에너지 저장 기술은 태양광(PV) 프로젝트의 전력 생산량 감축을 줄이고 대규모 전력망 통합을 가능하게 합니다. 현재 성숙 단계에 접어들어 상용화된 에너지 저장 기술 중 전기화학 에너지 저장 기술은 자연 환경의 영향을 받지 않고, 빠른 응답 속도와 긴 수명 주기를 갖는다는 장점 때문에 태양광 프로젝트와의 통합에 적합합니다.
I. 태양광 발전 시스템
태양광 발전은 반도체 계면에서 발생하는 광전 효과를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술입니다. 태양광 발전 시스템은 주로 태양광 패널(PV 모듈), 제어기, 인버터의 세 부분으로 구성됩니다.
태양광 발전소는 구성 요소의 배치 방식에 따라 크게 중앙 집중식 태양광 발전소와 분산식 태양광 발전소의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
중앙집중형 태양광 발전소: 사막과 같은 광활한 지역에 건설되는 대규모 태양광 발전소로, 생산된 전기를 공공 전력망에 직접 연결하고 고전압 송전 시스템을 통해 원거리 부하에 전력을 공급합니다. 이러한 발전소는 칭하이, 닝샤, 간쑤, 신장과 같은 지역에서 흔히 볼 수 있습니다.
분산형 태양광 발전소: 사용자의 거주지 또는 그 인근에 건설 및 운영되는 분산형 태양광 발전소는 주로 자가 소비를 목적으로 하며, 잉여 전력은 전력망으로 공급됩니다. 일반적으로 옥상, 차고, 기타 분산된 공간을 활용하여 건설되며, 중국 남부와 북부 지역에서 흔히 볼 수 있습니다. 분산형 태양광 발전은 과거 규모 관리의 적용을 받아 개발에 어려움을 겪었으나, "전국 분산형 시범 사업" 정책 시행으로 업계에서 주목받는 분야가 되었습니다.
II. 에너지 저장 시스템의 통합 방법
태양광 발전소는 AC 측 중앙 집중식 통합과 DC 측 분산식 통합이라는 두 가지 기술적 접근 방식을 채택할 수 있습니다.
AC 측 중앙 집중식 통합:
이 방식에서는 에너지 저장 배터리 팩이 발전소의 승압 스테이션/변압기에 중앙 집중식으로 배치됩니다. 직류 전력은 인버터를 통해 전압을 높인 후 승압 스테이션의 교류 버스에 연결되며, 에너지 저장 시스템과 전력 시스템 간의 전력 교환은 배전반에서 제어합니다. 이 방식은 병렬 운전을 위해 여러 개의 전력 변환 시스템(PCS)을 구성하고 승압 변압기 및 배전 장치를 추가해야 합니다.
DC 측 분산 통합:
이 방식은 여러 개의 PV 서브어레이에 에너지 저장 장치를 분산 배치하며, 각 서브어레이에는 PV 인버터, 승압 변압기, DC/DC 모듈 및 축전지로 구성된 자체 에너지 저장 장치가 장착됩니다. 이러한 분산형 에너지 저장 방식에서 DC/DC 모듈과 PV 인버터 간의 통신은 전력 출력을 평활화할 수 있지만, 교류 측에서 잉여 전력을 저장할 수는 없습니다. 양방향 전력 흐름을 구현하려면 단방향 PV 인버터를 양방향 PCS(전력 제어 모듈)로 교체해야 합니다.
기존 태양광 발전소의 경우, DC 측 분산 통합 방식은 장비 배치 공간 부족과 상당한 전기 배선 변경으로 인해 제약을 받으며, 개조를 위해 장시간 정전이 필요하여 비용이 증가합니다.
태양광 발전 프로젝트에 전기화학 에너지 저장 시스템을 적용하면 청정 에너지의 품질과 계통 연계성을 확보하고, 전력망 운영업체의 의무적인 에너지 저장 요건을 충족할 수 있습니다. 또한, 전력 생산량 제한 문제를 해결하고 자원 낭비를 줄일 수 있습니다.
