산업용, 상업용 및 가정용 애플리케이션을 위한 전력 시스템의 기본 구성은 수십년에 걸쳐 거의 바뀌지 않았습니다. 하지만 이제 혁신적인 신기술인 하이브리드화 및 전력 변환은 곧 큰 변화를 가져올 것입니다. 더불어 이러한 신기술을 적용하면 상당한 이점을 얻게 될 것입니다.
에너지는 값이 비쌀 뿐만 아니라 앞으로도 에너지 비용이 지속적으로 상승할 것이라는 조짐이 계속 나타나고 있습니다. 당연한 일일지 모르지만 여러 사업체에서는 이러한 에너지 비용을 관리하고 이상적으로 절감할 수 있는 방법을 찾기 위해 점차 많은 노력을 기울이고 있습니다. 확실한 접근 방식은 자체 공정의 효율을 개선하여 에너지 소비를 줄이는 방식입니다. 이러한 접근 방식은 환경을 보호하는 데 도움이 된다는 측면에서 특히 합리적이면서도 칭찬할 많지만 제약이 많은 것 또한 사실입니다. 하지만 실제적으로 공정의 에너지 효율을 더 이상 개선할 수 없는 시점에 도달할 것입니다. 그 후에는 어떻게 해야 할까요?
에너지 사용량을 줄일 수 없다면 에너지 비용을 줄일 수 있는 유일한 옵션은 더 낮은 가격의 에너지를 찾는 방법입니다. 에너지 공공사업이 (적어도 직접적으로) 그다지 도움이 안되고 더욱 창의적인 솔루션이 필요하다고 솔직히 얘기해봅시다. 그렇다면 유일한 솔루션은 하이브리드화입니다.
하지만 하이브리드화란 무엇인가? 여기에서 하이브리드화의 가장 일반적인 의미는 2개 이상의 독립된 에너지원에 접근 가능한 전력 시스템입니다. 이 정의에서 독립이라는 단어가 중요한데, 공공사업자의 변전소 2곳 중 어느 한 곳 이상에서만 전력을 공급받을 수 있는 전력 시스템은 전국 단위 전력망이라는 동일한 에너지원에 둘 다 연결되어 있기 때문에 하이브리드 시스템에 적합하지 않습니다. 하지만 전력망에서도 전력을 공급받을 수 있고 예를 들어, 태양열 패널 설비에서도 전력을 공급받을 수 있는 전력 시스템은 하이브리드 시스템으로 정의됩니다.
이는 실제로 매우 좋은 예시입니다. 산업용 또는 상업용 전력 시스템에 태양열 전력과 같은 재생 가능 에너지원을 추가하면 유용한 비용 절감을 기대할 수 있지만 에너지 저장장치(대부분의 경우 배터리 형태) 또한 추가하면 하이브리드화를 통해 비용을 추가로 절감할 수 있을 뿐만 아니라 전력 시스템을 다용도로 운전할 수 있습니다.
대체로 하이브리드 전력 솔루션은 "BTM(Behind The Meter)" 애플리케이션에 사용되며, 그 좋은 예가 피크 수요 감축입니다. 공장의 최대 부하를 안전하게 공급할 수 있도록 공장용 전력 시스템을 설계해야 함은 자명한 사실입니다. 하지만 이러한 최대 전력 수요는 대체로 1주에 몇 시간 안되는 등 단속적일 가능성이 높습니다. 이는 대부분의 시간 동안 플랜트에 전력을 공급하는 전력변압기가 최대 성능 미만으로 작동하고 있음을 의미합니다.
이제 에너지 저장장치를 도입한 하이브리드 전력 시스템을 갖춘 공장을 생각해보십시오. 매우 값비싼 전력변압기는 이제 최대 부하 기간 동안 배터리에 그 전력차의 해결을 맡기고 피크 부하 대신 평균 부하에 대처하기만 하면 됩니다. 이것이 바로 피크 수요 감축이며, 또 하나의 큰 장점이 있습니다.
수많은 산업용 및 상업용 전력공급업체는 "최대 수요" 요율을 기준으로 과금하며, 이는 공공사업자가 에너지 사용자의 실제 에너지 소비량뿐만 아니라 에너지 공급 시스템에 적용된 최대 부하를 기준으로도 과금한다는 의미입니다. 공공사업자는 피크 수요에 대처할 수 있어야 하지만 이러한 상황이 자주 발생하는 것은 아니기 때문에 이러한 추가적인 과금은 누구도 원치 않을 뿐만 아니라 공정하지도 않습니다. 피크 수요 감축 덕분에 에너지 사용자는 피크 에너지 수요 중 일부를 배터리에서 공급받음으로써 전력망에서 공급받는 최대 전력 필요량을 제한할 수 있습니다. 이는 최대 수요 기반 과금 감소로 직접 이어집니다.
실제로 위에서 설명한 피크 수요 감축은 에너지 저장장치를 갖춘 하이브리드 전력 시스템이 제공할 수 있는 수많은 장점 중 하나일 뿐입니다. 또 하나의 매력적인 옵션은 배터리를 사용하여 에너지 가격이 낮을 때 공급 시스템에서 공급받은 에너지를 저장했다가 에너지 가격이 가장 높을 때(대체로 16:00에서 19:00 사이) 저장된 에너지를 사용하는 것입니다. 이는 또 다른 형태의 피크 수요 감축으로 간주할 수 있으며, 에너지 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 일부 하이브리드 전력 시스템에서 제공하는 또 다른 기능으로는 요청 시 무효 전력을 생성할 수 있는 기능이 있습니다. 이 기능은 현장의 역률을 개선하는 데 사용할 수 있으며, 결과적으로 에너지와 비용을 둘 다 절감할 수 있습니다.
태양열 및 풍력과 같이 조절 불가능한 에너지원이 포함된 전력 시스템을 위해 하이브리드 전력 시스템은 탄소 발자국 감소 및 지속가능성과 같은 엄청난 장점을 제공합니다. 하이브리드화는 석탄 및 가스 발전소와 같은 탄소 배출 에너지원의 비용으로 단속적인 재생 가능 에너지원의 전력 변동을 보상함으로써 에너지 혼용 시 재생 가능 에너지의 비율을 높일 수 있습니다. 에너지 공급과 수요의 균형을 계속해서 유지하면 전압 및 주파수 변동을 피할 수 있고, 소비자에게 탁월한 전압 품질을 제공할 수 있습니다.
에너지 저장장치를 갖춘 하이브리드 전력 시스템은 변압기와 같은 장비에 대한 자본 지출을 줄일 수 있고, 최대 수요를 감축하고 역률을 개선하며 피크 수준의 에너지 사용을 줄이는 등 다양한 장점을 통해 에너지 비용을 절감할 수 있습니다. 배터리는 전국 단위 전력망 고장으로 전력을 공급받을 수 없더라도 플랜트에 계속해서 전력을 공급할 수 있습니다. 이러한 경우에 하이브리드 시스템은 무중단 전력 공급(UPS) 설비로서 효과적인 운전이 가능하며, 매우 중요하거나 민감한 부하를 공급하기 위해 별도의 UPS 설비를 운전할 필요가 없는 경우도 일부 있습니다.
하이브리드 전력 시스템이 제공하는 또 하나의 매우 유용한 옵션은 배터리, 태양열 패널 또는 기타 지역 전력원의 에너지를 전력망에 다시 공급할 수 있는 기능입니다. 이러한 에너지에 대한 공공사업자의 보상은 에너지 비용을 추가적으로 줄이는 데 매우 효과적인 방법입니다! 또한 하이브리드 전력 시스템은 전력망 공급 및 수요의 균형에 도움을 주기 위해 FFR(Firm Frequency Response)과 같은 서비스를 제공함으로써 전력망 사업자로부터 더 많은 수익을 얻어낼 수 있습니다.
현재까지는 다행스럽게도 하이브리드 에너지 시스템이 상당히 매력적인 것으로 보이지만 이를 구현하는 데 필요한 기술은 어떤 상황일까요? 다행히도 모두 준비되어 있습니다.
최근 몇 년간 에너지 저장장치로 사용되는 배터리와 관련하여 큰 발전이 있었고, 리튬 이온 기술은 현재 가장 각광받는 옵션이며, 이는 특히 짧은 기간에 신속히 반응해야 하는 요건에 가장 적합합니다. 엘론 머스크는 호주에 이러한 유형의 100 MW 배터리 생산 설비를 구축하고 양산에 들어갔지만 대부분의 하이브리드 전력 시스템 사용자는 훨씬 더 차분하게 긴 시간을 기다려야 할 것입니다. 이러한 사용자는 다른 유형의 배터리, 예를 들어 최대 4시간 동안 작동할 수 있는 플로우 배터리로 그 수요를 충족할 방법을 찾을 수도 있습니다.
하지만 태양열 패널과 같은 일부 재생 가능 에너지원과 배터리는 직류 전력을 생산하는 반면 전국 단위 전력망과 거의 모든 산업용 및 상업용 전력 시스템을 교류 전력을 필요로 합니다. 다시 말하지만 다행스럽게도 솔루션은 이미 준비되어 있습니다. 처음 들었을 때 좀 놀랄 수는 있지만 바로 표준 인버터를 사용하는 방법인데, 이는 가변속 드라이브의 형태로 더 잘 알려져 있습니다. 가변속 드라이브 형태의 인버터는 공급 주파수에서 교류 전력을 공급받아 이를 직류(소위 DC 링크)로 변환한 다음 모터를 제어하는데 필요한 주파수에서 직류를 다시 교류로 변환합니다.
하지만 DC 링크는 그 전력원과 관계 없이 작동하므로, 배터리나 태양열 패널에서 균등하게 공급받을 수 있으며 정확히 일치시킬 수 있고 전력망에 동기화할 수 있는 주파수에서 직류를 교류로 변환합니다. 하이브리드 전력 시스템 애플리케이션에서 사용하는 인버터는 완전한 양방향성을 갖고 있으므로 전력망에서 전력을 공급받아 배터리를 충전할 수도 있습니다.
처음에는 하이브리드 애플리케이션에 필요한 인버터 하드웨어가 가변속 드라이브에 사용되는 하드웨어와 다소 달라야 할 것 같았지만 결과적으로는 그렇지 않습니다. 하이브리드 전력 시스템을 위한 댄포스 인버터는 가변속 드라이브 애플리케이션과 완전히 동일한 하드웨어를 사용하며, 내장 소프트웨어는 예상대로 각기 다른 기능을 제공하도록 설계됩니다. 하이브리드 애플리케이션이 사실상 전 세계 수천 종의 가변속 드라이브 애플리케이션을 대상으로 엄격히 테스트되고 검증된 제품을 사용한다는 의미이므로 이러한 하드웨어 공통성은 큰 장점 중 하나입니다.
하지만 신뢰할 수 있고 효율적인 하이브리드 전력 시스템의 설계 및 구현을 일부 표준형 기성 구성품을 구입하고 설치 지침을 준수하는 문제와 같이 단순하게 생각해서는 안 됩니다. 시스템 최적화를 위해서는 전문성이 필요하며, 하이브리드 시스템 투자에 관해 고민하는 사람은 이와 같이 상대적으로 새로운 기술 영역에서 전문성이 검증된 공급업체의 도움을 받아야 합니다. 댄포스가 바로 여기에 적합한 공급업체이며, 전력망에 연결되는 모든 하이브리드 솔루션의 필수 요건인 국제 전력망 코드에 부합하는 하이브리드 솔루션을 제공합니다. 당사의 장비는 이미 그 가치가 입증되었으며, 수 백 대의 하이브리드 전력 시스템에 엄청난 절감을 제공하고 있습니다.
소위 혁신적인 기술은 최근에 주목을 많이 받고 있지만 모든 기술에 이러한 별칭을 붙일 수는 없고 한 마디로 별칭에 겉맞는 가치가 있기 때문에 이러한 별칭을 붙일 수 있습니다. 그 중에서도 가장 혁신적인 기술이 바로 하이브리드화입니다. 하이브리드 전력 시스템은 지금까지 우리가 봐왔고 존재해왔던 시스템과는 완전히 다르며, 비용 절감 및 환경에 미치는 영향 감소 측면에서 매우 큰 장점을 제공할 수 있습니다.
사실 하이브리드화의 장점이 너무나 크고 많기 때문에 미래를 앞당겼다고 해도 과언이 아니며, 가까운 미래에 하이브리드 전력 시스템이 지배적일 것입니다. 하지만 기다릴 필요가 없습니다. 지금 당장 하이브리드화의 장점을 경험할 수 있는데 망설일 이유가 있습니까? 하이브리드 전문성이 입증된 선도적인 인버터 기술 전문가에게 지금 바로 문의하십시오.