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
- 본 연구에서는 10kW 급 태양광발전기 2개와 10kW 급 풍력발전기 3개를 기반으로 한 독립형 풍력기반 smart microgrid system 설치에 적합한 도서지역 선정을 위해 전남 도서지역 8개에 대한 경제성 및 발전량에 관한 시뮬레이션을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
- HOMER 소프트웨어를 이용하여 각 도서지역의 신재생에너지원의 전력 생산 비율 및 경제성 분석을 하였고, 현재 각 도서지역에 설치되어 있는 독립발전소와 독립형 풍력기반 smart microgrid system 적용 시 경제성 분석에 대한 내용을 비교하였다.
- 각 장비에 대한 capital cost는 실제 판매되는 비용을 기준으로 하였으며, replacement cost 및 O&M cost는 참고문헌(6-13)을 비교 검토하여 설정하였다.
- 각 장비에 대한 capital cost는 실제 판매되는 비용을 기준으로 하였으며, replacement cost 및 O&M cost는 참고문헌(6-13)을 비교 검토하여 설정하였다. 또한 경제성 분석 시 USD 단위로 계산되기 때문에 본 연구에서는 2013년 5월 21일 환율인 1113.5원을 적용하였으며, 디젤 연료비는 본 연구 대상 도서지역 중 유류단가가 확인되는 6개 지역의 2011년 유류단가 평균인 891원을 적용하여 경제성 분석을 진행하였다. 분석을 위한 제한조건은 HOMER에서 제공되는 기본조건들이 사용되었다.
- 본 연구에서 설정한 독립형 풍력기반 Smart Microgrid system은 신재생에너지원인 태양광, 풍력발전기 그리고 발전량 극변 및 부하 변동에 대처할 수 있는 디젤발전기, 컨버터, 배터리를 포함한 시스템으로 구성도는 Fig. 3과 같다. 태양광, 풍력발전기, 배터리는 DC로 연결되어 있으며, 컨버터/인버터를 통해 디젤발전기 및 AC부하와 연결되어 전력을 공급한다.
- 본 연구에서는 독립형 풍력기반 Smart Microgrid system에 적용할 10kW 급 풍력발전기 3개와 10kW 급 태양광발전기 2개의 설치가 적합한 도서 선정을 위해 전남 도서지역 8개에 대한 경제성 및 발전량에 관한 시뮬레이션을 실시하고, 그 결과를 비교하였다(HOMER 소프트웨어를 이용함).
대상 데이터
- 경제성 분석을 위한 converter inputs은 Table 6과 같다. 전력변환장치인 컨버터는 PCS, 인버터, 충전기 등을 포함하여 비용을 선정하였다.
- 태양광발전에 필요한 일사량 데이터는 NASA surface meteorology and solar Energy(14)을 참조하였으며, Fig. 4와 같다. 일사량은 8개 도서지역 모두 5월에서 가장 높게 나타났으며, 12월에서 가장 낮게 나타났다.
- 풍력발전에 필요한 바람 자료는 한국에너지기술연구원의 신재생에너지 자원지도(15)를 참조하였으며, 자원지도는 3kmX3km 해상도의 지상고도 50m 지점의 풍속으로 각 도서의 월별 풍속은 Fig. 5와 같다. 풍속은 2월에서 가장 높게 나타났으며, 6월에서 가장 낮게 나타났다.
이론/모형
- 5원을 적용하였으며, 디젤 연료비는 본 연구 대상 도서지역 중 유류단가가 확인되는 6개 지역의 2011년 유류단가 평균인 891원을 적용하여 경제성 분석을 진행하였다. 분석을 위한 제한조건은 HOMER에서 제공되는 기본조건들이 사용되었다.
성능/효과
- (1) 독립형 풍력기반 smart microgrid system 적용 시 우이도를 제외한 도서 지역에서 비용 절감이 가능하다는 것이 확인되었다.
- (2) 신재생에너지원의 전력 생산 비율이 가장 높은 도서는 중마도(80%)로 확인되었고, 가장 낮은 도서는 우이도(17%)로 확인되었다.
- (3) 8개 도서지역 중 신재생에너지원의 전력 생산 비율이 가장 높고, 가장 큰 Total NPC 차이를 보이며, 부하와 부하 변동량이 적은 중마도가 본 연구에서 제안하는 독립형 풍력기반 smart microgrid system 적용 도서로 가장 적합하다고 판단된다.
- Fig. 9는 신재생에너지원의 전력 생산 비율을 나타내며, 신재생에너지원의 전력 생산 비율이 가장 높은 도서는 중마도(80%)로 확인되었고, 가장 낮은 도서는 우이도(17%)로 확인되었다. 이는 신재생에너지원의 전력 생산량은 비슷하지만 도서지역의 월별 발전량의 상대적인 차이 때문이다.
- 각 도서지역에 대한 발전설비 현황은 Table 1과 같고, 120 가구인 우이도가 연간 발전량이 653,090kWh로 가장 높게 나타났으며, 20 가구인 중마도가 연간 발전량이 85,420kWh로 가장 낮게 나타났다. 각 도서지역의 월별 발전량은 Fig. 2와 같고, 월평균 발전량은 우이도가 54,424kWh로 가장 높게 나타났으며, 중마도가 7,118kWh로 가장 낮게 나타났다. 옥도와 우이도의 경우 대용량 부하시설(냉동창고, 상수도시설등)사용 여부에 따라 월별 발전량에 큰 차이가 있음이 확인되었다.
- 하지만, 신재생에너지의 발전량 보다 전력 사용량이 과도하게 큰 우이도의 경우, 신재생에너지원의 전력생산에 의한 디젤발전기의 연료 사용량 감소의 폭이 크지 않아 Total NPC가 상승하는 것으로 나타났다. 독립형 풍력 기반 hybrid system이 적용된 8개 도서지역 중 Total NPC저감이 가장 큰 도서는 중마도로 파악되었다(48% 절감).
- 761m/s 이다. 바람자료 분석에 중요한 척도인 와이블 분포를 확인하면 미세한 차이는 보이나 모두 비슷한 경향이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 풍속의 와이블 분포는 Fig.
- 이는 신재생에너지원의 전력 생산량은 비슷하지만 도서지역의 월별 발전량의 상대적인 차이 때문이다. 본 연구에서 제안한 시스템 용량은 50kW로 월별 발전량이 상대적으로 낮은 중마도에서는 신재생에너지원의 전력 생산 비율이 높게 확인되고, 월별 발전량이 상대적으로 높은 우이도에서는 신재생에너지원의 전력 생산 비율이 낮게 확인된다.
- 독립형 풍력기반 smart microgrid system 적용 시 신재생에너지원의 사용으로 인한 연료 절감과 디젤발전기 노후로 인한 교체비용 절감으로 초기투자비를 극복하고 Total NPC를 줄일 수 있다. 하지만, 신재생에너지의 발전량 보다 전력 사용량이 과도하게 큰 우이도의 경우, 신재생에너지원의 전력생산에 의한 디젤발전기의 연료 사용량 감소의 폭이 크지 않아 Total NPC가 상승하는 것으로 나타났다. 독립형 풍력 기반 hybrid system이 적용된 8개 도서지역 중 Total NPC저감이 가장 큰 도서는 중마도로 파악되었다(48% 절감).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.