소음 및 음향 서비스 회사인 Acentech의 기술 전문가인 Ethan Brush가 최근 연구 보고서를 발표했습니다. 그는 보고서에서 토지가 점점 부족해짐에 따라 인구 밀도가 높은 주거 지역에 점점 더 많은 배터리 에너지 저장 시스템이 배치되고 있으며 이로 인해 배터리 에너지 저장 시스템의 소음 문제에 대한 관심이 높아지고 있다고 지적했습니다.
배터리 에너지 저장 시스템이 대중화되고 인구 밀도가 높은 지역에 배치되기 시작하면서 토지 자원의 부족으로 인해 이러한 추세는 불가피합니다. 따라서 배터리 에너지 저장 시스템의 소음 문제와 그에 따른 제어 조치가 점점 더 중요해지고 있습니다.
유럽 등 인구 밀도가 높은 지역에서는 배터리 에너지 저장 시스템의 소음 문제가 특히 두드러지며, 미국, 호주 등 국가 및 지역에서도 점차 심화되고 있습니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 배터리 에너지 저장 시스템 제조업체는 거주자의 생활 요구 사항을 충족하는 배터리 에너지 저장 시스템을 제공하기 위해 음향 설계에 더 많은 관심을 기울여야 합니다.
소음의 원인
Ø 냉각 시스템
다른 전자 장치와 마찬가지로 배터리 에너지 저장 시스템은 적절한 온도와 습도에서 가장 잘 작동하고 더 안전하게 작동합니다. 이를 위해서는 다양한 공기 또는 액체 냉각 시스템이 필요합니다. 이러한 시스템은 통풍구, 팬, 펌프에서 발생하는 소음을 발생시키는 경우가 많으며 이 소음은 일반적으로 일정합니다.
Ø 에너지 저장 PCS
에너지 저장장치 PCS는 배터리에서 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 전원을 공급하는 역할을 담당합니다. 충전 과정에서 인버터는 AC 전원을 DC 전원으로 정류합니다. 이러한 전력 변환 과정에서 일정량의 에너지가 열로 변환되므로 과열을 방지하기 위해 냉각이 필요하며, 일반적으로 팬을 통해 필연적으로 소음이 발생합니다.
DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 과정에는 극성(또는 전류 흐름 방향)을 변경하기 위한 고속 스위칭이 포함됩니다. 미국의 경우 AC 전원의 주파수가 60Hz이므로 고속 스위칭이 1초에 2번 동작한다. 이 프로세스는 전원 공급 장치 주파수(120Hz)의 두 배인 사운드를 생성하고 다른 고조파(예: 240Hz, 360Hz, 480Hz 또는 더 높은 주파수)도 생성합니다.
많은 국가와 지역의 AC 주파수는 50Hz이므로 생성되는 고조파는 약간 다릅니다(100Hz, 200Hz, 300Hz, 400Hz). 이러한 소리에는 일반적으로 윙윙거리는 특성이 있습니다. 이러한 소음은 배경 소음이 높은 환경에서 더 눈에 띄기 때문에 주변 사람들에게 짜증을 유발합니다.
변압기 내부의 소음 원인은 코어 소음, 코일 소음, 팬 소음의 세 가지입니다. 코어 및 코일 소음은 자기력에 의해 발생하며 인버터와 유사하게 변압기도 120Hz 또는 100Hz 사운드와 해당 고조파를 생성합니다. 세 번째 유형의 소음은 변압기 외부의 냉각 팬에서 발생하지만 일부 변압기는 더 조용한 옵션인 팬 대신 방열판을 사용합니다.
완화 조치
Ø 소음 기준에 대해 자세히 알아보기
전 세계적으로 국가와 지역은 일반적으로 산업 시설에서 주거 지역까지의 소음 방해를 제한하기 위한 명확한 소음 규정을 따릅니다. 이러한 규정은 세부 사항과 명확성이 다양하며 일부 규정은 특정 소음 방출 표준 및 조건을 지정하는 반면 다른 규정은 데시벨 제한만 지정합니다.
일부 지역에서는 배터리 에너지 저장 시스템과 관련된 소음 규제가 아직 확립되지 않았을 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 배터리 에너지 저장 시스템 개발자는 법에서 소음 감소를 명시적으로 요구하지 않더라도 주변 환경에 미치는 영향과 주민의 부정적인 반응 가능성을 충분히 고려해야 합니다.
예를 들어, 미국 NEMA(National Electrical Manufacturer Association)의 표준은 NEMA 등급을 충족하는 전기 장비의 소음 수준을 명확하게 정의합니다.
또한 국제전기기술위원회(IEC)와 전기전자공학회(IEEE)에서도 다양한 유형의 전기 장비의 음향 출력에 대한 표준을 개발했습니다. 마찬가지로, AHRI(공조, 난방 및 냉동 연구소), ASHRAE(미국 난방, 냉동 및 공조 엔지니어 협회), ANSI(미국 국립 표준 협회) 및 ISO(국제 표준 기구)도 냉동 시스템에 대한 표준을 발표했습니다.
이러한 표준은 에너지 저장 산업에 대한 사양을 제공할 뿐만 아니라 배터리 에너지 저장 시스템의 실제 소음 측정 데이터와 결합하여 배터리 에너지 저장 시스템의 소음을 보다 포괄적으로 평가하고 관리할 수도 있습니다.
Ø 배터리 에너지 저장 시스템의 건전한 모델링
배터리 에너지 저장 시스템의 설계 단계에서 음향 컨설턴트와 기술 전문가는 다양한 장비의 주요 음원을 정확하게 식별하고 결정해야 합니다. 장비 공급업체는 제품 소음 방출에 대한 자세한 데이터를 제공할 수 있습니다. 이 데이터를 사용하여 음향 모델을 구축하면 주변 환경(예: 주거 지역)에서 배터리 에너지 저장 시스템이 생성하는 소음 수준을 시뮬레이션할 수 있습니다.
음향 모델에는 배터리 에너지 저장 시스템의 각 장치의 음원이 포함될 뿐만 아니라 주변 지형 특성도 고려됩니다. 최종 모델링 평가 결과는 엔지니어링 프로젝트에 적용되는 소음 제한 기준과 비교됩니다.
모든 배터리 에너지 저장 시스템 장비 제조업체가 자사 제품에 대한 소음 데이터를 제공하는 것은 아닙니다. 배터리 에너지 저장 시스템에서는 다양한 장비가 여러 공급업체로부터 제공될 수 있으며, 특정 정보가 부족하면 에너지 저장 시스템의 소음 수준을 정확하게 모델링하는 것이 더 어려워집니다.
Ø 주변 소음 수준 측정
많은 소음 규정(매사추세츠 환경 보호부 등)에서는 산업 시설의 소음 수준이 환경 조건의 특정 임계값을 초과해서는 안 된다고 규정하고 있습니다. 이러한 주변 소음 수준은 산업 시설을 설치하기 전이나 시설을 완전히 폐쇄할 때 결정해야 합니다.
일반적으로 주변 소리는 비교적 조용한 날씨 조건에서 일주일 이상 측정되어 현장 소리 환경에 대한 포괄적인 특성을 얻습니다. 소음 제한은 현장 환경 조건과 관련이 있으므로 조용한 지역은 소음이 많은 지역보다 낮은 제한이 필요합니다.
다른 지역의 소음 규정에서는 배터리 에너지 저장 시스템에서 발생하는 소음에 대한 상한선이 고정되어 있는 경우가 많습니다. 이는 현장 검증이 필요하지 않을 수 있지만 일반적으로 모델링 작업 결과를 기존 환경 시나리오와 결합하는 데 도움이 되는 주변 소음 측정 방법을 사용하는 것이 좋습니다.
소음 제어
배터리 에너지 저장 시스템의 소음 제어는 지속적인 개선 프로세스입니다. 소음 발생 장비의 설계 및 레이아웃이 엔지니어링 프로젝트와 관련된 소음 제한을 초과하는 경우 음향 컨설턴트는 소음 수준을 줄이기 위한 새로운 솔루션을 설계해야 합니다. 소스/경로/수신기 모델을 고려하면 노이즈 문제에 대한 효과적인 솔루션을 찾을 수 있습니다.
시스템 운영자는 시설 및 주변 지역의 음향 모델에 다양한 완화 조치를 통합할 수 있습니다. 예상 소음 수준이 배터리 에너지 저장 시스템과 관련된 소음 표준을 충족하는 경우에만 소음을 효과적으로 제어할 수 있습니다.
배터리 에너지 저장 시스템이 설치되면 소음 수준을 측정하여 현장의 소음 표준을 준수하는지 확인해야 합니다. 이는 일반적으로 환경의 소음 수준이 가장 낮은 밤에 수행됩니다. 전반적인 소음 특성을 완전히 평가하려면 일정 기간 동안 배터리 에너지 저장 시스템의 모든 장비를 시작하고 종료해야 할 수도 있습니다.
환경음 측정에 사용되는 장비는 측정장비의 정확도에 대한 국제표준 규정을 준수해야 합니다. 이러한 장치는 정확성 및 성능과 같은 측면에 따라 분류됩니다.
