에너지 저장장치(ESS, Energy Storage System) 종류

에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System) 시스템은 에너지의 공급과 수요의 불균형을 해소하기 위한 에너지 저장 솔루션입니다. 화석연료를 기반으로 하는 전기에너지를 저장할 수도 있지만, 기후변화 대응을 위해서는 태양열, 풍력, 파력 에너지등과 같은 신재생 에너지에서 나온 전기에너지를 저장함으로써 지역 간 에너지 공급, 수요의 편차를 줄이고, 필요한 시기에 전력을 사용할 수 있기 때문에 전력 부족으로 인한 문제점을 해결할 수 있는 기술입니다. 

 

 

 

 

 

 

에너지 저장장치(ESS) 범주

ESS의 생태계는 제10차 한국산업표준산업분류에 의하면 3가지 형태로 구분됩니다. 

1. 신재생, 화석연료 발전소 같은 대규모 전기 에너지 저장

2. 전력 필요 시기에 안정적인 송전, 배전을 위해 변전소를 설치, 저장

3. 피크 전력을 해소하거나 남는 전력을 판매할 수 있는 전력 서비스

에너지 저장장치(ESS) 구성

에너지 저장장치(ESS) 종류

그중 에너지 저장장치(ESS)는 크게 3가지 대표적인 시스템으로 나눌 수 있으며 ①배터리 에너지 저장 시스템(BESS), ②열 시스템, ③기계 시스템으로 나눌 수 있습니다. 

 

1. 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)

배터리 에너지 저장 시스템은(BESS)로 불리며, 태양광, 풍력과 같은 신재생 에너지 및 화력발전을 통해 전력을 저장했다가 전력이 필요한 시기에 공급할 수 있는 장치로, 대표적으로는 스마트폰, 전기자동차에 사용되고 있습니다.

이러한 배터리 에너지 저장 시스템은 리튬이온, 납산, 나트륨 등의 재료를 사용하여 만든 다양한 형태의 배터리가 있습니다. 

배터리의 종류는 리튬이온, 금속공기, 니켈염화, 나트륨황, 니켈수소, 니켈카드뮴 등으로 나눌 수 있습니다. 

대표적인 2차 전지 리튬이온 배터리는 소형 혹은 가정용으로 널리 사용하고 있으며, 각 배터리를 렉으로 구성하면 많은 전력을 저장할 수 있는 시스템이 될 수 있습니다. 

 

2. 열 시스템

열에너지 저장 시스템의 기본적인 개념은 열 에너지를 다른 에너지로 변환하지 않고 그대로 저장하고, 필요시 용도에 맞게 사용하는 에너지 저장 시스템입니다. 

예를 들면, 소금물에 태양열을 가두어 필요시 사용할 수 있도록 태양 에너지를 저장하고 냉, 난방이 필요시 보조 에너지로 사용 가능 할 수 있습니다. 

또한 얼음을 저장하여 냉난방이 필요시 보조 에너지 원으로 사용할 수 있습니다. 

 

3. 기계 시스템

플라이휠 에너지 저장(FES) 시스템이 대표적이며, 기본적인 개념은 휠을 빠른 속도로 가속하여 돌리고, 그 회전 에너지를 유지시킴으로써 필요시 에너지를 사용 가능한 시스템입니다. 전력의 공급과 수요가 불안정하거나, 순간적으로 전력이 중단될 때 보조 전력을 공급할 수 있습니다. 

 

양수 발전 또한 기계적 에너지 저장장치의 일부분이며, 이미 일반적으로 상용화된 기술입니다. 전력 사용량이 적은 시기에는 높은 저수지로 물을 올려 가두고 필요시 아래쪽으로 물을 흘림으로써 터빈을 돌려 전기를 공급할 수 있습니다.