전력硏, 100kW-1MWh급 바나듐 레독스흐름전지 장기 실증

차세대 에너지저장 기술 VRFB 상용화 ‘눈앞’…신재생에너지 변동성 계통 부하 저감

정상영 승인 2022.08.09 14:39 의견 0

[에너지산업신문]

한국전력 전력연구원이 차세대 에너지저장 기술인 출력 100kW, 용량 1MWh급 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)를 개발해 장기 실증에 돌입했다.

8일 전력연구원에 따르면 VRFB(Vanadium Redox Flow Battery)는 수계 전해질을 사용하기 때문에 리튬이온전지에 비해 인체 유해성, 화재 위험성이 낮고, 에너지의 장시간 저장 및 활용이 가능하다. 에너지 저장부인 저장탱크를 별도로 설치하기 때문에 저장용량을 다양화할 수 있으며, 대용량화도 용이하다.

한전 전력연구원은 VRFB 효율 개선을 위해 핵심 기술인 고출력‧고에너지밀도 스택(stack) 설계기술과 활성도가 높은 전극 코팅기술 및 고순도 전해액 제조기술 등을 확보했다. 이러한 기술을 바탕으로 공인인증기관인 한국기계전기전자시험연구원에서 스택 효율 81.3%, 단전지 효율 87.3%을 검증받아 국내 최고의 기술수준을 확인했다.

개발이 완료된 요소기술들을 도입한 전력연구원은 두산에너빌리티, 코리드에너지와 협력을 통해 VRFB 시스템을 국산화하고 출력 100kW, 용량 1MWh급 시작품을 제작했다. 시작품은 나주 혁신산단에 위치한 전력연구원 산하 에너지신기술연구원 내에 설치했다.

충‧방전시간은 각각 10시간으로 장주기 충‧방전이 가능하다. 신재생에너지 발전원 생산 전기의 저장과 전력 계통 부하 관리, 출력 변동성 안정화, 발전소나 변전소 대체 등 다양한 용도로 사업화 모델을 확대할 수 있다.

VRFB 시스템은 올해 2월에 시운전을 완료했다. 5월부터 10월까지는 시스템 성능과 내구성을 확인하기 위한 장기 신뢰성 검증시험을 진행하고 있다.

전력연구원 산하 에너지신기술연구원은 이 시스템을 활용해 전력을 심야시간에 충전하고, 낮시간에 방전하는 시험을 하고 있다. 연구원 내의 전력 부하를 평준화하고 첨두(피크) 부하를 저감함으로써 전력 구입 비용이 얼마나 절감되는지 확인하기 위한 시험이다.

전력연구원은 새로 개발된 VRFB의 성과를 확인하고, 현재의 수백 kW급 소형 시스템을 수백 MW급으로 대용량화한다. 이를 바탕으로 원격 모니터링과 실시간 에너지 배분이 가능한 통합 운영기술을 개발하기로 했다.

전력연구원 관계자는 “신재생에너지 확대 보급에 따른 잉여 전력 이슈를 해결하고 안정적으로 전력 계통을 운영하기 위해 VRFB 등 다양한 중장주기‧대용량 에너지저장기술 개발에 박차를 가해 탄소중립에 공헌할 것”이라고 했다.

한국전력 전력연구원이 차세대 에너지저장 기술인 출력 100kW, 용량 1MWh급 바나듐 레독스 흐름전지를 개발해 장기 실증에 돌입했다. (c)한국전력 전력연구원


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