Transcript 4주제_발표자료(이노벤투스)

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친환경 Hybrid system
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Contents
신재생 하이브리드 발전
풍력
소형풍력 적용현황
소형풍력 적용 시 고려사항
Hybrid 가로등
기술력 / 설치사례
신재생 하이브리드
발전
신재생 하이브리드 발전
신재생 하이브리드 발전
- 신재생에너지원의 상호 장점을 고려하여 조합한 발전 방식
태양열
수소 에
너지
석탄액
화가스
화
태양광
신재생
풍력
하이브리드
연료전
지
바이오
매스
발전
폐기물
에너지
소수력
해양 에
너지
지열
신재생 하이브리드 발전
국내외 신재생에너지 수요전망
< 지식경제부 신재생에너지 보급 계획 >
풍력
풍력
풍력발전
- 바람의 힘을 (블레이드를 이용해) 회전력으로 전환시켜 (발전기로부터) 발생되는
유도전기를 저장 또는 수요자에게 공급하는 발전기술
전기
Energy
기계적
Energy
바람의
운동 E
Blade
Generator
풍력
왜.. 많은 신재생에너지중 풍력인가?
- 신재생에너지중 설치비용 및 설치 소요면적이 작음
- 중공업 위주의 우리나라 산업구조에 적합
- 건설기간이 가장 짧음(전력수요 신속대응 가능)
< 발전방식에 따른 소요면적 비교 >
< 에너지원별 설치단가 >
풍력
풍력발전의 장단점
청정 에너지
높은 초기 투자 비용
No Emission
부지확보의 어려움
No Fuel Cost
풍력발전
소음등 각종 민원소지
검증된 기술
기상조건에 따른
출력변동
관광자원 활용 가능
높은 수준의
계통연계 기술
풍력
풍력시장 분류
- 해상풍력 : 대형 발전사업 단지, 바람의 질에 의한 발전량이 좋으며 민원 및 소음
감소
- 도시형풍력 : 필요한 개소에 적정용량 추가 설치, 저소음의 도시 미관 형성
풍력 에너지 시장
대형 풍력발전 단지 부
문
도시형 소형풍력발전기
부문
소형풍력 적용현황
소형풍력 적용현황
소형 풍력 세계시장
 소형 풍력 : 100kW 이하의 풍력 발전기
 소형풍력발전 용도별 구분
- 1kW 이하의 micro 풍력발전 : 독립형 발전으로 사용
- 1~10kW 풍력발전 : 주거용 발전
- 10~100kW 풍력발전 : 상업 및 산업용 조명 시장 대응
 소형풍력 시장규모
- 2009년 세계시장 규모 : 2.1만기 / 1.9억달러 / 42 MW (2008년 대비 10% 증가)
- 2009년 미국시장 규모 : 9800기 / 0.83억달러 / 20.3 MW (2008년 대비 15%
증가)
- 한국시장 규모 : 세계시장의 5% 수준
< 자료 : 2010 AWEA 소형풍력 세계시장 >
소형풍력 적용현황
소형 풍력 적용 사례
< 순수발전용 >
< 주거용 >
< 농업용 >
< 조명용 >
소형풍력 적용 시
고려사항
소형풍력 적용 시 고려사항
풍력발전량
- Actual Wind Power = = 0.5 ρ A V3 Cp
ρ : 공기밀도 / A : 수풍면적 / V : 풍속
Cp(출력계수) = ηa x ηm x ηe
(기계적효율 x 전기적효율 x 공기역학적효율)
- 사용전력량을 높이려면
수풍면적(A)를 증가 시키고,
바람이 많은(V) 환경에,
출력계수(Cp)가 높은 풍력발전기를 적용해야
함
소형풍력 적용 시 고려사항
공기역학적 효율
- 이론적 최대 효율 : 59.3 % (베츠의 이론)
- 현재 개발된 발전기중 3엽 수평형의
안정성 및 효율이 최고 (48%)
- 수직형 풍력발전기중 다리우스형상의
풍력발전기의 효율이 가장 좋음 (40%)
- 다엽형 / 풍차식 / 사보니우스 형상의 경우
높은 토크의 펌프구동 등에 적합함
< 출처 : wind turbines / Springer >
소형풍력 적용 시 고려사항
풍력발전기 효율
- 풍력발전의 각종손실
전기에너
지
30 %
風
Energ
y
최소 공기역학손실
: 40.3% (Betz)
60 %
4%
6%
부가장치(인버터,기어박스,커플링,슬립
링 등)이 늘어날수록 손실량 증가
전기기계적 손실
공기역학적손실
(H-다리우스)
기계적손실
소형풍력 적용 시 고려사항
우리나라의 風 환경
- 해안가 및 산간지방에 고풍속의 방향성 바람 (강원도, 제주도 등)  수평형 풍력발전
- 도심의 경우 잦은 돌풍 및 주변환경에 의한 가변적 바람 (서울, 부산 등)  수직형
풍력발전
소형풍력 적용 시 고려사항
도시의 風 환경
- 주변 지형(나무, 건물, 구조물 등)에 따른 예측 불가능한 Turbulent Flow
- 계절, 시간, 날씨에 따라 수시로 바람방향 및 풍속이 변화
소형풍력 적용 시 고려사항
도시형 소형풍력발전기 설치
Hybrid 가로등
하이브리드 가로등
하이브리드 가로등
- 하이브리드 발전시스템(태양광+풍력)으로 생산된
전기를
이용해 LED lamp(부하)를 밝히는 친환경 시스템
- 구성
: 풍력발전기(Rotor + Generator)
: 태양광발전기(Solar module)
: 컨트롤 박스(하이브리드 컨트롤러 + 배터리 +
제어반)
: LED Lamp
: 기타 구조물(Pole + Foundation)
하이브리드 가로등
하이브리드 가로등 제어 기본구성
풍력 발전기 (3상
AC)
3상 정류
다이오드
(AC ⇒ DC 변환)
램프
ON/OFF
태양광 (DC)
배터리
충전
하이브리드 가로등
발전 방식
전기세감면
전기세부과
계량기
배터리
배터리
Invertor
발전량
여분
컨트롤러
< 독립형 >
컨트롤러
발전량
부족
< 계통연계형 >
SMPS
결론
결론
소형풍력 시스템의 기술적 장벽 및 목표
 소형풍력 발전의 신뢰성 회복 필요(풍력발전시스템 인증)
- 미국 내 설치된 소형풍력 75%는 without any test
- 중국산 저가 풍력업체와의 기술적인 차별성 확보
 생산 및 설치단가 감축
- 소형풍력발전의 설치단가는 대형에 비해 약 1.5~2배 수준
 손쉬운 설치 및 지속적인 유지관리
 타 에너지원과의 연계성 확보를 통한 안정적 전력공급
감사합니다.