전 세계 시장은 재생 에너지의 변동성과 간헐성을 해결할 수 있는 배터리 저장 시설에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 블룸버그NEF는 글로벌 에너지 저장 시장이 앞으로 수십 년 동안 급증하여 설치 용량이 2030년까지 2000% 증가할 것으로 예측합니다.

많은 에너지 저장 시스템(ESS) 솔루션 중, 액체 냉각 ESS는 고급 열 관리 기술과 최소한의 공간 차지 및 지능형 운영 및 유지보수(O&M)와 같은 다른 기능으로 인해 많은 관심을 끌고 있습니다.

다른 분야의 회사들이 액체 냉각 ESS를 출시하기 위해 노력하지만, 전문적인 지침 없이는 이상적인 액체 냉각 ESS를 찾기 어렵습니다. 아래에서 프로젝트 이해관계자와 의사 결정자에게 영감을 줄 수 있는 몇 가지 통찰력을 찾을 수 있습니다.

배터리: 불일치와 '통 효과'로 태어남

리튬이온 배터리는 에너지 저장 시스템의 필수 구성 요소입니다; 그러나, 전기화학적 불안정성으로 인해 배터리의 일관성은 상대적인 반면 불일치는 절대적입니다. 배터리 불일치는 본질적으로 존재하며, 다중 배터리가 병렬로 작동하고 배터리 온도 차이가 증가할 때 불일치는 계속 확대됩니다. 따라서, 다른 초기 용량을 가진 셀이 함께 사용될 때 배터리 용량 불일치가 발생하며, 이는 전체 배터리 저장 시스템의 충전 및 방전 효율을 감소시킵니다. 새로운 액체 냉각 에너지 저장 시스템은 고급 냉각 기술로 배터리 불일치를 완화하지만 제거할 수는 없습니다.

결과적으로, 에너지 저장 시스템은 배터리 밸런싱을 보장하기 위해 배터리 관리 시스템(BMS)과 전력 변환 시스템(PCS)을 포함한 일부 제어 시스템으로 장착됩니다. BMS는 배터리 데이터를 모니터링하고 계산하며, 데이터를 PCS로 전송할 수 있습니다. 배터리 저장 시스템의 또 다른 '뇌'로서, PCS는 충전 및 방전 용량을 제어하고 최대 효율을 보장합니다.

‘통 효과’란 통의 널빤지 중 하나가 손상되었을 때, 통이 담을 수 있는 물의 양을 결정하는 것은 가장 긴 널빤지가 아니라 가장 짧은 널빤지라는 것을 의미합니다.

이 이론은 수천 개의 배터리가 하나의 PCS에 의해 제어되는 전통적인 배터리 저장 시스템에 적합합니다. 리튬 이온 배터리 팩은 물이 담긴 양동이에 비유되며, 배터리 팩을 구성하는 리튬 이온 셀은 양동이 판이고, 성능이 가장 낮은 셀이 배터리 팩의 전체 성능을 결정합니다. 배터리의 '양동이 효과'는 시간이 지남에 따라 강화되어 결국 배터리 시스템 효율에 영향을 미치고 프로젝트의 투자 수익률을 낮출 것입니다.

버킷 효과 극복 및 더 높은 효율성 보장

Sungrow의 새로운 액체 냉각 ESS 클러스터 컨트롤러는 '버킷 효과'를 잘 해결합니다. 이 클러스터 컨트롤러는 배터리 랙을 개별적으로 충전 및 방전할 수 있습니다. 밀리초 단위로 배터리 상태를 식별하고 각 배터리 클러스터의 상태에 따라 각 클러스터의 충전 및 방전 전력을 동적으로 제어하여 시스템 내 다양한 용량의 배터리가 완전히 충전 및 방전될 수 있도록 보장하며, 시스템의 방전 용량을 7% 상당히 증가시킵니다.

"버킷 효과"를 제거하는 것 외에도, 새로운 클러스터 컨트롤러는 긍정적인 연쇄 효과를 달성하도록 설계되었습니다.

배터리 저장의 충전 상태(SOC)는 리튬 배터리 잔여 용량의 크기를 반영하는 가장 중요한 입력 매개변수입니다. SOC 보정은 교류 발전기가 충전 종료 기준이 충족될 때까지 리튬 이온 배터지를 충전할 수 있게 합니다. 배터리 SOC의 전통적인 수동 보정과 비교하여, 클러스터 컨트롤러는 가동 중단 시간과 수동 보정 없이 자동 SOC 보정을 달성할 수 있습니다.

또한, 클러스터 컨트롤러를 통해, Sungrow의 액체 냉각 ESS는 오래된 배터리와 새로운 배터리의 혼합 사용을 지원하며, 배터리 클러스터는 교체된 후 즉시 작동할 수 있습니다. 에너지 저장 수요가 증가하면 시스템 용량 확장이 자주 발생할 것입니다. 확장된 용량이 기존 PCS의 전력 범위 내에 있는 경우 추가 PCS가 필요하지 않습니다. 게다가, 새롭고 오래된 배터리 시스템이 동일한 PCS에 연결될 수 있어 장비 비용을 줄입니다.

또한 클러스터 컨트롤러는 시스템의 안전에 기여합니다. DC 버스의 단락이 발생하면, 에너지 저장 시스템의 각 배터리 클러스터의 단락 전류가 단락 노드로 수렴되어 순간 단락 전류가 정격 전류보다 훨씬 높아져 안전 위험이 발생합니다. Sungrow의 클러스터 컨트롤러가 장착된 액체 냉각 에너지 저장 시스템은 배터리 클러스터와 DC 버스 사이의 회로를 차단하여 단락 전류를 75% 감소시키고 단락으로 인한 장비 손상의 위험을 제거합니다.

준수는 첫 번째이자 가장 중요한 단계입니다.

글로벌 규정 준수는 고품질, 안전성 및 신뢰할 수 있는 성능을 가진 시스템의 인정받고 권위 있는 증명입니다. PowerTitan은 Sungrow의 액체 냉각 ESS로, 유틸리티 규모 에너지 저장 시장에 초점을 맞추고 있습니다.

첨단 셀 안전, 전기 안전 및 화재 진압 안전 설계를 통해, PowerTitan은 국제 IEC 63056, IEC 62619, 그리고 북미 UL 9540 및 UL 9540A를 완전히 준수합니다. 게다가, 배터리 시스템과 짝을 이루는 것은 턴키 역으로, PCS와 중압 역을 통합합니다. 턴키 역은 통합 설계와 엄격한 구성 요소 선택으로 인간의 안전을 보장하기 위해 IEC 62271-202를 완전히 준수합니다.

에너지 저장 시스템은 복잡하며, 특히 전력 전자, 전기 화학, 그리드 형성과 같은 다양한 주제에 대한 지식이 필요합니다. Sungrow는 이 세 가지 수직 분야에서 전문성과 실천을 가진 몇 안 되는 회사 중 하나입니다. 에너지 저장 부문의 초기 진입자로서, Sungrow는 2021년에 3 GWh를 배치하여 연간 에너지 저장 시스템 출하량을 달성했습니다. 회사의 액체 냉각 ESS 솔루션은 390MWh 텍사스 프로젝트, 이스라엘의 750MWh 프로젝트, 동남아시아 최대의 태양광-에너지 저장 프로젝트를 포함한 획기적인 프로젝트에 공급되었습니다.

액체 냉각 ESS가 2022년 이후 시장을 지배하기 시작하면서, 위에서 언급한 기술 혁신은 이해관계자들에게 장기 수익성을 제공하고 시장 경쟁력을 확보합니다.