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2017년 5월 26일 금요일

냉난방 시스템을 통합한 에너지 저장 시스템





(The full-scale CLES reference plant is about the size of a shipping container(Credit: University of Newcastle))


 에너지 저장 시스템 (ESS)는 이미 널리 사용되고 있습니다. 한시라도 전력이 끊기면 안되는 대형 병원, 서버, 공장, 주요 통신시설 및 기간 시설에 전력을 공급할 장치가 필요하기 때문입니다. 최근에는 여기서 더 나아가서 태양에너지나 풍력에너지처럼 24시간 전력을 공급하기 어려운 신재생 에너지의 에너지를 저장하는 역할까지 적용 범위가 늘어나고 있습니다. 하지만 동시에 이런 분야에 널리 보급되기 위해서는 가격이 저렴해져야 하는 문제가 있습니다. 


 최근 뉴캐슬 대학의 연구팀은 독특한 개념의 에너지 저장 시스템을 선보였습니다. 화학 반응으로 에너지를 저장하는 방식 자체는 새롭지 않지만, 여기에 냉난방까지 같이 해결한다는 개념은 새로운 것입니다. 


 이들이 개발한 Chemical Looping Energy-on-Demand System (CLES)은 환원-산화 반응 (reduction-oxidation, redox)을 이용한 것입니다. 화학 물질이 산화되거나 다시 환원될 때 에너지를 내놓거나 흡수하는 것을 이용하는 것입니다. 




 (동영상) 


 에너지를 저장은 화학 물질을 환원시키는 방식으로 이뤄집니다. 이 때 주변에서 열을 흡수하므로 냉각 장치로 사용할 수 있는 것입니다. 반대로 산화시키는 경우 열에너지 방출이 이뤄지면서 터빈을 돌려 전기를 생산하고 남는 폐열은 뜨거운 물을 만들거나 난방에 사용할 수 있습니다. 


 구체적인 화학 반응에 대해서는 설명하지 않았지만, 부산물로 나오는 것이 산소와 수소라고합니다. 수소의 경우에는 다시 이 자체로 터빈을 돌리는 연료로 사용하거나 다른 용도로 사용할 수 있다는 것이 연구팀의 설명입니다. 


 현재 컨테이너에 설치된 프로토타입 장비는 720 kWh 정도의 전력을 생산할 수 있어 30-40가구가 쓸 에너지를 충당할 수 있습니다. 연구팀은 크기를 냉장고 수준으로 줄여 가정용으로 보급하는 것을 검토하고 있습니다. 


 과연 경제성이 있을지는 모르겠는데, 개념은 재미있는 것 같습니다. 폐열을 버리지 않고 사용한다는 점과 화학 반응을 이용해서 배터리 대비 저렴한 가격으로 에너지를 저장한다는 점은 훌륭하기 때문입니다. 개인적으로는 압축 공기를 이용한 더 간단한 방법도 있을 것 같다는 생각이 드는데, 실제 상용화까지 이어질지 궁금합니다. 


 참고 




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