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2016 | Vol.1

구축사례
글 | LG엔시스 컨버전스사업팀 김한주 대리(hjkim0737@lgnsys.com)

대한민국의 섬 지역에서는 대부분 소규모 디젤 발전기를 이용해 전력을 생산하는데, 디젤 발전은 생산비용이 높은 편이고 발전기를 돌리면서 발생하는 매연, 미세먼지 등은 환경오염을 일으키는 원인이 되기도 한다.

최근 환경보호에 대한 관심이 증가하면서 세계 각국에서 신재생 에너지 정책 수립 및 인센티브 제도를 통한 에너지자립섬 구축을 추진하고 있다. 우리나라에서도 산업통상자원부 주관으로 전국 63개 도서에 ESS를 결합한 에너지자립섬 구축을 진행하고 있다.

사업 추진 배경

충남 홍성군 앞바다에 위치한 죽도는 면적 15만여㎡에 31가구, 70여명의 주민이 거주하고 있는 작은 섬이다. 이 섬에서는 각 가정 및 담수설비에 공급하는 전력을 모두 디젤발전을 통해 생산했기 때문에 많은 비용이 소요되었고, 매연과 소음 등으로 인해 주민들이 큰 불편을 겪고 있었다. 이에 홍성군청은 이러한 문제를 해결하기 위해 친환경 신재생 에너지를 생산하는 태양광 발전설비 및 풍력발전기, 전력을 저장하는 에너지 저장장치(ESS)를 구축해 죽도를 에너지자립섬으로 만드는 이번 사업을 추진하게 되었다.

ESS(Energy Storage System)

발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해주는 저장장치를 말한다. 저장된 전기를 활용해 피크 전력을 저감해 사용요금을 절감하거나, 풍력/태양광 등 신재생 에너지에서 생산되는 전력의 불안정한 주파수를 조정해 안정적인 전력 운영을 가능하게 한다. ESS는 크게 전력을 저장하는 배터리와 배터리에서 나오는 DC전류를 AC전류로 변환해 주는 PCS(Power Conditioning System), PCS와 배터리의 상태 모니터링 및 제어 기능을 수행하는 EMS(Energy Management System)로 구성된다.

구축내용

LG엔시스는 이번 사업에서 태양광 및 풍력발전을 통해 생산되는 전력 중 남는 전력을 저장해 두는 ESS 구축을 담당했다. UPS/ESS 분야 리튬이온 배터리 국내 최다 구축을 통해 그 동안 쌓아온 엔지니어링 역량과 노하우를 바탕으로 LG화학이 생산하는 리튬이온 배터리 280개와 BSC(Battery Section Controller), BPU(Battery Protection Unit) 등 Full Package로 총 900kWh 규모의 ESS를 구축했다.

배터리 특장점

• 높은 안정성
한전 FR사업 등 국내에서 진행된 ESS 사업을 통해 성능 및 안정성이 검증되고, 공신력 있는 전문기관에서 최고 등급 평가를 받는 LG화학 리튬이온 배터리 Cell을 적용해 안정성을 보장한다.

  • ▲ 글로벌 시장조사업체 Navigant Research가 Stationary Energy Storage용 축전지 업체를 분석한 결과. LG화학이 LEADER 세그먼트(Rank 1)에 속해있다. (출처 : Navigant Research. 2015)

• 환경 보호
RoHS(유해물질 규제), EuP(친환경 설계지침 의무적용)를 준수하고 인체 및 환경에 유해한 물질(납, 황산, 수은 등)을 사용하지 않은 친환경 제품으로 환경오염을 방지할 수 있다.

구축결과 및 기대효과

• 안정적인 전력 공급
에너지자립섬 구축 후 죽도에서는 태양광 및 풍력 발전을 통해 하루 1,120㎾h 규모의 전력을 생산한다. 이 중 마을에 800㎾h 가량을 공급하고, 남는 전력을 자사가 구축한 900㎾h 규모의 ESS에 저장해 두었다가 태양광 및 풍력 발전을 할 수 없는 기상 환경에서도 최대 24시간 동안 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.

• 편리하고 안정적인 운영 환경
LG화학의 BSC를 통해 배터리 각 단계(전체 시스템 -> 랙 단위 -> 모듈 단위)에 따른 상태 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 예정된 스케줄에 충·방전을 진행하도록 함으로써 불필요한 전력사용을 최소화 할 수 있게 되었다. 또한 시스템 이상 또는 이벤트 발생 시 죽도 발전소 관리자 및 LG엔시스 담당자에게 바로 정보가 전송되어 신속하게 원인을 파악하고 문제를 해결함으로써 24시간 365일 안정적으로 운영할 수 있다.