배터리방전심도 (Battery Depth of Discharge)
한 줄 정의: 배터리 완전 충전 용량 대비 실제로 방전되어 사용된 전력량의 비율로, 배터리 수명과 밀접한 관계가 있는 운용 지표입니다.
쉽게 풀면
배터리방전심도는 배터리를 얼마나 깊게, 즉 많이 써버렸는지를 백분율로 나타낸 값입니다. 예를 들어 완전히 충전된 배터리 용량의 절반을 사용했다면 방전심도는 50%가 됩니다. 위성은 지구 그림자에 들어가는 일식 구간 동안 태양전지판 대신 배터리로 전력을 공급받는데, 이때마다 배터리가 일정량 방전됩니다. 배터리를 너무 깊게 방전시키는 습관은 사람이 매일 무리하게 몸을 혹사하는 것처럼 배터리 수명을 빨리 줄어들게 만듭니다.
왜 중요한가
배터리는 위성 부품 중에서도 교체가 불가능하면서 반복적으로 충방전되는 소모성 부품이기 때문에, 방전심도를 적절히 관리하는 것이 위성의 임무 수명을 결정하는 중요한 요소가 됩니다. 이 때문에 전력시스템 설계 논문에서는 목표 임무 기간에 맞춰 허용 방전심도를 설정하는 내용이 자주 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"임무 수명 요구조건을 만족하기 위해 최대 방전심도를 낮게 설정하여 배터리 용량을 산정하였다."
임무 수명 목표에 맞춰 방전심도 기준을 정하고 배터리 용량을 결정한 사례입니다.
"매 일식 사이클마다 배터리방전심도가 반복적으로 발생하여 배터리 수명 저하의 주요 원인이 되었다."
반복적인 방전이 배터리 수명에 영향을 미친다는 점을 설명하는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
방전심도는 (방전된 용량 / 정격 총 용량) × 100(%)으로 계산되며, 허용 방전심도는 배터리 화학 종류(리튬이온 등)와 요구되는 충방전 사이클 수(임무 수명)에 따라 다르게 설정됩니다. 일반적으로 방전심도를 낮게 유지할수록 배터리가 견딜 수 있는 충방전 사이클 수가 늘어나는 경향이 있습니다.
주의할 점
방전심도 기준은 배터리 종류와 운용 온도 등 여러 조건에 따라 달라지므로, 특정 수치를 모든 위성 배터리에 그대로 일반화해서는 안 됩니다.