국내 태양광 발전 에너지 저장장치 경제성 분석과 최적용량 평가에 관한 연구

Abstract

태양광(PV) 시스템과 연계된 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)에 대한 재생 에너지 인증서(REC)의 가중치가 적용되는 상황에서, BESS의 최적 용량을 평가하여 이익을 극대화하고 향후 지원 정책의 변화에 ​​대비할 필요가 있다. 또한 BESS 보급이 확산됨에 따라 설치비용 등이 안정화될 것이라는 분석에 기반을 두어 신재생에너지공급인증서 가중치는 점차 감소할 것으로 예상된다. 이러한 보급사업과 지원정책에도 불구하고 에너지저장장치 설비 투자에 대한 경제성 확보의 불확실성은 에너지저장장치의 전국적인 보급을 제약하는 원인 중 하나로 작용하고 있다. 정책적으로 REC 가중치가 감소하는 방향으로 갈려고 하는데 REC 감소에 따른 최적용량 산정 및 경제성 비교 평가를 통해 태양광 연계 에너지저장장치 정책의 건전한 성장을 유도하여 시장 확대 및 보급에 중요한 역할을 하고자 한다. 본 연구의 목적은 국내에서 운영되고 있는 태양광발전의 발전성능 데이터를 기반으로 PV-ESS 시스템의 경제성 평가를 분석하고 에너지 저장시스템의 최적 용량을 산정하는 것이다. 제주, 경북, 전남의 태양광발전시설을 대상으로 하였으며, 이 지역의 태양광발전시설은 일반 부지에 설치되는 것으로 가정하여 연구를 진행하였다. LCOE(Levelized Cost of Energy)는 전국 태양광 발전소의 시간당 발전 데이터와 충/방전 지침을 사용하여 다양한 조건에 대해 계산되었다. 그 결과 현재 REC 가중치 5.0하에서 BESS의 최적 용량은 전국 태양광 용량의 2.8배인 것으로 결정되었다. 전국 최저, 평균, 최고 일사량을 갖는 제주, 경북, 전남의 참고사례에서는 일사량이 낮을수록 BESS 연계에 의한 경제적 편익이 높은 것으로 확인되었다. 향후 REC 가중치를 낮추면 BESS의 최적 용량도 감소하게 된다. 추후 REC 가중치 감소 정책에 이러한 결과가 반영되어 PV-BESS 연계 정책의 건전한 성장을 유도하여 시장 확대 및 보급에 활용할 수 있으며 정부 정책에 기반을 두어 보급이 확대되고 있는 지상 태양광 발전의 발전단가(LCOE)를 일사량 및 REC가중치를 통해 분석결과를 제시함으로서 신재생에너지 시장의 투명성을 제고하고 관련정책수립에 기여하고자 한다.