대용량 MW급 슈퍼커패시터-ESS 하이브리드 시스템 기반 구축
주파수 조정용 배터리 부하경감을 통한 수명연장 및 안전성 향상
한전, 고창전력시험센터서 하이브리드 ESS 실증시스템 준공식 개최
한국전력이 신재생에너지의 간헐성을 극복하기 위해 하이브리드형 ESS(Energy Storage System)를 개발한다. 한국전력은 대용량 MW(메가와트)급 슈퍼커패시터-ESS 하이브리드 시스템 기반 구축한다. 주파수 조정용 배터리 부하경감을 통한 수명연장 및 안전성 향상이 기대된다.
ESS란 원하는 시간에 전력을 생산하기 어려운 태양광, 풍력 등 신재생에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간에 사용할 수 있도록 하는 에너지저장장치를 일컫는다.
기존의 신재생에너지 사용의 문제
신재생에너지의 간헐성을 극복하기 위해 주파수 조정용 ESS를 단독으로 사용할 경우 잦은 주파수 변동으로 충방전 횟수가 증가했다. 이는 곧 배터리 화재와 수명 단축 등의 문제로 이어졌다. 이를 해결하기 위해 다양한 설치환경에 적합한 하이브리드 형태의 ESS 개발이 요구되고 있었다.
이에 한국전력 전력연구원과 비나텍은 `21년부터 하이브리드 ESS에 적용되는 MW급 주파수 조정용 슈퍼커패시터의 경제적인 모델 개발을 목적으로 ‘MW급 고용량 슈퍼커패시터 시스템 개발 및 실증’ 연구과제를 진행하고 있다. 각 기관은 2023년 12월까지 ▲MW급 장수명·고용량 슈퍼캡 개발 ▲슈퍼캡-배터리 하이브리드 ESS 기반 구축 및 운영기술 개발 ▲2.4억원/MW 이하의 경제적 슈퍼캡 모델 확보 등 과제를 수행한다.
15년 이상 장기 사용 가능한 '슈퍼커패시터'
슈패커시터는 15년 이상 장기 사용이 가능하다. 유지비용이 적어 다른 단주기 ESS 보다 유지보수 측면에서 유리하다. 배터리와 협조 운전을 통해 역무를 분담함으로써 배터리 수명이 대폭 연장된다. 이로써 전기품질을 향상시킬 수 있을 것으로 보인다. 슈퍼커패시터와 배터리의 협조 운전을 실제 계통에 실증하는 기술은 선진국에서 시도 중이다. 그러나 아직 실증단계까지는 도달하지 못했다. 한전 전력연구원에서는 100kW급 그래핀 슈퍼커패시터 기술 개발 경험을 바탕으로 계통연계 시스템의 경제적인 사업화 모델을 추진 중이다.
따라서 2023년까지 슈퍼커패시터의 에너지 밀도를 2배 이상 향상시켜 30초 이상 MW급 출력을 낼 수 있는 고용량 시스템을 개발할 예정이다. 또 사업화 모델을 확보하여 한전의 기술적 우위와 다양한 수요 기반을 바탕으로 세계시장 선점을 위한 전략적 아이템으로 활용할 계획이다.
고창전력시험센터서 하이브리드형 ESS 실증시스템 준공식 가져
사업의 연장선상으로 한전은 5월 23일 전북 고창전력시험센터에서 MW급 슈퍼커패시터 계통연계시스템을 구축하고 주파수 조정용 하이브리드 ESS의 계통 적용을 위한 실증시스템 준공식을 개최했다. 준공식에는 김숙철 한전 기술혁신본부장, 신원식 전라북도 정무부지사, 이철휴 한전 계통계획처장, 이중호 한전 전력연구원장, 성도경 비나텍 대표이사 등 30여 명이 참석했다.
한편 한전 전력연구원 관계자는 “대용량 MW급 슈퍼커패시터-ESS 하이브리드 설계 및 운영 기술이 향후 에너지 시장에서 신재생에너지의 간헐성을 보완하여 탄소중립을 실현하는 중요한 한 축으로 자리매김할 수 있기를 희망한다”고 밝혔다.
AI타임스 나호정 기자 hojeong9983@daum.net
[관련기사] 광주인공지능사관학교 새 보금자리의 입지조건은?
무단전재 및 재배포 금지
기사제보 및 보도자료 news@aitimes.com