JBD High Voltage Energy Storage System: Empowering Ukrainian Factory Against Grid Instability

머리말

우크라이나의 인공 부문은 최근 연중무휴 가동 시간에 의존하는 제조소의 생산을 중단시키는 빈번한 그리드 불안정과 정전으로 인해 알 수 없는 문제에 직면해 있습니다. 자동차 및 항공우주 고객을 위한 완벽 요소를 전문으로 하는 우크라이나 중부의 중간 규모 제조 공장의 경우 실제로 30나노초의 가동 중단으로 인해 10,000달러의 손실이 발생하고 납품 기한을 놓칠 수 있습니다.

발전소의 48V 저전압(LV) 에너지 창고 시스템은 높은 에너지 손실과 제한된 확장성으로 인해 150kW 피크 화물을 처리하기에 부적절했습니다. 불안정한 그리드에서 분리되는 신뢰할 수 있는 고전력 결과를 기대하지 않는 고객은 고전압(HV) 배터리 운영 시스템(BMS) 및 인공 에너지 저장 분야의 글로벌 리더인 JBD Energy 로 눈을 돌렸습니다.

이 사례 연구에서는 랙 장착형 LiFePO4 배터리, 개인용 HV 마스터 BMS 및 잡종 인버터를 통합한 JBD의 HV 에너지 저장 시스템이 공장에서 지속적인 생산을 유지하는 데 필요한 적응성을 어떻게 제공했는지 살펴봅니다.

솔루션: 왜 고전압인가?

고전압(400~600V) 에너지 저장은 세 가지 주요 측면에서 공장과 같은 산업 환경에서 일반적인 48V LV 시스템보다 훨씬 더 효과적입니다.

효율성: HV 시스템은 전류 흐름(P = V×I)을 낮은 수준으로 유지하므로 케이블 및 구성 요소에서 발생하는 저항 손실을 줄일 수 있습니다. 이 공장의 LV 시스템은 방전 중에 저장된 에너지의 12~15%를 소비하고 있었습니다. JBD HV 솔루션을 사용하여 공장은 손실을 5% 미만으로 줄일 수 있었습니다.

전력 처리: 고전압(HV) 인버터 및 배터리는 큰 부하(100kW 이상)를 실행할 수 있습니다. 따라서 이는 신속한 고출력 전달이 요구되는 중장비(예: CNC 밀, 용접 스테이션)를 위한 최상의 솔루션으로 간주될 수 있습니다.

확장성: HV 배터리 모듈에는 직렬로 연결할 수 있는 기능이 있으므로 공장에서는 시스템을 완전히 변경할 필요 없이 생산이 확대됨에 따라 배터리 저장 용량을 200kWh에서 500kWh 이상으로 늘릴 수 있습니다.

“클라이언트의 생산 라인은 이를 제한하는 솔루션이 아니라 이를 지원할 수 있는 솔루션을 요구하고 있었습니다.”라고 JBD의 동유럽 수석 FAE인 Ivan Petrov는 말합니다. "필요한 효율성, 전력 및 확장성을 얻기 위해서는 고전압을 선택하는 것 외에는 다른 선택이 없었습니다."

시스템‍‌‍‍‌ 심층 분석: JBD HV BMS 및 배터리 어레이 아키텍처

BD HV Master BMS and Series-Connected LiFePO4 Battery

설정의 핵심은 16모듈 LiFePO4 배터리 어레이 위에 있는 JBD 고전압 마스터 BMS(모델: JBD-HV-Master-500)입니다. 단위 BMS는 고전압 BMS입니다. 이는 다음을 제어합니다.

1. 직렬 연결된 배터리 모듈

모든 단일 랙 장착형 배터리 모듈(32V, 12.5kWh)은 직렬로 연결되어 512V의 총 시스템 전압을 얻습니다. 이는 100kW 공장 하이브리드 인버터에 적합합니다. 직렬 연결은 전압을 높이는 반면(고전력 전달에 매우 중요) JBD BMS 셀 밸런싱은 512개 셀(각각 16개 모듈 × 32개 셀) 전체에서 유지됩니다. 이를 통해 과충전/과방전을 방지하고 별도의 관리가 없는 제품보다 배터리 수명을 20~30% 더 연장할 수 있습니다.

2. 안전 프로토콜

고전압 설치에는 매우 엄격한 안전 규정이 필요하며 JBD BMS는 다음과 같은 조치를 제공할 수 있습니다.

절연 모니터링: 절연 결함에 대한 지속적인 점검(지락은 먼지와 습기가 많은 산업 환경에서 화재의 주요 원인입니다).

과전압/과전류 보호: 과전압 또는 과전류 조건이 발생하면 배터리 어레이가 즉시 연결 해제됩니다.

온도 제어: 공장의 HVAC와 함께 작동하여 배터리를 식힐 뿐만 아니라 항상 15~35도 사이를 유지합니다. 이렇게 하면 배터리가 6000회 이상의 사이클을 완료할 수 있습니다.

3. 커뮤니케이션 및 통합

BMS는 CAN 버스를 통해 인버터, 발전기 및 그리드 계량 시스템과 통신합니다. 이를 통해 전원을 쉽게 선택할 수 있습니다.

그리드 정상: 사용량이 적은 시간 동안 우리가 사용하는 인버터는 그리드에서 배터리를 충전하므로 그리드에 초과 전력을 주입할 수도 있습니다.

전력망 중단: BMS는 라인에 예정된 배터리의 생산을 중단하기 위해 10ms 이내에 신호를 보냅니다. 대규모 정전은 더 이상 문제가 되지 않습니다.

발전기 백업: 게다가 배터리가 더 이상 충전을 유지하지 못하는 경우 BMS는 이 단계를 자체적으로 수행하고 공장에서 디젤 발전기를 시동할 수 있습니다.

케이블링‍‌‍‍‌ 및 물리적 설계

그림은 시스템의 견고한 케이블 연결을 보여줍니다.

주황색 전원 케이블: 배터리 모듈 간에 고전류 DC 전원을 전달하는 전선입니다(직렬 연결).

파란색 통신 케이블: BMS를 각 배터리 모듈(CAN 버스) 및 인버터(RS485)에 연결하는 전선입니다.

빨간색 안전 스위치: 부품 제거를 위한 수동 차단, 전기적으로 안전하고 우크라이나 안전 표준(DSTU)을 준수합니다.

묶이지 않은 케이블, 임시 라벨 등 "작업 진행 중인" 모습은 설치에 진정성을 부여합니다. 이는 스튜디오 설정이 아닌 실제 상황입니다. JBD의 현장 팀은 장소를 아름답게 하는 것이 아니라 기능적으로 만들었습니다. 따라서 시스템은 배송 및 시운전 후 72시간 이내에 가동되어 가동되었습니다.

통합‍‌‍‍‌ 및 시운전: 인버터를 HV 시스템에 연결

BD High Voltage Energy Storage System Installation: Open Hybrid Inverter Connected to Rack-Mounted Battery Modules in Ukrainian Factory

이미지는 통합의 마지막 단계인 100kW 하이브리드 인버터(400~600V DC에 적합)를 JBD 배터리 뱅크에 연결하는 모습을 보여줍니다. 이를 증명하기 위해 JBD 팀은 철저한 현장 테스트를 수행했습니다. 인버터 덮개를 열면 내부 전자 부품이 노출됩니다.

1. 인버터 매칭

BMS와 하나의 Deye HV 하이브리드 인버터(모델: 100kW HV-1) 간의 통신을 설정하기 위해 클라이언트가 선택했습니다. 이 시나리오를 가능하게 했기 때문에 전력망, 배터리, 발전기가 미래에 인버터를 활용하는 세 가지 전력원이 될 수 있습니다. JBD 팀이 확인한 주요 사항은 다음과 같습니다.

전압 범위: 인버터의 400~600V DC 입력은 배터리 어레이의 512V 출력과 일치합니다.

정격 전력: 100kW 출력으로 공장 피크 부하인 150kW를 대부분 충족했습니다(정상 작동 중에는 그리드에서 50kW를 공급함).

통신 프로토콜: 인버터의 CAN 버스 인터페이스는 JBD BMS와 동기화되도록 구성되어 실시간 데이터 공유(충전 상태, 전력 흐름, 오류 경고)가 가능합니다.

2. 현장 테스트

3일간의 훈련 동안 10가지가 넘는 다양한 정전 시나리오를 시뮬레이션하여 다음 사항에 대한 준비 상태를 확인했습니다.

전환 시간: 인버터는 10ms 미만으로 그리드에서 배터리 전원으로 전환했습니다. 이는 기계가 정지되는 것을 방지할 수 있을 만큼 충분히 빠른 속도입니다.

부하 처리: 시스템은 공장의 150kW 피크 부하를 2시간 동안 지원했습니다(예상되는 가장 긴 정전 시간).

안전: BMS는 시뮬레이션된 절연 결함이 발생했을 때 작동을 중단하여 작업자와 장비를 보호했습니다.

3. 고객 교육

JBD 직원은 PC나 모바일 장치에서 열 수 있는 BMS의 인터넷 기반 대시보드를 작동하는 방법에 대해 공장 유지 관리 부서에 지도했습니다.

배터리 모니터링(셀 전압, 온도)

충전 일정(비수기 전력망 요금제 활용)

사소한 오류 처리(예: 느슨한 통신 케이블)

공장 유지 관리 책임자는 "세심한 배려가 팀의 강점이었고 실제로는 두 팀이 확연히 달랐습니다. 시스템 설치만이 그들의 유일한 업무는 아니었습니다. 그들은 가르치는 일도 했기 때문에 우리가 어떤 실패도 없이 쉽게 운영할 수 있게 해 주었습니다."라고 말했습니다.

기술 사양

매개변수	값
시스템 전압	512V DC(16 × 32V LiFePO4 모듈)
용량	200kWh (500kWh까지 확장 가능)
피크 전력	100kW(그리드를 통해 150kW 피크 부하 지원)
BMS 모델	JBD-HV-Master-500(16모듈 지원)
인버터	Deye 100kW HV-1 하이브리드 인버터
사이클 수명	6000사이클(방전 깊이 80%)
능률	95%(AC-DC-AC)
보증	5년

결론

JBD의 고전압 에너지 저장 시스템은 우크라이나 공장의 단순한 도구가 아닌 생존 수단입니다. 기존 48V 시스템을 확장 가능하고 효율적인 HV 솔루션으로 대체함으로써 클라이언트는 다음과 같은 결과를 얻었습니다.

100% 가동 시간: 설치 후 6개월 동안 로컬 그리드 중단으로 인한 생산 손실이 없었습니다.

20% 에너지 비용 절감: 이 장치는 사용량이 적은 시간에 그리드에서 가져온 전기로 충전되므로 에너지 비용이 월 $1,200 절감됩니다.

편안함: JBD BM,S의 실시간 모니터링 및 안전 기능 덕분에 두려운 가동 중지 시간이 없다는 것이 고객의 새로운 마음 상태입니다.

이번 사업은 글로벌 에너지 탄력성을 촉진하겠다는 JBD 에너지의 약속을 입증하는 것입니다. 우크라이나의 공장, 동남아시아의 데이터 센터, 아프리카의 마이크로그리드 등 당사의 HV BMS 및 스토리지 솔루션은 지구상에서 가장 혹독한 조건에서도 오래 지속되는 솔루션입니다.

JBD의 HV 에너지 저장 시스템이 그리드 불안정성에 대처하는 귀하의 비즈니스에 어떻게 도움이 될 수 있는지 알고 싶으십니까? 당사의 고전압 BMS 제품 페이지를 살펴보거나 프로젝트 논의를 위해 당사 팀에 연락하세요.

그리드 불안정성에 대처하기 위해 우크라이나 공장에 배치된 JBD 고전압 에너지 저장 시스템

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