안녕하세요 에듀몬입니다. 산업이 고도화됨에 따라 가정 및 산업용 전기의 수요가 늘어나고 있으며 소득 증가에 따른 전기 전자제품의 사용 증가로 전력 사용량은 꾸준히 증가하고 있지요. 반면에 시간대별 계절별 전력 사용량의 편차는 점차 커지는 경향을 보여주고 있습니다. ESS는 전기를 효율적으로 사용하기 위한 저장 시스템의 일종으로, 전기 부족현상에 대비하는 장치라고 할 수 있겠습니다. 이번 시간에는 ESS에 대해 알아보도록 하겠습니다.
1. ESS의 개념
ESS는 생산된 전력에너지를 배터리에 저장한 뒤 이후 전력이 필요한 시기에 저장된 전력을 공급하여 전력 사용에 효율을 높이는 시스템입니다. 일반적으로 경부하(야간) 시간대에 유휴전력을 저장하고 피크부하(주간) 시간대에 방전하도록 동작하여 부하 평준화를 제공할 뿐만 아니라 출력 전력이 일정하지 않은 태양광 풍력 등과 같은 신재생 에너지원과 연계하여 출력 품질을 향상시켜 간헐적 발전 특성을 완화할 수 있는 역할도 수행하는 시스템입니다. ESS는 전력망의 송배전 시스템을 비롯하여 수용가 등 다양한 환경에서 상황별 상이한 목적에 따라 사용될 수 있습니다.
ESS는 효율적인 전력 활용 고품질의 전력 확보 안정적인 전력 공급 측면에서 그 필요성이 증대되고 있습니다. 현재 전력시스템은 피크타임 전력수요에 맞춰 전력용량을 증설해야 하는 구조로 전력 수요와 공급 간의 불일치가 발생합니다. 그리고 발전소 건설에 많이 비용이 소요되며 심야에 잉여 전력 과다 등의 비효율적인 상황이 발생합니다.
전력은 생산과 소비가 동시에 이루어져 전력계통을 안정되게 운용하기 위해서는 소비되는 전력량보다 발전되는 전력을 향상 많이 공급해야 주파수유지 등 전력품질을 확보할 수 있습니다. 전력시스템을 효율적으로 운용하기 위해서는 전기에너지를 부하가 적은 시간대에 충전하고 필요에 따라 방전하여 사용할 수 있는 시스템이 필요합니다.
ESS는 전력수요가 적은 심야시간에 전기에너지를 배터리에 저장하고 전력수요가 많은 피크시간에 방전 하면서 일정부분의 피크부하를 분담하여 부하율을 개선할 수 있습니다.
Time Shifting은 낮에 발전한 태양광발전 에너지를 저녁시간의 수요에 사용하도록 방전하는 방법으로 에너지 수급을 맞추거나 전력 수요가 적을 때 충전하고 피크시간대 방전을 통하여 계통에 전력을 공급하는 개념으로, 최대 피크를 줄이고 계통의 예비율 확보가 가능합니다. 또한 Peak Shaving을 도입하여 일정 부분의 피크 부하를 분담함으로써 부하율을 개선하고 전력설비를 효율적으로 운용할 수 있으며 발전설비의 건설을 회피하거나 지연시킬 수 있습니다.
※ 참고문헌: 에너지저장시스템(ESS)의 효율적인 운영을 위한 전력관리시스템(PMS)의 설계 및 구현(김준용, 2021)
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