The growing need to store excess energy

Benefits of Storing Energy

 

COPA-DATA의 에너지 및 인프라 산업 매니저 Jürgen Resch는 에너지 저장이 가정용 충전식 AA 배터리만을 위한 것이 아니라고 말합니다. 에너지 그리드에서 에너지 저장 및 분배 방법의 개선을 통해 전 세계가 전력에 접근하는 방식을 극적으로 개선할 수 있습니다. 실제로 배터리를 사용하여 에너지를 대규모로 저장함으로써 경제적이고 환경 친화적인 에너지 그리드를 만들 수 있습니다.

 

현대 전력망에는 초과 에너지를 저장할 수 있는 방법이 거의 없습니다. 현존하는 시설로는 초과 전력이 발생한 경우, 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 양수(펌핑)하는 양수발전소가 있습니다. 물을 다시 하부 저수지로 흘려보내면 전력이 생성됩니다. 그러나 이러한 시스템은 오늘날 끊임없이 성장하고 진화하는 그리드를 관리할 수 있을 만큼 정교하지 않습니다.

 

수요가 증가하고 다양한 에너지원이 확장된 현대 전력망은 개선된 에너지 저장 시스템 없이는 지속될 수 없습니다. 이러한 필수 저장 시설은 발전 및 부하 피크를 위한 버퍼, 제어 장비 및 장기 저장 시스템으로 사용됩니다. 에너지 저장의 미래에 대한 많은 연구와 투자가 진행되고 있으며, 현재 배터리 저장 기술은 이러한 문제에 대한 해결책으로 큰 잠재력을 보여주고 있습니다.

 

 

배터리 저장의 전력 밀도

대부분의 사람들은 가전 제품, 자동차 및 기타 기계에서 볼 수 있는 충전식 배터리와 같은 전기 에너지용 배터리 저장 시스템에 익숙합니다. 그러나 더 큰 규모로 전력망에서 에너지를 저장하기 위해서는 예외적으로 많은 양의 에너지를 저장해야 합니다. 즉, 대용량의 배터리 저장 시스템이 필요합니다.

 

현재 세계에서 가장 큰 배터리 저장 시스템은 미국 캘리포니아에 있습니다. 이 프로젝트는 6,000제곱미터에 이르는 거대한 396개의 파워 팩으로 구성되어 있습니다. 이 시스템은 20MW의 전력을 출력하면서 80MWh의 전력을 저장할 수 있습니다. 오스트리아의 Limberg II 양수 저장 발전소와 같은 양수식 수력 저장 시설과 비교해볼 때, 21배 높은 전력 밀도를 제공하므로 양수식 수력 전력보다 공간 효율적인 옵션을 제공합니다.

 

그러나 배터리 저장의 장점은 전력 밀도 향상에만 국한되지 않습니다. 이러한 시스템은 재생 가능 에너지원 관리에도 유용합니다.

 

 

재생 가능 요건

재생 에너지 시대에는 태양 전지판과 풍력 터빈 이상의 것이 필요하며, 이러한 휘발성 자원을 관리할 수 있는 에너지 저장 시스템도 필요합니다. 현재 에너지 저장에 대한 최소한의 노력은 과도한 재생 에너지를 활용하는데 적합하지 않습니다.

 

기존의 스토리지 기술은 효율성이 낮거나 스토리지를 구축하는 데 필요한 높은 수준의 투자로 인해 실패하는 경우가 많았습니다. 또한 출력 변동이 큰 이러한 자원의 에너지는 그리드에 큰 균형 문제를 일으킬 수 있습니다. 그러나 이러한 경우 배터리는 신재생 에너지의 출력을 안정시켜 줍니다.

 

바람이 약해지는 경우, 풍력 발전 단지에서 생성되는 에너지의 양이 즉시 감소합니다. 이 단계가 너무 빨리 진행되면 기존 그리드의 균형(밸런싱) 시스템이 보상할 수 없게 됩니다. 그러나 이러한 전력 출력의 상승 및 하락은 배터리에 의해 완화될 수 있습니다. 이 감쇠는 출력의 급격한 상승 또는 하락을 줄여 밸런싱 시스템에게 그에 따라 보상할 충분한 시간을 제공합니다.

 

재생 에너지 저장에 사용되는 몇 가지 배터리에 대해 알려드리겠습니다. 2017년 BMW는 독일 라이프 치히에 위치한 풍력 발전소 부지에 거대한 배터리 저장 농장을 의뢰했습니다. 이 부지는 최대 700개의 수명이 다한 전기 자동차 배터리를 수용할 수 있으며, 그리드에 공급되기 전에 초과 재생 에너지를 저장할 수 있습니다.

 

 

그리드와 통신

BMW의 라이프치히 시설과 같은 대규모 설치에서도 복잡한 운영을 관리하고 유지하기 위해 소프트웨어를 배포했습니다. zenon과 같은 에너지 자동화 소프트웨어를 사용하면 스토리지 시스템의 작동과 그리드 연결에 대한 명확한 그래픽 디스플레이를 제공할 수 있습니다.

 

COPA-DATA의 zenon은 운영자에게 얼마나 많은 에너지가 저장되고 분배되는지에 대한 명확한 개요를 제공하기 위해 에너지 저장 시스템의 간단한 그래픽 대시 보드를 생성하여 작동합니다. 또한 재생 가능한 자원으로부터 발생하는 에너지의 경우, 시스템은 배터리 시스템이 이러한 에너지의 안정화를 어떻게 지원하는지 보여줍니다. 미래 지향적인 관점에서 zenon 소프트웨어는 특히 재생 가능 자원을 위한 에너지 저장 설비에 필수적인 추가 기능이 될 것입니다.

 

배터리는 매우 다양하며, 에너지원에 대한 접근 방식을 변화시키고, 에너지 저장 및 분배의 미래에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 이 기술의 보편적인 사용은 먼 미래 속 이야기입니다. 배터리가 에너지 저장 분야의 표준이 되기 전에 기술이 성숙할 가망성이 있습니다. 그러나 미래를 내다보면 에너지 저장을 위한 배터리의 역할이 올바른 소프트웨어와 함께 더욱 널리 보급될 것이라는 데는 의심의 여지가 없습니다.

 

이 기사는 Jürgen Resch의 LinkedIn 계정에서도 확인하실 수 있습니다.

 

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