에너지를 압축 공기로 결합하여 힘을 모으고 전력을 방지하는 놀라운 것을 들어본 적이 있습니까? 압축 공기 에너지 저장(CAES)은 단순히 말하면 풍력이나 태양열로 생성된 잉여 에너지를 나중에 사용하기 위해 압축 공기 형태로 저장합니다. 하지만 이것이 정확히 무엇을 하는 것일까요? 실제로, 과도한 풍력이나 태양열 발전은 기계적으로 압축되어 작업을 생성하고 파괴하는 것(공기 압축기)으로 변환됩니다 - 지하 시설을 위한 동굴에 매우 촘촘하게 압축됩니다. 이 압축 공기는 필요할 때 터빈을 돌려 전기를 생성하도록 방출됩니다.
이 글은 CAES 에너지 저장에 대한 다섯 번째 시리즈의 첫 번째 글로, 그 장단점을 밝히는 내용입니다.
풍력 및 태양광 발전은 간헐적이기 때문에 CAES(압축 공기 에너지 저장)는 더 많은 재생 가능 에너지를 활용하는 데 매우 유익합니다. 재생 가능 에너지를 저장하는 방법 중 하나가 바로 CAES입니다. 영국의 경우, 특히 풍부한 풍력과 저탄소 발전이 존재하며, CAES 기술을 통해 전력이 필요하지 않은 시간대인 전통적으로 밤이나 새벽에 저장된 잠재력을 활용할 수 있습니다. 이후 NGET의 공식 지시에 따라 사용됩니다. 불규칙적인 공급 문제를 해결함으로써 CAES는 변동적인 에너지 프로필을 효율적으로 사용하도록 만듭니다.
그러나 CAES 시스템이 몇 가지 단점이 있다는 점은 언급할 가치가 있습니다. 물론, 공기를 압축된 형태로 에너지를 저장하는 것은 문제의 큰 부분입니다. 현재 이 기술은 에너지의 일부만 저장할 수 있기 때문에, 매우 제한된 환경에서는 유망한 결과를 보여주지만, 전반적으로 보면 아직 "기술적으로 발전했다"고 말하기는 어렵습니다: 대규모 에너지 잠재력을 저장하지 못합니다. 그러나 시스템을 구축하고 사용하는 데 드는 비용은 다른 에너지 저장 기술보다 더 높아서 CAES 유형의 대규모 그리드 전력이 비싸게 나오게 합니다.
따라서 전력망이 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 특히 사용량이 최고치에 달할 가능성이 높은 시기에 이 에너지 저장을 제어하는 것이다. 바로 여기에서 CAES 기술의 중요성이 나타난다. CAES는 많은 양의 에너지를 저장하고 필요에 따라 이를 방출할 수 있다 (더 많은 정보는 CAES 항목을 참조하십시오). CAES와 같은 선진 기술을 채택하면 효율성을 개선할 뿐만 아니라 환경에서 발생하는 관련 오염물질 배출 문제도 해결하여 에너지와 환경 문제 모두에 대한 이중 해결책을 경제적 타당성과 함께 제공한다. 차세대 에너지 저장 시스템은 전기망의 안정성을 유지하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 화석 연료의 전체적인 필요성을 줄이는 데에도 기여할 수 있다.
참고로, 이는 뛰어난 에너지 저장 기술이지만 배터리 에너지 저장 등 다른 섹터에서 추가 전기를 공급받아 활용하는 유일한 기술은 아닙니다. 예를 들어, CAES(압축공기 에너지 저장)는 배터리보다 여러 장점이 있습니다. 수명 주기가 더 길다는 점에서 몇 년마다 교체해야 하는 다른 배터리와는 다릅니다. 또한 CAES는 배터리보다 훨씬 더 많은 전력을 저장할 수 있어 그리드 규모의 후보로 우수합니다.
단점으로는 CAES가 배터리에 비해 응답 속도가 느렸습니다(예: 충전 및 방전이 더 느림). 이를 지갑 타격 사이의 시간 차라고 부를 수 있으며, 급격한 에너지 수요 변화에 대응하기 어려웠습니다. 이러한 압축 공기 에너지 저장 시스템과 새로운 접근 방식은 압축 및 분해 과정에서 일부 손실이 발생하며, 이것이 전기에 변환됩니다. 따라서 어느 경우에 사용할 에너지 저장 기술을 선택하는 것이 중요합니다.
CAES 기술 세계는 항상 변화하고 있습니다. 이 삼중 시스템을 개선하기 위해 새로운 방향을 모색하려는 노력이 계속되고 있습니다. 현재 개발 중인 등온형 CAES는 기본적으로 같은 일을 하지만, 열 손실을 최소화하여 시스템 효율성을 향상시키기 위해 집중하고 있습니다. 새로운 접근 방식은 이미 따뜻한 공기를 고압으로 압축하여 높은 단열 성능의 용기에 저장하는 것으로, 저장 중에 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지합니다. 주로 산속에서 이루어지는 지하 저장 방식은 먼저 압축 공기를 저장하고, 이후 저장된 압축 공기를 고온으로 가열하여 터빈을 구동해 전력을 생성할 수 있도록 합니다. 또한 연구자들은 CAES의 제어 시스템을 최적화하기 위해 인공지능과 머신러닝을 활용하는 방법도 연구하고 있으며, 이는 에너지 저장 효율성을 몇 배나 증가시킬 잠재력을 가지고 있습니다.
따라서, CAES 기술이 재생 가능 에너지 소스가 그리드에서 자리를 잡고 피크 시간대의 에너지를 관리하는 데 기여한 것을 평가할 수 있습니다. 오늘날 상당히 작고 비현실적이지만, CAES 기술은 국제적으로 재생 가능 에너지를 강화하여 더 밝은 미래를 열어줄 수 있습니다. 우리는 전 세계의 젊은 독자들이 이러한 발명품들을 더 깊이 조사하고, 환경이나 다른 생물들에게 해를 입히지 않으면서 잘 작동하는 에너지 저장의 무수한 가능성들을 고려하기 시작하길 바랍니다.
재생 에너지 통합의 맥락에서 CAES 에너지 저장 통합은 많은 이점을 제공합니다. CAES는 풍력 및 태양광 발전처럼 불규칙할 수 있는 재생 가능 에너지를 저장하는 방법입니다. 영국에서는 풍부한 풍력과 저탄소 발전이 존재하지만, 동시에 CAES 기술을 활용한 높은 에너지 저장 능력도 보유하고 있습니다. 이 기술은 특히 바람이 세거나 햇빛이 충분할 때 생성된 초과 전력을 저장하여 생산량이 적은 기간에 사용할 수 있게 합니다. 이를 통해 CAES는 변동적인 에너지 프로필을 활용하여 공급의 일관성 문제를 해결합니다.
그러나 CAES 시스템이 완벽하지 않다는 점은 지적해야 합니다. 그 문제의 큰 부분은 압축 공기 에너지에 대한 저장 용량 부족입니다. 현재 기술로는 에너지의 일부만 저장할 수 있어 전체 저장 잠재력을 제한합니다. 그러나 이 시스템을 구축하고 유지하는 비용은 다른 에너지 저장 기술보다 더 높아서, CAES 기반 에너지 저장 방식이 더 비싼 옵션이라는 것을 의미합니다.
에너지 저장 관리는 특히 피크 수요 시에 전력망이 직면한 주요 과제 중 하나입니다. 바로 여기서 CAES 기술의 중요성이 드러납니다. 우리가 살펴본 바와 같이, CAES는 대량의 에너지를 저장하고 필요에 따라 이를 방전할 수 있습니다. 혁신적인 기술인 CAES를 채택하면 단순히 효율성을 높일 뿐만 아니라 환경과 관련된 오염물질 배출 문제도 완화하여 환경과 경제 모두에 긍정적인 영향을 미칩니다. 우리는 차세대 에너지 저장 시스템을 통해 전력망의 안정성을 유지할뿐만 아니라 화석 연료 사용도 줄일 수 있습니다.
이는 특히 인상적인 에너지 저장 기술이지만, 이것이 과剩 전기를 저장하기 위한 유일한 옵션으로 간주되어서는 안 된다; 배터리 에너지 저장도 세계적으로 사용되고 있다. CAES(압축 공기 에너지 저장)는 배터리와 비교했을 때 여러 장점이 있다. 이는 예를 들어, 몇 년마다 교체해야 하는 배터리보다 더 긴 수명을 의미한다. 실제로 CAES는 배터리보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있기 때문에, 대규모 그리드 백업 전원에 있어 더 나은 선택일 수 있다.
CAES의 단점 중 하나는 배터리에 비해 시간 지연이 발생한다는 것이다. 그러나 더 느린 충전과 방전은 빠른 에너지 수요 변동 시 신속하게 반응하는 능력이 부족하다. 또한 공기가 저장을 위해 압축되고 전기를 생산하기 위해 다시 압축 및 분압되는 방식은 이 사이클을 거칠 때마다 일부 에너지를 잃게 만든다. 따라서 에너지 저장 기술의 선택은 의도된 용도에 따라 달라진다.
CAES 기술의 세계는 끊임없이 발전하고 있습니다. 시스템의 이 세 가지 측면을 계속 개선하기 위해 새로운 방법들이 연구되고 있습니다. 계획 단계에 있는 아디아바틱 CAES는 본질적으로 동일한 과정을 따르지만, 시스템 효율성을 최적화하려고 열 손실을 크게 줄입니다. 이 새로운 방식은 저장과 관련된 열 손실을 최소화하기 위해 고도로 단열된 용기에 공기를 압축하고 보관하는 것을 기반으로 합니다. 이 시스템은 공기 저장소를 충전하고, 저장된 압축 공기를 가열하며, 압축된 공기를 뜨겁게 방출하여 터빈을 구동해 전력을 생성합니다. 또한 연구자들은 CAES 제어 시스템을 최적화하기 위해 인공지능과 머신러닝의 사용을 연구하고 있으며, 이는 에너지 저장 효율성을 수십 배나 증가시킬 수 있습니다.
이렇게 보아 CAES 기술은 재생 가능 에너지원을 그리드에 도입하고 에너지 피크 시간대를 해결하는 데 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다. 현재 규모와 효율성에는 제한이 있지만, CAES 기술은 향후 대규모로 재생 가능 에너지를 통해 에너지를 증대시켜 우리의 미래 지형을 밝힐 잠재력을 가지고 있습니다. 우리는 젊은 독자들이 이러한 모든 기술을 더 탐구하기를 바라며, 우리 미래의 청년들이 더 나은 우주를 위해 에너지를 저장할 수 있는 보다 다양한 방법에 대해 생각하기 시작하길 바랍니다.
발전 측면의 에너지 저장은 공동 주파수 변조를 구현하여 새로운 에너지 소비의 효율성을 향상시키고 출력을 부드럽게 만듭니다. 전력망 측면에서는 에너지 저장이 전력망에 보조 서비스를 제공하고, 주파수 피크 조정 및 전송 허브의 동적 용량 확장을 통해 피크 커팅과 밸리 필링을 실현하여 지역 전력망 부하를 지원할 수 있습니다. 사용자 측면의 에너지 저장은 가정용 에너지 저장뿐만 아니라 대규모 상업 및 산업 기지의 광저장 및 충전 통합, 가상 전력, 에너지 저장 등 일상 생활의 다른 분야에도 적용될 수 있으며, 이를 통해 사용자가 에너지 비용을 절감하고 비상 보호를 제공하며 친환경 에너지를 더 많은 사람들에게 접근 가능하게 도와줍니다.
ZNTECH의 글로벌 프로젝트 포트폴리오는 아시아, 유럽, 아프리카, 북미, 남미를 포함하며, 이 중 4개의 에너지 저장 제조 공장은 루마니아, 브라질, 대만, 중국 절강에 분산되어 있습니다. 여기에는 브라질의 압축 공기 에너지 저장 그리드 측 프로젝트, 네덜란드의 두 번째로 큰 에너지 저장 프로젝트, 그리고 대만의 232MWh 에너지 저장 프로젝트가 포함됩니다.
ZNTECH는 리튬 이온 저장 통합 전문 기업입니다. 설계, 개발, 시스템 통합 및 지능형 제조를 아우르는 원스톱 서비스를 제공합니다. 제품군에는 배터리 에너지 저장, 압축 공기 에너지 저장 파워팩, 주거용 에너지 시스템, 산업 및 상업용 에너지 저장, 그리고 유틸리티 에너지 저장이 포함됩니다.
우리는 에너지 저장 시스템 통합에서 총 6년의 경험이 있으며 다양한 에너지 저장 응용 프로그램과 시장 요구 사항에 대해 잘 알고 있습니다. 우리는 고객에게 특정 솔루션을 제공할 수 있습니다. caes 에너지 저장 인증은 유럽 IEC 인증, 미국 UL 인증, 중국 GB 인증 등을 획득했습니다. 또한 미국 및 국제적으로 명망 있는 회사들과 긴밀한 협력을 구축하여 Nande SMA Fractal Delta 등 다른 회사들과 함께 에너지 저장 기술을 개발하고 있습니다.
