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우수기술

유량 제어 전력을 최소화하고 전지 출력을 최대화하는 레독스 흐름 전지 운용 시스템
분야
전자/전기

배터리 운용 시스템 및 운용 방법

보유기관 및 연구자 : 한국전자기술연구원 오승열 박사

개발상태
6/9

기술완성도

TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
특허정보

기술 개발 배경

전력은 한번 생산된 이후 시간이 흐를수록 전력이 강하하는 특성이 있어 생산된 전력을 적절하게 저장하는 방안을 요구


 유가 급등이나 환경 규제로 인한 기존 발전기에 대한 제약이 많아져 화석 연료에 의존한 발전에서 신재생 에너지 보급을 확대하는 노력이 증가 중

○ 신재생 에너지는 설비비가 높은 반면, 환경오염없이 반영구적 사용의 장점이 있으나, 신재생 에너지 발전원은 주변 환경 영향에 매우 민감하게 반응 

○ 생산된 전력을 온전하게 저장할 수 있는 고효율의 전지가 요구됨


기술개발 내용 및 차별성

전력 저장 및 출력을 적절하게 수행하되, 최적의 출력 제공이 가능하게 적절한 펌프 동작 제어가 가능하도록 지원하는 시스템


○ 온도 제어 최적화 : 적절한 출력 유지를 위해 저항 분압을 통해 계측하는 방법을 사용하고, 충·방전 제어 및 특수 제어를 담당하는 MCU를 포함하여 시스템을 최적화함

 펌프 동작 제어 최적화 : 액체 상태 전지에서 출력되는 전원을 이용하도록 구현하여 소형화가 가능하며 설치나 운반 등이 용이한 전지를 제공함 

 흐름전지의 안정성과 신뢰성 제공 : 흐름전지 특성에 맞는 관리 시스템을 개발하고 운용방법을 최적화하여 출력 최대화와 함께 안정성과 신뢰성을 제공함 


기술 구현 내용

 센싱부가 레독스 흐름전지 장치의 다양한 센서 데이터를 수집하고 이를 중앙 제어부에 제공함

 중앙제어부는 수집된 센서 데이터를 기반으로 제어 신호를 생성하고, 각 구성 장치에 제공함으로써 구동 제어와 과전류 제어를 실시함

○ 중앙제어부는 센서 데이터에 따른 제어 신호를 통신부 및 표시 장치에 각각 제공하여 정보 출력을 지원함


레독스 흐름 전지 장치 제어를 위한 배터리 관리 시스템의 운용 설명

기술동향

○ 리튬 기반 고체 배터리의 잦은 화재와 낮은 수명으로 대용량   장주기 저장 용도에 맞는 RFB가 각광을 받고 있음

 최근 고에너지 밀도 시스템에 관심이 높아지며 비수용성 RFB 에 대한 연구가 활발해지고 있다.

 정치형 에너지 저장에 대한 수요가 세계 에너지 시스템 연구 의 지평을 빠르게 변화시키며 RFB 기술의 중요성을 키움


시장동향

○ 아시아 지역은 연평균 성장률 8.94%, 유럽 지역은 8.83%, 미주 지역은 7.99%로 증가하고 있으며, 2016년 기준으로 미주 지역이 43.50%로 가장 높은 점유율을 보이고 있음


글로벌 바나듐계 레독스 시장의 지역별 시장 규모 및 전망

연구자 정보