ESS(에너지 저장 시스템)에 대해 알아야 할 사항

가정용 에너지 저장 시스템 또는 간단히 가정용 배터리 시스템이라고도 하는 가정용 에너지 저장 시스템은 주택 소유주가 재생 에너지원 또는 전력 수요가 적은 기간에 생산된 전기를 저장했다가 필요할 때 사용할 수 있도록 하는 기술입니다. 이러한 시스템은 에너지 자립도 향상, 전기 요금 절감, 정전 시 백업 전력 등 주택 소유주에게 다양한 이점을 제공하도록 설계되었습니다.

일반적인 가정용 에너지 저장 시스템의 작동 원리:

• 에너지 저장 장치: 가정용 에너지 저장 시스템의 핵심 구성 요소는 주로 배터리 팩인 에너지 저장 장치입니다. 이러한 배터리는 리튬 이온, 리튬 폴리머 또는 주거용으로 설계된 기타 화학 물질일 수 있습니다. 배터리의 크기와 용량은 주택 소유자의 에너지 필요와 목표에 따라 달라집니다.
• 재생 에너지 통합: 많은 주택 소유주가 옥상에 태양광 패널을 설치해 햇빛으로 전기를 생산합니다. 일조량이 많은 기간에는 태양광 패널에서 생성된 여분의 에너지를 전력망으로 보내지 않고 가정용 에너지 저장 시스템에 저장할 수 있습니다. 이렇게 저장된 에너지는 태양광 발전이 제한적인 야간이나 흐린 날에 사용할 수 있습니다.
• 그리드 연결: 가정용 에너지 저장 시스템은 일반적으로 전력망에 연결됩니다. 이 연결은 두 가지 주요 목적으로 사용됩니다: 첫째, 전기 요금이 낮은 사용량이 적은 시간대에 전력망에서 전기를 끌어와 수요가 많은 시간대나 전력망이 다운되었을 때 사용할 수 있도록 저장할 수 있습니다. 둘째, 주택 소유자는 재생 에너지 발전량이 즉각적인 필요량을 초과할 때 초과 에너지를 그리드에 다시 판매하여 잠재적으로 전력 회사로부터 크레딧이나 보상을 받을 수 있습니다(순 계량).
• 에너지 관리 시스템: 가정용 에너지 저장 시스템에는 시스템이 충전, 방전 또는 전력망과 상호 작용하는 시기를 제어하는 에너지 관리 시스템이 장착되어 있습니다. 이 시스템은 일반적으로 자동화되어 있으며 사용자 선호도 및 유틸리티 요금에 따라 다양한 기능의 우선순위를 지정하도록 프로그래밍할 수 있습니다.
• 백업 전원: 가정용 에너지 저장 시스템의 중요한 장점 중 하나는 정전 시 백업 전원을 공급할 수 있다는 점입니다. 정전이 발생하면 시스템이 자동으로 배터리 전원으로 전환하여 가정 내 필수 가전제품과 시스템이 계속 작동할 수 있도록 합니다.
• 에너지 절약: 주택 소유자는 전기 요금이 높은 피크 수요 시간대에 저장된 에너지를 사용하여 전기 사용량을 최적화하고 전기 요금을 절감할 수 있습니다. 이는 시간이 지남에 따라 상당한 비용 절감 효과를 가져올 수 있습니다.
• 환경적 이점: 가정용 에너지 저장 시스템은 저장된 재생 에너지를 사용하고 화석 연료에 대한 의존도를 줄임으로써 탄소 발자국을 줄이고 기후 변화에 대처하는 데 기여합니다.
• 에너지 독립: 에너지 저장 시스템을 갖춘 주택 소유자는 어느 정도 에너지 독립성을 확보할 수 있습니다. 외부 전력원에 대한 의존도가 낮아지고 에너지 사용량을 더 잘 제어할 수 있습니다.
• 원격 모니터링 및 제어: 많은 가정용 에너지 저장 시스템은 스마트폰 앱이나 웹 기반 인터페이스를 사용하여 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있으므로 주택 소유자는 에너지 사용량과 시스템 성능을 추적할 수 있습니다.

재생 에너지 채택이 증가하고 전력망이 신뢰성 및 용량과 관련된 문제에 직면함에 따라 가정용 에너지 저장 시스템의 인기가 높아지고 있습니다. 이러한 시스템은 주택 소유주가 재생 에너지 투자를 최대한 활용하고 환경에 미치는 영향을 줄이면서 에너지 사용량과 비용을 더 잘 제어할 수 있는 방법을 제공합니다.

에너지 저장 시스템(ESS)은 다양한 유형이 있으며, 각각 고유한 기술과 특성을 가지고 있습니다. 이러한 시스템은 나중에 사용할 수 있도록 에너지를 저장하도록 설계되었으며, 전력 공급과 수요의 균형을 맞추고 전력망의 안정성을 높이며 재생 에너지원을 전력망에 통합하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.

다양한 유형의 에너지 저장 시스템:

• 배터리:
  • 리튬 이온 배터리: 휴대용 전자기기부터 전기 자동차(EV) 및 그리드 규모의 에너지 저장 장치에 이르기까지 다양한 애플리케이션에 사용되는 가장 일반적인 유형의 배터리입니다.
  • 납축 배터리: 일반적으로 무정전 전원 공급 장치(UPS), 백업 전원 시스템 및 일부 재생 에너지 설비에 사용됩니다.
  • 플로우 배터리: 이 배터리는 액체 전해질에 에너지를 저장하며 대규모 그리드 애플리케이션에 맞게 확장할 수 있습니다. 유형에는 바나듐 레독스 흐름 배터리와 아연 브롬 흐름 배터리가 있습니다.
  • 나트륨-황 배터리: 그리드 에너지 저장 및 재생 에너지 통합에 적용되는 고온 배터리.
• 양수 수력 발전:
  • 양수발전은 전기가 남을 때 하부 저수지에서 상부 저수지로 물을 펌핑하여 저장했다가 수요가 많은 시간대에 방출하여 전기를 생산하는 성숙한 기술입니다. 매우 효율적이며 그리드 에너지 저장에 널리 사용됩니다.
• 열 에너지 저장:
  • 현열 저장: 열 에너지는 녹은 소금이나 암석과 같은 고체 또는 액체 물질을 가열하거나 냉각하여 저장한 다음, 필요할 때 열을 방출하여 전기를 생산할 수 있습니다.
  • 잠열 저장: 에너지는 물질(예: 얼음, 파라핀 왁스)의 녹거나 얼어붙는 등의 상 변화 중에 저장되거나 방출됩니다.
• 압축 공기 에너지 저장(CAES):
  • 압축 공기는 지하 동굴이나 컨테이너에 저장되었다가 터빈을 구동하여 전기를 생산하기 위해 방출됩니다. 일부 CAES 시스템은 효율성을 높이기 위해 열 에너지 저장을 사용합니다.
• 플라이휠 에너지 저장:
  • 플라이휠은 로터를 고속으로 회전시켜 에너지를 저장합니다. 에너지가 필요할 때 로터의 운동 에너지는 다시 전기로 변환됩니다. 플라이휠은 빠른 응답 시간을 제공하며 빠른 에너지 방전이 필요한 애플리케이션에 사용됩니다.
• 수소 에너지 저장:
  • 여분의 전기가 있을 때 전기분해 또는 기타 방법으로 수소를 생산한 다음 나중에 사용하기 위해 저장할 수 있습니다. 연료 전지는 필요할 때 저장된 수소를 다시 전기로 변환할 수 있습니다.
• 초전도 자기 에너지 저장(SMES):
  • SMES 시스템은 초전도 코일의 자기장에 에너지를 저장합니다. 높은 효율과 빠른 응답 시간으로 잘 알려져 있지만 상대적으로 가격이 비쌉니다.
• 울트라 커패시터(슈퍼 커패시터):
  • 울트라 커패시터는 정전식으로 에너지를 저장하여 빠른 에너지 방전 및 높은 전력 밀도를 제공합니다. 짧은 순간에 전력을 공급하기 위해 배터리와 함께 사용되는 경우가 많습니다.
• 화학 에너지 저장:
  • 화학 저장 시스템은 전기 에너지를 수소 또는 합성 연료와 같은 화학 에너지로 변환하여 저장했다가 나중에 연소 또는 연료 전지를 통해 다시 전기로 변환할 수 있습니다.
• 중력 에너지 저장:
  • 이 새로운 기술은 큰 블록이나 추와 같은 무거운 물체를 들어 올려 잠재 에너지를 저장했다가 내려서 방출하여 전기를 생성하는 방식입니다.

소규모 주거용 저장장치부터 그리드 규모의 에너지 저장장치, 중요 인프라를 위한 백업 전력에 이르기까지 다양한 애플리케이션에 적합한 시스템이 있습니다. 또한 에너지 저장 기술의 발전으로 재생 에너지 통합, 그리드 안정성 개선, 에너지 효율성 향상에 대한 가능성이 계속 확대되고 있습니다.