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문제 정의
- 본 논문은 해상 인프라 비용을 효과적으로 고려한 해상풍력발전단지의 경제성 분석 방법을 제안한다. 이 논문의 핵심은 두 가지이다.
가설 설정
- 하지만 이 유형은 오직 해저지반이 양호한 조건에서만 적합한 유형이다. Monopile 유형은 20m 이내에서 경제적이다. 하지만, 수심이 20m 이상이거나 터빈의 설비용량이 5 MW 이상인 경우엔 Monopile의 직경의 증가로 시공 상 제약이 발생하여 경제성이 떨어진다.
- 기초지지대의 비용(foundation cost)은 터빈의 비용 다음으로 큰 비중을 차지한다. 기초지지대의 유형은 다양하다. 입지의 수심, 파력(波力), 해저지반 등 조건에 따라 적합한 유형이 다르다.
- 보통 해안과의 이격거리가 멀어질수록 풍황이 좋아지는 것으로 알려져 있지만[17], 이에 관한 구체적인 자료를 획득할 수 없었다. 따라서 본 논문에서는 해안과의 이격거리가 1km 늘어날 때 50 m 높이의 연간 평균풍속은 0.01m/s씩 커진다고 가정하였다. 해안과의 이격거리가 0 km인곳의 50 m 높이의 연간 평균풍속과 와이블 분포의 모수는 각각 4.
- 식 (9)을 보면, 로터의 기계적 출력에 따라 효율이 변한다는 사실을 알 수 있다. 로터의 기계적 출력에 따라 효율이 음의 값을 나타내는 경우도 발생할 수 있는데, 그 경우엔 발전기가 전기적 출력을 내지 않는다고 가정한다.
- 표 4는 경제성 평가를 위한 재무적 가정을 보여준다. 아울러, 본 연구에서 초기자본비용은 1차년도 초에 overnight cost로 투입되며 그 외 모든 비용과 수입은 매차년도 말에 발생한다고 가정한다.
- 기초지지대의 유형은 다양하다. 입지의 수심, 파력(波力), 해저지반 등 조건에 따라 적합한 유형이 다르다. 수심에 따른 유형별 경제성을 비교해보았을때, 모든 수심 영역에서 Gravity base 유형이 가장 경제적인 것으로 알려져 있다.
- 또한, 해저케이블은 전압 수준에 따라 중압케이블, 고압케이블 등으로 나눌 수 있다. 중압케이블과 고압케이블은 모두 내부케이블이나 외부케이블로 사용될 수 있다. 용도별, 전압수준별 해저케이블의 종류와 그 길이에 대한 정보를 바탕으로 해저케이블 총비용을 산정할 수 있다.
- 이 논문의 핵심은 두 가지이다. 첫째, 해상풍력발전단지의 비용 모델링과정에 해상 인프라의 비용을 효과적으로 고려했다. 해저케이블 및 해상변전소 비용, 그리고 기초지지대의 비용을 해안과의 이격거리 및 수심과의 관계로 나타내었다.
- 는 내부케이블 중 케이블-j의 길이 [km]를 의미한다. 한편, 해상변전소 비용은 터빈의 설비용량에 비례하여 증가한다고 가정한다. 다만, 단지의 규모와 해안과의 이격거리에 따라 해상변전소가 불필요한 경우도 있다[10].
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