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
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