1. 에너지 저장 장치 (ESS, Energy Storage System)
ㅇ 생산된 에너지를 저장해 두었다가 필요할 때 다시 공급하는 장치
- 전력 계통의 안정성 확보, 재생 에너지의 변동성 보완, 비상 전원 공급 등 다양한 목적으로 활용
2. 주요 기능
ㅇ 수급 균형 조정 : 전력 수요와 공급이 맞지 않을 때 에너지를 저장하거나 방출
ㅇ 신재생에너지 연계 : 태양광 발전, 풍력 발전 등 간헐적인 에너지의 출력을 안정화
ㅇ 비상 전원 공급 : 정전 시에도 중요한 설비에 전력 제공
ㅇ 전력 품질 향상 : 주파수 안정화, 전압 유지, 전력 피크 억제
3. 분류
ㅇ 물리적 방식
- 양수식 발전 (Pumped Hydro Storage, PHS) : (중력을 기반)
. 서로 높이가 다른 저수고를 이용
. 전력 잉여 시 물을 높은 곳으로 끌어올려 저장 → 필요 시 낙차로 발전
- 압축 가스 방식
. 이산화탄소 등 가스 압축 저장 후 필요시 팽창해서 터빈을 통과시켜 발전
. 압축 공기 저장 (CAES, Compressed Air Energy Storage)
.. 잉여 전력으로 공기를 압축해 지하 동굴 등에 저장 → 필요 시 팽창시켜 발전
- 플라이휠 (Flywheel Energy Storage)
. 회전체(로터)에 운동에너지를 저장 → 필요 시 발전기로 에너지 회수
.. 충전 시 모터를 이용해 로터를 회전시키고,
.. 방전 시 발전기를 이용해 저장된 에너지를 전기로 변환
ㅇ 전기화학적 방식 : (배터리 기반 ESS)
- 리튬이온 배터리 (가장 보급형, 고 효율, 고 에너지 밀도, 화재 가능성 존재)
- 납축전지 (저비용, 수명 짧음)
- 나트륨-황(Na-S) 배터리 (대용량, 고온 운전 필요)
- 레독스 플로우 배터리 (수명이 길고 대규모 저장에 적합)
. 전해액을 이용해 대규모로 에너지를 저장
. 수명이 매우 길고 안전하지만, 시스템 부피가 크고 에너지 밀도가 낮음
ㅇ 기타 방식
- 슈퍼커패시터 (Supercapacitor)
. 빠른 충·방전, 수명 길지만 에너지 밀도 낮음
- 수소 저장 (Power-to-Gas, P2G)
. 잉여 전력 → 전기분해로 수소 생산 → 연료전지 등으로 재사용