산업 뉴스

GridScale: 리튬 배터리 대신 돌에 재생 에너지 저장

2021-06-16
주제:
오르후스 대학교, 배터리 기술, 에너지, 그린 에너지, 인기
2021년 5월 6일 AARHUS 대학 제공



풍력이나 태양열로 전기가 잉여되면 에너지 저장 장치가 충전됩니다. 이것은 냉각석으로 채워진 하나 이상의 저장 탱크에서 뜨거운 석재로 채워진 해당 수의 저장 탱크로 열 에너지를 펌핑하는 압축기 및 터빈 시스템에 의해 수행됩니다. 이것은 차가운 탱크의 돌을 매우 차갑게 만드는 반면 뜨거운 탱크에서는 최대 600도까지 뜨거워집니다. 크레딧: Claus Rye, Stiesdal Storage Technologies

석재에 재생 에너지를 저장한다는 개념은 GridScale 실증 플랜트 건설로 실현에 한 걸음 더 다가섰습니다. 이 발전소는 10MWh 용량의 덴마크에서 가장 큰 전기 저장 시설이 될 것입니다. 이 프로젝트는 덴마크 에너지청 산하 에너지 기술 개발 및 시연 프로그램(EUDP)의 자금 지원을 받고 있습니다.
대형 단열 강철 탱크에서 600°C로 가열된 완두콩 크기의 돌은 간헐적인 풍력 및 태양열 전기 저장의 돌파구를 만드는 것을 목표로 하는 새로운 혁신 프로젝트의 핵심입니다.

전기 에너지를 돌에 열로 저장하는 기술은 그리드스케일(GridScale)이라고 하며, 리튬 기반 배터리에 태양열 및 풍력 전력을 저장하는 대신 저렴하고 효율적인 대안이 될 수 있습니다. 리튬 배터리는 최대 4시간의 짧은 기간 동안만 에너지를 공급하는 데 비용 효율적이지만 GridScale 전기 저장 시스템은 최대 약 1주일 동안 더 긴 기간 동안 전기 공급을 비용 효율적으로 지원합니다.

"100% 재생 가능한 전기 공급을 구축하는 데 있어 유일한 실제 과제는 바람이 많이 부는 맑은 날씨에 생성된 전기를 나중에 사용하기 위해 저장하지 못한다는 것입니다. 수요와 생산은 같은 패턴을 따르지 않습니다. 이 문제에 대한 상업적 솔루션은 아직 없지만 GridScale 에너지 저장 시스템을 통해 이를 제공할 수 있기를 희망합니다.”라고 기술의 배후에 있는 기후 기술 회사인 Stiesdal Storage Technologies의 설립자인 Henrik Stiesdal이 말했습니다.

간단히 말해서, GridScale 기술은 하나 이상의 절연 강철 탱크 세트에서 작은 완두콩 크기의 돌로 분쇄된 현무암을 가열 및 냉각하는 것입니다. 저장 시설은 압축기와 터빈 시스템을 통해 충전되며, 바람이나 태양으로부터 잉여 전력이 있을 때 차가운 돌로 채워진 하나 이상의 저장 탱크에서 뜨거운 돌로 채워진 비슷한 수의 저장 탱크로 열 에너지를 펌핑합니다.

이것은 차가운 탱크의 돌이 매우 차가워지는 반면 뜨거운 탱크에서는 매우 뜨거워지는 것을 의미합니다. 실제로 최대 600oC. 열은 석재에 며칠 동안 저장될 수 있으며 석재로 채워진 탱크 세트의 수는 필요한 저장 시간의 길이에 따라 달라질 수 있습니다.

다시 전기 수요가 발생하면 그 과정이 역전되어 뜨거운 탱크의 돌은 차갑고 차가운 탱크의 돌은 따뜻해집니다. 이 시스템은 저렴한 저장 재료와 잘 알려진 충전 및 방전 기술을 기반으로 합니다.
“현무암은 협소한 공간에 많은 양의 에너지를 저장할 수 있고, 저장 시설의 수많은 충방전을 견딜 수 있는 저렴하고 지속 가능한 소재입니다. 우리는 현재 전 세계적으로 지속 가능한 에너지 개발의 가장 큰 과제 중 하나인 재생 에너지 저장 문제를 해결하는 방법을 보여주기 위해 저장 기술의 프로토타입을 개발하고 있다고 Ole Alm이 말했습니다. 에너지 그룹 Andel도 프로젝트의 일부입니다.

GridScale 프로토타입은 덴마크 전력 시스템에서 가장 큰 저장 시설이 될 것이며, 주요 과제는 가능한 최고의 가치를 제공하는 방식으로 전력 시장에서 저장 유연성을 사용할 수 있도록 하는 것입니다. 결과적으로 이것은 또한 프로젝트의 일부가 될 것입니다.

시제품 보관 시설의 정확한 위치는 아직 결정되지 않았습니다. 그러나 그것은 확실히 남부 또는 서부의 덴마크 동부 또는 Lolland-Falster에 있을 것입니다. 특히 새로운 대형 PV 장치의 생산이 소비를 따라잡을 수 있는 것보다 빠르게 성장하고 있습니다.
혁신 프로젝트의 정식 명칭은 'GridScale'(비용 효율적인 대규모 전력 저장)이며 총 예산은 3,500만 DKK(470만 유로)로 3년 동안 운영된다. 이 프로젝트는 에너지 기술 개발 및 시연 프로그램(EUDP)에서 DKK 2100만(EUR 280만)으로 자금을 지원받고 있습니다.

Stiesdal 및 Andel 회사 외에도 파트너 그룹에는 Aarhus University(AU), Technical University of Denmark(DTU), Welcon, BWSC(Burmeister Wain Scandinavian Contractor), Energi Danmark 및 Energy Cluster 덴마크가 포함됩니다.

파트너는 석재 저장 시설에 대한 에너지 시스템 분석 및 설계 최적화를 제공할 뿐만 아니라 기술 개념을 최적화하고 GridScale 기술을 즉시 출시되는 확장 가능한 솔루션으로 발전시킬 것입니다.

예를 들어, AU가 개발한 유럽 에너지 시스템 모델은 DTU가 개발한 터빈 최적화 모델과 결합되어 유럽 맥락에서 석재 저장 시설의 잠재적 역할에 대한 통찰력을 얻고 설계를 최적화할 것입니다.

"재생 에너지로의 전환은 에너지 시스템이 작동하는 방식을 변화시킵니다. 단순히 바람과 태양 에너지가 필요할 때 생산되지 않기 때문입니다. 따라서 우리는 기술 설계가 에너지 시스템에 가장 잘 적응할 수 있는 방법과 녹색 전환 단계에서 기술이 가장 큰 가치를 지닌 국가를 찾아야 합니다. 우리는 스토리지 솔루션에 가장 큰 가치를 제공할 에너지 기술의 조합을 식별할 것입니다. 나는 석재 저장 기술이 전 세계 여러 곳에서 엄청난 잠재력을 가지고 있으며 친환경 전환에 큰 이점이 될 수 있다고 생각합니다.