태양광 발전 패널과 ESS가 적용된 건물의 피크부하제어에 따른 전력사용량 절감효과 분석 - 정진우(Jin Woo Jeong); 구보경(Bo Kyoung Koo) (설비공학 논문집, 33(7), 2021)
본 연구에서는 태양광 발전 시스템이 설치된 저에너지 사무소 건물에 ESS를 설치하여 건물 내 전력 사용량과 배터리에 의한 피크제어 및 총 전력 사용량 저감 효과를 분석하였다. 이에 따라 얻은 결론은 다음과 같다. (1) 대상건물에 설치된 태양광 발전 패널(36 kW)에 의하여 연간 45,000 kWh의 전력이 생산되며 건물 내 전력 사용량의 22%의 공급이 가능하다. (2) 동계 전력 사용량이 하계에 비하여 약 4배 높았으며 이는 전기보일러에 의한 전력사용량이 매우 높았기 때문인 것으로 판단된다. (3) 건물 내 에너지 사용량은 10시~14시 구간에 피크를 기록하였지만, 태양광 발전에 의하여 실제 전력 피크 발생 구간은 6시~8시, 18~20시 구간이며, 피크 값은 약 9 kWh 감소하였다. (4) 10 kW의 피크목표값을 설정하여 ESS를 운영한 결과, 측정기간인 9~10월, 대부분의 기간 중 피크제어가 가능하였으며 측정기간 동안 5.83%의 그리드 전력 사용량을 저감할 수 있었다. 본 연구에서는 비난방기간인 9~10월 동안의 피크 제어를 통한 전력 사용량을 분석하였으며, 동계의 경우 대상건물의 보일러 및 EHP 사용량에 따라 최대 전력이 60 kW까지 소요되고 있기 때문에 태양광 발전이 불가능한 흐린날 주간의 경우 본 시스템의 최대 방전출력인 20 kW까지 피크 제어가 가능할 것으로 판단된다. 이와 관련해 추후 연구에서는 동계 및 하계에 대한 피크 제어 분석을 수행하고 연간 전력 사용량 절감 효과를 분석할 예정이다. 본 연구 결과는 제로에너지 건축물 확산을 위한 기초자료로써 활용 될 수 있을 것으로 판단되며, ESS 적용 저에너지 건물의 용도별 최적 운영 및 제어방안에 관한 연구를 추가적으로 수행할 예정이다. To cope with the obligatory zero-energy building, power consumption of low-energy buildings with solar modules installed and energy saving effects of energy storage devices were analyzed. (1) The installed PV module (36 kW) generated 45,000 kWh of electricity annually, supplying 22% of the electricity needed for the building. (2) Since power consumed by the boiler was very high, the power consumption in winter was about four times higher than that in the summer. (3) Energy consumption in the building peaked between 10 o’clock and 14 o’clock, but the actual peak period decreased by about 9 kWh from 6 to 8 o’clock and from 18 to 2 o’clock due to solar power generation. (4) The ESS was operated for two months (September-October) with a peak target value set at 10 kW. Peak control was available for most of the period. Power grid consumption was reduced by 5.83% during the measurement. KCI Citation Count: 0