풍력발전 마이크로그리드의 에너지저장시스템

전문가 제언

○ 풍력발전은 출력 변동성이 높기 때문에 안정적인 전력 공급을 위해서는 에너지저장시스템(ESS: Energy Storage System)이 필요한 경우가 많다. 특히 벽지나 농촌에 전력을 공급하기 위해 풍력발전과 소규모 전력망으로 마이크로그리드(microgrid)를 구성하는 경우에는 ESS가 거의 필수적이라고 할 수 있다.

○ 전력은 위치에너지(양수발전), 압축공기(가스터빈발전), 전기화학에너지(납산전지, Ni-Cd, NaS, 리튬이온 등의 이차전지 및 바나듐 산화환원, 아연브롬, 폴리황화브롬 등의 흐름전지), 운동에너지(플라이휠), 화학에너지(연료전지), 자장에너지(인덕터 이용), 전기장에너지(슈퍼커패시터) 등의 다양한 에너지 형태로 저장될 수 있다.

○ 이 중에서 대규모 전력망의 ESS로 많이 사용되고 있는 양수발전은 대용량(100-1,000MW)이 장점이지만 입지조건을 충족시키기가 어렵고 대규모 투자비를 해야 하는 제약이 있으며 효율도 60-70%로 높지 않아 풍력발전 마이크로그리드와 같은 소규모 전력망의 ESS로 사용하기에는 어려움이 있다. 현재 세계적으로 양수발전소는 330여 개소(총용량 90GW)가 가종 중에 있으며 우리나라도 3기를 가동하고 있다.

○ 배터리 방식의 ESS는 효율과 수명 측면에서 리튬이온 이차전지가 우위에 있지만 대형화가 어렵고 가격이 높은 것이 단점이다. 현재까지 마이크로그리드의 ESS로 많이 활용되고 있는 NaS 전지는 보통 50kWh 제품이 공급되고 있는데 전기자동차의 보급이 시작되는 2015년경부터 30kWh 이상의 전기자동차용 리튬이온 이차전지가 생산되기 시작하면 대형 제품의 시장 확대도 빠르게 진행될 것이다.

○ 마이크로그리드용 ESS의 입지와 규모 등을 고려하면 배터리 방식과 비 배터리 방식의 ESS는 서로 경쟁하는 관계가 아니라고 할 수 있다. 따라서 비 배터리 방식의 양수발전이나 압축공기 저장을 리튬이온 이차전지 등의 배터리 방식과 직접 비교하는 것은 큰 의미가 없다. 이 자료는 풍력발전 마이크로그리드의 ESS로 사용될 수 있는 모든 기술들의 특성을 간략하게 요약하고 있어 참고자료로서의 활용성이 높다.

저자

Abdorreza Rabiee, Hossein Khorramdel, Jamshid Aghaei

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2013

권(호)

18

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

에너지

페이지

316~326

분석자

김*철

분석물

• 풍력발전 마이크로그리드의 에너지 저장시스템.pdf [346,344 byte]

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