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다중 터빈 방식의 풍력-태양광 하이브리드 시스템

전문가 제언: ○ 독일은 전체 전기 생산량 중 재생가능 에너지의 생산 비중을 2020년까지 20%로 확대한다는 목표를 수립하였고, 중국은 2020년까지 재생가능 에너지 전력 생산량을 2012년의 6배로 확대한다는 계획을 발표하였다. 2013년 세계 풍력발전 설치용량은 318GW 이고, 최근 풍력에너지가 가장 성숙된 신재생 에너지 기술로 인식되면서 급속히 발전하고 있다.

○ 본문에 대형 풍력터빈을 다중 소형 풍력터빈으로 대체한 새로운 형식의 풍력-태양광 하이브리드 시스템을 제안하고, TRNSYS 소프트웨어를 사용하여 다중터빈 풍력-태양광 하이브리드 시스템의 전기적 성능을 기존 시스템과 비교 분석하였다. 기후조건이 다른 지역에 설치하여 실험하였더니 남쪽 지방에서 풍력발전 출력이 더 높게 나타났다.

○ 똑같은 용량을 가진 2종류의 풍력-태양광 하이브리드 시스템을 설치하여 전기 출력을 측정하고, TRNSYS 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션 하였다. 낮은 풍속 영역에서는 다중터빈 풍력-태양광 하이브리드 시스템이 기존 시스템보다 더 많은 출력을 발생하였고, 시뮬레이션 결과는 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

○ 예로 20MW 용량의 풍력발전시스템에서, 4개의 5MW 터빈, 45개의 444kW 터빈의 두 가지 경우에 대해 운전정비 비용을 비교해 본 결과, 45 x 444kW 터빈은 4 x 5MW 터빈 비용의 89% 수준까지 감소하였다. 소형 풍력터빈은 보다 낮은 풍속에서 시동할 수 있으므로 다중 터빈 하이브리드 시스템은 보다 많은 에너지를 획득할 수 있다.

○ 독립형은 수요량과 발전량을 최적 관리하기 위한 설계 및 제어기술 개발이 중요하고, 계통 연계형은 최대부하에 대한 기여, 태양광-풍력-에너지 저장장치, 최적 용량 설계기술이 중요하다. 국내에도 신옥테크, 윈드렉스 등은 풍력 태양광 하이브리드 발전시스템을 공급하고 있지만, 산학연이 협력하여 기간의 안정적인 통합 및 운영 기술, 출력 예측에 의한 성능향상 기술 등의 개발에 집중하여야 한다고 생각한다.

저자: Qunwu Huang , Yeqiang Shi , Yiping Wang , Linping Lu , Yong Cui
자료유형: 니즈학술정보