플랜트엔지니어링 동향
LS일렉트릭, 에너지저장장치(ESS) 배터리 과열 현상을 원천적으로 막을 수 있는 솔루션을 개발
기자재
작성자
YO&FUTURE
작성일
2024-06-12 11:23
조회
29
매경(2020.928)기사에 의하면 LS일렉트릭이 에너지저장장치(ESS) 화재 원인으로 꼽히는 배터리 과열 현상을 원천적으로 막을 수 있는 솔루션을 개발했다고 보도했습니다.
태양광 PV나 풍력발전은 자연에 의존하는 에너지로 기후변화에 발전량이 변하고 특히 PV 모듈은 야간에는 발전이 불가능하여 늘 이를 Back-up하는 전원확보가 약점이었는데 2차 전지 기술 발달로 ESS가 이런 RE의 약점을 보완하고 분산전원용으로 GRID 계통안정용으로 많이 설치되다가, 최근 화재가 발생하여 시장이 오랫동안 침체되었는데 다시 ESS 시장을 촉진시키는 계기가 되기를 기대합니다.
LS일렉트릭은 광기술을 활용해 실시간으로 온도를 측정한 뒤 일정 수준 이상 과열이 발생하면 ESS 가동을 중단하는 BTS(Battery Temperature Sensing)를 개발했는데 기존에도 배터리 온도를 측정해왔지만 일정 온도가 넘어가면 모듈 손상이 발생해 명확한 과열 원인을 파악하지 못했지만 BTS는 모듈을 구성하는 셀 단위 온도까지 측정이 가능합니다.
기존 ESS 화재 관련 연구에 따르면 리튬이온 배터리는 섭씨 40도를 기점으로 성능에 문제가 생기기 시작해 60도를 넘으면 부풀어 오르게 되고 150도 이상부터는 가스가 발생하고 이 상태가 30분 이상 지속되면 발화하고 부풀어 오르는 단계에 진입하게 되면 이미 배터리는 손상돼 재사용이 불가능해지는데,
BTS는 배터리가 정상적으로 작동하는 최적의 설정 온도(25도)를 기준으로 모니터링을 시작하여 이후 이상 징후를 보이는 40도 직전부터 `알람` 및 `위험` 경고를 한 뒤 운영 시스템을 강제 정지시켜 과열에 따른 화재는 물론이고 배터리 손상도 막는 원리입니다.
특히 BTS는 ESS 효율운전을 가능케 해 고객 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. ESS 효율운전을 위한 온도 기준은 20~30도로, 이 구간에서 1도 차이만 발생해도 효율이 급격히 떨어지는데 BTS는 이러한 미세온도 변화까지 감지해 ESS 운전 성능을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 과열로 ESS 중단 시 고객 요청에 따라 원격으로 냉방·공조 시스템을 즉시 가동시켜 신속한 운전 재개가 가능합니다. 진행중인 현장 실증운용에서 좋은 결과를 기대합니다.
<끝>
태양광 PV나 풍력발전은 자연에 의존하는 에너지로 기후변화에 발전량이 변하고 특히 PV 모듈은 야간에는 발전이 불가능하여 늘 이를 Back-up하는 전원확보가 약점이었는데 2차 전지 기술 발달로 ESS가 이런 RE의 약점을 보완하고 분산전원용으로 GRID 계통안정용으로 많이 설치되다가, 최근 화재가 발생하여 시장이 오랫동안 침체되었는데 다시 ESS 시장을 촉진시키는 계기가 되기를 기대합니다.
LS일렉트릭은 광기술을 활용해 실시간으로 온도를 측정한 뒤 일정 수준 이상 과열이 발생하면 ESS 가동을 중단하는 BTS(Battery Temperature Sensing)를 개발했는데 기존에도 배터리 온도를 측정해왔지만 일정 온도가 넘어가면 모듈 손상이 발생해 명확한 과열 원인을 파악하지 못했지만 BTS는 모듈을 구성하는 셀 단위 온도까지 측정이 가능합니다.
기존 ESS 화재 관련 연구에 따르면 리튬이온 배터리는 섭씨 40도를 기점으로 성능에 문제가 생기기 시작해 60도를 넘으면 부풀어 오르게 되고 150도 이상부터는 가스가 발생하고 이 상태가 30분 이상 지속되면 발화하고 부풀어 오르는 단계에 진입하게 되면 이미 배터리는 손상돼 재사용이 불가능해지는데,
BTS는 배터리가 정상적으로 작동하는 최적의 설정 온도(25도)를 기준으로 모니터링을 시작하여 이후 이상 징후를 보이는 40도 직전부터 `알람` 및 `위험` 경고를 한 뒤 운영 시스템을 강제 정지시켜 과열에 따른 화재는 물론이고 배터리 손상도 막는 원리입니다.
특히 BTS는 ESS 효율운전을 가능케 해 고객 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. ESS 효율운전을 위한 온도 기준은 20~30도로, 이 구간에서 1도 차이만 발생해도 효율이 급격히 떨어지는데 BTS는 이러한 미세온도 변화까지 감지해 ESS 운전 성능을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 과열로 ESS 중단 시 고객 요청에 따라 원격으로 냉방·공조 시스템을 즉시 가동시켜 신속한 운전 재개가 가능합니다. 진행중인 현장 실증운용에서 좋은 결과를 기대합니다.
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