This paper covers a study aimed at understanding the thermal characteristics of a thermal energy storage unit (TESU), which is a crucial factor affecting the performance of a next-generation large-capacity energy storage system called the cryogenic energy storage system. The study investigates the relationship between the round-trip efficiency of the cryogenic energy storage system and the performance of the TESU through its utility and the coefficient of performance (COP) of the air liquefaction plant. The goal of this research is to develop a TESU with a utility of over 0.9, which is necessary to achieve the target round-trip efficiency pursued by previous studies. The choice of the thermal energy storage material and the configuration of the heat exchanger in the TESU are determined as conditions for the specifications of the storage. The operating cycle, operating pressure, and mass flow rate are determined as operating conditions for the TESU. This paper investigates the performance variation of the TESU by considering these conditions as variables, identifies the key variables, and establishes and presents a performance prediction model that can predict the thermal behavior of the TESU based on these variables.
본 논문은 차세대 대용량 에너지 저장 장치인 액화공기 에너지 저장 시스템의 성능에 결정적인 영향을 미치는 요소인 냉열저장소의 열적 특성을 파악하는 연구를 다룬다. 본 연구는 냉열저장소의 성능으로 유용도가 제시했고, 유용도와 공기 액화 플랜트의 COP를 바탕으로 액화공기 에너지 저장 시스템의 왕복 효율의 관계를 파악했다. 선행연구들이 목표로 하는 왕복 효율을 달성하기 위해 0.9 이상의 유용도를 갖는 냉열저장소를 개발하는 것을 목표로 한다. 냉열저장소의 냉열저장물질과 열교환부의 형상이 냉열저장소의 규격에 대한 조건으로 결정되었고, 냉열저장소의 작동 주기, 작동 압력, 그리고 유체의 질량유량이 냉열저장소의 작동 조건으로 결정되었다. 본 논문은 이 조건들을 변수로 하여 냉열저장소의 성능 변화를 파악하여 핵심 변수를 파악하고 이것을 바탕으로 냉열저장소의 열적 거동을 예측할 수 있는 성능예측모델을 수립 및 제시한다.
