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기존 PV 어레이에 배터리 에너지 저장 장치를 설치하여 얻은 교훈
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기존 PV 어레이에 배터리 에너지 저장 장치를 설치하여 얻은 교훈

Nov 23, 2023

기존 PV 어레이에 배터리 에너지를 개조하는 것이 타당한 이유와 이를 실제로 수행한 주요 유틸리티에서 설명하는 극복해야 할 과제는 무엇입니까?

기사 | 알렌콘 시스템즈

태양광 플러스 저장. 대체 에너지 사업뿐만 아니라 에너지 사업에 종사하고 있다면 매일 듣게 될 용어입니다. 어쩌면 하루에 여러 번일 수도 있습니다. 배터리를 태양광과 결합하기 위한 한 가지 논리적 목표는 눈에 잘 띄지 않는 곳에 숨어 있습니다. 바로 이미 설치된 기가와트의 PV 자원입니다. 노스캐롤라이나에 본사를 둔 미국 최대 전력회사 중 하나인 Duke Energy는 이러한 기회를 활용하려고 합니다. Duke는 미래에 더 많은 작업을 수행할 목적으로 기존 PV 어레이 중 일부에 에너지 저장 장치를 설치했습니다.

이 기사에서는 노스캐롤라이나 주 샬럿에 위치한 Duke Energy의 비즈니스 개발 담당 Tom Fenimore와 함께 이러한 노력을 통해 얻은 교훈을 풀어냅니다. Fenimore는 Duke를 위해 이러한 여러 노력을 주도해 왔으며 업계의 이익을 보다 광범위하게 위해 그러한 프로젝트를 실행한 경험을 공유하기로 결정했습니다. 이러한 지식에는 기존 PV 발전소에 스토리지를 설치하기 위한 인센티브와 그렇게 할 때 알아야 할 실용적, 기술적 과제(및 이러한 과제에 대한 일부 솔루션!)가 포함됩니다.

웹사이트에 따르면 2020년 말까지 Duke Energy는 발전 포트폴리오에 15GW 이상의 재생 에너지를 보유하게 될 것이며, 그 중 주요 부분에는 물론 태양광도 포함됩니다.

"더 많은 재생 가능 에너지가 회로에 추가됨에 따라 전압 및 주파수 안정화를 제공해야 하는 필요성에서 해당 회로를 최적화해야 할 필요성이 증가할 것입니다. 이를 수행하는 가장 쉬운 방법 중 하나는 에너지 저장 장치를 활용하고 해당 저장 장치가 상호 작용할 수 있도록 하는 것입니다. Fenimore는 태양열과 관련하여 "그리드 안정성을 제공하는 것은 규제 대상 유틸리티로서 우리 헌장의 명시적인 부분입니다."라고 설명합니다.

Duke Energy의 규제 서비스 지역 중 가장 큰 부분은 노스캐롤라이나 주입니다. 노스캐롤라이나는 태양광 PV 설치 측면에서 캘리포니아에 이어 미국에서 두 번째입니다. 노스캐롤라이나와 캘리포니아의 주요 차이점 중 하나는 옥상 태양광이 노스캐롤라이나의 태양광 설치에서 매우 작은 부분이라는 것입니다. 즉, PV 발전소는 일반적으로 더 큰 지상 장착형 시스템입니다. 이는 각 PV 설치가 특정 배전 또는 송전 회로의 전력에 더 큰 기여를 한다는 것을 의미합니다.

기존 PV 자산에 스토리지를 추가하려는 경우 Duke Energy와 같은 시스템 소유자에게는 AC 또는 DC 커플링이라는 두 가지 옵션이 있습니다. 태양광과 에너지 저장 장치의 AC 결합은 태양광 패널과 배터리가 인버터의 AC 측, 즉 "인버터 뒤"에 연결될 때 달성됩니다. 이와 대조적으로 DC 결합 토폴로지에서는 태양광 발전과 저장 장치가 인버터의 DC 측, 즉 "인버터 앞"에 연결됩니다.

다양한 태양광 및 저장 장치 응용 분야에 AC 또는 DC 결합 방식을 사용해야 할 타당한 이유가 있을 수 있지만, 기존 PV 시스템에 저장 장치를 설치할 때 Fenimore 씨는 DC 결합이 AC 결합에 몇 가지 매우 강력한 이점을 제공한다고 믿습니다.

기존 PV 발전소에 스토리지를 통합하기 위한 기술로서 DC 커플링이 제공하는 주요 이점 중 하나는 계속 증가하는 DC:AC 비율 추세를 활용할 수 있는 기회입니다. DC:AC 비율은 인버터의 AC 명판을 기준으로 설치된 PV 패널의 양을 나타내며, 이는 배전망에 대한 AC 상호 연결의 크기에 따라 결정됩니다.

최근에는 PV 패널의 가격 하락과 인버터 기술의 향상으로 인해 DC:AC 비율이 높아지는 추세입니다. 몇 년 전, PV 발전소는 일반적으로 1.05~1.1 사이의 적당한 DC:AC 비율로 설계되었습니다. 방금 설명한 요소를 바탕으로 최근에는 대규모 태양광 발전소의 DC:AC 비율이 1.5에서 1.8 DC:AC로 증가했습니다. 플랜트의 정격 AC 용량에 비해 PV의 두 배에 달하는 DC 오버빌드를 처리할 수 있는 일부 PV 인버터도 있습니다. 이 최근 기사에서 DC:AC 비율 고려 사항에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.