최근 전력화 및 하이브리드 솔루션이 급성장하고 있다. 독일 에너지 저장장치 제조업체인 QINOUS GmbH는 에너지 산업에서 ‘핫 토픽’이 되기 전에 이 솔루션을 오래 전에 개발한 최초의 댄포스 고객이었다.
QINOUS는 스마트 플러그 앤 플레이 에너지 저장 솔루션(ESS)의 시스템 통합 업체로, 통합형 마이크로그리드 및 에너지 관리 시스템(MEMS)이 장착된 QINOUS 시스템은 30kW에서 수 메가와트 범위의 저장 용량을 갖춘 전력망 내 및 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 살펴보도록 하자.

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 비어 있는 지붕 공간을 가지고 있었다. 전기 비용을 줄이고 에너지 신뢰성을 높이기 위해 에너지 저장 솔루션에 연결된 옥상 PV 시스템을 설치했다.
 
- 적용된 솔루션:
•디젤-PV-배터리 하이브리드 시스템
•500kW/448kWh 에너지 저장 솔루션(리튬-이온)
•650kWp 태양광
•600, 365 및 200kVA 디젤 발전기

티에라 아타카마 리조트

프랑크푸르트, 카이로, 칠레 산티아고에 위치한 KRAFTWERK Renew-able Power Solutions는 태양광 발전 프로젝트를 전문으로 하는 역동적인 신생 프로젝트 개발 회사이다. 이 회사는 계획부터 설치에 이르기까지 재생 가능한 전력 솔루션을 성공적으로 구현하기 위해 개발의 모든 측면을 다루고 있다.
최종 고객인 티에라 아타카마 호텔은 San Pedro de Atacama 변두리에 자리잡은 부티크 호텔로, 이 호텔은 스키, 음식, 따뜻한 환대로 칠레에서 유명한 스키 포르티요의 오랜 소유자이자 운영자인 퍼셀 가족이 세웠다. 포르티요와 마찬가지로 티에라 아타카마는 야외 모험과 스포츠, 실내 편의시설, 환대, 훌륭한 서비스가 결합된 고객 경험을 제공하고 있다.

- 적용된 솔루션:
•디젤-PV-배터리 하이브리드 시스템
•180kW / 335kWh 에너지 저장 솔루션 QCompact(리튬)
•125kWp 태양광 시스템
•여러 대의 디젤 발전기

Q. 하이브리드화의 장점은 무엇일까?
A. 겉보기에는 다른 이들 설비의 공통점은 무엇일까? 이들 설비는 비용 효율적인 에너지 생산의 필요성을 공유하고 있다. 하이브리드화는 지역 전력 공공사업에 큰 이점을 제공한다.

•시스템의 over dimensioning을 피하거나 인프라에 대한 투자를 연기하는 것에 따른 자본 비용(CAPEX)의 감소 또는 연기: 과잉 공급 발생 시, 하이브리드 시스템이 과잉 에너지를 저장할 수 있다. 수요가 높아지면 저장된 에너지가 추가 에너지원을 제공할 수 있다.

•운영비용(OPEX) 절감: 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

Q. 작동 방식은?
A. 댄포스의 장비는 에너지를 배터리에서 전력망으로 변환하거나 그 반대로 에너지를 변환하고, 전력망 관리 시스템과 원활하게 협력하여 들어오는 전력에 대한 피크 저감, 생산 시간 전환 및 정전 상황을 피하기 위한 백업을 달성한다.
•피크 저감: 공급 전력망을 방해하지 않고 입력되는 공급과 지역 저장장치 간의 에너지 흐름을 최적화하여 수요 급증을 충족시킨다. 수요가 적고 비용이 낮을 때 과잉 에너지를 저장한다.

•타임 시프팅: 에너지가 과잉 생산되고 있거나 전력망의 에너지 비용이 낮을 때 에너지를 저장하고 전력망의 에너지 비용이 높을 때 저장 매체에서 에너지를 공급한다.

•예비 전력: 정전시 예비 전력을 위해 에너지 저장 공간을 확보하여 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. 에너지 저장장치에는 또한 부하와 발전기 사이의 에너지와 전력의 균형을 유지하는 전력 관리 시스템(PMS)이 포함된다.
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 충족시킵니다. 그리드 컨버터 없이는 이 중 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.

Q. 댄포스를 택해야 하는 이유는?
A. 댄포스 하이브리드 솔루션은 다음 도움을 준다.
공냉식 및 수냉식 드라이브, AFE, NFE, DC/DC 및 그리드 컨버터, 공통 DC 버스 모듈 및 단일 소스에서 사용 가능한 구성품으로 조달 비용이 절감되며, kW에서 MW까지 넓은 전력 범위에 걸쳐 애플리케이션을 제공하는 솔루션으로 변화량을 감소시킬 수 있다.
또한, DC/DC 컨버터를 사용하여 다양한 공통 배터리 뱅크 전압을 통합할 수 있는 기능으로 유연성을 향상시키며, 확장하기 쉬운 VACONⓇ NXP 플랫폼을 사용하여 추가 투자 비용을 줄인다.
미래의 에너지 요구사항 충족 가능함 새로운 에너지원, 추가 저장 또는 수요를 증가시키며, 동일한 VACONⓇ NXP 하드웨어 구성을 사용하면 서비스 팀이 추가적인 교육을 거의 또는 전혀 받을 필요가 없다. 그 외에도 사용 가능한 광범위한 애플리케이션 솔루션을 갖춘 개방형 접근 방식으로 맞춤형 솔루션 구축을 위한 기반을 제공하며, 시스템 통합자는 자사의 성공에 관심이 있는 공급업체와 협력한다. 당사는 프로젝트를 두고 절대로 고객사와 경쟁하지 않는다.
댄포스 코리아 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.

■ Contact: http://drives.danfoss.kr