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태양열발전을 위한 고온 열에너지 저장 기술현황 - 경험적 사례를 중심으로 -

전문가 제언: ○ 이 자료는 실제 사례들을 중심으로 태양열발전소 열저장시스템의 기술현황을 분석하고 있으며 주로 태양열발전소 선두 국가인 미국과 스페인의 태양열발전소들에 대해 기술하고 있다. 미국이 현재 운전 중인 태양열발전소는 354MW 규모의 SEGS(Solar Energy Generating Systems)와 64MW의 Solar One을 포함하여 모두 7기이며 총 설치용량은 432.5MW에 이른다. 스페인은 100MW 규모의 Andasol I, 20MW의 PS20을 포함하여 모두 8기이며 총 설치용량은 349.4MW이다.

○ 세계에서 열에너지 저장시스템을 갖춘 태양열발전소는 미국의 구유형(parabolic) 집광시스템인 SEGS I, SEGS II와 중앙 집광시스템인 Solar One, Solar Two, Solana 등 합계 5기이고, 스페인의 구유형 집광시스템인 Andasol I, Andasol II, Extresol I, SSPS와 중앙 집광형인 CESA-I, PS10, PS20, Solar Tres 등 합계 8기이다. 대부분이 능동형 간접 가열시스템을 채택하고 있으며 열전달 유체로는 증기 또는 용융염을 채택하고 저장매체로는 대부분 용융염을 사용하고 있다.

○ 미국에서 태양열발전을 위한 고온 열에너지 저장에 관한 연구개발은 에너지부의 지원 아래 주로 National Renewable Energy Laboratory 및 Sandia National Laboratories에서 수행되고 있다. 현재 저장시스템에 관한 연구와 새로운 열전달 유체의 개발에 연구가 집중되고 있다. 저장시스템 연구는 특히 열에너지 저장시스템의 성능과 비용 개선을 위한 시스템 분석에 집중되고 있으며, 열전달 유체에 관한 연구는 결빙온도가 낮은 새로운 질산염의 개발과 400oC에서 안정되고 12oC의 결빙온도를 가진 나노유체의 개발 등이 수행되고 있다.

○ 우리나라에서는 태양열발전소 건설실적이 없고 앞으로 건설하려는 계획도 없다. 그러나 태양광 집광기술, 태양열 저장매체로서의 용융염, 화학적 저장물질의 열적 특성 등에 관한 연구가 한국에너지기술연구원을 중심으로 인하대학교, 성균관대학교 등의 여러 대학에서 수행되고 있다. 현재 태양열발전은 태양광발전에 비해 덜 주목받고 있으나 미래를 대비할 수 있는 유력한 기술의 하나로 평가되므로 우리나라에서도 태양열발전의 가능성을 적극적으로 검토해 볼 필요가 있다고 사료된다.

저자: Marc Medrano, Antoni Gil, Ingrid Martorell, Xavi Potau, Luisa F. Cabeza
자료유형: 학술정보