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슈퍼 커패시터란 커패시터(콘덴서)의 성능 중 특히 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 것으로, 전자 회로에 사용되는 커패시터는 전기적으로 충전지와 같은 기능을 갖는다. "전력을 모아서 필요에 따라 방출한다"는 것이 기본 취지이며, 전자 회로를 안정되게 동작시키기 위해서는 반드시 필요한 부품의 하나이다.

교류 전원으로부터 공급받아 충전해 두고 전원이 끊어진 경우에 소전력을 공급할 목적으로 사용된다. 보통 기기 내부에 설치되어 있으며, 설정용 메모리에 전력을 일시적으로 공급하거나 정전 시에 동작하는 안전기기 등에 이용되고 있다.
1. ESS 란?

 

전력이 남아돌 때 저장하여 부족할 때 쓰거나 필요한 곳에 보내주는 저장체계인 ESS는 다음과 같이 분류될 수 있습니다.

 

ESS는 생산 에너지를 기준으로

1. 전기저장시스템(Electricity Storage System)

2. 열저장시스템(Thermal Storage System)으로 분류할 수 있으며, 저장형태 또는 방식에 따라 물리적, 화학적, 전자기적

  방식으로 분류됩니다.

 

 전기 저장방식 에너지 저장 시스템의 종류 

 물리적 저장 (Mechanical)

- 양수발전 (PHS, Pum;ed Hydro Storage)
- 압축공기 저장장치 (CAES, Compressed Air Energy Storage)
- 플라이휠 (Flywheel) 

 화학적 저장 (Chemical)

- 리튬이온 전지 (LIB, Lithium Ion Battery)
- 나트륨황 전지 (NaS)
- 납축전지 (Lead Acid)
- 흐름전지 (RFB, Redox Flow Battery) 

 전자기적 저장 (Electrical)

- 수퍼캐퍼시터 (Super-Capaciter 또는 Ultra-Capaciter)
- 초전도 에너지 저장 (SMES, Superconducting Magnetic Energy Storage)

 

2. 기존 ESS의 문제점

-  태양광 발전소의 ESS 폭발 및 화재 : 화학적 저장방식을 사용하는 배터리 BMS (Battery Management System), 컨트롤러 문제가 심각.

과다한 배터리 교체 비용(교체 주기 2~3) : 기존 배터리 충, 방전 회수가 최대 3천회를 넘지 않으며, 급속 충전 시에는 효율이 급격히 떨어짐

계절과 기온에 따른 충전 효율 저하 및 작동불능 : 영상 45도 이상의 고온 및 10도 이하의 저온 상태에서 ESS 효율 저하 및 작동불능 됩니다.

 

3. 차세대 ESS 제품의 필요성

최근 이슈가 되고 있는 태양광발전 ESS 화재사고에 따른 근본적인 대안이 필요합니다.

계절 및 극한 기후와 상관없이 작동이 가능한 ESS 제품 개발이 필요합니다.

화학적 저장 방식의 단점들을 극복할 수 있는 대안 필요합니다.

온실가스 감축 및 전력설비 노후화의 대응하기 위한 획기적인 방안 필요합니다.

ESS 시장은 현재 보급 초기단계이지만, 발전, ·배전, 수용가에 이르기까지 다방면에서 ESS 활용 가능성이 증가합니다.

신재생에너지와 분산형 전원이 증가하고 있는 국내 전력수급 상황에서 전력계통의 안정성 및 경제성 확보를 위한 ESS 활용방안 모색 필요합니다.

·배전계통에 연계된 ESS 사업모델 발굴 및 사업화 추진 필요합니다. 

 

4. ESS 향후 전망 

- 에너지 저장장치의 성숙도 및 발전 방향

계절 및 극한 기후와 상관없이 작동이 가능한 ESS 제품 개발이 필요합니다.

  • 국내외에서 다양한 저장기술이 실증사업을 통해 기술의 신뢰성과 효과를 확인하는 과정에 있습니다.
  • 수퍼캐퍼시터 에너지 저장 시스템 기술은 연구개발중인 시장 초기 단계에 있습니다.
  • 화학적 저장방식이 아닌 전자기적 방식의 ESS 시장이 확대될 것입니다.

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