[발송배전기술사] SMES(초전도 자기에너지저장설비)!

다음은 발송배전기술사 발전공학 문제 중 SMES(초전도 자기에너지저장설비)에 대한 설명입니다.

SMES의 개요, 구성도, 동작원리, 특징, 향후 전망 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 초전도 자기에너지 저장설비(SMES)의 개요, 동작 원리, 특징 및 적용에 대하여 설명하시오.(제118회 3교시)

[답]

1. SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage : 초전도 자기에너지 저장장치)의 개요

  1) 초전도 Coil은 저항이 0[Ω]이므로 전류를 흘리면 손실없이 자기에너지 형태로 전기에너지가 저장된다.

    · $W_{L} = \frac{1}{2} L I^{2} [J]$

  2) 교류계통의 잉여전력을 AC/DC 변환하여 초전도 Coil에 저장, 필요시 DC/AC 변환하여 교류계통에 전력에너지 공급

 

2. SMES의 구성도

  · 구성 : 초전도 Coil, Coil을 극저온으로 유지시키기 위한 진공 단열용기, Thyristor Convertor

3. SMES의 동작원리

  1) 초전도 Coil을 이용하여 전기에너지를 자기에너지로 변환하여 저장하는 방법으로 최근 극저온 기술의 진보에 따라

      개발이 촉진되고 있다.

  2) Coil의 인덕턴스에 전류를 흘리면 Coil에 축적되는 전기에너지는 $E= \frac{1}{2}  L I^{2} [W]$로 저장된다.

  3) AC  →  DC  :  $V=L \frac{dI}{dt} $ 충전,  Thyristor 점호각 0˚ $ <  \alpha  < $ 90˚

  4) DC  →  AC  :  $V=-L \frac{dI}{dt} $ 방전,  Thyristor 점호각 90˚ $<  \alpha  <$ 180˚

 

4. SMES의 특징

  1) SMES의 장점

     (1) 에너지 저장효율이 90[%] 이상으로 높고, 입·출력속도가 빠르다.

     (2) 유효전력과 무효전력을 독립적으로 제어

     (3) 저장밀도가 양수발전에 비해 대단히 크다.

     (4) 입지조건의 제약이 거의 없다.

     (5) 부하 평준화, 부하변동 보상, 전력계통의 안정도향상, 주파수조정, 정전대응, 전력품질의 향상 등 광범위한 효과

          기대

  2) SMES 의 단점

     · 약간의 Coil 손실 때문에 장기간 저장에는 적합치 않아 매일 에너지를 저장, 방전시키는 일간운용에 적합하다.

 

5. 향후 전망

  · 가까운 장래에 실용화 가능한 기술로 전망되고 있다.

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 발전공학 문제로 나올 법한 SMES(초전도 자기 에너지 저장 설비)에 대하여 알아 보았습니다.