전기의 저장방법

4. 전기의 저장방법과 중요성

 

#3에서는 전기를 생산하는 방법에 대해 알아보았습니다. 전기는 발전소에서 생산하는 시간에 발전량보다 사용량이 적으면 사용하지 못하는 전기는 소멸되어 없어지는 것이 됩니다. 그러나 이럴 경우 전기를 어딘가에 저장할 수만 있다면 얼마나 좋을 까요? 발전비용도 아낄 수 있고 저장된 전기를 필요할 때 사용할 수 있으니까요. 그래서 전기를 저장하는 방법과 그 중요성에 대해 알아 봅니다.

 

풍력이나 태양광 발전 등의 재생 가능 에너지원이 그리드에 통합됨에 따라 전기를 저장하는 것이 점점 중요해지고 있습니다. 이러한 소스의 주요 문제 중 하나는 간헐적이며 필요할 때 항상 사용할 수 없다는 것입니다. 에너지 저장 장치는 여분의 전기를 저장하고 필요할 때 사용할 수 있도록 함으로써 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

 

 

4-1 전기저장방법

전기를 저장하는 방법에는 배터리, 양수수력발전소, 플라이휠, 압축공기에너지저장장치, 열에너지저장장치 등 다양한 것들이 있습니다. 이러한 각 기술에는 고유한 이점과 한계가 있으며, 사용할 기술 선택은 비용, 확장성 및 환경 영향 등의 요소에 따라 달라집니다. 

 

4-1-1 배터리

배터리는 현재 가장 널리 사용되는 에너지 저장 기술로 납산, 리튬이온, 플로우 배터리 등 다양한 형태로 제공되고 있습니다. 리튬이온 배터리는 주거용 태양열 시스템과 같은 소규모 응용 분야에서 가장 널리 사용되지만 플로우 배터리는 대규모 저장 응용 분야에 더 적합합니다.

 

4-1-2 바나드 레독스 흐름전지(VRFB)

리튬이온배터리와 같이 현재 널리 사용되고 있는 배터리와 비교했을 때 VRFB의 가장 큰 특징은 전기에너지가 저장되는 부분이 완전히 상이하다는 점이다. 일반적인 배터리의 경우 양극과 음극으로 구성된 전극에 전기에너지가 저장되는 것에 비해, VRFB는 액체 상태의 전해액에 에너지가 저장된다는 점이 가장 큰 차이점이다. 따라서 VRFB 는 단순히 전해액의 양을 증가시킴으로써 매우 손쉽게 에너지 저장 용량을 증가시킬 수 있다. 즉, 일반적인 배터리는 출력(power)과 에너지(energy)가 모두 전극에 의해 결정 되지만 VRFB에서 에너지는 전해액의 양에 의해 결정되고 출력은 전극이 포함된 스택(stack)에 의해 결정된다.
출처 : 전기저널(http://www.keaj.kr)

 

4-1-3 펌프 하이드로

펌프 하이드로(Pumped Hydro)는 또 다른 일반적인 에너지 저장 기술로 남는 전기를 사용하여 하부의 물을 상부의 저장 저수지에 펌핑하여 물을 끌어 올립니다. 그리고 전기가 필요할 때 물을 하부로 흘려보내서 낙차를 이용해 터빈을 돌리고 전기를 생성합니다. 이 기술은 비교적 저렴하고 에너지 밀도가 높지만 효과적인 운용이 되려면 ㄴ특정 지형이 필요합니다.

 

4-1-4 플라이 휠

플라이휠은 로터를 고속으로 회전시켜 에너지를 저장하고 필요에 따라 그 운동에너지를 다시 전기로 변환합니다. 이 기술은 효율이 높고 수요 변화에 신속하게 대응할 수 있지만 에너지 저장 용량은 한정되어 있습니다.

 

4-1-5 압축공기 에너지 저장

압축공기에너지저장은 공기를 압축하여 지하 동굴이나 탱크에 저장하는 방식으로 작동합니다. 전기가 필요할 때 압축 공기가 방출되어 터빈을 통해 전기를 생성합니다. 이 기술은 비교적 저렴하고 대규모 스토리지를 위해 확장할 수 있지만 다른 옵션보다 에너지 효율이 낮습니다.

 

4-1-6 열에너지 저장

마지막으로 열에너지 저장은 녹은 소금이나 얼음 등의 물질에 열이나 냉기를 저장한 후 전기를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술은 태양이 빛나지 않을 때도 전기를 생성하기 위해 사용할 수 있기 때문에 잉여 태양 에너지를 저장하는 데 특히 도움이 됩니다.

 

4-2 결론

요약하면 전기를 저장하는 데는 다양한 옵션이 있으며 최적의 옵션은 여러 요인에 따라 다릅니다. 그러나 재생 가능 에너지 수요가 증가함에 따라 에너지 저장은 에너지 시스템의 점점 더 중요한 부분이 될 것입니다. 현재 일반적인 전기저장은 베터리를 이용하는 방법이 보편화 되어 있다고 볼 수 있다. 특히 여러번 충전해서 사용할 수 있는 베터리가 바로 2차전지라고 하는 베터리다.

 

2차전지의 강자는 2000년 이전에는 일본의 파나소닉이었지만 현재는 한국의 LG, 삼성, SK가 만드는 K 베터리가 세계 최강이라고 할 수 있으며 중국의 CATL이 세계1등으로 되어 있지만 중국을 제외한다면 LG가 단연코 세계1위다. K 베터리에 대해서는 다음에 소개하는 기회를 마련할 것입니다.

 

2차 전지 구성도