1GJ급 열에너지저장(TES) 시스템 열수지 연구

Study on Heat Balance of 1 GJ Scale TES (Thermal Energy Storage) System

최근 에너지 수요 증가 및 화석연료 사용에 따른 환경 영향에 대한 우려로 신재생에너지 보급 확대 등 온실가스 감축과 에너지 효율 개선을 위한 많은 노력들이 진행 중에 있다. 이는 에너지 이용 기술뿐만 아니라 에너지 저장과 분배 시스템에서의 기술개발이 중요한 역할을 하며, 관련 분야가 크게 주목받고 있다. 열에너지저장(TES) 시스템은 에너지 저장 및 분배 시스템 개발의 주요 기술 중 하나로써 열 발생처와 수요처 간 공간적, 시간적, 질적 불일치를 완화 또는 해소할 수 있어 다양한 분야에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 상변화물질(PCM)을 이용하는 잠열저장(LHTES) 시스템을 구성하였으며, 발전소 및 산업체에서 일반적으로 폐기처리 되는 저급 스팀을 대상으로 축열 및 방열 시험을 수행하였다. 축열대상소재로 유기계 PCM을 선정하였으며, 열 공급원 및 배출원으로 1에서 3 bar의 스팀과 상온의 공기를 이용하였다. 시험 결과 스팀 압력에 따라 1.1~1.3 GJ의 열량을 저장할 수 있었다. 스팀 압력에 따른 축/방열 특성과 더불어 PCM 및 구조물의 온도변화, 스팀 소비량 그리고 열풍 온도 및 유량을 통해 열수지를 구성할 수 있었으며, 이를 통해 열에너지저장 장치 설계 및 시스템 엔지니어링을 위한 주요 자료를 도출할 수 있었다.