한전, 신재생 간헐성 극복 위한 ESS 개발 속도

▲이달 23일 전북 고창저력시험센터에서 열린 주파수 조정용 하이브리드 ESS의 계통 적용을 위한 실증시스템 준공식 참석자들이 기념촬영을 하고 있다. (사진제공=한국전력)

한국전력이 신재생에너지 간헐성 극복을 위한 하이브리드형 에너지저장장치(ESS) 개발에 속도를 낸다.

한전은 이달 23일 전북 고창저력시험센터에서 ㎿급 슈퍼커패시터 계통연계시스템을 구축하고 주파수 조정용 하이브리드 ESS의 계통 적용을 위한 실증시스템 준공식을 열었다.

신재생에너지의 간헐성을 극복하기 위해 주파수 조정용 ESS를 단독으로 사용할 경우 잦은 주파수 변동으로 충방전 횟수가 증가해 배터리 화재와 수명 단축 등의 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 다양한 설치환경에 적합한 하이브리드 형태의 ESS 개발이 필요하다.

이에 한전 전력연구원과 비나텍은 지난해부터 하이브리드 ESS에 적용되는 ㎿급 주파수 조정용 슈퍼커패시터(참고)의 경제적인 모델 개발을 목적으로 ㎿급 고용량 슈퍼커패시터 시스템 개발 및 실증 연구과제를 진행하고 있다.

양측은 내년 12월까지 △㎿급 장수명·고용량 슈퍼캡 개발 △슈퍼캡-배터리 하이브리드 ESS 기반 구축 및 운영기술 개발 △2억 4000만 원/㎿ 이하의 경제적 슈퍼캡 모델 확보 등 과제를 수행한다.

슈퍼커패시터는 15년 이상 장기 사용이 가능하고 유지비용이 적어 다른 단주기 ESS 보다 유지보수 측면에서 유리하다. 배터리와 협조 운전을 통해 역무를 분담함으로써 배터리의 수명을 대폭 연장하고 전기품질을 향상할 수 있다.

한전 전력연구원은 100㎾ 그래핀 슈퍼커패시터 기술 개발 경험을 바탕으로 계통연계 시스템의 경제적인 사업화 모델을 추진 중이다.

2023년까지 슈퍼커패시터의 에너지 밀도를 2배 이상 향상해 30초 이상 ㎿급 출력을 낼 수 있는 고용량 시스템을 개발할 예정이다. 또 사업화 모델을 확보해 한전의 기술적 우위와 다양한 수요 기반을 바탕으로 세계시장 선점을 위한 전략적 아이템으로 활용할 계획이다.

한전 전력연구원 관계자는 “대용량 ㎿급 슈퍼커패시터-ESS 하이브리드 설계 및 운영 기술이 향후 에너지 시장에서 신재생에너지의 간헐성을 보완하여 탄소중립을 실현하는 중요한 한 축으로 자리매김할 수 있기를 희망한다”고 말했다.