정부의 제1차 국가에너지기본계획(국무총리실 외. 2008)과 제4, 5차 전력수급기본계획(지식경제부 2008, 2010)을 바탕으로 장기 에너지 시스템 분석모형인 LEAP(Long-range Energy Alternatives Planning system) 모형을 이용하여 2050년까지 발전 부문에서 재생가능 에너지의 확대를 통한 에너지 전환 시나리오에 대하여 정량적인 분석을 하였다. 기준 시나리오, 정부 정책 시나리오, 지속가능 사회 시나리오에 대한 발전량 및 설비 구성, 수입의존도, 연료 다양성 등 에너지 시스템에 대해 분석하는 한편, 온실가스, 대기오염물질, 온배수, 토지이용 등 환경영향을 검토하고, 시나리오별 총 비용을 분석하였다. 본 연구의 의의는 영국, 독일, 미국, 일본 등 선진국에서 전력 장기 시나리오들을 검토하는 한편, 국내 발전 부문 재생가능 에너지 전환의 가능성과 의미에 대해 화두를 던지고자 함이다.
화석연료의 고갈로 인하여 신재생에너지의 중요성이 부각되고 있는 현재, 신재생에너지가 부각되고 있다. 본 논문에서는 신재생에너지원중 큰부분을 차지하는 태양광에서 발전되는 에너지를 효율적으로 사용하기 위함을 목적으로 한다. 기존의 태양광 시스템에 배터리를 이용하여 에너지를 저장하여 부하의 수요가 클 경우 배터리의 에너지를 방전하여 전체수요의 최대 전력을 삭감하고자 한다. 이를 위한 알고리즘, 실험, 모니터링을 통하여 이를 입증하고자 한다.
현재 전력수급 상황은 제4차 전력수급 기본계획을 통하여 안정적인 전력공급을 도모하고 있다. 미래의 전력수요를 예측하는 수요예측(Load Forecast)과 소비자의 합리적인 전기소비를 가능하게 하는 수요관리(Demand Management) 및 소비자가 능동적으로 전기소비를 선택하여 사용할 수 있는 수요반응(Demand response)이 있다. 이와 더불어 제 3차 신재생에너지 기본계획을 바탕으로 신재생에너지원을 고려해 수요예측 및 수요관리를 한다면 환경문제와 연료고갈 문제의 개선과 기타 에너지원의 절약이 가능하다. 또한 탄소량 배출 감소 효과와 현재의 수요관리 목표량보다 효과적인 수요관리가 가능하다.
The expanding significance of energy storage (ES) technology is increasing the acceptability of power systems by augmenting renewable energy supply. To deploy such ES technologies, we must select the optimal technology that meets the requirements of the system and confirm the technical and economic feasibility of the business model based on it. Herein, we propose a method and tool for selecting the optimal ES technology and service suitable for meeting the requirements of the system, based on its performance characteristics. The method described in this study can be used to discover and apply various ES technologies and develop business models with excellent economic feasibility.
계통 미연계 도서지역에 경제적으로 분산전원을 구축하기 위해서는 총 발전량 대비 적정 신재생에너지 발전 비율을 산정해야한다. 도서지역은 소규모 전력계통으로 이루어져 있어, 신재생에너지 출력의 간헐성은 계통에 미치는 영향이 크기 때문에 ESS(신재생에너지 설비용량 ${\times}$ 4h)를 설치하도록 의무화 하고 있다. ESS의 높은 설치단가는 경제성을 하락시키는 요인으로 작용하기 때문에, 적정용량의 신재생에너지 설비를 구축하는 것이 ESS로 인한 경제성 하락을 최소화 할 수 있다. 본 논문은 도서지역의 총 발전량의 30% 이상을 신재생발전으로 공급한다는 조건에서, 경제성을 고려한 신재생에너지 발전 방안을 제시한다.
대표적인 신$\cdot$재생에너지의 시장확대 정책으로 RPS와 기준가격의무구매제가 주요 선진국에서 실시되고 있으며 자국의 자원부존과 경제사회여건에 맞춰 적합한 정책수단을 선택하고 있음. RPS 실시국가에서 RPS는 특별법으로 제정되어 실시효과를 극대화하고 있으며, 신$\cdot$재생에너지발전 인중서의 거래를 포함시켜 시너지효과를 거두고 있음. RPS의 단일의 최적모델은 존재하지 않으며 기본설계와 세부사항은 각 국의 고유의 자원부존 여건 및 경제사회적 특징에 따라 달라짐. RPS의 국내도입이 전력시장과 국민경제에 미치는 영향은 그리 크지 않으며 외부효과를 감하면 편익을 초래함. 또한 수요조사결과 RPS에 대한 선호도가 비교적 높게 나타나며 산$\cdot$ 재생에너지발전의 시장확대 수단으로 높은 점수를 매기고 있음 그러나 RPS의 기본설계를 신중히 가져가야 할 것이며, 법제도 정비에 임해서는 기존에 실시되고 있는 기준가격우선구매제도(발전차액보전)의 고려해야 함.
Levelized generation cost(LGC) has been widely used in assessing feed-in tariffs(FiT) for electricity generating from new and renewable energies. Current FiTs for renewable electricity in Korea have been fixed and applied with realistic economic data by the efforts of KERI(Korea Electrotechnology Research Institute) since October 2006. Some critical issues on the estimation of LGC are, however, found in KERI's report. Major issues are the estimation of capital cost, the consideration of corporate tax, and the application of economic life cycle in the formulae for LGC. These critical issues are examined and interpreted in a correct way in this paper.
최근 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서 계통 연계시 안정성 유지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 계통의 안정성을 유지하기 위해 각국에서는 계통 연계 규정들을 통해 규제하고 있다. 본 논문은 계통연계형 신재생 에너지 발전 시스템에서 계통 사고 상황시 만족해야하는 LVRT (Low Voltage Ride Through) 규정과 이에 따른 제어 방안에 대한 논문이다. LVRT 규정은 계통 전압 사고시 전압 감소율에 따라서 발전시스템이 계통에 연계되어 있어야하는 조건, trip시킬 조건 및 계통 회복시간등에 대해 규정해 놓았다. 이러한 규정에 따라서 전압 감소율 및 회복 시간에 따라서 무효전류를 공급해주어야 한다. 본 논문에서는 각국의 grid code에 대해 살펴보고 계통사고 상황시 계통연계형 신재생 에너지 발전시스템의 LVRT 제어 방안을 개발하였다. 이 제어 방안은 시뮬레이션을 통해 그 유효성을 검증하였다.
본 논문에서는 국내 발전산업에 대한 비용함수를 추정하고 계수에 대한 시뮬레이션을 통하여 신재생에너지 투입 확대가 화석에너지 수요와 전력공급가격에 미치는 파급효과를 분석한다. 신재생에너지는 풍력, 태양광, 바이오, 연료전지, 수력 등 여러 에너지원을 통합한 개념으로서 산정방식의 일반화 문제와 자료의 제약 등의 이유로 각 에너지원의 상용 단가를 하나의 투입 가격으로 객관적으로 산정하는 것은 용이하지 않다. 이러한 현실적 한계를 고려하여 적정 수준의 신재생에너지 투입을 전제로 제약비용함수(restricted cost function)를 도출한 다음, 공급관계식(supply relation)을 결합하여 추정을 위한 방정식체계를 구성한다. 특히 신재생에너지의 암묵가격(shadow price)을 산출함으로써 신재생에너지 투입 확대로 인한 기업의 잠재적 비용부담의 변화추이를 분석한다.
도로 환경 모니터링을 위한 센서 노드의 전력원으로 유도풍을 이용한 압전에너지 하베스팅 기술은 기존 재생 에너지의 설치 및 작동 조건에 영향을 받지 않고, 도로상에 주오염원인 자동차에서 발생되는 폐에너지를 활용하는 친환경적 에너지 순환시스템을 구현하는 핵심 요소이다. 차량 유도풍에 의해 발생되는 풍압으로 도로 상의 구조물에 진동을 유발한다. 이 때 발생한 진동 에너지는 압전체를 통해 전기 에너지로 변환, 저장할 수 있다. 이렇게 저장된 에너지는 센서의 구동과 무선 데이터 송수신을 위한 센서 노드의 전력원으로 사용함으로써 별도의 전력원이 필요없게 된다. 본 연구에서는 60km/h로 주행하는 한 대의 차량에 의해 2.7m/s의 유도풍이 발생하여 0.6g로 도로 상의 구조물에 에너지를 전달하게 된다. 전달된 에너지가 압전체를 통해 15uJ 전기에너지로 저장된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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