-심야전력 사용설비 범위...ESS와 EHP까지만… 실내기는 제외

EHP 실외기와 ESS 에너지저장장치를 결합한 ESS식 냉난방설비가 심야전력기기로 본격 보급된다.

한국전력 전력수급처는 지난 11월 1일 ESS 에너지저장장치와 EHP 실외기를 결합한 ESS식 냉난방설비를 심야전력(을) 적용 대상기기로 보급한다고 밝혔다.

최근 ESS식 냉난방설비 보급을 위한 기술기준과 운영기준도 마련됐다. 인증기관에는 한국산업기술시험원(KTL)과 한국냉동공조인증센터가 지정됐다.

ESS식 냉난방설비는 심야시간대에 전기를 ESS(Energy Storage System, 에너지저장장치 또는 배터리 에너지저장시스템)에 저장했다가 주간 최대부하시간대에 저장된 전기로 ESS와 연결된 EHP(Electric Heat Pump, 전기히트펌프 또는 전기구동 히트펌프)를 가동하는 냉난방설비를 말한다.

한국전력 전력수급처는 12월 21일(목) 대전에 위치한 전력연구원에서 관련업계 관계자 50여 명이 참석한 가운데 ‘ESS식 냉난방설비 심야전력기기 적용에 따른 공청회’를 개최하고 △ESS식 냉난방설비 개요 △심야전력기기 제도 △ESS식 냉난방설비 운영기준 △ESS식 냉난방설비 기술규격 등에 대해 소개하고 참가한 업계 관계자들의 의견을 듣고 궁금증에 답하는 시간을 가졌다.

이날 공청회에 참가한 업계 관계자들의 최대 관심사는 역시 ESS식 냉난방설비 설치지원금이었다.

이에 대해 한전 전력수급처 조상연 차장은 “올해 시범사업을 한 두 업체가 제시한 제품가격 차이도 너무 크고 내부적으로도 1년에 몇 대가 보급될 지 산정이 어려운 점도 있으며 무엇보다 올해 지원예산을 기재부에 신청했지만 예산편성이 안 돼 별도 지원금 없이 보급사업을 진행해야 한다.”고 밝혔다.

이어 조 차장은 “올해 업체 참여 및 사업추진 상황에 맞춰 2019년 지원예산을 다시 신청할 예정”이라며 “다른 심야전력설비와의 형평성에 맞춰 설치지원금은 10~15% 선이 될 것으로 예상된다.”고 말했다.

최대부하 3시간 동안 ESS 저장전력으로 EHP 가동

ESS식 냉난방설비용 전력은 심야전력(을)Ⅱ을 공급하지만 심야전력(을)Ⅰ으로도 공급이 가능하다. 별도의 시설부담금이 없으며 계약전력은 EHP의 한랭지 난방소비전력(kW)과 ESS운영에 필요한 운전소비전력의 합이 20kW(입력기준) 이상인 ESS식 냉난방설비로서 충전율(중간부하시간대 및 최대부하시간대에 필요한 전기에너지를 저장하는 비율)이 40% 이상이며 24시간 전기를 사용하는 고객에게 적용한다. 다만 기본공급약관의 산업용 전력(을)에 해당하는 고객의 축냉설비는 축열률이 100% 이상이어야 하며 심야전력(을)1으로 공급한다.

ESS식 냉난방설비는 심야시간대인 23시부터 9시까지 10시간 동안 ESS에 전력을 저장해 냉방기간인 4~9월 중 최대부하 시간대인 14~17시(3시간)에, 난방기간인 10~3월 중 최대부하시간대인 10~12시, 17~18시(3시간)에 사용한다.

조상연 차장은 “ESS식 냉난방설비는 냉난방기간의 최대부하시간대 3시간 동안 ESS에 저장된 전력으로 EHP 가동을 유도하기 위한 전력 수요관리사업 일환이므로 냉난방 기간에 따른 최대부하시간대에 ESS 저장 전기를 사용하지 않으면 전력사용량에 대하여 초과사용부가금이 부과된다.”고 밝혔다.

기본설치방식 및 다중설치방식 등 2가지 타입

ESS식 냉난방설비는 기본적으로 EHP(실외기)와 ESS(PCS+BS(배터리+BMS))로 구성된다. 심야전력 사용설비의 범위는 ESS와 ESS 운영에 필요한 설비 및 중간부하시간대, 최대부하시간대 냉난방에 필요한 열을 생산하는 설비이며 열을 사용하기 위한 설비인 실내기는 상시전력으로 분류된다.

EHP는 ‘효율관리기자재 운영규정’에 따른 효율등급 1등급을 받은 실외기로 한정하며 EHP의 정격냉방능력은 20kW 이상 70kW 미만이다.

ESS식 냉난방설비의 정격용량은 EHP 정격냉방 능력조건 하에서 신청업체가 제시한 배터리의 DOS(배터리 제품사양서)에 따라 ESS에 저장된 전력으로 EHP를 3시간 이상 운전할 수 있는 용량(kWh)이어야 한다.

ESS의 조건은 완전방전 상태에서 8시간 이내에 완전 충전돼야 하며 충·방전 2,000회를 기준으로 최소 EOL(충방전 횟수를 기준으로 한 ESS의 잔존용량(%)) 80% 이상, 신청업체는 배터리에 대한 DOS를 제시해야 한다.

PCS는 EHP의 한랭지 난방 소비전력 명판 표시치의 110%(최대소비전력) 이상의 용량이어야 한다. 또한 ESS에 적용된 PCS는 전력계통에 이상 발생 시 전력계통을 차단해 ESS식 냉난방설비를 보호하는 기능을 갖추어야 한다.

BS에 충전된 전력은 ESS식 냉난방설비를 구성하는 시스템에만 공급해야 한다.

ESS식 냉난방설비는 설비운전 데이터를 측정하고 저장할 수 있어야 하며 인터넷 등 통신으로 한전에서 자동 송수신하고 수요관리를 위한 ESS 충방전시간 설정 등을 원격으로 제어할 수 있는 기능을 갖춰야 한다.

ESS식 냉난방설비, A형~D형 4가지 유형 ESS식 냉난방설비는 설비용량에 따라 A형부터 D형까지 4가지 유형으로 분류되며 EHP 정격냉방능력에 따라 A형은 20kW 이상~35kW 미만, B형은 35kW 이상~50kW 미만, C형은 50kW 이상~60kW 미만, D형은 60kW 이상~70kW 미만 등으로 구분된다.

ESS의 PCS는 유형별 EHP 정격 냉방능력이 최대인 EHP(실외기) 능력을 기준으로 최대 소비전력 이상의 용량(kW), BS는 유형별 EHP 정격 냉방능력을 기준으로 ESS식 냉난방설비 정격용량에 적합한 용량(kWh)으로 인증을 받는다.

이를 토대로 인증을 받을 경우, △A형은 8hp, 10hp, 12hp △B형은 14hp, 16hp △C형은 18hp, 20hp △D형은 22hp, 24hp가 해당된다.

조상연 차장은 “유형별도 가장 큰 모델을 인증받으면 동일 유형범위에 속하는 EHP는 따로 인증 받지 않고 보급할 수 있지만 ESS 용량은 인증모델과 동일해야 한다.”고 강조했다.

‘설치방법에 따른 분류’의 기본 설치방식으로 ESS식 냉난방설비를 설치하고자 하는 경우 ‘ESS식 냉난방설비 설치용량에 따른 분류’에 따라 인증 받은 동일 유형의 EHP 정격냉방능력과 정격 소비전력을 초과하지 않은 범위에서 EHP능력을 변경해 보급할 수 있다. 다만, EHP는 인증받은 모델과 동일한 제조사에서 제작된 동일한 기능을 가진 EHP(실외기)에 한해 적용된다.

기존 설치된 EHP에 ESS만을 추가로 설치하는 경우에는 기존 설치된 EHP는 에너지효율등급 1등급 제품이면서 기 인증 받은 ESS식 냉난방설비 EHP의 동일 능력 범위에서 소비전력이 초과하지 않는 것에 한해 적용할 수 있다.

ESS식 냉난방설비의 인증모델은 ‘유형+EHP(실외기) 능력+설치할 수 있는 EHP 능력’으로 표시한다. 예를 들면 A1208, B1614 등과 같이 표시된다.

ESS식 냉난방설비는 설치방법에 따라 실외기 1대에 ESS 1대를 1대1로 결합하는 기본설치방식과 실외기 2대 이상에 ESS 1대를 연결하는 다중설치방식으로 구분된다.

ESS식 냉난방설비를 다중 설치방식으로 설치할 경우에는 인증받은 모델의 ESS에 EHP를 2대 이상 설치할 경우에 적용한다.

EHP는 ESS식 냉난방설비로 인증받은 유형 및 인증받은 유형별 EHP 능력에 한해 적용한다.

EHP의 정격 냉방 소비전력 합은 인증모델의 정격냉방 소비전력을 초과할 수 없다. EHP 최대소비전력의 합은 인증모델의 PCS 용량(kW)을 초과할 수 없다. 단 기존 설치된 EHP에 ESS만을 추가로 설치하는 경우에는 적용하지 않는다.

ESS식 냉난방설비의 구성품별 구조 및 성능

ESS 중 PCS는 SGSF-025-4의 기준 중 안전시험과 성능시험을 만족하거나 고효율에너지기자재의 전력저장장치 인증기술 기준에 따라 인증을 받은 기기여야 한다. 다만, SGSF-025-4 성능시험의 과도 응답 특성시험 중 ‘입력전력 급변시험’은 시험항목에서 제외된다.

KS C IEC 62040-1,2,3 무정전전원장치(UPS) 또는 전기용품안전기준 K 62477-1 전력전자변환기기 및 시스템(PECS)은 일반에 따른 기준의 시험성적서를 제출시 SGSF-025-4의 안전시험을 생략할 수 있다.

또 ESS의 운전데이터(날짜, 시간, 출력측(전압, 전류, 전력), 배터리 SOC 외)를 자동으로 기록할 수 있어야 하며, 통신을 통한 데이터 습득 또는 휴대용 저장장치를 이용하여 데이터를 얻을 수 있어야 한다. 데이터는 10분 이내 평균값으로 1년 이상 데이터 저장이 가능해야 한다.

일반전력에서 ESS 전력으로 전환될 때는 EHP의 운전이 정지하지 않는 상태에서 절체가 가능해야 하며 배터리시스템의 운전 및 통신상태 표시와 수동·자동운전이 가능해야 한다. PCS에 내장되는 시계소자는 월 53초 이상 오차를 발생하지 않는 시계소자를 사용해야 한다.

ESS 중 BS는 KS C IEC 62620의 ‘알칼리 또는 기타 비-산성 전해질을 포함하는 리튬 2차 단전지 및 전지’기준 또는 KBIA-10104-01~02의 기준을 만족하거나 고효율에너지기자재의 전력저장장치의 인증기술 기준에 따라 인증을 받은 기기여야 한다.

실외기인 EHP는 KS C IEC 60335-2-40에 8. 22. 29항에 적합하여야 하며 ‘효율관리기자재 운용규정’에 따른 멀티전기히트펌프시스템 에너지소비효율등급 1등급 제품이어야 한다.

인정 신청업체 ESS 및 ESS설비 A/S능력 갖춰야

조상연 차장은 “ESS식 냉난방설비 인정 신청업체는 ESS식 냉난방설비를 소비자에게 안정적으로 공급 및 A/S를 할 수 있는 능력을 갖추고 있어야 하며 기 설치된 EHP에 ESS를 추가 설치하는 경우에도 EHP를 포함한 ESS식 냉난방설비에 대해 A/S를 할 수 있는 체계와 능력을 갖추고 있어야 한다.”고 설명했다.

전체 제품 또는 주요 구성부품 중 전기용품안전관리법, 고압가스안전관리법 등(이하 ‘관련법규’라 한다)에 의해 안전인증 대상인 것은 인정신청 및 지정시험기관의 심야기기 인정추천 전에 안전인증을 득해야 한다. 시험기관은 한전이 인정한 지정 시험기관 중에서 자율적으로 선정할 수 있다.

대상기기의 인증시험 신청은 안정적인 제품공급 및 사후서비스 능력을 보유한 업체로 당해 기기를 직접 제조하거나 수입, 외주가공, OEM, ODM방식에 관계없이 ‘ESS식 냉난방설비 심야전력기기 인정 및 보급에 관한 계약’을 체결한 업체가 하며 기 인정업체를 제조원으로 해 OEM방식으로 보급 시에도 동일하다. 제출 시료는 현장에 보급할 제품과 동일한 모델, 동일한 기준의 기기여야 한다.

대상기기의 인정 신청업체는 공장심사 신청서 및 필요서류를 구비하여 지정시험기관에 심사를 신청한다. 공장심사는 신청업체의 사무실, 공장(수입인 경우 수입검사, 외주가공, OEM, ODM의 경우 품질관리 및 검사 를 실시하는 공장 등)을 방문해 공장 심사기준에 따라 심사하고 공장심사 결과보고서를 작성한다. 이미 인정받은 ESS식 냉난방설비를 보유한 업체에 대해서는 공장심사 일부 또는 전부를 면제받을 수 있다.

심야전력기기 인정 추천 및 신청에 대해서는 인증시험 및 공장심사 결과가 합격으로 판정되면 지정시험기관은 ESS식 냉난방설비 심야전력기기 인정추천서에 따라 한전에 인정을 추전하고 신청업체에 인증시험 및 공장심사결과를 통보하면 된다. 신청업체는 ‘합격’으로 통보받은 경우 한전에 ‘ESS식 냉난방설비 심야전력기기 인정 및 보급에 관한 계약’ 체결을 신청하며 인증시험 결과보고서 및 공장심사 결과보고서를 함께 제출하면 된다.

한전은 ESS식 냉난방설비 인증시험 및 공장심사 결과보고서, 인정추천서, 'ESS식 냉난방설비 심야전력기기 인정 및 보급에 관한 계약‘ 신청서를 검토하여 인정 여부를 결정하고 그 결과를 지정시험기관과 신청 업체에 통보하게 된다.

인정업체에 대한 계약의 효력중지 및 해지

심야기기로 인정받은 신청업체는 공사의 안내에 따라 계약이행 능력 평가서류를 제출하고 『ESS식 냉난방설비 심야전력기기 인정 및 보급에 관한 계약』을 체결해야 한다.

계약기간은 최대 3년까지 할 수 있으며 계약만료 연도를 제외한 연도에 계약이행 능력 평가서류를 11월 30일까지 공사에 제출해야 한다.

계약만료 후 계약을 갱신하지 못한 업체가 계약만료일로부터 1년이 경과한 후에 다시 계약을 체결할 경우 별도의 인증시험에 의해 공사의 승인을 받아 심야기기로 인정을 받아야 한다.

ESS식 냉난방설비의 사후관리는 ‘ESS식 냉난방설비 심야전력기기 인정 및 보급에 관한 계약’을 체결한 업체를 대상으로 당해 ESS식 냉난방설비의 인증시험을 실시한 지정시험기관이 계약을 체결하고 실시한다. 사후관리는 ‘정기 사후관리 시험’. ‘정기 사후관리 점검’, ‘수시 사후관리’로 구분하여 실시된다.

ESS식 냉난방설비 보급 관련 인정제품 불량이나 인정업체의 결격 사유에 대해 경고 및 계약의 효력 중지와 해지 등과 같은 제재조치가 취해진다.