태양광발전기와 연계된 에너지저장장치 경제성 평가를 통한 최적 용량 산정 연구

Abstract

한국 정부에서는 신·재생에너지 보급을 활성화하기 위하여 신·재생에너지의무할당제 정책을 사용하여 일정 규모 이상의 발전 사업체들에게 일정 비율을 신·재생에너지로 공급하도록 하여 보급을 활성화시키고 있다. 현재 에너지저장장치 (Energy Storage System, ESS)는 설비가 고비용이기 때문에 신·재생에너지공급인증서 (Renewable Energy Certificate, REC) 가중치를 적용 받지 않는 시스템의 경우에는 단독 운행되는 태양광 발전기 (Photovoltaic, PV)보다 경제성이 낮게 나타난다. 따라서 PV에 BESS (Battery Energy Storage System)를 연계시킨 시스템이 경제성을 확보하기 위한 REC 가중치 조건에 대한 경제성 분석이 필요하다. 이러한 배경에서 본 연구는 전국 수평면 전 일사량과 BESS의 최적 용량과의 상관성에 대해서 알아보고 REC 가중치 감소에 따른 경제성은 발전량에 기초한 균등화 발전비용 (Levelized Cost of Energy, LCOE)을 통해 분석하고 최적 용량을 산정하였다. 분석 결과 최소/최대/중앙 값의 수평면 전 일사량을 가지는 PV에 BESS를 연계하는 경우 경제성을 높게 가지는 PCS (Power Conversion System) 용량은 동일하게 PV 용량의 0.4배였으며 BESS의 용량은 2.4~2.8배를 보였다. 이때 2019년과 2020년에 부과되는 REC 가중치를 적용하는 경우 단독 운행되는 PV보다 경제적 우위를 보였다. 하지만 신·재생에너지와 연계된 BESS의 REC가중치는 점차 감소할 것으로 예상되며 그에 따른 경제성이 발생하기 위해서는 BESS의 설치비용 하락이 절대적으로 필요한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 계통 연계형 BESS를 사용하여 PV의 발전량이 발전과 동시에 한국 전력 거래소로 보내지는 것으로 가정함으로써 전력수요를 고려하지 않은 한계가 존재한다. 향후 전력 수요를 고려하는 추가적인 분석이 필요하다.