압축공기저장시설의 국내적용을 위한 지하공동의 기밀성 분석
Airtigghtness Analyses of an Underground Cavern for CAES in Korea
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초록
대부분의 재생에너지는 계절별, 시간대별 공급편차가 큰 단점이 있다. 대규모 에너지저장시스템인 압축공기저장시설(Compressed Air Energy Storage, CAES)은 잉여전력으로 공기를 압축하여 지하에 저장하고 전력공급이 필요할 때 압축공기로 전력을 생산한다. CAES의 핵심은 압축공기가 손실되지 않게 기밀성을 확보하는 것이다. 본 연구에서는 CAES의 국내도입을 위해 지하공동에 복공재(lining) 설치시, 기밀성확보가 가능한지를 공학적으로 분석하였다. 표준사례의 경우 1일이 지났을 때 6.9%의 압력손실률을 보였다. 민감도분석 결과 1일 후 5% 이내의 압력손실률을 확보하기 위해서는 복공재 투수계수가 표준사례의 0.1배인 10-9 cm/s 이하이어야 한다. 심도(암반두께)가 100 m 이상인 경우, 암반투수계수가 표준사례의 0.1배인 10-6 cm/s 이하이거나 지하수층의 위치가 지표부터 존재해야함을 알 수 있다. 교차민감도분석을 수행한 결과, 심도와 지하수층 위치가 상호보완관계에 있으며 5% 이내의 압력손실률을 확보하기 위해서는 심도가 깊어지더라도 암반투수계수가 표준사례인 10-5 cm/s 이하로 설정되야한다. 또한 복공재의 두께가 두꺼워지더라도 그 투수계수는 표준사례의 0.1배인 10-9 cm/s 이하로 설정해야한다.
Abstract
Most of renewable energies have disadvantage of uneven electric-power generation depending on time and weather conditions. CAES (Compressed Air Energy Storage) system stores compressed air in an underground cavern using surplus power. Then, the compressed air is used to produce electric-power when power-supply is needed. The core of CAES applicability is guarantee of airtightness of the storage. In this study, the effectiveness of a cavern for CAES in Korea is analyzed. In a standard case studied, 6.9% cavern pressure loss is observed after 24 hours. Through sensitivity analyses, to have less than 5% of pressure loss after 1 day, permeability of lining should be lower than 10-9 cm/s or rock depth be deeper than 100 m or permeability of rock be lower than 10-6 cm/s. The results of cross sensitivity analyses show that there is a relationship between rock depth and groundwater level for hydrostatic pressure. Even if rock depth becomes deeper, it does not provide sufficient pressure conservation, so permeability of rock is set lower than 10-5 cm/s. Although thickness of lining becomes thicker, its permeability should be lower than 10-9 cm/s for less than 5% pressure loss.
참고문헌 (8)
- 안경철, "강원도 신재생에너지산업의 현황과 발전방안", pp.3~ (2009), 한국은행 강원본부
- Aziz, K, "Petroleum Reservoir Simulation", pp.11~41 (1979), Applied Science Pub.
- Jean, P, "Saturated Steam Relative Permeabilities of Unconsolidated Porous Media", Transport in Porous Media, 17(2), pp.105~120 (1994)
- Jeong, H, "Reservoir Characterization Using Gradual Deformation Method with Ensemble Kalman Filter", 석사, pp.2008
- Jessica, L.N, "Reservoir Simulation of Combined Wind Energy and Compressed Air Energy Storage in Different Geologic Settings", 석사, pp.2006
- Jessica, L.N, "Feasibility of Using Wind Energy and CAES Systems in a Variety of Geologic Systems", EUROPEC, 2009, ~[DOI]