Ⅰ. 전기저장시스템(ESS)의 개념과 기능
□ 에너지는 다양한 형태로 상호 변환 가능하다는 특성을 지니며, 이러한 특성을 활용하여 전기에너지와 화학에너지를 상호 변환하는 장치를 전기저장시스템(Energy Storage System, ‘이하 ESS’)이라 함
◦ ESS는 교류 발전기에서 생산된 전기를 직류로 변환하여 배터리(battery, 전지)에 저장하거나 태양광 발전설비 등 직류발전장치에서 생산된 전기를 바로 배터리에 저장하였다가 필요시에 다시 교류 전기로 변환하여 전기를 보내는 장치임
- 직류시스템은 양극과 음극의 전압 차이에 의하여 전기가 흐르는 원리를 응용한 기술이며, 교류 시스템은 터빈과 같은 회전체가 발생시키는 교류 전압의 위상 차이에 의하여 전력이 이동하도록 한 기술임
◦ 직류전압과 교류전압은 상호간에 호환되지 않으며, 전력시스템의 대부분은 교류시스템임
□ |그림 1|에서 보는 바와 같이 ESS는 전력제어장치(PCS), 배터리, 배터리관리시스템(BMS), 그리고 에너지관리시스템(EMS) 등으로 구성됨
◦ 배터리: 화학에너지를 저장해 두는 시스템으로 현재 ESS의 대부분은 리튬이온 이차전지(Li-ion battery)임
- 배터리는 화학 반응이 일어나는 셀(cell)로 구성되어 있고, 셀을 보호하기 위하여 여러 셀을 다발로 묶어 포장한 것을 모듈(module)이라 하며, 여러 모듈을 연결하여 하나의 시스템으로 만들면 이를 랙(rack)이라 함
◦ PCS(Power Conversion System)는 교류를 직류로 변환하여 충전하거나 충전된 에너지를 교류 전압의 전류로 변환하는 장치이며, 제어 소프트웨어가 내장되어 있음
◦ BMS(Battery Management System)는 배터리 셀 또는 모듈 단위의 상태 점검과 배터리 내의 전류 흐름 제어를 위한 소프트웨어 시스템임
◦ EMS(Energy Management System)는 한국전력거래소의 전력계통운영시스템의 지시를 받아 PCS와 BMS에 직접 명령을 내리거나 PCS와 BMS에서 생성된 정보를 처리하여 충전 및 방전 시간을 조절하는 등 배터리의 최적 상태 유지를 위한 제어 소프트웨어임