태양빛이 사라지고 바람이 마비되더라도 빛이 계속 빛나는 도시, 공장이 끊이지 않고 계속 울리는 도시를 상상해보세요.네트워크 에너지 저장 시스템하지만 이 시스템은 정확히 어떻게 작동할까요? 그리고 우리의 에너지 미래에 어떤 변화의 잠재력을 가지고 있을까요?
전력 저장소
에너지 저장 시스템 (ESS) 은 전기 저장소로서 기능합니다. 그들은 낮은 수요 기간 동안 에너지를 (전력 또는 재생 가능한 원천에서) 저장하고 필요할 때 방출합니다.다른 시간 프레임에 따라 다른 전력 요구 사항을 해결하는 것ESS는 네트워크 안정성을 유지하고 에너지 효율성을 향상시키는 데 중추적인 역할을 하며, 종종 경제적 이점을 높이기 위해 발전 시설과 함께 배치됩니다.
다양한 저장 기술: 다양한 해결책
현재 미국에서는 2022년 기준 총 생산 용량으로 순위를 매기는 5개의 1차 저장 기술이 상업용 애플리케이션을 지배하고 있습니다.
- 펌프 하이드로:가장 성숙한 대규모 기술인 펌프 수력 발전은 전기를 사용하여 수원을 다른 높이의 저수지 사이로 이동시켜 터빈을 통해 방출되면 전력을 생성합니다.
- 배터리 저장장치:급속도로 성장하는 리?? 이온 시스템은 전기 화학 반응을 통해 에너지를 저장하여 유연성을 제공하고 비용을 감소시킵니다.
- 태양열 저장장치:이 방법은 햇빛을 저장 가능한 열으로 변환하여 나중에 전기를 생산하는 데 사용됩니다. 태양 에너지의 간헐성을 해결합니다.
- 압축 공기:압력공기를 지하에 저장함으로써 이 기술은 터빈 생산을 통해 대규모 에너지 방출을 가능하게 합니다.
- 플라이 휠:이러한 고속 회전 시스템은 빠른 반응에 탁월하여 주파수 조절에 이상적입니다.
초전압기, 초전도 자기 저장장치, 수소 기반 시스템과 같은 신흥 기술은 유망한 발전을 보여준다.낮에 냉각 필요를 위해 얼음을 만들기 위해 피크가 아닌 시간에 전기를 사용하는.
용량 측정: 전력 대 에너지
저장 시스템은 두 가지 주요 측정에 의해 평가됩니다.
- 전력 용량:최대 순간 출력 (W, kW, MW 또는 GW로 측정)
- 에너지 용량:저장/보급 가능한 총 에너지 (Wh, kWh, MWh 또는 GWh로 측정)
미국 에너지 정보 관리 (EIA) 는 전력 용량에 따라 시스템을 분류합니다.
- 대용량:≥1 MW의 전력, 주로 전력 서비스용 전력 공급업체 소유
- 소규모:< 1 MW 용량, 일반적으로 태양광 설치를 가진 사용자 소유
2차 에너지원으로서, 저장 시스템은 충전 중에 충전하는 것보다 더 많은 전력을 소비합니다.EIA는 총 생산량 (실제 생산량) 및 순 생산량 (출력량 빼기 요금/운용 손실) 을 모두 보고합니다., 두 번 계산을 피하기 위해 순수 수치가 일반적으로 음수입니다.
미국 저장 환경 (2022)
| 기술 | 시설 | 전력 (MW) | 에너지 (MWh) | 총 생산량 (MWh) | 순생산 (MWh) |
|---|---|---|---|---|---|
| 펌프 수소 | 40-152 | 22,008 | 제1호 | 22,459,700 | -6,033,905 |
| 배터리 저장 | 403-429 | 8,842 | 11,105 | 2,913,805 | -539,294 |
| 태양 열 | 2-3 | 405 | 제1호 | 제1호 | 제1호 |
| 압축 공기 | 1 ~ 2 | 110 | 110 | 제1호 | 57 |
| 플라이 휠 | 4-5 | 47 | 17 | 제1호 | 0 |
펌프 수력 발전은 여전히 용량과 생산량에서 지배적 인 반면 배터리 저장소는 빠른 성장을 보여줍니다.
응용 과 이점
저장 시스템은 에너지 생태계 전반에 걸쳐 다양한 가치를 제공합니다.
- 그리드 안정성:공급과 수요의 변동에 대한 신속한 반응은 주파수와 전력 품질을 유지합니다.
- 부하 관리:최고 소비 시간대에서 비정상 소비 시간으로 전환하면 비용과 인프라 부담이 감소합니다.
- 재생 가능한 에너지 통합:풍력/태양의 간헐적 발전을 원활화하면 네트워크 호환성이 향상됩니다.
- 인프라 연기:고성장지역의 고가의 전력망 업그레이드 지연
- 백업 전력:기업 및 기관의 정전 중 중요한 공급
- 마이크로그리드 활성화독립 또는 하이브리드 에너지 시스템을 지원
애플리케이션은 두 가지 시간적 범주로 나뉘어 있습니다.
- 단기:주파수 조절을 위한 분량 반응
- 일주기:부하 관리에 필요한 시간 단위의 에너지 전환
기술 배포 프로파일
펌프 수소
미국의 40개의 펌프 수력 발전소 (총 22,008 MW) 는 주로 여름 냉각 수요를 충족시킵니다. 버지니아의 2,860 MW의 배스 카운티 시설은 이 분야를 선도합니다.5개 주가 전국 생산량의 61%를 보유하고 있습니다..
배터리 저장
유틸리티 규모의 배터리 시스템은 2022년까지 8,842 MW/11,105 MWh에 달했으며 그 해에만 4,807 MW가 추가되었습니다. 캘리포니아, 텍사스 및 플로리다는 용량의 83%를 보유하고 있습니다.리?? 이온은 효율성과 반응성으로 인해 우위를 점합니다., 207개 시설이 재생에너지 (대부분 태양광) 와 함께 위치하고 있습니다.
소용량 배터리
2021년 42개 주에서 1MW 이하의 시스템은 총 1,094MW에 달했으며, 그 중 71%는 누적 미터 태양광 설비와 연결되어 있습니다.
태양 열 저장소
운영 중인 두 개의 발전소 (450 MW 합) 는 애리조나주 280 MW의 솔라나 시설을 주도하여 녹은 소금 저장소를 사용합니다.
압축 공기
앨라배마의 110 MW의 맥인토시 공장은 천연가스 보충과 함께 소금 동굴 저장소를 사용하는 유일한 운영 시설로 남아 있습니다.
플라이 휠
4개의 운영 시스템 (총 47MW) 은 주파수 조절에 특화되어 있으며, 뉴욕/펜실베이니아는 40MW의 용량을 보유하고 있습니다.
미래 전망
저장 파이프 라인은 특히 배터리 분야에서 눈에 띄는 성장을 나타냅니다.
- 222026년까지 계획된 새로운 배터리 용량 255 MW
- 13881 MW는 태양광 프로젝트와 공동으로 배치되었습니다.
- 텍사스에서 317MW 압축 공기 프로젝트 진행 중
성장 동력은 재생 가능 에너지 확장, 국가 인센티브 및 시장 구조의 변화입니다. 현재 EIA에 새로운 펌프 수력 또는 플라이 휠 프로젝트가 보고되지 않지만 FERC는 2개를 나열합니다.672 MW의 수력 프로젝트 47개21개 주에서 960MW의 예비 허가 단계입니다.
비용의 감소와 기술의 성숙에 따라 에너지 저장소는 점점 더 탄력적이고 재생 가능한 전력망의 초석이 될 것입니다.미래 세대를 위한 보다 효율적인 에너지 시스템.
