전력저장장치

개요

• 점차 낮아지는 부하율 및 발전설비의 저부하 운전에 따른 효율 악화문제와 더불어 대용랭발전설비의 확대에 따른 예비율 확보 문제를 양수발전소가 담당하였다
• 그러나 양수발전은 입지조건은 입지조건의 까다로움과 수용가와의 거리문제 및 효율이 비교적 낮아 확대설비가 어려운 실정으로 초전도 전력에너지 장치의 개발 필요성이 늘어나게 되었다
• 전력저장장치는 발전 공급량과 수요량의 격차를 효과적으로 조절하기 위한 설비이다
• 특히 신재생분산전원의 경우 출력변동이 심하여 연속적 공급이 불가능하므로 과잉 공급시 저장하였다가 수요가 늘어날 때 공급할 수 있는 시스템인 전력저장장치의 중요성이 대두되고 있다.

전력저장장치 필요성 구비조건

1)전력장치의 필요성

• 전력품질 보상
• 출력변동 표준화
• 설비 이용률 향상
• 예비력 확충 및 발전원가 절감

2)구비조건

• 경제성, 신뢰성, 안정성
• 저장 밀도와 저장 용량이 커야 한다
• 장시간 저장이 가능
• 높은 변환효율

구성

• 잉여전력이나 야간의 저부하 시 생산된 전력을 저장하여 전력수요peak 또는 필요시 저장된 전력을 사용하여 에너지를 효율적으로 사용

분류(종류)

1)에너지 저장 형태에 따른 분류

• 열에너지 : 축열(빙축열, 심야온수 등)
• 전기화학 : 이차전지, 슈퍼 커패시터, 수소 저장
• 전자기 에너지 : 초전도 코일
• 역학적 에너지 : 양수발전, 압축공기 저장, 플라이 휠 저장

2)종류

종류	장점	단점	비고
납축전지	저렴하다 모듈화 가능	저 에너지 밀도 짧은 수명 납사용규제 가능성	기숭안정성,가장 보편적
니켈수소전지	고출력 밀도	저에너지밀도 짧은 수명	HEV적용
리튬전지	고에너지 밀토 고전압	고가 저출력 밀도 보호회로 필요	대용량, 긴 수명화 추진중
레독스 플로전지	대형화 가능 용량증설 유리 상온작동 초기비용낮음	저에너지 밀도	용량제한 없음 (15[MW]보급완료)
나트륨-유황 전지	고출력 밀도 고효율	고온 작동형 (300[]이상) 고가 부가장치 필요	운전단가 높음, 대용량 모듈화
초고용량 커패시터	고출력 밀도 반영구적 수명	저에너지 밀도 고가	단시간용 적합
양수발전	긴 수명 대용량	초기 비용 고가 부가장치 제한지역 운전지연시간	운전단가 낮음
초전도 코일	고출력 특성	초전도 냉각 시스템	대출력 가능
플라이휠 저장	안전성 높음	고비용
압축공기저장	대형화 유리	입지조건 저효율	대용량 장수명
수소저장	대용량 긴수명 효율우수	저내조 및 연료전시 시스템 필요	수소저장 탱크

전력저장 장치의 적용

• 이차전지
  전자제품, 전기자동차, 전원 변동부하 보상, 신재생 및 계통 연계형 전력저장

• 슈퍼캐패시터
  중대형 UPS, 분산전원시스템, 하이브리드 전원, 고품질 전원공급용

• 초전도 코일
  반도체 제조회사, 전력회사 및 군용, 공공업계 및 은행, 통신 데이터 센터

• 플라이 휠 저장
  UPS용, 계통 연계 에너지 저장

• 압축공기 에너지 저장
  100[MW]이상 발전소용, 부하관리용

• 양수발전
  원전의 잉여 전기 저장 및 공급 부하관리용

• 수소저장
  계통연계 에너지 저장, 부하관리용

결론

• 신재생 에너지의 보급과 함께 스마트 그리드의 핵심으로 전력품질, 그리고 에너지 사용의 효율화를 극대화시킬 수 있는 전력장치이다
• 저장장치 고효율화, 고역률 변환장치 개발이 이루어져 보급되어야 하고 실용화가 앞당겨져야 한다

★신개념에너지
스마트그리드
마이크로 그리드
전기자동차 전원공급설비
전기자동차의 충전방식의 종류
V2G
전력저장장치
ESS의 제어기술
이차전지를 이용한 전기저장장치의 시설
ESS의 안전강화
리튬이온 축전지
리튬이온 전지의 ESS로 사용할 경우 안전의 문제점과 대책
SMES(초전도 에너지 저장장치)
초고용량 커패시터
이차전지
압축공기 에너지 저장장치
분산형 전원
분산형 전원 배전계통 연계 기술 기준