미래전력산업 디딤돌 될 전력기술 R&D 한자리 모여
미래전력산업 디딤돌 될 전력기술 R&D 한자리 모여
  • 김진철 기자
  • kjc@energytimes.kr
  • 승인 2018.11.01 16:31
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한전 전력연구원, 2018 전력기술 R&D 성과 컨퍼런스 개최

【에너지타임즈】 한전이 미래로 나아갈 길의 디딤돌을 놓게 될 새로운 기술들이 한 자리에 모였다.

한전 전력연구원(원장 배성환)은 지난 31일 김대중컨벤션센터(광주 서구 소재)에서 열린 BIXPO 2018 특별세션으로 연구개발 성과를 공유할 수 있는 장인 ‘2018 전력기술 R&D 성과 컨퍼런스’를 개최했다.

이 자리는 한전 전력연구원에서 진행하고 있는 R&D 성과와 기술개발 전략을 공유하고 기관·대학 간 협력을 모색하는 한편 산업계 R&D 성과를 확대함으로써 에너지전환과 디지털변환을 촉진하기 위한 교류의 장으로 꾸며졌다.

특히 데이비드 무니(David Mooney) 미국 국립신재생에너지연구소(National Renewable Energy Laboratory) 전략책임자는 에너지전환을 위한 신재생에너지 역할 동향과 미래 전망이란 주제의 초청강연을 맡았다.

그는 이 자리에서 에너지전환시대에 글로벌 트렌드와 미래 비전을 제시할 수 있는 신재생에너지 역할을 강조했다.

이 자리에서 김종갑 한전 사장은 “연구개발이 에너지의 미래와 변화를 가능하게 할 것”이라고 언급한 뒤 “에너지전환과 디지털변환을 위한 연구개발에 더욱 매진해 줄 것”을 주문했다.

다음은 한전 전력연구원에서 공개한 전력기술 R&D 성과물이다.

지난 31일 김대중컨벤션센터(광주 서구 소재)에서 한전 전력연구원 주관으로 열린 ‘2018 전력기술 R&D 성과 컨퍼런스’.
지난 31일 김대중컨벤션센터(광주 서구 소재)에서 한전 전력연구원 주관으로 열린 ‘2018 전력기술 R&D 성과 컨퍼런스’.

<건물일체형 페로브스카이트 태양전지>

전력연구원은 유리창호로 사용이 가능한 BIPV용 태양전지를 개발할 예정이다. 또 2020년까지 BIPV용 반투명 고효율 페로브스카이트 태양전지 설계·제작 원천기술을 개발하는 한편 사업화를 추진할 계획이다.

이 기술은 유리창호형 태양전지를 20층 빌딩에 설치할 경우 200kW급 이상 규모 연간 210톤에 달하는 이산화탄소를 줄이는 효과를 낼 수 있을 것으로 기대되고 있다.

<그래핀 슈퍼커패시터>

그래핀 슈퍼커패시터는 기존 슈퍼커패시터 활성탄 전극 대신 비표면적이 큰 그래핀 전극을 사용함으로써 에너지밀도를 높인 차세대에너지저장장치다.

전력연구원은 3000F 원통형 셀을 활용한 에너지저장장치용 단위모듈 시작품을 제작하는 한편 2020년 1100V급 에너지저장장치를 제작하고 전력계통과 연계해 성능을 검증할 예정이다.

 

<3kW SOFC시스템>

3kW SOFC시스템은 수소·메탄·천연가스 등을 전기화학반응에 의해 전기에너지로 직접 변환시켜 40~70% 발전효율을 달성하는 청정·고효율발전방식으로 메탄을 연료로 한 열병합발전시스템으로 전기·온수·난방을 동시에 공급할 수 있는 친환경미래에너지시스템이다.

전력연구원은 고체산화물 연료전지 기반 가정용 3kW급 열병합발전시스템 개발, 연료극 후단가스재처리 통한 연료이용률 증대, 주변기기 자체개발 통한 열효율 증대, 도시가스 이용운전으로 1000시간 연속운전 등에 성공한 바 있다.

 

<ESS용 망간 기반 수계이차전지>

에너지저장장치용 망간 기반 수계이차전지는 망간 기반 저가형 양극·음극소재 합성기술을 활용해 이차전지 경제성을 확보할 수 있도록 개발됐다.

전력연구원은 난연·불연성 소재 개발로 안전성을 확보하는 한편 단순화된 제작공장과 전극·전해질 소재가격 저가화에 따른 이차전지 투자비용 절감, 기존 리튬이차전지 대비 외부운전이 가능하다고 설명했다.

<가스터빈 운전 중 코팅기술>

가스터빈 운전 중 코팅기술은 가스터빈 정상운전 중 유기금속화합물 연소코팅제를 가스터빈 연소기에 주입함으로써 고온부품에 열차폐코팅층을 형성하면서 수명·열효율을 동시에 향상시킬 수 있는 기술이다.

전력연구원은 가스터빈 효율 증가와 부품내구성 향상, 열차폐·실링효과에 의한 가스터빈 열효율 향상, 가스터빈 내 연소기·블레이드·베인 등 부품수명 50% 이상 증가 등을 기대하고 있다.

 

<연소 후 건식이산화탄소포집기술>

연소 후 건식이산화탄소포집기술은 연소 후 배기가스 중 이산화탄소를 고체흡수제로 포집하고 고농도로 분리하는 기술이다.

이 기술은 친환경 소재를 이용하는 한편 폐수와 부식발생 최소화 등 친환경적인 것으로 알려지고 있으며, 앞으로 발전·산업부문 대규모 이산화탄소 배출을 줄이는 것은 물론 이산화탄소 산업적 활용을 위한 고농도 이산화탄소를 생산하는데 활용될 가능성이 높은 것으로 전망되고 있다.

 

<연소 후 습식아민이산화탄소포집기술>

연소 후 습식아민이산화탄소포집기술은 발전소에서 배출된 연소 배기가스에 포함된 이산화탄소를 습식아민흡수제를 활용해 이산화탄소를 포집하는 기술이다.

이와 관련 전력연구원은 10MW 이산화탄소포집플랜트를 구축해 장시간 연속운전(5000시간)에 성공한 바 있다.

 

<이산화탄소 이용 석회석 생산기술>

이산화탄소 이용 석회석 생산기술은 폐(廢)콘크리트·석회석 등 산업부산물을 반응원료로 사용하고 효소반응기와 전기분해공정을 이용해 배기가스 중 이산화탄소를 고부가 산업용 원재료인 석회석으로 전환하는 기술이다. 이산화탄소 포집·저장 공정 없이 이산화탄소를 자원으로 전환할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이다.

전력연구원 측은 발전소·제철소·화학공장 등 이산화탄소 배출을 저감하는 동시에 생산된 고부가 석회석을 환경·펄프·제지·도료·식품 등 다양한 용도로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

<배기가스 활용 중탄산소다 생산기술>

배기가스 활용 중탄산소다 생산기술은 화력발전 등 산업현장에서 발생하는 배기가스에 포함된 이산화탄소를 이용해 유용한 산업용 원재료인 중탄산소다를 생산하는 기술이다.

전력연구원은 실증설비를 통해 배기가스 중 이산화탄소를 90%이상 제거하는 동시에 순도 98% 중탄산소다를 하루 40kg이상 시험생산에 성공한 바 있다.

 

<이산화탄소전환 메탄연료화기술>

이산화탄소전환 메탄연료화기술은 신재생에너지를 이용하고 남은 전력을 수전해설비를 운전시켜 수소를 생산하고 미생물을 이용해 이산화탄소를 수소와 반응시켜 메탄으로 전환하는 에너지저장과 이산화탄소로 활용할 수 있는 기술이다.

전력연구원은 2019년까지 이산화탄소를 메탄가스로 전환하기 적합한 메탄화미생물 선정·증식과 메탄가스생산플랜트 등의 기술을 확보하고 2022년까지 1MW급 실증설비를 통한 기술검증 후 2023년 이후 50MW급 상용설비를 개발해 보급할 예정이다.

 

<해상풍력발전 환경안전통합모니터링시스템>

해상풍력발전 환경안전통합모니터링시스템은 음파기술과 레이더기술 등을 활용해 원거리 해상풍력발전단지 파랑·유속·해저지형 등 정보를 수집하고 시각화된 정보로 표시해 주는 시스템이다.

전력연구원 측은 해상풍력발전단지 구조물과 해저케이블 안정성을 확보할 수 있고 선박출항과 선박통항관제 시 해상안전을 도모할 수 있어 환경영향평가와 해역이용협의 등 인허가 이행과 각종 민원에 효과적으로 대응할 수 있다고 설명했다.

 

<도로태양광발전기술>

도로태양광발전기술은 도로바닥에 태양광발전 모듈을 설치해 기존 도로기능을 유지하면서 태양광발전을 병행하는 기술이다.

이 기술은 기존 도로에 태양광발전 모듈을 설치하는 탓에 자연환경 훼손이나 지역주민 민원 등 주민수용성문제를 최소화 할 수 있는 장점을 갖고 있다.

전력연구원은 한전 본사 앞 보도에 10kW급 도로태양광발전 테스트베드를 구축하고 신뢰성검증을 하고 있으며, 이를 토대로 자동차도로바닥에 부착하는 형태의 상용모듈크기 도로태양광발전 모듈을 개발할 예정이다.

 

<지능형센서 활용 내연발전 상태감지기술>

지능형센서 활용 내연발전 상태감지기술은 사물인터넷 기반 지능형센서를 활용한 내연발전기 이상상태를 조기에 감지함으로써 내연발전기 운전신뢰성 제고와 불시정전사고를 방지할 수 있는 기술이다.

전력연구원은 내연발전기 이상상태감시 위한 지능형센서를 개발한데 이어 측정된 내연발전기 상태를 기초로 고장상태를 예측하는 지능형조기경보알고리즘을 개발하고 있다. 개발이 완료될 경우 내년부터 도서지역 내연발전기에 실증할 예정이다.

 

<사물인터넷센서 변전소종합예방진단시스템>

사물인터넷센서 활용 변전소종합예방진단시스템은 변전소 내 가스절연개폐장치와 변압기 운전상태 상시 감시, 내부 이상 유무를 분석할 수 있는 진단시스템이다.

전력연구원은 올해 변전소종합예방진단시스템을 개발한 뒤 시범적용 한 바 있으며, 변전설비진단요소기술 전반에 걸친 온라인 상시 감시를 통한 전력설비 고장예방과 변전설비에 대한 종합적인 진단 데이터베이스를 구축한 뒤 모아진 데이터를 기반으로 한 변전설비 자산관리와 기기수명을 예측할 것으로 기대하고 있다.

 

<변압기 열화진단 위한 퓨란간이진단키트>

변압기 열화진단 위한 퓨란간이진단키트는 장기운전 변압기 수명평가를 위한 변압기 절연물 열화 시 생성되는 퓨란화합물을 간이진단키트로 쉽게 분석하는 기술이다.

이 기술은 2016년 제네바국제발명전시회에서 금상 등 5관왕 수상의 영예를 안았다. 또 현장에서 변압기 열화정도를 빠르고 간편하게 판단할 수 있다.

전력연구원 측은 송·배전용 변압기는 물론 국내외 대규모 산업단지 내 산업용 변압기 열화평가와 교체시기결정에 용이하게 적용이 가능할 것으로 내다보고 있다.


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