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전체 발전비용과 CO2 배출량에 관한 풍력발전의 실질 효과

전문가 제언: ○ 이 논문은 벨기에 Leuven 대학의 연구팀이 풍력발전의 종합적인 발전비용과 CO2 배출량에 관한 발전 효과를 분석한 내용이다.

○ 풍력발전 효과를 올바르게 조사하기 위해선 전체 발전 시스템 안에서 풍력터빈에 유념하여 총제적인 윤곽을 파악할 필요가 있다. 풍력터빈은 전체 발전 시스템의 발전량과 상호 연관이 있으므로 발전 시스템의 정지에서 오는 영향과 풍력터빈을 분리하는 것은 불가능한 일이다.

○ 이 논문은 발전비용과 CO2 배출량에 관한 풍력발전 효과를 결정하게 해주는 한편 풍력발전의 적절한 예보 불가능성을 모델링하는 시뮬레이션 방법을 제시하고 있다. 시뮬레이션 모델은 혼합형 선형 프로그래밍을 사용하며 또한 개량된 단위실행모델의 특징을 갖고 있다. 그리고 발전소에 관한 많은 기술적 문제점들을 감안해주고 있다.

○ 또한 풍력발전과 그의 제한된 예보 불가능성의 특징을 적절히 감안해서 특정한 연산방식이 개발되었다. 첫째 단계로 어떠한 풍력발전 예보를 적용하여서 1일 앞선 전규적인 단위실행 최적화 작업을 실시하였고 두 번째 단계로 실시간 처리를 하였다. 그리고 매시간 실제적인 풍력발전량을 감안하여서 발전소를 가동하였으며 급히 생성되는 예비전력은 틀린 풍력발전 예보를 극복하는 데에 사용하였다.

○ 이 방법은 다양한 혼합발전에 관심이 있는 벨기에의 사례에 적용하였다. 발전소에 관한 많은 기술 정보와 전력 수요량에 대한 프로필 및 몇 군데의 풍력발전소의 경험적 데이터 등을 이 시뮬레이션에 사용하였다. 연간 기준으로 풍력발전의 유익한 영향에 관하여 정확한 추정을 하였다.

○ 결과적으로 CO2 배출 저감량은 풍력발전 시설용량 ㎿당 1,260톤 수준에 도달하고 있으나 연료비 절감은 연간 풍력발전 시설용량의 ㎿당 약56,000euro로 나타나고 있다. 풍속 예보 오차가 발전비용과 CO2 저감에 큰 영향을 끼치지는 않는 것으로 보이나 시스템의 신뢰성에는 문제가 된다. 우리나라에서도 앞으로 풍력발전이 크게 확대될 것이므로 이 논문의 내용이 유익한 참고가 될 것으로 생각한다.

저자: Erik D. Delarue, Patrick J. Luickx, William D. Dhaeseleer
자료유형: 학술정보