초록 ▼

□ 연구목표
10시간 이상의 방전(Discharge)이 가능한 대용량 고효율 전력-열저장-발전 시스템 개념 개발 및 핵심 원천 기술의 실현 가능성 검증

□ 연구(pilot study; small scale) 내용 및 결과
총괄결과
- 대용량/저비용 전력 저장 - 전력 공급이 가능한 고온 열저장 시스템(카르노 배터리) 개념 설계
: 고온 히트펌프와 전기 히터를 병행한 전력-열변환 시스템 개념 설계
: 고온 콘크리트 소재와 몰튼 메탈 소재에 대한 열저장재 물성 도출 및 열저장 시스템 설계

□ 연구목표
10시간 이상의 방전(Discharge)이 가능한 대용량 고효율 전력-열저장-발전 시스템 개념 개발 및 핵심 원천 기술의 실현 가능성 검증

□ 연구(pilot study; small scale) 내용 및 결과
총괄결과
- 대용량/저비용 전력 저장 - 전력 공급이 가능한 고온 열저장 시스템(카르노 배터리) 개념 설계
: 고온 히트펌프와 전기 히터를 병행한 전력-열변환 시스템 개념 설계
: 고온 콘크리트 소재와 몰튼 메탈 소재에 대한 열저장재 물성 도출 및 열저장 시스템 설계
: 스팀 발전을 활용한 열-전력 변환 시스템 설계
: 카르노 배터리 경제성 분석
: 카르노 배터리 핵심 특허 분석

세부목표별 결과
- 카르노배터리 총 효율
: Round Trip Efficiency 52%의 카르노 배터리 시스템 개념 설계 및 전문가 평가
- RTE 50% 달성 가능 사이클용 고효율 전력-열변환 시스템
: 460℃ 고온 히트펌프와 전기히터 결합 하이브리드 전력-열변환시스템 설계 및 전문가 평가
- 고온 열저장 소재/물성 DB 구축/열전달 성능평가 (직접, 간접)
: 고온 콘크리트와 몰튼 메탈 소재에 대하여 소재 열물성, 열전달 시험과 DB 구축
- 대용량 열저장 시스템
: 목표 온도, 열용량 구현을 위한 다단 열저장-열전달 시스템 설계
- RTE 50% 달성 가능 사이클용 고효율 열-전력변환 시스템
: 스팀 발전 기술 활용 열-전력 변환 시스템 설계
: 100 MWe급 및 500 MWe급 발전용 스팀 터빈의 기본 사양 검토

□ 결과활용
- 수백 MW 용량의 전력 저장-전력 공급이 가능한 고온 열저장 기반의 전력저장 시스템의 구현 가능성 검증
- 이를 통하여 재생에너지 변동성 감소 및 기저 전원화 가능성 검토
- 한국전력-전력연구원, 한화파워시스템 등 수요 기업 참여 유도를 통한 창의형 융합 연구사업 및 융합 연구단 사업으로 후속 과제 추진 예정

(출처 : 보고서 요약문 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 제출서 ... 3
• 선행융합연구사업 최종보고서 ... 6
• 보고서 요약문 ... 7
• 목차 ... 8
• 1. 연구 개요 ... 9
• 1-1. 연구 필요성 ... 9
• 1-2. 연구 목표 및 내용 ... 19
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 21
• 2-1. 총괄 연구내용 및 결과 ... 21
• 2-2. 세부과제별 연구내용 및 결과 ... 28
• 2-3. 연구 성과 ... 107
• 3. 연구 결과의 중요성 ... 108
• 4. 향후 계획 ... 109
• 5. 융합연구 생태계 조성 ... 113
• 5-1. 융합연구 추진체계 ... 113
• 5-2. 융합연구 추진실적 ... 113
• 6. 연구비 집행실적 ... 117
• 7. 참고문헌 ... 118
• 첨부1 연구성과 ... 119
• 첨부4 전문가 평가 의견서 ... 123
• 끝페이지 ... 130