ESS와 UPS 기능 합친 UES 뜬다

2015.09.02

배고플 때 꺼내먹는 에너지 저장고 'ESS'

ESS(Energy Storage System)는 전력 사용량이 적은 시간에 전력을 충전해두었다가 전력 사용이 많은 시간에 저장해 놓은 전력을 공급하는 시스템입니다. 또, 단순히 전기료가 싼 시간에 충전했다가 비싼 시간에 쓰는 것 뿐만 아니라, 태양광, 풍력 등 신재생에너지 사용에도 매우 유용하게 활용되고 있습니다. 태양광, 풍력은 기후 조건에 따라 전력의 품질이 고르지 않고, 공급되는 양도 일정하지 않습니다. 이런 문제를 ESS를 통해 극복할 수 있습니다.

정전에도 전력걱정 없는 'UPS', 리튬이온 배터리로 업그레이드

UPS란 'Un-interrupted Power System'의 약자로 말 그대로 무정전 전원 공급장치를 말합니다. 즉, 정전이 발생해도 전원을 공급하는 장치입니다. UPS는 ESS의 일종으로 일정 용량의 배터리가 내장돼 전력 공급이 차단되더라도 한동안 전력을 안정적으로 공급하는 역할을 합니다.

특히 산업 생산 공장의 경우, 공장 생산라인에 갑자기 정전이 발생하면 불량품이 발생하게 되고, 라인 재가동을 위한 시간손해까지 감안하면 회사에 막대한 피해가 발생하게 됩니다. 그래서 대부분의 공장, 특히 첨단 IT제품을 생산하는 공장에는 정전이 발생할 경우 순간적으로 전기를 공급해 정전을 방지하는 UPS가 필수적으로 설치되어 있습니다.

그 동안에는 납축 배터리 UPS가 주로 사용되어 왔었는데, 최근엔 리튬이온 배터리를 활용한 UPS로 대체되어 가고 있습니다. 납축 배터리의 여러 단점을 리튬이온 배터리를 적용함으로써 극복할 수 있기 때문입니다.

리튬이온 배터리 적용 UPS는 납축 대비 에너지 집적도가 높아 설치공간을 3분의 1까지 줄일 수 있고, 방전효율이 뛰어나 동일 용량으로 더 많은 전력을 공급 가능합니다. 또 리튬이온 배터리는 10년 이상 지속 사용 가능해 납축 배터리 교체주기 4~6년보다 오래 쓸 수 있고, 수용 가능한 온도 범위도 커서 냉난방비용을 절감할 수 있다는 장점이 있습니다.

​

[삼성SDI와 슈나이더일렉트릭이 공동개발한 리튬이온 배터리 기반의 UPS]

글로벌 리서치회사인 IMS 리서치에 따르면 전 세계 UPS시장은 2015년 104억 달러에서 2020년 143억 달러로 매년 6.5% 가량 빠르게 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 이 같은 UPS 시장의 성장세에 따라 기존 납축 중심에서 리튬이온 배터리로 전환되는 수요도 지속적으로 증가하는 추세입니다.

삼성SDI는 2012년부터 더존 데이터센터, 신한은행 신규 데이터 센터 등에  UPS용 리튬이온 배터리를 공급을 시작하며 관련 사업을 확대하고 있습니다.

​ 

[전 세계 UPS 시장 전망]

(단위: 억 달러, 출처: IMS 리서치)

정전도 막고 전기료도 절약한다 [ESS와 UPS 기능 합친 UES 등장]

​- 삼성SDI 의왕 R&D 센터에서 가동 시작

​

삼성SDI가 UPS와 ESS 기능을 더한 UES를 자체 개발하고 가동에 돌입했습니다. UES는 UPS와 ESS를 합친 용어로 정전을 방지하는 UPS 기능과 가격이 저렴한 야간 시간에 전기를 저장했다 피크 시간에 사용할 수 있도록 해 전기료를 절감해주는 ESS 기능을 합친 제품입니다.

​

삼성SDI는 독자 개발한 에너지 제어시스템(EMS : Energy Management System)을 적용해 UPS에 양방향으로 에너지를 주고받을 수 있도록 함으로써 정전방지 역할과 전기료 절감 기능을 모두 수행할 수 있도록 했습니다.

또한, 이번에 개발된 UES의 경우 부품수를 획기적으로 줄여 같은 용량의 UPS와 ESS를 따로 설치할 때보다 투자비를 최대 30%까지 절감할 수 있게 했습니다. 모든 UPS 모델에도 연결할 수 있도록 해 이미 UPS가 설치된 곳에도 쉽게 UES로 변환이 가능하게 한 것이 특징입니다.

​

삼성SDI는 UES 개발을 위해 지난 2013년 6월, 전담팀을 꾸렸고 최고의 안전성을 보장하기 위해 삼성전자와 협력하여 정전에 가장 민감한 반도체 생산공장을 기준으로 제품을 설계하고 개발했습니다.

이렇게 개발된 UES는 삼성SDI 의왕R&D 센터에 세계 최초로 설치돼 4월 1일부터 가동되고 있습니다. 케미칼 연구시설과 전자재료 생산라인이 있는 의왕R&D 센터에서 그 안전성을 검증할 계획이며, 하반기부터는 삼성그룹 계열사를 비롯해 전 세계 시장으로 수주를 확대해 나갈 예정입니다.

삼성SDI는 앞으로도 이번 UES 개발사례와 같이 ESS 1위 기업으로서 끊임없이 새로운 비즈니스 모델을 개발해 신시장을 개척해 나갈 계획입니다.