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원자력발전소의 에너지 저장 시스템

전문가 제언: ○ 원자로는 열용량이 크고, 핵반응의 특성상 신속하게 전력요구에 대응하기에 부적합하다. 원자력 발전소는 초기 투자비용이 큰 관계로 최대 용량에서 운전하는 것이 가장 경제적이다. 따라서 원자력 발전소는 주로 기저부하(base load)를 담당하고, 부하추종(load following)은 용량이 작은 수력, 화력 발전이나 양수발전에 의존하고 있다.

○ 전기 수요가 적은 심야의 잉여 전기를 저장하기 위하여 여러 가지 방법이 사용되고 있다. 가장 널리 사용되는 방법은 전기 펌프를 이용하여 수력발전소 댐에 물을 끌어 올려서 저장하였다가, 필요시에 수력발전에 사용하는 방법이다. 이러한 양수 발전은 열 효율이 매우 낮은 단점이 있다. 다른 방법은 잉여 전기로 공기를 압축하여 폐광, 지하, 기타 시설에 저장하였다가 나중에 가스터빈을 발전에 사용하는 CAES(Compressed Air Energy Storage) 방법이 있다.

○ 본 발명은 원자력발전소의 부하추종 운전을 위하여, 헬륨과 같은 가스나 액체 열전달 매체로 냉각되는 원자로의 잉여 에너지를 저장하는 방법에 관한 것이다. 열은 내열성이 강한 고체를 채운 탱크에 필요시에 인접한 증기발전소로 보내어 전력 생산에 사용된다. 본 발명은 원자력 발전소로 하여금 부하추종 운전을 가능하게 하여, 다른 발전방법과 경쟁력을 높이고 경제성을 향상하는 데 기여할 것으로 기대된다.

○ 한국수력원자력(주)은 현재 20기의 원자력발전소를 운전 중이다. 원자력은 전체 발전량의 약 35%를 차지하며, 주로 기저부하를 담당한다. 심야전기를 저축하기 위하여 무주, 청평을 비롯한 5곳에 양수발전소를 가동하고 있다. 한국의 원자력의 발전단가는 38원으로 화력(55원), 수력(84원)에 비하여 가장 저렴한 것으로 나타났다 (2007년).

저자: R. Shinnar, R.L. Hirsch
자료유형: 특허정보