에너지저장장치(ESS)를 활용한 에콰도르 갈라파고스 섬의 그리드 안정화와 최적화 시스템설계와 경제성 분석

김유탁; 정수안; 차동민; 유어현

doi:10.5855/ENERGY.2022.31.2.029

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 김유탁 (한국전지산업협회) 정수안 (한국전지연구조합) 차동민 (한국전지산업협회) 유어현 (한국전지연구조합)

저널정보: 한국에너지학회 에너지공학 에너지 공학 제31권 제2호 (통권 제110호)

발행연도: 2022.6

수록면: 29 - 45 (17page)

DOI: 10.5855/ENERGY.2022.31.2.029

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

에콰도르 정부는 갈라파고스 제도의 생태계를 보호하고자 2016년에 ‘갈라파고스 제도 화석연료 제로화(Zero Fossil Fuel Initiative)’ 정책을 수립하여 2025년까지 100% 친환경 재생에너지를 통한 전력공급을 목표로 하고 있다[1-3]. 갈라파고스 제도는 육지에서의 송전선 연결이 어려워 디젤발전기로 전기를 생산하고 있으며, 신재생에너지 기술, 전력저장장치(ESS, Energy Storage system) 관련 기술이 부족하여 신재생에너지원에서 생산된 전력을 효율적으로 활용하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내에서의 다양한 신재생에너지와 ESS 실증경험을 바탕으로 신재생에너지와 연계한 배터리에너지저장시스템 실증을 위한 용량산정, 안정적인 전력운영 시뮬레이션, 경제성 분석을 통해 타당성을 제시하고자 한다.
현재는 디젤발전기를 중심으로 전력시시스템을 운영하고 있으며, TOC(Total Operation Center)에서의 EMS(Energy Management system) 확인결과 송전전압은 13,8㎸, 전력수요는 2,994㎾, 풍력발전은 43㎾이다. 디젤발전으로 인해 예비율이 33%로 높은 수준으로 예비율을 낮출 수 있는 모니터링 장비 혹은 수요예측 장비는 미흡하고 디젤발전 운전에 대한 특별한 운영시나리오는 없으며. 일년 중 주요 피크는 여름철이며, 겨울대비 약 2배 이상의 수요가 발생, 일일 피크는 주로 저녁 7시 경으로 가정용 수요가 주원인으로 예상된다. 2019년과 2020년의 전력계통의 사고사례 7건에 대한 분석을 통해 전력계통의 안정화를 위한 방안을 조사분석하였으며, 원인추정 가능한 5개 사례 중 배전선로 사고가 3건, 발전원 쪽 사고가 2건으로 ESS를 통한 빠른 주파수 응답으로 인해 사고 예방을 가져올 수 있고 또한 정전시 배터리를 비상전으로 사고 원인 제거 및 복구 때까지 부하에 공급할 수 있다.
신재생에너지와 ESS의 직접편익과 비용의 금전적 가치를 비교하여 측정한 프로젝트의 B/C(Benefit/Cost) 비율을 보면, 본 프로젝트의 경제적 타당성에 영향을 주는 인자는 할인율과 디젤연료 가격임을 알 수 있다. 시나리오는 1∼5의 경우 디젤연료의 가격에 따라 경제성이 확보 될 수 있는 가격은 시나리오 2의 디젤연료의 가격이 US$0.7인 경우이며, 특히 디젤관련 운송비용을 추가하는 경우 디젤가격의 증가는 발전비용의 증가로 프로젝트의 경제성이 높아지는 것을 알 수 있다. 유가의 영향을 고려한 B/C 비율의 범위는 7% 할인율을 기준으로 0.87부터 1.44까지이며, 최근에 고려되고 있는 탄소감축을 고려함으로써 경제성을 높일 수 있을것으로 기대된다.

The Ecuadorian government established the ’Zero Fossil Fuel Initiative’ policy in 2016 to protect the ecosystem of the Galapagos Islands, and aims to supply electricity through 100% eco-friendly renewable energy by 2025 [1- 3]. In the Galapagos Islands, it is difficult to connect power lines on land, so electricity is produced by diesel generators. Due to the lack of new and renewable energy technology and power storage system (ESS)-related technology, it is not possible to efficiently utilize electricity produced from new and renewable energy sources. Therefore, in this study, based on the experience of demonstrating various new and renewable energy and ESS in Korea, the feasibility is presented through capacity calculation, stable power operation simulation, and economic analysis for the demonstration of battery energy storage system in connection with new and renewable energy.
Currently, the power system is operated mainly by diesel generators, and as a result of EMS verification at the TOC, the transmission voltage is 13,8㎸, the power demand is 2,994㎾, and the wind power generation is 43㎾. Monitoring equipment or demand forecasting equipment that can lower the reserve ratio to a high level of 33% due to diesel power generation is insufficient, and there is no special operating scenario for diesel power generation operation. The above demand is generated, and the daily peak is mainly around 7pm, which is expected to be the main cause of household demand. Methods for stabilizing the power system were investigated and analyzed through the analysis of 7 accident cases in the power system in 2019 and 2020. Accident prevention can be brought about due to the fast frequency response through ESS as a gun, and the battery can be supplied to the load as an emergency power source in case of power failure until the cause of the accident is eliminated and restored.
Looking at the B/C ratio of the project measured by comparing the monetary value of the direct benefits and costs of renewable energy and ESS, it can be seen that the factors affecting the economic feasibility of this project are the discount rate and the price of diesel fuel. In Scenarios 1 to 5, the price at which economic feasibility can be secured depending on the price of diesel fuel is the case where the price of diesel fuel in Scenario 2 is US$0.7. It can be seen that the increase in cost increases the economic feasibility of the project. The range of B/C ratio considering the effect of oil price is from 0.87 to 1.44 based on the 7% discount rate, and it is expected that economic feasibility can be improved by considering carbon reduction that is being considered recently.

#주파수조절 #배터리에너지저장장치 #신재생에너지연계 #경제성분석 #정전 #Frequency Regulation #Battery Energy Storage System #Renewable energy relation #Economic Analysis #Black-out

참고문헌 (0)

참고문헌 신청

참고문헌이 DBpia에서 서비스 중이라면, [참고문헌 신청]을 통해 등록해보세요

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문의 저자 정보

김유탁

소속기관 한국전지산업협회

주요연구분야 공학 > 기계공학 > 자동차공학 공학 > 재료·에너지공학 > 기타 재료·에너지공학

논문수 12 이용수 1,594

정수안

소속기관 한국전지연구조합

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 기타 재료·에너지공학

논문수 2 이용수 404

차동민

소속기관 한국전지산업협회

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 기타 재료·에너지공학

논문수 2 이용수 404

유어현

소속기관 한국전지연구조합

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 기타 재료·에너지공학 공학 > 기계공학 > 자동차공학

논문수 4 이용수 581

이 논문과 함께 이용한 논문

외솔광장 : 새마음 운동은 한글 순화 운동

김우석 나라사랑 1977 .06

영원히 지켜주고 싶은, 에콰도르 갈라파고스 제도

정민아 , 오재철 지반(한국지반공학회지) 2020 .09

V2G 시스템 기반 전기차의 ESS 활용성 및 경제적 분석

차승연 , 김문겸 대한전기학회 학술대회 논문집 2023 .07

재난 재해 대응의 효율성 제고를 위한 선진 설비시스템 연구

김장욱 대한건축학회 학술발표대회 논문집 2022 .04

신재생에너지 전력 변동성 보상을 위한 ESS 계통 및 수소저장시스템에 대한 연구

박상현 , 말릭 무하마드 압둘라 , 이주한 외 4명 한국신·재생에너지학회 학술대회 초록집 2022 .04

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (0)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문의 저자 정보

이 논문과 함께 이용한 논문

최근 본 자료

댓글(0)