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조준현 (한국에너지기술연구원) 신형기 (한국에너지기술연구원) 최봉수 (한국에너지기술연구원) 오봉성 (한국에너지기술연구원) 노철우 (한국에너지기술연구원) 백영진 (한국에너지기술연구원) 이길봉 (한국에너지기술연구원) 조종재 (한국에너지기술연구원) 이범준 (한국에너지기술연구원) 허균철 (한국에너지기술연구원) 나호상 (한국에너지기술연구원)
저널정보
대한설비공학회 대한설비공학회 학술발표대회논문집 대한설비공학회 2022년도 하계학술발표대회 논문집
발행연도
2022.6
수록면
376 - 379 (4page)

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전력을 열에너지로 저장하여 발전하는 카르노배터리 기술은 석탄화력 플랜트의 스팀/냉각/수처리/송배전계통 등을 그대로 활용하면서 재생 잉여 전력을 장기 저장할 수 있는 에너지 저장 플랜트로 적용이 가능하여 석탄화력 플랜트 레트로핏의 하나의 대안으로 평가받고 있다. 표준 석탄화력 플랜트의 주증기 온도 조건 538℃에 해당하는 스팀 생산을 위해서 600℃급의 열저장 시스템과 전력을 600℃의 열로 변환할 수 있는 기술이 필요하다. 빠른 시장 진입을 위하여 전기히터를 사용하는 방법이 우선 연구되고 있으나 궁극적으로 높은 에너지저장 효율 달성을 위하여 히트펌프를 활용한 전력-열저장 기술이 개발되어야 한다. 이에 자연 냉매인 공기를 작동 유체로 브레이튼(Brayton) 사이클을 구성하였으며, 기술 수준을 고려하여 히트펌프로 420℃ 열 생산 후 및 전기히터를 사용하여 용융염(Molten Salt)을 가열하도록 하였다. 그리고 이를 활용한 석탄화력 레트로핏 플랜트의 균등화전력저장비용(LCOS, Levelized Cost of Storage)을 단순화하여 분석하였다. 고온 생성을 위한 공기 브레이튼 사이클 구성 시 열저장 시스템의 저온, 고온 조건에 따라 사이클 작동 조건이 결정되며, 내부 열교환기 사용 사이클 구성 시 압축기 입구 온도가 고온화 되는 특징을 보인다. 공기 히트펌프의 성능계수는 1.2 수준으로 달성 가능하며 LCOS값은 140원-239원/kWh로 상용양수발전 수준의 경제성을 확보 가능한 것으로 평가되었다.

목차

Abstract
1. 서론
2. 석탄화력 레트로핏용 카르노 배터리 설계
3. 균등화전력저장비용(LCOS) 평가
4. 결론
References

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