2022년에도 PV 저장은 여전히 가장 인기 있는 주제이며, 주거용 배터리 백업은 태양광 분야에서 가장 빠르게 성장하는 부문으로, 전 세계의 크고 작은 가정과 기업을 대상으로 새로운 시장과 태양광 개량 확장 기회를 창출하고 있습니다.주거용 배터리 백업태양광 발전은 모든 태양광 주택에 필수적이며, 특히 폭풍이나 기타 비상 상황 발생 시 더욱 그렇습니다. 잉여 태양 에너지를 전력망에 내보내는 대신, 비상 상황에 대비하여 배터리에 저장하는 것은 어떨까요? 저장된 태양 에너지는 어떻게 수익을 낼 수 있을까요? 가정용 배터리 저장 시스템의 비용과 수익성에 대해 알아보고, 적합한 저장 시스템을 구매할 때 고려해야 할 핵심 사항을 간략하게 설명하겠습니다. 주거용 배터리 저장 시스템이란 무엇이며, 어떻게 작동하나요? 가정용 배터리 저장 시스템 또는 태양광 저장 시스템은 태양광 시스템의 장점을 활용하는 데 유용한 태양광 발전 시스템 추가 장치이며, 화석 연료를 재생 에너지로 대체하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다. 가정용 태양광 배터리는 태양광으로 생산된 전기를 저장하고 필요한 시간에 운영자에게 공급합니다. 배터리 백업 전원은 가스 발전기에 비해 환경 친화적이고 비용 효율적인 대안입니다. 태양광 시스템을 사용하여 직접 전기를 생산하는 사람들은 곧 한계에 부딪히게 됩니다. 정오에는 태양광 시스템이 충분한 전력을 공급하지만, 그때만 집에 전기를 사용할 사람이 없습니다. 반대로 저녁에는 충분한 전력이 필요하지만, 해가 쨍쨍 내리쬐지 않습니다. 이러한 전력 공급 부족을 메우기 위해 훨씬 더 비싼 전기를 전력망 운영사로부터 구매합니다. 
이러한 상황에서 가정용 배터리 백업은 거의 필수적입니다. 즉, 낮에 사용하지 않은 전기를 저녁과 밤에 사용할 수 있습니다. 따라서 자가 발전된 전기는 날씨에 관계없이 24시간 내내 사용할 수 있습니다. 이렇게 자가 발전된 태양광 발전의 사용률은 최대 80%까지 증가합니다. 태양광 발전이 차지하는 전력 소비량, 즉 자급률도 최대 60%까지 증가합니다. 가정용 배터리 백업은 냉장고보다 훨씬 작아서 다용도실 벽에 설치할 수 있습니다. 최신 저장 시스템은 일기 예보와 자가 학습 알고리즘을 활용하여 가정의 에너지 소비를 최대치로 줄일 수 있는 강력한 지능을 갖추고 있습니다. 가정이 전력망에 연결되어 있더라도 에너지 자립을 달성하는 것은 그 어느 때보다 쉬워졌습니다. 가정용 배터리 저장 시스템은 가치가 있을까요? 어떤 요소들이 중요할까요? 가정용 배터리 저장 장치는 태양광 발전 주택이 정전 시에도 계속 작동하고 밤에도 작동하기 위해 필수적입니다. 또한, 태양광 배터리는 전력망에 공급될 수 있는 태양광 에너지를 손실된 상태로 유지하여 전력 비용이 가장 높은 시기에 재공급함으로써 시스템 운영 경제성을 향상시킵니다. 가정용 배터리 저장 장치는 태양광 발전 주택 소유자를 전력망 고장으로부터 보호하고 에너지 가격 체계 변화로부터 시스템 운영 경제성을 보호합니다. 투자할 가치가 있는지 여부는 여러 가지 요인에 따라 달라집니다. 투자비용 수준. 킬로와트시당 용량 비용이 낮을수록 저장 시스템 자체의 투자 비용을 빨리 회수할 수 있습니다. 수명태양광 가정용 배터리 업계에서는 제조사의 10년 보증이 일반적입니다. 그러나 더 긴 사용 수명을 전제로 합니다. 리튬 이온 기술을 사용하는 대부분의 가정용 태양광 배터리는 최소 20년 이상 안정적으로 작동합니다. 자가소비 전력 비중 태양광 에너지 저장으로 자체 소비가 늘어날수록 그만한 가치가 있을 가능성이 높습니다. 그리드에서 구매 시 전기 비용 전기 요금이 높을 때 태양광 시스템 소유자는 자가 발전된 전기를 소비하여 비용을 절감합니다. 향후 몇 년 동안 전기 요금이 계속 상승할 것으로 예상되므로 많은 사람들이 태양 전지를 현명한 투자로 생각합니다. 그리드 연결 요금 태양광 시스템 소유주가 킬로와트시당 받는 전기량이 적을수록, 전력망에 공급하는 대신 저장하는 데 드는 비용이 더 많아집니다. 지난 20년 동안 전력망 연계 요금은 꾸준히 하락해 왔으며 앞으로도 계속 하락할 것입니다. 어떤 유형의 가정용 배터리 에너지 저장 시스템이 사용 가능합니까?? 가정용 배터리 백업 시스템은 복원력, 비용 절감, 분산형 전력 생산("가정 분산형 에너지 시스템"이라고도 함) 등 다양한 이점을 제공합니다. 그렇다면 가정용 태양광 배터리는 어떤 종류가 있을까요? 어떤 제품을 선택해야 할까요? 백업 기능에 따른 기능 분류: 1. 가정용 UPS 전원 공급 장치 이는 병원, 데이터룸, 연방 정부 또는 군수 산업에서 필수적이고 민감한 장비의 지속적인 작동에 필요한 백업 전력을 위한 산업용 서비스입니다. 가정용 UPS 전원 공급 장치를 사용하면 전력망에 문제가 발생하더라도 집안의 전등이 깜빡이지 않을 수 있습니다. 대부분의 가정은 필수적인 의료 장비를 가동하는 경우가 아니라면 이러한 수준의 안정성을 필요로 하지 않으며, 비용을 지불할 의향도 없습니다. 2. '중단 가능' 전원 공급 장치(전 가구 백업). UPS보다 한 단계 낮은 시스템은 '무정전 전원 공급 장치', 즉 IPS입니다. IPS는 전력망이 끊기더라도 집 전체를 태양광과 배터리로 가동할 수 있도록 해주지만, 백업 시스템이 장비에 연결되는 짧은 시간(몇 초) 동안 집안의 모든 것이 어두워지거나 회색으로 변하는 현상을 경험하게 될 것입니다. 깜빡이는 전자 시계를 재설정해야 할 수도 있지만, 배터리가 소진되는 한 그 외에는 모든 가전제품을 평소처럼 사용할 수 있습니다. 3. 비상 상황 전원 공급(부분 백업). 일부 백업 전력 기능은 전력망이 실제로 약해진 것을 감지하면 비상 상황 회로를 활성화하는 방식으로 작동합니다. 이를 통해 이 회로에 연결된 가정용 전원 장치(예: 냉장고, 조명, 그리고 전용 콘센트 몇 개)가 정전 기간 동안 배터리 및/또는 태양광 패널을 계속 작동시킬 수 있습니다. 이러한 백업 전력은 전 세계 가정에서 가장 인기 있고, 합리적이며, 경제적인 옵션 중 하나가 될 가능성이 높습니다. 집 전체를 배터리 뱅크로 운영하면 배터리가 빠르게 방전되기 때문입니다. 4. 부분적 오프그리드 태양광 및 저장 시스템. 눈길을 끌 만한 마지막 옵션은 '부분적 독립형 시스템'입니다. 부분적 독립형 시스템은 집 안에 '독립형' 공간을 마련하여, 전력망에서 전력을 공급받지 않고도 자체적으로 유지될 수 있을 만큼 충분한 용량의 태양광 및 배터리 시스템을 통해 지속적으로 작동하는 것을 의미합니다. 이렇게 하면 전력망이 끊겨도 냉장고, 조명 등 필수적인 가전제품은 아무런 문제 없이 사용할 수 있습니다. 또한, 태양광과 배터리는 전력망 없이도 자체적으로 영구적으로 작동할 수 있도록 설계되어 있어, 별도의 장치를 독립형 회로에 연결하지 않는 한 전력 사용량을 따로 할당할 필요가 없습니다. 배터리 화학 기술에 따른 분류: 가정용 배터리 백업으로서의 납산 배터리 
납산 배터리시중에 나와 있는 에너지 저장용 배터리 중 가장 오래된 충전식 배터리이자 가장 저렴한 배터리입니다. 지난 세기 초인 1900년대에 등장했으며, 뛰어난 내구성과 저렴한 가격으로 오늘날까지도 다양한 분야에서 선호되는 배터리로 자리 잡고 있습니다. 납산 배터리의 주요 단점은 낮은 에너지 밀도(무겁고 부피가 크다)와 짧은 수명으로, 많은 횟수의 충전 및 방전 사이클을 견딜 수 없다는 점입니다. 납산 배터리는 배터리의 화학적 성분을 균형 있게 유지하기 위해 정기적인 유지 관리가 필요합니다. 따라서 이러한 특성으로 인해 중주파에서 고주파 방전이나 10년 이상 지속되는 용도에는 적합하지 않습니다. 또한 방전 심도가 낮다는 단점이 있는데, 일반적으로 수명을 늘리기 위해 극단적인 경우 80%, 일반 작동 시에는 20%로 제한됩니다. 과방전은 배터리 전극의 성능을 저하시켜 에너지 저장 능력을 저하시키고 수명을 단축시킵니다. 납산 배터리는 충전 상태를 지속적으로 유지해야 하며, 항상 부유 기술(자가 방전 효과를 상쇄하기에 충분한 소량의 전류로 충전을 유지)을 통해 최대 충전 상태에서 보관해야 합니다. 이러한 배터리는 여러 가지 버전으로 제공됩니다. 가장 일반적인 배터리는 액체 전해질을 사용하는 벤트형 배터리, 밸브 조절형 겔 배터리(VRLA), 그리고 전해질이 유리섬유 매트에 내장된 배터리(AGM, 흡수성 유리 매트라고도 함)입니다. AGM은 겔 배터리에 비해 중간 수준의 성능을 제공하고 비용도 저렴합니다. 밸브 조절식 배터리는 사실상 밀폐되어 전해액의 누출과 건조를 방지합니다. 밸브는 과충전 시 가스를 방출하는 역할을 합니다. 일부 납축전지는 고정형 산업용으로 개발되었으며, 더 긴 방전 사이클을 견딜 수 있습니다. 납-탄소 배터리라는 더욱 현대적인 버전도 있습니다. 전극에 탄소 기반 소재를 첨가하여 더 높은 충전 및 방전 전류, 더 높은 에너지 밀도, 그리고 더 긴 수명을 제공합니다. 납축전지(모든 변형)의 장점 중 하나는 (다음에 살펴볼 리튬 배터리처럼) 정교한 충전 관리 시스템이 필요하지 않다는 것입니다. 납 배터리는 과충전 시 발화 및 폭발 위험이 훨씬 낮은데, 이는 전해액이 리튬 배터리처럼 가연성이 아니기 때문입니다. 또한, 이러한 유형의 배터리에서는 약간의 과충전은 위험하지 않습니다. 일부 충전 컨트롤러에는 배터리 또는 배터리 뱅크를 약간 과충전하여 모든 배터리가 완전히 충전되도록 하는 균등화 기능이 있습니다. 균등화 과정에서 다른 배터리보다 먼저 완전히 충전된 배터리는 전압이 약간 상승하지만 위험은 없습니다. 반면 전류는 직렬 연결된 소자를 통해 정상적으로 흐릅니다. 따라서 납 배터리는 자연스럽게 균등화되는 특성을 가지고 있으며, 배터리 간 또는 뱅크 배터리 간의 작은 불균형은 위험을 초래하지 않는다고 할 수 있습니다. 성능:납축전지의 효율은 리튬 배터리보다 훨씬 낮습니다. 효율은 충전 속도에 따라 달라지지만, 일반적으로 왕복 효율은 85%로 추정됩니다. 저장 용량:납산 배터리는 다양한 전압과 크기로 제공되지만, 배터리 품질에 따라 kWh당 무게는 인산철리튬보다 2~3배 더 무겁습니다. 배터리 비용:납축전지는 리튬인산철 배터리보다 75% 저렴하지만, 낮은 가격에 현혹되지 마세요. 이 배터리는 빠르게 충전하거나 방전할 수 없고, 수명이 훨씬 짧으며, 보호 배터리 관리 시스템이 없고, 매주 정기적인 유지 보수가 필요할 수도 있습니다. 이로 인해 전력 비용을 절감하거나 고용량 가전제품을 지원하기에 합리적인 수준보다 사이클당 전체 비용이 더 많이 발생합니다. 가정용 배터리 백업으로서의 리튬 배터리 
현재 상업적으로 가장 성공적인 배터리는 리튬 이온 배터리입니다. 리튬 이온 기술은 휴대용 전자 기기에 적용된 이후 산업 분야, 전력 시스템, 태양광 에너지 저장 장치, 그리고 전기 자동차 분야에까지 진출했습니다. 리튬 이온 배터리에너지 저장 용량, 듀티 사이클 수, 충전 속도, 비용 효율성 등 여러 측면에서 다른 여러 유형의 충전식 배터리보다 성능이 뛰어납니다. 현재 유일한 문제는 안전입니다. 가연성 전해질은 고온에서 발화할 수 있으므로 전자 제어 및 모니터링 시스템을 사용해야 합니다. 리튬은 모든 금속 중 가장 가볍고, 전기화학적 전위가 가장 높으며, 알려진 다른 배터리 기술보다 더 높은 체적 및 질량 에너지 밀도를 제공합니다. 리튬 이온 기술은 주로 간헐적 재생 에너지원(태양광 및 풍력)과 관련된 에너지 저장 시스템의 사용을 촉진했으며, 전기 자동차의 도입도 촉진했습니다. 전력 시스템과 전기 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리는 액체형입니다. 이 배터리는 두 개의 전극이 액체 전해질 용액에 담긴 전통적인 전기화학 배터리 구조를 사용합니다. 분리막(다공성 절연재)은 액체 전해질을 통해 이온이 자유롭게 이동할 수 있도록 하면서 전극을 기계적으로 분리하는 데 사용됩니다. 전해질의 주요 특징은 이온 전류(전자가 과도하거나 부족한 원자인 이온으로 형성됨)는 흐르게 하면서 전자는 통과시키지 않는 것입니다(전도성 물질에서처럼). 양극과 음극 사이의 이온 교환은 전기화학 전지 작동의 기본입니다. 리튬 배터리에 대한 연구는 1970년대로 거슬러 올라가며, 이 기술은 1990년대에 성숙되어 상업적으로 사용되기 시작했습니다. 리튬 폴리머 배터리(폴리머 전해질 사용)는 현재 휴대폰, 컴퓨터 및 다양한 모바일 기기에 사용되고 있으며, 기존의 니켈-카드뮴 배터리를 대체하고 있습니다. 니켈-카드뮴 배터리의 주요 문제점은 저장 용량이 점차 감소하는 "메모리 효과"입니다. 배터리가 완전히 방전되기 전에 충전되면 이러한 현상이 발생합니다. 리튬 이온 배터리는 기존의 니켈-카드뮴 배터리, 특히 납산 배터리와 비교했을 때 에너지 밀도가 더 높고(부피당 더 많은 에너지를 저장함), 자가방전 계수가 더 낮으며, 더 많은 충전 및 방전 사이클을 견딜 수 있어 수명이 길다. 2000년대 초, 리튬 배터리는 자동차 산업에서 사용되기 시작했습니다. 2010년경에는 리튬 이온 배터리가 가정용 전기 에너지 저장 장치에 관심을 갖게 되었습니다.대규모 ESS(에너지 저장 시스템) 시스템주로 전 세계적으로 전력원 사용이 증가했기 때문입니다. 재생 에너지(태양광 및 풍력)는 간헐적으로 사용됩니다. 리튬 이온 배터리는 제조 방식에 따라 성능, 수명, 비용이 달라질 수 있습니다. 주로 전극용으로 여러 가지 소재가 제안되었습니다. 일반적으로 리튬 배터리는 배터리의 양극 단자를 형성하는 금속 리튬 기반 전극과 음극 단자를 형성하는 탄소(흑연) 전극으로 구성됩니다. 사용되는 기술에 따라 리튬 기반 전극은 다양한 구조를 가질 수 있습니다. 리튬 배터리 제조에 가장 일반적으로 사용되는 재료와 이러한 배터리의 주요 특징은 다음과 같습니다. 리튬 및 코발트 산화물(LCO):높은 비에너지(Wh/kg), 양호한 저장 용량 및 만족스러운 수명(사이클 수)으로 전자소자에 적합하나, 단점은 비출력(W/kg)이 작고, 적재 및 하역 속도가 느려짐 리튬 및 망간 산화물(LMO):낮은 비에너지(Wh/kg)로 높은 충전 및 방전 전류를 허용하여 저장 용량을 줄입니다. 리튬, 니켈, 망간 및 코발트(NMC):LCO와 LMO 배터리의 특성을 결합했습니다. 또한, 니켈이 함유되어 있어 비에너지를 증가시켜 저장 용량을 증가시킵니다. 니켈, 망간, 코발트는 용도에 따라 다양한 비율로 혼합하여 사용할 수 있습니다. 전반적으로 이러한 조합의 결과는 우수한 성능, 우수한 저장 용량, 긴 수명, 그리고 저렴한 비용을 갖춘 배터리입니다. 리튬, 니켈, 망간 및 코발트(NMC):LCO와 LMO 배터리의 특징을 결합했습니다. 또한, 니켈이 함유되어 있어 비에너지를 높여 저장 용량을 증가시킵니다. 니켈, 망간, 코발트는 용도에 따라 다양한 비율로 사용할 수 있습니다(특성 선호도에 따라). 일반적으로 이러한 조합은 우수한 성능, 우수한 저장 용량, 긴 수명, 그리고 적절한 비용을 갖춘 배터리를 제공합니다. 이 유형의 배터리는 전기 자동차에 널리 사용되어 왔으며, 고정형 에너지 저장 시스템에도 적합합니다. 리튬 철 인산염(LFP):LFP 조합은 배터리에 우수한 동적 성능(충전 및 방전 속도), 긴 수명, 그리고 우수한 열 안정성으로 인한 안전성 향상을 제공합니다. 니켈과 코발트가 함유되어 있지 않아 비용이 절감되고 대량 생산이 가능합니다. LFP는 저장 용량이 가장 크지는 않지만, 저렴한 가격과 뛰어난 견고성 등 여러 가지 장점으로 인해 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템 제조업체에서 채택하고 있습니다. 리튬 및 티타늄(LTO):이 이름은 탄소 전극 대신 티타늄과 리튬을 전극 중 하나에 사용하고, 두 번째 전극은 다른 유형(예: NMC - 리튬, 망간, 코발트)에 사용되는 것과 동일한 전극을 사용하는 배터리를 의미합니다. 비에너지가 낮음(저장 용량 감소로 이어짐)에도 불구하고, 이러한 조합은 우수한 동적 성능, 우수한 안전성, 그리고 대폭 향상된 사용 수명을 제공합니다. 이러한 유형의 배터리는 100% 방전 심도에서 10,000회 이상의 작동 사이클을 견딜 수 있는 반면, 다른 유형의 리튬 배터리는 약 2,000회 사이클을 견딜 수 있습니다. LiFePO4 배터리는 매우 높은 사이클 안정성, 최대 에너지 밀도, 그리고 최소한의 무게로 납축전지보다 우수한 성능을 발휘합니다. 배터리를 정기적으로 50% DOD에서 방전한 후 완전히 충전하면 LiFePO4 배터리는 최대 6,500회의 충전 사이클을 수행할 수 있습니다. 따라서 장기적으로 추가 투자가 효과적이며, 가격 대비 성능도 매우 뛰어납니다. 태양 전지로 연속 사용 시 LiFePO4 배터리는 선호되는 선택입니다. 성능:배터리 충전 및 방전은 전체 사이클 효율성이 98%이며, 2시간 이내에 빠르게 충전 및 방전이 가능합니다. 수명이 짧은 경우에는 더욱 빠릅니다. 저장 용량: 리튬 철 인산 배터리 팩은 18kWh 이상이 될 수 있으며, 이는 동일한 용량의 납산 배터리보다 차지하는 공간이 적고 무게도 가볍습니다. 배터리 비용: 리튬 철 인산 배터리는 납산 배터리보다 비용이 더 많이 들지만 일반적으로 수명이 더 길어 사이클 비용이 더 낮습니다.
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