본 연구에서는 베이지언 확률적 동태일반균형(DSGE) 모형을 이용하여 재생에너지 보급 정책이 거시경제에 미치는 영향을 분석하였다. 전통적 발전원(원자력·화력)과 재생에너지 발전원 간 불완전 대체적 관계를 활용하여 재생에너지 발전산업 고유의 기술진보만으로는 에너지 전환에 따른 국가 전체의 온실가스 감축 목표를 달성하기 어려우며, 산업 전반적인 온실가스 감축 기술이 함께 향상될 때 비로소 온실가스 배출량이 감축된다는 점을 보였다. 전력시장 경직성에 의하여 발전사업자의 투자에 대한 합리적 보상이 이루어지지 않는 상황에서는 오히려 총소비가 위축되는 결과가 도출되었다.
국내에서 IGCC 플랜트의 복합발전시스템의 평가는 여러 분야별로 진행되어 왔다. 크게 살펴보면 다음과 같다. 첫 번째는 가스터빈 쪽의 기술이다. 즉, 기존 천연가스를 이용하는 가스터빈을 어떻게 하면 석탄가스를 사용하는 IGCC 플랜트에 적합하게 맞출 것인가 하는 문제이다. 두 번째는 효율을 어떻게 하면 높일 수 있는가의 문제로서 석탄의 종류, 가스화 방법을 효율적으로 선택, HRSG(heat recovery steam generator)를 효율적으로 설계, 그리고 정제공정에서의 에너지 소비를 줄이는 분야였다. 세 번째는 어떻게 하면 오염을 줄일까의 문제로서 질소나 스팀 분사를 연계하여 NOx를 감소시키고 정제 공정에 사용되는 촉매를 개발한다던지 공정을 발달시키는 분야였다. 이 외에도 여러 종류의 연구가 이 분야에서 있었으나 주로 설계 분야의 연구가 주되였다. 이것은 발전소의 건설을 위한 초기 단계로서 당연한 결과일 수 있다. 그러나, 지금 IGCC 플랜트가 건설되는 과정에 있으므로 우리나라 전력계통 연계와의 문제도 생각해보아야 한다고 생각한다. 따라서 이번 연구에서는 IGCC 플랜트 운영의 불확실성이 약간이라도 존재하기에 이 플랜트가 기저발전 보다는 첨두발전 쪽이나 태양열/광발전, 풍력발전 등 다른 신재생에너지 자원처럼 독립된 전력 시스템으로 운영될 것이라 생각하고 이렇게 운영될 때는 발전소의 부하률의 변화가 심할 수 있다는 가정하에 플랜트의 부하률에 따른 석탄의 합성가스, 연료가스 전환량 및 전환효율 및 발전량 및 발전효율을 전산모사를 통해 예측해보았다.
풍력발전기술은 전적으로 바람의 세기에 의존하는 신재생에너지원으로서 바람의 강도가 발전전력의 양과 풍력시스템의 효용성에 절대적인 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 연구사업을 통해서 이루어지는 풍력자원의 조사는 풍력발전기술의 적용에 앞서 최우선적으로 수행되어야 함이 본 연구사업의 중요성이라 할 수 있다. 풍력자원에 대한 실측자료로서 풍력자원 특성의 분석이 가능하고 이에 따라 풍력발전기의 용량 및 수량과 적용방안 및 최종적으로 정량적인 의미에서의 경제성 분석도 가능하게 되었다. 본 연구에서는 장차의 본격적인 풍력발전기술의 적용에 앞서 기존 기상청의 풍력자료와 일정한 기준에 의하여 선정된 후보지점을 중심으로 도상검토 및 실사를 통해 1차년도에 9군데, 2차년도에 6군데 총 15개 지점에 대한 실측지점을 선정하여 실측기기의 설치와 풍력자료의 분석으로서 정밀한 풍력자원의 특성을 분석하고 향후 본격적인 풍력발전 단지 건설 사업추진에 대비하고자 수행된 연구사업이며, 아울러 개괄적인 국내 풍력자원 분포를 파악하기 위한 광역 풍력자원 분포도를 개발하였다.
태양광 발전설비 등을 포함한 신재생에너지원을 활용한 발전설비는 설치면적이 넓은 편이어서 도심 거주지역에는 대용량을 설치 하기가 힘들다. 따라서 원거리의 도서지역 등에 설치하는 것이 일반적으로, 발전설비를 보유한 사용자들의 실질적인 혜택을 위하여 발전설비를 통해 생산한 전력과 거주지 등에서 소비하는 전력을 실시간으로 관리할 수 있는 방법이 필요하다. 현재, 스마트 그리드에서는 실시간 요금제 및 전력의 양방향화를 통해 사용자들이 전력을 효율적으로 사용하는 방법에 대한 도입을 추진하고 있다. 본 논문에서는 각 사용자별 전력생산과 전력소비의 시간대별 관리를 수행하고, 효율적인 전력사용이 이뤄지도록 하여 신재생에너지원에서 발전된 전력을 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
중앙 전력과 단절된 독립형 마이크로그리드는 발전된 신재생 에너지를 저장하는 ESS의 효율적인 운영을 통해 블랙아웃을 방지하고 디젤 발전기의 발전 비용을 최소화하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 기상 정보를 이용하여 신재생 에너지 발전량을 예측하고, 최적화 알고리즘을 이용해 생성된 후보 계획의 평가 시 ESS의 SOC를 유지하지 못하는 경우 페널티를 부여함으로써 신재생 발전량 예측의 오류에 대비하였다. 시뮬레이션 실험을 통해 제안하는 SOC 유지를 고려한 운영 계획 최적화 방안이 기존의 예측 제어 기반 최적화 방안에 비해 블랙아웃을 방지하면서도 디젤 발전 비용을 절감할 수 있음을 확인하였다.
태양광, 풍력 등의 신재생 에너지는 기상조건 및 환경변화에 민감한 자원이다. 설치위치 및 구조에 따른 설비의 발전량이 달라질 수 있기 때문에 정확한 발전량 예측은 중요하다. 기상 빅데이터를 활용하여 주성분 분석을 기반으로 데이터 전처리 과정을 진행하여 신재생 에너지 발전량 예측 시 영향을 미치는 피처간의 관계를 모니터링하였다. 또한, 본 연구에서는 영향을 미치는 민감도에 따라 데이터셋을 재구성하여 머신러닝 모델에 적용하여 예측도를 테스트하였다. 제안한 모형을 사용하여 신재생 에너지를 대상으로 기상환경에 따라 에너지 발전량을 예측하고 해당 시점의 실제 생산 값과 비교함으로써 랜덤 포레스트 회귀 분석을 적용한 에너지 발전량 예측에 대한 성능을 확인하였다.
기후변화 대응을 위해 세계적으로 신 재생에너지의 분담율(penetration rate)은 갈수록 증가하고 있고, 정부에서는 2015년까지 신 재생에너지의 개발에 총 40조원을 투자한다는 적극적인 계획을 세우고 있다. 하지만 신 재생에너지 중 전력 생산에 가장 큰 비중을 차지하는 풍력발전은 비급전성과 간헐성 등의 제약으로 인해 안정적인 전력을 공급하기 힘들뿐만 아니라 전력계통의 신뢰성을 악화시킬 수도 있는 리스크를 잠재하고 있는 에너지원이다. 이에 풍력발전 등 신 재생에너지원의 출력을 안정화시키기 위한 Smart Renewable 프로젝트가 현재 제주도에서 실증 단계에 있다. 이 논문에서는 한국전력 컨소시엄의 Smart Renewable 프로젝트 대상인 660kW급 풍력터빈과 200kWh급 리튬-이온 배터리 에너지저장장치를 이용하여, 풍력터빈의 출력을 평활화시키는 평활화 제어(Smoothing Control)와 일정시간동안 균일한 출력을 낼 수 있게 하는 정출력 제어(Constant Power Control)의 두 가지 기법을 시뮬레이션 하였다. t 시점의 에너지저장장치 잔존용량을 피드백 받아 t+1 시점의 풍력터빈과 에너지저장장치 합성출력의 목표치를 설정하는 잔존용량 피드백 방법을 이용하여 에너지저장장치의 운전모드, 초기 용량, 평활화 시정수(time constant) 등의 조건 변화가 평활화 제어와 정출력 제어에 미치는 영향을 각각 확인하고, 주어진 기기 조건 하에서 최적의 시정수 값과 운전모드를 도출하였다.
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 주요 기업들을 대상으로 전력 사용을 100% 재생에너지로 전환하자는 RE100 캠페인이 국내외에서 뜨거운 관심을 받고 있다. 2019년 12월 기준으로는 Apple, BMW Group 등 전 세계 211개 기업이 RE100 캠페인에 참여한 것으로 알려져 있다. RE100이 확산됨에 따라 해외 RE100 기업이 국내 협력기업에게도 재생에너지 사용을 요청하는 사례가 발생하고 있는데, 국내는 RE100 도입을 위한 전력거래제도가 마련되지 않았고, 재생에너지 발전원가가 높아 당장의 RE100 이행은 어려운 상황이다. 이에 따라, 장차 RE100이 국내 기업에 무역장벽으로 작용할 가능성이 제기되고 있어 본고에서는 RE100의 현황과 RE100 도입 비용을 낮추는 방안으로써 RE100과 탄소배출권의 연계에 대해 논의하고자 한다. 이를 통해 탄소배출권과 연계한 RE100 이행이 가능해지는 경우, 국내 재생에너지 보급 확대 및 국가 탄소배출 감축 계획 이행에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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