본 프로젝트는 남아프리카공화국의 한 상업 및 산업 고객의 백업 전력, 부하 관리 및 에너지 최적화 요구 사항을 충족하기 위해 구축되었습니다. 이 시스템은 총 정격 출력 250kW, 총 에너지 저장 용량 482kWh를 제공하는 125kW/241kWh 공랭식 에너지 ​​저장 캐비닛 두 개로 구성됩니다.

이 시스템은 다중 장치 병렬 운전을 지원하므로 향후 부하 증가 및 변화하는 전력 수요에 따라 추가 에너지 저장 장치를 추가할 수 있습니다.

남아프리카공화국의 일부 지역에서는 제한된 전력망 용량, 정전 및 전압 변동으로 인해 생산, 장비 가동 및 정상적인 사업 활동에 차질이 발생할 수 있습니다. 기존의 디젤 발전기 솔루션은 높은 연료비와 유지보수 비용뿐만 아니라 소음, 배출가스, 복잡한 일상 관리 등의 문제점을 안고 있습니다.

고객의 전력 신뢰성, 비용 절감 및 편리한 유지보수 요구사항을 충족하기 위해 본 프로젝트는 공랭식 배터리 에너지 저장 솔루션을 통합적으로 도입했습니다. 이 시스템은 비상 전력 공급 능력을 향상시키고, 전력 소비를 최적화하며, 최대 수요 시간대의 전력망 부담을 줄여 고객에게 더욱 안정적이고 유연하며 비용 효율적인 에너지 공급을 제공합니다.

2. 시스템 구성

본 프로젝트에는 정격 출력 125kW, 에너지 저장 용량 241kWh의 실외 공랭식 에너지 ​​저장 장치 2개가 포함됩니다.

두 장치가 병렬로 작동할 경우 다음과 같은 기능을 제공합니다.

• 총 정격 출력: 250kW
• 총 에너지 저장 용량: 482kWh
• 단일 장치 정격 출력: 125kW
• 단일 장치 저장 용량: 241kWh

각 캐비닛에는 배터리 시스템, 전력 변환 시스템(PCS), 배터리 관리 시스템(BMS), 에너지 관리 시스템(EMS), 온도 제어 시스템, 화재 방지 시스템 및 전기 보호 구성 요소가 통합되어 있습니다.

고도로 통합된 설계 덕분에 현장 장비 설치 및 시스템 시운전 작업이 줄어듭니다. 또한 프로젝트 구축 기간을 단축하고 시스템 구성 요소 간의 호환성 위험을 최소화합니다.

3. 시스템 운영 전략

정상적인 전력망 상황에서, 시스템은 고객의 운영 전략에 따라 전력 수요가 적거나 요금이 낮은 시간대에 충전할 수 있습니다. 저장된 에너지는 전력 수요가 높은 시간대에 방출하여 전력망의 최대 소비량을 줄이고 고객의 전기 사용 패턴을 최적화할 수 있습니다.

전력망에 정전, 전압 변동 또는 전력 공급 부족이 발생할 경우, 에너지 저장 시스템은 구성된 제어 전략에 따라 중요 부하를 지원할 수 있습니다. 이는 예기치 않은 정전으로 인한 생산 중단, 영업 중단 및 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다.

EMS는 전력망, 에너지 저장 장비 및 현장 부하를 지속적으로 모니터링하고 조정합니다. 부하 수요, 배터리 충전 상태 및 시스템 운영 조건에 따라 충전 및 방전 전략을 자동으로 조정하여 전반적인 에너지 이용 효율을 향상시킵니다.

4. 공랭식 시스템 설계

본 프로젝트는 안정적인 공랭식 냉각 아키텍처를 채택했습니다. 최적화된 내부 공기 흐름 채널과 온도 모니터링 시스템을 통해 배터리 모듈과 전력 변환 장비에 지속적인 열 방출을 제공합니다.

보다 복잡한 액체 냉각 시스템과 비교했을 때, 공랭식 솔루션은 냉각 파이프라인, 냉각수, 펌프 및 기타 액체 순환 구성 요소를 제거합니다. 결과적으로 시스템 구조가 단순해지고, 일상적인 점검이 용이하며, 장기적인 유지 보수가 더욱 편리해집니다.

공랭식 설계는 초기 장비 투자 비용과 장기적인 운영 및 유지 보수 비용을 줄이는 데에도 도움이 됩니다.

남아프리카공화국 일부 지역에서 흔히 볼 수 있는 고온 및 먼지가 많은 실외 환경에 대응하기 위해, 이 장비는 내후성 실외 캐비닛 설계와 지능형 환기, 온도 제어 및 시스템 보호 메커니즘을 결합하여 사용합니다. 이러한 기능들은 열악한 환경 조건에서도 작동 안정성을 향상시킵니다.

5. 지능형 제어 및 안전 관리

이 시스템은 PCS, BMS, EMS라는 세 가지 핵심 제어 플랫폼을 통합합니다. 이 플랫폼들은 함께 배터리 관리, 전력 변환, 시스템 모니터링 및 에너지 배분을 조율합니다.

BMS(배터리 관리 시스템)는 배터리 셀의 전압, 온도, 전류, 충전 상태 및 작동 상태를 지속적으로 모니터링합니다. 비정상적인 상태가 감지되면 시스템은 경고를 발생시키고 해당 보호 조치를 활성화할 수 있습니다.

PCS는 배터리 시스템과 AC 전력 시스템 간의 양방향 에너지 변환을 관리하고, EMS는 고객의 전력 요구 사항에 따라 충전 및 방전 전략을 개발하고 실행합니다.

다단계 모니터링, 경고 및 보호 메커니즘을 통해 시스템은 과전압, 저전압, 과전류, 과열, 단락 및 통신 오류와 같은 작동 위험을 식별하고 대응할 수 있습니다. 이는 에너지 저장 시스템의 전반적인 안전성과 신뢰성을 향상시킵니다.

6. 프로젝트 적용 가치

이 시스템은 전력망 공급이 부족하거나 중단될 때 중요 부하에 에너지를 지원하여 정전으로 인한 생산 및 운영 손실을 줄입니다.

정상 작동 중 에너지 저장 시스템은 피크 부하 저감, 부하 분산 및 전력 소비 최적화 기능도 수행할 수 있습니다. 이는 최대 수요 압력을 줄이고 고객의 기존 전력 배분 시스템 용량을 향상시킵니다.

배터리 에너지 저장 장치를 사용함으로써 고객은 변압기 및 기타 전기 인프라에 대한 값비싼 업그레이드를 피하거나 연기하는 동시에 더욱 유연한 전력 공급을 확보할 수 있습니다.

모듈형 시스템은 병렬 확장을 지원합니다. 생산 능력, 장비 수량 또는 전력 수요가 증가함에 따라 추가 에너지 저장 장치를 설치할 수 있습니다. 이는 과도한 초기 투자를 방지하고 프로젝트의 장기적인 확장성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

통합 설계, 지능형 에너지 관리, 낮은 총 투자 비용 및 편리한 장기 유지 보수를 특징으로 하는 이 프로젝트는 남아프리카 공화국 및 기타 고온 또는 전력망 취약 지역의 상업 및 산업용 에너지 저장 애플리케이션에 실질적인 참고 자료를 제공합니다.