국가들이 점점 더 녹색 정책을 채택하고 그리드 안정성에 더 중점을 두면서 재생 가능 에너지 및 에너지 저장과 관련된 기술은 향후 10년 동안 번창할 것입니다. Bloomberg New Energy Finance(BNEF)의 최근 전망에 따르면, 전 세계 에너지 저장 용량은 2030년 말까지 411GW/1,194GWh로 정점에 이를 것으로 예상됩니다. 이는 2020년 말 기록된 용량과 발전량의 20배가 넘는 수치입니다. 에너지 저장 애플리케이션에는 주로 재생 에너지(태양광/풍력)와 통합된 대규모 에너지 저장 시스템(ESS)과 주거용, 상업용, 산업용으로 사용되는 중소형 시스템이 포함됩니다. 이 중 현재 주거용 및 상업용/산업용 ESS 개발이 가장 활발합니다. BNEF는 중소형 에너지저장장치가 전체 ESS 용량의 4분의 1을 차지할 것이며 가까운 미래에 전 세계적으로 인기를 얻을 것으로 예상하고 있습니다.
태양광 발전과 풍력 발전은 모두 날씨 변화로 인해 변동될 수 있어 잘 조절된 전력 공급을 보장하기 위해 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)으로 보완되는 경우가 많습니다. BESS의 전압 사양은 1,000V 미만에서 1,500V 이상으로 발전하고 있으며, 정격 전력도 MW 수준으로 높아지고 있습니다. 전력 회사에서 사용하는 고용량 저장 시스템에서 볼 수 있는 일반적인 애플리케이션은 자동 주파수 제어(AFC) 및 빠른 응답 부하 차단 자원(FRR)입니다. 동시에, 높고 불안정한 에너지 가격으로 인해 점점 더 많은 사람들이 집에 BESS를 설치하고자 합니다. 주거용 태양광 PV 에너지 저장 시스템은 주로 태양광 패널, 하이브리드 PV 인버터(정격 전력 10kW 이하) 및 에너지 저장 배터리(5kWh~15kWh 용량)의 조합으로 구성됩니다. 이러한 설정은 에너지 전환 노력에 중요한 역할을 합니다.
▲ 주거용 및 상업용 BESS 건축물
Chroma는 재생 에너지 및 배터리 저장 시스템을 위한 테스트 솔루션을 제공합니다.
Chroma의 다기능 소프트웨어 플랫폼을 사용하면 이러한 장치를 자동화된 테스트 시스템에 통합할 수 있습니다. 각 솔루션은 아래에서 더 자세히 소개합니다.
2 in 1 재생 그리드 시뮬레이터 + 재생 AC 로드: 하이브리드 인버터 테스트를 위한 에너지 절약 및 탄소 감소 솔루션 포함
Chroma 61815 그리드 시뮬레이터에는 4사분면 출력 기능이 있습니다. 이는 그리드 연결형 인버터의 다양한 전압 및 주파수 출력을 시뮬레이션할 수 있을 뿐만 아니라 독립형 인버터 테스트를 위한 4사분면 AC 부하 역할도 할 수 있습니다. 이 계측기는 출시 이후 에너지 저장 업계의 다양한 업계 선두 기업에서 채택되었으며, 이를 통해 당사는 하이브리드 인버터 테스트에 대한 실질적인 경험을 축적할 수 있었습니다. 그리드 시뮬레이터의 매우 효율적인 에너지 피드백 기능을 사용하면 테스트 목적으로 그리드를 시뮬레이션할 때 전력 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 또한 다양한 종류의 전력선 교란(PLD)을 시뮬레이션하기 위한 목록, 펄스 및 단계와 같은 고급 프로그래밍 가능 기능이 있습니다. 또한 옵션인 재생 AC 부하 모드에서 장치는 에너지를 그리드에 다시 공급하여 제조업체가 에너지 절약 및 탄소 감소 테스트 요구 사항을 충족할 수 있도록 지원합니다. 또한 Instant Stand-By 안전 기능이 지원하는 정류, 선도/지연 및 반파 정류와 같은 특정 부하 모드를 사용하여 다양한 유형의 정류 및 비정류 부하를 시뮬레이션할 수 있습니다. Chroma 61815를 사용하면 AC 전력 및 AC 부하 테스트 기능을 모두 제공하는 단일 장치로 포괄적인 하이브리드 인버터 테스트를 수행할 수 있어 매우 효율적이고 비용 효율적인 에너지 저장 테스트 솔루션을 구축할 수 있습니다.
▲ Chroma 61815는 하이브리드 인버터의 AC 소스 및 AC 부하 테스트 요구 사항을 단독으로 충족할 수 있습니다.
종합 PV 인버터 테스트를 위한 3-in-1 양방향 DC 전원 공급 장치 + 재생 부하 + PV/배터리 시뮬레이터
Chroma 62000D 시리즈는 양방향 전원 공급 장치 토폴로지를 채택합니다. 하나의 3U 장치로 18kW의 높은 전력 밀도를 제공하는 이 시리즈는 가정용 에너지 저장 시스템(<10kW)은 물론 산업용 에너지 저장 시스템(50~150kW)을 모두 테스트하는 데 적합합니다. 62000D는 양방향 DC 전원 공급 장치, 태양광 어레이 시뮬레이터 및 에너지를 그리드에 다시 공급하는 재생 부하 모드로 구성된 3-in-1 패키지를 제공하며 에너지 절약 및 탄소 감소 추세에 맞춰 PCS/PV 인버터 제조업체의 테스트 요구 사항을 충족합니다. 이러한 장비는 연구 개발 및 생산 테스트 시스템 구성에서 유연하게 배포할 수 있도록 여러 전원으로 쉽게 결합하고 병렬화할 수 있습니다.
62000D의 옵션 태양전지 어레이 시뮬레이터는 유럽 EN50530 및 미국 Sandia 표준을 위한 내장형 IV 수학적 모델은 물론 사용자 친화적인 수동 및 원격 제어 기능을 갖추고 있습니다. 이 장비는 실제 날씨 시나리오를 기반으로 동적 그림자 곡선과 IV 곡선 변동을 시뮬레이션할 수 있습니다. 이는 다양한 지역 기상 조건에 대한 IV 시뮬레이션과 배터리 저장 용량을 계산할 때 배터리 저장 시스템을 갖춘 PV 인버터의 성능을 검증하는 데 이상적입니다.
또한 이 기기는 배터리 시뮬레이터 Soft-Panel 소프트웨어로 작동하여 배터리 시뮬레이터 역할을 할 수 있습니다. 다양한 충전 상태(SOC) 조건에서 작동을 시뮬레이션하거나 특정 배터리 특성 VI 곡선을 로드할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 충전/방전을 시뮬레이션하여 하이브리드 인버터 및 PCS(전력 변환 시스템)에 사용되는 전력 변환 장치를 테스트하고 평가할 수 있습니다.
Chroma 17040/17040E 듀얼 모드 배터리 테스터 및 배터리 시뮬레이터
Chroma 17040E 시스템은 장치당 200kW/1700V를 제공할 수 있으며 그리드 연결 시스템(FOM) 테스트에 적합합니다. 60kW/1,000V를 제공할 수 있는 단일 장치를 갖춘 17040 시스템은 주거용 및 상업용(C&I) 시스템의 애플리케이션 테스트에 적합합니다. 두 시스템 모두 배터리 랙 및 관련 제품을 테스트하기 위한 배터리 충전/방전 및 배터리 시뮬레이션 기능을 갖추고 있습니다.
Chroma 17040(E)에는 전류가 동적으로 변함에 따라 범위를 자동으로 조정하는 자동 전압/전류 범위 전환 기능이 있으며, 고주파 샘플링 기술과 함께 매우 정확한 동적 측정과 최적화된 측정 결과를 보장합니다. 파형 시뮬레이터의 동적 전류/전력 모드의 전류 상승 시간은 1ms(10~90%)입니다. 에너지 저장 시스템이 주파수 조정 과정에 있을 때 전력 변환 시스템(PCS)의 충전/방전 동작을 시뮬레이션합니다. 테스터의 빠른 전류 리스펀스 시간은 충전과 방전 간의 최적의 전환을 가능하게 하여 전류가 원활하게 흐르게 하고 오버슈트를 막아 배터리 손상을 방지합니다. 양방향 회로 아키텍처는 방전 중 고효율 에너지 재생, AC 전류의 교류 흐름에 대한 정확한 제어, 그리드에 연결된 다른 장비를 오염시키지 않고 그리드 요구 사항 준수를 달성합니다. 그리드 교란이 발생하는 경우 운영자와 장비의 안전을 보호하기 위해 주 회로 전원 공급 장치가 자동으로 차단됩니다.
이러한 테스트 시스템은 Chroma의 강력한 전용 소프트웨어 플랫폼에 의해 지원됩니다. BatteryPro 소프트웨어를 사용하면 BMS 통신 장치, 데이터 로거 및 온도 챔버와 같은 타사 하드웨어를 통합할 수 있습니다. 그런 다음 해당 데이터를 테스트 프로세스 제어, 주파수 변조 중 에너지 저장 캐비닛에 있는 각 배터리 셀의 전압 변화 감지, 에너지 저장 캐비닛의 품질 결함 식별에 사용할 수 있습니다. 배터리 시뮬레이터 Soft-Panel 소프트웨어를 통해 다양한 배터리 충전 상태(SOC) 조건을 제어하고 프로그래밍하여 충전-방전 테스트는 물론 인버터/배터리 조합의 테스트 및 평가를 수행할 수 있습니다.
Chroma 8000 자동 테스트 시스템
태양광 발전 및 에너지 저장 장비를 위한 완전한 테스트 플랫폼을 구축하려면 여러 장치를 성공적으로 통합해야 합니다. 여기에는 전력망 시뮬레이션을 위한 AC 전원 및 부하, 태양광 패널 어레이 시뮬레이션을 위한 전원 및 배터리 시뮬레이터가 포함됩니다.
이러한 요구 사항을 충족하기 위해 Chroma는 최근 Chroma 8000 자동 테스트 시스템을 출시했습니다. 이 솔루션은 Chroma 62000D 양방향 DC 전원 공급 장치 또는 17040E 배터리 시뮬레이터를 61800 그리드 시뮬레이터와 통합하여 하나의 시스템에서 5가지 장비 기능(양방향 DC 전원, 재생 부하 및 PV/배터리 시뮬레이션)을 달성함으로써 모든 조건을 충족합니다. 여기에는 그리드 시뮬레이션 전원 및 재생 AC 부하도 포함됩니다. 테스트 프로세스 중에 DUT의 에너지 출력은 전력망으로 다시 공급되어 장비 비용과 공간 요구 사항을 줄이는 동시에 에너지 효율성과 탄소 감소 목표를 향상시킵니다.
▲ 에너지 재생 시스템 아키텍처를 갖춘 PV/에너지 저장 인버터 테스트 설정