학교 부하패턴 기반의 PV 경제운전을 위한 ESS 적정 용량 산정 및 운영방안 연구 A Study on Operation Planning and the Proper Capacity Estimation of ESS for PV Economic Operation based on School Load Patterns원문보기
제21차 UN기후변화협약 당사국 총회가 지난 2015년 말 프랑스 파리에서 개최되었고 파리 협약이 채택되었다. 이는 신 기후체제가 출범하였음을 의미하며, 전 세계 모든 나라가 온실가스 감축을 위해 노력하고 있다. 우리나라는 2030년까지 2030년 온실가스 배출전망치인 BAU 대비 37[%]의 온실가스를 감축해야 하며 목표 달성을 위해 ‘2030 신산업 확산전략’을 수립 발표하는 등 온실가스 감축을 위한 다양하고 강력한 정책들을 추진 중에 있다. ...
제21차 UN기후변화협약 당사국 총회가 지난 2015년 말 프랑스 파리에서 개최되었고 파리 협약이 채택되었다. 이는 신 기후체제가 출범하였음을 의미하며, 전 세계 모든 나라가 온실가스 감축을 위해 노력하고 있다. 우리나라는 2030년까지 2030년 온실가스 배출전망치인 BAU 대비 37[%]의 온실가스를 감축해야 하며 목표 달성을 위해 ‘2030 신산업 확산전략’을 수립 발표하는 등 온실가스 감축을 위한 다양하고 강력한 정책들을 추진 중에 있다. PV 등 신재생에너지는 온실가스 감축 대안으로 제시되면서 보급이 큰 폭으로 증가하고 있다. 특히 신축․증축 또는 개축하는 연면적 1,000[㎡]이상의 초․중․고등학교의 경우 ‘신에너지 및 재생에너지 개발․이용․보급 촉진법’에 의한 신재생에너지 설치의무화 대상이 되었다. 해당학교는 연간 사용이 예측되는 총 에너지 사용량 중 연도별로 부과된 비율만큼 PV 등 신재생에너지 생산량으로 공급해야 한다. 또한 ‘공공기관 에너지이용합리화 추진에 관한 규정’에 따라 계약전력이 1,000[kW] 이상인 경우 계약전력의 5[%]이상 ESS를 2017년 1월 1일부터 의무적으로 설치해야 한다. 이러한 정부 정책으로 인해 초․중․고등학교의 경우 2008년 9월 10일부터 신재생에너지 설치 의무 대상 기관이 되었고 이후 PV 설치가 빠르게 증가하였다. 이에 따라 PV가 설치된 일부 학교의 경우 일정 시간대에서는 부하량 보다 발전량이 많아지게 되어 잉여전력이 발생하고 있다. 그동안 열악한 교육재정 등을 감안하여 정부, 국회 등에서 교육용 전기요금 인하와 함께 잉여전력의 미활용 문제를 지속적으로 지적하였으나 제도적 보완이나 잉여전력의 경제적 운영방안에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 특히 2016년 일부 언론에서는 찜통교실, 냉장고 교실 등 교육환경의 문제점을 보도하기도 하였다. ESS 설치의무화 조치에서도 ESS 용량을 PCS 정격 용량만으로 규정함에 따라 ESS의 구체적 활용방안이나, 잉여전력을 경제적으로 활용할 수 있는 대안이 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 수도권에 소재한 초․중․고등학교 15개 학교의 학교별 35,040개 전력 부하 데이터 및 10개 PV발전소의 발전소별 35,040개 발전량 데이터를 수집 분석하였고, 잉여전력의 합리적 활용방안을 연구 수행하였다. 특히 ESS의 적정 용량선정 시 의무비율을 만족하면서 월별 최대수요전력 절감이 가능하도록 월별 에너지용량 최댓값을 반영하여 선정하였다. 경제적 운영 방안을 위해 잉여전력을 활용하여 ESS 충·방전, EHP 냉·난방 개선 및 상계 또는 프로슈머가 가능한 운전 알고리즘을 제안하였다. 학교 부하특성에 따른 방학, 학기 중, 주중, 주말 특성과 계절별 특성 및 교육용 전기요금의 기본요금 적용기준인 매월 최대수요전력 절감 방안을 구현하였고 B/C, NPV, IRR 등 경제성 평가를 수행하여 타당성을 검증하였다. 본 논문이 COP21 이후 온실가스 감축을 위해 노력하고 있는 국제사회와 정부 정책 및 신재생에너지 보급 활성화에 기여함은 물론 교육재정 개선과 교육용 할인제도 신설 등 정책적 보완에도 불구하고 찜통 교실 논란이 지속되고 있는 미래 세대에 대한 작은 배려가 되기를 바래본다.
제21차 UN기후변화협약 당사국 총회가 지난 2015년 말 프랑스 파리에서 개최되었고 파리 협약이 채택되었다. 이는 신 기후체제가 출범하였음을 의미하며, 전 세계 모든 나라가 온실가스 감축을 위해 노력하고 있다. 우리나라는 2030년까지 2030년 온실가스 배출전망치인 BAU 대비 37[%]의 온실가스를 감축해야 하며 목표 달성을 위해 ‘2030 신산업 확산전략’을 수립 발표하는 등 온실가스 감축을 위한 다양하고 강력한 정책들을 추진 중에 있다. PV 등 신재생에너지는 온실가스 감축 대안으로 제시되면서 보급이 큰 폭으로 증가하고 있다. 특히 신축․증축 또는 개축하는 연면적 1,000[㎡]이상의 초․중․고등학교의 경우 ‘신에너지 및 재생에너지 개발․이용․보급 촉진법’에 의한 신재생에너지 설치의무화 대상이 되었다. 해당학교는 연간 사용이 예측되는 총 에너지 사용량 중 연도별로 부과된 비율만큼 PV 등 신재생에너지 생산량으로 공급해야 한다. 또한 ‘공공기관 에너지이용합리화 추진에 관한 규정’에 따라 계약전력이 1,000[kW] 이상인 경우 계약전력의 5[%]이상 ESS를 2017년 1월 1일부터 의무적으로 설치해야 한다. 이러한 정부 정책으로 인해 초․중․고등학교의 경우 2008년 9월 10일부터 신재생에너지 설치 의무 대상 기관이 되었고 이후 PV 설치가 빠르게 증가하였다. 이에 따라 PV가 설치된 일부 학교의 경우 일정 시간대에서는 부하량 보다 발전량이 많아지게 되어 잉여전력이 발생하고 있다. 그동안 열악한 교육재정 등을 감안하여 정부, 국회 등에서 교육용 전기요금 인하와 함께 잉여전력의 미활용 문제를 지속적으로 지적하였으나 제도적 보완이나 잉여전력의 경제적 운영방안에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 특히 2016년 일부 언론에서는 찜통교실, 냉장고 교실 등 교육환경의 문제점을 보도하기도 하였다. ESS 설치의무화 조치에서도 ESS 용량을 PCS 정격 용량만으로 규정함에 따라 ESS의 구체적 활용방안이나, 잉여전력을 경제적으로 활용할 수 있는 대안이 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 수도권에 소재한 초․중․고등학교 15개 학교의 학교별 35,040개 전력 부하 데이터 및 10개 PV발전소의 발전소별 35,040개 발전량 데이터를 수집 분석하였고, 잉여전력의 합리적 활용방안을 연구 수행하였다. 특히 ESS의 적정 용량선정 시 의무비율을 만족하면서 월별 최대수요전력 절감이 가능하도록 월별 에너지용량 최댓값을 반영하여 선정하였다. 경제적 운영 방안을 위해 잉여전력을 활용하여 ESS 충·방전, EHP 냉·난방 개선 및 상계 또는 프로슈머가 가능한 운전 알고리즘을 제안하였다. 학교 부하특성에 따른 방학, 학기 중, 주중, 주말 특성과 계절별 특성 및 교육용 전기요금의 기본요금 적용기준인 매월 최대수요전력 절감 방안을 구현하였고 B/C, NPV, IRR 등 경제성 평가를 수행하여 타당성을 검증하였다. 본 논문이 COP21 이후 온실가스 감축을 위해 노력하고 있는 국제사회와 정부 정책 및 신재생에너지 보급 활성화에 기여함은 물론 교육재정 개선과 교육용 할인제도 신설 등 정책적 보완에도 불구하고 찜통 교실 논란이 지속되고 있는 미래 세대에 대한 작은 배려가 되기를 바래본다.
The 21st UN Conference on Climate Change was held in Paris at the end of 2015, and agreement was adopted. This means that new climate system has been launched, and the whole world are trying to reduce greenhouse gas emissions. According to BAU, Korea should reduce 37 percent of greenhouse gases ...
The 21st UN Conference on Climate Change was held in Paris at the end of 2015, and agreement was adopted. This means that new climate system has been launched, and the whole world are trying to reduce greenhouse gas emissions. According to BAU, Korea should reduce 37 percent of greenhouse gases by 2030. Announced ‘2030 new industry strategy of expanding’, a variety of policies aimed at reducing greenhouse gas emissions for the attainment of goal. New sources of renewable energy, such as the PV, are increasing as they are proposed to reduce greenhouse gas emissions. Especially elementary, middle and high school of gross area over 1,000[㎡], such as new, extend or reconstruction building, shall supply new renewable energy following ‘new renewable energy law for develop, use, dissemination, promotion’. The amount of new renewable energy is decided assessed ratio among annual estimated using energy. According to ‘The regulation of public institution energy using and resonable propel’, if the contract power is over 1,000[kW], shall install ESS more than 5[%] of the contract power since 2017. Due to the government’s policy on elementary, middle and high schools, the duty installation establishment of renewable energy equipment was established on Sep. 10, 2008, and increased the PV installation rapidly. So, some schools in the PV installed occurred surplus power, a certain time more generated power than load power. The Government and the National Assembly pointed out not applicate surplus power with lower electricity charge, but a study on the economic management plan of surplus power or institution supplementation is insufficient. In particular, some media in 2016 reported that classroom problems were extremely hot and cold. Cause the ESS capacity was regulated only PCS’s rated capacity in the ESS duty installation regulation, lack alternative method for economical using surplus power or detailed usage method about ESS. In this thesis, analysis 35,040 load consumption data about 15 schools in the metropolitan area and 35,040 generated power data about 10 PV power plant, research resonable usage of surplus power load data. In particular, the selective capacity of ESS was chosen maximum value of the energy capacity as far as possible monthly peak cut and duty rate, proposed ESS charging&discharging, EHP improvement, net metering and available prosumer operation algorithm from using surplus power for economical management method. Following schools characteristic load such as vacation, term-time, weekday, weekend and season, implement saving method of monthly peak for reduced basic charge of education electrical charge and the economic evaluation such as B/C, NPV, IRR was conducted to validate feasibility based on the electric charges. Hope that this thesis will contribute to global society, government policy and renewable energy activation after COP21, also contribute to next generation in bad environment classroom despite policy supplementation.
The 21st UN Conference on Climate Change was held in Paris at the end of 2015, and agreement was adopted. This means that new climate system has been launched, and the whole world are trying to reduce greenhouse gas emissions. According to BAU, Korea should reduce 37 percent of greenhouse gases by 2030. Announced ‘2030 new industry strategy of expanding’, a variety of policies aimed at reducing greenhouse gas emissions for the attainment of goal. New sources of renewable energy, such as the PV, are increasing as they are proposed to reduce greenhouse gas emissions. Especially elementary, middle and high school of gross area over 1,000[㎡], such as new, extend or reconstruction building, shall supply new renewable energy following ‘new renewable energy law for develop, use, dissemination, promotion’. The amount of new renewable energy is decided assessed ratio among annual estimated using energy. According to ‘The regulation of public institution energy using and resonable propel’, if the contract power is over 1,000[kW], shall install ESS more than 5[%] of the contract power since 2017. Due to the government’s policy on elementary, middle and high schools, the duty installation establishment of renewable energy equipment was established on Sep. 10, 2008, and increased the PV installation rapidly. So, some schools in the PV installed occurred surplus power, a certain time more generated power than load power. The Government and the National Assembly pointed out not applicate surplus power with lower electricity charge, but a study on the economic management plan of surplus power or institution supplementation is insufficient. In particular, some media in 2016 reported that classroom problems were extremely hot and cold. Cause the ESS capacity was regulated only PCS’s rated capacity in the ESS duty installation regulation, lack alternative method for economical using surplus power or detailed usage method about ESS. In this thesis, analysis 35,040 load consumption data about 15 schools in the metropolitan area and 35,040 generated power data about 10 PV power plant, research resonable usage of surplus power load data. In particular, the selective capacity of ESS was chosen maximum value of the energy capacity as far as possible monthly peak cut and duty rate, proposed ESS charging&discharging, EHP improvement, net metering and available prosumer operation algorithm from using surplus power for economical management method. Following schools characteristic load such as vacation, term-time, weekday, weekend and season, implement saving method of monthly peak for reduced basic charge of education electrical charge and the economic evaluation such as B/C, NPV, IRR was conducted to validate feasibility based on the electric charges. Hope that this thesis will contribute to global society, government policy and renewable energy activation after COP21, also contribute to next generation in bad environment classroom despite policy supplementation.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.