사업화 유망기술

에너지 저장을 위한 전력 변환기

에너지저장장치용 전력 변환기

본 기술은 매트릭스 정류기 및 매트릭스 정류기의 입력 역률 제어 방법에 관한 기술

보유기관 : 중앙대학교       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 가상 입력 커패시터를 도입한 매트릭스 정류기 및 매트릭스 정류기의 입력 역률 제어 방법에 관한 기술임

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
매트릭스 정류기 및 그에 따른 입력 역률 제어 방법 10-2168161

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 가상 입력 커패시터를 도입한 매트릭스 정류기 및 매트릭스 정류기의 입력 역률 제어 방법에 관한 기술임

- 본 기술에 따른 매트릭스 정류기는 입력 LC 필터와 병렬로 내장하고 있어 매트릭스 정류기의 LC 필터의 주요 역률을 확실히 보상할 수 있음

대표도면

[본 기술에 따른 고 전력 모터 구동 시스템]

기존 기술 대비 우위성

- 출력 전압 및 전류를 높은 품질로 제어 할 수 있음

- 기존 전압형 컨버터 대비 단락사고 방지에 대한 비용을 줄일 수 있음

- Single stage 전력 변환이 가능하여 충전 시스템의 부피와 비용을 줄이고 효율을 증가시킬 수 있음

구현 방법

본 에너지저장장치용 전력변화장치는 아래와 같이 구성됨

- 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환시켜주는 rectifier 부분
- 직류 전압을 이용해 모터를 구동시키는 inverter 부분

기술동향

- 전원부품을 납품, 연료전지용 DC/DC 컨버터에 대한 제작과 설계 등 모든 자료와 국내 독점생산권, 해외 수출권을 확보할 계획임

- 국내의 경우, 전력변환장치는 유틸리티급 기능 대응을 위한 고출력화, 고효율화 기술이 취약하여 실증을 통한 신뢰성 검증관련 기술개발을 추진 중에 있음

시장동향

- 전력변환장치 시장은 특정기업이 시장을 과점하고 있지 않으나 ABB, Parker 등이 대형 ESS 프로젝트를 위한 높은 기술력을 보유하고 있으며, 국내 PCS 업체의 해외 시장 참여는 저조함

- 가장 부가가치가 큰 분야는 SI로 AES Energy Storage 등 3개 기업이 해외시장을 선도하고 있음

- 국내 에너지저장시스템(ESS)은 2016년 3,000억 원 규모에서 연평균 성장률 10%로 2021년 4,832억 원 규모로 성장될 전망임

[에너지저장시스템(ESS) 국내 시장규모 및 전망]

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