SOLARTODO 300kWh 오프그리드 마이크로그리드 LFP: 기술 제품 사양

1.0 소개: 회복력 있는 미래를 위한 에너지 독립

SOLARTODO 300kWh 오프그리드 마이크로그리드는 비할 데 없는 에너지 회복력과 독립성을 위해 설계된 완전 통합된 컨테이너형 에너지 저장 솔루션입니다. 오프그리드 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 이 시스템은 150 kW의 지속적인 전력 출력을 제공하며, 300 kWh의 상당한 에너지 용량을 갖추고 있어 원격 커뮤니티, 중요한 인프라, 산업 현장 및 섬 국가를 위한 확실한 전력 공급원입니다. 리튬 인산철(LFP) 배터리 화학의 입증된 안정성을 활용하고 200 kWp의 태양광 배열을 통합하여 이 시스템은 최소 3일의 자율성을 제공, 전통적인 전력망 인프라와 완전히 독립적인 신뢰할 수 있고 중단 없는 전력 공급을 보장합니다.

이 턴키 솔루션은 표준 20피트 컨테이너에 수용되어 있으며, 공장에서 테스트되고 사전 구성되어 신속한 배치 및 커미셔닝이 가능합니다. 최첨단 배터리 관리 시스템(BMS), 고효율 양방향 전력 변환 시스템(PCS), 고급 액체 열 관리 시스템이 통합되어 있습니다. 설계는 안전성, 내구성 및 운영 효율성을 우선시하며, UL 9540 및 IEC 62619과 같은 가장 엄격한 국제 기준을 준수합니다. 6,000 사이클 이상의 설계 수명을 가진 SOLARTODO 300kWh 마이크로그리드는 지속 가능하고 안전한 에너지에 대한 장기 투자로, 원격 지역에서 전통적인 화석 연료 발전과 경쟁할 수 있는 균등화된 에너지 비용(LCOE)을 제공합니다.

2.0 핵심 기술: 리튬 인산철(LFP) 화학

SOLARTODO 300kWh 마이크로그리드의 기초는 고급 리튬 인산철(LiFePO4 또는 LFP) 배터리 기술입니다. 니켈-망간-코발트(NMC) 화학과 달리, LFP는 안정적인 화학 구조 덕분에 뛰어난 안전성 프로파일로 유명합니다. 인산염 결정 내의 P-O 결합은 매우 강력하여 물질이 열 폭주에 매우 저항력이 있습니다. 이는 물리적 손상이나 과충전 조건에서도 마찬가지입니다. 이러한 본질적인 안전성은 무인 원격 배치에 대한 중요한 요구 사항이며, 열 폭주 화재 전파를 평가하는 UL 9540A와 같은 엄격한 테스트 프로토콜을 통해 검증됩니다.

시스템의 내구성은 LFP 화학에서 파생된 또 다른 주요 장점입니다. 이 시스템은 원래 용량의 80% 이상을 유지하면서 6,000회 이상의 충전-방전 사이클을 제공하도록 설계되었습니다. 이는 표준 운영 조건에서 15년 이상의 캘린더 수명으로 이어지며, 비싼 배터리 교체의 필요성을 크게 줄이고 총 소유 비용을 낮춥니다. 프리즘형 LFP 셀은 견고한 알루미늄 케이스에 수용되어 구조적 무결성을 제공하고 효율적인 열 전달을 촉진합니다. 2025년까지 LFP의 셀 수준 비용이 $40/kWh로 예상되면서, 이 기술은 안전성이나 성능을 타협하지 않고 대량 시장 에너지 독립을 위한 비용 효율적인 경로를 제공합니다.

3.0 시스템 아키텍처 및 구성 요소

SOLARTODO 300kWh 마이크로그리드는 통합 엔지니어링의 걸작으로, 각 구성 요소가 전체와 원활하게 작동하도록 최적화되어 있습니다. 아키텍처는 모듈성, 신뢰성 및 서비스 용이성을 위해 설계되었습니다.

3.1 배터리 시스템

시스템의 핵심은 고밀도 프리즘형 LFP 셀로 구성되어 있으며, 총 명목 에너지 용량 300 kWh를 달성하도록 구성되어 있습니다. 이 셀들은 모듈로 조립된 후 랙으로 구성되어 컨테이너 내부에 안전하게 장착됩니다. 이 모듈형 설계는 유지보수를 간소화하고 향후 용량 확장을 가능하게 합니다. 전체 배터리 배열은 최대 방전 깊이(DOD) 90%로 관리되어 에너지 활용과 사이클 수명 보존의 균형을 맞춥니다.

3.2 전력 변환 시스템(PCS)

150 kW 양방향 인버터는 전력 전자 장치의 두뇌이자 근육 역할을 합니다. 이 고주파 PCS는 96%를 초과하는 피크 효율성을 달성하여 배터리와 태양광 배열에서 AC 전력으로의 변환 중 에너지 손실을 최소화합니다. 이 시스템은 독립적인 그리드를 생성하는 섬(오프그리드) 모드에서 작동할 수 있으며, 그리드 연결이 가능해지면 그리드 연결 모드로 구성할 수 있습니다. 고급 제어 알고리즘은 운영 모드 간의 원활한 전환을 가능하게 하며, 부하 변화에 대한 반응 시간은 200밀리초 미만으로 신속하여 고품질의 안정적인 전력을 보장합니다.

3.3 배터리 관리 시스템(BMS)

정교한 다단계 배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리의 모든 운영 측면을 관리합니다. BMS는 셀, 모듈 및 시스템 수준에서 상태(SOC), 건강 상태(SOH), 전압, 전류 및 온도를 포함한 중요한 매개 변수를 지속적으로 모니터링합니다. 활성 셀 균형 기능은 모든 셀의 충전 및 방전을 균일하게 보장하여 사용 가능한 용량을 극대화하고 배터리 팩의 전체 수명을 연장합니다. 이상이 발생할 경우, BMS는 결함이 있는 모듈을 격리하거나 제어된 시스템 종료를 시작하는 등의 보호 조치를 자동으로 트리거할 수 있으며, IEC 62619와 같은 기준을 준수합니다.

3.4 열 관리

300 kWh의 고출력 시스템에서 효과적인 열 관리는 매우 중요합니다. SOLARTODO 마이크로그리드는 유틸리티 규모의 배치에 일반적으로 사용되는 정밀 액체 냉각 시스템을 채택하고 있습니다. 비전도성 환경 친화적인 냉각제가 배터리 모듈 내에 통합된 전용 채널을 통해 순환하며, 셀에서 열을 적극적으로 제거합니다. 이 방법은 공기 냉각보다 훨씬 효과적이며, 외부 온도가 -20°C에서 50°C로 변동하더라도 내부 작동 온도를 15°C에서 35°C 사이로 안정적으로 유지합니다. 이러한 정밀한 온도 조절은 배터리 성능, 안전성 최적화 및 예상되는 6,000회 이상의 사이클 수명을 달성하는 데 중요합니다.

4.0 성능 및 신뢰성

세계에서 가장 까다로운 환경을 위해 설계된 이 시스템은 일관된 성능과 변함없는 신뢰성을 보장합니다.

4.1 자율성 및 태양광 통합

이 시스템은 200 kWp 태양광 PV 배열과 함께 사용하도록 설계되었습니다. 300 kWh의 사용 가능한 에너지 저장 용량을 통해, 150 kW의 지속적인 부하를 2시간 동안 유지하거나 태양광 입력 없이도 일반적인 원격 커뮤니티의 가변 부하 프로필을 최대 3일 동안 지원할 수 있습니다. 통합된 에너지 관리 시스템(EMS)은 에너지 흐름을 최적화하여 직접 태양광에서 부하로의 공급을 우선시하고, 잉여 태양광으로 배터리를 충전한 후 태양광 발전이 부족할 때 배터리 전력을 배분합니다. 이러한 지능형 관리는 시스템의 왕복 효율(RTE)을 약 88%(PV-부하)로 보장합니다.

4.2 안전성 및 준수

안전성은 SOLARTODO 설계 철학의 초석입니다. 이 시스템은 NFPA 855에 준수하는 3단계 화재 억제 전략을 통합하고 있습니다. 여기에는 고장 셀에서의 가스 방출을 감지할 수 있는 조기 경고 가스 감지 센서, 초기 억제를 위한 에어로졸 기반 화재 억제제, 최종 완화를 위한 자동 물 분사 시스템이 포함됩니다. 전체 컨테이너 시스템은 에너지 저장 시스템 및 장비에 대한 엄격한 UL 9540 기준을 충족하도록 설계되고 테스트되었습니다. 또한, 배터리 모듈은 열 폭주 전파에 대한 저항성을 증명하기 위해 UL 9540A 테스트를 통과하여 단일 셀의 고장이 재앙적인 사건으로 이어지지 않도록 보장합니다. 운송 및 취급은 UN38.3 인증에 의해 규제됩니다.

5.0 응용 및 사용 사례

SOLARTODO 300kWh 오프그리드 마이크로그리드는 전력망이 없거나 불안정하거나 비용이 과도한 다양한 응용 분야에 이상적인 전력 솔루션입니다:

• 원격 커뮤니티: 국가 전력망에서 멀리 떨어진 마을과 도시에게 깨끗하고 안정적이며 저렴한 전기를 제공합니다.
• 광업 및 산업 운영: 원격 지역에서 중요한 기계 및 운영 시설에 중단 없는 전력을 보장하여 변동성이 큰 디젤 연료 공급에 대한 의존도를 줄입니다.
• 섬 전력화: 재생 가능 에너지로 전체 섬에 전력을 공급하여 경제 발전과 환경 지속 가능성을 촉진합니다.
• 통신 타워: 중요한 통신 인프라에 신뢰할 수 있는 전력을 공급하여 통신 네트워크의 99.99% 가동 시간을 보장합니다.
• 재난 구호 및 비상 전력: 자연 재해 발생 후 의료 시설, 지휘 센터 및 임시 대피소에 즉각적인 전력을 제공하기 위해 신속하게 배치할 수 있습니다.

6.0 자주 묻는 질문(FAQ)

1. 설치에 필요한 총 면적은 얼마인가요?
핵심 에너지 저장 시스템은 표준 20피트 컨테이너(약 6.1m x 2.4m)에 수용되어 있습니다. 동반하는 200 kWp 태양광 배열은 패널 효율 및 장착 구성에 따라 일반적으로 1,000에서 1,300 평방 미터의 공간을 필요로 합니다. 약 1,500 평방 미터의 총 클리어 공간이 권장됩니다.

2. 극한의 기상 조건에서 시스템 성능은 어떤가요?
컨테이너는 IP54 등급으로 먼지와 물 분무로부터 보호됩니다. 고급 액체 열 관리 시스템은 배터리가 최적의 온도 범위인 15°C에서 35°C 내에서 작동하도록 보장하며, 주변 온도가 -20°C에서 50°C로 변동하더라도 신뢰할 수 있는 성능을 유지하고 배터리의 장기 건강을 보호합니다.

3. 시스템의 유지보수 요구 사항은 무엇인가요?
시스템은 최소한의 유지보수를 위해 설계되었습니다. 냉각 시스템, 전기 연결 및 공기 필터에 대한 연간 점검이 필요합니다. 배터리 관리 시스템(BMS)은 지속적인 원격 모니터링 및 진단을 제공하여 운영자에게 잠재적인 문제를 경고합니다. LFP 배터리는 예상 수명 15년 이상 동안 유지보수가 필요 없습니다.

4. 향후 시스템 용량을 확장할 수 있나요?
네, 시스템은 모듈성을 염두에 두고 설계되었습니다. 추가 300 kWh 배터리 컨테이너와 해당 태양광 배열을 병렬로 통합하여 전력 및 에너지 용량을 증가시킬 수 있습니다. 에너지 관리 시스템(EMS)은 최대 10개 유닛의 플릿을 관리할 수 있도록 확장 가능하여 총 용량 3 MWh를 허용합니다.

5. 이 투자에 대한 일반적인 투자 회수 기간은 얼마인가요?
투자 회수 기간은 대체 에너지 비용, 일반적으로 디젤 연료에 따라 다릅니다. 디젤이 리터당 $1.50 이상인 많은 원격 지역에서 SOLARTODO 300kWh 마이크로그리드의 투자 회수 기간은 5년에서 7년으로 짧을 수 있습니다. 이는 상당한 환경적 및 신뢰성 이점 외에도 매력적인 재무적 사례를 제공합니다.

7.0 참고 문헌

• [1] UL 9540: 에너지 저장 시스템 및 장비에 대한 표준. Underwriters Laboratories.
• [2] UL 9540A: 배터리 에너지 저장 시스템에서 열 폭주 화재 전파를 평가하는 시험 방법. Underwriters Laboratories.
• [3] IEC 62619: 알칼리성 또는 기타 비산성 전해질을 포함하는 이차 전지 및 배터리 - 산업 응용을 위한 이차 리튬 전지 및 배터리에 대한 안전 요구 사항. 국제 전기 기술 위원회.
• [4] NFPA 855: 고정 에너지 저장 시스템 설치에 대한 표준. 미국 화재 보호 협회.
• [5] UN38.3: 위험물 운송에 대한 권고, 시험 및 기준 매뉴얼. 유엔.