에너지 저장 시스템은 섹터를 연결하지만 에너지 저장 시스템은 무엇으로 연결됩니까? 에너지 저장 시스템의 안전한 운영과 All Electric Society 구현을 위한 혁신적인 연결 기술의 중요성.

간단한 요약

고정형 에너지 저장 시스템은 섹터 커플링을 위한 필수 연결 수단입니다. 이러한 시스템의 안전성과 신뢰성은 사용되는 전기 연결 기술에 따라 크게 좌우됩니다. 이를 통해 간섭이 없는 전력 및 데이터 전송이 보장됩니다.

All Electric Society의 에너지 저장 장치

기후 변화를 완화하고 지정학적 종속성을 줄이는 것은 우리 시대의 중요한 문제 중 하나입니다. 섹터 커플링을 통한 All Electric Society 아이디어가 해결책을 제시합니다. 해결책은 에너지와 정보 기술을 통해 우리 사회, 건물, 생산 시설, 모빌리티, 인프라를 네트워킹하는 것입니다. All Electric Society에서는 무제한으로 이용 가능하고 유해한 배출을 생성하지 않는 재생 가능한 에너지원을 사용하여 이러한 목표를 달성합니다.

풍력 발전과 태양광 전력은 지속적으로 이용할 수 없습니다. 하지만 현대 사회는 하루 24시간 내내 에너지를 사용해야 합니다. 안정적인 공급은 배터리 에너지 저장 시스템을 사용하는 사례와 같이 잉여 에너지를 충분히 저장하여 나중에 필요할 때 다시 사용할 수 있는 경우에만 달성될 수 있습니다.

배터리 셀과 밸런싱 PCB가 있는 배터리 모듈

구조 및 작동 방법

이러한 고정형 시스템은 용량에 따라 장치 하우징, 컨트롤 캐비닛 또는 컨테이너에 설치할 수 있습니다. 그러나 기본적인 모듈 구조는 항상 유사합니다. 전기 연결에는 전원 연결, 신호 연결, 데이터 연결과 같은 세 가지 유형이 있으며, 각 연결은 에너지 흐름의 전송, 모니터링 및 제어를 위한 아날로그 신호의 전송 및 디지털 신호의 전송을 담당합니다.

배터리 에너지 저장 시스템의 최소 단위는 실제 저장 요소인 배터리 셀입니다. 이러한 셀 중 다수는 배터리 모듈에 결합되어 전기적으로(전력) 상호 연결됩니다. 전자 회로는 모든 셀의 안정된 충전/방전 상태를 보장합니다. 이를 셀 밸런싱(신호)이라고 합니다. 온도 센서는 셀의 열거동(신호)을 모니터링합니다.

상단의 전원 제어 장치와 여러 개의 배터리 모듈로 구성된 배터리 랙

여러 개의 배터리 모듈이 결합되어 스토리지 캐비닛을 만들고 전력 레벨에서 연결됩니다. 모든 모듈은 서로 정보(데이터)를 교환하며, 전원 제어 장치(PCU)라고 알려진 스토리지 캐비닛의 제어 장치와도 정보(데이터)를 교환합니다. 예를 들면 배터리 모듈과 PCU에는 외부 센서를 연결할 수 있도록 전원 및 데이터 연결 이외에 신호 인터페이스가 있는 경우도 많습니다.

에너지 저장 시스템의 모듈형 구조

시스템에서는 여러 개의 스토리지 캐비닛이 앞서 언급한 세 가지 수준인 전원, 신호 및 데이터 레벨에서 상호 연결됩니다. 최상위 레벨의 상위 컨트롤러는 시스템 관리에 해당합니다. 스토리지 캐비닛의 모든 전기 연결이 여기에 다시 모입니다. 여기에는 에너지 저장 시스템의 외부 인터페이스도 포함됩니다. 에너지는 전원 전자 장치를 통해 그리드와 교환됩니다. 다양한 보조 장치의 신호는 소화 시스템과 같은 시스템 관리에 모입니다. 시스템 관리는 해당 데이터 연결을 통해 스토리지 시스템에 액세스할 수 있는 그리드 운영자 및 서비스 제공자와 통신합니다.

에너지 저장 시스템의 심혈관 시스템

비유적으로 말하면, 에너지 저장 시스템 내의 전기 연결은 심혈관 및 신경계와 같다고 설명될 수 있습니다. 에너지 흐름은 생명 에너지가 전달되는 순환 시스템과 비슷한 역할을 하고, 신호는 온도, 가스, 시각적 인상과 같은 우리의 감각과 유사하다고 설명할 수 있습니다. 데이터 라인은 신경과 같이 정보 교환에 사용됩니다. 순환계나 신경계에 이상이 생기면 몸 상태가 안 좋아지게 됩니다. 에너지 저장 시스템의 경우도 마찬가지입니다. 전기 연결에 결함이 있으면 시스템 오작동 및 고장이 발생하고 특정 상황에서는 전체 시스템이 파괴될 수도 있습니다.

연결 기술 결함의 예

세 가지 예제는 전원 배선부터 시작하여 연결 기술이 얼마나 중요한지를 보여줍니다.

대부분의 경우 고전적인 스크류 연결을 사용하여 배터리 모듈을 전력 레벨에 연결합니다. 조건이 적합하지 않은 경우 스크류 연결이 느슨해질 수 있습니다. 후속 유지 관리 시작 시 또는 도중에 제대로 연결되지 않은 경우, 접점 저항이 증가하게 됩니다. 최상의 경우 이는 열 손실로 끝날 수도 있습니다. 그러나 최악의 경우는 과도한 과열로 인해 실제로 스토리지 시스템에 화재가 발생하고 완전히 파괴될 수도 있습니다.
일반적인 신호 연결은 전류 센서 케이블을 인쇄 회로 기판에 연결하는 것입니다. 이러한 연결은 직접 납땜되는 경우가 많으며, 이 때 free cable end와 함께 소위 냉납 지점의 위험이 수반됩니다. 이는 전류 측정값이 너무 낮아지는 등의 잘못된 신호 정보가 발생하는 원인이 됩니다. 결과적으로 지나치게 높은 충전 및 방전 전류는 배터리의 심각한 조기 노화를 초래합니다.
데이터 연결은 패치 케이블, 즉 플러그-인 케이블을 사용하여 이루어지는 경우가 많습니다. 이때 엄격한 치수 공차 및 고품질 접점 표면과 같은 품질에 주의를 기울이지 않으면 데이터 전송 중에 오류가 발생할 수 있습니다. 이로 인해 시스템 오작동이나 시스템 오류가 발생하고 최악의 경우 하드웨어가 손상될 수도 있습니다.

에너지 저장 시스템에 사용되는 전력, 신호, 데이터의 혁신적인 연결 기술

연결 기술 선택에 대한 권장 사항

에너지 저장 시스템을 운영하는 모든 사람에게 있어서 결함은 결국 금전적 손실을 초래하는 원인입니다. 그렇다면 어떻게 하면 결함을 피할 수 있습니까? 전원 연결의 경우 규정된 설치 조건을 보장할 수 없는 경우 플러그-인 커넥터를 사용해야 합니다. 따라서 이는 설치 및 유지 관리 시에 이루어져야 하는 전원 연결에 적용됩니다.

인쇄 회로 기판에 free cable end를 연결하는 경우 납땜보다는 혁신적인 연결 기술이 더 좋습니다. 예를 들면 IDC 연결은 전선 끝에 사전 처리가 필요하지 않으며 스프링 연결 기술과 마찬가지로 높은 수준의 편의성과 최고 수준의 신뢰성을 제공합니다. 데이터 연결의 경우 요구 사항은 주변 조건에 따라 정의됩니다. 따라서 IP 보호 데이터 커넥터는 오염도가 높거나 습한 환경에 이상적이며, 기계적 조건이 까다로운 경우는 산업 등급 데이터 연결을 사용해야 합니다.

요약

에너지 저장 시스템의 경우 초기 투자 비용을 지나치게 아낄 경우 운영 중에 더 큰 비용이 드는 상황에 부닥치게 됩니다. 또한 이러한 장치와 시스템은 시스템 관련 애플리케이션에서 작동되는 경우가 많습니다. 따라서 신뢰성은 All Electric Society의 비전을 실현하는 데 중요한 요소입니다. 여기에서 전기 연결은 결정적인 역할을 합니다. 그러므로 적절한 관심을 기울여야 합니다.