ESS 배터리

2024.07.29 - [배터리/지식] - 전고체 배터리

전고체 배터리

 

이전 글에서는 전고체 배터리에 대해서 알아봤다.

 

이번 글에서는 대용량 배터리 ESS(Energy Storage System)에 대해서 알아보고자 한다.

 

배터리도 결국 ESS의 종류 중 하나인 소, 중형 에너지 저장 장치이다.

 

최근 많은 기업에서 ESS 관련 직무에 대한 채용 진행이 있었다는 것을 알 수 있었다.

 

ESS란 무엇이고 어떤 것들이 다뤄지는지 알아보고자 한다.

 

 

1. ESS

 

 

 

ESS란 Energy Storage System의 약자로 에너지를 저장하는 장치, 시설 등을 일컫는 말이다.

 

흔히 아는 풍력 발전, 태양광 발전, 송전 탑등이 이에 해당한다.

 

ESS는 크게 2개의 요소로 구성된다.

 

각 구성요소가 무엇인지 알아보자.

 

 

1) PCS (Power Conversion System)

 

PCS는 전력 변환 시스템을 의미한다.

 

일반적으로 배터리는 DC전류를 저장한다.

 

그 이유는 Anode -> Cathode 로의 일방향 전류가 형성이 되기 때문이다.

 

일반적으로 가정이나 전력망에서는 전압 조절의 용이 및 전류 손실 최소화를 위해 AC전류를 사용한다.

 

PCS는 저장된 DC전류를 AC전류로 AC전류를 DC전류 저장을 양방향 Conversion하는 역할을 한다.

 

배터리도 충방전을 통해 Chemcial Energy와 Electric Energy의 양방향 Conversion이 이루어 지는 것과 같은 의미이다.

 

기본적인 회로 구성은 다음과 같다.

 

- Bi-Directional DC-DC Converter: DC전원의 Voltage Level Conversion 역할을 한다.

- DC Link: Converter와 Inverter를 연결해주는 Link 역할을 한다.

- Inverter: DC -> AC로 변환해준다.

- Grid: Energy 주입 및 배출의 역할을 해주는 일종의 입구 역할이다.

 

 

2) EMS

 

EMS는 Energy Management System으로 배터리 팩에 부착되는 BMS와 같은 일종의 관리 시스템이다.

 

BMS의 경우 배터리의 전력 상황,SOC, SOH, 온도, 수명 등을 실시간 모니터링을 통해 제어를 한다.

 

EMS는 이것의 확장개념으로 전력 수요 모니터링을 통한 효율 최적화, 비용 절감 등 비용적인 측면이 중점으로 고려된다.

 

ESS는 앞서 언급했듯 발전소의 개념이다.

 

예를 들어 지금 같이 무더위에 에어컨과 같은 냉방 전력 소모량 및 피크 시간대를 예측할 수 있다.

 

측정 데이터를 통해 ESS에 저장 했던 에너지 방출 효율을 최적화 에너지를 적재적소에 사용하게 해주는 것이 EMS다.

 

 

ESS는 신재생 에너지 개발 확대 및 저탄소 실현과 에너지 효율 개선 분야의 핵심 연구 대상이다.

 

배터리 업계 또한 ESS에 대한 중요성을 인지하고 매년 우상향 실적을 나타내고 있다.

 

배터리가 흔히 아는 EV, PC, 스마트폰에만 주로 사용되는 것으로 생각되지만 실생활 에너지 분야에서 많이 사용된다.

 

Scale이 크기 때문에 실제 건설 규정 등의 국제 표준 코드들과 설치 Factor들이 중요하다. (Sesimic, Wind 등)

 

또한 배터리 팩 생산 시 진행하는 validation등의 과정을 ESS는 FAT, SAT 등을 통해 진행한다.

 

 

이번 글에선 ESS에 대해 간략하게 알아보았다.

 

점점 석유 매립이 감소하고 저탄소 시대에 발맞춰 에너지 효율과 신재생 에너지에 대한 관심이 대두되고 있다.

 

배터리 업계에 취업을 희망한다면 EV Battery 쪽도 좋지만 이런 ESS 분야에 관심 갖는 것도 좋은 방향 같다.

 

 

감사합니다 :)