"입지 제한 없고 폐열 활용 가능"…액체공기 하루 10t 생산
(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국기계연구원 박준영 책임연구원 연구팀은 대용량·장주기 에너지저장시스템 중 하나인 액체공기 에너지저장시스템(LAES)의 핵심 기자재인 터보팽창기와 콜드박스 기술을 독자 개발하고 이를 활용한 실증에 성공했다고 11일 밝혔다.
액체공기 에너지저장시스템은 잉여 전력으로 공기를 액체 상태로 만들어 저장한 뒤 전력 수요가 높을 때 저장한 액체공기를 이용해 발전하는 방식이다.
압축기에서 공급된 고압의 공기가 고속으로 회전하는 터보팽창기에 의해 냉각되고, 콜드박스에서 냉각된 공기와 열교환을 통해 팽창되며 영하 175도 이하의 액체공기로 바뀌는 원리다.
기존 대용량·장주기 에너지저장시스템인 양수발전과 압축공기 에너지저장시스템은 산악지대나 대형 지하 공동구 등 큰 고저 차나 고압 환경을 필요로 해 입지 조건이 까다롭다는 한계가 있다.
반면 액체공기 에너지저장시스템은 액체공기를 대기압 상태로 저장하기 때문에 입지에 제한이 없으며, 발전공정에서 버려지는 냉열이나 폐열을 재활용할 수 있다.
연구팀이 개발한 터보팽창기는 정압베어링을 적용해 분당 10만 차례 이상의 안정적인 고속 회전을 구현할 수 있으며, 단열재와 중공 구조를 적용한 회전축으로 온도 차이에 따른 열 손실을 막을 수 있다.
콜드박스는 외부 열유입을 차단하기 위해 다층박막 단열재를 적용했으며, 발전 과정에서 발생하는 액체공기의 냉열을 액화 공정에도 재활용하도록 해 효율을 높였다.
연구팀은 이번 기술로 하루 10t 규모의 액체공기 생산이 가능함을 실증했다.
터보팽창기의 설계·제작·조립·시험 기술과 콜드박스의 액화 공정 설계·제작·운전제어 기술을 모두 자체 개발했다고 연구팀은 설명했다.
박준영 책임연구원은 "재생에너지 보급 확대에 따라 대용량·장주기 에너지저장시스템의 필요성이 커지고 있다"며 "이번 성과 성과는 대용량·장주기 액체공기 에너지저장시스템의 상용화와 보급 확산에 크게 기여할 것"이라고 기대했다.
jyoung@yna.co.kr
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