독일 에너지청(Deutsche Energie-Agentur, dena)은 재생에너지 자원 확대가 전력망에 부과할 문제점들을 조사하고, 미래에 안정적인 전력공급을 보장하기 위해 필요한 조치를 제시하기 위한 연구에 착수하였다.

 

또한 재생에너지, 에너지저장 시스템, 전력소비 및 전자기기 이용의 유연한 제어가 어떻게 긍정적으로 이용될 수 있는가를 연구할 것이다. 이 연구결과는 2013년 말에 발표될 것으로 보인다. 풍력터빈과 태양에너지 시스템이 전력수요와 상관없이 전기를 생산함에 따라 전력 공급과 수요 간 균형을 유지할 수 있도록 하는 새로운 방법이 필요한 상황이다.

 

 따라서 이 연구는 앞서 언급한 에너지저장 시스템, 재생에너지 및 기타 대안들이 미래에 일종의 시스템 서비스로서 에너지 수급의 균형을 맞추는데 어떻게 활용될 것인가를 파악하는 것이다.

이번 연구는 또한 재생에너지 자원이 확대되고 전력 전달 거리가 길어지게 됨에 따라, 발전량과 전력소비량 간의 균형 유지가 더욱 중요한 과제가 되었음을 강조하고 있다. 전기가 전달되어야 하는 거리는 전반적으로 확대되고 있다. 전력망의 전압을 조정하는 문제 또한 증가하고 있다.

 

따라서 이 연구는 분산형 재생에너지 자원과 기타 대안들이 어떻게 전력망 운영을 지원하는지를 조사할 것이다. 이 연구결과에 기초하여 기술적, 규제적 조치가 검토될 것이며, 중단기 실행계획이 개발될 것이다.

 

이 분석은 전력망에 대한 시스템 서비스가 배전망에 연결된 발전기에 의해 공급될 수 있는지를 보여줄 것이며, 재생에너지, 저장시스템 또는 부하관리시스템이 어떤 역할을 할지 알려줄 것이다. 마지막으로 이 연구는 기존 발전소들이 최소한 어느 정도까지 기본적으로 요구되는지 또한 명확히 할 것이다.

dena는 송전시스템 및 배전망운영자, 재생에너지 프로젝트 개발업자, 전력망 및 시스템 기술 제조업체와의 협력의 일환으로 “System Services 2030”을 만들고 있다. 이 공동사업에 참여하고 있는 기업들에는 50Hertz Transmission GmbH, ABB AG, Amprion GmbH, BELECTRIC Solarkraftwerke GmbH, E.DIS AG, EnBW Regional AG, ENERCON GmbH, EWE NETZ GmbH, Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH, N-ERGIE Netz Gmbh, SMA Solar Technology AG, TenneT TSO GmbH, TransnetBW GmbH, Westnetz GmbH, Younicos AG.이 포함되어 있다.

GlobalData는 독일이 2022년까지 원자력발전을 재생에너지발전으로 대체하고자 하는데, 이는 곧 스마트그리드 기술의 성장을 동반할 것이라고 주장한다. 보다 강한 전력시스템이 대체 발전원을 지지하는데 필요하기 때문이다.

 

독일은 2011년 후쿠시마 원전사고 이후 단계적 원자력에너지 폐지 계획을 발표하였다. 후쿠시마 원전사고 이후 8기의 원자로가 폐기되었고, 원자력발전량은 2010년 133.01TWh에서 2011년 102.31TWh로 감소하였다.

 

2011년에 독일의 풍력 및 태양광 발전의 설비용량은 각각 29,264.8MW, 24,870MW이다. 이 규모는 에너지믹스에서 총 32%를 차지하는 방대한 용량이다. 그러나 원자력발전의 단계적 폐기 계획으로 인해 재생에너지 발전용량을 훨씬 크게 늘려야 하는 상황이다.

재생에너지 발전은 간헐적이며, 바람세기 또는 일사량에 따라 전압 변화가 심하게 나타날 수 있다. 첨두부하 시간대에 바람이 세게 불면 풍력발전량이 증가하여 송전망의 부하가 급증할 수 있다. 이러한 재생에너지의 간헐성 특징으로 재생에너지 보급이 늘어남에 따라 전압 및 주파수 변동이 보다 잦아질 것이며, 독일의 전력망 신뢰성이 위협받을 것이다.

 

전력망의 불안정성을 피하기 위해 스마트그리드 기술이 요구된다. 유연송전시스템(Flexible Alternating Current Transmission Systems, FACTS)은 빠른 유효 및 무효 전력 보상을 제공한다. 반면 D-VAR(Dynamic Volt-Amp Reactive) 시스템은 풍력단지의 전력망 상호연계지점에서 전압 교란이 일어나는지를 확인하고 실시간으로 무효전력을 제공한다.

에너지저장 시설은 이미 여러 군데에서 활용되고 있으나, 독일의 재생에너지를 효과적으로 활용하기 위해서는 보다 많은 저장시설이 필요하다. 바람이 많은 날에 독일 북부에 있는 풍력발전기로부터의 과잉 생산 에너지는 현재 이웃국가로 송전되고 있다. 그렇지만 그 이웃국가는 과도한 전력량에 의해 그들이 전력망이 과부하되는 상태에 처하고는 한다.

 

에너지저장 기술에 관한 다양한 연구 및 실증 프로젝트가 계속 진행되고 있다. 연료전지, 공기압축저장방식(Compressed Air Energy Storage, CAES), 양수발전(Pumped Hydro Storage, PHS) 등이 재생에너지의 과다 생산 발전량을 처리하는 해결책이 될 수 있을 것이다. 저장장치는 전력의 수급 균형을 유지하는 핵심 역할을 한다. 전력이 미래시기에 대비하여 저장될 수 있기 때문에 에너지거래의 안전성을 강화한다(GTnet2012080081).

 

 

 

 

Berlin, Germany --- (METERING.COM) --- September 3, 2013 - The German Energy Agency (Deutsche Energie-Agentur, dena) has launched a study to investigate the challenges posed to the grid by the expansion of renewable energy sources and the measures necessary to guarantee a stable supply of electricity in future.

 

It will also research how renewable energy, storage systems, flexible control of electricity consumption and the use of power electronics can contribute to providing system services. The results of the study are expected by the end of 2013.

 

As wind turbines and solar energy systems generate electricity regardless of demand, new methods are required to balance generation and demand at all times. Thus, the study examines the extent to which balancing energy can be provided as a system service in future by storage systems, renewable energy and other alternatives for instance.

 

The study also incorporates the fact that generation and consumption must be balanced over greater geographical distances as renewable energy sources expand. The distance over which electricity must be transported is increasing overall. The challenge of regulating voltage in the grid grows accordingly. Therefore, the study will investigate how decentralized renewable energy sources and other alternatives can support grid operation as availability of conventional power stations for this purpose decreases.

 

Based on the results of the study, technical, process-related and regulatory requirements will be examined and short to medium term action recommendations will be developed. The analysis will show whether system services for the electricity grid can also be provided by generators and loads connected to the distribution grids to an increasing extent, and which role renewable energy, storage systems or load management can play in this. Finally, the study will clarify the extent to which a continuous minimum conventional generation level will remain required.

 

dena is producing the “System Services 2030” study as part of a cooperation with transmission system and distribution grid operators, operators and project developers of renewable energy, as well as manufacturers of grid and system technology.

 

Companies involved include 50Hertz Transmission GmbH, ABB AG, Amprion GmbH, BELECTRIC Solarkraftwerke GmbH, E.DIS AG, EnBW Regional AG, ENERCON GmbH, EWE NETZ GmbH, Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH, N-ERGIE Netz Gmbh, SMA Solar Technology AG, TenneT TSO GmbH, TransnetBW GmbH, Westnetz GmbH, Younicos AG. The research partners are ef.Ruhr GmbH and Technical University of Dortmund, under the direction of Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz.