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MIT의 열에너지 저장 시스템 컨셉 Thermal Energy Grid Storage-Multi-Junction Photovoltaics (TEGS-MPV)



(A render of MIT's new grid-scale energy storage system(Credit: Duncan MacGruer))


 MIT의 연구자들이 매우 독특한 개념의 에너지 저장 시스템 컨셉을 공개했습니다. 에너지 저장 시스템 (ESS)은 과거에는 특수 산업 분야에서만 사용했지만, 최근에는 정전이 일어나도 시스템을 지속적으로 유지해야 하는 데이터 센터, 정보 통신 기반시설, 병원, 주요 산업 장비가 늘어나면서 시장 규모가 계속 커지고 있습니다. 특히 최근에는 태양 에너지나 풍력 같은 신재생에너지를 저장할 수단으로 많은 연구 개발이 이뤄지고 있습니다. 


 하지만 전통적으로 가장 널리 쓰이는 리튬이온 배터리는 너무 비용이 비싸다는 문제점이 있습니다. 많은 연구자들이 대용량의 전기 에너지를 저렴하게 저장할 수 있는 신기술 개발에 매달리는 이유입니다. 이번에 공개한 Thermal Energy Grid Storage-Multi-Junction Photovoltaics (TEGS-MPV)는 기본적으로는 용융염을 이용한 에너지 저장 시스템으로 열에너지를 저장하지만 에너지를 다시 전기로 바꾸는 방식이 독특합니다. 


 일반적인 용융염 에너지 저장 시스템은 앞서 소개한 태양열 발전소처럼 섭씨 500도 이상의 온도에서 에너지를 저장한 후 물을 끓여 증기 터빈을 돌리는 방식입니다. 하지만 TEGS-MPV는 실리콘을 이용 온도를 섭씨 2200도까지 높여 에너지를 저장합니다. 당연히 에너지 저장 밀도가  매우 높은 장점이 있습니다. 더 흥미로운 것은 에너지 변환 방식입니다. 고온의 액체 실리콘에서 나오는 빛을 multijunction photovoltaic 소자를 이용해 바로 전기로 전환해 구조가 단순하고 에너지 낭비가 적습니다.


 이 과정에서 온도가 1900도 정도로 낮아진 액체 실리콘은 별도의 탱크에 저장되어 다시 사이클을 반복합니다. 전기를 열로 전환할 때는 에너지 효율이 매우 높겠지만, 과연 열을 전기로 전환할 때 효율은 어느 정도인지 궁금하네요. 하지만 이 개념이 성공할 수 있으려면 이렇게 고온의 실리콘을 안정적으로 저장할 방법이 필요합니다. 흑연으로 코팅된 탱크가 사용될 수 있는데 이 경우 고온 실리콘과 반응해 silicon carbide를 형성 단열 효과가 뛰어나다고 합니다. 


 과연 실제로 작동하는 프로토타입 개발이 가능할지 궁금하네요. 


 참고 






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