[댄포스 제공] QINOUS 에너지 저장장치는 전 세계적으로 열병합 발전을 최적화한다. 최근 전력화 및 하이브리드 솔루션이 급성장하고 있다.

독일 에너지 저장장치 제조업체인 QINOUS GmbH는 에너지 산업에서 ‘핫토픽’이 되기 전에 이 솔루션을 오래 전에 개발한 최초의 댄포스 고객이었다. QINOUS는 스마트 플러그 앤 플레이 에너지 저장 솔루션(ESS)의 시스템 통합 업체다. 통합형 마이크로그리드 및 에너지 관리 시스템(MEMS)이 장착된 QINOUS 시스템은 30kW에서 수MW 범위의 저장 용량을 갖춘 전력망 내, 전력망 외 애플리케이션에 적합하다.

QINOUS와 댄포스 드라이브는 전 세계에 수많은 에너지 저장 설비를 함께 구축했다. 일반적으로 이러한 에너지 저장 장치 사이트는 전력망 외부에 있으며, 그 목적은 지역의 에너지 생산을 최적화하는 것이다. 태양광 발전소와 디젤 발전기의 열병합 발전, 이 프로젝트 중 두 가지를 자세히 살펴보겠다.

디젤 하이브리드 시스템 – 세인트 다미엔 병원(아이티)

세인트 다미엔 병원은 아이티의 불우하고 아픈 아이들에게 양질의 치료를 제공한다. 이 병원은 디젤 발전기에 필요한 높은 전기 비용이 부담이었지만, 일조량이 많고 비어있는 지붕 공간이 있었다. 전기 비용을 줄이고 에너지 신뢰성을 높이기 위해 에너지 저장 솔루션에 연결된 옥상 PV 시스템을 설치했다.

여기엔 디젤-PV-배터리 하이브리드 시스템과 더불어 500kW / 448kWh 에너지 저장 솔루션(리튬-이온) 및 650kWp 태양광과 600, 365 및 200kVA 디젤 발전기가 적용됐다. 

아이티에 위치한 다미엔 병원(Damien Hospital)은 일조량이 많은 빈 지붕을 활용해 디젤 PV 배터리 하이브리드 시스템을 적용하여 디젤 발전기에 필요한 높은 전기 비용 부담을 덜었다. [사진=댄포스]

티에라 아타카마 리조트

독일 프랑크푸르트, 이집트 카이로, 칠레 산티아고에 위치한 KRAFTWERK Renewable Power Solutions는 태양광 발전 프로젝트를 전문으로 하는 역동적인 신생 프로젝트 개발 회사다. 이 회사는 계획부터 설치에 이르기까지 재생 가능한 전력 솔루션을 성공적으로 구현하기 위해 개발의 모든 측면을 다룬다.

최종 고객인 티에라 아타카마 호텔은 San Pedro de Atacama 변두리에 자리 잡은 부티크 호텔이다. 이 호텔은 스키, 음식, 따뜻한 환대로 칠레에서 유명한 스키 포르티요의 오랜 소유자이자 운영자인 퍼셀 가족이 세웠다. 포르티요와 마찬가지로 티에라 아타카마는 야외 액티비티와 스포츠, 실내 편의시설, 환대, 훌륭한 서비스가 결합된 고객 경험을 제공한다.

아타카마 부티크 호텔에도 디젤-PV-배터리 하이브리드 시스템이 설치됐다. 또한 180kW / 335kWh 에너지 저장 솔루션 QCompact(리튬)과 125kWp 태양광 시스템 및 여러 대의 디젤 발전기가 적용됐다. 

티에라 아타카마 리조트는 디젤 PV 배터리 하이브리드 시스템을 적용했다. [사진=댄포스]

하이브리드화의 장점?

겉보기에는 다른 이들 설비의 공통점은 무엇일까? 이들 설비는 비용 효율적인 에너지 생산의 필요성을 공유한다. 하이브리드화는 지역 전력 공공사업에 큰 이점을 제공한다.

시스템의 over dimensioning을 피하거나 인프라에 대한 투자를 연기하는 것에 따른 과잉 공급 발생 시, 하이브리드 시스템이 과잉 에너지를 저장할 수 있다. 수요가 높아지면 저장된 에너지가 추가 에너지원을 제공할 수 있다. 하이브리드 시스템은 시스템 효율을 높이고 더 나은 전력 품질을 달성하며, 전력망 불안정으로 인한 정전을 피할 수 있다. 연료 및 유지보수 비용이 기존 발전 시스템보다 저렴하다.

디젤 발전 감소로 인한 소음 감소 및 배출 감소

댄포스의 장비는 에너지를 배터리에서 전력망으로 변환하거나 그 반대로 에너지를 변환하고 전력망 관리 시스템과 원활하게 협력해 들어오는 전력에 대한 피크 저감, 생산 시간 전환 및 정전 상황을 피하기 위한 백업을 달성한다.

공급 전력망을 방해하지 않고 입력되는 공급과 지역 저장장치 간의 에너지 흐름을 최적화해 수요 급증을 충족시킨다. 수요가 적고 비용이 낮을 때 과잉 에너지를 저장하며, 에너지가 과잉 생산되고 있거나 전력망의 에너지 비용이 낮을 때 에너지를 저장하고 전력망의 에너지 비용이 높을 때 저장 매체에서 에너지를 공급한다. 또한 정전 시 예비 전력을 위해 에너지 저장 공간을 확보해 정해진 기간 동안 계속 작동할 수 있는 능력을 유지한다.

QINOUS는 스마트 그리드 제어 기능을 갖춘 댄포스 전력 변환 장비를 일반적으로 컨테이너에 내장된 각 에너지 저장장치에 통합한다. 에너지저장장치에는 부하와 발전기 사이의 에너지와 전력의 균형을 유지하는 전력 관리 시스템(PMS)이 포함된다.

최적의 에너지 저장 시스템을 위한 댄포스 드라이브 제품

VACON NXP 그리드 컨버터는 에너지 저장소가 있든 없든 분산 네트워크에서 깨끗한 전력 전환을 지원하는 데 핵심적인 역할을 한다. 에너지 저장을 AC 그리드에 연결할 수 있도록 하고, 원격 지역에서 AC 그리드를 온보드 선박이나 섬 애플리케이션을 용이하게 함으로써, 고유한 기능을 충족시킨다. 그리드 컨버터 없이는 이중 어느 것도 가능하지 않을 것이다.

그리드 컨버터는 부하 공유를 용이하게 하고, 다양한 네트워크로 쉽게 통합할 수 있도록 매우 다재다능하다. 그 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 그리드 컨버터의 사용은 배출 목표 달성에 반드시 필요하다.

댄포스 VACON NXP 그리드 컨버터는 에너지 저장소가 있든 없든 분산 네트워크에서 깨끗한 전력 전환을 지원하는데 핵심적 역할을 한다. [사진=댄포스]

댄포스 하이브리드 솔루션

댄포스 하이브리드 솔루션은 다양한 장점을 갖췄다. 공냉식 및 수냉식 드라이브, AFE, NFE, DC/DC 및 그리드 컨버터, 공통 DC 버스 모듈 및 단일 소스에서 사용 가능한 구성품으로 조달 비용 절감이 가능하다. 또한 kW에서 MW까지 넓은 전력 범위에 걸쳐 애플리케이션을 제공하는 솔루션으로 변화량이 감소하며, DC/DC컨버터를 사용하여 다양한 공통 배터리 뱅크 전압을 통합할 수 있는 기능으로 유연성을 향상시켰다.

댄포스 하이브리드 솔루션은 확장하기 쉬운 VACON NXP 플랫폼을 사용해 추가 투자비용을 줄일 수 있으며, 매래 에너지 요구사항을 충족시키는 새로운 에너지원으로 쉽게 확장 가능하다. 아울러 동일한 VACON NXP 하드웨어 구성을 사용하면 서비스 팀이 추가적인 교육을 거의 또는 전혀 받을 필요가 없으며, 사용 가능한 광범위한 애플리케이션 솔루션을 갖춘 개방형 접근 방식으로 맞춤형 솔루션 구축을 위한 기반을 제공한다.

댄포스코리아 드라이브 사업부의 류동영 본부장은 “QINOUS사의 적용 사례에서 볼 수 있듯이 댄포스에서는 글로벌 메가 트렌드 중 하나인 전기화(Electrification) 추세에 따라 관련 에너지 저장 장치의 핵심 드라이브 제품군들을 최적화된 소프트웨어와 같이 공급하고 있다. 또한 한국의 실정에 맞게 육상과 해상 모두 테스트를 완료한 상태이고 조만간 관련 분야에 공급 및 설치 예정으로 향후 에너지 저장장치 시장은 밝다 할 수 있겠다”라고 강조했다.

[정형우 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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