태양광 스마트발전기 ESS개념도 (24시간 충전 및 방전)

※ MPPT 용량에 따라 - 태양광모듈, 배터리 용량, Smart 드라이버 조정

핵심기술

고주파 증폭 충전	400Hz(태양광 충전)
고주파 증폭 리피트 충전	400Hz(배터리 전력을 배터리에 충전)
고주파 증폭 방전	800Hz(수소연료전지 출력용 활용)
원형코일형 인버터	휴즈, 방열판, 전자파가 거의 없는 제품임

구성요소별 주요기능

구 분	제 원	기 능	특 징
태양전지	400W× n 장 전압 48V	태양광 발전 DC 전력량 확보	모듈 N개를 MPPT에 직접연결 제조사, 효율에 무관함 MPPT가 발전량 흡수로 효율증가
리튬이온	12V200A 4개 직렬 연결 2조 병렬 연결	MPPT에서 충전 충전드라이버 충전 출력드라이버로 방전	충전과 방전 동시 수행 잔량이 항상 40% 수준 유지 배터리 수명 15년 가능
MPPT	드라이버와 1:1연결	태양광 발전량 충전 고주파 증폭 콘덴서 사용	충전전압용 DC/DC 내장 흐린 날, 비 오는 날에도 충전 발전량
충전 드라이버	배터리와 1:1연결	DC 400㎐ 증폭충전 충전전압 조정	고주파 증폭충전 최소 140% 충전 배터리의 전력으로 피드백 충전 배터리와 임피던스 동일 유지
출력 드라이버	배터리와 1:1연결	DC 800㎐ 증폭충전 인버터 입력전압조정	고주파 증폭발전 증폭발전 후 인버터와 연계 부하추종 용이
인버터	4kW 8kW	DC를 AC로 변환 주파수 60㎐ 단상/3상4선식 가능	시험기관 효율 인증 열이 나지 않아 장수명 정격이상의 부하사용 가능
컨트롤러	CPU 내장 저장 HD PORT 9개 보유	실시간 데이터 저장 외부 통신가능 제어기능 설정	1개월 데이터 보관 원격에서 인터넷 망을 통해 제어 직접 연결하여 모니터링 가능
모니터링	PC서버 OS 및 DB 보유	실시간 모니터링 컨트롤러 원격제어 통계 데이터 작성	실시간 효율분석/ 발전실적 제공 시간대/일/월 발전량 분석 제공 절감금액/매출 분석 제공

특장점

· 기존 태양광보다 최소 3배 수준의 발전량 가능(모듈 용량 대비)
· 최대부하 인버터용량 기준 100% 가능(모듈용량 수준(인버터용량의 40% 수준)으로 안정적 운영)
· 충전과 방전을 동시에 함으로 배터리 수명 15년 이상 가능
· 기본 모듈을 병렬 연결하여 단상 및 3상 전력공급 가능
· 배터리 DOD 설정으로 완전방지 문제 해결(잔량부족으로 Dead 되어 5~10분 후 재 가동 가능)
· 자동차 정지 시 엔진정지, 출발 시 엔진가동 기능 구현(부하 시만 인버터 가동)
· 태양전지, 배터리, 인버터 설비에 열이 나지 않으며, 전자파 발생이 거의 없음
· 자동운전으로 운전이 용이하고 하자보수가 거의 없어 A/S 비용이 낮음
· 도서지구 독립전원용으로 사용하기 적합함(부하추종 용이)
· 동일 발전량 대비, 부지면적이 40~50% 감소, 추가설치가 용이하여 확장성 양호

기대효과

· 당사 스마트발전기ESS 관련분야 지속성장이 예상됨
· 정부보조금 없이도 신.재생 발전사업 확산 가능
· 2030년 온실가스 감축목표 37% 달성에 기여
· 전 세계 스마트발전기ESS 도입 시 국부창출에 기여
· 고효율 증폭충전과 증폭발전 기술로 드론, 전기자동차 분야 제 4차 산업혁명에 기여

태양광 ESS사업 비교

구분		당사	타사(국내/해외)
일반 태양광		ESS 사업만 수행함	국내외 모든기업이 수행함
ESS	독립형	인버터 용량 : 2㎾~ - 최대부하 고려 태양전지 용량의 2.5배 배터리 : 5㎾h~ - 태양전지 용량의 5~6.7배 설치(부조일수감안) 설치방법 : 경사식, 양추적식 선택 가격 : 비교하기어려움	성공한 사례가 거의 없음 배터리 방전문제 미해결
	계통 연계형	인버터 용량 :16㎾~(3상4선식) 배터리 : 태양전지 용량의 3배 ~ - 소비자가 용량 선택(최소 3배 ~ 최대 12배) 설치방법 : 경사식, 양추적식 선택 가격 : 배터리용량 및 설치방법에 따라 다름	설치용량 : 소형~대형까지 구성 배터리 : 태양전지 용량의 3배 설치방법 : 대부분 경사식

장점(상대적)

① 설치 면적 적음(기존의 약 50%)
② 이동가능(이동식)
③ 특별한 설치장소 불필요
④ 24시간 전력생산 및 전기사용가능
⑤ 배터리 장수명
⑥ 상용전력 없이 사용가능
⑦ 상대보다 에너지 발전량 최소 3.0배
⑧ 어느 곳에나 적용가능, (ex) 공장의 대용량
⑨ 가로등, 신호등 적용가능
⑩ 비상전력 가능
⑪ 전 세계에 대량수출 가능

ESS 선택기준(예) [부가세 별도]

구분		당사	타사	비고
태양전지 용량	경사고정식	500kW	500kW
	양추적식	400kW
인버터 용량	기준모델 합	1000kW	500kW	충전기,인버터,드라이버
배터리 용량	ⓐ 양추적식의 3배	1200kWh	1500kWh	일 발전 3.6시간용
	ⓑ 양추적식의 6배	2400kWh		일 발전 7.2시간용
	ⓒ 양추적식의 9배	4800kWh		일 발전 14.4시간용
예상가격(억)	경사고정식, 배터리ⓐ	42억	18억	발전사업용(3.6시간 저장용)
	경사고정식, 배터리ⓑ	48억		발전사업용(7.2시간 저장용)
	고정식, 배터리ⓒ	60억		발전사업용(14.4시간 저장용)
	양추적식, 배터리ⓐ	44억		독립형(부조일수 낮음)
	양추적식, 배터리ⓑ	50억		독립형(부조일수 낮음)
	양추적식, 배터리ⓒ	62억		독립형(부조일수 낮음)

※ 배터리 적용(5억/㎿h, 인버터 별도), 토지구입비용 미 포함
※ RPS용 : 충전시간과 발전량을 고려하여 배터리 용량을 결정함
※ 향후 충전기, 인버터, 드라이버 생산라인 자동화로 20~30% 인하 예정임.