귀하의 요구에 맞는 에너지 저장 솔루션을 선택하는 방법은 무엇입니까?

옳은 선택 에너지 저장 솔루션 얼마나 많은 에너지를 저장해야 하는지, 얼마나 빨리 방전해야 하는지, 그리고 시스템이 어떤 환경에서 작동할지라는 세 가지 핵심 질문으로 시작됩니다. 이러한 매개변수가 정의되면 실행 가능한 옵션 분야가 상당히 좁아지며, 귀하의 응용 분야에 가장 적합한 친환경 및 청정 에너지 저장 시스템이 훨씬 더 명확해집니다.

글로벌 에너지저장 시장을 넘어섰다 2023년 400억 달러 재생에너지 발전, 전기 이동성, 전력망 현대화의 급속한 확대로 인해 2030년까지 1,200억 달러를 넘어설 것으로 예상됩니다. 이러한 성장과 함께 인산철리튬(LFP), 리튬니켈망간코발트(NMC), 플로우 배터리, 납산 및 하이브리드 시스템 등 다양한 기술이 등장하며 각각은 서로 다른 듀티 사이클, 규모 및 안전 프로필에 최적화되어 있습니다. 이 가이드는 복잡성을 해소하고 에너지 저장 솔루션을 실제 요구 사항에 맞추기 위한 실용적인 프레임워크를 제공합니다.

기술을 평가하기 전에 사용 사례 정의

모든 에너지 저장 결정은 명확한 사용 사례 정의로 시작되어야 합니다. 주거용 백업 전력에 탁월한 기술은 상업용 피크 전력 절감이나 산업용 무정전 전원 공급 장치(UPS) 애플리케이션에는 전혀 적합하지 않을 수 있습니다. 특정 신에너지 솔루션을 검토하기 전에 다음 사항에 답하십시오.

• 에너지 용량(kWh): 몇 킬로와트시(kWh)의 사용 가능한 에너지를 저장해야 합니까? 참고로 미국의 일반적인 주거용 주택은 하루에 29~33kWh를 소비합니다. 소규모 상업 시설에는 200~500kWh의 백업 용량이 필요할 수 있습니다.
• 전력 출력(kW): 지원해야 하는 최대 전력 소모량은 얼마입니까? 이에 따라 필요한 인버터와 배터리 C-rate가 결정됩니다. 즉, 1C에서 충전 또는 방전하는 시스템은 1시간 안에 전체 사이클을 완료합니다.
• 주기 빈도: 시스템 주기는 매일(높은 주기 수요)입니까, 아니면 긴급 상황(낮은 주기 수요) 동안에만 주기입니까? 높은 사이클 수명(3,000~6,000사이클)을 갖춘 기술은 일일 사이클링 애플리케이션에 필수적입니다.
• 운영 환경: 온도 범위, 습도, 고도 및 사용 가능한 설치 공간은 모두 에너지 저장 기술이 물리적으로 실행 가능한 것을 제한합니다.
• 그리드 연결: 이는 온그리드 시스템(유틸리티 전원에 연결), 오프그리드(완전 독립형) 또는 하이브리드입니까? 각 구성에는 서로 다른 배터리 관리 시스템(BMS) 기능과 인버터 사양이 필요합니다.

이러한 질문에 대략적으로 대답하는 것이 아니라 정확하게 대답하는 것이 목적에 맞는 에너지 저장 솔루션을 선택하는 데 있어 가장 중요한 단계입니다. 대형화는 자본을 낭비합니다. 크기가 작으면 신뢰성 위험이 발생합니다.

주요 에너지 저장 기술 비교

다음 표에서는 실제 선택 결정에 가장 중요한 지표를 통해 가장 널리 배포된 에너지 저장 기술을 비교합니다.

오늘날 대부분의 상업용 및 산업용(C&I) 에너지 저장 애플리케이션의 경우 LFP 리튬 이온은 여전히 지배적인 선택입니다. — 긴 사이클 수명, 열 안정성, 높은 왕복 효율성, 주류 배터리 관리 및 인버터 시스템과의 호환성을 결합합니다. 에너지 밀도가 덜 중요한 장기 그리드 애플리케이션의 경우 바나듐 플로우 배터리는 강력한 수명 주기 이점을 제공합니다.

에너지 저장 솔루션을 애플리케이션 규모에 맞추기

주거용 에너지 저장 장치(5~30kWh)

주거용 녹색 및 청정 에너지 저장 시스템은 주로 태양광 자체 소비 최적화, TOU(사용 시간) 차익거래, 정전 시 백업 전력이라는 세 가지 목적으로 배포됩니다. 5~10kW 태양전지 어레이와 결합된 10~15kWh 범위의 일반적인 주거용 설치는 다음을 커버할 수 있습니다. 가구 일일 전력 소비량의 60~85% 지리적 위치와 사용 패턴에 따라 재생 가능 발전만으로 가능합니다.

이 규모의 주요 선택 기준에는 설치 용이성(벽걸이 또는 바닥 설치형 폼 팩터), 통합 인버터 호환성, 시스템이 집 전체 백업을 지원하는지 아니면 중요한 부하만 지원하는지 여부가 포함됩니다. 대부분의 주거용 LFP 시스템은 70~80% 용량 유지 시 10년 보증 .

상업용 및 산업용 에너지 저장(100kWh – 10MWh)

상업적 규모에서 에너지 저장 솔루션은 주로 수요 요금 절감, 피크 절감 및 전력 품질 관리를 통해 가치를 제공합니다. 수요 요금(청구 기간 중 가장 높은 15분 전력 소비를 기준으로 한 요금)은 상업용 전기요금의 30~50% . 적절한 크기의 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 최대 수요를 20~40%까지 줄여 많은 시장에서 4~7년의 투자 회수 기간을 제공할 수 있습니다.

C&I 애플리케이션의 경우 컨테이너화된 BESS 장치(일반적으로 컨테이너당 250kWh~2MWh)가 표준 배포 형식입니다. 공장에서 조립되고 사전 테스트를 거친 이 장치는 현장 설치 시간을 최소화하고 UL 1973 및 IEC 62619와 같은 국제적으로 인정받는 인증을 획득했습니다.

유틸리티 및 전력망 규모 에너지 저장(10MWh – 1GWh)

전력회사와 독립 전력 생산업체(IPP)는 전력망 규모의 에너지 저장 장치를 배치하여 주파수 조절, 회전 예비력, 재생 가능 확정 및 송전 연기 서비스를 제공합니다. 이 규모에서는 기술의 자금 조달 가능성, 제조업체의 실적, 에너지 관리 시스템(EMS)의 품질이 결정적인 선택 요소입니다. 유틸리티 규모의 배터리 저장 장치의 글로벌 설치 기반이 초과되었습니다. 2023년 말까지 150GWh 매년 약 35%씩 성장하고 있습니다.

모든 에너지 저장 솔루션의 주요 평가 기준

적용 규모에 관계없이 에너지 저장 시스템을 적용하기 전에 다음 기준을 체계적으로 평가해야 합니다.

• 안전 인증: 시스템이 관련 국제 인증을 받았는지 확인하세요. UL 1973(북미 고정 배터리 시스템), IEC 62619(2차 리튬 셀에 대한 안전 요구 사항) 및 UN 38.3(운송 안전)은 심각한 상업용 또는 산업용 설치의 기준입니다.
• 배터리 관리 시스템(BMS) 품질: BMS는 셀 밸런싱, 열 관리, SOC(충전 상태) 추정 및 오류 보호를 관리합니다. 약한 BMS는 배포된 시스템의 조기 용량 감소 및 안전 사고의 가장 일반적인 원인입니다.
• 열 관리 설계: 능동형 액체 냉각은 셀을 최적의 15~35°C 작동 범위 내로 유지하여 특히 주변 온도가 높은 환경에서 수동 또는 공랭식 설계에 비해 사이클 수명을 20~40% 연장합니다.
• 확장성 및 모듈성: 에너지 수요 증가에 따라 시스템을 확장할 수 있습니까? 모듈식 아키텍처를 사용하면 전체 설치를 교체하지 않고도 용량을 추가할 수 있습니다. 이는 전체 수명 주기 경제성의 중요한 요소입니다.
• 통신 및 모니터링 프로토콜: CAN 버스, RS485/Modbus 및 클라우드 기반 모니터링 플랫폼을 지원하여 시스템이 기존 건물 관리 시스템(BMS) 및 에너지 관리 시스템(EMS)과 통합되도록 보장합니다.
• 보증 및 판매 후 지원: 용량 유지(일반적으로 10년 후 70~80%)와 자재 및 기술 결함을 모두 포함하는 의미 있는 보증은 제조업체가 제품 품질에 대한 신뢰를 갖고 있다는 신호입니다.

친환경 및 청정 에너지 저장 시스템이 재생 가능 통합을 지원하는 방법

태양광 발전과 풍력 발전의 간헐성은 모든 전력망에서 높은 재생 가능 보급률을 달성하는 데 있어 주요 기술적 장벽입니다. 친환경 청정 에너지 저장 시스템은 재생 에너지가 생성되는 시기와 실제로 필요한 시기 사이의 격차를 해소하여 가변 발전을 파견 및 제어 가능한 전력으로 전환합니다.

상업 시설의 태양광+저장 마이크로그리드를 생각해 보세요. 태양광 발전은 10:00~14:00 사이에 최고조에 달하지만 시설의 최고 수요는 17:00~20:00 사이에 발생합니다. 저장 공간이 없으면 잉여 정오 태양광은 낮은 공급율로 축소되거나 수출됩니다. 올바른 크기의 에너지 저장 솔루션을 사용하면 정오 발전을 캡처하여 저녁 피크 시간에 파견할 수 있습니다. 태양열 자체 소비량을 약 30%에서 70~85%로 증가 높은 공과금을 유발하는 저녁 수요 피크를 제거합니다.

그리드 규모에서 대형 배터리 에너지 저장 시스템은 이전에 가스 피커 플랜트를 통해서만 달성할 수 있었던 주파수 조절 서비스를 제공하여 유틸리티가 재생 에너지 보급률을 높일 수 있도록 합니다. 발전용량의 60~80% 그리드 안정성을 손상시키지 않고 — 여러 유럽 및 아시아 태평양 시장에서 이미 진행 중인 전환입니다.

새로운 에너지 솔루션: 모니터링할 가치가 있는 신기술

확립된 리튬 이온 및 플로우 배터리 범주 외에도 몇 가지 새로운 에너지 솔루션이 상업적 실행 가능성을 향해 발전하고 있으며 중기 에너지 저장 계획에 대한 관심이 필요합니다.

• 나트륨 이온 배터리: 나트륨은 풍부하고 저렴하며 저온(10% 미만의 용량 손실로 -20°C까지)에서 잘 작동하므로 나트륨 이온은 리튬 이온 성능이 저하되는 추운 기후 그리드 스토리지에 대한 강력한 후보가 됩니다. 2024년부터 상용화 속도가 빨라지고 있다.
• 전고체 배터리: 액체 전해질을 고체 세라믹 또는 폴리머 매체로 교체하면 더 높은 에너지 밀도(셀 수준에서 약 400~500Wh/kg)가 가능하고 열 안전성이 크게 향상됩니다. 초기 상업용 고체 전지가 EV 시장에 진입하고 있습니다. 고정식 저장 애플리케이션은 2027~2030년까지 뒤따를 것으로 예상됩니다.
• 철공기 배터리: 충전/방전 메커니즘으로 철 산화(녹) 및 환원을 사용합니다. 재료 비용이 거의 0에 가깝고 며칠 동안 보관할 수 있습니다. 그리드 규모에서 100시간의 방전 시간에 최적화되어 리튬 이온이 경제적으로 해결할 수 없는 격차를 해소합니다.
• 압축 공기 에너지 저장(CAES) 및 중력 저장: 화학 배터리 저장 비용이 많이 드는 대규모(GWh), 장기간(일~주) 애플리케이션에 적합한 기계적 에너지 저장 기술입니다.

2027년까지 대부분의 단기 배포의 경우 LFP 리튬 이온은 가장 성숙하고 비용 효율적이며 인증 가능한 에너지 저장 솔루션으로 남아 있습니다. . 신기술은 현재 주요 솔루션으로 의존하기보다는 향후 확장을 위한 파이프라인으로 가장 잘 추적됩니다.

에너지 저장 솔루션 선택을 위한 단계별 프레임워크

다음 프로세스는 모든 규모의 적용에 대해 에너지 저장 시스템을 평가하고 선택하기 위한 실용적이고 순차적인 접근 방식을 제공합니다.

1. 에너지 감사를 실시합니다: 최대 수요(kW), 총 소비량(kWh), 사용 시간 패턴을 포함하여 최소 12개월 간의 유틸리티 데이터를 수집합니다. 이는 모든 후속 결정의 사실 기반입니다.
2. 기본 가치 동인을 정의합니다. 자체 소비 최적화, 수요 요금 절감, 백업 전력, 그리드 서비스 수익 또는 규정 준수를 위해 시스템을 배포하고 있습니까? 각 동인은 서로 다른 크기 조정 방법을 나타냅니다.
3. 모델 시스템 경제성: 자본 비용, 운영 비용, 인센티브(ITC, MACRS 감가상각, 현지 리베이트), 예상 유틸리티 절감 또는 수익을 포함한 재무 모델을 실행하여 현실적인 투자 회수 기간과 내부 수익률(IRR)을 설정합니다.
4. 최종 후보 인증 기술: UL 1973, IEC 62619 및 해당 시장의 관련 그리드 상호 연결 인증(IEEE 1547, AS/NZS 4777 등)을 보유한 시스템으로 평가를 제한하십시오.
5. 실적에 따라 제조업체를 평가합니다. 비슷한 규모의 설치된 프로젝트에 대한 참조를 요청하고, 보증 조건을 주의 깊게 검토하고, 제조업체의 공급망 안정성과 애프터 서비스 능력을 평가하십시오.
6. 첫날부터 확장성을 계획하세요. 현재 요구 사항이 크지 않더라도 미래 요구 사항이 발전함에 따라 에너지 용량과 전력 출력 모두에서 확장할 수 있는 플랫폼을 선택하십시오.

넥스텐 소개

Nxten은 중국의 주요 에너지 허브에 전략적으로 위치하여 글로벌 신에너지 시장에 최적의 연결성을 제공합니다. 전문 에너지 저장 제조업체이자 친환경 및 청정 에너지 저장 시스템 공장인 Nxten의 팀은 국제 무역 규정 준수 및 국경 간 물류 솔루션 분야에서 탁월하여 다양한 규제 및 지리적 환경에서 고객에게 안정적인 배송을 보장합니다.

Nxten은 완전히 통합된 공급망을 운영하여 다음을 달성합니다. 생산 효율성 30% 향상 제조 전반에 걸쳐 Six Sigma 품질 표준을 유지합니다. 그 IATF 16949 인증 제조 시설 에너지 저장 애플리케이션의 내구성과 일관성에 대한 높은 기준을 설정하는 표준인 모든 제품에 걸쳐 자동차 등급 신뢰성을 보장합니다.

회사의 사내 R&D 센터는 다음을 준수하는 맞춤형 에너지 저장 솔루션을 제공합니다. UL 1973, IEC 62619 및 기타 주요 국제 인증을 통해 고객에게 북미, 유럽 및 아시아 태평양 시장의 규제 수용에 대한 확신을 제공합니다. 부품 제조부터 최종 제품 유통에 이르는 Nxten의 수직적 통합은 고객에게 단일 지점 책임과 사양부터 시운전까지 간소화된 프로젝트 실행을 제공합니다.

자주 묻는 질문