하이시움, 나트륨이온 ESS 상용화 단계별 검증 추진

열폭주

thermal runaway

열폭주는 배터리 셀 내부에서 발열이 다시 더 큰 발열을 부르는 양의 되먹임이 걸려, 온도가 통제 불가능하게 급상승하는 현상이다. 내부 단락, 과충전, 외부 충격, 과도한 고온 노출 등으로 셀 온도가 특정 임계점을 넘으면 전해액 분해와 분리막 수축이 시작되고, 이 반응이 다시 열을 내면서 냉각 능력을 초과하게 된다. 이 단계에 들어서면 전류를 차단해도 화학 반응 자체가 열원이 되므로 외부 조치만으로 멈추기 어렵고, 가연성 가스 분출과 발화로 이어질 수 있다. 한 셀에서 시작된 열폭주가 인접 셀로 번지는 것을 전파(propagation)라고 하며, 팩 설계에서는 셀 간 단열재, 가스 배출 경로, 냉각 회로로 이를 지연시키는 것이 핵심 과제이다. 그래서 안전 설계는 열폭주를 완전히 막는 것보다 발생 시 확산을 늦추고 탑승자나 작업자가 대피할 시간을 확보하는 방향으로 이루어진다. 배터리관리시스템(BMS)은 셀 전압과 온도를 상시 감시해 임계 상태 이전에 충방전을 제한한다.

계통연계

grid connection

계통연계는 발전설비나 저장장치, 부하를 전력회사가 운영하는 송·배전망(계통)에 물리적·전기적으로 연결하는 것을 말한다. 단순히 선을 잇는 것이 아니라 전압, 주파수, 위상을 계통과 일치시키고 사고 시 자동으로 분리되는 보호장치를 갖춰야 한다. 태양광이나 풍력 발전소를 지어도 계통연계가 되지 않으면 생산한 전력을 판매할 수 없기 때문에, 발전사업 인허가 절차에서 가장 중요한 관문 중 하나로 취급된다. 실무에서는 사업자가 전력회사에 접속 신청을 하고, 전력회사가 해당 지점의 여유 용량과 보강 필요 여부를 검토해 접속 가능 용량과 공사비 분담을 통보하는 순서로 진행된다. 연계 전압 등급은 설비 용량에 따라 달라지며, 소규모는 저압, 대규모는 특고압·송전 계통에 연결된다.