초전도 자기에너지 저장기술(SMES)(development of cost reducton technology : SMES))

전문가 제언

□ SMES는 전기에너지를 초전도코일 속에 자기에너지로 저장하였다가 필요에 따라 전기에너지로 다시 출력하여 사용할 수 있는 장치이다. SMES는 전력송배전망의 과잉을 완화시키고 송배전망의 안정성을 증대시키며 전력의 질 교란 발생률을 감소시켜 전력의 질을 향상시킬 수 있는 첨단전력저장기술이다.

□ SMES의 용도는 ① 대규모 전력용 SMES와 ② 산업분야에서 철강압연, 제강용전기로 및 순간전압강하의 보상이 필요한 반도체/LCD생산시설 등과 ③ 레이저, 가속기, 핵융합로 등 펄스로 에너지를 공급하는 시스템 등이다. ②, ③의 경우는 비교적 소형 SMES이며 초기제작 비용이 적게 들고, 정전 등 비상시 대체전원으로 사용할 수 있고, 환경에 미치는 자기영향을 감소시키기 위하여 솔레노이드 형 코일 대신 토로이드 형 코일을 사용하고 있다.

□ 미국은 에너지부(DOE)의 주도로 「전력송배전망현대화」사업을 추진하고 있으며 이를 국가정책으로 지원하기 위한 대통령의 전폭적인 지지선언으로 전력송배전망의 신뢰성과 효율을 증대시키기 위한 고온초전도체, 전력저장시스템(SMES) 등 개발연구를 추진하고 있다. DOE의 전력송배전국((OETD)의 R&D분야는 ① 첨단전도체, ② 케이블용 고온초전도체(HTS)선재 및 테이프재, ③ HTS전력저장시스템(SMES), ④ 2kW HTS Flywheel, ⑤ 초용량축전기(ultra capacitor) 개발 분야 등이다.

□ 미국은 OSTP의 협력으로 국립연구소, 산업체, 대학이 체계적으로 HTS개발협동연구를 추진하고 있다. HTS 선재 상용화 제품개발은 DOE와 국립연구소가 수행하고 있다. DOE-NASA 프로그램은 2세대 HTS 선재 개발로 현재 $200/kAm인 HTS 가격을 2세대 HTS YBCO 선재 가격을 $10/kAm로 인하를 목표로 개발하고 있다.

□ 일본은 NEDO의 전력기술개발 프로그램에 의해 2004~2007년에 “초전도 전력망제어 기술개발” 과제로 Chubu전력(주)에서 SMES를 사용한 100 MW급 전력망제어시스템개발과 초전도 flywheel을 이용한 50kWh (1MW)급 전력망제어시스템을 개발하고 있다. SMES 시스템개발은 저비용 대용량 전력변환 시스템개발, 고자기장 산화물계 SMES 코일의 개발, 고신뢰성 극저온 냉동기의 개발, 고내전압 전도전류 리드시스템개발, SMES 시스템의 적용기술표준화연구 등으로 구성되어 있다.

□ 2003~2007년에 ISTEC에서 “초전도응용 기반기술 연구개발” 과제로 Y계 HTS 고성능, 저가선재개발을 하여 임계전류 300A/cm 이상, 선재길이 500m 이상, 제조 속도 5m/h 이상을 달성할 목표를 갖고 있다. 미국, 일본은 SMES 기술개발에 있어 세계적 우위를 차지하고 있다.

저자

Seiichi Koso, Atsushi Ishiyama, Yoshimori Tatsuta, Shigeo Nagaya

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2004

권(호)

(4)

잡지명

Superconductivity Web21

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

13~20

분석자

이*희

분석물

• 초전도 자기에너지 저장기술(SMES).pdf [186,326 byte]

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