태양광 전원과 Li 배터리를 포함하는 마이크로 그리드의 운영특성 해석

Abstract

태양광 전원은 태양광 패널이 설치된 지역의 위치와 날씨 그리고 기후 등에 매우 큰 영향을 받으며, 전원으로서의 사용시간의 제한과 출력의 불확실성이라는 특성을 갖는다. 이러한 태양광 전원의 불확실성을 가능한 줄이기 위해, 태양광 전원의 출력에 대한 오랜 기간 동안의 데이터를 분석하여 출력의 평균값을 산출해 내었다. 태양광 전원의 출력의 평균값은 태양광 전원에 직접 연결되어 그리드에 안정적인 전력을 공급하기 위한 Li 에너지 저장장치의 적정 용량산정과 운용방식에 꼭 필요한 데이터이며, 이로부터 Li 배터리의 충방전모드에 의해 그리드에 일정한 출력의 전력을 공급하는 것이 가능하도록 하였다. 태양광 전원과 Li 배터리를 포함하는 시스템이 악조건의 그리드 운전상태에서의 동작특성을 관찰하기 위해 Li 배터리의 충전율이 100%에서 10%로 단시간에 감소될 정도의 과부하 상태에 대해 태양광 전원과 Li 배터리의 운용특성을 분석하고 Li 배터리 셀 단위의 출력 및 온도특성을 해석하였다. A micro-grid including photovoltaic source and Li battery has been installed and operated for several years at the campus of USF and been used as a test bed. Photovoltaic power source has been strongly influenced by the location, weather and climate of the installed area. To compensate for the uncertainty of photovoltaic source's power output, a Li battery is connected directly to the photovoltaic source and supplies electric power to the grid. The Li battery is operated to supply power output to the grid according to the charging or discharging mode of the battery based on the average power output of the photovoltaic source, which is calculated from the monitored data for several years. The grid of the photovoltaic and Li battery system is operated as a severe loading condition and the operating characteristics of PV source and Li battery cells are analyzed in detail.