에너지 저장 시스템(ESS ; Energy Storage System)

1 ESS(Energy Storage System) 개요
 1) ESS의 정의
   - 생산한 전력을 저장 장치에 저장했다가 전력이 필요한 시기에 저장했던 전력을 공급하여 전체 전력 사용 효율을 높이는 시스템이다.
   - ESS는 저장 방식에 따라 배터리 방식과 비(非) 배터리 방식으로 구분된다. 
     * 배터리 방식은 리튬(Li) 전지, 나트륨황(NaS)전지, 레독스 흐름 전지, 슈퍼 캐패시터 등을 포함.
     * 비 배터리 방식은 양수발전, 압축공기저장, 플라이휠 등을 포함.
 2) ESS 탄생배경
   - 전력의 공급은 생산(generation), 송전(transmission), 배전(distribution)의 단계를 거치는데 전기사고의 대부분은 공급계통에서 발생하고 있다. 이를 해결하기 위해서 고안된것이 분산전원(스마트그리드)이고 이를 시행하기 위해서 필요한 설비가 ESS이다.

   - 특정시간 특정조건에서만 발전되는 상황을 극복하고, 필요이상의 상황에서 적절하게 전력공금을 대응하고자 개발됨.

2 ESS의 구성과 특징(배터리방식 한정)
 1) ESS의 구성
   - ESS는 배터리와 같은 전력 저장원, 전력 변환 장치(PCS), 전력 관리 시스템(EMS)등으로 구성됨.
     * PCS(Power Coversion System) : ESS 내의 발전원에서 전력을 입력받아 배터리에 저장하거나 계통으로 방출하기 위하여 전기 특성을 변환하고 감시/제어, 독립 운전, 계통 연계 보호 기능 등을 하는 시스템. 
     * EMS(Energy Management System) : 모니터링, 제어관리를 목적으로한 프로그램으로 ESS의 충전과 방전조건을 설정할 수 있어서 전력계통을 효율적으로 운영할 수 있도록 해주는 역할.
 2) 특징
  - 부하조정 : 불규칙적이고 단속적으로 생산되는 발전소의 전기와 신재생에너지(풍력발전과 태양광발전 시스템) 출력을 안정화시킴. 로컬 피크 전력 수요에 대응할 수 있으며 피크 외 시간대에 사용함으로써 경제적으로 에너지 사용이 가능함. 출력변동을 최소화시키고 전력의 품질을 향상시킴.
  - 주파수조정 : 송전 망의 부족으로 발생하는 주파수 변화를 표준주파수로 변조하여 주파수 변동을 안정화시킨다.
  - 무정전전원 : 갑작스러운 정전발생시 저장된 전기를 사용하여 대응가능함.

3 ESS의 미래
 - 세계 ESS 시장은 2017년도에 6조8600억 원에서 2025년 47조 2000억 원으로 커질 것으로 예상된다.
 - 기존 전기 송전의 비효율성 등으로 인해 전기 저장의 어려움이 발생하여 이를 해결하기 위한 발전 시설과 ESS 결합형 시스템의 수요가 크게 증가할 것으로 예상된다.
 - ESS 시스템 가격 하락으로 가정용, 상업용을 포함한 많은 산업 분야로의 응용이 예상되어 급격하게 시장이 성장할 것으로 보인다.