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고효율 올인원 ESS 시스템으로 태양광발전 시장 선도 하겠다현대힘스, 성능뿐 아니라 다양한 편의성으로 시장 점유율 높여

[솔라투데이 최홍식 기자] 현대힘스는 철저한 품질관리와 지속적인 사후관리 및 연구개발을 바탕으로 국내 ESS 선두기업을 목표로 하고 있다. ESS용 PCS와 PMS 등 배터리를 제외한 주요 구성품을 자체 개발했고, 태양광연계 ESS 실증단지 조성을 완료해 다양한 실증 시험 데이터 축적이 이뤄지고있다. 이를 바탕으로 우위의 기술력을 확보할 수 있는 계기를 마련했다.

현대힘스는 ESS 실증단지 운영을 통해 최상의 ESS 생산에 앞장서고 있다. [사진=솔라투데이]

설치 편의성 뛰어난 올인원 ESS시스템
현대힘스의 태양광 ESS 설비는 컨테이너 형태의 외함과 외함내부에 배터리룸과 PCS룸 2개의 공간으로 분리 구성된 올인원 시스템으로 제공된다. 배터리룸과 PCS룸이 각각 분리되기에 컨테이너 크기에 따른 설치 제약이 적고 진입로가 좁은 취약지역에도 쉽게 설치가 가능하다는 특징을 갖고 있다.

하병조 전무는 “계절별 온도 및 습도의 변화가 심한 국내 환경을 고려해 외함컨테이너의 내부 벽면과 천장에 미네랄을 단열재를 시공하고 천정형 냉난방기를 설치해 항온과 항습에 유리하게 설계되었다. 발전소 용량별 사이즈 조정이 가능한 ESS 전용 컨테이너를 사용하고 있으며, 소용량 태양광발전소부터 대용량 발전소까지 모두 대응이 가능하다”고
소개했다. 

현대힘스 하병조 전무 [사진=솔라투데이]

최적의 효율 도출 및 장시간의 안정적 운전 가능

현대힘스는 오랜 기간 태양광 인버터를 생산하면서 쌓아온 기술 노하우를 활용해 고효율 ESS용 PCS를 자체 개발했으며, 이를 바탕으로 시시각각 변화하는 사용 환경 조건 내에서 태양전지 어레이의 최적 동작점을 추적해 운전한다. 때문에 최적의 효율을 나타낼 수 있으며, 제어용 기준 신호를 계통에서 받아 계통전압을 추종해 계통전압과 동기화하는 계통 연계 운전 기능도 쉽게 수행할 수 있다. 

또한, 계통사고로부터 인버터를 보호하는 기능과 태양광발전 시스템 고장으로부터 계통을 보호하는 기능, 무효전력제어 기능을 탑재하고 있다, 여기에 직류 입력에 대한 과전류와 과전압, 교류출력에 대한 과주파수와 과전류, 저전압보호 기능, 커패시터 과전압 보호 기능 등 다양한 보호기능을 탑재해 장기간 안정적인 운전이 가능하다.

하 전무는 “현대힘스의 ESS에 사용되는 PMS 역시 자체 개발한 제품을 사용하고 있다. 이 PCS 설비는 풍력발전 연계 ESS를 통해 축적된 기술을 바탕으로 제조됐으며, 태양광 ESS 발전 시스템의 통합 모니터링 기능을 수행한다”고 말하며 이어 발전 “상태와 PCS 동작상태, 배터리 동작상태, 배터리 충전량 등을 확인하고 PMS 설비를 통해 ESS 시스템에 원격 접속하거나 관리할 수 있다”고 설명했다.

그 밖에 현대힘스 ESS 시스템은 국내 대기업 리튬 이온 배터리와 BMS를 사용해 에너지 저장 효율을 높였다. 또한, 화재 진압을 위한 자동소방장치인 캐비넷형 자동 소화장치를 설치해 화재발생시 소화설비의 청정 소화약제로 자동 화재 진압이 가능하게 설계됐으며 싸이렌 및 음성경보대피 기능도 갖추고 있다.

ESS 시스템의 핵심은 PMS와 PCS
태양광 연계 ESS 부분에서 가장 중요한 것은 시스템 전반을 운영하고 관리하는 PMS와 전력을 변환해주는 장치인 PCS다. 태양광 연계 ESS에 사용되는 리튬이온 배터리는 소수의 국내 대기업으로부터 동일한 제품이 공급되기 때문에 ESS 제조사간 차이점이 없다. 그러나 배터리 충전과 방전시 전기를 변환시켜 주는 PCS와 시스템 전반을 효율적으로 운영하는 PMS 기술은 그 성능에 따라 시스템 전체의 효율이 좌우되고 결국 사업의 수익성과 직결된다. 15년 이상 장기간 사용되어야 하는 ESS의 시스템 특성상 배터리의 수명과 효율을 보장받기 위한 최적의 운전 환경을 유지하는 기술이 우선되어야 하며, 발전소별 최적의 ESS 용량을 선정하는 엔지니어링 노하우와 안정적인 사후관리 능력 또한 중요한 요인으로 꼽을 수 있겠다.

PCS룸과 배터리룸이 분리되어 있어 설치 제약이 적은 것이 현대힘스 ESS의 특징이다. [사진=솔라투데이]

ESS 시장 확산을 위해 배터리 공급 개선 필요
현재 국내 ESS 시장은 소수의 리튬이온 배터리 제조사에서 배터리 공급을 과점하고 있는 공급자 우위의 시장이다. 높은 배터리 가격과 3개월 이상 소요되는 배터리 공급 기간은 ESS 시장의 성장과 확산을 저해하는 큰 요소다. 하병조 전무는 “ESS 시스템 전체가격의 50% 이상을 차지하는 배터리의 높은 가격은 태양광 연계 ESS의 수익성에 가장 큰 양향을 주며, 높은 투자비용에 따른 민간사업자의 투자결정에 가장 큰 걸림돌이 된다”고 밝혔다. ESS 시장의 성장과 확산을 위해 과점형태인 배터리의 공급 개선이 시급히 필요하다는 설명이다.

또한, ESS 관련 민간 금융상품이 출시될 수 있도록 정부차원의 정책적 지원이 필요하다고 강조했다. 최근 들어 기업, 개인 등 민간사업자를 대상으로 한 태양광 연계 ESS 금융 지원 상품이 출시되고 있지만 에너지공단의 독자적인 지원에는 한계가 있기 때문이다. 하 전무는 “현물시장에 대비해 현저하게 낮게 형성되어 있는 REC+SMP 합산 고정가격장기계약 단가의 현실화도 필요하다. 이를 통해 소규모 사업자의 수익성 확보가 우선된다면 태양광 ESS 시장은 더욱 성장하고 확산할 것으로 전망된다”고 밝혔다. 

태양광발전 분야의 수직 계열화 완성 목표
현대힘스는 올해 태양광 연계 ESS 사업과 더불어 태양광발전소 시공 사업을 추진해 태양광 모듈, 인버터, ESS 등 주요 기자재의 생산에서부터 태양광발전소 시공과 ESS 설치 및 사후관리에 이르는 태양광발전 분야의 수직 계열화를 완성할 계획이다. 현대중공업그룹은 태양광 모듈과 인버터 ESS까지 모두 생산하는 국내 유일한 기업으로 향후 태양광발전소 시공 사업까지 진행해 고객에게 보다나은 서비스를 제공하고 국내 태양광 시장을 한 단계 더 성장시키는데 기여할 것으로 기대된다.

[최홍식 기자 (st@infothe.com)]

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