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초전도 플라이휠기술개발 전망

전문가 제언: ○ 현재 시장에서 판매 중인 플라이휠 전력저장장치는 순간적인 전압강하나 정전에 대비하는 무정전 전원공급장치(UPS)로 기존의 충전식 UPS와 경쟁을 하는 형편이다. 그러나 현재의 기계식 혹은 자석식 베어링을 사용하는 경우 회전력 상실이 시간당 1% 정도로 비교적 크다고 알려져 있을 뿐만 아니라 저장장치 능력이 회전수의 제곱에 비례하기 때문에 대형화에 문제점이 있다.

○ 세계 각국의 전력회사들은 계절별 혹은 하루에도 시간별로 심한 부하변동을 고려하여 양수발전 혹은 천연가스 복합화력으로 첨두 전력수요를 감당하고 있으며 프랑스와 같이 원자력발전 비중이 높은 나라에서는 원자력발전에 부하추종 기능을 부여하여 일부 감당하고 있으나 이 경우에도 막대한 설비투자가 필요하다. 따라서 전력 수요가 적은 시간대에 생산한 전력을 저장하였다가 전력수요가 많은 시기에 이를 공급하는 방법이 효율적인 전력저장장치의 개발이 요구된다.

○ 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 액체질소로 냉각하는 고온 초전도 베어링을 이용한 플라이휠 전력저장장치가 유력한 대안으로 부각하고 있으며, 일본을 위시하여 미국, 유럽에서는 국가적 차원에서 이의 개발을 위하여 노력을 기울이고 있다. 특히 일본은 1990년대부터 NEDO의 지원으로 실용화를 위한 노력을 기울이고 있다.

○ 산화니오븀 축전지, 필름 축전지 및 산화 이중층 축전지와 같은 신기술을 채택한 축전지와 고체산화물 연료전지 등이 전력저장이나 전력생산 목적으로 현재 개발이 진행되고 있어서 고온 초전도 베어링 플라이휠 전력저장장치 개발도 이들과의 치열한 경쟁을 치를 것으로 예상된다.

○ 우리나라는 한국전력공사 주도로 고온 초전도 베어링을 사용하는 대형 플라이휠 전력저장장치 개발연구가 진행 중인 것으로 알려져 있으나 대부분의 회사들은 축전지 전력저장장치를 이용하여 전압강하 및 순간정전에 대비하고 있다. 따라서 우리 정부도 차세대 전력저장장치 개발에 정책지원을 강화해야 할 것이다.

저자: Naoki Koshizuka, Osamu Saito, Fumihiko Ishikawa, Koji Matsunaga, Satoshi Morozumi
자료유형: 학술정보