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Sep 09, 2023

집광형 태양광발전(CSP) 기술 현황 및 분석

집광형 태양광 발전(CSP) 기술은 유망한 재생 에너지입니다.

집광형 태양광 발전(CSP) 기술은 전 세계적으로 유망한 재생 에너지 기술입니다. 그러나 오늘날 이 기술은 많은 과제에 직면해 있습니다. 이러한 과제는 본 검토 연구에서 언급되었습니다. 처음으로 이 작업은 상태, 용량, 집광기 기술, 토지 이용 요소, 효율성, 국가 및 기타 여러 요소 측면에서 전 세계 약 143개의 CSP 프로젝트를 요약하고 비교했습니다.

또한 이 시스템의 확산에 직면한 다양한 과제는 열 전달 유체(HTF), 다양한 에너지 저장(ES) 기술, 냉각 기술, 물 관리 및 균등화 비용(LCOE) 측면에서 강조됩니다. 또한 CSP 작업의 적용 범위 내에서 HTF의 다양한 열물리적 특성을 비교합니다. 검토가 끝나면 태양광, 풍력, 지열을 포함한 다양한 재생 에너지원과 CSP의 다양한 하이브리드화 기술이 강조되고 비교됩니다. CSP 활용 선도국, 선도적인 집광기 기술, 적합한 ES 기술, LCOE 기반의 효율적인 하이브리드 기술 등이 결정된다. 본 연구에서 분석된 데이터는 시장에서 CSP의 미래를 예측하고 지구 온난화 가능성을 줄이는 데 기여하는 데 필수적입니다.

집중형 태양광 발전

열 에너지 저장

균등화 된 전기 비용

하이브리드 재생에너지 시스템

열전달 유체

사하라 이남 아프리카 지역에서는 약 6억 명의 사람들이 전기를 공급받지 못하고 있으며, 약 9억 4천만 명이 요리를 위해 장작이나 숯과 같은 유해 연료에 의존하고 있습니다[1]. 대부분의 발전 시스템은 에너지를 저장하지 않습니다. 그렇게 하면 비용이 매우 많이 들기 때문입니다. 따라서 유틸리티는 수요를 충족시키기 위해 필요에 따라 증가하거나 감소하기 위해 더 많은 화석 연료 연소 시설을 활용해야 합니다. 그러나 이 전략은 이상적이지 않습니다. 왜냐하면 이들 발전소는 최대 전력에서 더 효과적으로 기능하기 때문입니다[2]. 전력 수요를 효과적으로 충족시키기 위해서는 에너지원 부족을 효과적으로 상쇄하기 위해 다양한 유형의 에너지 저장 시스템과 통합된 재생 에너지 시스템을 구현하는 것이 좋습니다. 2022년 전 세계 전력 소비량은 5.8% 증가할 것으로 예상됨에 따라 전 세계적으로 대규모 재생에너지 프로젝트가 설치되고 있다[3]. 그 결과 에너지 믹스에서 재생에너지가 차지하는 비중이 크게 늘어났다. 그러나 기존 에너지원의 부족을 보완하거나 대체하기 위해서는 추가적인 신재생에너지 프로젝트가 필요하다[4,5]. 그림 1-a에서 볼 수 있듯이 미국의 발전량 중 재생에너지 비율은 2050년 말까지 23% 증가할 것으로 예상됩니다. 또한, 그림 1-b는 미국의 재생에너지원의 역사와 전망을 보여줍니다. 태양 에너지는 51%의 비율로 미국 에너지 예상 전기 생산에서 중요한 역할을 할 것으로 예상되며 그 다음은 풍력 및 수력 발전 기술입니다[6,7]. 그림 2는 전 세계적으로 2050년 전력 생산량 내역 예측을 보여줍니다. 재생에너지가 전 세계 에너지 생산의 약 85%에 기여할 것으로 예상됩니다. 또한 풍력 에너지에 대한 의존도가 매우 높을 것으로 예상되며, 태양광 PV와 CSP에 대한 의존도가 4%로 약간 증가합니다.

태양광(PV)과 풍력은 주거용[8,9], 온실 건물[10], 농업[11], 담수화[12]와 같은 여러 응용 분야에서 태양 에너지와 풍력을 모두 전기로 변환하는 데 사용되는 가장 재생 가능한 에너지 기술입니다. ]. 그러나 이러한 에너지원은 가변적이어서 발전의 간헐성과 변동이 크다[13,14]. 이 문제를 극복하기 위해 연구자들은 이 발전소에 에너지 저장 시스템을 추가하는 타당성을 연구했습니다[15,16]. 집광형 태양광 발전(CSP)은 태양 에너지로부터 전기를 생산하는 유망 기술입니다. 열에너지 저장 장치(TES)는 태양광 발전의 잉여 열을 저장하고 필요할 때 활용하기 위한 CSP 플랜트의 중요한 요소입니다.