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독립전력망 환경에서 풍력과 연료전지 하이브리드 시스템의 최적화

전문가 제언: ○ 재생에너지로서 풍력발전이나 태양광 발전 등이 독립 에너지원으로서 기존 전력계통으로부터의 전력공급이 어려운 도서나 산간벽지 등의 소규모 전원에 최근 이용되고 있다. 더구나 풍력발전은 재생에너지 중에서 가장 경제적이고 에너지 효율도 좋기 때문에 많이 활용되고 있다. 즉 발전단가도 태양광 발전과 비교하면 1/8 수준이고 소요 면적도 적다. 풍력발전에 소요되는 면적은 화력발전의 37%, 태양광발전의 41%에 불과하다.

○ 이러한 풍력발전이 특히 유럽의 독일이나 덴마크를 중심으로 기술개발도 활발할 뿐 아니라 풍력발전 설치용량도 증가하고 있는 추세이다. 그러나 풍력발전의 단점은 설치 장소와 환경에 따라서 풍속이나 풍력의 변화가 심하여 단독 에너지원으로 일정한 전력을 공급하기가 어려운 경우가 있다.

○ 따라서 이러한 풍력발전의 단점을 감안하여 다른 에너지 저장시설을 이용한 하이브리드 시스템이 최근 개발되고 있다. 즉 풍력의 변화가 심하여 기존 네트워크에 에너지 공급이 어려운 경우나 또는 네트워크의 제약으로 인한 풍력발전의 공급이 제한되는 경우가 있을 때 그 잉여 에너지를 다른 에너지로 변환하여 저장하였다가 필요시 사용하는 방법이다. 이렇게 하면 풍력발전의 이용률 향상은 물론 효율도 높일 수 있어서 발전단가도 더 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

○ 우리나라도 현재 민간이 조성한 풍력발전단지가 강원풍력(98㎿), 영덕풍력(39.6㎿) 및 제주한경풍력(6㎿) 등 총 발전용량이 175㎿ 정도로 선진국에 비하면 아직은 미미하지만, 그러나 이러한 풍력단지의 설치용량이 커지면 이 글에서 기술한 풍력-수소연료전지 하이브리드 시스템과 같은 에너지 저장시설이 필요할 것이며 이를 통하여 전력계통의 안정성과 전력품질을 향상시킬 수 있을 것이다.

저자: Emmanuel kasseris, Zissis Samaras, Dimitrios Zafeiris
자료유형: 학술정보