의존도를 줄입니다.
- 이를 통해 지역사회는 자체적으로 에너지를 생성하고 저장할 수 있으며 독립성을 높일 수 있습니다.
배터리 에너지 저장 유형
에너지 저장 시스템에는 여러 유형의 배터리가 사용되며 각 배터리에는 뚜렷한 장단점이 있습니다.
리튬 이온 배터리
에너지 저장 시스템의 주요 화학물질은 다음과 같습니다. LFP (리튬철인산염) 및 NMC (리튬 니켈 망간 코발트 산화물). 리튬 이온 배터리는 다음과 같은 여러 가지 이유로 에너지 저장에 가장 일반적으로 사용되는 유형입니다.
- 높은 에너지 밀도: 컴팩트한 사이즈에 많은 에너지를 저장합니다.
- 긴 사이클 수명: 용량이 저하되기 전까지 여러 번 충전과 방전이 가능합니다.
- 효율성 및 충전/방전 속도: 높은 속도로 효율적으로 충전 및 방전하므로 빠른 에너지 저장 또는 방출이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
- 입증된 기술: 리튬 이온 기술은 성숙하고 잘 이해되어 있으므로 입증되지 않은 최신 기술보다 더 안전한 선택입니다.
그럼에도 불구하고 리튬 이온 배터리는 과열을 방지하고 건강을 유지하기 위한 고급 관리 시스템의 필요성과 같은 과제에 직면해 있습니다. 리튬 이온 에너지 저장에 적합한 공급업체를 선택하는 것이 필요합니다.
납산 배터리
납축전지 자동차 시동이나 비상 백업 전원 공급과 같이 자주 사용하지 않는 사이클링 애플리케이션에 사용되는 성숙한 기술입니다. 신뢰성이 높고 가격이 저렴하며 높은 전력 출력으로 널리 사용 가능합니다.
그러나 특히 딥 사이클링에서는 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가 낮고 수명도 짧습니다.
또한 정기적인 유지 관리가 필요하며 적절하게 재활용하지 않으면 환경에 해를 끼칠 수 있습니다.
흐름 배터리
플로우 배터리는 다음과 같은 몇 가지 장점을 제공합니다.
- 긴 사이클 수명: 성능 저하를 최소화하면서 수천 사이클 동안 작동하므로 교체 필요성이 줄어듭니다.
- 확장성: 특정 에너지 저장 요구 사항을 충족하도록 쉽게 확장할 수 있어 다용도로 사용할 수 있습니다.
그러나 단점도 있습니다.
- 낮은 에너지 밀도: 흐름 배터리는 동일한 에너지 양에 대해 리튬 이온 배터리보다 더 많은 공간을 필요로 합니다.
- 높은 초기 비용: 초기 비용은 다른 배터리 기술의 비용을 초과할 수 있습니다.
나트륨 이온 배터리
나트륨 이온 배터리는 여러 가지 장점을 제공합니다. 나트륨은 리튬 이온 배터리에 사용되는 리튬보다 더 풍부하고 저렴합니다. 그들은 또한 덜 경향이 있습니다 열 폭주, 리튬 이온 배터리의 안전 문제입니다.
그럼에도 불구하고 나트륨 이온 배터리는 낮은 에너지 밀도와 같은 과제도 안고 있으며, 이로 인해 동일한 에너지 저장을 위해 더 큰 배터리 팩이 필요할 수 있습니다.
게다가 이 기술은 아직 개발 중이어서 장기적인 성능과 신뢰성이 여전히 불확실합니다.
올바른 배터리를 선택하는 것은 비용, 에너지 밀도, 주기 수명, 안전 및 애플리케이션 요구 사항과 같은 요소에 따라 달라집니다. 기술이 발전함에 따라 새로운 배터리 유형은 에너지 저장 기능을 더욱 향상시킬 것입니다.
배터리 에너지 저장의 응용
배터리 에너지 저장 시스템은 주거용, 상업용 및 유틸리티 애플리케이션에 사용되며 각각 고유한 요구 사항과 용량을 가지고 있습니다.
주거용 애플리케이션
주거용 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 에너지 독립성을 강화하고 그리드 의존도를 줄입니다.
일반적으로 5에서 15kWh, 그들은 낮 동안 생성된 초과 에너지를 저장하기 위해 종종 옥상 태양광 패널과 쌍을 이룹니다.
주택 소유자는 수요가 가장 많은 시간이나 야간에 저장된 에너지를 사용하여 비용을 절감할 수 있습니다. BESS는 또한 정전 시 백업 전력을 제공하여 안정적인 가정용 전기를 보장합니다.
상업용 애플리케이션
상업용 BESS는 기업에 다양한 이점을 제공합니다.
30kWh에서 2000kWh 범위의 이러한 시스템은 에너지 비용을 절감하고 효율성을 개선하며 그리드 신뢰성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
사용량이 적은 시간에 에너지를 저장하고 수요가 가장 많은 시간에 이를 방출함으로써 기업은 전기 요금과 탄소 배출량을 낮춥니다.
또한 BESS는 정전 시 백업 전원을 제공하여 운영 중단을 최소화합니다.
유틸리티 규모 애플리케이션
유틸리티 규모의 BESS는 전력망 안정화와 재생에너지 통합을 위해 필수적이다. 메가와트(MW) 단위로 측정되는 이러한 대규모 시스템은 주파수 조정, 전압 지원, 부하 평준화, 에너지 차익거래 등 다양한 그리드 서비스를 제공합니다.
발전량이 많은 기간 동안 잉여 재생 에너지를 저장함으로써 안정적이고 지속 가능한 전력 공급을 보장합니다.
