[논문]풍력 및 태양광 에너지의 복합발전 시스템

김신효; 김재준; 배철오; 김현수; 엄한성; 안병원

풍력 및 태양광 에너지의 복합발전 시스템
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김신효 (목포해양대학교) , 김재준 (목포해양대학교) , 배철오 (목포해양대학교) , 김현수 (목포해양대학교) , 엄한성 (목포해양대학교) , 안병원 (목포해양대학교)

신${\cdot}$재생에너지라고 불리는 대체에너지는 무공해, 무한정의 다양한 자연에너지의 특성과 이용기술을 활용하여 화석연료를 사용하는 기존에너지를 대체하는 에너지이다. 이에 따라 본 연구에서는 태양광 발전과 풍력발전의 에너지 발생 현황을 살펴보고 목포해안지역에 풍속, 풍향, 계절 등의 기상조건의 변화에 따른 데이터를 분석하여 목포해안지역에서 경제적이고 효율적인 복합발전시스템의 적용 가능성을 제안해 보고자 한다.

As the interest in environmental pollution increases acknowledging that interrelated energy and environment problem, the use of renewable energy is uprising. Among the renewable energy resource, Wind and Solar energy has no environmental impact and use unlimited resource. Solar power is not available during the night time, the wind power can be used as a natural supplement Data of irradiance and wind speed recorded in average day for years are used. These data are used to obtain the probability average power of wind and solar systems. In this paper, A technique that can lay the foundation fot building the wind and solar power systems of a southwest area in a optimal way.

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문제 정의

이러한 배경으로 풍력및 태양광 발전의 기상조건과 운전특성을 고려한풍력 및 태양광으로 구성된 복합 발전시스템의연구개발이 추진되고 있으며 두 시스템이 일간, 연간으로 서로 상반된 기상특성을 가지고 있으므로 상호보완적으로 활용한다면, 에너지를 보다 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다E. 이에따라 우리 대학에 있는 풍력 및 태양광 발전시스템의 데이터를 수집하여 일사량, 온도 , 풍속, 풍향 등의 기상조건의 변화에 따른 데이터를 비교 하여 목포해 안지역 에 적 합한 복합발전 시 스템을 제안해보고자 한다.

대상 데이터

그 외에 각종 측정 입출력 제어 및 부하 스위칭 설비 제어장치 등으로 구성된다. 데이터 수집에 이용된 우리대학에 설치되어 있는 복합발전 시스템의 구성도이다.

성능/효과

한국전력공사의 2004년도 에너지 통계 조사결과기에 의하면 목포지역 가구당 월평균 전력사용량은 전체 201[kWh]로 나타나있다. 가구당 일일 전력사용량은 약 7[kWh]이므로 본 시스템의 평균 발전량 1481.22[kWh]은 약 7가구가 월평균 사용할 수 있는 전력량임을 알 수 있다.
분산을 통해 데이터를 정리하여 보았으며 풍력발전 10[kW]를 기준으로 태양광발전을 l[kW]〜 1이kW]까지 복합발전량을 비교 결과 가장 편차의차이가 작은 3[kW]가 가장 이상적이라고 예측되어 진다.
11는 2004년도 1월~5월까지 태양광 발전량을월별 평균으로 나타내었다. 총 발전량은 581.7[kWh]이고 월평균 생산량은 116.34[kWh]임을 알 수 있으며 가장 발전량이 적은 1월과 49.74[kWh]의 차이를 보이며계절별 특성을 많이 작용 하는 것을 알 수 있다.
10는 2003년도 5월~12월까지 태양광 발전량을 월별 평균으로 나타내었다. 총 발전량은 833.4[kWh] 이고 월평균 발전량은 104.18[kWh]임을 알 수 있으며 12 월에 가장 작은 48[kWh]을 발전 한 것을 알 수 있다.
3[kWh] 생산되었다. 총 발전량은 9871.8[kWh]이고 월평균 생산량은 1233.98[kWh] 로서 가장 적은 발전량과 약 283.59[kWh]의 차이를 보이는 것을 알 수 있으며 이런 부족한 부분에 대해서는 태양전지로 보완하여 월평균 발전량을 생산하여 전력이 부족한 일을 방지 할 수 있을 것이라 사료된다.
풍력발전을 기준으로 태양광발전의 복합발전량을 통한 발전량의 비율로써 가장 발전량이 적은 9월 복합발전량이 1080.9[kWh]로 평균발전량 1481.2기kWh]에 비해 400.32[kWh] 부족한 것을 알 수 있으며 태양광l[kWh] 의 월별 평균발전량이 108.85[kWh]이므로 3~4[kWh] 보완하면 태양광발전량이 월평균 435.4[kWh]가 더 발전되어 전력이 부족한 현상을 방지할 수 있는 것을 예측 할 수 있다.

후속연구

2.향후 과제로는 생산된 잉여 전력을 우리대학 내에가로등 등에 이용 할 수 있는 방안 검토와 더불어 본 논문에서 제안한 3〜4[kW]의 풍력 및 태양광발전 시스템 을 설치하여 예측한 데 이 터 와 동일한지 를 알아볼 필요가 있다.
재생에너지라고 불리는 대체에너지는, 무공해, 무한정의 다양한 자연에너지의 특성과 이용기술을 활용하여 화석연료를 사용하는 기존에너지를 대체하는 에너지이다. 이러한 배경으로 풍력및 태양광 발전의 기상조건과 운전특성을 고려한풍력 및 태양광으로 구성된 복합 발전시스템의연구개발이 추진되고 있으며 두 시스템이 일간, 연간으로 서로 상반된 기상특성을 가지고 있으므로 상호보완적으로 활용한다면, 에너지를 보다 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다E. 이에따라 우리 대학에 있는 풍력 및 태양광 발전시스템의 데이터를 수집하여 일사량, 온도 , 풍속, 풍향 등의 기상조건의 변화에 따른 데이터를 비교 하여 목포해 안지역 에 적 합한 복합발전 시 스템을 제안해보고자 한다.

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