미국은 ESS 시장에서 괄목할 만한 성장을 누리고 있다. 글로벌 에너지 컨설팅 기관인 우드 맥킨지(Wood Mackenzie)에서 발표한 자료에 따르면 2019년 523MW인 미국 ESS 시장은 2025년까지 14배 이상 증가하여 7.3GW로 성장할 것으로 전망하고 있다. 이는 ESS 장려 정책과 ESS 소유주들을 위한 도매 시장 서비스 제공으로 인한 것이다. 현재 전기공급자 측 (Front of the Meter) ESS가 시장을 선도하고 있으며, 이는 앞으로도 시장의 상당 부분을 차지할 것으로 예상된다. 미국 ESS시장은 크게 FTM(Front The Meter)과 BTM(Behind The Meter)으로 나뉜다.
FTM 시장은 공익시설/설비 등 off-site에 전력을 공급하지만 BTM 시장은 주택용 ESS, 소규모 독립형 전력망 등 on-site에 전력을 공급하며, 이는 미터를 통한 전송이 불필요하다.
주택용 ESS는 미국 내에 40.4MW/93.3MWh가 배치되며 2019년 4분기 사상 최대의 호황을 누렸다. 주택에 ESS를 설치하면 백업, TOU 차익거래, 자가소비, 그리드 및 도매 시장 서비스 등의 이점을 얻을 수 있다.
미국 여러 주에서는 TOU 차익거래, 그리드 서비스 등 ESS 설치 장려를 위한 다양한 보급 정책을 실시하고 있다. 수요지 on-site 발전을 통해 피크 부하를 저감하는 Self-Generation Incentive Program(자가발전 인센티브 프로그램, SGIP)에 힘입어, 캘리포니아는 주택용 ESS 시장의 성장을 주도해 나아갈 것으로 전망된다. 캘리포니아주 공공사업위원회(California Public Utilities Commission)는 ESS를 통한 탄력적 수요 혜택과 저소득층 지역 및 고객들에 대한 추가 기금을 마련하는 조항을 넣어S GIP를 개정했다.
한화큐셀은 미국시장에서 올인원 ESS를 선보일 계획이다. Q.HOME+ ESS HYB-G1은 스마트 직류 연결이 가능한 ESS이다.
Q.HOME+ HYB-G1은 주택용 ESS 통합 솔루션으로 6.0~8.6kW의 하이브리드 인버터로 4.5~18.9kWh의 에너지 축전 용량을 제공한다. 배터리당 축전 용량은 4.5 또는 6.3kWh 중 하나이며 3개의 배터리를 적용하는 경우 최대 용량은 18.9kWh가 된다. 배터리당 방전 전력은 2.5kW이며 3개의 배터리를 연결할 경우 백업 전력이 최대 7.5kW로 증가한다. Q.HOME+는 스마트 에너지 관리 알고리즘과 결합하여 TOU, 수요 관리, 에너지 백업, 그리드 서비스 등에 활용할 수 있도록 최적화 된 ESS이다. 그 뿐만 아니라 고객들이 비축된 전기를 자가소비 할 수 있도록 지원한다.
Q.HOME+ ESS 솔루션은 배터리 및 인버터 용량을 기반으로 주택용 전기 수요 일부 또는 전체를 지원할 수 있다. 그 예로, Q.HOME+ HYB-G1 7.6kW 인버터는 18.9kWh 및 7.5kW 에너지 용량의 방전 전력을 위해 3개의 6.3kWh 배터리 모듈과 페어링 된다. 미국의 일반적인 주택의 경우 평균 전력 부하가 7.5kW로 이는 Q.HOME+가 그리드 전력이나 태양광 없이 2.5시간을 완전 부하로 가동할 수 있다는 것을 의미한다. 하지만 이 3개 배터리 시스템은 최적화된 부하 선택을 통해 약 567리터의 냉장고, 전자레인지, 팬, 0.333 마력의 양수기, TV, 여러 전구, 노트북, 가습기를 6~7시간 동안 가동할 수 있다.
아래 표를 통해 Q.HOME 솔루션이 제공하는 주요 특장점을 확인할 수 있다. TOU 차익 거래, 에너지 백업, 원격 운용 (그리드 서비스 및 도매 시장) 등의 기능을 지원한다.
Q.HOME+ HYB-G1은 태양광 모듈과 배터리를 연결하는 하이브리드 인버터가 탑재되어 있다. 이 특별한 기능으로 인해 하나의 배터리 관리 시스템(BMS)으로 인버터에 다수의 배터리를 연결할 수 있다. 전력저장장치 솔루션의 모듈화 방식은 고객들이 각자의 니즈와 경제성을 고려하여 ESS 규모를 선택할 수 있는 유연성을 제공한다. 오프 그리드 상황에서 증가하는 백업 전력은 이 솔루션의 흥미로운 점 중 하나로, 시스템에 3개의 배터리가 연결되어 있을 시 계통 연계형 출력과 일치시킬 수 있다.
그뿐만 아니라 한화큐셀에서는 제품에 대한 모든 사후관리(제품 보증, RMA 등)를 전적으로 맡아 관리한다.
글 | 탄비르 아라파트 칸 박사 (한화큐셀 미국 법인 제품기술혁신 부분 선임 엔지니어)
