ESS(에너지저장장치) 작동 원리는?

전기를 저장했다가 다시 꺼내 쓸 수 있다는 건 산업의 혁명적인 변화입니다. 특히 에너지자원이 부족한 우리나라의 경우엔 더욱 효과적이죠. 그런데 최근 ESS(에너지 저장장치)의 잇따른 화재사고로 걱정이 커지고 있습니다. ESS의 작동원리를 짚어보며 화재의 원인에 대해 분석해 보겠습니다.

◆ESS란?

ESS(Energy Storage System)는 에너지 저장 장치로 전력을 충전했다가 필요할 때 방전해 에너지를 출력하는 장치입니다. 쉽게 배터리라고 볼 수 있습니다.

ESS는 단순히 하나의 장치라기 보다는 전력을 저장하는 시스템이라고 볼 수 있습니다. ESS를 구성하는 요소들과 그 세부적인 역할을 세 가지로 나눠볼 수 있습니다.

우선 배터리 부문은 전력을 저장하는 장치입니다. 리튬이온배터리나 납축전지가 활용됩니다.

또 다른 부분은 PCS입니다. 공급된 교류 전류를 직류 전류로 전환해 배터리에 저장하는 역할과 저장된 직류 전류를 전류로 변환해 방전할 수 있는 양방향 인버터입니다.

마지막으로 EMS는 ESS의 효율적인 운영을 위한 제어, 모니터링, 관리 소프트웨어, 방전/충전 시기와 조건 프로그래밍을 세팅합니다.

◆신재생에너지와 ESS

ESS 기술은 신재생에너지의 문제점으로 거론되는 불안한 출력을 보완합니다. 전력망에 고품질 전력을 안정적으로 공급할 수 있게 하죠.

또 전력생산이 저조한 시간대에 에너지를 충전하고 피크 시간대에 이를 방전해 시간대에 따라 달라지는 전기의 가격차를 이용한 수익을 창출할 수 있게 합니다.

그 외에도 주파수 변동이나 긴급상황에 비상용 전원으로 활용할 수도 있습니다.

◆ESS 화재 원인은?

ESS 화재 원인은 여러 가지가 될 수 있습니다. 시스템과 배터리 자체의 결함이 될 수 있고 부실한 시공, 운영관리 문제 등이 이유가 될 수 있습니다.

간단히 4가지로 나눠보자면, 첫째는 전기적 충격에 의한 배터리 보호시스템이 미흡하다는 것입니다. 둘째, 운영환경에 있어서 관리가 미흡한 경우입니다. 셋째는 설치 부주의에 의해 화재가 발생할 수 있습니다. 넷째는 ESS통합제어, 보호체계미흡이 요인이 될 수 있습니다.

◆ESS 화재 대책은?

정부는 종합적인 안전 강화 대책을 내놨습니다. 제조기준, 설치기준, 운영 관리 기준, 소방기준에 맞췄습니다.

우선 제조기준을 세우기 위해 세계 최초 ESS 시스템 안전 국제표준을 도입했습니다. 또 배터리와 PCS 등 주요 부품 인증을 받도록 변경했습니다. 이와 함께 배터리 보호장치 성능과 통합제어 프로토콜 규정 등 세부기준을 마련했습니다.

설치 기준도 마련됐습니다. 전기적 보호장치 시설을 의무화 하고 긴급시 비상정지 및 모니터링 시스템을 구축하도록 했습니다. 또 협‧단체별 ESS 작업 절차서를 마련토록 했습니다.

운영관리 기준은 온도와 습도, 먼지 등을 엄격관리 하도록 하고 법정검사 주기를 4년에서 1~2년으로 단축했습니다. 또 시설 임의 변경시 처벌 규정을 신설토록 했습니다

소방기준도 세웠습니다. ESS 시설물을 특정 소방대상물로 지정하고 ESS에 특화된 ‘화재안전기준’을 마련했습니다.

◆그럼에도 또 다시 화재

정부의 대책마련에도 화재 사고는 이어지고 있습니다. 일각에선 정부의 조사결과에서도 사고 원인을 특정하지 못했다는 점이 ESS 안정성을 위협하고 있다고 지적하고 있습니다.

국내에서도 안전성을 인정받지 못한 ESS가 세계시장에서도 경쟁력을 갖는 어렵다는 점도 문제입니다. ‘화재가 있었지만, 원인은 명확하게 밝혀지지는 않은 ESS 시스템’을 외국 업체들이 받아들일 가능성은 높지 않기 때문입니다.

정부는 다시 조사단을 꾸려 ESS 화재원인을 조사하겠다고 나섰습니다. 이번엔 정확한 원인 규명을 통해 신뢰를 회복할 수 있길 바랍니다.

[사진=연합뉴스 ]