5월 3일 산업통상자원부는 ‘ESS 안전 강화 대책’을 발표했습니다. ESS 화재사고를 방지하고 원인을 해결하여 보다 안전하게 에너지 저장장치를 활용할 수 있는 환경을 조성하기 위함입니다. 태양광발전 등 녹색에너지와 함께 사용하는 ESS는 생산 즉시 사용하지 않으면 소실되는 전기를 저장할 수 있어 화석연료를 줄이고 전기를 절약하는 데 매우 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 특히 생산량이 일정하지 않은 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전을 효율적으로 운영할 수 있게 해줍니다.
하지만 종종 뉴스에 등장하는 ESS 화재 사고에 대한 불안감도 있습니다. 매일 사용해야 하는 전기와 관련된 만큼 잦은 사고가 발생하면 그 피해도 무시할 수 없습니다. 이러한 ESS 화재 사고의 원인은 무엇이며, 방지 대책은 어떤 것이 있을까요. LSELECTRIC과 함께 보도록 하겠습니다.
ESS 화재 사고의 원인 2020년부터 2021년까지 2년간 일어난 총 4곳의 ESS 화재에 대해 한국전기안전공사는 사고의 원인으로 배터리를 꼽았습니다. 특히 2018년 기준 화재 상황을 살펴보면 태양광 운전 중이 아닌 충전 후 휴지 중 84%의 화재가 발생해 ESS 배터리에 대한 실시간 모니터링이 중요하다는 사실을 알 수 있습니다.일반적으로 리튬 배터리의 화재 원인으로는 과충전, 내부 단락, 외부 수열에 의한 열충격 등이 있습니다. 이 모든 원인이 배터리 가열을 일으켜 결과적으로 화재에 도달하게 합니다. 리튬 배터리는 60도를 넘는 시점부터 부풀어 오릅니다. 60도에 이르면 이미 배터리 자체에 이상이 생기기 때문에 이전부터 배터리 이상을 알려 손상을 예방하는 것이 필요합니다. 이렇게 배터리가 제대로 작동하는지 파악할 수 있도록 실시간 온도를 모니터링하는 기술이 있습니다. LSELECTRIC의 화재 안전 솔루션 BTS(Battery Temperature Sensing)입니다.
화재 안전 솔루션 BTS 개념과 원리 BTS는 배터리 정상 작동을 위한 최적 온도인 25도를 유지할 수 있도록 실시간 모니터링을 통해 이상 징후를 발견하고 알람과 시스템 강제 정지 등을 수행하는 솔루션입니다. 배터리 성능에 이상이 생길 수 있는 40도에 도달하기 직전부터 경고하고 위험 수준에 따라 강제 정지와 냉방·공조 시스템을 가동해 ESS 화재 사고를 방지할 수 있습니다.어떻게 이런 모니터링이 가능할까요? BTS는 배터리 모듈 사이에 광섬유로 구성된 면온도 측정장치를 삽입하여 배터리 셀의 온도를 정확하고 광범위하게 측정하여 열폭주와 화재를 미연에 방지합니다. 소방설비 기준에 의한 불꽃 및 연기 센서가 포함되어 있으며 온도 모니터링 데이터를 기반으로 작동하므로 보다 신속하고 복합적인 화재 예방과 대응이 가능합니다.
ESS 고장을 방지하는 BTS 지금까지 ESS 화재사고 대처방식으로는 연기를 감지하는 순간 ESS 배터리 전체에 소화액을 분사하는 방식으로 스프링클러를 사용해 왔습니다. 그러나 이러한 방식은 화재사고를 예방하는 것이 아니라 진압만이 가능할 뿐만 아니라 전력기기로 구성된 에너지 저장장치와 배터리가 부식되어 더 이상 사용할 수 없게 되었습니다.하지만 BTS는 소화액을 배터리 전체에 분사하지 않고 화재 위험을 감지한 이상 온도 부분에만 국소적으로 분사해 손해를 줄일 수 있습니다. 산업부 소방재시험을 통해 화재시험 성적서, 내부식성, 절연성을 획득한 전용 소화액을 사용하여 최대한 설비를 보호할 수 있도록 노력하였습니다. 또한 기존 ESS 연기 감지는 배터리를 랙 단위로 파악했지만 BTS는 그보다 세밀한 단위인 개별 모듈과 셀급으로 측정해 보다 정확하고 빠른 대응이 가능합니다.현재 LSELECTRIC의 BTS는 LS청주사업장 ESS에서 실증 운용되어 안전하게 ESS 온도를 모니터링하고 있습니다. 또한 한전KPS에도 화재안전 솔루션으로 공급되어 안전을 지키고 있습니다. 40년 넘게 전력 분야 기반 기술과 자동화 전력 전자 기술 등을 바탕으로 ESS에 대한 기술력을 확보해 온 LSELECTRIC은 안전을 위한 ESS 화재 안전 솔루션에 대해서도 두각을 나타내고 있습니다.
산업통상자원부는 ESS 화재 확산 방지를 위해 자체 소화시스템 설치를 추진하고 있습니다. 앞으로도 꾸준히 성장세를 보이는 에너지 저장장치가 우리의 일상 속에 안전하게 정착될 수 있도록 앞으로도 다양한 안전기준이 추가될 것으로 보입니다.ESS 화재사고 방지는 만일의 인명피해를 줄이고 사고나 고온으로 인한 배터리 고장 등의 손실까지 막을 수 있어 매우 중요합니다. 새로운 기술을 발전시키는 것만큼 새로운 기술을 안전하게 해주는 솔루션이 함께해야 우리의 생활과 환경을 생각하는 인간 친화적인 발전을 이룰 수 있기 때문에 앞으로도 BTS와 같은 안전 관련 솔루션의 활약이 기대됩니다.
