화석 연료를 사용하지 않는 재생에너지원은 공급이 일정하지 않아 지속적으로 활용하기 어렵습니다. 예를 들어 태양광의 경우, 일부 지역에서는 풍부한 일조량을 얻을 수 있지만 남는 에너지를 저장하지 못하면 해가 지는 시간에는 사용할 수 없습니다.
호주에 기반을 둔 태양광 발전 전문가인 RayGen은 이러한 도전에 대응하고 있습니다. 이 회사는 빅토리아주 카워프의 파일럿 공장에서 태양광과 태양열 에너지를 모두 사용하여 현지 전력망에 재생 에너지를 공급하는 최첨단 에너지 저장 시스템을 개발했습니다.
전력망이 가장 필요할 때 전력 공급
RayGen은 광활한 미러 필드를 활용해 태양 에너지를 모으고, 이를 태양광 발전 방식으로 전기에너지로 전환합니다. 미러에 집광된 태양광은 솔라 타워로 전달되어 전력을 생산하며, 이렇게 생성된 전기는 일반적인 방식으로 전력망에 공급되거나, 에너지 저장 방식의 하나로 물을 거의 영하에 가까운 온도로 냉각하는 데 사용됩니다.
그렇다면 차가운 물이 어떻게 태양에너지를 저장할 수 있을까요? 고도로 집광된 태양광 패널은 많은 열을 발생시키며, 이 열은 또 다른 수조의 물을 끓기 직전 온도까지 가열하는 데 활용됩니다. 이렇게 만들어진 온도 차와 유기 랭킨 사이클 ORC - 별도 안내 참고, 그리고 아트라스콥코 그룹의 터보익스팬더 기술을 결합하면 해가 진 뒤에도 언제든지 전력을 생산할 수 있는 가능성이 열립니다
"에너지 저장에 대해 이야기할 때 사람들은 먼저 배터리를 생각하지만, 12시간에서 24시간 동안 에너지를 저장하는 것은 매우 비용이 많이 듭니다. 아트라스콥코의 익스팬더는 전력망에 가장 필요한 시기에 열 에너지를 전기로 변환합니다."라고 캘리포니아 아트라스콥코 Mafi-Trench의 마케팅 및 R&D 관리자인 Louis Mann은 말합니다.
Louis의 영업 및 애플리케이션 엔지니어인 Ysabel Murguia는 "이 공장과 같은 방식으로 에너지 저장 장치를 사용하는 응용 분야는 전 세계에 많지 않습니다."라고 덧붙입니다.
왼쪽 이미지: 터보 익스팬더 기술은 언제든지 전기를 생산할 수 있는 가능성을 열어줍니다.
오른쪽 이미지: 호주에 있는 RayGen의 파일럿 플랜트는 현지 전력망에 재생 에너지를 공급하기 위해 태양광 및 태양열 에너지를 모두 사용합니다. (사진 제공: RayGen Resources Pty Ltd.)
비즈니스 규모의 확대
아트라스콥코는 1980년대부터 축적해 온 ORC 터보익스팬더 기술의 풍부한 경험을 바탕으로 RayGen의 협력 요청을 받게 되었습니다. 파일럿 플랜트는 2022년에 가동을 시작했으며, 초기 성공과 전 세계 다양한 지역의 전력 회사들로부터 높아지는 관심은 프로젝트의 목표를 더욱 확대하는 계기가 되었습니다.
Ysabel은 이렇게 설명합니다. ‘파일럿 플랜트에서는 기어박스와 일체형으로 작동하는 프레임 4 익스팬더 제너레이터를 제작했습니다. 프레임 4는 중간 규모의 장비이지만, 상업용 시스템에는 새롭게 개발된 최대 규모의 프레임이 필요합니다. 현재 우리는 RayGen과 함께 전체 규모의 솔루션을 개발하고 있습니다.
미래를 내다보는 솔루션
진정한 검증은 상업 규모에서 이루어집니다. 이 방식의 에너지 저장이 기술적으로 가능한 수준을 넘어, 상업적으로도 충분히 실행 가능하다는 것을 세계에 입증하는 것입니다.
Louis는 ‘에너지 전환 과정 전반에서 규모의 경제를 실현하기 위해 더 큰 장비로 나아가는 흐름이 뚜렷하게 나타나고 있습니다’라고 말합니다.
따라서 이 파트너십은 에너지 부문에 폐기물을 최소화하면서 보다 안정적이고 일관된 재생 에너지를 제공할 수 있는 혁신적인 기술을 도입하는 데 도움이 됩니다.
Ysabel은 ‘이와 같은 형태의 에너지 저장 방식은 아직 흔하지 않지만, 재생에너지 공급에 대한 세계의 인식을 바꿀 잠재력을 지니고 있습니다’라고 말합니다.
이 솔루션 또는 일반 터보 익스팬더 기술에 관심이 있으세요? 이 블로그 게시물에서 자세히 알아보세요.
