단열특성 및 운영모드가 압축공기에너지 지하저장 공동의 저장효율에 미치는 영향
Influence of Insulation Characteristics and Operational Modes on the Storage Efficiency in Underground Caverns for Compressed Air Energy Storage (CAES)
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초록
복공식 암반공동(lined rock cavern, LRC)은 대용량 전력저장 장치로서의 압축공기에너지 발전시스템의저장 공간으로 비교적 천심도에도 설치 가능함이 최근의 수치해석 결과 및 실증실험 결과를 통해 검증된 바있다. 본 연구에서는 압축공기에너지의 지하저장을 위한 LRC 저장공동의 경제성 향상 및 운영 효율을 극대화하기 위한 공동 사양 및 운영 조건 설정을 목적으로 LRC 단열사양, 운영 모드 및 주입 온도가 저장 효율에 미치는영향을 분석하였다. 저장 효율 평가를 위해서는 기 개발된 LRC 저장공동의 에너지수지 기본식과 TOUGH2해석코드를 이용한 온도·압력 예측 해석 결과를 이용하였다. 분석 결과, LRC 저장공동 단열조건은 저장효율에큰 영향을 미치지 않았으며, 1일 운전과정 중 압축-저장 시간이 길어질수록 공동 내 온도변화량이 감소하여저장효율이 증가하는 결과를 보였다.
Abstract
Compressed air energy storage (CAES) is one of the electric energy storage methods at a large scale. Recent numerical studies and in-situ pilot tests have demonstrated that lined rock caverns (LRC) is feasible for an underground storage space of the CAES even at a shallow depth. In this study, we investigated the influence of insulation and operational conditions of the LRC on its storage efficiency to optimize the economical feasibility and so as to include in designing specification and operational conditions of the caverns. In evaluating the efficiency, the energy balance equation developed by our previous study, where pressure and temperature estimation produced by TOUGH2 analysis were used as an input, was employed. From the analysis results, we showed that the effect of insulation condition was comparatively insignificant to a storage efficiency but, the efficiency can be improved when the duration of compression-injection period during a daily operation becomes longer, since the temperature variation inside the LRC is reduced under these conditions.
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