신재생에너지를 포함한 하이브리드 발전시스템의 경제성을 분석할 수 있는 HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable) 프로그램을 이용하여 독립적인 에너지그리드 시스템 최적화 설계를 수행하였다. 이 프로그램은 발전시스템에 필요한 디젤, ...
신재생에너지를 포함한 하이브리드 발전시스템의 경제성을 분석할 수 있는 HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable) 프로그램을 이용하여 독립적인 에너지그리드 시스템 최적화 설계를 수행하였다. 이 프로그램은 발전시스템에 필요한 디젤, 연료전지, 풍력, 태양광 및 배터리 등을 쉽게 적용 할 수 있으며, 다양한 범위의 발전 용량 및 다양한 변수들을 고려하여 최적의 발전시스템을 설계하고 그 경제성을 분석할 수 있다. 본 연구에서는 도서지역인 울릉도에서 열병합발전 이용한 지역난방과 신재생에너지원의 이용을 극대화하면서 안정적이고 경제적인 에너지시스템을 최적화 설계하고, 이에 대한 실제 적용 가능성을 시뮬레이션 통해 고찰하였다. 에너지저장장치(ESS)를 추가하여 에너지 자급자족이 가능한 친환경적이고 경제적인 에너지시스템을 설계하고, 최적의 발전 용량을 계산하였고 독립적인 신재생에너지 발전시스템의 적용 가능성을 확인하였다. 또한 열과 전기를 따로 생산하여 공급하던 에너지 시스템에 열과 전기를 동시에 생산하는 열병합발전(CHP)을 적용시켜보아 그 타당성을 검토하였다. 또한 예측할 수 없는 변수인 풍속이나 발전시스템 비용에 많은 부분을 차지하는 배터리단가, 태양광모듈 단가 등의 영향에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 디젤발전 중심으로 운영되던 기존의 울릉도 전력공급 체계를 태양광, 풍력, 에너지저장장치(ESS)로 대체함으로써 에너지 자급자족을 이룰 수 있음을 확인하였다. 이러한 에너지공급시스템에서 전력수요의 93%를 풍력발전으로 공급하고, 7%를 태양광발전으로 공급하는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 울릉도의 독립적인 신재생에너지 발전시스템은 기존의 디젤발전시스템과 비교하여 연 평균 267억원의 비용절감, 신재생에너지 이용을 통한 에너지 소비절감, CO2 배출 절감으로 인한 친환경적, 경제적 효과를 동시에 가져 올 것으로 기대된다.
신재생에너지를 포함한 하이브리드 발전시스템의 경제성을 분석할 수 있는 HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable) 프로그램을 이용하여 독립적인 에너지그리드 시스템 최적화 설계를 수행하였다. 이 프로그램은 발전시스템에 필요한 디젤, 연료전지, 풍력, 태양광 및 배터리 등을 쉽게 적용 할 수 있으며, 다양한 범위의 발전 용량 및 다양한 변수들을 고려하여 최적의 발전시스템을 설계하고 그 경제성을 분석할 수 있다. 본 연구에서는 도서지역인 울릉도에서 열병합발전 이용한 지역난방과 신재생에너지원의 이용을 극대화하면서 안정적이고 경제적인 에너지시스템을 최적화 설계하고, 이에 대한 실제 적용 가능성을 시뮬레이션 통해 고찰하였다. 에너지저장장치(ESS)를 추가하여 에너지 자급자족이 가능한 친환경적이고 경제적인 에너지시스템을 설계하고, 최적의 발전 용량을 계산하였고 독립적인 신재생에너지 발전시스템의 적용 가능성을 확인하였다. 또한 열과 전기를 따로 생산하여 공급하던 에너지 시스템에 열과 전기를 동시에 생산하는 열병합발전(CHP)을 적용시켜보아 그 타당성을 검토하였다. 또한 예측할 수 없는 변수인 풍속이나 발전시스템 비용에 많은 부분을 차지하는 배터리단가, 태양광모듈 단가 등의 영향에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 디젤발전 중심으로 운영되던 기존의 울릉도 전력공급 체계를 태양광, 풍력, 에너지저장장치(ESS)로 대체함으로써 에너지 자급자족을 이룰 수 있음을 확인하였다. 이러한 에너지공급시스템에서 전력수요의 93%를 풍력발전으로 공급하고, 7%를 태양광발전으로 공급하는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 울릉도의 독립적인 신재생에너지 발전시스템은 기존의 디젤발전시스템과 비교하여 연 평균 267억원의 비용절감, 신재생에너지 이용을 통한 에너지 소비절감, CO2 배출 절감으로 인한 친환경적, 경제적 효과를 동시에 가져 올 것으로 기대된다.
Nowadays, a study to commercialize smart-grid and micro-grid in various electric energy network is actively progressed in the power generation field of the isolated, island and CES area. In addition, the interest in climate change issues and the efficient use of energy are increasing. And isolate po...
Nowadays, a study to commercialize smart-grid and micro-grid in various electric energy network is actively progressed in the power generation field of the isolated, island and CES area. In addition, the interest in climate change issues and the efficient use of energy are increasing. And isolate power systems and renewable energy sources are being increasingly recognized as cost-effective generation sources. Therefore, reliable and affordable energy system design and optimization were investigated by simulating the actual application possibilities for that while maximizing the use of renewable energy sources in Ulleung-do. In this paper, the modeling, optimization and simulation of the system were performed using HOMER(Hybrid Optimization Model for Electric Renewable) software. HOMER is the optimal design software that can analyze the economics of the hybrid power system including a renewable energy and it was developed by the NREL(National Renewable Energy Laboratory) institute in USA. It is not only possible to easily apply diesel generator, a fuel cell, wind power, solar and battery but also design optimal power generation system and analyze the economic with considering the power capacity and the number of variables in a wide range. Original island power system consists of diesel generation that has high cost of energy. As an alternative eco-friendly and economic energy system has a self-sufficient system of energy is designed by adding renewable energy source and energy storage system. In this process, calculated optimal power capacity and confirmed applicability of independent renewable development power system. As a result, it is expected to get the effect of energy conservation using renewable energy, economical electricity production and CO2 emission reduction in case of constructing independent renewable development power system in island area.
Nowadays, a study to commercialize smart-grid and micro-grid in various electric energy network is actively progressed in the power generation field of the isolated, island and CES area. In addition, the interest in climate change issues and the efficient use of energy are increasing. And isolate power systems and renewable energy sources are being increasingly recognized as cost-effective generation sources. Therefore, reliable and affordable energy system design and optimization were investigated by simulating the actual application possibilities for that while maximizing the use of renewable energy sources in Ulleung-do. In this paper, the modeling, optimization and simulation of the system were performed using HOMER(Hybrid Optimization Model for Electric Renewable) software. HOMER is the optimal design software that can analyze the economics of the hybrid power system including a renewable energy and it was developed by the NREL(National Renewable Energy Laboratory) institute in USA. It is not only possible to easily apply diesel generator, a fuel cell, wind power, solar and battery but also design optimal power generation system and analyze the economic with considering the power capacity and the number of variables in a wide range. Original island power system consists of diesel generation that has high cost of energy. As an alternative eco-friendly and economic energy system has a self-sufficient system of energy is designed by adding renewable energy source and energy storage system. In this process, calculated optimal power capacity and confirmed applicability of independent renewable development power system. As a result, it is expected to get the effect of energy conservation using renewable energy, economical electricity production and CO2 emission reduction in case of constructing independent renewable development power system in island area.
주제어
#HOMER 마이크로그리드(micro-grid) 독립형그리드(off-grid) 도서지역 신재생에너지 최적화 설계 민감도분석
학위논문 정보
저자
정민지
학위수여기관
서울과학기술대학교
학위구분
국내석사
학과
화학공학과
지도교수
김래현
발행연도
2015
키워드
HOMER 마이크로그리드(micro-grid) 독립형그리드(off-grid) 도서지역 신재생에너지 최적화 설계 민감도분석
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