[리콘 코리아 2018] 한전 전력연구원, 기후변화 대응 핵심기술·차세대 ESS 신기술 선보여

폐열 활용 온도차발전 시스템 계절 상관없이 설비 이용률 증가 바나듐 레독스 흐름전지 이용 안정성·수명 높인 ESS 부품 개발

2018-04-30     조강희 기자
전력연구원

[한국에너지신문] 전력연구원은 국내 최초로 발전소 복수기에서 버려지는 폐열을 열원으로 해수를 직접 응축하는 온도차발전 시스템을 전시한다. 발전소의 폐열을 활용한 해양복합 온도차 발전시스템은 계절에 상관없이 항상 균일한 온도차를 이용해 설비의 이용률을 증가시킬 수 있고, 발전소 온배수를 저감할 수 있다.

남동발전 영동화력 1호기에 10㎾급 온도차 발전 시스템을 실증해 경제성을 확인했으며, 향후 1㎿급 발전기술을 확보해 상용화 예정이다.

바나듐 레독스 흐름전지는 배터리 전극의 산화 환원 반응을 통하여 바나듐 전해질 용액에 전기를 저장하는 기술로서, 에너지 생성부와 에너지 저장부로 ESS 배터리를 분리해 용량을 설계할 수 있기 때문에 시스템 설계 유연성이 우수하다.

또한, 기존 리튬 배터리가 가진 단점들을 보완하여 에너지 저장장치의 안정성을 향상하고, 수명 또한 획기적으로 연장했다. 현재 바나듐 레독스 흐름전지를 이용한 에너지저장장치 종합시스템의 핵심부품 개발을 위한 기술을 확보하고 있다.

■ 전력에너지 분야 기술개발 책임지는 한전의 ‘두뇌’

1961년 한전 기업부설 연구소로 출발한 한전 전력연구원은 전력 에너지 분야의 기술개발을 책임지고 있는 한전의 ‘두뇌’와 같은 조직이다. 연구원은 에너지신산업 창의 미래 분야에서는 ‘신수종 미래기술 발굴 및 신사업 인큐베이터 역할 수행’이라는 미션 달성을 목표로 중장기 기술개발에 주력하고 있다. 

급증하는 전력수요에 대비해 안정적이고 효율적인 전력공급을 위해 초전도 케이블 및 초전도 한류기를 개발하고 있으며, 온실가스로 인한 기후변화에 대처하기 위해 이산화탄소 포집, 광물화, 연료화 및 해양저장 기술을 개발하고 있다.

또한, 신재생에너지발전 기술 개발을 위해 바이오가스, 해양온도차발전, 연료전지기술을 개발하고 있으며, 가스터빈 운전 중 코팅기술을 통한 복합화력 성능개선 기술 및 발전설비에 연계한 차세대 해수담수화 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

■ 국내외 미래지향적 청정발전 기술 확보하고 지원

청정발전연구소는 최고의 서비스를 위한 신뢰성 강화, 최고의 품질을 위한 성능향상 및 최고의 가치를 위한 미래유망 청정발전기술 개발에 주력하고 있다. 

신뢰성 강화를 위해서는 발전설비 신뢰성 기술, 고장진단 및 예측 기술, 제어설비 국산화 기술, 환경설비 최적화 기술 분야의 연구를 수행하고 있으며, 성능향상을 위해서는 고효율 친환경 연소 기술, 초초임계압 유동층 발전 기술, 시뮬레이터 고도화 기술, 실시간 성능감시 기술 분야의 연구를 수행하고 있다. 

또한, 미래유망기술을 위해서는 석탄가스화 응용, 초임계 이산화탄소 발전, 극초임계압 석탄화력발전, 석탄회의 희토류 추출 분야에 대한 연구를 수행하고 있다. 

청정발전연구소는 연구개발을 통해 보유한 선진 핵심기술과 고도로 축적된 노하우를 활용해 국내외 발전설비의 안정적 운영에 필수적으로 요구되는 기술, 해외 발전사업의 경쟁력 제고 및 수익창출을 위한 다양한 분야의 기술을 지원하는 업무도 적극적으로 수행하고 있다.

■ 공급 안전과 품질 및 환경유지 위한 기술혁신 선도

전력계통 연구개발 수행의 역할을 담당하고 있는 차세대송변전연구소에서는 안정적 전력공급 및 최적의 전기환경·전기품질 유지를 위한 송변전계통의 기술혁신을 선도하고 있다. 

특히 계통변전기술 분야, 송전기술 분야와 구조내진기술 분야에서 연구개발과 기술지원을 집중적으로 추진하고 있다. 이를 위해 광역정전 예방, 초고압 직류송전, 친환경 송전인프라, 지중송전케이블 진단·수명예측, 해저 케이블 운영, 내진성능 향상, 부지안전성 평가, 구조물 수명관리 및 동북아 전력계통 연계를 위한 기술개발에 주력하고 있다.

또한 국내 유일의 전력설비 실증시험장인 고창전력시험센터 운영으로 송변전 분야의 실증적 신기술 개발에 앞장서고 있다.

■ 배전자동화·분산자원·계통연계·전기차 등 다양한 연구 수행

스마트배전연구소는 배전, 통신, 구조 분야의 신기술 개발과 융·복합 기술개발에 역점을 두고 있다. 
미래 전력계통의 환경변화에 대응하기 위한 스마트그리드 연관 기술인 배전자동화, 분산자원 계통연계, 수요관리, 전기차, 전기에너지 주택과 건물효율 향상 연구를 수행하고 있다.

배전설비와 구조물들의 운영 안전성, 신뢰성 및 효율성을 향상시키기 위한 배전기자재의 신뢰성 평가와 현장 사업소에서 발생하는 고장 원인 분석 및 대책수립 등의 기술지원 업무를 수행한다. 

또한, 미래의 스마트그리드 확산에 대비한 새로운 통신방식, PLC 기반 AMI, 스마트 가전 표준화, 전력자동화 시스템의 정보보안과 관련된 연구개발과 전자식 전력계량기 통신 인증시험 등의 기술지원 업무를 수행하고 있으며, 전력설비에 심각한 영향을 미칠 수 있는 재난 및 안전사고를 예방하기 위한 연구개발을 수행하고 있다.