소규모 발전시스템

전문가 제언

○ 전기-기계 장치의 축소화 추세, 축소화를 위한 경량 장수명 마이크로 발전(몇 mW~W급) 소자의 필요성 등으로 현재 마이크로 규모 연소-기반 전력 생산 분야가 연구 개발되고 있다. 이러한 새로운 분야의 일차 목적은 배터리(예: 1차 전지) 및 대체에너지 저장장치(예: 핵분열, 핵융합)에 비해 액체 탄화수소연료의 고에너지 밀도를 활용하는 에너지생산 장치를 제조하려는 것이다. 예컨대, 액체 탄화수소연료를 전기로 변환시켜주는 중간 효율 정도의 축소형 연소-기반 마이크로 전력생산 장치 개발을 통해 기존의 전지-구동 전자-기계 시스템(EMS)에서 수명 연장 및/또는 무게 경감이 달성될 수 있다.

○ 마이크로 전자-기계 시스템(MEMS) 또는 급속 원형화 기술(RPTs)은 대량 생산, 저단위비용 등의 장점을 가지고 있다. MEMS 또는 RPTs 등을 사용한 마이크로 장치의 제조를 통해 장치의 축소화 추세, 연소-기반 마이크로 규모 발전분야는 촉진될 수 있다. 마이크로 전력 생산 분야는 개발 역사가 아주 짧으며, 아직도 타당성 단계에 있다.

○ 국외에서는 마이크로 규모의 직/간접 발전 장치(예: 연소기, 터빈, 로켓)를 개발하고 있다. 구체적으로, 마이크로 규모 연소기가 개발되어 효율적으로 잘 작동하고 있다. 현 단계에서 이는 전체 효율은 낮지만 발전용 열-전기 시스템에서 동력원으로 쓰이고 있다. 또한 마이크로 터빈, 마이크로 엔진도 개발되었는데, 어떤 것은 저효율이지만 전력을 생산하고 있다. 마이크로-로켓이 제조되어 고체/액체 탄화수소연료로 추진력을 내고 있다. 수소-기반 마이크로 연료전지(FC)가 성공적으로 개발됐고, 액체 연료-기반(예: 메탄올, 개미산) 마이크로 FC는 시제품이 만들어졌으나, 액체 탄화수소를 사용하는 고-신뢰도 개질기 또는 직접 전환 FC의 제작이 필요하다.

○ 우리나라에서는 KIST에서 피스톤이 자유로 작동하는 자유 피스톤(free piston)을 통해 전기적 일(electrical work)을 추출하는 MEMS-기반 마이크로-터빈을 개발하고 있다. 이 연소-기반 가스 터빈은 광 민감성 유리(Foturan)로 이루어진 3층짜리 샌드위치 모양으로 설계되어 있다.

저자

D.C. Walther and J. Ahn

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2011

권(호)

37

잡지명

Progress in Energy and Combustion Science

과학기술
표준분류

에너지

페이지

583~610

분석자

김*호

분석물

• 소규모 발전시스템.pdf [389,238 byte]

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