에너지 저장 시스템 (ESS)의 중요성 및 구성요소 공부하기

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 현대의 전력 시스템에서 중요한 역할을 합니다. ESS는 전력망과 연결된 배터리 시스템으로, 태양광 에너지를 저장하여 필요할 때 사용할 수 있도록 합니다. 이 글에서는 ESS의 개념과 중요성, 주요 구성 요소, 설치 사례 및 활용 방법을 살펴보겠습니다.

에너지 저장 시스템, ESS란 무엇인가?

에너지 저장 시스템(ESS)은 전력망과 연결된 인버터/충전기, GX 장치, 배터리 시스템을 통합하여 구성된 전력 시스템입니다. ESS는 태양광 에너지를 배터리에 저장한 후, 필요할 때 사용하는 방식으로 작동합니다. 이를 통해 전력 소비를 시간대별로 조절할 수 있으며, 태양광 에너지로 충전하고 전력망을 지원하거나 잉여 전력을 전력망에 다시 공급할 수 있습니다.

전력망과 연결이 되어 있는 에너지 저장 시스템 (ESS)의 예시


에너지 저장 시스템 (ESS)의 중요성, 주요기능

  • 시간대별 전력 조절: ESS는 태양광 에너지로 배터리를 충전하고, 필요할 때 배터리의 에너지를 사용합니다.
  • 전력망 지원: ESS는 전력망에 잉여 전력을 공급할 수 있으며, 필요할 때 전력망으로부터 전력을 구매할 수 있습니다.
  • 백업 전력 공급: 전력망의 정전 시 배터리에 저장된 에너지를 사용하여 백업 전력을 제공합니다.

에너지 저장 시스템 (ESS)의 주요 구성 요소

  • 인버터/충전기
    ESS의 주요 구성 요소는 다기능 인버터/충전기입니다. MultiPlus 또는 Quattro 양방향 인버터/충전기가 주로 사용되며, VE.Bus 모델의 2세대 마이크로프로세서를 탑재한 제품이 필요합니다. Multi RS 모델은 현재 ESS를 지원하지 않습니다.
  • GX 장치
    GX 장치는 시스템을 관리하며, 현지 및 원격 모니터링을 제공합니다. 주로 사용되는 GX 장치로는 Cerbo GX, Venus GX, Ekrano GX 등이 있습니다.
  • 배터리
    ESS는 Victron 리튬 배터리를 사용합니다. 일부 타사 배터리도 호환 가능하며, 납축전지(OPzS, OPzV), AGM/GEL 배터리 등 다양한 배터리가 사용될 수 있습니다. 그러나 일상적으로 배터리 뱅크를 순환시키는 설치에서는 표준 AGM 및 GEL 배터리의 사용은 권장되지 않습니다.
  • 배터리 모니터
    대부분의 상황에서는 별도의 배터리 모니터가 필요하지 않습니다. 리튬 배터리에는 이미 내장된 배터리 모니터가 있으며, Multi 인버터/충전기의 내장 모니터를 사용할 수 있습니다. 다만, 추가 전력원이 있는 경우 외부 배터리 모니터가 필요할 수 있습니다.
  • 그리드 미터(선택 사항)
    그리드 미터는 주요 배전반에 설치되며, 전체 또는 부분 그리드 병렬 설치를 위해 사용됩니다. AC 재생 가능 에너지원이 있거나 Multi/Quattro 시스템의 입력 측에 AC 부하가 있는 경우 그리드 미터를 설치해야 합니다.
  • 태양광 패널(선택 사항)
    ESS는 그리드 연계 태양광 인버터 및/또는 MPPT 태양광 충전기와 함께 작동할 수 있습니다. 그리드 연계 태양광 인버터를 사용하는 경우 CCGX를 통한 모니터링이 권장됩니다.

에너지 저장 시스템 (ESS) 설치 사례

  • 가정용 에너지 저장 시스템
    가정용 ESS는 태양광 충전기를 사용하여 에너지를 저장하고, 전력망이 사용할 수 없는 경우 배터리 전원을 사용합니다. 배터리는 그리드 및 태양광 전원으로 충전되며, 부하는 태양광 전원이 사용할 수 있을 때 태양광으로 전력을 공급받습니다. 피드인은 선택 사항이며, 지역 규정에 따라 활성화하거나 비활성화할 수 있습니다.
  • 기존 그리드 연계 인버터 설치에 ESS 추가
    기존 그리드 연계 인버터 설치에 ESS를 추가하여 전력망과의 연계를 유지하면서 배터리 저장을 통해 에너지를 관리할 수 있습니다.
  • 발전기 백업 시스템
    디젤 발전기를 백업 전원으로 사용하는 시스템에 ESS를 구성할 수 있습니다. GX 장치에서 AC 입력 유형을 ‘Generator’로 선택하면 시스템이 발전기 충전을 활성화하고, 매개변수가 충족되면 자동으로 발전기를 종료합니다.
  • 태양광 백업 시스템
    태양광 백업 시스템에서는 모든 부하가 인버터/충전기의 AC 출력에 연결됩니다. ESS 모드는 ‘배터리 충전 유지’로 설정되며, 그리드 전원이 사용할 수 있을 때 배터리가 그리드 및 태양광 전원으로 충전됩니다.

에너지 저장 시스템 (ESS)의 활용 방법

  • 자가 소비 최적화
    ESS를 사용하여 태양광 에너지를 최대한 자가 소비할 수 있습니다. 부하를 구동하는 데 필요한 PV 전력보다 더 많은 PV 전력이 있을 경우, 초과 PV 에너지는 배터리에 저장됩니다. 저장된 에너지는 PV 전력이 부족한 시기에 부하를 구동하는 데 사용됩니다.
  • 백업 전력 유지
    ESS는 배터리를 완전히 충전된 상태로 유지할 수 있습니다. 전력망이 사용할 수 없는 경우에만 배터리 전원이 사용되며, 전력망이 복구되면 배터리는 그리드 또는 태양광 패널을 통해 다시 충전됩니다.
  • 발전기와의 통합
    디젤 발전기를 사용하는 시스템에서 ESS를 구성할 수 있으며, 그리드 코드와 손실 설정에 주의가 필요합니다. GX 장치에서 AC 입력 유형을 ‘Generator’로 선택하면 발전기 충전이 활성화되며, 매개변수가 충족되면 발전기가 자동으로 종료됩니다.

결론

에너지 저장 시스템(ESS)은 에너지 관리와 전력 소비의 최적화를 위해 필수적인 시스템입니다. 다양한 구성 요소와 설치 사례를 통해 ESS는 다양한 환경에서 유연하게 활용될 수 있습니다. ESS를 통해 에너지 자급률을 높이고, 전력망의 안정성을 지원하며, 에너지 비용을 절감할 수 있습니다. 각 설치 사례에 맞는 적절한 구성과 설정을 통해 ESS의 효과를 극대화할 수 있습니다.