일반적으로 BESS로 알려진 배터리 에너지 저장 시스템은 충전용 배터리 뱅크를 사용하여 나중에 사용할 수 있도록 그리드 또는 재생 가능 에너지원에서 남은 전력을 저장합니다.재생 에너지와 스마트 그리드 기술이 발전함에 따라 BESS 시스템은 전력 공급을 안정화하고 녹색 에너지의 가치를 극대화하는 데 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다.그렇다면 이러한 시스템은 정확히 어떻게 작동합니까?
1단계: 배터리 뱅크
모든 BESS의 기초는 에너지 저장 매체인 배터리입니다.여러 개의 배터리 모듈 또는 "셀"이 함께 연결되어 필요한 저장 용량을 제공하는 "배터리 뱅크"를 형성합니다.가장 일반적으로 사용되는 셀은 높은 전력 밀도, 긴 수명 및 빠른 충전 능력으로 인해 리튬 이온 셀입니다.납산 및 플로우 배터리와 같은 다른 화학 물질도 일부 응용 분야에 사용됩니다.
2단계: 전력 변환 시스템
배터리 뱅크는 전력 변환 시스템 또는 PCS를 통해 전력망에 연결됩니다.PCS는 배터리와 그리드 사이에서 전력이 양방향으로 흐르도록 하는 인버터, 컨버터, 필터와 같은 전력 전자 부품으로 구성됩니다.인버터는 배터리의 직류(DC)를 그리드가 사용하는 교류(AC)로 변환하고, 컨버터는 그 역을 수행하여 배터리를 충전합니다.
3단계: 배터리 관리 시스템
배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 뱅크 내의 각 개별 배터리 셀을 모니터링하고 제어합니다.BMS는 셀의 균형을 맞추고, 충전 및 방전 중 전압과 전류를 조절하며, 과충전, 과전류 또는 완전 방전으로 인한 손상으로부터 보호합니다.전압, 전류, 온도와 같은 주요 매개변수를 모니터링하여 배터리 성능과 수명을 최적화합니다.
4단계: 냉각 시스템
냉각 시스템은 작동 중에 배터리에서 과도한 열을 제거합니다.이는 셀을 최적의 온도 범위 내로 유지하고 사이클 수명을 최대화하는 데 중요합니다.사용되는 가장 일반적인 냉각 유형은 액체 냉각(배터리와 접촉하는 플레이트를 통해 냉각수를 순환시키는 방식)과 공기 냉각(팬을 사용하여 배터리 인클로저를 통해 공기를 강제로 통과시키는 방식)입니다.
5단계: 작동
전력수요가 낮거나 재생에너지 생산량이 많은 기간에는 BESS가 전력변환시스템을 통해 잉여전력을 흡수해 배터리뱅크에 저장한다.수요가 높거나 재생 가능 에너지를 사용할 수 없는 경우 저장된 에너지는 인버터를 통해 그리드로 다시 배출됩니다.이를 통해 BESS는 간헐적인 재생 에너지를 "타임 시프트"하고, 그리드 주파수와 전압을 안정화하고, 정전 시 백업 전력을 제공할 수 있습니다.
배터리 관리 시스템은 각 셀의 충전 상태를 모니터링하고 충전 및 방전 속도를 제어하여 배터리의 과충전, 과열 및 과방전을 방지하여 사용 수명을 연장합니다.그리고 냉각 시스템은 전체 배터리 온도를 안전한 작동 범위 내로 유지하기 위해 작동합니다.
요약하면, 배터리 에너지 저장 시스템은 배터리, 전력 전자 부품, 지능형 제어 및 열 관리를 통합 방식으로 함께 활용하여 잉여 전기를 저장하고 필요에 따라 전력을 방전합니다.이를 통해 BESS 기술은 재생 가능 에너지원의 가치를 극대화하고, 전력망을 보다 효율적이고 지속 가능하게 만들고, 저탄소 에너지 미래로의 전환을 지원할 수 있습니다.
태양광, 풍력 등 재생 에너지원이 증가하면서 대규모 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)이 전력망 안정화에 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다.배터리 에너지 저장 시스템은 재충전 가능한 배터리를 사용하여 그리드나 재생 가능 에너지로부터 잉여 전력을 저장하고 필요할 때 해당 전력을 다시 제공합니다.BESS 기술은 간헐적인 재생 에너지 활용을 극대화하고 전반적인 그리드 신뢰성, 효율성 및 지속 가능성을 향상시킵니다.
BESS는 일반적으로 여러 구성 요소로 구성됩니다.
1) 필요한 에너지 저장 용량을 제공하기 위해 여러 개의 배터리 모듈 또는 셀로 구성된 배터리 뱅크.리튬 이온 배터리는 높은 전력 밀도, 긴 수명 및 빠른 충전 기능으로 인해 가장 일반적으로 사용됩니다.납산 및 플로우 배터리와 같은 다른 화학 물질도 사용됩니다.
2) 배터리 뱅크를 전력망에 연결하는 전력 변환 시스템(PCS).PCS는 배터리와 그리드 사이에서 전력이 양방향으로 흐르도록 하는 인버터, 컨버터 및 기타 제어 장비로 구성됩니다.
3) 개별 배터리 셀의 상태와 성능을 모니터링하고 제어하는 배터리 관리 시스템(BMS)입니다.BMS는 셀의 균형을 맞추고, 과충전이나 과방전으로 인한 손상을 방지하고, 전압, 전류, 온도와 같은 매개변수를 모니터링합니다.
4) 배터리에서 과도한 열을 제거하는 냉각 시스템.배터리를 최적의 작동 온도 범위 내로 유지하고 수명을 극대화하기 위해 액체 또는 공기 기반 냉각이 사용됩니다.
5) 배터리 시스템 전체를 보호하고 고정하는 하우징 또는 용기.실외 배터리 인클로저는 내후성이 있어야 하며 극한의 온도를 견딜 수 있어야 합니다.
BESS의 주요 기능은 다음과 같습니다.
• 수요가 적은 기간 동안 그리드에서 잉여 전력을 흡수하고 수요가 높을 때 이를 방출합니다.이는 전압 및 주파수 변동을 안정화하는 데 도움이 됩니다.
• 가변적이고 간헐적인 출력을 갖는 태양광 PV 및 풍력 발전소와 같은 자원에서 재생 가능 에너지를 저장한 다음 태양이 빛나지 않거나 바람이 불지 않을 때 저장된 전력을 공급합니다.이로 인해 재생 가능 에너지가 가장 필요한 시점으로 시간이 이동됩니다.
• 그리드 오류 또는 정전 시 백업 전원을 제공하여 단독 모드 또는 그리드 연결 모드에서 중요한 인프라 작동을 유지합니다.
• 수요에 따라 전력 출력을 높이거나 낮추고 주파수 조절 및 기타 그리드 서비스를 제공함으로써 수요 대응 및 보조 서비스 프로그램에 참여합니다.
결론적으로 재생에너지가 전 세계적으로 전력망에서 차지하는 비율이 계속해서 증가함에 따라 대규모 배터리 에너지 저장 시스템은 청정에너지를 24시간 내내 안정적으로 사용할 수 있도록 만드는 데 없어서는 안 될 역할을 할 것입니다.BESS 기술은 재생 에너지의 가치를 극대화하고 전력망을 안정화하며 보다 지속 가능한 저탄소 에너지 미래로의 전환을 지원하는 데 도움이 될 것입니다.
게시 시간: 2023년 7월 7일
