아프리카 공적원조용 신재생 발전시스템의 최적설계

Abstract

아프리카의 전력 부족 문제는 이 지역의 발전을 가로막는 큰 장애요인이다. 아프리카 농촌지역은 인구밀도가 낮기 때문에 전력망 연결이 쉽지 않고 높은 투자비용, 높은 전력 요금이 발생한다. 따라서 전력난 해결을 위해 대규모 그리드계통에 연결하는 대신 마이크로 그리드가 효과적이다. 본 연구는 전력에너지 분야에서 공적개발협력이 필요한 개발도상국에 신재생 마이크로 그리드를 구축할 경우 그 최적의 용량을 산정하는 모형을 제시한다. 마이크로 그리드 실증사이트에 대하여 기후환경분석, 분산 전원 운영환경분석 및 예측을 통하여 마이크로 그리드의 경제성을 평가하고, 마이크로그리드의 구성 및 최적 전원구성방안을 수립한다. 여기서 최적화라는 것은 가장 경제적(초기 투자비 및 운영비용측면)으로 연계된 신재생에너지원의 이용률을 극대화하는 것이다. 마이크로 그리드는 주 전력인 신재생발전원과 예비전력인 디젤로 구성된다. 또한 신재생 발전시스템은 크게 태양광발전부와 풍력발전부, 에너지저장시스템(ESS)으로 구성된다. 이를 설치할 지역의 기후 조건과 인프라 상황을 분석하여 신재생발전원의 발전량을 계산하며, 경제성 분석을통해 가장 최적의 태양광 패널 개수와 풍력터빈의 개수를 구하게 된다. 또한 에너지 수지 누적 곡선을 이용하여 ESS 의 소요 용량을 계산하고 이를 통해 ESS의 총 개수를 구하게 된다.