에너지 저장

Energy storage
웨일스의 FfestiniogPumped Storage Scheme의 Llyn Stwlan 댐.하부 발전소는 인공 에너지 저장과 변환의 예로서 수시간 동안 총 360 MW의 전기를 발생시킬 수 있는 4개의 수력 터빈이 있다.
다음에 대한 시리즈 일부
동력공학
전력 변환
전력 인프라
전력 시스템 구성 요소

에너지 저장(energy storage)은 에너지 수요와 에너지 생산 사이의 불균형을 줄이기 위해 나중에 사용하기[1] 위해 한 번에 생산되는 에너지를 포착하는 것이다.에너지를 저장하는 장치를 일반적으로 축전지 또는 축전지라고 부른다.에너지는 방사선, 화학, 중력전위, 전위, 전기, 상승온도, 잠열, 운동 등 다양한 형태로 나타난다.에너지 저장에는 저장하기 어려운 형태의 에너지를 보다 편리하거나 경제적으로 저장할 수 있는 형태로 변환하는 것이 포함된다.

어떤 기술은 단기적인 에너지 저장을 제공하는 반면, 다른 기술들은 훨씬 더 오래 견딜 수 있다.대량 에너지 저장소는 현재 수력 발전 댐에 의해 지배되고 있으며, 전통적인 댐과 양수되고 있다.격자 에너지 저장소는 전력망 내에서 대규모로 에너지 저장에 사용되는 방법의 집합이다.

흔히 볼 수 있는 에너지 저장장치의 예로는 휴대폰을 작동시키기 위해 전기로 쉽게 전환되는 화학 에너지를 저장하는 충전용 배터리, 저장소에 에너지를 중력 전위 에너지로 저장하는 수력 발전 댐, 그리고 낮 최고 수요를 충족시키기 위해 밤에 더 저렴한 에너지로 얼음을 저장하는 빙하 저장 탱크 등이 있다.또는 냉각.석탄과 가솔린과 같은 화석 연료는 후에 죽은 유기체들에 의해 햇빛으로부터 유래된 고대 에너지를 저장하며, 매장되어 시간이 지남에 따라 이러한 연료로 전환되었다.식품(화석연료와 같은 공정에 의해 만들어지는 것)은 화학적 형태로 저장된 에너지의 일종이다.

역사

20세기 격자망에서는 화석연료를 태워서 전력을 많이 발생시켰다.더 적은 전력이 요구되었을 때, 연료가 덜 연소되었다.[2]기계 에너지 저장 방식인 수력 발전은 가장 널리 채택된 기계 에너지 저장소로 수세기 동안 사용되어 왔다.대형 수력발전댐은 100년 이상 에너지 저장장소였다.[3]대기오염, 에너지 수입, 지구온난화에 대한 우려가 태양광과 풍력 등 재생에너지의 성장을 낳았다.[2]풍력은 제어되지 않으며 추가 전력이 필요하지 않은 시점에 생성될 수 있다.태양열 발전은 구름 덮개에 따라 달라지며 기껏해야 일광 시간대에만 사용할 수 있는 반면 수요는 일몰 후 정점을 이루는 경우가 많다(오리 곡선 참조).재생 에너지 산업이 전체 에너지 소비량의 더 큰 부분을 발생시키기 시작하면서 이러한 간헐적인 에너지의 저장 에너지에 대한 관심이 증가한다.[4]

오프 그리드 전기 사용은 20세기에는 틈새 시장이었지만, 21세기에는 확대되었다.휴대용 기기는 전세계에서 사용되고 있다.태양 전지판은 이제 전세계 농촌 지역에서 흔하다.전기 이용은 이제 경제적, 재정적 생존능력의 문제일 뿐 기술적 측면에만 국한된 문제가 아니다.전기자동차가 점차 연소 엔진 차량을 대체하고 있다.그러나 연료를 태우지 않고 장거리 운송에 전력을 공급하는 것은 여전히 개발 중에 있다.

방법들

다양한 에너지 저장 기술의 비교

개요

다음 목록은 다양한 유형의 에너지 저장소를 포함한다.

기계적인

에너지는 펌핑된 저장 방법을 사용하거나 고체를 더 높은 위치로 이동함으로써 더 높은 고도로 펌핑된 물에 저장될 수 있다(중력 배터리).다른 상업적인 기계적인 방법으로는 전기 에너지를 내부 에너지나 운동에너지로 변환시킨 다음 전기 수요가 최고조에 달했을 때 다시 되돌아오는 공기 및 플라이휠을 압축하는 것이 있다.

수력 발전

주요 기사:수력 발전

저수지가 있는 수력발전댐은 수요가 가장 많은 시기에 전기를 공급하기 위해 가동할 수 있다.저수지에 물을 저장했다가 수요가 많을 때 방류한다.순효과는 펌핑된 저장소와 유사하지만 펌핑 손실이 없다.

수력 발전 댐은 다른 발전소의 에너지를 직접 저장하지 않지만, 다른 발전소의 초과 전기 기간에는 출력을 낮추어 동등하게 작용한다.이 모드에서 댐은 발전 시기만 바뀌기 때문에 가장 효율적인 에너지 저장 형태 중 하나이다.수력 발전 터빈은 몇 분 정도 시동이 걸린다.[5]

펌프 수력

캐나다 나이아가라 폭포의 아담 벡 발전 단지는 최대 수요 기간 동안 174 MW의 전력을 추가로 공급하기 위해 대규모 양수 저장 수력발전소를 포함하고 있다.
주요 기사:양수식 수력발전

적극적인 그리드 에너지 저장 가능한 전 세계적으로, 양수식 수력 전기(PSH)은largest-capacity의 형태이고, 2012년 3월은 한전 전력 연구원 PSH 대량 저장 능력 전 세계의 99%이상이 나타내는 약 12만 7000명 MW.[6]PSH 에너지 효율 실제로 사이에서 변동하다는 설명하는 보고서(전력 연구소).70최대 87%[10]의 클레임과 함께 % 및 80%.[6][7][8][9]

낮은 전기 수요의 경우, 과잉 발전 용량은 낮은 공급원에서 높은 저장소로 물을 퍼올리기 위해 사용된다.수요가 증가하면 터빈을 통해 물이 낮은 저수지(또는 수로나 수역)로 다시 방출되어 전기를 발생시킨다.가역 터빈 발전기 어셈블리는 펌프와 터빈(대개 Francis 터빈 설계)의 역할을 한다.거의 모든 시설은 두 수역 사이의 높이 차이를 이용한다.순수 양수장식물은 저수지를 사이에 두고 물을 이동시키는 반면, "펌프-백" 접근법은 양수장과 천연 하천 유량을 사용하는 기존의 수력발전소가 결합된 방식이다.

압축 공기

1928년과 1961년 사이에 광산 내부에서 사용된 압축 공기 기관차.
주요 기사:압축공기 에너지저장 및 솔트돔

압축공기 에너지저장장치(CAES)는 잉여 에너지를 사용해 후속 전력생산을 위해 공기를 압축한다.[11]광산 기관차의 추진과 같은 용도에 소형 시스템이 오랫동안 사용되어 왔다.압축공기는 염전돔과 같은 지하 저수지에 저장된다.

압축공기 에너지저장장치(CAES) 공장은 생산 변동성과 부하 간 격차를 해소할 수 있다.CAES 스토리지는 수요를 충족시키기 위해 쉽게 구할 수 있는 에너지를 효과적으로 제공함으로써 소비자의 에너지 요구를 충족시킨다.풍력이나 태양 에너지와 같은 재생 가능한 에너지는 다양하다.그래서 그들이 전력을 거의 공급하지 않는 시기에는 에너지 수요를 충족시키기 위해 다른 형태의 에너지로 보완할 필요가 있다.압축 공기 에너지 저장 발전소는 에너지 과잉 생산 기간 동안 재생 에너지 자원의 잉여 에너지 출력을 흡수할 수 있다.이 저장된 에너지는 나중에 전력 수요가 증가하거나 에너지 자원 가용성이 감소할 때 사용될 수 있다.[12]

공기의 압축은 열을 발생시킨다; 압축 후에는 공기가 더 따뜻해진다.팽창에는 열이 필요하다.여분의 열을 더하지 않으면 팽창 후 공기는 훨씬 더 차가울 것이다.압축 중에 발생하는 열을 저장하여 팽창 중에 사용할 수 있다면 효율은 상당히 향상된다.[13]CAES 시스템은 세 가지 방법으로 열을 처리할 수 있다.공기 저장소는 단열, 이열 또는 등온일 수 있다.또 다른 접근방식은 압축 공기를 사용하여 차량에 동력을 공급한다.[14][15]

플라이휠

일반적인 플라이휠의 주요 구성 요소.
플라이브리드 키네틱 에너지 복구 시스템 플라이휠.포뮬러 1 경주용 자동차에 사용하기 위해 제작된 이 자동차는 제동 중 포착된 운동 에너지를 회수하고 재사용하기 위해 사용된다.
주요 기사:플라이휠 에너지 저장 및 플라이휠 저장 전력 시스템

플라이휠 에너지 저장장치(FES)는 회전 에너지로 에너지를 보유하면서 로터(플라이휠)를 매우 빠른 속도로 가속시켜 작동한다.에너지를 더하면 플라이휠의 회전 속도가 빨라지고, 에너지를 추출하면 에너지 절약으로 인해 속도가 떨어진다.

대부분의 FES 시스템은 플라이휠을 가속하고 감속하기 위해 전기를 사용하지만, 기계적 에너지를 직접 사용하는 장치는 검토 중이다.[16]

FES 시스템에는 고강도의 탄소섬유 복합체로 만들어진 로터가 있으며, 자석 베어링에 의해 매달려 진공 인클로저에서 분당 2만~5만 회전(rpm) 이상의 속도로 회전한다.[17]그러한 플라이휠은 몇 분 만에 최대 속도에 도달할 수 있다.플라이휠 시스템은 조합 전기 모터/제너레이터에 연결된다.

FES 시스템은 비교적 긴 수명(유지보수가 거의 없거나 전혀 없는 수십 년,[17] 플라이휠에 대해 인용된 전체 사이클 수명은 105, 최대 107, 사용 주기 범위),[18] 높은 특정 에너지(100–130 W/h/kg 또는 360–500 kJ/kg)[18][19] 및 전력 밀도를 가진다.

고체 중력

주요기사 : 중력배터리

고체 질량의 고도를 변경하면 전기 모터/제너레이터에 의해 구동되는 상승 시스템을 통해 에너지를 저장하거나 방출할 수 있다.연구에 따르면 에너지는 최소 1초 경고로 방출되기 시작할 수 있으며, 이 방법이 부하 서지의 균형을 맞추기 위해 전기 그리드에 유용한 보충 공급원이 될 수 있다고 한다.[20]

효율성은 저장된 에너지의 85%만큼 회복될 수 있다.[21]

이것은 오래된 수직 갱도 안이나 특수하게 건설된 탑 안에 있는 중량을 앉혀 에너지를 저장하고 그것을 방출하기 위해 제어된 강하를 허용함으로써 달성될 수 있다.2020년에 스코틀랜드의 에딘버러에 원형 수직 상점이 세워지고 있다.

잠재적 에너지 저장 또는 중력 에너지 저장소는 캘리포니아 독립 시스템 운영자와 관련하여 2013년에 활발하게 개발되었다.[23][24][25]그것은 전기 기관차에 의해 구동되는 지구가 가득 찬 호퍼 레일 자동차의 움직임을 낮은 고도에서 높은 고도로 조사했다.[26]

기타 제안 방법에는 다음이 포함된다.

  • 레일[26][27] 및 크레인을[21] 사용하여 콘크리트 무게를 위아래로 이동.
  • 윈치를 지지하는 고고도 태양열 풍선 플랫폼을 사용하여 윈치를 올리고 그 아래에 있는 고체 질량을 낮춘다.[28]
  • 바다 표면과 해저 사이의 4km(1만3000ft) 높이 차이를 이용하기 위해 해양 바지선에 의해 지지되는 윈치를 사용한다.[29]
오스트리아 로워시 크렘스안데르 도나우 인근 디아스의 지역난방 축열탑으로 2GWh의 열용량

열적

주요 기사:열에너지 저장, 용융염 및 계절 열에너지 저장

열 에너지 저장(TES)은 열을 임시로 저장하거나 제거하는 것이다.

지각 열온도

센스 있는 열 저장은 에너지를 저장하기 위해 재료의 센스 있는 열을 이용한다.[30]

계절별 열에너지저장장치(STES)는 폐에너지나 자연원으로부터 채취한 지 몇 달 후에 열이나 냉기를 사용할 수 있도록 한다.이 물질은 포함된 대수층, 모래나 결정 암반과 같은 지질 기판의 보어홀 군집, 자갈과 물로 채워진 줄무늬 구덩이, 또는 물이 가득 찬 광산 등에 보관될 수 있다.[31]계절별 열에너지저장장치(STES) 사업은 4~6년 후 보수가 돌아오는 경우가 많다.[32]캐나다의 드레이크 랜딩 솔라 커뮤니티를 예로 들 수 있는데, 이 커뮤니티에서는 연중 온도의 97%가 태양열 집열기에 의해 차고 지붕에 공급되고 있으며, 보어홀 열 에너지 저장소(BTES)가 활성화 기술이다.[33][34][35]덴마크 브레이드스트립에서는 지역사회의 태양열 지역 난방 시스템도 65 °C(149 °F)의 온도로 STES를 사용한다.국가 그리드에 잉여 풍력이 있을 때만 가동하는 열펌프는 분배를 위해 온도를 80°C(176°F)로 올리는 데 사용된다.잉여 풍력 발전 전기를 사용할 수 없을 때는 가스 연소 보일러를 사용한다.브레이드스트립 열량의 20%는 태양열이다.[36]

잠열 열(LHTES)

잠열 열 에너지 저장 시스템은 물질로 열을 전달하거나 물질로부터 열을 전달하여 그 위상을 변화시킨다.위상 변화는 용해, 고체화, 기화 또는 액화다.그러한 물질을 위상변화물질(PCM)이라고 한다.LHTES에서 사용되는 물질은 종종 높은 잠재열을 가지고 있어서 그 특정 온도에서 위상변화는 지각변동보다 훨씬 많은 양의 에너지를 흡수한다.[37]

증기 축열조는 위상 변화가 액체와 가스 사이에 있는 LHTES의 일종으로 물의 기화 잠재열을 이용한다.빙축열 공조시스템은 물을 얼려 냉각을 저장하기 위해 비피크 전기를 사용한다.얼음 속에 저장된 한기는 녹는 과정에서 방출되며 피크 시간대에 냉각에 사용될 수 있다.

극저온 열 에너지 저장

주요 기사 극저온 에너지 저장 참조

공기는 전기를 이용해 냉각시켜 액화시킬 수 있고 기존 기술로 극저온으로 저장할 수 있다.그리고 나서 액체 공기는 터빈을 통해 팽창될 수 있고 에너지는 전기로서 회수될 수 있다.이 시스템은 2012년 영국의 한 시범 공장에서 시연되었다.[38]2019년에 하이뷰는 영국 북부와 버몬트 북부에 50 MW를 건설할 계획을 발표했는데, 제안된 시설은 5시간에서 8시간의 에너지를 저장할 수 있고 250~400 MWh의 저장 용량을 가질 수 있다.[39]

카르노 배터리

주요 기사 Carnot 배터리 참조

전기 에너지는 저항성 가열 또는 열 펌프에 의해 열 저장에 저장될 수 있으며, 저장된 열은 랭킨 사이클이나 브레이튼 사이클을 통해 다시 전기로 변환될 수 있다.[40]이 기술은 기존의 석탄 화력발전소를 화석연료 없는 발전 시스템으로 개조하기 위해 연구되어 왔다.[41]석탄 화력 보일러는 가변 재생 에너지원에서 나오는 초과 전기로 충전되는 고온 열 저장으로 대체된다.독일항공우주센터는 2020년부터 세계 최초로 1000MWh 저장용량을 갖춘 대형 카노트 배터리 시스템 구축을 시작한다.[42]

전기화학

충전식 배터리

데이터 센터에서 무정전 전원 공급 장치로 사용되는 충전식 배터리 뱅크
주요 기사:충전식 배터리 및 배터리 저장 발전소

충전식 배터리는 하나 이상의 전기 화학 셀로 구성된다.전기화학반응이 전기적으로 역전되기 때문에 '2차 전지'로 알려져 있다.충전식 배터리는 버튼 셀부터 메가와트 그리드 시스템까지 다양한 형태와 크기로 제공된다.

충전식 배터리는 비충전식(폐기) 배터리보다 총 사용비용과 환경적 영향이 낮다.일부 충전식 배터리 유형은 일회용과 동일한 폼 팩터에서 사용할 수 있다.충전식 배터리는 초기 비용이 더 높지만 매우 저렴하게 충전할 수 있고 여러 번 사용할 수 있다.

일반적인 충전식 배터리 화학 물질에는 다음이 포함된다.

  • 납산 배터리: 납산 배터리는 전기 저장 제품 중 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있다.단일 셀은 충전 시 약 2V를 생성한다.충전 상태에서 금속 납 음극 전극과 황산 납 양극 전극은 희석된 황산(HSO24) 전해액에 담근다.방출 과정에서 전해질이 물로 감소하는 동안 음극 전극에서 황산납 납이 형성되면서 전자가 세포 밖으로 밀려난다.
  • 납산 배터리 기술은 광범위하게 개발되었다.유지보수는 최소한의 노동력을 필요로 하고 그것의 비용은 낮다.배터리의 가용 에너지 용량은 빠른 방전을 통해 수명이 짧고 에너지 밀도가 낮다.[43]
플로우 배터리
주요 기사:플로우 배터리 및 바나듐 레독스 배터리

플로우 배터리는 이온을 교환해 전지를 충전하거나 방전하는 막 위로 용액을 통과시켜 작동한다.세포 전압은 화학적으로 네른스트 방정식과 범위에 따라 1.0V에서 2.2V까지 결정된다. 저장 용량은 용액의 부피에 따라 달라진다.플로우 배터리는 기술적으로 연료전지와 전기화학 축전지 둘 다와 유사하다.상용 애플리케이션은 백업 그리드 전력과 같은 긴 하프 사이클 스토리지를 위한 것이다.

슈퍼캐패시터

2010년 상하이 엑스포 기간 동안 고속 충전 스테이션-버스 정류장에서 슈퍼캐패시터에 의해 구동되는 전기 캡슐들 중 하나이다.충전 레일이 버스 위에 매달려 있는 것을 볼 수 있다.
주요 기사:슈퍼캐패시터

슈퍼캐패시터는 전기이중층 캐패시터(EDLC) 또는 초경량 캐패시터라고도 불리는데, 기존의 고체 유전체(electric double-layer capacitor)가 없는 전기화학 캐패시터[45] 계열이다.캐패시턴스는 2층 캐패시턴스와 가성 캐패시턴스의 두 가지 저장 원리에 의해 결정된다.[46][47]

슈퍼캐패시터는 기존 커패시터와 충전식 배터리 사이의 간극을 메워준다.콘덴서 중 단위 부피 또는 질량(에너지 밀도) 당 가장 많은 에너지를 저장한다.전해 콘덴서의 최대 10,000배인 [48]1.2볼트당 최대 10,000개의 패러드를 지원하지만 단위 시간당 절반 이하의 전력(전력 밀도)을 공급하거나 수용한다.[45]

슈퍼캐패시터는 배터리의 약 10%에 해당하는 특정 에너지와 에너지 밀도를 가지고 있지만, 전력 밀도는 일반적으로 10배에서 100배 정도 더 높다.이로 인해 충전/배출 주기가 훨씬 짧아진다.또한 배터리보다 훨씬 더 많은 충전 방전 사이클을 허용한다.

슈퍼캐패시터는 다음을 포함한 많은 응용 프로그램을 가지고 있다.

  • 정적 SRAM(Random-Access Memory)의 메모리 백업에 대한 낮은 공급 전류
  • 제동에 따른 에너지 회수, 단기 에너지 저장 및 버스트 모드 전력 공급을 포함한 자동차, 버스, 기차, 크레인 및 엘리베이터용 전력

케미컬

가스 공급

이 새로운 기술은 노워크와 란초쿠카몽가에 있는 두 개의 기존 피커 공장에서 온실가스와 운영비를 줄이는 데 도움을 준다.10메가와트 배터리 저장 시스템은 가스터빈과 결합되어 피커 발전소가 변화하는 에너지 요구에 보다 신속하게 대응할 수 있게 하여 전기 그리드의 신뢰성을 높인다.
주요 기사:가스 공급

가스로의 동력은 전기를 수소나 메탄과 같은 가스 연료로 전환하는 것이다.이 세 가지 상업적 방법은 전기를 사용하여 전기분해를 통해 수소와 산소로 물을 감소시킨다.

첫 번째 방법으로는 천연가스 그리드에 수소를 주입하거나 수송에 사용된다.두 번째 방법은 수소와 이산화탄소를 결합해 사바티어 반응과 같은 메탄화 반응, 즉 생물학적 메탄화 반응을 이용해 메탄가스를 생성해 8%의 추가 에너지 전환 손실이 발생하는 것이다.그 메탄은 그 후에 천연 가스 격자로 공급될 수 있다.세 번째 방법은 목재 가스 발전기나 바이오가스 발전소의 출력 가스를 사용하는데, 바이오가스 업그레이드기를 전해기에서 나오는 수소와 섞은 후 바이오가스의 품질을 업그레이드한다.

수소
주요 기사:수소저장

수소는 저장된 에너지의 한 형태가 될 수 있다.수소는 수소 연료 전지를 통해 전기를 생산할 수 있다.

그리드 수요의 20% 미만에 침투할 경우 재생 에너지는 경제성을 크게 변화시키지 않지만, 전체 수요의 약 20%를 초과하면 [49]외부 스토리지가 중요해진다.이러한 원천을 이온수소를 만드는 데 사용한다면 자유롭게 확장할 수 있다.풍력 터빈과 수소 발전기를 이용한 5년간의 지역사회 기반 시범 프로그램이 2007년 라메아, 뉴펀들랜드, 래브라도의 원격 커뮤니티에서 시작되었다.[50]비슷한 프로젝트가 2004년 노르웨이의 작은 섬인 우티라에서 시작되었다.

수소 저장 사이클에 관련된 에너지 손실은 물의 전기 분해, 수소의 액화 또는 압축과 전기로의 전환에서 발생한다.[51]

수소 1kg을 생산하려면 약 50kW·h(180 MJ)의 태양광이 필요하기 때문에 전력비용이 결정적이다.미국의 일반적인 오프피크 고전압 라인 요금인 0.03달러/kWh에서 수소는 1kg당 1.50달러로 휘발유 1갤런당 1.50달러에 해당한다.그 밖의 비용으로는 전해액 공장, 수소 압축기 또는 액화, 저장 및 운송비가 있다.[citation needed]

수소는 알루미늄의 자연발생적인 산화알루미늄 장벽을 벗겨내 물에 도입함으로써 알루미늄과 물에서도 생산될 수 있다.이 방법은 재활용 알루미늄 캔이 수소를 생성하는데 사용될 수 있기 때문에 이로운 것이지만, 이 옵션을 이용하는 시스템은 상업적으로 개발되지 않았고 전기분해 시스템보다 훨씬 더 복잡하다.[52]산화층을 벗겨내는 일반적인 방법으로는 수산화나트륨과 갈륨, 수은 및 기타 금속을 함유한 합금과 같은 가성 촉매들이 있다.[53]

지하 수소 저장소는 동굴, 소금 돔, 고갈된 석유와 가스전에 수소를 저장하는 관행이다.[54][55]다량의 기체 수소는 제국 화학공업에 의해 수년간 아무런 어려움 없이 동굴에 저장되어 왔다.[56]유럽 현더 프로젝트는 2013년에 지하 수소를 이용한 풍력 및 태양 에너지를 저장하려면 85개의 동굴이 필요하다고 지적했다.[57]

파워페이스트는 물과 반응할 때 수소를 방출하는 마그네슘과 수소 기반 유체 젤이다.그것은 발명되었고, 특허를 받았으며, 프라운호퍼-게셀샤프트의 IFAM에 의해 개발되고 있다.파워페이스트는 마그네슘 분말을 수소와 결합해 350℃, 대기압 5~6배에서 진행하는 공정에서 하이드라이드 마그네슘을 형성해 만든다.이어 에스테르와 금속소금이 첨가돼 완제품을 만든다.프라운호퍼는 2021년부터 생산을 시작할 예정인 생산공장을 건설하고 있으며, 매년 4톤의 파워페이스트를 생산할 것이라고 밝혔다.[58]프라운호퍼는 미국과 유럽연합(EU)에서 특허를 얻었다.[59]프라운호퍼는 파워파스트가 비슷한 차원의 리튬배터리보다 10배 높은 에너지 밀도로 수소에너지를 저장할 수 있고 자동차 상황에 안전하고 편리하다고 주장한다.[58]

주요 기사:대체 천연가스

메탄은 분자식 CH를4 가진 가장 단순한 탄화수소다.메탄은 수소보다 더 쉽게 저장되고 운반된다.스토리지 및 연소 인프라(파이프라인, 가스계, 발전소)는 성숙하다.

합성천연가스(syngas 또는 sNG)는 수소와 산소를 시작으로 다단계 공정에서 생성될 수 있다.그 후 수소는 사바티어 공정에서 이산화탄소와 반응하여 메탄과 물을 생산한다.메탄은 저장될 수 있고 나중에 전기를 생산하는데 사용될 수 있다.그 결과로 생긴 물은 재활용되어 물의 필요성을 감소시킨다.전기분해 단계에서는 인접한 발전소의 순수한 산소 환경에서 메탄 연소를 위해 산소를 저장해 질소산화물을 제거한다.

메탄 연소는 이산화탄소와 물을 생산한다2.이산화탄소는 사바티어 공정을 촉진하기 위해 재활용될 수 있고 물은 추가적인 전기분해를 위해 재활용될 수 있다.메탄 생산, 저장 및 연소는 반응 제품을 재활용한다.

CO는2 탄소 포획과 저장과 같은 비용이 아니라 에너지 저장 벡터의 구성요소로서 경제적 가치를 가진다.

액체로의 동력

수소가 메탄올이나 암모니아와 같은 액체로 변환된다는 점을 제외하면 액체 대 액체로의 동력은 기체와 유사하다.이것들은 가스보다 다루기 쉽고, 수소보다 안전 예방책이 덜 필요하다.항공기를 포함한 운송에 사용할 수 있지만 산업용 또는 전력 분야에서도 사용할 수 있다.[60]

바이오 연료

주요기사 : 바이오연료

바이오디젤, 식물성 기름, 알코올 연료 또는 바이오매스 같은 다양한 바이오 연료가 화석 연료를 대체할 수 있다.석탄, 천연가스, 식물, 동물 바이오매스, 유기 폐기물 등에 함유된 탄소와 수소를 기존 탄화수소 연료의 대체에 적합한 짧은 탄화수소로 변환할 수 있는 다양한 화학적 과정이 있다.그 예로는 피셔-트로프슈 디젤, 메탄올, 디메틸 에테르, 승라가 있다.이 디젤 공급원은 원유 공급에 대한 제한적인 접근에 직면했던 독일의 제2차 세계 대전에서 광범위하게 사용되었다.남아프리카는 비슷한 이유로 대부분의 디젤 연료를 석탄에서 생산한다.[61]장기 유가가 35달러/bbl을 넘으면 그러한 대규모 합성 액체 연료가 경제적이 될 수 있다.

알루미늄

알루미늄은 다수의 연구자들에 의해 에너지 저장소로 제안되어 왔다.전기화학적 등가(8.04Ah/cm3)는 리튬(2.06Ah/cm3)보다 4배 가까이 많다.[62]에너지는 물과 반응하여 알루미늄에서 추출하여 수소를 발생시킬 수 있다.[63]그러나 먼저 분쇄,[64] 가성 물질과의 화학 반응 또는 합금을 필요로 하는 과정인 천연 산화층을 제거해야 한다.[53]수소 생성 반응의 부산물은 산화알루미늄으로 홀-과 함께 알루미늄으로 재활용할 수 있다.헤룰트 과정, 이론적으로 재생가능하게 만드는 과정.[53]홀-헤럴트 공정을 태양열 또는 풍력으로 구동할 경우 알루미늄을 사용해 직접 태양전해보다 높은 효율로 생산되는 에너지를 저장할 수 있다.[65]

붕소, 실리콘, 아연

붕소,[66] 실리콘,[67] 아연이[68] 에너지 저장 솔루션으로 제안되었다.

기타화학물질

유기 화합물 노르보르나디엔은 빛에 노출되면 사분면으로 전환되어 화학 결합의 에너지로 태양 에너지를 저장한다.스웨덴에서는 분자 태양열 시스템으로서 작업 시스템이 개발되었다.[69]

방법 전기기기법

콘덴서

주요기사: 콘덴서
이 몰라 필름의 오일 충전식 캐패시터는 인덕턴스가 매우 낮고 저항이 적어 염료 레이저 작동에 필요한 고출력(70메가와트)과 초고속(1.2마이크로초) 방전을 제공한다.

콘덴서(원래 '콘덴서'로 알려진 콘덴서)는 에너지를 정전기적으로 저장하는 데 사용되는 수동형 2단자 전기 부품이다.실용적인 캐패시터는 매우 다양하지만, 모두 유전체(즉 절연체)로 분리된 최소 두 개의 전기 도체(플레이트)를 포함한다.콘덴서는 충전 회로에서 분리되었을 때 전기 에너지를 저장할 수 있으므로, 임시 배터리처럼 또는 다른 유형의 충전 에너지 저장 시스템과 같이 사용할 수 있다.[70]콘덴서는 배터리가 바뀌는 동안 전력 공급을 유지하기 위해 전자 장치에 흔히 사용된다.(이는 휘발성 메모리의 정보 손실을 방지한다.)기존 커패시터는 1kg당 360줄 이하를 제공하는 반면, 기존 알칼리성 배터리의 밀도는 590kJ/kg이다.

콘덴서는 접시 사이의 정전기장에 에너지를 저장한다.도체 간 전위차(예: 배터리 전체에 콘덴서가 부착된 경우)가 유전체 전체에 걸쳐 전위가 발달하여 한 플레이트에 양극 전하(+Q)가, 다른 플레이트에 음극 전하(-Q)가 모이게 된다.배터리가 충분한 시간 동안 콘덴서에 부착되면 콘덴서를 통해 전류가 흐를 수 없다.단, 커패시터의 리드에 가속 또는 교대 전압이 인가되면 변위 전류가 흐를 수 있다.콘덴서 플레이트 외에 전하를 유전층에도 저장할 수 있다.[71]

도체 사이의 간격이 좁고 도체가 표면적이 클 경우 캐패시턴스가 더 크다.실제로 플레이트 사이의 유전체는 소량의 누설 전류를 방출하고 전계 강도 한계치를 가지며, 이를 고장 전압이라고 한다.그러나 고전압 파괴 후 유전체 회복의 효과는 새로운 세대의 자가 치유 콘덴서에 대한 가능성을 가지고 있다.[72][73]도체와 리드는 원치 않는 인덕턴스와 저항을 도입한다.

나노스케일 콘덴서가[74] 디지털 양자 배터리에 미치는 양자 효과를 평가하는 연구도 있다.[75][76]

초도자기학학

주요 기사:초전도 자기 에너지 저장

초전도 자기 에너지 저장(SMES) 시스템은 초전도 임계 온도보다 낮은 온도까지 냉각된 초전도 코일에 직류 흐름에 의해 생성된 자기장에 에너지를 저장한다.대표적인 MEDESS 시스템으로는 초전도 코일, 전력 조절 시스템, 냉장고가 있다.초전도 코일이 충전되면 전류가 썩지 않고 자기 에너지를 무한정 저장할 수 있다.[77]

저장된 에너지는 코일을 방출함으로써 네트워크에 방출될 수 있다.관련 인버터/정류기는 각 방향에서 약 2~3%의 에너지 손실을 차지한다.다른 에너지 저장 방식에 비해 에너지 저장 공정에서 가장 적은 양의 전기를 손실한다.SMESS 시스템은 95% [78]이상의 왕복 효율을 제공한다.

냉동기의 에너지 요건과 초전도 와이어 비용 때문에, 전력 품질 향상 등 단기간 보관을 위해 MOSPI가 사용된다.그것은 또한 그리드 밸런싱에 응용프로그램을 가지고 있다.[77]

어플리케이션

밀스

산업혁명 이전의 고전적인 적용은 곡물을 가공하거나 기계에 동력을 공급하기 위한 물방앗간을 운전하기 위한 수로 통제였다.저수지와 댐의 복잡한 시스템은 필요할 때 물(및 그 안에 포함된 잠재적 에너지)[79]

홈스

주요 기사:가정 에너지 저장

가정용 에너지 저장소는 재생 에너지(특히 태양광 발전)의 분산 발전 중요성이 커지고 건물 내 에너지 소비량의 중요한 비중을 감안할 때 점점 더 보편화될 것으로 예상된다.[80]태양광 발전 설비를 갖춘 가정에서 자급률 40%를 넘으려면 에너지 저장이 필요하다.[80]여러 제조사가 에너지를 저장하기 위해 충전식 배터리 시스템을 생산하는데, 일반적으로 가정용 태양열 또는 풍력 발전으로부터 잉여 에너지를 보유하기 위해서입니다.오늘날 가정용 에너지 저장장치의 경우 Li-ion 배터리는 비용은 비슷하지만 성능이 훨씬 좋은 납산 배터리보다 선호된다.[81]

테슬라 모터스는 테슬라 파워월 2개 모델을 생산한다.하나는 백업 애플리케이션용 주간 사이클 버전 10kWh이고 다른 하나는 일일 사이클 애플리케이션용 7kWh 버전이다.[82]2016년 테슬라 파워팩 2 한정판은 12.5센트/kWh(미국 평균 그리드 가격)의 전기를 저장하는 데 398달러(미국)/kWh로 전기료가 30센트/kWh를 넘지 않는 한 투자수익률이 긍정적일지 의문이다.[83]

RoseWater Energy는 "에너지 & 스토리지 시스템"의 두 가지 모델인 HUB 120과[84] SB20을 생산한다.[85]두 버전 모두 28.8kWh의 출력을 제공하여 더 큰 주택이나 가벼운 상업용 구역을 운영할 수 있으며, 사용자 지정 설치를 보호할 수 있다.이 시스템은 깨끗한 60Hz 사인파, 제로 전송 시간, 산업용 서지 보호, 재생 에너지 그리드 셀백(옵션), 배터리 백업 등 5가지 핵심 요소를 하나의 시스템에 제공한다.[86][87]

엔상에너지는 가정용 사용자가 전기를 저장, 모니터링, 관리할 수 있는 통합 시스템을 발표했다.이 시스템은 1.2kWh의 에너지와 275W/500W의 출력을 저장한다.[88]

유연성은 떨어지지만 열 에너지 저장장치를 이용해 풍력이나 태양 에너지를 저장하는 것이 배터리보다 상당히 저렴하다.간단한 52갤런 전기온수기는 약 12kWh의 에너지를 저장해 온수나 공간난방을 보완할 수 있다.[89]

순계량 이용이 가능한 지역의 순수 재정적인 목적으로, 가정용 전기는 저장에 배터리를 사용하지 않고 그리드 타이 인버터를 통해 그리드에 판매될 수 있다.

그 전기 및전소소

주요 기사: 그리드 에너지 저장 및 배터리 저장 발전소

재생에너지

일몰 후 전기를 생산할 수 있도록 효율적인 열 에너지 저장 기능을[90] 제공하는 솔트탱크 건설과 수요에 맞는 생산 일정을 수립할 수 있다.[91]280 MW Solana 발전소는 6시간 동안 보관할 수 있도록 설계되었다.이를 통해 발전소는 1년 동안 정격 용량의 약 38%를 생산할 수 있다.[92]
스페인의 150MW 안다솔 태양광 발전소는 태양빛이 비치지 않을 때 계속 전기를 생산할 수 있도록 용융된 소금 탱크에 에너지를 저장하는 파라볼릭 수조 화력발전소다.[93]

재생 가능한 에너지의 가장 큰 공급원과 가장 큰 저장소는 수력 발전 댐에 의해 제공된다.댐 뒤의 큰 저수지는 건조한 계절과 습기 사이의 강의 연간 흐름을 평균하기에 충분한 물을 저장할 수 있다.매우 큰 저수지는 건조한 해와 습한 해 사이의 강의 흐름을 평균하기에 충분한 물을 저장할 수 있다.수력 발전 댐은 간헐적 발생원의 에너지를 직접 저장하지 않지만, 태양열이나 바람에 의해 전력이 발생할 때 출력을 낮추고 물을 유지함으로써 그리드의 균형을 맞춘다.만약 풍력이나 태양열 발전이 그 지역의 수력 발전 용량을 초과한다면, 약간의 추가적인 에너지 공급원이 필요하다.

많은 재생 가능한 에너지(보통 태양열과 풍력)는 가변 전력을 생산한다.[94]스토리지 시스템은 이것이 야기하는 공급과 수요 사이의 불균형을 평준화시킬 수 있다.전기는 즉시 발생하거나 저장 가능한 형태로 변환될 때 사용해야 한다.[95]

전기 그리드 저장의 주요 방법은 펌프로 저장되는 수력 발전이다.노르웨이, 웨일스, 일본, 미국과 같은 세계의 지역들은 저장소에 높은 지리적 특징을 사용했고, 그것들을 채우기 위해 전기적으로 움직이는 펌프를 사용했다.필요할 때 물은 발전기를 통과하여 떨어지는 물의 중력 전위를 전기로 변환시킨다.[94]수력에서 거의 모든 전기를 얻는 노르웨이의 양수 저장장치는 현재 1.4GW의 용량을 가지고 있지만, 전체 설치 용량이 32GW에 육박하고 그 75%가 규율이 가능하기 때문에 대폭 확장이 가능하다.[96]

전기를 생산하는 저장장치의 일부 형태로는 양수식 수력발전댐, 충전식 배터리, 용융염류를 포함한 열저장고,[97] 매우 많은 양의 열 에너지를 효율적으로 저장하고 방출할 수 있는 압축공기 에너지 저장고, 플라이휠, 극저온계통, 초전도 자기 코일이 있다.

잉여 전력도 천연가스망에 비축해 메탄(사바티어 공정)으로 전환할 수 있다.[98][99]

2011년 미국 노스웨스턴의 보네빌 전력국은 밤이나 폭풍우가 몰아칠 때 발생하는 과도한 바람과 수력 전력을 흡수하기 위한 실험 프로그램을 만들었다.가전제품은 중앙통제하에 특수공간 난방기에 세라믹벽돌을 수백도로 가열하고 변형 온수기 탱크의 온도를 높여 잉여 에너지를 흡수한다.충전 후에는 필요에 따라 가정용 난방과 온수를 제공한다.실험체계는 2010년 극심한 폭풍으로 인해 기존의 모든 발전소가 차단되거나 원전의 경우 가동 가능한 최저 수준으로 감소하여 넓은 지역이 재생에너지로 거의 완전히 가동될 정도로 재생에너지를 과잉 생산한 결과 만들어졌다.[100][101]

미국의 옛 솔라투(Solar Two) 프로젝트와 스페인의 솔라트레스(Solar Tres) 발전탑에서 사용된 또 다른 발전된 방법은 녹은 소금을 사용하여 태양에서 포착된 열 에너지를 저장한 다음 변환하여 전력으로 보낸다.이 시스템은 용해된 소금을 타워나 태양에 의해 가열되는 다른 특별한 도관을 통해 펌프한다.절연된 탱크는 용액을 저장한다.전기는 터빈에 공급되는 수증기로 물을 돌림으로써 생산된다.

21세기 초부터 배터리는 유틸리티 스케일 로드 레벨링과 주파수 조절 기능에 적용되었다.[94]

차량 대 그리드 저장장치의 경우, 에너지 그리드에 꽂힌 전기 자동차는 필요할 때 배터리에서 그리드로 저장된 전기 에너지를 전달할 수 있다.

주요 기사:빙축열공조

열 에너지 저장장치(TES)는 에어컨에 사용할 수 있다.[102]이것은 단일 대형 건물 및/또는 소규모 건물의 그룹을 냉각하는 데 가장 널리 사용된다.상업용 에어컨 시스템은 최대 전기 부하에 가장 큰 기여를 한다.2009년에, 35개국 이상의 3,300개 이상의 건물에서 열 저장이 사용되었다.밤에는 냉온한 재료를 사용하고, 더 더운 낮 시간에는 냉온한 재료를 사용하여 작업한다.[97]

가장 인기 있는 기술은 얼음 저장인데, 물보다 공간이 덜 필요하고 연료 전지나 플라이휠보다 싸다.이 어플리케이션에서는 밤에 표준 냉각기가 가동되어 얼음 더미를 생산한다.물은 보통 냉장기의 낮 생산량이 될 물을 식히기 위해 낮에 더미를 통해 순환한다.

부분저장시스템은 냉장기를 24시간가까이 가동해 자본투자를 최소화한다 하루.부분저장시스템은 냉장기를 24시간가까이가동해 자본투자를 최소화한다 하루.밤에는 보관하기 위해 얼음을 만들고 낮에는 물을 식힌다.녹는 얼음을 통해 순환하는 물은 차가운 물의 생산을 증가시킨다.이런 시스템은 하루에 16~18시간 얼음을 만들고 6시간 동안 얼음을 녹인다.냉각기가 기존의 스토리지 없는 설계에 필요한 크기의 40-50%에 불과할 수 있기 때문에 자본 지출이 감소한다.반나절의 사용 가능한 열을 저장하기에 충분한 저장공간은 보통 적절하다.

최대 부하 시간에는 전체 저장 시스템이 냉각기를 차단한다.자본 비용은 더 높다. 그러한 시스템은 더 큰 냉각기와 더 큰 빙축열 시스템을 필요로 하기 때문이다.

이 얼음은 전기요금이 낮을 때 만들어진다.[103]오프피크 냉각 시스템은 에너지 비용을 낮출 수 있다.미국 그린빌딩협의회는 환경 영향 감소 건물의 설계를 장려하기 위해 에너지 및 환경 디자인 리더십(LEED) 프로그램을 개발했다.오프피크 냉각은 LEED 인증에 도움이 될 수 있다.[104]

난방을 위한 열 저장은 냉방보다 덜 일반적이다.열 저장의 한 예는 밤에 난방에 사용될 태양열을 저장하는 것이다.

잠열은 기술상 변화 물질(PCM)에도 저장할 수 있다.이것들은 적당한 실내온도로 벽과 천장 패널에 캡슐화 될 수 있다.

운송

액체 탄화수소 연료는 운송에 사용하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 에너지 저장 형태로서 배터리 전기 자동차와 하이브리드 전기 자동차의 사용이 증가하고 있다.수소와 같은 다른 에너지 운반체는 온실 가스 생산을 피하기 위해 사용될 수 있다.

트램이나 트롤리버스와 같은 대중교통 시스템은 전기를 필요로 하지만 이동의 가변성 때문에 재생에너지를 통한 지속적인 전기 공급이 어렵다.건물의 지붕에 설치된 태양광 발전 시스템은 전력 수요가 증가하고 다른 형태의 에너지에 쉽게 접근할 수 없는 기간 동안 대중 교통 시스템에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다.[105]운송 시스템의 향후 전환에는 흥미로운 대안으로 전력 공급이 조사되는 여객선과 비행기 등이 포함된다.[106]

전자제품

콘덴서는 전자 회로에 널리 사용되어 직류를 차단하는 동시에 교류가 통과할 수 있도록 한다.아날로그 필터 네트워크에서는 전원 공급 장치의 출력을 부드럽게 한다.공명 회로에서는 라디오를 특정 주파수에 맞춰 조정한다.전력 전송 시스템에서는 전압과 전력 흐름을 안정화한다.[107]

사용 사례

주요 기사:미국 에너지부 국제 에너지 저장 데이터베이스

미국 에너지부 국제 에너지 저장 데이터베이스(IESDB, International Energy Storage Database, IESDB)는 미국 에너지부 전기 및 샌디아 국립 연구소(Electrica Office of Electricity and Sandia National Labs)가 후원하는 에너지 저장 프로젝트 및 정책의 무료 액세스 데이터베이스다.[108]

역량

저장 용량은 에너지 저장 장치 또는 시스템에서 추출한 에너지의 양이다. 일반적으로 줄 또는 킬로와트시 및 그 배수로 측정하면 발전소 명판 용량에서 전력 생산 시간 단위로 제공할 수 있다. 저장 용량이 일차 유형(즉, 열 또는 펌핑 워터)인 경우 출력은 오직발전소 내장형 스토리지 시스템.[109][110]

경제학

에너지 저장소의 경제학은 요청된 예비 서비스에 엄격히 의존하며, 몇 가지 불확실성 요인이 에너지 저장소의 수익성에 영향을 미친다.따라서 모든 저장 방법이 기술적으로나 경제적으로 여러 MWh의 저장에 적합한 것은 아니며, 에너지 저장소의 최적 크기는 시장과 위치에 따라 달라진다.[111]

더욱이 ESS는 다음과 같은 몇 가지 위험의 영향을 받는다.[112]

  • 특정 기술과 관련된 기술-경제적 위험
  • 전기 공급 시스템에 영향을 미치는 요인인 시장 위험
  • 규제 및 정책 리스크.

따라서 투자평가에 대한 결정론적 할인현금흐름(DCF)에 기초한 전통적인 기법은 이러한 위험과 불확실성 및 이를 다룰 투자자의 유연성을 평가하기에 충분히 적절하지 않다.따라서 문헌은 불확실한 맥락에서 귀중한 방법인 ROA(Real Option Analysis, Real Option Analysis)를 통해 위험과 불확실성의 가치를 평가할 것을 권고한다.[112]

대규모 애플리케이션(펌프 하이드로 스토리지 및 압축공기 포함)의 경제적 가치평가는 축소 회피, 그리드 혼잡 방지, 가격 차익거래 및 무탄소 에너지 제공을 포함한 편익을 고려한다.[97][113][114]카네기 멜론 전기 산업 센터의 한 기술 평가에서, 만약 그들의 자본 비용이 시간당 킬로와트당 30달러에서 50달러라면, 배터리를 사용하여 경제적 목표를 달성할 수 있었다.[97]

저장 에너지 효율의 척도는 어떤 기술에 의해 저장될 수 있는 에너지 양인 ESSI(에너지에 대한 에너지 저장)를 그 기술 구축에 필요한 에너지 양으로 나눈 값이다.ESOI가 높을수록 에너지 넘치는 스토리지 기술이 뛰어나다.리튬이온 배터리의 경우 이것은 약 10이고 납산 배터리의 경우 약 2이다.양수된 수력전기와 같은 다른 형태의 저장장치는 일반적으로 210과 같이 더 높은 ESOI를 가진다.[115]

수력 발전은 세계적으로 사용되는 가장 큰 저장 기술이다.[116]그러나 기존의 양수식 저장장치는 입면차이가 있는 지형을 필요로 하고, 상대적으로 적은 전력으로 매우 높은 토지 이용도 있기 때문에 사용이 제한적이다.[117]적절한 자연 지형이 없는 장소에서는 지하 양수 저장소를 사용할 수도 있다.[118]높은 비용과 제한된 수명은 여전히 배터리를 배전 가능한 전원의 "약한 대체품"으로 만들고 있으며, 며칠, 몇 주 또는 몇 달 동안 지속되는 가변적인 재생 전력 격차를 커버할 수 없다.VRE 점유율이 높은 그리드 모델에서는 과도한 스토리지 비용이 전체 그리드의 비용을 지배하는 경향이 있다. 예를 들어 캘리포니아에서만 VRE 점유율이 80%인 경우 9.6 TWh의 스토리지를 필요로 하지만 100%는 36.3 TWh를 필요로 한다.2018년 현재 주(州)의 저장 용량은 150GWh에 불과하며, 주로 펌핑된 저장용량 및 배터리 소량이다.또 다른 연구에 따르면, VRE로부터 미국 수요의 80%를 공급하려면 전국을 커버하는 스마트 그리드나 12시간 동안 전체 시스템을 공급할 수 있는 배터리 스토리지가 필요하며, 두 가지 모두 2조 5천억 달러로 추산된다.[119][120]마찬가지로, 몇몇 연구에서는 VRE와 에너지 스토리지에만 의존하는 것이 VRE와 원자력 발전소 또는 발전소를 에너지 스토리지 대신 탄소 포획과 스토리지를 결합하는 비교 가능한 시스템보다 약 30-50%의 비용이 더 든다는 것을 밝혀냈다.[121][122]

리서치

독일.

독일 에너지저장협회(German Energy Storage Association)의 한 관계자는 2013년 독일 연방정부가 연구에 2억 유로(약 2억7000만 달러)를 할당했으며, 주거용 옥상 태양광 패널에 배터리 저장을 보조하는 데 또 다른 5천만 유로를 배정했다고 밝혔다.[123]

Siemens AG commissioned a production-research plant to open in 2015 at the Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff (ZSW, the German Center for Solar Energy and Hydrogen Research in the State of Baden-Württemberg), a university/industry collaboration in Stuttgart, Ulm and Widderstall, staffed by approximately 350 scientists, researchers, engineers, 및 기술자.이 공장은 컴퓨터화된 감독관제 및 데이터 획득(SCADA) 시스템을 이용하여 새로운 근생산 제조자재 및 공정(NPMM&P)을 개발한다.품질 향상과 비용 절감으로 충전식 배터리 생산 확대를 목표로 한다.[124][125]

미국

2014년 에너지 저장 기술 평가를 위한 연구·시험센터가 문을 열었다.그 중에는 배터리 제조업체인 존슨 컨트롤스와 제휴한 위스콘신 주 메디슨에 있는 위스콘신 대학교의 어드밴스트 시스템 테스트 연구소가 있었다.[126]이 실험실은 이 대학에서 새로 문을 연 위스콘신 에너지 연구소의 일부로 만들어졌다.이들의 목표에는 그리드 보완재로 사용하는 등 첨단 전기차 배터리와 차세대 전기차 배터리의 평가가 포함된다.[126]

뉴욕주는 뉴욕 로체스터의 이스트먼 비즈니스 파크에 있는 뉴욕 배터리 에너지 저장 기술(NY-BEST) 테스트 및 상용화 센터를 1,700m에2 가까운 실험실을 위해 2,300만 달러를 들여 공개했다.이 센터에는 뉴욕 이타카 코넬 대학교와 뉴욕 트로이의 렌셀라이어 폴리테크닉 연구소가 협업한 미래 에너지 시스템 센터가 있다.NY-BEST 테스트, 검증 및 상업적 사용을 위한 다양한 형태의 에너지 저장소를 독립적으로 인증한다.[127]

2017년 9월 27일 미네소타의 알 프랑켄 상원의원과 뉴멕시코의 마틴 하인리히 상원의원은 미국의 에너지 저장을 장려하기 위해 10억 달러 이상의 연구, 기술 지원 및 보조금에 투자하도록 하는 AGSA(Advanced Grid Storage Act)[128]를 도입했다.

VRE 점유율이 높은 그리드 모델에서는 과도한 스토리지 비용이 전체 그리드의 비용을 지배하는 경향이 있다. 예를 들어 캘리포니아에서만 VRE 점유율이 80%인 경우 9.6 TWh의 스토리지를 필요로 하지만 100%는 36.3 TWh를 필요로 한다.또 다른 연구에 따르면, VRE로부터 미국 수요의 80%를 공급하려면 전국을 커버하는 스마트 그리드나 12시간 동안 전체 시스템을 공급할 수 있는 배터리 스토리지가 필요하며, 두 가지 모두 2조 5천억 달러로 추산된다.[119][120]

영국

영국에서는 2014년 5월 14개 산업·정부 기관이 영국 7개 대학과 연합해 SUPERGEN 에너지 저장허브를 만들어 에너지 저장 기술 연구개발의 조정을 지원했다.[129][130]

참고 항목

참조

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추가 읽기

저널 및 논문

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  • 휘팅햄, M. 스탠리History, Evolution, and Future Status of Energy Storage, Proceedings of the IEEE, manuscript accepted February 20, 2012, date of publication April 16, 2012; date of current version May 10, 2012, published in Proceedings of the IEEE, Vol. 100, May 13, 2012, 0018–9219, pp. 1518–1534, doi: 10.1109/JPROC.2012.219017.2014년 5월 13일 ieeexplore.ieee.org에서 검색됨.개요:새로운 배터리 기술을 포함한 에너지 저장소의 중요한 측면과 전자 장치, 운송 및 유틸리티 그리드를 포함한 주요 애플리케이션 영역에서 스토리지 시스템의 중요성에 대한 논의(PDF)

책들

외부 링크