한국전력이 전력연구원, 비나텍과 함께 하이브리드 ESS에 적용하는 ㎿급 주파수 조정용 슈퍼커패시터 개발을 진행한다고 25일 밝혔다.

 탄소감축에 필요한 재생에너지는 기상 조건에 따른 발전량의 불안정성을 극복하기 위해 ESS를 활용한다. 그러나 주파수 조정용 ESS를 단독으로 사용할 경우, 잦은 주파수 변동으로 충·방전 횟수가 증가해 배터리 화재와 수명 단축 등의 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 업계에선 다양한 설치환경에 적합한 하이브리드 형태의 ESS 개발이 요구돼왔다.

 그래서 등장한 것이 슈퍼커패시터다. 슈퍼커패시터는 15년 이상 사용이 가능하고 유지비용이 적어 다른 단주기 ESS 보다 유지보수 측면에서 유리하다. 또한, 배터리와의 협조 운전을 통해 역무를 분담함으로써 배터리의 수명을 늘리고 전기품질을 향상시킬 수 있다. 슈퍼커패시터와 배터리의 협조 운전을 실제 계통에 실증하는 기술은 선진국에서 시도해왔지만 아직 실증단계까지는 도달하지 못했다. 한전 전력연구원은 100㎾급 그래핀 슈퍼커패시터 기술 개발 경험을 바탕으로 계통연계 시스템의 경제적인 사업화 모델을 추진하고 있다.

 세 기관은 2023년 12월까지 ㎿급 장수명·고용량 슈퍼캡 개발, 슈퍼캡-배터리 하이브리드 ESS 기반 구축 및 운영기술 개발, 2억4,000만원/㎿ 이하의 경제적 슈퍼캡 모델 확보 등 과제를 수행한다. 이 과정에세 슈퍼커패시터의 에너지 밀도를 2배 이상 향상시켜 30초 이상 ㎿급 출력을 낼 수 있는 고용량 시스템을 개발할 것이라는 게 회사 설명이다.

 한편, 한전은 사업의 연장선상으로 지난 5월23일 전북 고창전력시험센터에서 ㎿급 슈퍼커패시터 계통연계시스템을 구축하고 주파수 조정용 하이브리드 ESS의 계통 적용을 위한 실증시스템 준공식을 개최했다.

구기성 기자 kksstudio@autotimes.co.kr