[김지영의 전대미문] 전력한계 극복 일등공신…ESS의 A-Z 알아보기

[이코노믹데일리] ※김지영의 '電'代未聞 코너에서는 그동안 헷갈리셨을 만한, 또는 한 주간 이슈가 됐던 '전'자에 '대'한 '미'더운 소식을 '문'제 없이 알려드리겠습니다. 전자 관련 궁금증을 해소하고 가세요! <편집자주>

에너지저장시스템(ESS)은 전력의 한계를 극복하기 위해 등장했다. 과거 정전이나 전력 복구를 위해 며칠이 걸리고 대규모 피해가 발생하는 문제를 해결하고자 고안된 것인데 ESS는 생산된 전기가 적재적소에 사용될 수 있도록 지원한다. 각 가정에서 ESS를 설치하게 되면 발전소에 문제가 생기더라도 정전이 되는 등 극단적인 상황을 방지할 수 있게 된다.

시장조사업체 SNE리서치의 지난 5월 '글로벌 ESS 시장 전망' 리포트에 따르면 ESS는 그린에너지 전환과 전력시장 안정화의 핵심 인프라로 자리잡고 있다고 밝혔다.

그중 리튬이온 배터리를 활용한 ESS는 배터리와 배터리 관리 시스템(BMS), 전력 변환 시스템(PCS), 에너지 관리 시스템(EMS)로 구성된다. 보다 안정적이면서도 효율적인 시스템을 구축하기 위해 배터리와 다양한 전자 시스템을 하나로 묶었다고 볼 수 있다.

배터리는 ESS의 가장 중요한 요소로 대규모의 전력이 필요하기 때문에 전기통신(IT) 제품에 비해 셀의 개수와 용량이 훨씬 많다. 이를 안전하고 효율적으로 관리하기 위해 모듈과 랙의 형태로 탑재된다. 셀을 여러 개 묶은 것이 모듈이며, 모듈을 여러 개 연결한 것이 랙이다.

BMS는 셀의 전압과 전류, 온도 이상을 감지해 이상이 있을 때 충전과 방전을 멈춘다. ESS는 많은 배터리를 장착하기에 배터리 관리 시스템의 역할이 매우 중요하다고 볼 수 있다. 수천개 혹은 수만개의 셀을 하나처럼 움직이도록 관리해야 해서다.

PCS는 전기의 형태로 변환하는 역할을 하는데 충전 시에는 송배전을 통해 흐르는 전기를 배터리에 맞게 변환하며 방전 시에는 사용자에 맞게 스스로 변환한다. 이로써 PCS는 전기의 형태를 목적에 맞게 변환해 안전하면서도 효율적인 전기 사용이 되도록 돕는다.

EMS는 ESS전체의 전기량을 살펴보는 시스템으로 운영 소프트웨어로 보면 된다. BMS가 배터리를 관리하는 장치라면 EMS는 랙 전체를 관리하는 장치라고 할 수 있다.