이전 글 충방전기, kW만 맞으면 될까?에서는 충방전기 한 채널이 내야 할 전압·전류·전력을 계산했습니다. 시험실을 꾸릴 때는 그다음 질문이 남습니다. 채널을 몇 개 둘지, 그 채널들이 동시에 돌 때 시설의 수전(AC) 용량은 얼마가 필요한지, 방전 에너지는 어디로 가고 냉각은 얼마나 감당해야 하는지입니다.
채널 수는 처리량으로 정합니다
채널 수는 전기적 정격이 아니라 시험 처리량의 문제입니다. 동시에 시험할 DUT 수에 정비·교정 기간을 메울 예비 채널을 더하고, 시험 한 건의 소요 시간과 연간 물량으로 역산합니다. 예비 채널의 비율은 시험실의 운영 방식에 따라 다르므로, 운영 데이터를 기준으로 정하는 것이 안전합니다.
설치 전력과 수전 전력은 다릅니다
채널 수 × 채널당 정격은 설치된 장비의 합일 뿐, 시설이 실제로 받아야 하는 AC 전력이 아닙니다. 수전 전력은 같은 순간에 몇 채널이 충전하고 몇 채널이 방전하는지, 장비가 방전 에너지를 어떻게 처리하는지, 전력 변환 효율이 얼마인지로 정해집니다.
어느 한 순간의 시설 수전 전력
Pgrid(t) = PC(t) ÷ ηc − ηr × PD(t) + N × Psb
- PC(t)
- 그 순간 충전 중인 채널들의 DC 전력 합 (kW)
- PD(t)
- 그 순간 방전 중인 채널들의 DC 전력 합 (kW)
- ηc, ηr
- 충전 경로(AC→DC)·회생 경로(DC→AC) 효율 — 장비별 입력값
- N
- 채널 수
- Psb
- 채널당 대기 전력 (kW)
비회생형은 ηr 항이 없습니다(방전 에너지를 열로 소모). 회생 전력은 같은 순간, 같은 시설 버스에서만 다른 채널의 충전을 상쇄합니다. 한 시점에 돌려준 에너지가 다른 시점의 충전을 줄여 주지는 않습니다.
예시: 4채널 × 약 18kW, 이전 글의 조건
계산 예시 ① · 4채널이 모두 충전하는 순간
조건채널당 17.975kW × 4채널 = 71.9kW (DC, 이전 글의 예시)
가정ηc = 0.90 또는 0.94 (예시 가정 · 제조사 사양 아님)
계산71.9kW ÷ 0.90 ≈ 79.9kW · 71.9kW ÷ 0.94 ≈ 76.5kW
결과수전 약 76.5~79.9kW — 설치 정격 합계 71.9kW보다 큽니다. 회생형이어도 이 순간에는 줄지 않습니다
계산 예시 ② · 2채널 충전 + 2채널 방전이 겹치는 순간 (η = 0.90 가정)
계산비회생형: 35.95kW ÷ 0.90 ≈ 39.9kW
계산회생형: 39.9kW − 35.95kW × 0.90 ≈ 7.6kW
결과39.9kW → 7.6kW — 충전과 방전이 같은 순간에 겹칠 때만 회생이 수전 전력을 줄입니다
동시 시작과 시차 운전, 무엇이 더 큰 차이를 만들까
이 예시에서는 채널 사이의 시차(충전과 방전이 겹치는 정도)를 바꿨을 때 최대 수전 전력이 19kW에서 90.5kW까지 움직였고, 효율을 0.80에서 0.95로 바꿨을 때는 27.6kW에서 15.2kW로 움직였습니다. 모든 시험실에 그대로 적용되는 결론은 아니지만, 시험 일정이 효율 수치만큼, 혹은 그 이상으로 중요할 수 있다는 점은 분명합니다.
회생형이 냉각을 줄이는 조건
회생형 시스템은 방전 에너지를 같은 시스템에서 충전 중인 다른 채널로 돌리거나 상용 전력망으로 반환합니다. 다만 모든 채널이 동시에 방전하는데 계통 역송이 허용되지 않으면, 회생 전력은 갈 곳이 없어 결국 열로 처리됩니다. 이전 글의 4채널 예시에서 모두 방전하는 순간을 보면:
- 역송 불가(또는 충전 중인 채널 없음): 회생형도 약 71.9kW가 열 — 비회생형과 같음
- 역송 허용, 회생 효율 0.94 가정: 열 약 4.3kW, 나머지 약 67.6kW는 계통으로 반환
전력을 계통으로 돌려보내는 장비는 계통이 살아 있는지 감지하는 단독운전 방지 같은 보호 기능을 갖추며, 실제 역송 가능 여부는 전력회사·수전 계약과 별도로 확인해야 합니다.
효율 수치는 이렇게 읽습니다
| 제품 | 문서 표기 | 방향 · 조건 |
|---|---|---|
| Chroma 17020 (배터리 팩 시험) | Efficiency (Typical) 85–90% | 방향 미기재 · “20% rated power” 표기 |
| Chroma 17020 | 회생 방전 효율 85% | 방전 → 계통·타 채널 · 조건 미기재 |
| Keysight RP7900 (회생형 DC 전원) | Efficiency at Full Power 84–91.5% (모델별) | 방향 미기재 · 정격 출력 |
| EA PSB 10000 3U (양방향 DC 전원) | source/sink 최대 94.5% 또는 95.5% | 양방향 공통 한 값 · 100% 전력·100% 출력 전압 |
장비 업체에는 충전(AC→DC)과 회생(DC→AC) 효율을 방향별로, 계획한 부하율(예: 25·50·100%)과 전압에서 요청하세요. 함께 물어볼 것: 채널 간 내부 순환 기능과 그 효율, 채널당 대기 전력, 역송이 막혔을 때 장비 동작, 계통 연계 보호 옵션, 부분 부하에서의 역률·고조파.
이 계산이 다루지 않는 것
- 부분 부하 효율 곡선 — 여기서는 경로별 효율 한 값만 씁니다.
- 배터리(DUT) 자체 발열, 항온챔버·부대설비 발열, 공조 효율 — 위의 손실은 충방전기 전력변환 손실이며 실의 냉각 부하 전체가 아닙니다.
- 돌입·과도 전류, 역률·고조파(kVA), 전력회사의 수요 전력 산정 구간.
- 모든 시험실에 쓸 수 있는 동시 운전율이나 회생 효율 값 — 공개된 근거가 없으므로 시험 일정과 장비 데이터로 직접 계산해야 합니다.
계산기로 확인하기
채널 하나의 전압·전류·전력은 충방전기 사양 계산기로 먼저 구하고, 3상 전류·kVA 환산은 단상·3상 AC 전력 계산기를 쓰세요.
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출처
- Chroma ATE, Regenerative Battery Pack Test System Model 17020, 17020-EN-202505 — 회생 방전, 채널 간 재활용·계통 반환, 효율 표기
- Keysight Technologies, RP7900 Series Regenerative Power System data sheet 5992-2335EN (2026-07 개정) — 정격 출력 효율, 단독운전 방지
- EA Elektro-Automatik, PSB 10000 3U datasheet (2025-10) — source/sink 효율과 조건
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