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Battery

<2015년판> Redox Flow Battery 최근 기술 동향 및 시장 전망 (~2020)
  • 발간일 : 2015-11-04
  • 발간주기 : 비정기
  • 페이지 : 238 페이지
  • 가격 : 3,500,000원
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대용량 에너지저장 시스템

전 세계적으로 에너지 수요가 급증하면서 화석연료의 지속적인 사용으로 인해 CO2가 계속 배출되어 
환경오염 및 지구 온난화 현상이 초래되고 있다. 이러한 온실가스 배출 억제를 위해 
태양광, 풍력, 연료전지 등의 신재생에너지가 각광을 받고 있고, 보급도 급속히 확대되고 있다. 
하지만 신재생에너지는 입지환경이나 자연조건에 크게 영향을 받으므로 출력 변동이 심하여 
연속적인 공급이 힘들고 에너지 생산시점과 수요시점의 시간차가 발생하게 되어 이에 대한 해결방안으로 
대용량 에너지저장 시스템의 중요성이 대두되고 있다.

에너지저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 남는 전력을 저장하여 필요할 때 공급함으로써 
에너지 효율을 향상시키고, 신재생에너지의 활용도를 높이며, 전력 공급시스템을 안정화시켜 주는 전력공급장치이다. 
즉, 에너지저장 시스템은 잉여 전기를 저장하여 재활용하는 ‘전력저수지’ 기능을 수행할 수 있기 때문에 
정전시 비상전원으로 활용이 가능하고 전력부하 관리에도 유용하게 사용될 수 있다. 

사용 용도로는, 대규모 태양광 발전 및 풍력 발전 단지에는 대용량 이차전지저장 시스템이 각광을 받고 있으며, 
잉여전력이나 야간 저부하시에는 양수발전, 압축공기, 플라이휠 등이 적용될 수 있다. 
특히 요즘 각광받고 있는 스마트 그리드에는 에너지저장 시스템 기술이 중요하게 부각되고 있으며, 
이러한 에너지저장 시스템중에서도 계통 상태에 따라 신속한 대응이 가능한 이차전지가 효율적인 것으로 알려져있다. 
따라서 에너지저장 시스템은 전력공급 안정화, 신재생에너지 확산 등의 부가가치를 창출하는 
녹색 분야의 핵심기술로써 급격한 시장 확대가 예상되는 신산업 분야이다.  

Redox flow battery (레독스 플로우 전지)

레독스 플로우 전지는 기존 이차전지가 활물질(active material)이 포함되어 있는 전극에 

전기에너지를 저장하는 것과는 달리, 전해액에 포함되어 있는 활물질이 산화/환원(redox, reduction/oxidation)되어 
충방전되는 시스템으로 활물질의 화학적 에너지를 직접 전기에너지로 저장시키는 전기화학적 에너지저장 장치이다.

이러한 레독스 플로우 전지의 구성 요소는 산화상태가 각각 다른 활물질이 저장되어 있는 용량을 결정하는 
전해액 탱크와 충방전 시 활물질을 순환시키는 펌프 그리고 출력을 담당하는 스택으로 구성된다. 
특히 전해액 탱크와 스택이 분리되어 있는 구조이기 때문에 출력과 용량을 자유롭게 설계할 수 있으며 
설치 장소의 제한도 적은 편이다. 또한 CO2 등의 배기가스를 발생하지 않고 전해액 중의 바나듐 활물질은 
반영구적으로 재활용이 가능하여 자원을 효과적으로 활용할 수 있는 특징이 있다. 

레독스 플로우 전지의 활물질로는 V, Fe, Cr, Cu, Ti, Sn, Zn, Br 등의 전이금속을 강산 수용액에 용해하여 
제조한 전해질이 주로 사용되며, 양극 및 음극 활물질의 전위차에 의해 작동 전압이 결정된다. 
스택은 원하는 전압과 전류를 얻기 위해 직렬 및 병렬로 연결하여 적층된다.

그 특징으로는 출력 및 용량의 설계가 자유로우며 상온 작동형으로 안전성이 뛰어나고 
10년 이상의 장기간 사용이 가능한 장점이 있으나, 출력밀도 및 에너지밀도가 낮다는 단점은 있다.


- Contents - 

I. 대용량 에너지저장 기술의 개발 현황
1.1 대용량 에너지저장 시스템의 개념
1.2 대용량 에너지저장 기술의 종류와 특징
- Pumped storage, Compressed air, Lead acid, NaS battery, LIB,
  Supercapacitor, Redox flow battery
1.3 국가별 대용량 에너지저장 기술 개발 동향
- 일본, 한국, 중국, 미국, 유럽

II. Redox Flow Battery 기술
2.1 Redox Flow Battery의 개발 필요성
2.2 Redox Flow Battery의 이해
- Redox Flow의 개념, Redox Flow Battery의 개발 역사
2.3 Redox Flow Battery의 기술
- RFB ESS 구성, RFB 스택, RFB BOP, 
  RFB 핵심 소재(Redox Couple, Bipolar Plate, Membrane) 

III. Redox Flow Battery 응용 사례
3.1 Load Leveling
3.2 Power Quality Control Applicatiions
3.3 Coupling with Renewable Energy Sources
3.4 Electric Vehicles

Ⅳ. Redox Flow Battery 최근 기술 이슈 및 개방 동향
4.1 저가화
4.2 고출력 대형 스택
4.3 고에너지밀도

Ⅴ. Redox Flow Battery 특허 동향
5.1 Redox Flow Battery의 특허분석 범위 및 기준
5.2 특허청 소재국별 특허동향
5.3 출원인 특허 동향

VI. 주요 연구기관 및 기업체의 기술 개발 및 사업 동향
6.1 미국
- Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), Sandia National Laboratories (SNL),
  UniEnergy Technologies, Imergy Power Systems, EnerVault, ZBB Energy
6.2 일본
- Sumitomo Electric Industries, Ltd., Kansai Electric Power Co., Inc.,
  Okinawa Electric Power Co., Ltd.
6.3 유럽
- Fraunhofer ICT (Institute for chemical technology) (독일), 
  Gildemeister energy solutions (독일), REDT UK Ltd. (영국), EDP (스페인), Plurion Systems (영국)
  ITI Energy (영국), RISO DTU (덴마크)
6.4 호주
- V-Fuel Pty Ltd, Redflow
6.5 중국
- Prudent Energy, GEFC, DICP
6.6 한국
- 수계 RFB 개발 현황, 비수계 RFB 개발 현황

VII. Standardization of Flow Battery
7.1 국제표준화 활동
- 국제 표준안, 국내 표준안

VIII. Flow Battery Market Forecast
8.1 Flow Battery Market별 설치 실적 (~2020)
- Prudent, Sumitomo Electric Industries, ZBB
8.2 Worldwide Flow Battery 설치 실적
8.3 ESS Market Status (USA)
8.4 Flow Battery 설치 사례 연구
8.5 Flow Battery Market Factor Analysis
- Flow Battery Technology Position, Flow Battery Cost
  Flow Battery 실증 및 응용 사례, Flow Battery SWOT Analysis
8.6 Flow Battery Market Forecast (~2020) 

 

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