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학술저널

열기반의 복합에너지 저장 및 활용시스템 기술 개발

국제 사회는 에너지 소비 및 온실가스 배출이 집중된 도시 공간의 탄소 중립 실현에 적극 동참하고 있다. 도시 는 산업, 수송, 에너지 등 탄소 배출원의 집합으로 재생 에너지 공급 및 에너지 효율 제고 부문의 공간 단위의 복합적 연계가 요구된다. 도시 에재생에너지를 공급하기 위해선 대용량 에너지저장시스템 (ESS)이 필수적이다. 재생에너지 특성상 기후 조건에 따라 안정적 전력 공급이 어렵기 때문이다. 기존 ESS 기술로는 양수발전, 압축공기저장, 리듐이온배터리, 공기액화저장 등이 있다. 그러나 지형적 제약, 폭발 가능성 둥으로 도시 내 설치가 불가능하며 , 일부는 개발 초기로 경제성 확보가 어렵다. 열에너지 저장은 도시 내에서 안전하고 경제적으로 도시 최종에너지의 대부분을 차지하는 열과 전기 공급이 모두 가능하다. 구글(Malta Project), 지멘스(Gamesa)등 해외 주요 기업들은 MW 규모의 재생에너지 연계 열에너지 복합 플랜트를 개발·운영 중이다. 열에너지를 활용한 발전 방식으로는 일반적으로 스팀터빈과 ORC 발전이 있다. 그러나 설치 면적, 로드타임, 설치운영비 부분에서 도시 적용에 제한적이다. 열전발전은 온도 차이를 활용하여 전기를 생산하는 기술로 좁은 면적에 경제적으로 운용 가능하며, 축각적인 전기 생산이 가능하다. 열기반의 복합 에너지 저장 및 활용시스템은 열에너지 저장 방식과 열전발전을 결합해 미활용 열변동 재생 전원을 중고온의 열과 전기의 형태로 공급하여 고품질화 한다. 축열 매체로는 기술성숙도와 충방전 효율 및 밀도 동이 우수한 용융염을 활용한다. 공간집약성, 안전성, 경제성을 확보한 상용급 기술 개발을 통해 국내 인구의 92%가 생활하는 도시의 탄소 중립 실현에 기여한다.

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