개요
- CAES는 잉여전력(심야전력이나 태양광, 풍력 등의 신재생에너지)을 이용해 공기를 압축하여 지하암반 공종에 저장한다
- 저장된 압축공기는 필요시 LNG등의 연료를 사용해서 가열후 팽창시켜 터빈을 구동하여 전력을 발생하는 전력저장장치로 발전 시에 압축기의 구동이 불필요하게 되므로 동일한 연료량으로 일반적인 가스터빈 발전기보다 더 많은 발전량을 얻을 수 있다
분류
1)저장시설별
- 암반공동(경암) : 지하암반에 인공적으로 공동을 굴착하여 저장하는 방식으로 공동형상과 관련한 특별한 제약이 없다
- 암염층 : 독일과 미국에서 실용화 된 암염층에 시추공을 굴착하고 물을 주입하여 암염층 용해에 의한 공동을 형성해 이용하는 방식
- 대수층 : 대수층 상부에 상대적으로 저투수성의 덮개암이 발달한 지역에 시추공을 이용하여 압축공기를 주입하는 방식
- 천연갱도, 폐갱 : 자연생성 동굴, 기존 광산의 폐갱도 및 노선변경에 따른 폐터널 등의 기존 공동을 활용하는 방식
2)저장방식별
- 저장 압축공기 토출압력의 변동 유무에 따라 정방식과 변압식으로 분류된다
- 정압식 : 압축공기의 입출력에 맞춰 지하수 혹은 해수를 보충하여 저장 공동 내 압력을 일정하게 유지하는 방식
- 변압식 : 압력조절장치를 별도로 설치하지 않고 압축공기를 입출력에 따라 저장 공동내압이 변호하도록 하는 방식
| 구분 | 정압식 | 변압식 |
|---|---|---|
| 기밀성 | 지하수 및 암반의 기밀성에 의존 | 콘크리트 및 특수시트 등에 의한 라이닝 필요 |
| 공동용적 | 지하 공동 내에 저장된 공기는 전량 사용이 가능하므로 변압식에 비해 상대적으로 작음 | 저압 최대 공기압과 최소 공기압의 차에의해 용적이 결정되므로 상대적으로 큼 |
| 시공성(심도) | 저장 공기압과 동일한 지하수압을 확보하기 위하여 대심도에 공동을 건설할 필요가 있음 | 저장압에 관계없이 심도의 제약이 없음 지질, 지반조건이 양호할 경우 비교적 지하천부에도 건설가능 |
| 안정성 | 암반의 응렬변형특성은 굴착 시 및 점검 시에만 고려하면 됨 | 저장 및 발전에 수반하여 암반에 걸리는 응력이 변동하기 때문에 주변 암반과 시공콘크리트에 대한 안정성 평가가 필요 |
| 시설 | 동수갱, 저수지 등이 필요 | |
| 기타 | 용존 공기등이 분출되는 샴체인 현상에 대한 대책이 필요 |
특징
- 20[MV]급부터 수백[MV]급까지 대용량 에너지 저장이 가능하다
- 유지 및 보수가 용이하다
- 출력이 높고 내구연한이 통상 30년 정도되어 수명이 길다
- 초기 비용이 많이 들어간다
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