블랙 스타트 에너지 저장 장치: 하이브리드 인버터 및 에너지 저장 시스템은 블랙 스타트 기능을 갖추고 있습니까? 일시적인 정전 및 대규모 정전으로부터 보호해 줍니다

대부분의 인버터는 블랙 스타트 기능을 지원하지 않습니다. 일부 인버터의 경우, 인버터를 작동하기 전에 별도의 배터리를 충전하여 블랙 스타트를 수행할 수 있지만, 이는 인버터 종류에 따라 가능한 것은 아닙니다.

차세대 블랙 스타트 기능 하이브리드 인버터는 백업 전력 전환 스위치를 탑재하여 정전 시에도 특정 부하에 비상 전력을 지속적으로 공급할 수 있습니다. 이러한 백업 전력 덕분에 하이브리드 인버터는 블랙 스타트 기능을 갖출 수 있습니다. 또한 태양광 충전도 지원하여 정전 시에도 배터리 충전을 지속하고 부하에 전력을 공급할 수 있습니다.

Fronius Prim GEN24 Plus 하이브리드 인버터 시리즈

Fronius Prim GEN24 Plus 하이브리드 인버터 시리즈는 블랙 스타트 기능을 갖추고 있습니다. - 이미지: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Fronius Prim GEN24 Plus 하이브리드 인버터 시리즈는 블랙 스타트 기능을 갖추고 있습니다.

GoodWe 하이브리드 인버터 5-10KW ET Plus 시리즈

GoodWe에서 제공하는 가정용 및 에너지 저장용 하이브리드 인버터 - 이미지: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

GoodWe 하이브리드 인버터 5-10kW ET Plus 시리즈는 고전압 백업 전원(UPS) 기능을 갖추고 있습니다. 정전 발생 시 10밀리초 이내에 전원을 전환하여 연결된 기기에 중단 없는 전원 공급을 보장합니다.

GoodWe ET-Plus 시리즈 3상 하이브리드 인버터는 연결된 부하에 안정적인 전력 공급을 보장하도록 설계되었습니다. 이 제품은 3상 전류를 지원하는 3상 비상 전력 출력을 제공하며, 출력 범위는 5kW, 6.5kW, 8kW, 10kW입니다.

180V에서 550V에 이르는 넓은 배터리 전압 범위 덕분에 시중에 판매되는 다양한 리튬 배터리 시스템과 유연하게 호환됩니다.

입력되는 태양광 발전 출력은 정격 출력보다 최대 30%까지 초과할 수 있습니다. 이는 폭염과 극심한 추위 모두에서 더 나은 에너지 생산량을 가능하게 합니다. 무정전 전원 공급 장치(UPS) 기능은 정전 발생 시 10밀리초 이내에 전력 공급을 전환합니다. 또한, 이 인버터는 일부 에너지 공급업체의 요구 사항을 충족하는 개방형 배터리 관리 인터페이스를 갖추고 있습니다.

GoodWe 하이브리드 인버터는 고전압 배터리 연결부와 두 개의 독립적인 MPP 추적기를 탑재하여 완벽한 패키지를 제공합니다. 이 장치는 GoodWe PV Master 앱을 통해 최신 상태로 유지할 수 있으며, 내장된 Wi-Fi 인터페이스를 통해 데이터가 무료 GoodWe SEMS 포털로 전송됩니다.

화웨이 인버터는 비상 전원 공급이 가능한가요?

아니요, 현재로서는 이와 관련하여 어떤 발표가 있을지, 있다면 언제 발표될지에 대한 정보가 전혀 없습니다.

Enphase 태양광 시스템(마이크로인버터 포함)은 비상 전력을 공급할 수 있습니까?

모든 연결된 태양광 모듈을 중앙에서 모니터링하는 스트링 인버터와 달리, 분산형 태양광 시스템에서는 각 태양광 모듈이 Enphase 마이크로 인버터와 결합됩니다.

자세한 내용은 여기에서 확인하세요:

• 새롭고 혁신적인 제품: 기존 제품과는 차별화된, 분산형 모듈식 플러그앤플레이 태양광 시스템

Enphase IQ 시스템 컨트롤러는 아직 독일에서 출시되지 않았지만, 올해(2023년) 출시될 예정입니다. 이 제품은 전력망 장애를 감지하여 가정의 전원을 전력망 전원에서 백업 전원으로 원활하게 전환합니다.

또한, 새로운 Enphase IQ8 마이크로인버터를 사용하면 별도의 배터리 저장 시스템 없이도 정전 시 비상 전력을 공급할 수 있습니다.

마이크로인버터는 네 가지 버전으로 제공됩니다. 비상 전원 기능이 없는 태양광 전용 버전, 배터리 저장 장치 없이 독립형 전력 공급이 가능한 Sunlight Backup 버전, 소형 배터리 저장 장치가 포함된 Home Essentials Backup 버전, 그리고 대형 배터리 저장 장치가 포함된 Full Energy Independence 버전입니다. 이 세 가지 독립형 솔루션 모두 정전 시 가정에 태양광 발전을 공급하기 위해 Enphase 시스템 컨트롤러가 필요합니다.

블랙 스타트란 발전소 또는 전력망의 일부가 완전 또는 부분적으로 가동이 중단된 후 외부 전력 전송망에 의존하지 않고 다시 가동되는 것을 말합니다.

발전소 재가동에 필요한 에너지는 현장에 설치된 비상 발전기에서 공급받을 수 있습니다. 또는 대량의 전력이 필요한 경우, 다른 발전소와의 연결선을 이용하여 해당 발전소를 재가동할 수 있습니다. 주 발전 설비가 가동되면 송전망을 다시 연결하고 전력 부하를 복구할 수 있습니다.

블랙 스타트 전력은 특정 에너지 공급업체와 계약을 체결하여 필요시 블랙 스타트 전력을 공급하는 방식으로 확보할 수 있습니다. 하지만 모든 발전소가 전력망에 블랙 스타트 전력을 공급하기에 적합한 것은 아닙니다.

블랙 스타트 기능은 광범위한 정전 사태 발생 시 전력망 복구에 특히 중요합니다. 일반적으로 발전기를 시동하는 데 필요한 전력은 전력망에서 공급받습니다. 블랙 스타트 기능을 갖춘 발전기에서 생산된 에너지는 블랙 스타트 기능이 없는 발전기를 시동하는 데 사용할 수 있습니다.

수력 발전소와 달리 화력 발전소는 전기 또는 열 출력을 생산하기 전에 자체적으로 사용할 높은 수준의 (전기) 에너지를 필요로 합니다. 석탄 화력 발전소나 원자력 발전소에 충분한 용량을 갖춘 블랙 스타트(정전 시 재시동) 가능 장치를 추가하면 전체 시스템에 블랙 스타트 기능을 확보할 수 있습니다. 이는 일반적으로 블랙 스타트 시 배터리 또는 디젤 발전기의 에너지를 사용하여 시동되는 가스 터빈을 포함합니다. 원자력 발전소에서는 원자로 비상 정지(또는 정기 정지 중에도) 후에도 잔류 붕괴열이 발생하며, 이 열을 냉각수를 통해 방출해야 하므로 예비용으로 디젤 발전기가 설치되어 있는 경우가 많습니다. 후쿠시마 원전 사고의 원인 중 하나는 바로 이러한 시스템의 결함이었습니다. 모든 전력망은 정전 후 신속한 재가동을 보장하기 위해 충분한 수의 블랙 스타트 가능 발전소를 갖추어야 합니다.

블랙 스타트 기능을 갖춘 발전소는 다음과 같은 특별한 특징을 가져야 합니다

• 신속하게 시동할 수 있어야 합니다. 블랙 스타트에 시간이 오래 걸리면 해당 발전소는 붕괴된 전력망을 재가동하는 데 도움을 줄 수 없습니다. 다른 발전소들이 시동 과정에서 이미 도움을 주고 있을 수 있기 때문에, 블랙 스타트 기능은 무용지물이 됩니다.
• 이 발전소는 외부 전원에 의존하지 않고 독립적으로 운영될 수 있어야 합니다. 순수 발전 과정뿐만 아니라 제어 센터, 전력망 운영자 및 관리자와의 전화 및 통신 시스템, 변전소 등과 같은 기타 보조 설비도 전력망과 독립적으로 작동해야 합니다. 필요한 경우, 경찰, 병원, 소방서, 연방 기술 지원 기관(THW)과 같은 중요 시설에 전력을 공급하기 위해 하위 네트워크를 이용한 독립 운전도 가능해야 합니다.
• 또한, 블랙 스타트 기능을 갖춘 발전소는 사전에 전력망에서 분리할 수 없는 경우 높은 시동 전류를 견딜 수 있어야 합니다.
• 유연한 시작 동작을 가져야 합니다.

독일에서 사용되는 (직접) 블랙 스타트가 가능한 발전소의 예는 다음과 같습니다

• 수력 발전소는 유수식 발전소, 저수식 발전소, 양수식 발전소,
  가스 터빈 발전소 등을 포함하며, 원자력 발전소나 석탄 화력 발전소와 같은 다른 발전 유형과 결합된 형태도 있습니다.
  독일 에너지 산업법(EnWG) 제35조에 따른 모니터링에 따르면, 독일에는 순 정격 출력 10MW 이상인 블랙 스타트(정전 시 비상 시동) 가능 발전소(발전기 또는 터빈)가 174개 있습니다(2020년 기준).
• 오스트리아에는 블랙스타트 기능이 확인된 발전소가 총 32곳이며, 확인되지 않은 블랙스타트 가능 발전소의 수는 알려지지 않았습니다. 그러나 확인된 발전소 중 상당수는 구체적인 모델명이 공개되지 않았습니다. 이 중 가장 잘 알려져 있고 규모가 큰 발전소는 각각 850MW와 813MW 용량의 몰타 양수 발전소와 카프룬 양수 발전소입니다.

모든 발전 설비가 블랙 스타트에 적합한 것은 아닙니다. 풍력 터빈은 필요할 때 바람이 불지 않을 수 있기 때문에 블랙 스타트에 항상 적합한 것은 아닙니다. 풍력 터빈, 소형 수력 발전소 또는 초소형 수력 발전소는 종종 계통 복구에 필요한 전력을 공급할 수 없는 유도 발전기에 연결되어 있습니다. 블랙 스타트 시스템은 또한 긴 송전선의 큰 무효 부하를 처리할 때에도 안정적이어야 합니다. 많은 고전압 직류(HVDC) 변환소는 부하 측에서 계통으로부터 정류 전력을 필요로 하기 때문에 "정전된" 계통에 전력을 공급할 수 없습니다. 전압 소스 변환기를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 기반 HVDC 시스템은 이러한 제약이 없습니다.

화력 발전소가 블랙 스타트(정지 상태에서 재가동)를 하기 어려운 주요 원인 중 하나는 터빈 축이 작동 온도에서 주변 온도로 냉각될 때 수축하고 길이가 짧아지기 때문입니다. 이로 인해 축이 케이싱에 끼어 회전하거나 분리할 수 없게 됩니다. 발전소를 재가동하려면 먼저 예열을 통해 축이 다시 자유롭게 회전할 수 있도록 한 다음 고온의 증기가 통과할 수 있도록 해야 합니다.

화력 발전소가 가동을 중단할 때, 터빈 축은 미리 예열되어 예정된 시간에 발전소를 재가동할 수 있도록 합니다.