선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 태양광 발전시스템 경제성은 설치시 초기투자비뿐만이 아니라 정부보조금, 발전 전력량과 해당 주택의 전력사용량 및 발전된 전력의 비용절감액에 따라 좌우되며, 이외에도 이러한 경제적 요인인 물가, 전기료 상승률, 할인율 및 온실가스 저감량 혜택 등 제 요인에 영향을 받는다. 이에 본 연구에서는 국내 주거용 건물 중 단독주택을 대상으로 태양광 발전시스템 설치 시 여러 제요인에 대한 경제성 분석을 통해 주요인자를 파악하게 하여 태양광 발전시스템 보급시 참고자료를 제시하고자 한다.
제안 방법
- (4) 3가지 변수, 13개 인자의 인자범위를 선정하여 IRR, PBP, NPV 경제성 지표분석을 실시하여 지표범위에 따른 값들을 그림 1〜3에 제시하여 주요 인자를 파악하였으며, 이와함께 각 지표에 대한 기준모델 대비 각 인자항목별 증감률을 그림 4〜6에 함께 제시하여 그 항목별 민감도를 파악할 수 있도록 하였다.
- 본 연구에서는 서울지역 소재 주거용 건물에 3.0kWp의 태양광 발전시스템 설치시, 태양광발전시스템 경제성에 미치는 변수를 태양광 발전시스템과 전력사용량, 경제성의 3 가지 변수와 13개의 인자로 구분하여 IRR, PBP, NPV 지표를 선정, 경제성을 분석하여 다음과 같은 결과를 도출하였다.
- 태양광발전시스템 경제성은 크게 태양광발전 시스템, 전력사용량 경제성 부문의 3가지 변수유형으로 구분하여 볼 수 있으며, 본연구에서는 3가지 변수유형에 대해 각 인자 및 평가범위를 표 2와 같이 선정하고 기본모델 대비 경제성을 검토하였다.
대상 데이터
- 수행하였다. 평가방법으로는 세계적으로 그 타당성이 검증된 RETScreen을 이용하여 발전량과 경제성을 시뮬레이션 평가하였으며, 이때 외기온 및 일사량의 기후데이터는 서울지역 기상데이테)를 사용하였다.
이론/모형
- 경제성 지표로는 내부수익률(Internal Rate of Return, 이 하 IRR), 단순투자회 수기간 (Year-to-Positive cash flow, 이 하 PBP), 현가 (Net Present Value, NPV)지표를 이용하였으며 25년간의 LCC 평가를 수행하였다. 평가방법으로는 세계적으로 그 타당성이 검증된 RETScreen을 이용하여 발전량과 경제성을 시뮬레이션 평가하였으며, 이때 외기온 및 일사량의 기후데이터는 서울지역 기상데이테)를 사용하였다.
성능/효과
- (5) 본 연구에서는 13개의 선정 인자 중에서 특히 주택내 가구의 월전력사용량과 더불어 연간유지관리비가 경제성 지표에 상당한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 기본모델의 월전력사용량인 500kWh 에 비해 월사용량이 400kWh로 감소하면 IRR 9.
- 424。2를 적용하여 검토한 결과, 기본모델의 연간 발전량 3, 354kWh는 1.424。2의 온실가스 절감량에 해당되는 것으로 나타났으며, 태양광발전시스템의 시스템 효율을 변화시키면 절감량은 1.35〜 I. 4os로 기본모델 대비 -4.9〜4.2% 수준을 보이며, 설치유형을 일축식과 이축식으로 계획하게 되면 각각 1.61, 1.71% 로 13.4, 20.4% 증가하는 것으로 나타났다. 이로 인한 IRR값(기본모델 17.
- 4)으로 나타났다. IRR 지표에 대해 기준모델 대비 각 인자 항목별 IRR 증감률을 나타낸 것이 그림 4로, IRR을 높여줄 수 있는 인자에는 월전력사용량, 정부보조금, 전기료상승률, 설치유형, 초기투자비 등의 순서이며, IRR을 낮게 할 수 있는 인자에는 연간유지관리비, 월전력사용량, 정부 보조금 등의 순서인 것으로 나타났다.
- IRR 평가에서는 기본모델의 IRR 값 17.7% 대비, IRR값이 30% 이상으로 나타나는 인자에는 월전력사용량(600kMD, 정부보조금(86%) 으로 나타났으며, IRR값 20% 범위대를 나타내는 인자에는 전기료상승률(5%), 설치유형 (이축식), 설치유형(일축식), 전기료상승률(3%), 초기투자비(10%감소), 연간유지관리비(0.5%) 인 것으로 나타났다. 한편, 연간유지관리비 (3%)와 월전력사용량(400kWh) 인자는 IRR 값을 각각 4.
- NPV 지표에 대해 기준모델 대비 각 인자 항목별 NPV 증감률을 나타낸 것이 그림 6으로, NPV를 높게 해 줄 수 있는 인자에는 월전력사용량, 전기료상승률, 할인율, 설치유형, 정부보조금, 연간유지관리비 등이며, NPV를 낮게 할 수 있는 인자에는 연간유지관리비, 월전력사용량, 할인율 등의 순서인 것으로 나타났다.
- NPV 평가를 위해 각 인자항목별 평균과 표준편차를 구해 본 결과, 표준편차가 큰 인자는 월사용전력량(m=9, 569, a =6, 713)>전기료상승률(m = 11, 351, a =4, 372)>연간유지관리비 (m=5, 384, a=3, 952)>할인률(m=&391, a=2, 800)>정부보조금(m=7, 956, a=1, 710) >설치 유형 (m=9, 864, a=1, 445)>방위 각(m =6, 811, a=1, 116)>물가상승률(m=7, 861, a =799)>초기투자비 (m=7, 956, a =747)>경사각(m = 7, 175, a=6&)>인버터효율(m=7, 896, a =663)>MPC Losses(m=7, 956, a =288)> 온실가스절감혜택(m=8, 206, a =250) 으로 나타났다. NPV 지표에 대해 기준모델 대비 각 인자 항목별 NPV 증감률을 나타낸 것이 그림 6으로, NPV를 높게 해 줄 수 있는 인자에는 월전력사용량, 전기료상승률, 할인율, 설치유형, 정부보조금, 연간유지관리비 등이며, NPV를 낮게 할 수 있는 인자에는 연간유지관리비, 월전력사용량, 할인율 등의 순서인 것으로 나타났다.
- NPV 평가에서는 기본모델의 NPV 값 8, 788 천원 대비, NPV값을 18, 000천원대 이상으로 높이는 인자에는 월전력사용량(600kWh), 전기료상승률(5%)이 있으며, NPV값이 10, 00 0〜15, 000천원 범위를 나타내는 인자에는 전기료상승률(3%), 할인율(2.5%), 설치유형(이축식), 설치유형(일축식), 정부보조금(86%), 연간유지관리비(0.5%)가 있는 것으로 나타났다. 한편, 연간유지관리비(3%)와 월 전력사용량(400kWh), 연간유지관리비(2%) 인자는 NPV값을 각각 -276, 2, 274, 3, 840천원으로낮추는 주된 인자로 파악되었다.
- 1)으로 나타났다. PBP 지표에 대해 기준모델 대비 각 인자항목별 PBP 증감률을 나타낸 것이 그림 5로, PBP를 낮추어 줄 수 있는 인자에는 월전력사용량, 정부보조금, 설치유형, 전기료상승률, 초기투자비 등의 순서이며, PBP를 높게 할 수 있는 인자에는 연간유지관리비, 월전력사용량, 정부보조금, 방위각 등의 순서인 것으로 나타났다.
- PBP 평가를 위해 각 인자항목별 평균과 표준편차를 구해 본 결과, 표준편차가 큰 인자는 연간유지 관리 비 (m=7.8, a = 3.1)>월사용전력량(m=6.1, a=2.6)>정부보조금(m=5.6, a= 1.9)>방위각(m=6.2, a =0.6)>초기투자비 (m=5.6, a=0.6)>설치유형 (m=5.0, a =0.5) >경사각(m=6.0, a=0.3)>전기료상승률(m =5.4, a=0.3)>인버터효율(m=5.6, a =0.3)> MPC Losses(m=5.6, a =0.1)>온실가스 절감 혜택(m=5.5, a=0.1)>물가상승률(m=5.6, a=0.1)으로 나타났다. PBP 지표에 대해 기준모델 대비 각 인자항목별 PBP 증감률을 나타낸 것이 그림 5로, PBP를 낮추어 줄 수 있는 인자에는 월전력사용량, 정부보조금, 설치유형, 전기료상승률, 초기투자비 등의 순서이며, PBP를 높게 할 수 있는 인자에는 연간유지관리비, 월전력사용량, 정부보조금, 방위각 등의 순서인 것으로 나타났다.
- PBP를 증가시키는 가장 큰 인자로는 연간유지 관리 비(3%)와 월 전력사용량(400kWh)으로 PBP는 12.8, 9.6년인 것으로 나타났으며, 다음으로 정 부보조금(66%), 연간유지 관리 비 (2%), 방위각(서향)의 인자가 각각 7.9, 7.6, 7.0년인 것으로 평가되었다.
- 기본모델의 월전력사용량인 500kWh 에 비해 월사용량이 400kWh로 감소하면 IRR 9.2%, PBP 9.6년, NPV 2, 274천원으로 기본모델 대비 IRR 8.5% 감소, PBP 4.0년 증가, NPV 5, 682천원 감소가 되는 것으로 나타났으며, 월사용량이 600kWh 로 증가하면 IRR 31.8%, PBP 3.2년, NPV 18, 478천원으로 기본모델 대비 IRR 14.1% 증가, PBP 2.4년 감소, NPV 10, 522천원증가되는 것으로 나타났다. 한편, 기본모델의 연간유지관리비용 1%를 0.
- 1% 수준에서 변화하는 것으로 나타났다. 또한 설치시 방위각에 따라서는 남향대비 남서향과 서향에서는 연간발전량이 각각 3, 201kWh, 2, 832kWh 로 -4.6%, -15.6% 감소하며, 시스템 설치유형에서는 기본모델인 고정식 대비 방위각 추적의 일축식은 13.0%, 방위 및 경사각을 매시간 추적하는 이축식은 20.4% 발전량 증가를 나타낸다. 따라서 태양광 시스템 발전량 평가에서는 시스템 자체의 효율도 중요하지만, 시스템 설치유형 및 방위각, 경사각의 설치관련 요인이 더 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 설치시 각 지역별 지리적, 기후적 특성을 고려한 적정설치 산정과 더불어 고정식 이외 일축 및 이축 가변식 태양광 시스템에 대해서도 초기 투자비 증가를 포함한 보급방안에 대해서도 적극적 고려가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 인자값들의 변동폭을 고려하기 위해 각 인자 항목별 평균과 표준편차를 구해 본 결과, 표준편차가 큰 인자는 월사용전력 량(m= 19.6, a=9.3)>정부보조금(m=20.1, a = 7.7)>연간유지 관리 비 (m= 13.6, a=6.1)>전기 료상승률(m= 19.7, a=2.6)>설치유형 (m=20.3, a=2.0) >초기투자비 (m = 17.8, a =2.0)>방위각(m= 16.1, a= 1.6)>경사각(m= 16.6, a =0.9)>인버터 효율(m= 17.6, a=0.9)>물가상승률(m= 17.7, a=0.6)>MPC Losses(m= 17.7, a =0.4)> 온실가스절감혜택(m= 18.1, a=0.4)으로 나타났다. IRR 지표에 대해 기준모델 대비 각 인자 항목별 IRR 증감률을 나타낸 것이 그림 4로, IRR을 높여줄 수 있는 인자에는 월전력사용량, 정부보조금, 전기료상승률, 설치유형, 초기투자비 등의 순서이며, IRR을 낮게 할 수 있는 인자에는 연간유지관리비, 월전력사용량, 정부 보조금 등의 순서인 것으로 나타났다.
- 태양광 발전시스템의 발전량 및 경제성을 3가지 변수와 13개의 인자로 구분하여 시뮬레이션 평가한 결과, 표 3과 같이 기본모델의 경우 연간 발전량은 3, 354kWh, 초기투자비 20, 940천원, 연간 온실가스 절감량 1.42 t2, IRR 17.7%, PBP 5.6년, NPV 7, 956천원인 것으로 나타났으며, 13개 인자의 인자값을 변화시킨 경 우의 발전 량과 초기 투자비 , 온실가스절감량, IRR, PBP, NPV값과 기본모델 대비 변화율을 함께 제시하였다. 이 가운데, IRR, PBP, NPV의 시뮬레이션 결과를 크기 순으로 나타낸 것이 그림 1〜3이다.
- 4년 감소, NPV 10, 522천원증가되는 것으로 나타났다. 한편, 기본모델의 연간유지관리비용 1%를 0.5%로 가정하면 IRR 20.3%, PBP 5.0년, NPV 10, 014천원으로 기본모델 대비 IRR 2.6% 증가, PBP 0.6년 감소, NPV 2, 058천원증가되는 것으로 나타났으며, 관리비용을 3%로 가정하면 IRR 4.3%, PBP 12.8년, NPV -276천원으로 기본모델 대비 IRR 13.4% 감소, PBP 7.2년 증가, NPV 8, 232 천원 감소하는 것으로 나타나 태양광발전시스템의 부품수명 연장 등 유지관리비용 절감을 위한 관리계획이 매우 중요한 요인이 될 수 있음을 파악할 수 있었다.
- 5%) 인 것으로 나타났다. 한편, 연간유지관리비 (3%)와 월전력사용량(400kWh) 인자는 IRR 값을 각각 4.3, 9.2%로 낮추는 주된 인자로 파악되었으며, 15% 이하로 낮추는 인자에는 연간유지관리비(2%), 정부보조금(66%), 방위각(서향)인 것으로 나타났다.
- 5%)가 있는 것으로 나타났다. 한편, 연간유지관리비(3%)와 월 전력사용량(400kWh), 연간유지관리비(2%) 인자는 NPV값을 각각 -276, 2, 274, 3, 840천원으로낮추는 주된 인자로 파악되었다.
후속연구
- 4% 발전량 증가를 나타낸다. 따라서 태양광 시스템 발전량 평가에서는 시스템 자체의 효율도 중요하지만, 시스템 설치유형 및 방위각, 경사각의 설치관련 요인이 더 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 설치시 각 지역별 지리적, 기후적 특성을 고려한 적정설치 산정과 더불어 고정식 이외 일축 및 이축 가변식 태양광 시스템에 대해서도 초기 투자비 증가를 포함한 보급방안에 대해서도 적극적 고려가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 3가지 변수, 13개 인자로 범위를 한정하여 경제성을 평가하였으나, 보다 폭 넓은 인자선정 및 인자범위에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.