압축공기 에너지 저장장치

개요

• CAES는 잉여전력(심야전력이나 태양광, 풍력 등의 신재생에너지)을 이용해 공기를 압축하여 지하암반 공종에 저장한다
• 저장된 압축공기는 필요시 LNG등의 연료를 사용해서 가열후 팽창시켜 터빈을 구동하여 전력을 발생하는 전력저장장치로 발전 시에 압축기의 구동이 불필요하게 되므로 동일한 연료량으로 일반적인 가스터빈 발전기보다 더 많은 발전량을 얻을 수 있다

분류

1)저장시설별

• 암반공동(경암) : 지하암반에 인공적으로 공동을 굴착하여 저장하는 방식으로 공동형상과 관련한 특별한 제약이 없다

• 암염층 : 독일과 미국에서 실용화 된 암염층에 시추공을 굴착하고 물을 주입하여 암염층 용해에 의한 공동을 형성해 이용하는 방식

• 대수층 : 대수층 상부에 상대적으로 저투수성의 덮개암이 발달한 지역에 시추공을 이용하여 압축공기를 주입하는 방식

• 천연갱도, 폐갱 : 자연생성 동굴, 기존 광산의 폐갱도 및 노선변경에 따른 폐터널 등의 기존 공동을 활용하는 방식

2)저장방식별

• 저장 압축공기 토출압력의 변동 유무에 따라 정방식과 변압식으로 분류된다
• 정압식 : 압축공기의 입출력에 맞춰 지하수 혹은 해수를 보충하여 저장 공동 내 압력을 일정하게 유지하는 방식
• 변압식 : 압력조절장치를 별도로 설치하지 않고 압축공기를 입출력에 따라 저장 공동내압이 변호하도록 하는 방식

구분	정압식	변압식
기밀성	지하수 및 암반의 기밀성에 의존	콘크리트 및 특수시트 등에 의한 라이닝 필요
공동용적	지하 공동 내에 저장된 공기는 전량 사용이 가능하므로 변압식에 비해 상대적으로 작음	저압 최대 공기압과 최소 공기압의 차에의해 용적이 결정되므로 상대적으로 큼
시공성(심도)	저장 공기압과 동일한 지하수압을 확보하기 위하여 대심도에 공동을 건설할 필요가 있음	저장압에 관계없이 심도의 제약이 없음 지질, 지반조건이 양호할 경우 비교적 지하천부에도 건설가능
안정성	암반의 응렬변형특성은 굴착 시 및 점검 시에만 고려하면 됨	저장 및 발전에 수반하여 암반에 걸리는 응력이 변동하기 때문에 주변 암반과 시공콘크리트에 대한 안정성 평가가 필요
시설	동수갱, 저수지 등이 필요
기타	용존 공기등이 분출되는 샴체인 현상에 대한 대책이 필요

특징

• 20[MV]급부터 수백[MV]급까지 대용량 에너지 저장이 가능하다
• 유지 및 보수가 용이하다
• 출력이 높고 내구연한이 통상 30년 정도되어 수명이 길다
• 초기 비용이 많이 들어간다

★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