SMES(초전도 에너지 저장장치)

개요

• 초전도에너지저장 시스템은 전기저항이 0인 초전도마그넷에 전류를 흘려 자기에너지 형태로 에너지를 저장하는 방식이다.

• 초고속의 입 출력 특성 및 높은 효율과 설치면적의 제약이 적고, 반영구적인 수명은 물론 환경 친화적인 것을 특징으로 하는 차세대 최첨단 에너지 저장기술이다.

SMES구성 및 원리

1)원리

• 초전도자기에너지저장의 기본원리는 고압의 인턱턴스에 전류를 흘려 다음 식의 전기에너지로 저장하였다가 사용하는 원리이다.

2)구성

• 임계온도까지 초저온상태에서 초전도화시켜 저장하여 사용하는 설비로 이론상으로는 무한대까지 저장이 가능하다
• 컨버터 : 교류를 직류로 변화시켜 주는 설비
• 슈퍼컨덕터 마그넷 : 전기를 저장시켜 주는 코일설비
• 냉동기 : 초전도체는 임계온도까지 저하시켜야 저항이 제로가 되기 때문에 초저온상태로 만들어 주는 냉동설비
• 제어설비 : 컨버터, 슈퍼컨덕터 마그넷, 냉동기 등을 감시, 제어 기록을 할 수 있는 설비

종류

1)전결계통안정용SMES

• 계통에 고장이 발생한 경우, 현재는 속응여자 방식, 제동저항, 긴급조속기 제어 등을 이용하고 있으나 장래에는 초전도에너지 저장장치의 속응을 이용하여 잉여에너지를 흡수하거나 부족전력을 긴급 방출할 수 있으므로 계통의 안정도를 획기적으로 향상시킬수 있을 것이다
• 계통안정용은 일부하조정용보다 소규모로 지역별 분산형으로 배치하게 될것이다.

2)일부하조정용SMES

• 일부하의 변동에 추종발전을 위하여 중간부하용 발전소의 빈번한 기동정지와 저부하 운전으로 막대한 기동손실이 발생하고 열효율 저하는 물론 설비의 기계적 열화까지도 감수하여야 한다

• 그러나 SMES는 정지형 기기로서 전력의 저장과 방출이 자유롭고 운전효율 또한 높아 전력계통의 계획 및 운영 측면에서 경제성과 신뢰성을 동시에 극대화할 수있다

특징

• 전압이나 주파수의 변동억제에 의한 전력품질의 유지등에 효과
• 유효전력의 제어가 가능해 전력계통의 안정화에 보다 효과적으로 공헌
• 운전효율이 90%이상 향상되어 이산화탄소의 저감효과
• 환경오염을 일으키는 폐기물발생이 없으므로 지구환경의 보전에 기여
• 응답성, 부하 추종성 우수
• 정전류원이기 때문에 계통의 단락용량을 본질적으로 증가시키지 않음
• 소규모 용량에서도 실용화가 가능
• 입지선정에 제약 없음(지하화)

사용장소

• 반도체 제조, 은행, 병원, 전산센터 등의 보호용 전원으로 활용 가능
• 연속 공정을 갖고 있는 제지, 화학 및 철강 플렌트에 활용 가능
• 신재생에너지의 대표주자인 태양광 및 풍력 발전의 경우 전력생산의 기후변화에 따라 급변한다는 단점이있다, 이를 극복하기 위해서는 발전능력과 소비수요 사이 완충장치 역할을 할 전력품질보상용 전력저장장치의 도입이 긴요해질 전망이다.

★신개념에너지(MN)
G 스마트 그리드
M 마이크로 그리드
R 전기자동차 전원공급설비
V V2G
E ESS(전력저장장치)
D ESS의 시설
T 리튬이온 축전지
S SMES(초전도 에너지 저장장치)
C 초고용량 커패시터
B 이차전지
A 압축공기 에너지 저장장치(CAES)
N 분산형 전원
L 분산형 전원 배전계통 연계기술