세계가 점점 더 재생에너지를 받아들이게 되면서,통합 태양광, 저장 및 충전 솔루션(종종 "태양광 저장 충전"이라고도 함)은 태양 에너지를 효과적으로 활용, 저장 및 활용하는 데 필수적입니다.. 이 블로그에서는 GREEN POWER 통합 태양광, 저장 및 충전 시스템에 대한 사례 연구를 사용하여 이러한 솔루션의 기본 원리, 관련 구성 요소 및 일반적인 응용 프로그램을 살펴보겠습니다.
일반적인 응용 분야
통합 태양광 저장 충전 시스템의 가장 일반적인 응용 분야 중 하나는 지역 사회 규모의 태양 광 프로젝트입니다. 예를 들어, 카운티 전체의 태양광 발전 계획에서는 거리나 마을 광장과 같은 공동 구역에 태양광 간이 차고를 건설하는 것이 일반적입니다. 이러한 간이 차고에는 태양광 패널, 축전지, 전기 자동차(EV)용 충전소가 갖추어져 있습니다.
약 320평방미터의 면적에 20개의 표준 주차 공간을 갖춘 태양열 간이 차고를 상상해 보세요. 간이 차고 자체는 태양광 패널을 수용하기 위해 500평방미터로 확장됩니다. 550W 패널 약 200개(각 패널당 약 2.5㎡)를 설치하면 전체 태양광 발전 용량은 110kW에 달할 수 있다.
이러한 시스템을 설계할 때는 축전지 구성이 중요합니다. 공간 제약이 있을 경우 공간을 최소화하기 위해 분산형 스토리지 캐비닛 설계가 선호되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 0.5C에서 방전하는 100kW/209kWh 저장 시스템을 구현하면 최대 부하에서 약 1.8시간 동안 100kW의 전력을 공급할 수 있습니다. 리튬인산철(LiFePO4) 배터리는 높은 전력 밀도와 안전 기능으로 인해 일반적으로 이러한 목적으로 사용됩니다.
충전소는 분할 본체 설계로 구성할 수 있어 변압기 및 저장 시스템의 특정 전력 출력에 따라 유연성을 제공합니다. 프로젝트의 필요에 따라 AC 및 DC 충전소가 모두 호환됩니다.
태양광 발전 충전 시스템의 원리와 구성요소
통합 태양광 저장 충전 시스템은 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.
1. **태양광 패널**:결정질 실리콘으로 제작된 이 패널은 태양 에너지를 전기로 변환합니다. 비, 우박, 바람 등 다양한 기상 조건을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 패널은 원하는 전력 출력을 충족하기 위해 직렬 및 병렬 구성으로 연결될 수 있습니다.
2. **계통 연결형 인버터**:이 장치는 태양광 패널에서 생성된 직류(DC)를 그리드 요구 사항을 충족하는 교류(AC)로 변환합니다.
3. **에너지 저장 시스템(ESS)**:여기에는 태양광 패널에서 생성된 잉여 전력을 저장하는 축전지가 포함됩니다. 이 예에서는 안전성과 효율성으로 유명한 209kWh LiFePO4 배터리 시스템이 사용되었습니다.
4. **전력 변환 시스템(PCS)**:PCS는 축전지의 충전 및 방전을 제어하고 DC와 AC 간의 변환을 관리합니다. 배터리 관리 시스템(BMS)과 통신하여 배터리가 안전하게 충전 및 방전되도록 합니다.
5. **AC 배전 캐비닛**:이 캐비닛은 인버터와 PCS를 그리드에 연결하고 회로 차단기, 서지 보호기, 계량 시스템과 같은 다양한 보호 장치를 통합합니다.
6. **충전소**:이러한 스테이션은 시스템의 부하 역할을 하여 전기 자동차에 전력을 공급합니다. AC 및 DC 충전 옵션을 통해 프로젝트의 특정 요구 사항에 맞게 맞춤화할 수 있습니다.
7. **모니터링 시스템**:종합 모니터링 시스템은 태양광 패널, ESS, 충전소에서 데이터를 수집하여 클라우드 기반 관리 플랫폼에 업로드합니다. 이를 통해 전체 시스템을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있습니다.
시스템 설계 및 통합
통합 태양광 저장 충전 시스템의 전체 설계에는 몇 가지 중요한 단계가 포함됩니다.
1. **태양광 발전 시스템 설계**:이 예에서 태양광 패널은 110kWp를 생산하도록 구성되었으며 사용 가능한 간이 차고 공간에 따라 조정할 수 있는 옵션이 있습니다. 인버터의 크기는 110kW 장치 1개 또는 50kW 장치 2개로 구성됩니다.
2. **에너지 저장 시스템 설계**:스토리지 시스템은 보다 유연하고 다양한 용량 옵션을 제공하는 분산형 "올인원" 설계를 사용합니다. 예를 들어, ENSE 209KWH-2H1 스마트 스토리지 캐비닛은 209kWh 배터리와 100kW PCS를 단일 인클로저에 통합합니다.
3. **충전소 구성**:충전소는 시스템 내의 전기 부하로 간주됩니다. 구성은 변압기의 사용 가능한 용량에 따라 다릅니다. 스토리지 시스템이 충전소에 전원을 공급하는 일을 전적으로 담당하는 경우 이에 따라 PCS의 크기를 조정해야 합니다. 확장 가능한 솔루션에는 병렬로 작동하는 여러 100kW PCS 장치가 포함될 수 있습니다.
4. **제어 및 모니터링 시스템**:시스템은 BMS, 화재 안전, HVAC, 모니터링 및 에너지 관리 시스템(EMS)을 통합하는 중앙 집중식 컨트롤러를 통해 관리됩니다. 모니터링 시스템은 태양광 패널, 저장 장치, 충전소를 포함한 모든 구성 요소가 최적으로 작동하는지 확인합니다.
시스템 운영 로직
통합 태양광 저장 충전 시스템의 작동은 태양광 발전과 충전소 부하 간의 관계에 따라 결정됩니다.
- **태양광 출력 ≤ 충전 부하일 때**:모든 태양광 발전 전력은 차량 충전에 사용되며, 부족한 전력은 그리드를 통해 보충됩니다.
- **태양광 출력 > 충전 부하인 경우**:잉여 전력은 배터리에 저장되며, 전력 가격이 가장 높은 기간에 방전하여 비용을 최적화할 수 있습니다.
자세한 구성 요소 분석
시스템에 사용되는 구성 요소에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
태양광 패널
이 프로젝트에서 태양광 패널은 기존 단결정 모듈로, 각각의 면적은 2.5제곱미터이고 정격 전력은 550W입니다. 총 520㎡의 면적에 200개의 패널을 설치해 총 110kW의 출력을 제공한다. 하루 평균 3.2시간의 최대 전력을 생산하는 이 시스템은 연간 약 120,000kWh를 생산할 것으로 예상됩니다.
그리드 연결형 인버터
인버터는 태양광 발전 시스템에서 중요한 요소로, 태양광 패널의 DC 전력을 AC 전력으로 변환합니다. 선택한 모델은 이 프로젝트의 특정 요구 사항을 충족하도록 설계된 110kW 인버터입니다.
에너지 저장 시스템
ESS는 나중에 사용할 수 있도록 잉여 태양광 발전을 저장하는 핵심 구성 요소입니다. ENSE 209KWH-2H1 스마트 스토리지 캐비닛은 209kWh LiFePO4 배터리와 100kW PCS를 통합하여 효율적인 전력 관리를 가능하게 합니다.
배터리 관리 시스템(BMS)
BMS는 배터리의 전압, 전류, 온도를 모니터링하여 안전하고 효율적인 작동을 보장합니다. 또한 충전 및 방전 프로세스를 관리하여 배터리 수명을 연장하고 시스템 안정성을 유지합니다.
충전소
이 프로젝트의 충전소에는 7kW AC 장치와 60kW DC 장치의 조합이 포함되어 충전 옵션의 유연성을 제공합니다. 스테이션에는 카드 긁기, 모바일 결제 등 사용자 상호 작용을 위한 다양한 인터페이스가 장착되어 있습니다.
모니터링 시스템
GREEN POWER의 SEM(Smart Energy Manager)은 현지화된 에너지 관리 허브 역할을 하여 실시간 데이터 모니터링 및 상위 EMS 장치와의 통합이 가능합니다. 이 시스템은 원격 모니터링 및 제어를 지원하여 시스템 성능에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
결론
GREEN POWER의 통합 태양광 저장 충전 솔루션은 재생 가능 에너지 관리에 대한 포괄적인 접근 방식을 제공합니다. 태양광 발전, 에너지 저장 및 EV 충전을 하나의 응집력 있는 시스템으로 결합함으로써 이러한 솔루션은 증가하는 청정 에너지 수요를 충족할 수 있는 유연하고 확장 가능한 방법을 제공합니다. 지역사회 프로젝트이든 대규모 설치이든 GREEN POWER의 시스템은 에너지 사용을 최적화하고 비용을 절감하며 지속 가능성을 촉진하도록 설계되었습니다.
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게시 시간: 2024년 9월 1일
