스위스 연방철도(SBB)에서 근무하는 엔지니어들이 선로 구간에서 용접 작업을 수행할 때 더 이상 디젤 발전기를 가동할 필요가 없다. 대신 도구를 휴대용 배터리에 연결할 수 있다. 조명과 측정 장비에도 전원을 공급할 수 있는 조용하고 방출이 없는 배터리이다.

SBB는 현재 독일에 본사를 두고 빠르게 성장하는 스타트업 Instagrid가 제작한 약 80개의 배터리를 보유하고 있다. 용접에는 상당한 양의 에너지가 필요하므로 배터리가 제대로 작동해야 한다.

150명의 직원을 고용하고 현재까지 1억 4,500만 달러를 모금한 이 회사의 공동 창립자이자 CEO인 안드레아스 세들마이어(Andreas Sedlmayr)는 "우리가 특히 잘하는 것은 전력 밀도이다."라고 말한다. 세들마이어는 회사 이름이 "인스턴트 그리드(instant Grid)"의 줄임말이라고 말한다. 마치 상자 안에 전력망에 접근할 수 있는 것처럼 말이다.

보조 배터리 최적의 지점 찾기

가정과 산업이 화석 연료에서 벗어나 전기화 되면서 배터리는 점점 더 없어서는 안 될 요소가 되었다. 그러나 배터리는 작고 약하거나 강력하고 거대한 경향이 있다. 소수의 스타트업은 이를 바꾸고 중간에서 최적의 지점을 찾고 싶어한다. 그들은 파워 뱅크가 강력하고 휴대성이 있을 수 있다고 말한다.

지난 1월 Instagrid는 총 9,500만 달러에 달하는 시리즈 C 자금 조달 라운드를 발표했으며 북미 시장으로 확장할 계획이다. 세들마이어는 투자에 대해 "우리는 매년 두 배로 성장하고 있다. 이것이 기본적으로 성장을 유지하는 데 필요한 것이다."라고 말한다. 그는 Instagrid가 "세계화"하는 데 도움이 될 것이라고 말한다.

Instagrid의 휴대용 보조 배터리는 건설 작업부터 모든 용도로 사용할 수 있다… 출처: Instagrid

현재 회사에서는 2가지 제품을 판매하고 있다. Instagrid ONE의 무게는 20kg이며 2.1kWh를 공급할 수 있다. 별도의 Instagrid LINK를 ONE에 연결하면 최대 총 6.3kWh까지 용량을 늘리고 여러 도구나 기기를 한 번에 공급할 수 있다.

올해 말, 회사는 Instagrid MOVE라는 새로운 제품을 고객과 함께 테스트하기 시작할 예정이다. 이것은 바퀴가 달린 작은 트레일러 크기로 차량 뒤로 견인될 수 있는 훨씬 더 큰 배터리가 될 것이다. 용량은 249kWh로 2025년 상반기 상용화될 예정이다.

배터리 전원 및 제어

세들마이어는 회사가 과열을 방지하면서 최대 에너지를 얻기 위해 배터리가 전력을 방전하는 방법을 제어하는 소프트웨어를 개발하기 위해 열심히 노력했다고 설명한다. 이는 장치 내의 수많은 배터리 블록과 인버터에 의존한다. 즉, 전력 변환은 내부의 한 곳이 아닌 여러 곳에서 발생할 수 있다.

세들마이어는 “소프트웨어는 기본적으로 어느 셀(밀리초)이 출력에 연결되는지 결정한다.”라고 말한다. 마치 노새가 마구간 문을 산발적으로 열지만 요구가 있을 때마다 열리는 헛간과 비슷하다.

...벌에게 해를 끼치지 않고, 연소 발전기를 사용하지 않고 알을 낳는 틀을 가열함으로써 유기 양봉에서 기생 침입자인 바로아 응애를 제거한다. 이미지 출처: Instagrid

휴대용 배터리의 장점 중 하나는 짧은 시간 내에 다양한 작업에 사용할 수 있다는 것이다. 러프버러 대학교 울프슨 기계, 전기 및 제조 공학 학교의 에드워드 바버(Edward Barbour)는 필요한 곳 어디든 가져가기만 하면 된다고 말한다.

"배터리를 엄청나게 많이 순환시키기 시작할 수 있다. 배터리를 더 많이 순환할수록 경제성은 더 좋아진다."라고 그는 배터리를 반복적으로 충전하고 방전하는 과정을 언급하며 말한다.

바버는 하루 종일 높은 수준의 전력이 필요한 상황에서 배터리가 디젤 발전기를 대체할 준비가 되어 있는지 질문한다. 사용 사례는 당연히 고객이 요구하는 전력의 양에 따라 달라진다. 세들마이어는 EU의 건설 회사를 대상으로 한 테스트에서 하루 종일 원형 톱과 같은 도구에 전력을 공급하기 위해 배터리에 의존할 수 있는 것으로 나타났다.

영국의 또 다른 회사인 Allye(“ally”로 발음)도 “the Max”라는 이름의 크지만 운반이 가능한 320kWh 배터리를 개발하고 있다. 공동 창립자이자 CEO인 조나단 캐리어(Jonathan Carrier)는 “일반적인 주차 공간보다 설치 공간이 작다.”라고 말한다. "지게차로 들어올릴 수 있다." Allye는 £900,000를 모금했으며 직원은 11명이다.

스마트 에너지 저장을 통한 비용 절감

Max는 올해 후반에 상용화될 예정이며 캐리어는 촬영 현장의 영화 및 TV 제작진, 건설 팀 또는 광산 작업에 사용될 수 있다고 말했다. 배터리를 고정 솔루션으로 사용하는 것을 막을 수 있는 방법도 없다고 그는 강조한다.

예를 들어, 슈퍼마켓에서는 전력망을 통해 사용량이 많지 않고 저렴한 요금으로 에너지를 사용할 수 있을 때 에너지를 저장하는 데 이를 사용할 수 있다. 그런 다음 피크 시간대에는 매장의 냉장고와 조명을 배터리로 작동하도록 전환할 수 있다. Allye의 소프트웨어에 의해 자동으로 관리되는 이러한 "그리드 유연성"은 고객의 전기 비용을 50% 이상 절약할 수 있다고 캐리어는 추정한다. 시스템을 태양광 패널과 결합하면 절감액이 더욱 늘어날 수 있다.

"우리는 서비스형 에너지 저장 방식을 도입하고 있다."고 그는 덧붙인다. "자산 비용을 지불하지 않고(일회성 설치 비용 제외) 월 단위로 구독하면 된다." 구독은 시스템을 통해 절감된 전기 비용의 약 40~50%를 소비하며 계약은 2~3년 동안 지속되며 이후 고객은 계약을 연장하거나 종료할 수 있다.

기존 연결에 연결

Allye Max 배터리의 첫 설치는 작년에 영국 남부의 전기 자동차 및 항공기 충전소에서 이루어졌다. 영국에서는 충전소 및 태양광 패널과 같은 재생 에너지 인프라 구축에 있어 중요한 장벽 중 하나는 업그레이드된 그리드 연결에 접근하기 어렵다는 것이다. 그러나 캐리어는 Max 배터리가 고객이 기존 연결에 연결하여 이를 우회하는 데 도움이 될 것이라고 말한다. “우리 솔루션은 훨씬 낮은 전력 출력으로 그리드의 에너지를 저장한다.”고 그는 설명한다.

주거 지역에서도 작동할 수 있다. 예를 들어 거리에 있는 소수의 집이 모두 이러한 배터리 중 하나에 연결되어 에너지에 접근하고 더 낮은 가격에 사용할 수 있을 때 저장할 수 있다. 이는 하룻밤 사이에 일어날 수도 있고, 전력망에서 높은 수준의 재생 가능 에너지를 사용할 수 있는 경우에 발생할 수도 있다. 그러나 영국에서 그러한 시스템을 구현하려면 규제 개혁이 필요할 것이라고 캐리어는 말했다.

에너지 저장 시스템을 연구하는 미국 세인트 루이스 소재 워싱턴 대학의 비자이 라마니(Vijay Ramani)는 휴대용 및 이동 가능한 배터리가 독립된 생활이나 작업을 원하는 사람들에게 매력적일 것이라고 말한다. 더 많은 전력이 필요한 애플리케이션의 경우 액체 전해질에 저장된 에너지를 배터리 셀로 펌핑하는 흐름 배터리와 같은 다른 기술이 더 나은 선택일 수 있다. “대규모로 볼 때 가격이 더 저렴한 경향이 있다.”라고 그는 설명한다.

즉, Instagrid MOVE 및 Allye Max와 같은 장치는 항상 백업 전원을 확보하려는 적절한 규모의 시설에 좋은 선택이 될 수 있다고 라마니는 말한다.

"무중단 전력을 중요시하고 전력을 잃으면 돈을 잃는 사람들에게는 본질적으로 이와 같은 비용을 기꺼이 지불할 것이다."라고 그는 말한다.